振荡器、电子设备和移动体的制作方法
【专利摘要】本发明提供振荡器、电子设备和移动体，能够实现高于现有的恒温槽型石英振荡器（OCXO）的频率稳定性。振荡器（1）包含振荡元件（20）、使振荡元件（20）进行振荡的振荡电路（30）、对振荡元件（20）进行加热的发热元件（40）、对发热元件（40）进行控制的温度控制电路（60）、以及对振荡电路（30）的输出信号的频率温度特性进行校正的温度校正电路（10）。
【专利说明】振荡器、电子设备和移动体
【技术领域】
[0001]本发明涉及振荡器、电子设备和移动体。
【背景技术】
[0002]通信设备或测定器等的基准频率信号源中使用的石英振荡器要求输出频率相对于温度变化而高精度地稳定。一般地，作为可得到极高的频率稳定度的石英振荡器，公知有恒温槽型石英振荡器(OCXO:0ven Controlled Crystal Oscillator)(专利文献 I)。OCXO在被控制为恒定温度的恒温槽内收纳有石英振子，为了实现极高的频率稳定度，尽可能地减小恒温槽相对于周围温度变化的温度控制偏差是很重要的。
[0003]【专利文献I】日本特开2010-183228号公报
[0004]图16的(A)是示出在使用SC切石英振子的OCXO中不进行恒温槽温度控制时的频率温度特性的一例的图，图16的(B)和图16的(C)是放大图16的(A)的被虚线包围的部分而得到的图。该OCXO通过将恒温槽的温度保持在80°C附近，即使周围温度变化，也能够输出偏差较小的稳定的频率。恒温槽的精度根据产品而不同，但是，例如在周围温度在-40°C~80°C的范围内变化时，恒温槽以80°C为顶点变化±2°C的情况下，频率偏差为20ppb左右(图16的(B)的斜线部分)。另一方面，即使恒温槽的温度设定为80°C，在实际上向高温侧偏移2°C而成为82°C的情况下，当恒温槽以82°C为顶点变化±2°C时，OCXO的频率具有2次温度特性，其频率偏差为40ppb (图16的(C)的斜线部分)。
[0005]并且，振荡电路和频率调整电路也具有温度特性，该温度特性一般以如下方式发挥作用:相对于温度的上升，使OCXO的频率线性降低。因此，由于恒温槽的设定温度的偏移和电路的温度特性，本来应该平稳的OCXO的频率温度特性具有I次或2次成分。因此，在现有的OCXO中，存在很难满足极高频率稳定性的要求的问题。
【发明内容】
[0006]本发明正是鉴于以上问题而完成的，根据本发明的几个方式，可提供一种振荡器以及使用该振荡器的电子设备和移动体，能够实现高于现有的恒温槽型石英振荡器(OCXO)的频率稳定性。
[0007]本发明正是为了解决所述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下方式或应用例来实现。
[0008][应用例I]
[0009]本应用例的振荡器包含:振荡元件；使所述振荡元件进行振荡的振荡电路；对所述振荡元件进行加热的发热元件；对所述发热元件进行控制的温度控制电路；以及对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性进行校正的温度校正电路。
[0010]根据本应用例的振荡器，与现有的恒温槽型石英振荡器(OCXO)同样地进行控制以使振荡器的内部温度保持恒定，进而，即使由于周围的温度变化而使振荡器的内部温度稍微变化，也能够对振荡电路的输出信号的频率进行校正。因此，能够实现高于现有的恒温槽型石英振荡器(OCXO)的频率稳定性。
[0011][应用例2]
[0012]在上述应用例的振荡器中，也可以是，所述温度校正电路包含对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的I次成分进行校正的I次校正电路。
[0013]根据本应用例的振荡器，能够对频率温度特性的I次成分进行校正。
[0014][应用例3]、[应用例4]
[0015]在上述应用例的振荡器中，也可以是，所述温度校正电路包含对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的2次成分进行校正的2次校正电路。
[0016]根据本应用例的振荡器，能够对频率温度特性的2次成分进行校正。
[0017][应用例5]
[0018]在上述应用例的振荡器中，也可以是，所述温度校正电路包含对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的I次成分进行校正的I次校正电路、以及对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的2次成分进行校正的2次校正电路，独立地控制所述I次校正电路的动作和所述2次校正电路的动作。
[0019]根据本应用例的振荡器，能够结合频率温度特性，分别独立地控制I次校正电路和2次校正电路的选择、以及I次校正电路的校正内容的设定和2次校正电路的校正内容的设定等，因此，能够灵活且有效地对频率温度特性进行校正。
[0020][应用例6]、[应用例7]
[0021]在上述应用例的振荡器中，也可以是，能够独立地设定所述I次校正电路的校正和所述2次校正电路的校正分别有效还是无效。
[0022]根据本应用例的振荡器，能够结合频率温度特性，仅对I次成分进行校正，或者仅对2次成分进行校正，或者对I次成分和2次成分双方进行校正。
[0023][应用例8]、[应用例9]、[应用例10]、[应用例11],[应用例12]
[0024]在上述应用例的振荡器中，也可以是，能够在多个温度区域中分别独立地设定所述2次校正电路的校正参数。
[0025]根据本应用例的振荡器，能够按照每个温度区域选择是否对频率温度特性的2次成分进行校正，因此，能够灵活且有效地对频率温度特性进行校正。
[0026][应用例13]、[应用例14]、[应用例15]
[0027]在上述应用例的振荡器中，也可以是，所述2次校正电路包含差动放大电路，该差动放大电路具有被输入温度传感器的输出电压的第I晶体管、被输入参照电压的第2晶体管、以及将流过所述第I晶体管的电流与流过所述第2晶体管的电流之和控制为恒定的恒流源。
[0028][应用例16]
[0029]在上述应用例的振荡器中，也可以是，所述差动放大电路能够可变地设定被输入到所述第2晶体管的所述参照电压。
[0030]根据本应用例的振荡器，通过调整参照信号，能够任意选择作为频率温度特性的2次成分的校正对象的温度区域。因此，能够灵活且有效地对频率温度特性进行校正。
[0031][应用例17]
[0032]在上述应用例的振荡器中，也可以是，所述差动放大电路能够可变地设定所述恒流源的电流。
[0033]根据本应用例的振荡器，通过结合频率温度特性的2次成分的大小来调整恒流源的电流，能够灵活且有效地对频率温度特性进行校正。
[0034][应用例18]
[0035]在上述应用例的振荡器中，也可以是，所述2次校正电路包含多个所述差动放大电路，在多个所述差动放大电路中，被输入到所述第2晶体管的所述参照电压互不相同。
[0036]根据本应用例的振荡器，能够在多个温度区域中分别对频率温度特性的2次成分进行校正。因此，能够灵活且有效地对频率温度特性进行校正。
[0037][应用例19]
[0038]本应用例的电子设备包含上述振荡器。
[0039][应用例20]
[0040]本应用例的移动体包含上述振荡器。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1是本实施方式的振荡器的功能框图的一例。
[0042]图2是本实施方式的振荡器的剖视图的一例。
[0043]图3是示出振荡电路的一例的图。
[0044]图4是示出温度控制电路的一例的图。
[0045]图5是示出本实施方式的温度校正电路的结构例的图。
[0046]图6是本实施方式的2次温度校正的说明图。
[0047]图7是本实施方式的2次温度校正的说明图。
[0048]图8是本实施方式的2次温度校正的说明图。
[0049]图9是本实施方式的2次温度校正的说明图。
[0050]图10是本实施方式的温度校正的一例的说明图。
[0051]图11是本实施方式的温度校正的一例的说明图。
[0052]图12是本实施方式的温度校正的一例的说明图。
[0053]图13是本实施方式的电子设备的功能框图。
[0054]图14是示出本实施方式的电子设备的外观的一例的图。
[0055]图15是示出本实施方式的移动体的一例的图。
[0056]图16是现有的OCXO的频率温度特性的说明图。
[0057]标号说明
[0058]1:振荡器；2:壳体；3:部件搭载基板；4:部件搭载基板；5:IC ；6:外置部件；7:夕卜置部件；8:外置部件；10:温度校正电路；11:1次校正电路；12:2次校正电路；13:温度传感器；14:反相放大电路；15:输出电路；20:振汤兀件；30:振汤电路；40:发热兀件；50:感温元件；60:温度控制电路；70:电压产生电路；80:存储器；111:运算放大器；112:电阻；113:可变电阻；114:运算放大器；115:电阻；116:电阻；117:运算放大器；118:开关；119:开关；121:晶体管；122:晶体管；123:恒流源；124:开关；125:晶体管；126:晶体管；127:恒流源；128:开关；131:电阻；132:二极管；133:二极管；141:电阻；142:电阻；143:运算放大器；151:电阻；152:电阻；153:运算放大器；300:电子设备；310:振荡器；320 =CPU ；330:操作部；340:ROM ；350:RAM ；360:通信部；370:显示部；380:音频输出部；400:移动体；410:振荡器；420 ；430 ；440:控制器;450:电池；460:备用电池。
【具体实施方式】
[0059]下面，使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式不对权利要求书中记载的本发明的内容进行不合理限定。并且，以下说明的结构不全部是本发明的必要结构要件。
[0060]1.振荡器
[0061]图1是本实施方式的振荡器的功能框图的一例。并且，图2是本实施方式的振荡器的剖视图的一例。
[0062]如图1所示，本实施方式的振荡器I构成为包含温度校正电路10、振荡元件20、振荡电路30、发热元件40、感温元件50、温度控制电路60、电压产生电路70和存储器80。但是，本实施方式的振荡器I也可以构成为，省略或变更图1所示的结构要素的一部分，或者追加其它结构要素。
[0063]在本实施方式中，除了一部分部件(外置的电阻、电容器、线圈等)以外，振荡元件
20、发热元件40和感温元件50以外的电路部分由单芯片的IC5实现。但是，也可以由多个IC芯片实现电路部分，还可以将发热元件40、感温元件50设置在单芯片的IC5的内部。
[0064]如图2所示，振荡器I在部件搭载基板3的上表面搭载有IC5和电阻、电容器、线圈等的外置部件6、7、8。并且，与部件搭载基板3相对地设有部件搭载基板4，在部件搭载基板4的上表面搭载有发热兀件40和感温兀件50。在部件搭载基板4的下表面,在与发热元件40相对的位置搭载有振荡元件20。外置部件6、7、8、振荡元件20、发热元件40和感温元件50的各端子分别通过未图示的布线图案而与IC5的期望的各端子电连接。而且，以收纳部件搭载基板4、IC5、外置部件6、7、8、振荡元件20、发热元件40和感温元件50的方式，在部件搭载基板3上粘接壳体(或罩)2。该振荡器I将由壳体2和部件搭载基板3形成的空间作为恒温槽，由发热元件40进行控制以使恒温槽内部的温度保持恒定。
[0065]电压产生电路70根据从外部供给的电源电压VCC，产生振荡电路30的电源电压VA、温度校正电路10的基准电压VREFl、温度控制电路60的基准电压VREF2等。
[0066]温度校正电路10生成用于对振荡电路30的输出信号的频率温度特性进行校正的温度校正电压VC0MP。例如，温度校正电路10可以仅能够进行振荡电路30的输出信号的频率温度特性的I次成分的校正(以下称为I次校正)，也可以仅能够进行2次成分的校正(以下称为2次校正)，还可以能够进行I次校正和2次校正双方。并且，在能够进行I次校正和2次校正双方的情况下，温度校正电路10可以能够独立地设定I次校正和2次校正分别有效还是无效，也可以能够分别独立地设定I次校正的校正参数和2次校正的校正参数。进而，温度校正电路10还可以能够在多个温度区域(例如低温侧和高温侧冲彼此独立地进行2次校正。另外，温度校正电路10的具体电路结构例在后面叙述。
[0067]振荡电路30使振荡元件20以与温度校正电路10输出的温度校正电压VCOMP对应的频率进行振荡。
[0068]图3示出振荡电路30的一例。在图3所示的振荡电路30中，对可变电容元件(变容二极管)的一端施加温度校正电压VC0MP，根据其电压值，可变电容元件的电容值变化，由此，振荡频率变化。另外，也可以不使用可变电容元件，而是使用在振荡元件20的一端与地线之间并联连接分别与各个开关串联连接的多个电容元件(电容器)而构成的电容块，通过改变各开关的接通/断开的设定来改变电容块的电容值，由此改变振荡频率。
[0069]作为振荡元件20,例如可以使用SC切或AT切的石英振子、SAW(Surface AcousticWave)谐振器等。并且，作为振荡元件20，例如可以使用石英振子以外的压电振子、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振子等。作为振荡元件20的基板材料,可以使用石英、钽酸锂、铌酸锂等压电单晶体、锆钛酸铅等压电陶瓷等的压电材料或硅半导体材料等。并且，作为振荡元件20的激励手段，可以使用基于压电效应的手段，也可以使用基于库仑力的静电驱动。
[0070]温度控制电路60根据配置在振荡元件20附近的感温元件50的输出电压，控制发热元件40的发热以使温度保持恒定。
[0071]作为发热元件40，例如可以使用通过流过电流而发热的元件(功率晶体管、电阻等)。并且，作为感温元件50,例如可以使用热敏电阻(NTC热敏电阻(Negative TemperatureCoefficient)、PTC (Positive Temperature Coefficient)热敏电阻等)、钼金电阻等。
[0072]例如，也可以将具有正斜率的温度特性的感温元件50配置在振荡元件20附近，温度控制电路60进行控制，以使在感温元件50的输出电压低于基准值时，电流流过发热元件40而使发热元件40发热，在感温元件50的输出电压高于基准值时，电流不流过发热元件40。
[0073]图4示出温度控制电路60的一例。在图4中，使用NPN型功率晶体管作为发热元件40，使用NTC热敏电阻作为感温元件50。在图4所示的温度控制电路60中，当温度降低时，感温元件50 (NTC热敏电阻)的电阻值上升，运算放大器的输入电位差增大。相反，当温度上升时，感温元件50 (NTC热敏电阻)的电阻值降低，运算放大器的输入电位差减小。运算放大器的输出电压与输入电位差成比例。在发热元件40 (NPN型功率晶体管)中，在运算放大器的输出电压高于规定的电压值时，电压值越高，流过电流而产生的发热量越大，在运算放大器的输出电压低于规定的电压值时，不流过电流，发热量逐渐降低。因此，控制发热元件40的动作，以使感温元件50 (NTC热敏电阻)的电阻值成为期望值，即保持期望温度。
[0074]存储器80是非易失性的存储器，存储有温度校正电路的设定信息(是否分别进行I次校正和2次校正的信息、I次校正的校正参数、2次校正的校正参数等)。存储器80例如可以通过 M0N0S (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)存储器等闪速存储器、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等实现。
[0075]在这种结构的本实施方式的振荡器I中，温度控制电路60根据由振荡元件20和电路部分的温度特性决定的振荡电路30的输出信号的频率温度特性进行控制，以使恒温槽的内部温度保持期望的温度(例如如果振荡元件20为SC切石英振子，则为频率最大的温度)。进而，由温度校正电路10对由于温度控制电路60的控制误差引起的恒温槽内部的实际温度与设定温度之差而产生的微小频率偏差进行校正。由此，能够实现高于现有的0CX0的频率稳定性。
[0076]接着，对能够校正微小频率偏差的温度校正电路的结构例进行详细说明。图5是示出本实施方式的温度校正电路的结构例的图。如图5所示，本实施方式的温度校正电路10构成为包含I次校正电路11、2次校正电路12、温度传感器13、反相放大电路14和输出电路15。但是，本实施方式的温度校正电路10也可以构成为省略或变更图5所示的结构要素的一部分，或者追加其它结构要素。
[0077]温度传感器13构成为包含电阻131和二极管132、133。电阻131对第I端子供给电源电压VCC，第2端子与二极管132的阳极端子连接。并且，二极管132的阴极端子和二极管133的阳极端子连接，二极管133的阴极端子接地。而且，电阻131的第2端子和二极管132的阳极端子的连接点的信号成为温度传感器13的输出电压VT1。例如，相对于1°C的温度上升，对二极管132、133各自的两端施加的电压分别降低大约2mV。因此，VTl相对于恒温槽的内部温度的变化以具有负斜率的方式线性变化。
[0078]I次校正电路11构成为包含运算放大器111、114、117、电阻112、115、116、可变电阻113和开关118、119。运算放大器111对非反转输入端子(+输入端子)输入温度传感器13的输出电压VT1，反转输入端子(-输入端子)和输出端子均与电阻112的第I端子连接。即，运算放大器111对温度传感器13的输出电压VTl进行缓冲并输出。电阻112的第2端子与运算放大器114的反转输入端子(_输入端子)和可变电阻113的第I端子连接。对运算放大器114的非反转输入端子(+输入端子)被输入基准电压VREF1，运算放大器114的输出端子与可变电阻113的第2端子、电阻115的第I端子和开关118的第I输入端子连接。电阻115的第2端子与运算放大器117的反转输入端子(_输入端子)和电阻116的第I端子连接。对运算放大器117的非反转输入端子(+输入端子)输入基准电压VREFl，运算放大器117的输出端子与电阻116的第2端子和开关118的第2输入端子连接。开关118的输出端子与开关119的第I端子连接，开关119的第2端子的电压成为I次校正电路11的输出电压(I次校正电压)。在开关119接通时，I次校正电压相对于温度传感器13的输出电压VTl的变化(相对于恒温槽的内部温度的变化)而线性变化。
[0079]通过改变可变电阻113的电阻值，能够改变I次校正电压相对于VTl的斜率的大小。并且，通过切换开关118，能够改变I次校正电压的斜率的极性(正或负)。进而，通过断开开关119，能够与VTl无关地始终使I次校正电压成为高阻抗，使I次温度校正无效。该I次校正电路11的校正有效还是无效的信息(开关119的接通/断开的信息)以及I次校正电路11的校正参数(可变电阻113的电阻值的信息、开关118的连接信息)存储在存储器80中。
[0080]反相放大电路14构成为包含运算放大器143和电阻141、142。电阻141的第I端子与运算放大器111的输出端子连接，第2端子与运算放大器143的反转输入端子(_输入端子)和电阻142的第I端子连接。对运算放大器143的非反转输入端子(+输入端子)输入基准电压VREFl，运算放大器143的输出端子与电阻142的第2端子连接。而且，运算放大器143的输出电压成为反相放大电路14的输出电压VT2。通过这种结构的反相放大电路14，得到以基准电压VREFl为基准对运算放大器111的输出电压(即VTl)进行反相放大后的电压VT2。因此，VT2相对于恒温槽的内部温度的变化以具有正斜率的方式线性变化。
[0081]2次校正电路12构成为包含NPN型的晶体管121、122、125、126、恒流源123、127和开关124、128。对晶体管121的基极端子输入恒定的参照电压VH，对晶体管121的集电极端子输入电源电压VCC。晶体管121的发射极端子和晶体管122的发射极端子均与恒流源123的第I端子连接，恒流源123的第2端子接地。对晶体管122的基极端子输入反相放大电路14的输出电压VT2，晶体管122的集电极端子与开关124的第I端子连接。由该晶体管121、122和恒流源123构成第I差动放大电路。在恒流源123中流过恒定电流ΙοΗ，在VT2=VH时，流过晶体管122的发射极-集电极间的电流IH=1H/2。而且，在VT2高于VH的范围内，VT2越高(恒温槽的内部温度越高)，IH越是非线性增大，越是接近ΙοΗ。另一方面，在VT2低于VH的范围内，VT2越低(恒温槽的内部温度越低)，IH越是非线性减小，越是接近O。
[0082]对晶体管125的基极端子输入反相放大电路14的输出电压VT2，对晶体管125的集电极端子输入电源电压VCC。晶体管125的发射极端子和晶体管126的发射极端子均与恒流源127的第I端子连接，恒流源127的第2端子接地。对晶体管126的基极端子输入与参照电压VH不同的恒定的参照电压VL，晶体管126的集电极端子与开关128的第I端子连接。由该晶体管125、126和恒流源127构成第2差动放大电路。在恒流源127中流过恒定电流1L，在VT2=VL时，流过晶体管126的发射极-集电极间的电流IL=1L/2。而且，在VT2低于VL的范围内，VT2越低(恒温槽的内部温度越低)，IL越是非线性增大，越是接近ΙοΗ。另一方面，在VT2高于VL的范围内，VT2越高(恒温槽的内部温度越高)，IL越是非线性减小，越是接近O。
[0083]开关124的第2端子和开关128的第2端子连接，其连接点的电压成为2次校正电路12的输出电压(2次校正电压)。因此，在开关124和开关128双方接通时，2次校正电压相对于反相放大电路14的输出电压VT2的变化(相对于恒温槽的内部温度的变化)，根据IL与IH之和而非线性变化。并且，在仅开关124和开关128中的一方接通时，2次校正电压相对于VT2的变化(相对于恒温槽的内部温度的变化)，根据IL或IH而非线性变化。进而，通过断开开关124和开关128双方，能够与VT2无关地始终使2次校正电压成为高阻抗，使2次温度校正无效。该2次校正电路12的校正有效还是无效的信息(开关124、128的接通/断开的信息)存储在存储器80中。
[0084]输出电路15构成为包含运算放大器153和电阻151、152。电阻151的第I端子与开关119的第2端子连接，第2端子与运算放大器153的反转输入端子(_输入端子)、电阻152的第I端子、开关124的第2端子和开关128的第2端子连接。对运算放大器153的非反转输入端子(+输入端子)输入基准电压VREF1，运算放大器153的端子与电阻152的第2端子连接。而且，运算放大器153的输出电压成为输出电路15的输出电压。这种结构的输出电路15输出将I次校正电路11的输出电压(I次校正电压)和2次校正电路12的输出电压(2次校正电压)相加而得到的电压，该电压成为温度校正电路10的输出电压即温度校正电压VCOMP。
[0085]当外部气体温度上升时，恒温槽的内部温度也稍微上升，当外部气体温度降低时，恒温槽的内部温度也稍微降低。例如，在将恒温槽的内部温度设定为振荡器I的频率最大的温度(例如80°C)的情况下，如果外部气体温度为基准温度(例如25°C)时的恒温槽的内部温度与设定温度一致，则在振荡器I的动作保证温度范围(例如_30°C?85°C)内，即使恒温槽的内部温度稍微(例如在78°C?82°C的范围内)变化，振荡器I的频率的频率偏差也较小。但是，当外部气体温度为基准温度(例如25°C)时的恒温槽的内部温度偏离设定温度时，动作保证温度范围(例如_30°C?85°C)的端部附近(例如_30°C附近或85°C附近)的频率偏差增大。因此，在本实施方式中，通过2次温度校正，有效降低该动作保证温度范围的端部附近的频率偏差。
[0086]图6~图9是用于说明本实施方式的2次温度校正的图。如图6的(A)所示，VTl相对于外部气体温度的-30°~85°C范围内的变化以负斜率变化。如图6的(B)所示，VT2相对于外部气体温度的-30°~85°C范围内的变化以正斜率变化。这里，例如对斜率进行调整，以使在外部气体温度为_30°C时，VT2=VL，在外部气体温度为85°C时，VT2=VH。于是，如图6的(C)所示，在外部气体温度为-30°C时，IL=1L/2，在外部气体温度为_30°C附近，当外部气体温度降低时，IL非线性增大。在外部气体温度为25°C或85°C时，IL~O。并且，如图6的(D)所示，在外部气体温度为85°C时，IH=1H/2，在外部气体温度为85°C附近，当外部气体温度升高时，IH非线性增大。在外部气体温度为25°C或_30°C时，IH~O。因此，2次校正电压在低温侧由IL决定，在高温侧由IH决定。
[0087]而且，如图7的(A)所示，通过改变流过恒流源127的电流1L，能够改变IL相对于外部气体温度变化的斜率。具体而言，1L越大，IL的斜率越陡峭。同样，如图7的(B)所示，通过改变流过恒流源123的电流ΙοΗ，能够改变IH相对于外部气体温度变化的斜率。具体而言，1H越大，IH的斜率越陡峭。因此，测定振荡电路30的输出信号的频率温度特性，调整1L或1H以对低温侧或高温侧的频率降低进行校正，由此，能够有效降低频率偏差的2次成分。
[0088]振荡器I的动作保证温度范围根据用途而变化，因此，需要结合动作保证温度范围进行2次温度校正。因此，在本实施方式中，通过变更参照电压VL或VH，对使得IL=1L/2的外部气体温度或使得IH=1H/2的外部气体温度进行变更。例如，如图8的(A)所示，在外部气体温度为-30°C、-20°C、-10°C时，VT2分别为VL1、VL2、VL3的情况下，如图8的(B)所示，通过分别设定为VL=VLU VL2、VL3，分别在-30。。、-20。。、-10。。时IL=1L/2。同样，例如，如图9的(A)所示，在外部气体温度为85°C、75°C、65°C时，VT2分别为VHU VH2、VH3的情况下，如图9的(B)所示，通过分别设定为VH=VHl、VH2、VH3j1i^85°C、75°C、65°C^IH=1H/2。因此，通过结合动作保证温度范围对参照电压VL或VH进行调整，能够有效降低频率偏差的2次成分。
[0089]这些2次校正电路12的校正参数(1L、1H、VL、VH的信息)存储在存储器80中。
[0090]在本实施方式的振荡器I中，温度校正电路10具有I次校正电路11和2次校正电路12，并且能够独立地控制I次温度校正和2次温度校正，因此，能够灵活地应对振荡电路30的输出信号的各个频率温度特性的校正。
[0091]例如，在仅对频率温度特性的I次成分进行校正即可的情况下，接通开关119，并且断开开关124和开关128。如图10的(A)所示，在频率温度特性相对于外部气体温度具有正斜率的情况下，设定开关118以使运算放大器114的输出端子和开关119的第I端子连接。如图10的(B)所示，在频率温度特性相对于外部气体温度具有负斜率的情况下，设定开关118以使运算放大器117的输出端子和开关119的第I端子连接。而且，在任何情况下，通过结合频率温度特性的斜率对可变电阻113的电阻值进行调整，均能够高精度地降低频率偏差。
[0092] 并且，例如，在仅对频率温度特性的2次成分进行校正即可的情况下，断开开关119，并且接通开关124和开关128中的一方或双方。如图11的(A)所示，在仅低温侧的频率降低的情况下，断开开关124，并且接通开关128，通过结合低温侧的频率降低对1L进行调整，能够高精度地降低低温侧的频率偏差。如图11的(B)所示，在仅高温侧的频率降低的情况下，接通开关124，并且断开开关128，通过结合高温侧的频率降低对1H进行调整，能够高精度地降低高温侧的频率偏差。如图11的(C)所示，在低温侧和高温侧的频率均降低的情况下，接通开关124和开关128，通过结合低温侧的频率降低对1L进行调整，并且结合高温侧的频率降低对1H进行调整，能够高精度地降低低温侧和高温侧的频率偏差。
[0093]并且，例如，在需要对频率温度特性的I次成分和2次成分双方进行校正的情况下，接通开关119，并且接通开关124和开关128中的一方或双方。如图12的(A)所示，在频率温度特性相对于外部气体温度具有正斜率，并且低温侧和高温侧的频率均降低的情况下，设定开关118以使运算放大器114的输出端子和开关119的第I端子连接，并且，接通开关124和开关128。如图12的(B)所示，在频率温度特性相对于外部气体温度具有负斜率，并且低温侧和高温侧的频率均降低的情况下，设定开关118以使运算放大器117的输出端子和开关119的第I端子连接，并且，接通开关124和开关128。而且，在任何情况下，通过结合频率温度特性的斜率对可变电阻113的电阻值进行调整，结合低温侧的频率降低对1L进行调整，结合高温侧的频率降低对1H进行调整，均能够高精度地降低频率偏差。
[0094]如上所述，通过独立地控制开关119、124、128，能够独立地设定I次校正电路11的校正和2次校正电路12的校正分别有效还是无效，因此，能够灵活地应对振荡电路30的输出信号的各个频率温度特性的校正。
[0095]如以上说明的那样，根据本实施方式的振荡器，与现有的OCXO同样，由温度控制电路60进行控制以使恒温槽的内部温度保持恒定，进而，即使由于周围的温度变化而使恒温槽的内部温度稍微变化，也能够由包含I次校正电路11和2次校正电路12的温度校正电路10高精度地校正振荡电路30的输出信号的频率。因此，能够实现高于现有的恒温槽型石英振荡器(OCXO)的频率稳定性。
[0096]并且，根据本实施方式的振荡器，能够独立地设定I次校正电路11的校正和2次校正电路12的校正分别有效还是无效，因此，能够结合振荡电路30的输出信号的频率温度特性，仅对I次成分进行校正，或者仅对2次成分进行校正，或者对I次成分和2次成分双方进行校正。
[0097]并且，根据本实施方式的振荡器，能够分别独立地设定I次校正电路11的校正参数和2次校正电路12的校正参数，因此，能够灵活且有效地对振荡电路30的输出信号的频率温度特性进行校正。
[0098]并且，根据本实施方式的振荡器，通过分别对2次校正电路12中包含的2个差动放大电路的参照信号VL、VH进行调整，能够分别独立地选择作为2次温度校正对象的2个温度区域。并且，通过分别对恒流源123、127的电流1L、1H进行调整，能够独立地控制IL、IH的拐点的斜率。因此，能够高精度地对振荡电路30的输出信号的频率温度特性的2次成分进行校正。
[0099]2.电子设备
[0100]图13是本实施方式的电子设备的功能框图。并且，图14是示出作为本实施方式的电子设备的一例的智能手机的外观的一例的图。
[0101]本实施方式的电子设备300构成为包含振荡器310、CPU (Central ProcessingUnit) 320、操作部 330、ROM (Read Only Memory) 340> RAM (Random Access Memory) 350>通信部360、显示部370和音频输出部380。另外，本实施方式的电子设备也可以构成为省略或变更图13的结构要素(各部)的一部分，或者附加其它结构要素。
[0102]振荡器310是在动作保证温度范围内生成频率偏差较小的时钟信号的振荡器。作为振荡器310，可以应用上述本实施方式的振荡器I。
[0103]CPU320根据R0M340等中存储的程序，使用振荡器310生成的时钟信号进行各种计算处理和控制处理。除此之外，CPU320还进行与来自操作部330的操作信号对应的各种处理、为了与外部进行数据通信而控制通信部360的处理、发送用于使显示部370显示各种信息的显示信号的处理、使音频输出部380输出各种音频的处理等。
[0104]操作部330是由操作键或按钮开关等构成的输入装置，将与用户的操作对应的操作信号输出到CPU320。
[0105]R0M340存储有用于CPU320进行各种计算处理和控制处理的程序和数据等。
[0106]RAM350用作CPU320的作业区域，临时存储从R0M340读出的程序和数据、从操作部330输入的数据、CPU320根据各种程序执行的运算结果等。
[0107]通信部360进行用于建立CPU320与外部装置之间的数据通信的各种控制。
[0108]显示部370是由IXD (Liquid Crystal Display)或有机EL显示器等构成的显示装置，根据从CPU320输入的显示信号显示各种信息。也可以在显示部370中设置作为操作部330发挥功能的触摸面板。
[0109]音频输出部380是扬声器等输出音频的装置。
[0110]作为振荡器310，通过组入上述本实施方式的振荡器1，能够实现可靠性更高的电子设备。
[0111]作为这种电子设备300，可考虑各种电子设备，例如可举出个人计算机(例如移动型个人计算机、膝上型个人计算机、笔记本型个人计算机、平板型个人计算机)、便携电话等移动体终端、数字静态照相机、喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、路由器或开关等存储区网络设备、局域网设备、电视、摄像机、录像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(包含通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、头戴式显示器、运动追踪器、运动跟踪器、运动控制器、PDR (步行者位置方位计测)等。
[0112]3.移动体
[0113]图15是示出本实施方式的移动体的一例的图(俯视图)。图15所示的移动体400构成为包含振荡器410、控制器420、430、440、电池450、备用电池460。另外，本实施方式的移动体也可以构成为省略或变更图15的结构要素(各部)的一部分，或者附加其它结构要素。
[0114]振荡器410、控制器420、430、440利用从电池450供给的电源电压进行动作，或者，在电池450的电源电压降低的情况下，利用从备用电池460供给的电源电压进行动作。
[0115]振荡器410是在动作保证温度范围内生成频率偏差较小的时钟信号的振荡器。
[0116]控制器420、430、440使用振荡器410生成的时钟信号进行引擎系统、制动系统、无钥匙起动系统、姿势控制系统、侧翻防止系统等的各种控制。
[0117]例如，作为振荡器410，能够应用上述本实施方式的振荡器1，由此能够确保高可靠性。
[0118]作为这种移动体400，可考虑各种移动体，例如可举出汽车(包含电动汽车)、喷气式飞机或直升飞机等飞机、船舶、火箭、人造卫星等。
[0119]另外，本发明不限于本实施方式，能够在本发明的主旨范围内进行各种变形实施。
[0120]例如，在图5中，构成为温度校正电路10的2次校正电路12包含2个差动放大电路，能够在2个不同的温度区域内对频率温度特性的2次成分进行校正，但是，也可以构成为2次校正电路12包含3个以上的差动放大电路，能够在3个以上的彼此不同的温度区域内对频率温度特性的2次成分进行校正。这样，能够进行更加灵活且有效的温度校正。
[0121]并且，例如，在本实施方式中，温度校正电路10具有I次校正电路11和2次校正电路12，但是，根据振荡元件20的频率温度特性和所要求的性能等，也可以不具有I次校正电路11或2次校正电路12。
[0122]本发明包含与实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如功能、方法和结果相同的结构、或者目的和效果相同的结构)。并且，本发明包含对实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换而得到的结构。并且，本发明包含发挥与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或能够实现相同目的的结构。并且，本发明包含对实施方式中说明的结构附加公知技术而得到的结构。
【权利要求】
1.一种振荡器,其中，该振荡器包含: 振荡元件； 使所述振荡元件进行振荡的振荡电路； 对所述振荡元件进行加热的发热元件； 对所述发热元件进行控制的温度控制电路；以及 对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性进行校正的温度校正电路。
2.根据权利要求1所述的振荡器，其中， 所述温度校正电路包含对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的I次成分进行校正的I次校正电路。
3.根据权利要求1所述的振荡器，其中， 所述温度校正电路包含对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的2次成分进行校正的2次校正电路。
4.根据权利要求2所述的振荡器，其中， 所述温度校正电路包含对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的2次成分进行校正的2次校正电路。
5.根据权利要求1所述的振荡器，其中， 所述温度校正电路包含对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的I次成分进行校正的I次校正电路、以及对所述振荡电路的输出信号的频率温度特性的2次成分进行校正的2次校正电路，独立地控制所述I次校正电路的动作和所述2次校正电路的动作。
6.根据权利要求4所述的振荡器，其中， 能够独立地设定所述I次校正电路的校正和所述2次校正电路的校正分别有效还是无效。
7.根据权利要求5所述的振荡器，其中， 能够独立地设定所述I次校正电路的校正和所述2次校正电路的校正分别有效还是无效。
8.根据权利要求3所述的振荡器，其中， 能够在多个温度区域中分别独立地设定所述2次校正电路的校正参数。
9.根据权利要求4所述的振荡器，其中， 能够在多个温度区域中分别独立地设定所述2次校正电路的校正参数。
10.根据权利要求5所述的振荡器，其中， 能够在多个温度区域中分别独立地设定所述2次校正电路的校正参数。
11.根据权利要求6所述的振荡器，其中， 能够在多个温度区域中分别独立地设定所述2次校正电路的校正参数。
12.根据权利要求7所述的振荡器，其中， 能够在多个温度区域中分别独立地设定所述2次校正电路的校正参数。
13.根据权利要求3所述的振荡器，其中， 所述2次校正电路包含差动放大电路，该差动放大电路具有被输入温度传感器的输出电压的第I晶体管、被输入参照电压的第2晶体管、以及将流过所述第I晶体管的电流与流过所述第2晶体管的电流之和控制为恒定的恒流源。
14.根据权利要求4所述的振荡器，其中， 所述2次校正电路包含差动放大电路，该差动放大电路具有被输入温度传感器的输出电压的第I晶体管、被输入参照电压的第2晶体管、以及将流过所述第I晶体管的电流与流过所述第2晶体管的电流之和控制为恒定的恒流源。
15.根据权利要求5所述的振荡器，其中， 所述2次校正电路包含差动放大电路，该差动放大电路具有被输入温度传感器的输出电压的第I晶体管、被输入参照电压的第2晶体管、以及将流过所述第I晶体管的电流与流过所述第2晶体管的电流之和控制为恒定的恒流源。
16.根据权利要求15所述的振荡器，其中， 所述差动放大电路能够可变地设定被输入到所述第2晶体管的所述参照电压。
17.根据权利要求15所述的振荡器，其中， 所述差动放大电路能够可变地设定所述恒流源的电流。
18.根据权利要求15所述的振荡器，其中， 所述2次校正电路包含多个所述差动放大电路， 在多个所述差动放大电路中，被输入到所述第2晶体管的所述参照电压互不相同。
19.一种电子设备，其中，该电子设备包含权利要求1所述的振荡器。
20.一种移动体，其中，该移动体包含权利要求1所述的振荡器。
【文档编号】H03L1/02GK104079291SQ201410088179
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】矶畑健作, 清原厚 申请人:精工爱普生株式会社