专利名称：函数发生电路、控制信号生成方法以及曲线拟合方法
技术领域：
本发明涉及一种输出使晶体振子振动的振荡电路的控制信号的函数发生电路。
背景技术：
已知晶体振荡器的频率稳定度高，但是如图I的实线所示，具有对于周围温度T通过3次函数近似的频率温度特性。对此，图2举例所示的温度补偿型晶体振荡器(TCXO) 50具有温度补偿电路20，作为根据由温度检测电路2检测出的周围温度T，生成使晶体振子振动的振荡电路30的控制电压Vc的函数发生电路。温度补偿电路20通过对振荡电路30的变容元件31、32施加控制电压Vc，来补偿从OSCOUT端子输出的振荡频率(TCX0输出)由于晶体振荡器的频率温度特性而变动的情况(按照图I)。
一般，通过将3次成分发生电路6、I次成分发生电路5、0次成分发生电路4各自生成的电压相加，得到通过温度补偿电路20生成的控制电压Vc，通过由下述式⑴的3次函数表示的温度补偿曲线来定义。Vc = a (T-TO)3+3 (T-TO) + Y …(I)a为3次项的系数，P为I次项的系数，Y为0次项的次数，TO为3次曲线的拐点的温度(基准中心温度)。TO的调整由TO调整电路3来进行。TO调整电路3调整式(I)内的T0，使其与根据包含晶体振子35的晶体振荡器自身的温度特性所决定的拐点的温度—致。作为函数发生电路的现有技术文献，举出专利文献1、2、3。但是，通过3次函数近似晶体振荡器的频率温度特性存在精度上限。特别是如图3、4所示，难以在高温区域(例如80°C以上)和低温区域(例如-30°C以下)中，通过式(I)的3次函数，将使晶体振子振动的振荡电路的控制信号近似于能够精度良好地补偿由于晶体振荡器的频率温度特性导致的TCXO输出的变动的希望的温度补偿曲线。专利文献I日本特许第4070139号公报专利文献2日本特开2007-325033号公报专利文献3日本特开平8-116214号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能够容易地将使晶体振子振动的振荡电路的控制信号近似于希望的温度补偿曲线的函数发生电路、控制信号生成方法、曲线拟合方法等。为了达成上述目的，本发明的函数发生电路根据周围温度，输出使晶体振子振动的振荡电路的控制信号，其中，具有检测周围温度的温度检测电路；以及根据由上述温度检测电路检测到的周围温度，作为上述控制信号而生成贝塞尔曲线(Bezier曲线)的贝塞尔曲线生成电路。此外，为了达成上述目的，本发明的控制信号生成方法根据检测到的周围温度，作为使晶体振子振动的振荡电路的控制信号而生成贝塞尔曲线。
此外，为了达成上述目的，本发明的曲线拟合方法根据检测到的周围温度，通过贝塞尔曲线来近似使晶体振子振动的振荡电路的控制信号。根据本发明，能够容易地将使晶体振子振动的振荡电路的控制信号近似于希望的温度补偿曲线。
图I是表示在把3次曲线的拐点的温度下的固有共振频率设为f0吋，与温度变化相伴的固有共振频率的频率误差(Af/fO)的曲线。图2是现有的TCX050的方框图。 图3表示频率误差的温度特性。图4表示频率误差的温度特性。图5是作为本发明的实施例的TCXO100的方框图。图6是2次贝塞尔曲线的说明图。图7是2次贝塞尔曲线电路16A的方框图。图8是2次贝塞尔曲线电路16B的方框图。图9是平方根电路11的方框图。图10是使用了 2次贝塞尔曲线电路的温度补偿电路21的方框图的一例。图11表示控制电压Vc的温度区域被分割为各包含一个极值点的两个区域。符号说明2 :温度检测电路；3 T0调整电路；4 0次成分发生电路；5 1次成分发生电路；6 3次成分发生电路；7 :贝塞尔曲线生成电路；8 :信号发生电路；9、12、14 :乘法运算电路；10,15 :加法运算电路；11 :平方根电路；13 :数字运算电路；16Α、16Β、17Α、17Β 2次贝塞尔曲线电路；18 :开关;20、21 :温度补偿电路；30 :振荡电路；35 :晶体振子；40 :存储器；41 ROM ; 50、100 TCX0
具体实施例方式以下參照附图，说明用于实施本发明的实施方式。图5是作为本发明的实施例的TCXO100的方框图。TCX0100由半导体集成电路(IC)构成。TCX0100具备温度补偿电路21、使AT切割的晶体振子35振动的振荡电路30和存
储器40。温度补偿电路21是根据周围温度Τ，输出振荡电路30的控制电压Vc的函数发生电路。振荡电路30将晶体振子35用作共振器，生成从OSCOUT端子输出的恒定的振荡频率的振荡输出。与振荡电路30连接的晶体振子35，经由输入侧的XTl端子和输出侧的ΧΤ2端子外加在TCX0100上。例如如图2所不,振荡电路30具备在输入输出部之间并联连接了晶体振子35的CMOS反相器33、在CMOS反相器33的输入部与大地之间连接的变容元件31、在CMOS反相器33的输出部与大地之间连接的变容元件32、以及在CMOS反相器33的输入输出部之间并联连接的反馈电阻34。作为变容元件的具体的例子，举出变容ニ极管(varicap)。振荡电路30根据在变容元件各自的两端施加的控制电压Vc，向OSCOUT端子输出恒定的振荡频率的振荡输出。振荡电路30不限于该结构。在图5中，存储器40是存储温度补偿电路21的贝塞尔曲线生成电路7为了生成贝塞尔曲线所需要的数据(例如后述的贝塞尔曲线的控制点的坐标数据或常数a e)的装置。存储器40内的数据能够经由CLK端子和DATA端子从TCX0100的外部改写。在存储器40中存储产品出厂前针对各个产品调整后的数据。此外，温度补偿电路21是具备温度检测电路2和贝塞尔曲线生成电路7的函数发生电路。温度检测电路2检测包含振荡电路30的TCX0100以及/或者晶体振子35的温度作为周围温度T，把与检测到的周围温度T对应的电压作为周围温度T的检测电压VT，通过I次的温度特性(例如，I次的负温度特性)进行输出。温度检测电路2例如输出以针对周围温度T的增加而单调减少的I次的负温度特性进行变化的电压，作为周围温度T的检测电压VT。贝塞尔曲线生成电路7根据由温度检测电路2检测到的周围温度T，生成贝塞尔曲线来作为控制电压Vc。所谓贝赛尔曲线，是使用m个控制点描绘的m-1次曲线。当把控制点设为仏、B1........Bm^1时，贝塞尔曲线表现为
权利要求
1.一种函数发生电路，其根据周围温度，输出使晶体振子振动的振荡电路的控制信号，其特征在于，具有 检测周围温度的温度检测电路；以及 根据由上述温度检测电路检测到的周围温度，作为上述控制信号而生成贝塞尔曲线的贝塞尔曲线生成电路。
2.根据权利要求I所述的函数发生电路，其特征在于， 上述贝塞尔曲线生成电路具有根据由上述温度检测电路检测到的周围温度，切换贝塞尔曲线的控制点的切换部。
3.根据权利要求2所述的函数发生电路，其特征在于， 上述切换部根据由上述温度检测电路检测到的周围温度，切换从存储器读出的贝塞尔曲线的定义数据。
4.根据权利要求2所述的函数发生电路，其特征在于， 上述切换部根据由上述温度检测电路检测到的周围温度，切换贝塞尔曲线的生成部。
5.根据权利要求I至4的任意一项所述的函数发生电路，其特征在于， 所述贝塞尔曲线是2次贝赛尔曲线。
6.根据权利要求5所述的函数发生电路，其特征在于， 上述贝塞尔曲线生成电路具有 对控制信号发生电路的输出乘以第一预定值的第一乘法运算电路； 对上述第一乘法运算电路的输出相加第二预定值的第一加法运算电路； 计算上述第一加法运算电路的输出的平方根的平方根电路； 对上述平方根电路的输出乘以第三预定值的第二乘法运算电路； 对上述控制信号发生电路的输出乘以第四预定值的第三乘法运算电路；以及将上述第二乘法运算电路的输出与上述第三乘法运算电路的输出以及第五预定值相加的第二加法运算电路。
7.根据权利要求5所述的函数发生电路，其特征在于，所述贝塞尔曲线通过下式来近
8.—种晶体振荡电路，其特征在于， 具备权利要求I至7的任意一项所述的函数发生电路以及上述振荡电路。
9.一种晶体振荡装置，其特征在于， 具备权利要求8所述的晶体振荡电路以及上述晶体振子。
10.一种控制信号生成方法，其特征在于， 根据检测到的周围温度，作为使晶体振子振动的振荡电路的控制信号而生成贝赛尔曲线。
11.一种曲线拟合方法,其特征在于， 根据检测到的周围温度，通过贝塞尔曲线来近似使晶体振子振动的振荡电路的控制信号。
全文摘要
本发明提供函数发生电路、控制信号生成方法以及曲线拟合方法。该函数发生电路能够容易地把使晶体振子振动的振荡电路的控制信号近似于希望的温度补偿曲线。函数发生电路(温度补偿电路21)，根据周围温度(T)输出使晶体振子(35)振动的振荡电路(30)的控制电压(Vc)，作为补偿从OSCOUT端子输出的振荡频率由于振荡电路(30)的频率温度特性而发生变动的状况的温度补偿曲线，其特征在于，具备输出周围温度(T)的检测电压(VT)的温度检测电路(2)；和根据从温度检测电路(2)输出的周围温度(T)的检测电压(VT)，作为控制电压(Vc)而生成贝塞尔曲线的贝塞尔曲线生成电路(7)。
文档编号H03L1/02GK102739242SQ20121009244
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者中村隆行, 酒井稔 申请人:三美电机株式会社