圧電発振器の製造方法、圧電発振器
【課題】圧電発振器の製造方法、及び圧電発振器を提供する。
【解決手段】圧電振動子１２の周波数温度特性情報５４と、圧電振動子の温度に対応する情報（検出電圧５２）と、を用いて温度補償量５６を算出可能な温度補償回路３２に発振信号５０を出力する発振回路１４と、周波数温度特性情報を記憶して温度補償回路に出力する記憶回路１８と、を有し、周波数温度特性情報５４は、発振信号の第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して記憶回路に記憶するとともに、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、許容範囲外の情報を第２の離散周波数温度特性情報中の許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換える。
【解決手段】圧電振動子１２の周波数温度特性情報５４と、圧電振動子の温度に対応する情報（検出電圧５２）と、を用いて温度補償量５６を算出可能な温度補償回路３２に発振信号５０を出力する発振回路１４と、周波数温度特性情報を記憶して温度補償回路に出力する記憶回路１８と、を有し、周波数温度特性情報５４は、発振信号の第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して記憶回路に記憶するとともに、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、許容範囲外の情報を第２の離散周波数温度特性情報中の許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの測位信号に基づいて位置計測を行う圧電発振器の温度補償に係り、温度補償機能を外部に委ねる圧電発振器であるＴＳＸＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｘｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）や、温度補償機能を搭載したＴＣＸＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｘｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の温度補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ機能を備えた携帯電話機等の受信装置、及びＧＰＳ受信機能を備えた携帯電話器等は、複数のＧＰＳ衛星から送信される測位信号を復調・解析して現在位置を測定するものである。これらの受信装置に使用される基準発振器としては、温度による周波数変化の小さい温度補償型圧電発振器ＴＣＸＯが、広く使用されている。その理由は、受信装置に内蔵された発振器の周波数精度が高いほど、ＧＰＳ衛星から送信される測位信号を捕捉するためのサーチ範囲を狭めることができ、結果的にサーチ時間を短縮して、すなわちＧＰＳ衛星の測位信号を捕捉する時間を短縮して、短時間で測位を行うことができる。
【０００３】
一方、上述の受信装置等は装置の電源投入時等の立ち上げ時において、装置全体で温度が短時間に上昇したり、携帯電話等においては屋外から屋内、屋内から屋外に移動したときに温度が急激に変動するため、発振器内での温度が安定するまで温度補償が不安定になる問題があった。この問題を解決するため、ユーザー側で温度変化に対して高速で応答できる温度補償回路を独自に構築し、発振器側から発振器に搭載された圧電振動子特有の３次曲線的な周波数温度特性を示す温度特性情報を取得して、これにより温度補償を適切に行なう要請がなされている。よって、これに対応するため、発振回路側として温度補償回路を不要とするＴＳＸＯが適用され、ＴＳＸＯは、搭載された圧電振動子の温度情報をユーザー側に出力する温度センサーと、搭載された圧電振動子の温度特性情報（ある環境温度における圧電振動子の所定温度を示す温度センサー電圧と、温度係数）を記憶し、ユーザー側に温度特性情報を出力する記憶回路を搭載している（特許文献１参照）。
【０００４】
厚みすべり振動を利用した水晶振動子を使用する場合、発振器から出力される発振信号は、正の３次曲線を描く温度依存性を有するが、上述のＴＳＸＯを搭載しユーザー側でＴＳＸＯに接続した温度補償回路を有するＧＰＳシステム等においては、温度センサーから得た水晶振動子の温度と、記憶回路から得た周波数温度特性情報をもとに、どの温度においても周波数が一定となるように温度補償回路において温度補償量を算出して周波数補正を掛けている。
【０００５】
同様にＴＣＸＯを搭載したＧＰＳシステム等においても、温度センサーから得た水晶振動子の温度と記憶回路から得た電圧温度特性情報をもとに、どの温度においても周波数が一定となるようにＴＣＸＯ内の温度補償電圧発生回路において温度補償電圧を算出して、温度補償電圧により温度補償を行うＴＣＸＯ内の発振回路に温度補償電圧を印加して周波数補正を掛けている。
【０００６】
ここで、記憶回路に記憶している周波数温度特性情報及び電圧温度特性情報は製造検査工程時に取得したものであるため、製造時のスループットの観点から、温度上昇時、または温度下降時のいずれか一方の温度変化した際の温度特性情報を取得し、記憶回路に記憶するのが一般的である。
【０００７】
一方、ＴＳＸＯにおいては温度補償回路側では周波数温度特性情報に基づいて水晶振動子の基準温度における発振周波数を基準とし温度変化に対して連続的に変化する周波数偏差の近似式を算出し、この近似式と水晶振動子の温度から温度補償量を算出している。同様にＴＣＸＯでは、温度補償電圧発生回路側では電圧温度特性情報に基づいて水晶振動子の基準温度における基準電圧を基準とし温度変化に対して連続的に変化する電圧偏差の近似式を算出し、この近似式と水晶振動子の温度から温度補償電圧を算出している。
【０００８】
ところで、上述のＧＰＳ機能を搭載した携帯電話端末などの高精度の電子機器の分野においては、周波数偏差（Δｆ／ｆ０）の許容範囲が非常に狭く、例えば、−３０℃〜８５℃の温度範囲では周波数偏差（Δｆ／ｆ０）は０．５ｐｐｍ以内であることが要求される。この条件を満たさないとサーチ時間が長くなり、結果的に測位誤差が生じたり、ＧＰＳ衛星との同調が不調となる虞がある、といった問題があった。このため周波数温度特性情報及び電圧温度特性情報の情報数を多くすることにより近似式を高精度に算出して温度補償を行うことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３２４３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、周波数温度特性情報または電圧温度特性情報を取得する際は、任意の温度を設定可能な恒温槽に水晶振動子を有するＴＳＸＯまたはＴＣＸＯを配置し、水晶振動子の温度が恒温槽の設定温度になったところでＴＳＸＯであれば発振周波数を測定し、ＴＣＸＯであれば水晶振動子の発振周波数が基準周波数となる理想補償電圧を測定する。このとき水晶振動子に電力を供給するプローブ、水晶振動子を接地するプローブ、水晶振動子からの発振信号を検出するプローブ、ＴＣＸＯであれば理想補償電圧を印加するプローブが水晶振動子の外部に形成された各電極に接触する。
【００１１】
しかし、恒温槽の内部において、これらのプローブの接触不良やプローブの結露・凍結等の理由により、発振周波数や理想補償電圧の検出不良が起きることがある。特にＴＳＸＯ、ＴＣＸＯの信号の測定をバッチ処理により行なう場合はこの問題が顕著となる。このとき検出不良になった温度点での発振周波数や理想補償電圧の検出を再度行なったり、再度はじめから発振周波数や理想補償電圧を測定することはコストや時間がかかるといった問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、周波数温度特性情報や電圧温度特性情報を生成する際の歩留を高めた圧電発振器の製造方法、圧電発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動子の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報と、前記圧電振動子の温度に対応する情報と、を用いて温度補償量を算出可能な温度補償回路に発振信号を出力する発振回路と、前記周波数温度特性情報を記憶して前記温度補償回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、前記周波数温度特性情報は、前記発振信号の温度特性を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【００１３】
上記方法により、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた周波数温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報を置き換えた新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、第１の離散周波数温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、周波数成分が全て許容範囲となる第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成された周波数温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、周波数温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散周波数温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な周波数温度特性情報を生成することができる。
【００１４】
［適用例２］前記周波数成分の差分の算出は、前記第１の離散周波数温度特性情報中及び前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする適用例１に記載の圧電発振器の製造方法。
【００１５】
上記方法により、第１の離散周波数温度特性情報及び第２の離散周波数温度特性情報の全ての情報を用いて計算することなく、周波数温度特性情報を一定の精度で算出することができるので周波数温度特性情報の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【００１６】
［適用例３］前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、により生成したことを特徴とする適用例１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【００１７】
これにより、圧電発振器側で温度係数を生成する演算が不要となるため圧電発振器形成時の作業負担を抑制してコストを抑制することができる。この場合、ユーザー側で周波数温度特性情報のプロットに重なるべき級数の温度係数を演算して温度補償量を算出することになるが、ユーザー側で独自に正確な温度係数を演算することができる。
【００１８】
［適用例４］前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、から求めた近似曲線情報から抽出される温度係数により生成したことを特徴とする適用例１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【００１９】
これにより、温度補償回路においては温度係数を算出するための演算が不要となるため、ユーザー側の負担を軽減して圧電発振器を搭載したシステムの構築を容易に行うことができる。
【００２０】
［適用例５］前記第１の離散周波数温度特性情報において、前記許容範囲外の情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散周波数温度特性情報に基づいて前記周波数温度特性情報を生成することを特徴とする適用例１乃至４のいずれか１例に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２１】
第１の離散周波数温度特性情報において、周波数方向で許容範囲外となる情報が複数ある場合には、周波数温度特性情報の精度が低下する。よって、このように離散周波数温度特性情報を再度生成し、許容範囲外となる情報が１つまたはゼロとなれば周波数温度特性情報を高精度に生成することができ、圧電発振器の歩留を高めることができる。
【００２２】
［適用例６］圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、前記電圧温度特性情報を記憶して前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、前記電圧温度特性情報は、前記発振信号の温度補償を行う理想補償電圧の離散的な温度特性を示す第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【００２３】
上記方法により、第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた電圧温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報と入れ替わった新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、第１の離散電圧温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、電圧成分が全て許容範囲となる第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成された電圧温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、電圧温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散電圧温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な電圧温度特性情報を生成することができる。
【００２４】
［適用例７］前記電圧成分の差分の算出は、前記第１の離散電圧温度特性情報中及び前記第２の離散電圧温度情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする適用例６に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２５】
上記方法により、第１の離散電圧温度特性情報及び第２の離散電圧温度特性情報の全ての情報を用いて計算することなく、電圧温度特性情報を一定の精度で算出することができるので電圧温度特性情報の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【００２６】
［適用例８］前記第１の離散電圧温度特性情報において、前記許容範囲外となる情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散電圧温度特性情報に基づいて前記電圧温度特性情報を生成することを特徴とする適用例６または７に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２７】
第１の離散電圧温度特性情報において、電圧方向で許容範囲外となる情報が複数ある場合には、電圧温度特性情報の精度が低下する。よって、このように第１の離散電圧温度特性情報を再度生成し、許容範囲外となる情報が１つまたはゼロとなれば電圧温度特性情報を高精度に生成することができ、圧電発振器の歩留を高めることができる。
【００２８】
［適用例９］前記許容範囲は、測定対象となる前記圧電振動子の温度ごとに独立して設定したことを特徴とする適用例１乃至８のいずれか１例に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２９】
上記方法により、第１の離散周波数温度特性情報において周波数成分が許容範囲外となる情報の抽出を厳格化し、第１の離散電圧温度特性情報において電圧成分が許容範囲外となる情報の抽出を厳格化することができ、これにより周波数温度特性情報及び電圧温度特性情報の精度を高めることができる。
【００３０】
［適用例１０］圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力する発振回路と、周波数温度特性情報が記憶された記憶回路と、を有し、前記周波数温度特性情報は、前記圧電振動子の温度と前記発振周波数との関係を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【００３１】
上記構成により、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた周波数温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報と入れ替わった新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、第１の離散周波数温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、周波数成分が全て許容範囲となる第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成された周波数温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、周波数温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することが可能な圧電発振器となる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散周波数温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な周波数温度特性情報を有した圧電発振器となる。
【００３２】
［適用例１１］圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、前記電圧温度特性情報を記憶し前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有し、前記電圧温度特性情報は、前記圧電振動子の温度と前記温度において前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う理想補償電圧との関係を離散的に示した第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【００３３】
上記構成により、第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた電圧温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報と入れ替わった新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、第１の離散電圧温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、電圧成分が全て許容範囲となる第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成された電圧温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、電圧温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することが可能な圧電発振器となる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散電圧温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散電圧温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な電圧温度特性情報を有する圧電発振器となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】温度補償回路に接続された本実施形態の圧電発振器を備えた発振回路システムの模式図である。
【図２】本実施形態の圧電発振器と測定器との接続図である。
【図３】本実施形態の第２の離散周波数温度特性情報のデータ構造を示す図である。
【図４】第１実施形態の圧電発振器の温度補償の様子を示す図である。
【図５】第１の離散周波数温度特性情報及び周波数温度特性情報を生成するフロー図である。
【図６】第２実施形態に係る圧電発振器の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００３６】
図１に第１実施形態に係る圧電発振器を温度補償回路に接続した発振回路システムを示す。本実施形態に係る圧電発振器１０は、圧電振動子１２と、前記圧電振動子１２を発振させて発振信号５０を出力する発振回路１４と、周波数温度特性情報５４が記憶された記憶回路１８と、を有し、前記周波数温度特性情報５４は、前記圧電振動子１２の温度と前記発振周波数との関係を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報６０（図４参照）に基づいて生成して前記記憶回路１８に記憶したものであるとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分（周波数の情報）が許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報、図４（ｂ）参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報６４（図２参照）のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報６０の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報６４を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）を前記第２の離散周波数温度特性情報６４中の前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）と同一の温度情報を有する情報（第２の周波数温度情報６６）に置き換えたものである。
【００３７】
また第１実施形態の圧電発振器１０において、発振回路１４は前記圧電振動子１２の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報５４と、前記圧電振動子１２の温度に対応する情報（検出電圧５２）を用いて温度補償量５６を算出可能な温度補償回路３２に、発振信号５０を出力するものである。また記憶回路１８は前記周波数温度特性情報５４を温度補償回路３２に出力するものである。
【００３８】
したがって第１実施形態に係る圧電発振器１０の製造方法は、圧電振動子１２の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報５４と、前記圧電振動子１２の温度に対応する情報（検出電圧５２）と、を用いて温度補償量５６を算出可能な温度補償回路３２に発振信号５０を出力する発振回路１４と、前記周波数温度特性情報５４を記憶して前記温度補償回路３２に出力する記憶回路１８と、を有する圧電発振器１０の製造方法であって、前記周波数温度特性情報６４は、前記発振信号５０の温度特性を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報６０（図４参照）に基づいて生成して前記記憶回路１８に記憶するとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分が許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報、図４（ｂ）参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報６４のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報６０の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報６４を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）を前記第２の離散周波数温度特性情報６４中の前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）と同一の温度情報を有する情報（第２の周波数温度情報６６）に置き換えるものである。
【００３９】
第１実施形態の圧電発振器１０は、温度補償回路３２を内蔵しないＴＳＸＯである。第１実施形態の圧電発振器１０は、半導体基板（不図示）上にパターニングにより、発振回路１４、温度センサー１６、記憶回路１８、シリアルインターフェース回路２０、電源端子２８、グランド端子３０等の各端子が形成され、発振回路１４と圧電振動子１２が接続された構造を有している。さらに図１に示すように、圧電発振器１０の接続対象となる温度補償回路３２は、周波数補正回路３４、ＣＰＵ３６、メモリ３８、Ａ／Ｄ変換器４０を有する。また周波数温度特性情報５４を算出する際には図２に示すように、圧電発振器１０は測定器４２に接続され、測定器４２は、周波数カウンター４４、ＰＣ（パーソナルコンピューター）４６、電圧マルチメーター４８を有する。
【００４０】
圧電振動子１２は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料であり、水晶であればＡＴカットすることにより形成され、発振回路１４から交流電圧を受けて、厚みすべり振動により所定の共振周波数で発振することができる。このＡＴカットによる厚みすべり振動を用いた水晶振動子の共振周波数は、基準温度（２５℃）を中心として正の３次曲線となる温度特性を有している。
【００４１】
発振回路１４は、圧電振動子１２を発振源とする例えばコルピッツ型の発振回路であり、発振信号出力端子２２を介して温度補償回路３２、または測定器４２に発振信号５０を出力する。
【００４２】
温度センサー１６は、ダイオード構造を有しており、順方向電流を流し、温度によって変化する検出電圧５２を温度センサー電圧出力端子２４から温度補償回路３２または測定器４２に出力するものである。ここで検出電圧５２は温度上昇とともに１次関数的に減少し、出力される検出電圧５２は測定される温度に対応したものとなっている。なお、温度センサー１６は圧電振動子１２に隣接して配置することが望ましい。これにより圧電振動子１２の温度を正確に測定することができ、後述の第１の離散周波数温度特性情報６０（第２の離散周波数温度特性情報６４）において温度と周波数、若しくは周波数変位との対応を正確に行ない、周波数温度特性情報５４を高精度に算出することができる。このように本実施形態において圧電振動子１２の温度は、温度センサー１６からの検出電圧５２に対応している。よって後述の測定器４２はこの検出電圧５２に関連付けられた情報として第１の離散周波数温度特性情報６０、周波数温度特性情報５４を算出し、温度補償回路３２は周波数温度特性情報５４をこの検出電圧５２に関連付けられた情報として扱い温度補償量５６を算出している。また同様に後述のデータベースとしての第２の離散周波数温度特性情報６４も検出電圧５２に関連付けられた情報として扱われる。
【００４３】
シリアルインターフェース回路２０は、外部からの指令を受けて記憶回路１８に周波数温度特性情報５４を記憶したり、外部に出力するものである。シリアルインターフェース回路２０は記憶回路１８に接続されるとともに、データ入出力端子２６を介して温度補償回路３２及び測定器４２に接続される。
【００４４】
記憶回路１８は、ＥＥＰＲＯＭ等で形成され、シリアルインターフェース回路２０を介して周波数温度特性情報が５４記憶され（書き込まれ）、または周波数温度特性情報５４を出力することができる。周波数温度特性情報５４は、有限個のデータにより構成されているが、それぞれ測定器４２中のＰＣ４６、及び温度補償回路３２中のＣＰＵ３６が共通に認識できるアドレスが設けられているものとする。
【００４５】
温度補償回路３２は、発振回路１４からの発振信号５０を入力するとともに、周波数温度特性情報５４に基づいて発振回路１４から出力される発振信号５０の発振周波数の温度特性を近似するための近似曲線情報６８を算出し、近似曲線情報６８と圧電振動子１２の温度の情報となる検出電圧５２を用いて温度補償量５６を算出し、温度補償された発振信号５８を出力するものである。温度補償回路３２は、周波数補正回路３４、ＣＰＵ３６、メモリ３８等から構成される。周波数補正回路３４は、ＣＰＵ３６から出力される温度補償量５６に対応して出力信号の周波数を可変させる回路であって、発振信号出力端子２２に接続されて発振信号５０が入力され、ＣＰＵ３６の制御のもと温度補償を行った発振信号５８を出力するものである。
【００４６】
ＣＰＵ３６は、温度補償回路３２の中核をなすものであって、記憶回路１８から入力した周波数温度特性情報５４から圧電振動子１２の発振周波数の温度特性を近似する近似曲線情報６８（図４参照）を算出し、近似曲線情報６８と温度センサー１６から入力される検出電圧５２（温度の情報）に基づいて温度補償量５６を算出して周波数補正回路３４に出力するものである。
【００４７】
ＣＰＵ３６は、データ入出力端子２６、周波数補正回路３４、さらに温度センサー１６にＡ／Ｄ変換器４０を介して接続されている。ＣＰＵ３６は、起動時に、プログラムによりデータ入出力端子２６に記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４を読み出すためのシリアルデータを出力し、記憶回路１８内の周波数温度特性情報５４をシリアルインターフェース回路２０を介して出力させ、ＣＰＵ３６に付属するメモリ３８に記憶する。
【００４８】
記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４が圧電振動子１２の使用温度範囲の複数の温度の情報と、前記複数の温度中の各温度に対応した周波数偏差の情報との組み合わせ（第１の組み合わせ）である場合、ＣＰＵ３６は、
【数１】
となる近似式を用いて温度Ｔと、温度Ｔに対応する周波数偏差Δｆ／ｆを代入し、最小二乗法等を用いて温度係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを算出してＣＰＵ３６に付属するメモリ３８に記憶可能な構成を有するものとする。周波数温度特性情報５４が上述の複数の温度の情報と各温度に対応した周波数（絶対値）の情報の組み合わせ（第２の組み合わせ）である場合は、ＣＰＵ３６は周波数温度特性情報５４中の基準温度の情報と基準温度で測定した周波数の情報のアドレスを識別可能とし、周波数温度特性情報５４と数式１を用いて、温度係数を算出し、付属のメモリ３８に記憶可能な構成を有するものとする。また記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４が温度係数であれば（第３の組み合わせ）、ＣＰＵ３６は、そのまま付属のメモリに記憶する構成を有するものを用いる。
【００４９】
またＣＰＵ３６は、プログラムにより所定時間ごとに温度センサー１６からの検出電圧５２（温度の情報）をＡ／Ｄ変換器４０を介してデジタルデータ化して入力し、付属のメモリ３８に記憶する。そしてメモリ３８から温度係数を読み出して近似曲線情報６８を算出し、さらにメモリ３８から検出電圧５２（温度の情報）を読み出して、近似曲線情報６８と検出電圧５２から温度補償量５６を算出し、温度補償量５６を周波数補正回路３４に出力する。よってＣＰＵ３６は所定時間ごとに温度補償量５６を算出して周波数補正回路３４に出力する。これにより周波数補正回路３４は、温度補償後の発振信号５８を常時出力するが、発振信号５８は所定時間ごとに温度補償が行われることになる。
【００５０】
上述のように、ＣＰＵ３６においては周波数温度特性情報５４を必要とするため、圧電発振器１０においてＣＰＵ３６に出力すべき周波数温度特性情報５４を予め記憶回路１８に記憶する必要がある。このため圧電発振器１０を測定器４２に接続し、圧電発振器１０の設定最低温度から設定最高温度の範囲の離散的な温度の情報と、前記温度の情報における発振信号の発振周波数の情報により構成された第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、これに基づいて周波数温度特性情報５４を生成する必要がある。
【００５１】
図２に圧電発振器１０と測定器４２との接続図を示す。測定器４２は、温度補償回路３２が必要とする周波数温度特性情報５４を算出して記憶回路１８に書き込むものである。測定器４２は、周波数カウンター４４、ＰＣ４６（パーソナルコンピューター）、電圧マルチメーター４８、データベース７２により構成される。周波数カウンター４４は、発振信号出力端子２２に接続され、発振回路１４から出力される発振信号５０の周波数を測定してＰＣ４６に出力することができる。電圧マルチメーター４８は、温度センサー１６からの検出電圧５２をデジタルデータに変換してＰＣ４６に出力することができる。
【００５２】
ＰＣ４６は、キー操作等により周波数カウンター４４や電圧マルチメーター４８を起動可能であるとともに、温度センサー１６からの検出電圧５２（温度の情報）を入力してＰＣ４６に付属する記憶領域（不図示）に記憶することができる。さらにＰＣ４６はデータベース７２に接続され、データベース７２に記憶された複数の第２の離散周波数温度特性情報６４を読み出すことができる。
【００５３】
本実施形態においては、圧電発振器１０を温度調整が可能なチャンバー（不図示）内に配置し、圧電発振器１０を第１温度点（設定最低温度、例：−３０℃）と第２温度点（例：−１５℃）、第３温度点（例：０℃）、第４温度点（基準温度、例：＋２５℃）、第５温度点（例：＋５０℃）、第６温度点（例：＋７０℃）、第７温度点（設定最高温度、例＋８５℃）の環境下におき、ＰＣ４６はプログラム等により各温度点において圧電発振器１０が出力する発振信号５０の発振周波数を測定する。
【００５４】
そして温度補償回路３２が用いる周波数温度特性情報５４が上述の第１の組み合わせである場合は、各温度点における温度の情報（検出電圧５２に対応した情報）と、温度の情報に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報により第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、これをそのまま用いる形で周波数温度特性情報５４を生成する。また上述の第２の組み合わせである場合は、各温度点における温度の情報（検出電圧５２に対応した情報）と、温度の情報に対応した周波数の絶対値の情報により第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、これをそのまま用いる形で周波数温度特性情報５４を生成する。さらに上述の第３の組み合わせである場合は、各温度点における温度の情報（検出電圧５２に対応した情報）と、温度の情報に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報により第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、第１の離散周波数温度特性情報６０を数式１に代入して最小二乗法等により温度係数を算出し、この温度係数を周波数温度特性情報５４として生成する。
【００５５】
ところで、上述の離散周波数温度特性情報６０の生成の際には、圧電発振器１０の各電極に電源用のプローブ、発振信号を検出するプローブ、グランド用のプローブ等を接触させている。よって従来技術で述べたような接触不良により、第１の離散周波数温度特性情報６０の一部において有効な情報を取得できていない状態で第１の離散周波数温度特性情報６０を生成してしまうことがある。このような第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて生成された周波数温度特性情報５４が温度補償回路３２において用いられると、温度補償の精度が低下することになる。そこでＰＣ４６においては、以下の工程を行なうことにより無効な情報を包含する第１の離散周波数温度特性情報６０であっても、これに基づいて有効な周波数温度特性情報５４を算出することができる。
【００５６】
図３に第２の周波数温度特性情報のデータ構造を示す。データベース７２に記憶された第２の周波数温度特性情報６４は、複数の圧電振動子（圧電振動子１２が含まれていても良い）のそれぞれの温度と、その温度に対応する発振周波数を離散的に表わしたものであり、第１の周波数温度特性情報６０と同様に７つの温度点（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ７）において測定される。
【００５７】
第２の周波数温度特性情報６４は測定された圧電振動子（ｎ個）ごとに番号（Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｍ、ｍ＝１〜ｎ）が付けられており、番号ごとに各温度点における周波数（ｆｍ（Ｔ１）、ｆｍ（Ｔ２）、・・・、ｆｍ（Ｔ７）、ｍ＝１〜ｎ）の情報を有している。第２の周波数温度特性情報６４は、圧電振動子１２のカット角や実装方法によりその温度特性が変化する。よってこのような第２の周波数温度特性情報６４を複数有することにより、第１の周波数温度特性情報６０の温度特性に最も近い温度特性を有する第２の周波数温度特性情報６４を抽出し、第１の周波数温度特性情報６０の一部に無効な情報を有していても、その部分を第２の周波数温度特性情報６４から補填して第１の周波数温度特性情報６０を有効なものにすることができる。
【００５８】
一方、ＰＣ４６が有するプログラム等においては周波数の値の許容範囲が設定され、各温度点において測定された発振信号５０の周波数が許容範囲を超えた場合には、その温度点における温度の情報と、周波数の情報の組み合わせを第１の周波数温度情報（図４（ｂ）参照）として抽出する。ここで周波数方向の許容範囲は、例えば、第１の周波数温度特性情報６０における最低温度において通常期待される周波数以上で、最高温度において通常期待される周波数以下とすることができる。
【００５９】
そして、ＰＣ４６はデータベース７２から第２の周波数温度特性情報６４を順次読み出し（ｍ＝１〜ｎ）、以下の式が最小となる第２の周波数温度特性情報６４を抽出する。
【数２】
【００６０】
ここで、ｆｍ（Ｔｋ）は第２の周波数温度特性情報６４の温度点ごとの周波数を表わし、ｆ０（Ｔｋ）は第１の周波数温度特性情報６０の温度点ごとの周波数を表わす。ここでｆ０（Ｔｋ）においては、いずれかの温度点（ｋ＝１〜７）において許容範囲外の周波数（第１の周波数温度情報）を有することになるが、そのまま数式２に代入しても良いし、所定の値に変換して代入してもよい。
【００６１】
そして数式２が最小となる番号（Ｄｍ）の第２の周波数温度特性情報６４を特定したのち、その番号に属するとともに第１の周波数温度情報と同一の温度情報を有する第２の周波数温度情報６６を抽出する。そして第１の離散周波数温度特性情報６０において、第１の周波数温度情報を第２の周波数温度情報６６に置き換えて新たな第１の離散周波数温度特性情報６０を生成する。こうして得られた第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて周波数温度特性情報５４を生成する。もちろん、このように生成された周波数温度特性情報５４は上述同様に第１の組み合わせ、第２の組み合わせ、第３の組み合わせ、のいずれかの形にすることができる。
【００６２】
最後にＰＣ４６は、以上の工程を経て得られた周波数温度特性情報５４をシリアルデータ化しシリアルインターフェース回路２０を介して記憶回路１８に記憶する。その後圧電発振器１０を温度補償回路３２に接続すると、記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４は上述のように温度補償回路３２のＣＰＵ３６に入力され、この周波数温度特性情報５４に基づいて近似曲線情報６８を算出し、近似曲線情報６８と検出電圧５２により温度補償量５６を算出し、周波数補正回路３４に温度補償量５６を出力して温度補償後の発振信号５８を出力することになる。
【００６３】
図４に第１実施形態の圧電発振器１０を温度補償回路３２に接続した場合の作用効果について説明する。図４（ａ）に示すように、第１の周波数温度情報（図４（ｂ）の○で囲った−１５℃のプロットの欠落部分参照）が存在しない第１の離散周波数温度特性情報６０から周波数温度特性情報５４を生成し、温度補償回路３２において周波数温度特性情報５４に基づいて近似曲線情報６８を算出する。そして近似曲線情報６８と検出電圧５２を用いて温度補償量５６を算出し、この温度補償量５６を用いて温度補償された発振信号５８の周波数温度特性は図４（ｄ）のようになる。
【００６４】
一方、図４（ｂ）においては、−１５℃において周波数を正確に測定することができず、−１５℃において第１の周波数温度情報（○で囲った−１５℃のプロットの欠落部分参照）が生成された形となっている。そこで図４（ｃ）に示すように、第１の周波数温度情報をデータベース７２中の第２の周波数温度情報６６に置き換え、これに基づいて近似曲線情報７０を生成する。そして近似曲線情報７０と検出電圧５２を用いて温度補償量５６を算出し、この温度補償量５６を用いて温度補償された発振信号５８の周波数偏差は図４（ｄ）のようになる。ここで、図４（ｄ）においては、−１５℃においてデータが無効となった場合（第１の周波数温度情報になった場合）に置き換えに用いる第２の周波数温度情報６６の周波数と、全ての温度点において有効なデータを取得した場合の−１５℃における周波数と、の誤差が−０．１ｐｐｍである場合と、＋０．１ｐｐｍである場合について示している。このように有効な情報が一部欠落した第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて温度補償を行っても、全て有効な情報により構成された第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて温度補償を行った場合と遜色のない結果を得ることができる。
【００６５】
図５に第１の離散周波数温度特性情報及び周波数温度特性情報を生成する第１のフロー図を示す。ところで、上述の処理においては、有効な情報を欠落する部分が一箇所であることを前提として述べてきたが、複数の温度点において有効な情報が欠落する場合があり、この場合には高精度な第１の離散周波数温度特性情報６０、周波数温度特性情報５４を生成することが困難となる。
【００６６】
そこで、図５に示すフロー図のように、ＰＣ４６において複数の温度点（２点以上）において有効な情報が欠落すると判断した場合には、第２の離散周波数温度特性情報６４を用いた演算は行なわず、再びはじめから第１の離散周波数温度特性情報６０を生成する作業を行うことが好ましい。
【００６７】
また本実施形態においては数式２に示すように全ての温度点において総和を算出することとしているが、第１の離散周波数温度特性情報６０及び第２の離散周波数温度特性情報６４において、第１の周波数温度情報（不図示）に隣接する２つの温度点に係る情報のみを用いて数式２に対応する演算を行なってもよい。これにより、第１の離散周波数温度特性情報６０及び第２の離散周波数温度特性情報６４の全ての情報を用いて計算することなく、周波数温度特性情報５４を一定の精度で算出することができるので周波数温度特性情報５４の算出を容易にしてコストを抑制することができる。なお第１の周波数温度情報（不図示）が第１の離散周波数温度特性情報６０の最低温度または最高温度にある場合は、隣接する２つの温度点に係る情報うちの一方がないため、上述どおり全ての温度点の情報を数式２に代入する必要がある。
【００６８】
第２実施形態に係る圧電発振器を図６に示す。第２実施形態に係る圧電発振器１１０は、圧電振動子１１２と、前記圧電振動子１１２を発振させて発振信号１４８を出力し、温度補償電圧１６６により前記発振信号１４８の発振周波数の温度補償を行う発振回路１１４と、前記圧電振動子１１２の温度に対応した情報（検出電圧１６４）と、前記発振信号１４８の発振周波数の温度特性を示す電圧温度特性情報１５２と、に基づいて算出した前記温度補償電圧１６６を前記発振信号１４８に出力する温度補償電圧発生回路１１８と、前記電圧温度特性情報１５２を記憶し前記温度補償電圧発生回路１１８に出力する記憶回路１３２と、を有し、前記電圧温度特性情報１５２は、前記圧電振動子１２の温度と前記温度において前記発振信号１４８の発振周波数の温度補償を行う理想補償電圧１５０との関係を離散的に示した第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成して前記記憶回路１３２に記憶したものであるとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示、図４（ｂ）の−１５℃のプロットの欠落部分参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報１５６を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）を前記第２の離散電圧温度特性情報１５６中の前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）と同一の温度情報を有する情報（第２の電圧温度情報１５８）に置き換えたものである。
【００６９】
したがって、第２実施形態に係る圧電発振器１１０の製造方法は、圧電振動子１１２を発振させて発振信号１４８を出力し、温度補償電圧１６６により前記発振信号１４８の発振周波数の温度補償を行う発振回路１１４と、前記圧電振動子１１２の温度に対応した情報（検出電圧１６４）と、前記発振信号１４８の発振周波数の温度特性を示す電圧温度特性情報１５２と、に基づいて算出した前記温度補償電圧１６６を前記発振回路１１４に出力する温度補償電圧発生回路１１８と、前記電圧温度特性情報１５２を記憶して前記温度補償電圧発生回路１１８に出力する記憶回路１３２と、を有する圧電発振器１１０の製造方法であって、前記電圧温度特性情報１５２は、前記発振信号１４８の温度補償を行う理想補償電圧１５０の離散的な温度特性を示す第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成して前記記憶回路１３２に記憶するとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示、図４（ｂ）の−１５℃のプロットの欠落部分参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報１５６を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）を前記第２の離散電圧温度特性情報１５６中の前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）と同一の温度情報を有する情報（第２の電圧温度情報１５８）に置き換えるものである。
【００７０】
図６に示すように圧電発振器１１０は、半導体基板（不図示）上にパターニングにより、発振回路１１４、温度検出手段でなる温度センサー１１６、温度補償電圧発生回路１１８、記憶回路１３２、切替回路１３４、シリアルインターフェース回路１３６、電源端子１３８、グランド端子１４０等の各端子が形成された半導体回路基板を備え、発振回路１１４と圧電振動子１１２が接続された構造を有している。
【００７１】
圧電振動子１１２は、第１実施形態の圧電振動子１２と同様に、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料から形成され、水晶であれば周波数温度特性に優れるＡＴカット振動子が望ましい。このようなＡＴカット水晶振動子は、発振回路１１４から交流電圧を受けて、厚みすべり振動により所定の発振周波数で発振することができる。このＡＴカットによる厚みすべり振動を用いた圧電振動子の発振周波数は、基準温度（２５℃近辺）を中心として３次曲線となる温度特性を有している。
【００７２】
発振回路１１４は、圧電振動子１１２を発振源とする例えばコルピッツ型の発振回路であるとともに、発振回路１１４には可変容量が内蔵され、この可変容量に印加する温度補償電圧１６６または外部からの理想補償電圧１５０を入力して圧電振動子１１２の発振周波数の温度補償を行い、発振信号１４８を発振信号出力端子１４２に出力する。ここで温度補償電圧１６６及び理想補償電圧１５０は発振回路１１４の発振周波数の変化がリニアに応答する範囲（線形応答する範囲）で用いるものとする。
【００７３】
温度センサー１１６は、第１実施形態の温度センサー１６と同様にダイオード構造を有しており、順方向電流を流し、温度によって変化するダイオードの端子間電位であるアナログの検出電圧１６４を温度補償電圧発生回路１１８に出力することができる。また温度センサー１１６は電源電圧が供給される限り常時検出電圧１６４を出力するものとする。ここで検出電圧１６４は温度上昇とともに１次関数的に減少し、出力される検出電圧１６４は測定される温度に対応したものとなっている。なお、温度センサー１１６は圧電振動子１１２に隣接して配置することが望ましい。これにより圧電振動子１１２の周囲温度を測定誤差を抑制して測定することができ、温度補償電圧１６６の出力誤差を抑制することができる。
【００７４】
温度補償電圧発生回路１１８は、４次電圧発生回路１２０、３次電圧発生回路１２２、２次電圧発生回路１２４、１次電圧発生回路１２６、０次電圧発生回路１２８、加算回路１３０により構成されている。
【００７５】
本実施形態の圧電振動子１１２は、第１実施形態の圧電振動子１２と同様に、発振周波数の温度特性Δｆ／ｆ０は数式１の近似曲線情報より表わすことができる。よってこのような温度特性を有する発振回路１１４（圧電振動子１１２）の温度補償を行うために、温度補償電圧１６６（理想補償電圧）Ｖｈは、以下のような温度特性を有する必要がある。
【数３】
【００７６】
ここで、Ｖｃ４、Ｖｃ３、Ｖｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ０は、それぞれ数式１の−Ａ、−Ｂ、−Ｃ、−Ｄ、−Ｅに対応する。またＴ０は基準温度である。このため４次電圧発生回路１２０には係数（Ｖｃ４）の情報が、３次電圧発生回路１２２には係数（Ｖｃ３）の情報が、２次電圧発生回路１２４には係数（Ｖｃ２）の情報が、１次電圧発生回路１２６には係数（Ｖｃ１）の情報が、０次電圧発生回路１２８には係数（Ｖｃ０）の情報がそれぞれ入力される構成を有している。
【００７７】
そして０次電圧発生回路１２８以外の各電圧発生回路に圧電振動子１１２の温度の情報、すなわち検出電圧１６４が入力されると、４次電圧発生回路１２０は圧電振動子１１２の温度の情報（検出電圧５６と基準温度における検出電圧との差分）の４乗と係数（Ｖｃ４）の情報との積に対応する電圧を出力し、３次電圧発生回路１２２は、温度の情報の３乗と係数（Ｖｃ３）の情報の積に対応する電圧を出力し、２次電圧発生回路１２４は周囲温度の２乗と係数（Ｖｃ２）の積に対応する電圧を出力し、１次電圧発生回路１２６は、周囲温度と係数（Ｖｃ１）の積を出力し、０次電圧発生回路１２８は、係数（Ｖｃ１）の値に対応する電圧を出力する。さらにこれらの電圧は加算回路１３０において加算され温度補償電圧１６６（Ｖｈ）が生成される。
【００７８】
記憶回路１３２は、ＥＥＰＲＯＭ等で形成され、シリアルインターフェース回路１３６を介して入力される電圧温度情報１５２を記憶するとともに、電圧温度情報１５２を温度補償電圧発生回路１１８に出力するものである。ここで、電圧温度情報１５２は、圧電振動子１１２の所定の温度点において、発振回路１１４の発振周波数が基準周波数となるにように印加された後述の理想補償電圧１５０の情報と、前記理想補償電圧１５０を印加時の圧電振動子１１２の温度の情報（検出電圧１６４）を用いて数式３に代入して、その係数（Ｖｃ４、Ｖｃ３、Ｖｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ０）を算出したものである。
【００７９】
よって記憶回路１３２は、係数（Ｖｃ４）の情報を４次電圧発生回路１２０に出力し、係数（Ｖｃ３）の情報を３次電圧発生回路１２２に出力し、係数（Ｖｃ２）の情報を２次電圧発生回路１２４に出力し、係数（Ｖｃ１）の情報を１次電圧発生回路１２６に出力し、係数（Ｖｃ０）（オフセット量）の情報を０次電圧発生回路１２８に出力する。これらの係数、すなわち電圧温度情報１５２は後述のＰＣ１７６において算出される。なお記憶回路１３２は新たな電圧温度情報１５２が入力されるともとの電圧温度情報１５２に上書きする形で記憶するとともに、新たな電圧温度情報１５２を温度補償電圧発生回路１１８に出力する。
【００８０】
切替回路１３４は、温度補償電圧発生回路１１８と発振回路１１４との間に介装されている。切替回路１３４は、一方が発振回路１１４に接続され、他方が温度補償電圧発生回路１１８及び電圧入力端子１４４に接続されている。切替回路１３４はシリアルインターフェース回路１３６から入力される切替信号１６２により、温度補償電圧発生回路１１８側及び電圧入力端子１４４側に切替接続することができる。
【００８１】
シリアルインターフェース回路１３６は、信号入力端子１４６に接続され、外部からのシリアルデータ（電圧温度特性情報１５２、切替信号１６２）をデコードし、デコードした情報が電圧温度特性情報１５２である場合は、電圧温度特性情報１５２を記憶回路１３２に出力し、デコードした情報が切替信号１６２の情報である場合は切替信号１６２を切替回路１３４に出力する。
【００８２】
本実施形態における電圧温度情報１５２の算出過程においては、圧電発振器１１０を測定器１６８に接続する。測定器１６８は、周波数カウンター１７０、電圧発生回路１７２、電圧マルチメーター１７４、ＰＣ１７６（パーソナルコンピューター）、データベース１７８により構成されている。
【００８３】
周波数カウンター１７０は、発振信号出力端子１４２に接続され、発振回路１１４から出力される発振信号１４８の発振周波数の情報を所定時間ごとに測定してＰＣ１７６に出力するものである。電圧発生回路１７２は電圧入力端子１４４に接続され、任意に電圧値を調整可能な理想補償電圧１５０を、切替回路１３４を介して発振回路１１４に出力するものである。電圧マルチメーター１７４は、電圧発生回路１７２が出力する理想補償電圧１５０の値を測定し、理想補償電圧１５０の情報をＰＣ１７６に出力するものである。
【００８４】
ＰＣ１７６は信号入力端子１４６に接続され、切替信号１６２の情報、及び上述の工程により電圧温度情報１５２を算出するとともに、これらの情報をシリアルデータ化してシリアルインターフェース回路１３６に出力するものである。さらにＰＣ４６はデータベース１７８に接続され、データベース１７８に記憶された複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６を読み出すことができる。
【００８５】
理想補償電圧１５０の値の調整は、例えば作業者がＰＣ１７６のディスプレイ上に表示される発振周波数の値を見ながら手動で調整し、ＰＣ１７６のキー操作により理想補償電圧１５０の情報と温度の情報を入力してもよい。また電圧発生回路１７２をＰＣ１７６に接続し、ＰＣ１７６にインストールされたプログラム等にしたがって発振周波数が基準周波数となるように電圧発生回路１７２の出力を調整し、理想補償電圧１５０の情報と温度の情報を入力する構成としてもよい。いずれの場合でもＰＣ１７６においては、温度の情報を温度センサー１１６から出力される検出電圧１６４に換算する構成を有するものとする。
【００８６】
本実施形態における電圧温度情報１５２の算出工程について説明する。本実施形態においては圧電発振器１１０を測定器１６８に接続した状態で温度調整が可能なチャンバー（不図示）内に収めた後、圧電振動子１１２の温度を設定最低温度（−３０℃）から設定最高温度（＋８５℃）まで上昇させつつ、各温度点において発振回路１１４から出力される発振信号１４８の発振周波数が基準周波数（Ｆ０）となるように理想補償電圧１５０の値Ｖｈを調整する。そして本実施形態においては、第１実施形態と同様に圧電発振器１１０を第１温度点（設定最低温度、例：−３０℃）、第２温度点（例：−１５℃）、第３温度点（例：０℃）、第４温度点（基準温度、例：＋２５℃、基準温度）、第５温度点（例：＋５０℃）、第６温度点（例：＋７０℃）、第７温度点（設定最高温度、例：＋８５℃）の環境下におき、発振信号１４８の発振周波数が基準周波数となるように理想補償電圧１５０の値Ｖｈを調整する。ここでチャンバー（不図示）の温度設定は高精度に行なわれていることを前提とし、ＰＣ１７６には各温度点における温度の情報が記憶されているものとする。よって各温度点における温度の情報（検出電圧１６４）と、理想補償電圧１５０（Ｖｈ）の情報により第１の離散電圧温度特性情報１５４を生成し、第１の離散電圧温度特性情報１５４を数式３に代入することにより電圧温度特性情報１５２を生成することができる。
【００８７】
ところで、第１実施形態と同様に、上述の第１の離散電圧温度特性情報１５４の生成の際にも、圧電発振器１１０の各電極に電源用のプローブ、発振信号を検出するプローブ、グランド用のプローブ、さらには理想補償電圧１５０印加用のプローブ等を接触させている。よって従来技術で述べたような接触不良により、第１の離散電圧温度特性情報１５４の一部において有効な情報を取得できていない状態で第１の離散電圧温度特性情報１５４を生成してしまうことがある。このような第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成された電圧温度特性情報１５２が温度補償電圧発生回路１１８で用いられると、温度補償の精度が低下した温度補償電圧１６６を発生させることになり、発振信号１４８の温度補償の精度が低下することになる。そこでＰＣ１７６においては、以下の工程を行なうことにより無効な情報を包含する第１の離散電圧温度特性情報１５４であっても、これに基づいて有効な電圧温度特性情報１５２を算出することができる。
【００８８】
データベース７２に記憶された第２の電圧温度特性情報１５６は、複数の圧電振動子（圧電振動子１１２が含まれていても良い）のそれぞれの温度と、その温度において温度補償を行う理想補償電圧１５０を離散的に表わしたものであり、第１の電圧温度特性情報１５４と同様に７つの温度点（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ７）において測定される。
【００８９】
第２の電圧温度特性情報１５４は測定された圧電振動子（ｎ個）ごとに番号（Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｍ、ｍ＝１〜ｎ）が付けられており、番号ごとに各温度点における電圧（Ｖｍ（Ｔ１）、Ｖｍ（Ｔ２）、・・・、Ｖｍ（Ｔ７）、ｍ＝１〜ｎ）の情報を有している。第２の電圧温度特性情報６４は、圧電振動子１２のカット角や実装方法等によりその温度特性が変化する。よってこのような第２の電圧温度特性情報１５４を複数有することにより、第１の電圧温度特性情報１５４の温度特性に最も近い温度特性を有する第２の電圧温度特性情報１５６を抽出し、第１の電圧温度特性情報１５４において無効な情報を有していても、その部分を第２の電圧温度特性情報１５６から補填して第１の周波数温度特性情報１５４を有効なものにすることができる。
【００９０】
一方、ＰＣ１７６が有するプログラム等においては電圧（理想補償電圧１５０）の値の許容範囲が設定され、各温度点において測定された理想補償電圧１５０が許容範囲を超えた場合には、その温度点における温度の情報と、電圧の情報の組み合わせを第１の電圧温度情報（図３参照）として抽出する。ここで電圧方向の許容範囲は、例えば、第１の電圧温度特性情報１５４における最低温度において通常期待される電圧以上で、最高温度において通常期待される電圧以下とすることができる。
【００９１】
そして、ＰＣ１７６はデータベース１７８から第２の電圧温度特性情報１５６を順次読み出し（ｍ＝１〜ｎ）、以下の式が最小となる第２の電圧温度特性情報１５６を抽出する。
【数４】
【００９２】
ここで、Ｖｍ（Ｔｋ）は第２の電圧温度特性情報１５６の温度点ごとの理想補償電圧を表わし、Ｖ０（Ｔｋ）は第１の電圧温度特性情報１５４の温度点ごとの理想補償電圧を表わす。ここでＶ０（Ｔｋ）においては、いずれかの温度点（ｋ＝１〜７）において許容範囲外の理想補償電圧（第１の電圧温度情報、不図示）を有することになるが、そのまま数式４に代入しても良いし、所定の値に変換して代入してもよい。
【００９３】
そして数式４が最小となる番号（Ｄｍ）の第２の電圧温度特性情報１５６を特定したのち、その番号に属するとともに第１の電圧温度情報（不図示）と同一の温度情報を有する第２の電圧温度情報１５８を抽出する。そして第１の離散電圧温度特性情報１５４において、第１の電圧温度情報（不図示）を第２の電圧温度情報１５８に置き換えて新たな第１の離散電圧温度特性情報１５４を生成する。こうして得られた第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて電圧温度特性情報１５２を生成する。
【００９４】
最後にＰＣ１７６は、以上の工程を経て得られた電圧温度特性情報１５２をシリアルデータ化しシリアルインターフェース回路１３６を介して記憶回路１３２に記憶する。その後、温度補償電圧発生回路１１８は入力された電圧温度特性情報１５２と検出電圧１６４を用いて温度補償電圧１６６を算出して発振回路１１４に出力することにより温度補償がなされた発振信号１４８を出力することになる。
【００９５】
また本実施形態においては数式４に示すように全ての温度点において総和を算出することとしているが、第１の離散電圧温度特性情報１５４及び第２の離散電圧温度特性情報１５６において、第１の電圧温度情報（図４（ｂ）参照）に隣接する２つの温度点に係る情報のみを用いて数式４に対応する演算を行なってもよい。第１の離散電圧温度特性情報１５４及び第２の離散電圧温度特性情報１５６の全ての情報を用いて計算することなく、電圧温度特性情報１５２を一定の精度で算出することができるので電圧温度特性情報１５２の算出を容易にしてコストを抑制することができる。なお第１の電圧温度情報（不図示）が第１の離散電圧温度特性情報１５４の最低温度または最高温度にある場合は、隣接する２つの温度点に係る情報のうちの一方がないため、上述どおり全ての温度点の情報を数式４に代入する必要がある。
【００９６】
第２実施形態の圧電発振器１１０の温度補償に関する作用効果は、第１実施形態の圧電発振器１１０と同様であり、第１実施形態の作用効果の説明及び図２乃至図５において、第１の離散周波数温度特性情報６０を第１の離散電圧温度特性情報１５４に、第１の周波数温度情報（図４（ｂ）参照）を第１の電圧温度情報（図４（ｂ）参照）に、周波数温度特性情報５４を電圧温度特性情報１５２に、近似曲線情報６８を温度補償電圧１６６に、近似曲線情報７０は温度補償電圧１６７に、数式２は数式４にそれぞれ置き換えて説明したものに等しいため説明を省略する。なお、温度補償電圧１６７は、第１の離散電圧温度特性情報１５４において第１の電圧温度情報が存在しない場合に形成されるものである。
【００９７】
いずれの実施形態においても許容範囲は一律に設けられていたが、測定対象となる圧電振動子の温度ごとに独立に設けてもよい。これにより無効となる第１の周波数温度情報（図４参照）、第１の電圧温度情報（不図示）の抽出精度が向上し、各実施形態において温度補償の精度を向上させることができる。
【００９８】
以上述べたように本実施形態にかかる圧電発振器及びその製造方法によれば、第１には、第１実施形態で述べたように、第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた周波数温度特性情報５４を生成することができる。そして許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報、図４参照）を置き換えた新たな情報（第２の周波数温度情報６６）は、データベースとなる複数の第２の離散周波数温度特性情報６４のうち、第１の離散周波数温度特性情報６０に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）と同一温度に係る情報（第２の周波数温度情報６６）を抽出したものであるので、周波数成分が全て許容範囲となる第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて生成された周波数温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、周波数温度特性情報５４の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散周波数温度特性情報６０のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分が許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）を有していても、結果的に高精度な周波数温度特性情報５４を生成することができる。
【００９９】
第２には、周波数成分の差分の算出は、第１の離散周波数温度特性情報６０中及び第２の離散周波数温度特性情報６４中の許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行うことにより、第１の離散周波数温度特性情報６０及び第２の離散周波数温度特性情報６４の全ての情報を用いて計算することなく、周波数温度特性情報５４を一定の精度で算出することができるので周波数温度特性情報５４の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【０１００】
第３には、周波数温度特性情報５４は、温度の情報（検出電圧５２）と、前記温度に対応した発振周波数、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、により生成したことにより、圧電発振器１０側で温度係数を生成する演算が不要となるため圧電発振器１０形成時の作業負担を抑制してコストを抑制することができる。この場合、ユーザー側で第１の周波数温度特性情報６０のプロットに重なるべき級数の温度係数を演算して温度補償量を算出することになるが、ユーザー側で独自に正確な温度係数を演算することができる。
【０１０１】
第４には、周波数温度特性情報５４は、温度の情報（検出電圧５２）と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、から求めた近似曲線情報から抽出される温度係数により生成したことにより、温度補償回路３２においては温度係数を算出するための演算が不要となるため、ユーザー側の負担を軽減して圧電発振器１０を搭載したシステムの構築を容易に行うことができる。
【０１０２】
第５には、第１の離散周波数温度特性情報６０において、許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）が複数あるときは、再度生成された第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて周波数温度特性情報５４を生成することとした。第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数方向で許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）が複数ある場合には、周波数温度特性情報５４の精度が低下する。よって、このように第１の離散周波数温度特性情報６０を再度生成し、許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）が１つまたはゼロとなれば周波数温度特性情報５４を高精度に生成することができ、圧電発振器１０の歩留を高めることができる。
【０１０３】
第６には、第２実施形態で述べたように、第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた電圧温度特性情報１５２を生成することができる。そして許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）と入れ替わった新たな情報（第２の電圧温度情報１５８）は、データベースとなる複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６のうち、第１の離散電圧温度特性情報１５４に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）と同一温度に係る情報（第２の電圧温度情報１５８）を抽出したものであるので、電圧成分が全て許容範囲となる第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成された電圧温度特性情報１５２と遜色のない情報を生成することができ、電圧温度特性情報１５２の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散電圧温度特性情報１５４のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な電圧温度特性情報１５２を生成することができる。
【０１０４】
第７には、電圧成分の差分の算出は、第１の離散電圧温度特性情報１５４中及び第２の離散電圧温度情報１５６中の前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことにより、第１の離散電圧温度特性情報１５４及び第２の離散電圧温度特性情報１５６の全ての情報を用いて計算する必要はないので電圧温度特性情報１５２の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【０１０５】
第８には、第１の離散電圧温度特性情報１５４において、許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて前記電圧温度特性情報１５２を生成することとした。第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧方向で許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）が複数ある場合には、電圧温度特性情報１５２の精度が低下する。よって、このように第１の離散電圧温度特性情報１５４を再度生成し、許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）が１つまたはゼロとなれば電圧温度特性情報１５２を高精度に生成することができ、圧電発振器１１０の歩留を高めることができる。
【０１０６】
第９には、許容範囲は、測定対象となる圧電振動子１２、１１２の温度ごとに独立して設定したことにより、第１の離散周波数温度特性情報６０において周波数成分が許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報、図３参照）の抽出を厳格化し、第１の離散電圧温度特性情報１５４において電圧成分が許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）の抽出を厳格化することができ、これにより周波数温度特性情報５２及び電圧温度特性情報１５２の精度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０………圧電発振器、１２………圧電振動子、１４………発振回路、１６………温度センサー、１８………記憶回路、２０………シリアルインターフェース回路、２２………発振信号出力端子、２４………温度センサー電圧出力端子、２６………データ入出力端子、２８………電源端子、３０………グランド端子、３２………温度補償回路、３４………周波数補正回路、３６………ＣＰＵ、３８………メモリ、４０………Ａ／Ｄ変換器、４２………測定器、４４………周波数カウンター、４６………ＰＣ、４８………電圧マルチメーター、５０………発振信号、５２………検出電圧、５４………周波数温度特性情報、５６………温度補償量、５８………発振信号、６０………第１の離散周波数温度特性情報、６４………第２の離散周波数温度特性情報、６６………第２の周波数温度情報、６８………近似曲線情報、７０………近似曲線情報、７２………データベース、１１０………圧電発振器、１１２………圧電振動子、１１４………発振回路、１１６………温度センサー、１１８………温度補償電圧発生回路、１２０………４次電圧発生回路、１２２………３次電圧発生回路、１２４………２次電圧発生回路、１２６………１次電圧発生回路、１２８………０次電圧発生回路、１３０………加算回路、１３２………記憶回路、１３４………切替回路、１３６………シリアルインターフェース回路、１３８………電源端子、１４０………グランド端子、１４２………発振信号出力端子、１４４………電圧入力端子、１４６………信号入力端子、１４８………発振信号、１５０………理想補償電圧、１５２………電圧温度特性情報、１５４………第１の離散電圧温度特性情報、１５６………第２の離散電圧温度特性情報、１５８………第２の電圧温度情報、１６２………切替信号、１６４………検出電圧、１６６………温度補償電圧、１６７………温度補償電圧、１６８………測定器、１７０………周波数カウンター、１７２………電圧発生回路、１７４………電圧マルチメーター、１７６………ＰＣ、１７８………データベース。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの測位信号に基づいて位置計測を行う圧電発振器の温度補償に係り、温度補償機能を外部に委ねる圧電発振器であるＴＳＸＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｘｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）や、温度補償機能を搭載したＴＣＸＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｘｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の温度補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ機能を備えた携帯電話機等の受信装置、及びＧＰＳ受信機能を備えた携帯電話器等は、複数のＧＰＳ衛星から送信される測位信号を復調・解析して現在位置を測定するものである。これらの受信装置に使用される基準発振器としては、温度による周波数変化の小さい温度補償型圧電発振器ＴＣＸＯが、広く使用されている。その理由は、受信装置に内蔵された発振器の周波数精度が高いほど、ＧＰＳ衛星から送信される測位信号を捕捉するためのサーチ範囲を狭めることができ、結果的にサーチ時間を短縮して、すなわちＧＰＳ衛星の測位信号を捕捉する時間を短縮して、短時間で測位を行うことができる。
【０００３】
一方、上述の受信装置等は装置の電源投入時等の立ち上げ時において、装置全体で温度が短時間に上昇したり、携帯電話等においては屋外から屋内、屋内から屋外に移動したときに温度が急激に変動するため、発振器内での温度が安定するまで温度補償が不安定になる問題があった。この問題を解決するため、ユーザー側で温度変化に対して高速で応答できる温度補償回路を独自に構築し、発振器側から発振器に搭載された圧電振動子特有の３次曲線的な周波数温度特性を示す温度特性情報を取得して、これにより温度補償を適切に行なう要請がなされている。よって、これに対応するため、発振回路側として温度補償回路を不要とするＴＳＸＯが適用され、ＴＳＸＯは、搭載された圧電振動子の温度情報をユーザー側に出力する温度センサーと、搭載された圧電振動子の温度特性情報（ある環境温度における圧電振動子の所定温度を示す温度センサー電圧と、温度係数）を記憶し、ユーザー側に温度特性情報を出力する記憶回路を搭載している（特許文献１参照）。
【０００４】
厚みすべり振動を利用した水晶振動子を使用する場合、発振器から出力される発振信号は、正の３次曲線を描く温度依存性を有するが、上述のＴＳＸＯを搭載しユーザー側でＴＳＸＯに接続した温度補償回路を有するＧＰＳシステム等においては、温度センサーから得た水晶振動子の温度と、記憶回路から得た周波数温度特性情報をもとに、どの温度においても周波数が一定となるように温度補償回路において温度補償量を算出して周波数補正を掛けている。
【０００５】
同様にＴＣＸＯを搭載したＧＰＳシステム等においても、温度センサーから得た水晶振動子の温度と記憶回路から得た電圧温度特性情報をもとに、どの温度においても周波数が一定となるようにＴＣＸＯ内の温度補償電圧発生回路において温度補償電圧を算出して、温度補償電圧により温度補償を行うＴＣＸＯ内の発振回路に温度補償電圧を印加して周波数補正を掛けている。
【０００６】
ここで、記憶回路に記憶している周波数温度特性情報及び電圧温度特性情報は製造検査工程時に取得したものであるため、製造時のスループットの観点から、温度上昇時、または温度下降時のいずれか一方の温度変化した際の温度特性情報を取得し、記憶回路に記憶するのが一般的である。
【０００７】
一方、ＴＳＸＯにおいては温度補償回路側では周波数温度特性情報に基づいて水晶振動子の基準温度における発振周波数を基準とし温度変化に対して連続的に変化する周波数偏差の近似式を算出し、この近似式と水晶振動子の温度から温度補償量を算出している。同様にＴＣＸＯでは、温度補償電圧発生回路側では電圧温度特性情報に基づいて水晶振動子の基準温度における基準電圧を基準とし温度変化に対して連続的に変化する電圧偏差の近似式を算出し、この近似式と水晶振動子の温度から温度補償電圧を算出している。
【０００８】
ところで、上述のＧＰＳ機能を搭載した携帯電話端末などの高精度の電子機器の分野においては、周波数偏差（Δｆ／ｆ０）の許容範囲が非常に狭く、例えば、−３０℃〜８５℃の温度範囲では周波数偏差（Δｆ／ｆ０）は０．５ｐｐｍ以内であることが要求される。この条件を満たさないとサーチ時間が長くなり、結果的に測位誤差が生じたり、ＧＰＳ衛星との同調が不調となる虞がある、といった問題があった。このため周波数温度特性情報及び電圧温度特性情報の情報数を多くすることにより近似式を高精度に算出して温度補償を行うことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３２４３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、周波数温度特性情報または電圧温度特性情報を取得する際は、任意の温度を設定可能な恒温槽に水晶振動子を有するＴＳＸＯまたはＴＣＸＯを配置し、水晶振動子の温度が恒温槽の設定温度になったところでＴＳＸＯであれば発振周波数を測定し、ＴＣＸＯであれば水晶振動子の発振周波数が基準周波数となる理想補償電圧を測定する。このとき水晶振動子に電力を供給するプローブ、水晶振動子を接地するプローブ、水晶振動子からの発振信号を検出するプローブ、ＴＣＸＯであれば理想補償電圧を印加するプローブが水晶振動子の外部に形成された各電極に接触する。
【００１１】
しかし、恒温槽の内部において、これらのプローブの接触不良やプローブの結露・凍結等の理由により、発振周波数や理想補償電圧の検出不良が起きることがある。特にＴＳＸＯ、ＴＣＸＯの信号の測定をバッチ処理により行なう場合はこの問題が顕著となる。このとき検出不良になった温度点での発振周波数や理想補償電圧の検出を再度行なったり、再度はじめから発振周波数や理想補償電圧を測定することはコストや時間がかかるといった問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に着目し、周波数温度特性情報や電圧温度特性情報を生成する際の歩留を高めた圧電発振器の製造方法、圧電発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電振動子の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報と、前記圧電振動子の温度に対応する情報と、を用いて温度補償量を算出可能な温度補償回路に発振信号を出力する発振回路と、前記周波数温度特性情報を記憶して前記温度補償回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、前記周波数温度特性情報は、前記発振信号の温度特性を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【００１３】
上記方法により、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた周波数温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報を置き換えた新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、第１の離散周波数温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、周波数成分が全て許容範囲となる第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成された周波数温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、周波数温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散周波数温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な周波数温度特性情報を生成することができる。
【００１４】
［適用例２］前記周波数成分の差分の算出は、前記第１の離散周波数温度特性情報中及び前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする適用例１に記載の圧電発振器の製造方法。
【００１５】
上記方法により、第１の離散周波数温度特性情報及び第２の離散周波数温度特性情報の全ての情報を用いて計算することなく、周波数温度特性情報を一定の精度で算出することができるので周波数温度特性情報の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【００１６】
［適用例３］前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、により生成したことを特徴とする適用例１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【００１７】
これにより、圧電発振器側で温度係数を生成する演算が不要となるため圧電発振器形成時の作業負担を抑制してコストを抑制することができる。この場合、ユーザー側で周波数温度特性情報のプロットに重なるべき級数の温度係数を演算して温度補償量を算出することになるが、ユーザー側で独自に正確な温度係数を演算することができる。
【００１８】
［適用例４］前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、から求めた近似曲線情報から抽出される温度係数により生成したことを特徴とする適用例１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【００１９】
これにより、温度補償回路においては温度係数を算出するための演算が不要となるため、ユーザー側の負担を軽減して圧電発振器を搭載したシステムの構築を容易に行うことができる。
【００２０】
［適用例５］前記第１の離散周波数温度特性情報において、前記許容範囲外の情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散周波数温度特性情報に基づいて前記周波数温度特性情報を生成することを特徴とする適用例１乃至４のいずれか１例に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２１】
第１の離散周波数温度特性情報において、周波数方向で許容範囲外となる情報が複数ある場合には、周波数温度特性情報の精度が低下する。よって、このように離散周波数温度特性情報を再度生成し、許容範囲外となる情報が１つまたはゼロとなれば周波数温度特性情報を高精度に生成することができ、圧電発振器の歩留を高めることができる。
【００２２】
［適用例６］圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、前記電圧温度特性情報を記憶して前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、前記電圧温度特性情報は、前記発振信号の温度補償を行う理想補償電圧の離散的な温度特性を示す第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【００２３】
上記方法により、第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた電圧温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報と入れ替わった新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、第１の離散電圧温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、電圧成分が全て許容範囲となる第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成された電圧温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、電圧温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散電圧温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な電圧温度特性情報を生成することができる。
【００２４】
［適用例７］前記電圧成分の差分の算出は、前記第１の離散電圧温度特性情報中及び前記第２の離散電圧温度情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする適用例６に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２５】
上記方法により、第１の離散電圧温度特性情報及び第２の離散電圧温度特性情報の全ての情報を用いて計算することなく、電圧温度特性情報を一定の精度で算出することができるので電圧温度特性情報の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【００２６】
［適用例８］前記第１の離散電圧温度特性情報において、前記許容範囲外となる情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散電圧温度特性情報に基づいて前記電圧温度特性情報を生成することを特徴とする適用例６または７に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２７】
第１の離散電圧温度特性情報において、電圧方向で許容範囲外となる情報が複数ある場合には、電圧温度特性情報の精度が低下する。よって、このように第１の離散電圧温度特性情報を再度生成し、許容範囲外となる情報が１つまたはゼロとなれば電圧温度特性情報を高精度に生成することができ、圧電発振器の歩留を高めることができる。
【００２８】
［適用例９］前記許容範囲は、測定対象となる前記圧電振動子の温度ごとに独立して設定したことを特徴とする適用例１乃至８のいずれか１例に記載の圧電発振器の製造方法。
【００２９】
上記方法により、第１の離散周波数温度特性情報において周波数成分が許容範囲外となる情報の抽出を厳格化し、第１の離散電圧温度特性情報において電圧成分が許容範囲外となる情報の抽出を厳格化することができ、これにより周波数温度特性情報及び電圧温度特性情報の精度を高めることができる。
【００３０】
［適用例１０］圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力する発振回路と、周波数温度特性情報が記憶された記憶回路と、を有し、前記周波数温度特性情報は、前記圧電振動子の温度と前記発振周波数との関係を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【００３１】
上記構成により、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた周波数温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報と入れ替わった新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、第１の離散周波数温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、周波数成分が全て許容範囲となる第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成された周波数温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、周波数温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することが可能な圧電発振器となる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散周波数温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な周波数温度特性情報を有した圧電発振器となる。
【００３２】
［適用例１１］圧電振動子と、前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、前記電圧温度特性情報を記憶し前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有し、前記電圧温度特性情報は、前記圧電振動子の温度と前記温度において前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う理想補償電圧との関係を離散的に示した第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【００３３】
上記構成により、第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた電圧温度特性情報を生成することができる。そして許容範囲外となる情報と入れ替わった新たな情報は、データベースとなる複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、第１の離散電圧温度特性情報に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報と同一温度に係る情報を抽出したものであるので、電圧成分が全て許容範囲となる第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成された電圧温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、電圧温度特性情報の生成時の歩留を高め、コストを抑制することが可能な圧電発振器となる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散電圧温度特性情報のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散電圧温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な電圧温度特性情報を有する圧電発振器となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】温度補償回路に接続された本実施形態の圧電発振器を備えた発振回路システムの模式図である。
【図２】本実施形態の圧電発振器と測定器との接続図である。
【図３】本実施形態の第２の離散周波数温度特性情報のデータ構造を示す図である。
【図４】第１実施形態の圧電発振器の温度補償の様子を示す図である。
【図５】第１の離散周波数温度特性情報及び周波数温度特性情報を生成するフロー図である。
【図６】第２実施形態に係る圧電発振器の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００３６】
図１に第１実施形態に係る圧電発振器を温度補償回路に接続した発振回路システムを示す。本実施形態に係る圧電発振器１０は、圧電振動子１２と、前記圧電振動子１２を発振させて発振信号５０を出力する発振回路１４と、周波数温度特性情報５４が記憶された記憶回路１８と、を有し、前記周波数温度特性情報５４は、前記圧電振動子１２の温度と前記発振周波数との関係を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報６０（図４参照）に基づいて生成して前記記憶回路１８に記憶したものであるとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分（周波数の情報）が許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報、図４（ｂ）参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報６４（図２参照）のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報６０の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報６４を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）を前記第２の離散周波数温度特性情報６４中の前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）と同一の温度情報を有する情報（第２の周波数温度情報６６）に置き換えたものである。
【００３７】
また第１実施形態の圧電発振器１０において、発振回路１４は前記圧電振動子１２の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報５４と、前記圧電振動子１２の温度に対応する情報（検出電圧５２）を用いて温度補償量５６を算出可能な温度補償回路３２に、発振信号５０を出力するものである。また記憶回路１８は前記周波数温度特性情報５４を温度補償回路３２に出力するものである。
【００３８】
したがって第１実施形態に係る圧電発振器１０の製造方法は、圧電振動子１２の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報５４と、前記圧電振動子１２の温度に対応する情報（検出電圧５２）と、を用いて温度補償量５６を算出可能な温度補償回路３２に発振信号５０を出力する発振回路１４と、前記周波数温度特性情報５４を記憶して前記温度補償回路３２に出力する記憶回路１８と、を有する圧電発振器１０の製造方法であって、前記周波数温度特性情報６４は、前記発振信号５０の温度特性を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報６０（図４参照）に基づいて生成して前記記憶回路１８に記憶するとともに、前記第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分が許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報、図４（ｂ）参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報６４のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報６０の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報６４を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）を前記第２の離散周波数温度特性情報６４中の前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）と同一の温度情報を有する情報（第２の周波数温度情報６６）に置き換えるものである。
【００３９】
第１実施形態の圧電発振器１０は、温度補償回路３２を内蔵しないＴＳＸＯである。第１実施形態の圧電発振器１０は、半導体基板（不図示）上にパターニングにより、発振回路１４、温度センサー１６、記憶回路１８、シリアルインターフェース回路２０、電源端子２８、グランド端子３０等の各端子が形成され、発振回路１４と圧電振動子１２が接続された構造を有している。さらに図１に示すように、圧電発振器１０の接続対象となる温度補償回路３２は、周波数補正回路３４、ＣＰＵ３６、メモリ３８、Ａ／Ｄ変換器４０を有する。また周波数温度特性情報５４を算出する際には図２に示すように、圧電発振器１０は測定器４２に接続され、測定器４２は、周波数カウンター４４、ＰＣ（パーソナルコンピューター）４６、電圧マルチメーター４８を有する。
【００４０】
圧電振動子１２は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料であり、水晶であればＡＴカットすることにより形成され、発振回路１４から交流電圧を受けて、厚みすべり振動により所定の共振周波数で発振することができる。このＡＴカットによる厚みすべり振動を用いた水晶振動子の共振周波数は、基準温度（２５℃）を中心として正の３次曲線となる温度特性を有している。
【００４１】
発振回路１４は、圧電振動子１２を発振源とする例えばコルピッツ型の発振回路であり、発振信号出力端子２２を介して温度補償回路３２、または測定器４２に発振信号５０を出力する。
【００４２】
温度センサー１６は、ダイオード構造を有しており、順方向電流を流し、温度によって変化する検出電圧５２を温度センサー電圧出力端子２４から温度補償回路３２または測定器４２に出力するものである。ここで検出電圧５２は温度上昇とともに１次関数的に減少し、出力される検出電圧５２は測定される温度に対応したものとなっている。なお、温度センサー１６は圧電振動子１２に隣接して配置することが望ましい。これにより圧電振動子１２の温度を正確に測定することができ、後述の第１の離散周波数温度特性情報６０（第２の離散周波数温度特性情報６４）において温度と周波数、若しくは周波数変位との対応を正確に行ない、周波数温度特性情報５４を高精度に算出することができる。このように本実施形態において圧電振動子１２の温度は、温度センサー１６からの検出電圧５２に対応している。よって後述の測定器４２はこの検出電圧５２に関連付けられた情報として第１の離散周波数温度特性情報６０、周波数温度特性情報５４を算出し、温度補償回路３２は周波数温度特性情報５４をこの検出電圧５２に関連付けられた情報として扱い温度補償量５６を算出している。また同様に後述のデータベースとしての第２の離散周波数温度特性情報６４も検出電圧５２に関連付けられた情報として扱われる。
【００４３】
シリアルインターフェース回路２０は、外部からの指令を受けて記憶回路１８に周波数温度特性情報５４を記憶したり、外部に出力するものである。シリアルインターフェース回路２０は記憶回路１８に接続されるとともに、データ入出力端子２６を介して温度補償回路３２及び測定器４２に接続される。
【００４４】
記憶回路１８は、ＥＥＰＲＯＭ等で形成され、シリアルインターフェース回路２０を介して周波数温度特性情報が５４記憶され（書き込まれ）、または周波数温度特性情報５４を出力することができる。周波数温度特性情報５４は、有限個のデータにより構成されているが、それぞれ測定器４２中のＰＣ４６、及び温度補償回路３２中のＣＰＵ３６が共通に認識できるアドレスが設けられているものとする。
【００４５】
温度補償回路３２は、発振回路１４からの発振信号５０を入力するとともに、周波数温度特性情報５４に基づいて発振回路１４から出力される発振信号５０の発振周波数の温度特性を近似するための近似曲線情報６８を算出し、近似曲線情報６８と圧電振動子１２の温度の情報となる検出電圧５２を用いて温度補償量５６を算出し、温度補償された発振信号５８を出力するものである。温度補償回路３２は、周波数補正回路３４、ＣＰＵ３６、メモリ３８等から構成される。周波数補正回路３４は、ＣＰＵ３６から出力される温度補償量５６に対応して出力信号の周波数を可変させる回路であって、発振信号出力端子２２に接続されて発振信号５０が入力され、ＣＰＵ３６の制御のもと温度補償を行った発振信号５８を出力するものである。
【００４６】
ＣＰＵ３６は、温度補償回路３２の中核をなすものであって、記憶回路１８から入力した周波数温度特性情報５４から圧電振動子１２の発振周波数の温度特性を近似する近似曲線情報６８（図４参照）を算出し、近似曲線情報６８と温度センサー１６から入力される検出電圧５２（温度の情報）に基づいて温度補償量５６を算出して周波数補正回路３４に出力するものである。
【００４７】
ＣＰＵ３６は、データ入出力端子２６、周波数補正回路３４、さらに温度センサー１６にＡ／Ｄ変換器４０を介して接続されている。ＣＰＵ３６は、起動時に、プログラムによりデータ入出力端子２６に記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４を読み出すためのシリアルデータを出力し、記憶回路１８内の周波数温度特性情報５４をシリアルインターフェース回路２０を介して出力させ、ＣＰＵ３６に付属するメモリ３８に記憶する。
【００４８】
記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４が圧電振動子１２の使用温度範囲の複数の温度の情報と、前記複数の温度中の各温度に対応した周波数偏差の情報との組み合わせ（第１の組み合わせ）である場合、ＣＰＵ３６は、
【数１】
となる近似式を用いて温度Ｔと、温度Ｔに対応する周波数偏差Δｆ／ｆを代入し、最小二乗法等を用いて温度係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを算出してＣＰＵ３６に付属するメモリ３８に記憶可能な構成を有するものとする。周波数温度特性情報５４が上述の複数の温度の情報と各温度に対応した周波数（絶対値）の情報の組み合わせ（第２の組み合わせ）である場合は、ＣＰＵ３６は周波数温度特性情報５４中の基準温度の情報と基準温度で測定した周波数の情報のアドレスを識別可能とし、周波数温度特性情報５４と数式１を用いて、温度係数を算出し、付属のメモリ３８に記憶可能な構成を有するものとする。また記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４が温度係数であれば（第３の組み合わせ）、ＣＰＵ３６は、そのまま付属のメモリに記憶する構成を有するものを用いる。
【００４９】
またＣＰＵ３６は、プログラムにより所定時間ごとに温度センサー１６からの検出電圧５２（温度の情報）をＡ／Ｄ変換器４０を介してデジタルデータ化して入力し、付属のメモリ３８に記憶する。そしてメモリ３８から温度係数を読み出して近似曲線情報６８を算出し、さらにメモリ３８から検出電圧５２（温度の情報）を読み出して、近似曲線情報６８と検出電圧５２から温度補償量５６を算出し、温度補償量５６を周波数補正回路３４に出力する。よってＣＰＵ３６は所定時間ごとに温度補償量５６を算出して周波数補正回路３４に出力する。これにより周波数補正回路３４は、温度補償後の発振信号５８を常時出力するが、発振信号５８は所定時間ごとに温度補償が行われることになる。
【００５０】
上述のように、ＣＰＵ３６においては周波数温度特性情報５４を必要とするため、圧電発振器１０においてＣＰＵ３６に出力すべき周波数温度特性情報５４を予め記憶回路１８に記憶する必要がある。このため圧電発振器１０を測定器４２に接続し、圧電発振器１０の設定最低温度から設定最高温度の範囲の離散的な温度の情報と、前記温度の情報における発振信号の発振周波数の情報により構成された第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、これに基づいて周波数温度特性情報５４を生成する必要がある。
【００５１】
図２に圧電発振器１０と測定器４２との接続図を示す。測定器４２は、温度補償回路３２が必要とする周波数温度特性情報５４を算出して記憶回路１８に書き込むものである。測定器４２は、周波数カウンター４４、ＰＣ４６（パーソナルコンピューター）、電圧マルチメーター４８、データベース７２により構成される。周波数カウンター４４は、発振信号出力端子２２に接続され、発振回路１４から出力される発振信号５０の周波数を測定してＰＣ４６に出力することができる。電圧マルチメーター４８は、温度センサー１６からの検出電圧５２をデジタルデータに変換してＰＣ４６に出力することができる。
【００５２】
ＰＣ４６は、キー操作等により周波数カウンター４４や電圧マルチメーター４８を起動可能であるとともに、温度センサー１６からの検出電圧５２（温度の情報）を入力してＰＣ４６に付属する記憶領域（不図示）に記憶することができる。さらにＰＣ４６はデータベース７２に接続され、データベース７２に記憶された複数の第２の離散周波数温度特性情報６４を読み出すことができる。
【００５３】
本実施形態においては、圧電発振器１０を温度調整が可能なチャンバー（不図示）内に配置し、圧電発振器１０を第１温度点（設定最低温度、例：−３０℃）と第２温度点（例：−１５℃）、第３温度点（例：０℃）、第４温度点（基準温度、例：＋２５℃）、第５温度点（例：＋５０℃）、第６温度点（例：＋７０℃）、第７温度点（設定最高温度、例＋８５℃）の環境下におき、ＰＣ４６はプログラム等により各温度点において圧電発振器１０が出力する発振信号５０の発振周波数を測定する。
【００５４】
そして温度補償回路３２が用いる周波数温度特性情報５４が上述の第１の組み合わせである場合は、各温度点における温度の情報（検出電圧５２に対応した情報）と、温度の情報に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報により第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、これをそのまま用いる形で周波数温度特性情報５４を生成する。また上述の第２の組み合わせである場合は、各温度点における温度の情報（検出電圧５２に対応した情報）と、温度の情報に対応した周波数の絶対値の情報により第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、これをそのまま用いる形で周波数温度特性情報５４を生成する。さらに上述の第３の組み合わせである場合は、各温度点における温度の情報（検出電圧５２に対応した情報）と、温度の情報に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報により第１の離散周波数温度特性情報６０を生成し、第１の離散周波数温度特性情報６０を数式１に代入して最小二乗法等により温度係数を算出し、この温度係数を周波数温度特性情報５４として生成する。
【００５５】
ところで、上述の離散周波数温度特性情報６０の生成の際には、圧電発振器１０の各電極に電源用のプローブ、発振信号を検出するプローブ、グランド用のプローブ等を接触させている。よって従来技術で述べたような接触不良により、第１の離散周波数温度特性情報６０の一部において有効な情報を取得できていない状態で第１の離散周波数温度特性情報６０を生成してしまうことがある。このような第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて生成された周波数温度特性情報５４が温度補償回路３２において用いられると、温度補償の精度が低下することになる。そこでＰＣ４６においては、以下の工程を行なうことにより無効な情報を包含する第１の離散周波数温度特性情報６０であっても、これに基づいて有効な周波数温度特性情報５４を算出することができる。
【００５６】
図３に第２の周波数温度特性情報のデータ構造を示す。データベース７２に記憶された第２の周波数温度特性情報６４は、複数の圧電振動子（圧電振動子１２が含まれていても良い）のそれぞれの温度と、その温度に対応する発振周波数を離散的に表わしたものであり、第１の周波数温度特性情報６０と同様に７つの温度点（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ７）において測定される。
【００５７】
第２の周波数温度特性情報６４は測定された圧電振動子（ｎ個）ごとに番号（Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｍ、ｍ＝１〜ｎ）が付けられており、番号ごとに各温度点における周波数（ｆｍ（Ｔ１）、ｆｍ（Ｔ２）、・・・、ｆｍ（Ｔ７）、ｍ＝１〜ｎ）の情報を有している。第２の周波数温度特性情報６４は、圧電振動子１２のカット角や実装方法によりその温度特性が変化する。よってこのような第２の周波数温度特性情報６４を複数有することにより、第１の周波数温度特性情報６０の温度特性に最も近い温度特性を有する第２の周波数温度特性情報６４を抽出し、第１の周波数温度特性情報６０の一部に無効な情報を有していても、その部分を第２の周波数温度特性情報６４から補填して第１の周波数温度特性情報６０を有効なものにすることができる。
【００５８】
一方、ＰＣ４６が有するプログラム等においては周波数の値の許容範囲が設定され、各温度点において測定された発振信号５０の周波数が許容範囲を超えた場合には、その温度点における温度の情報と、周波数の情報の組み合わせを第１の周波数温度情報（図４（ｂ）参照）として抽出する。ここで周波数方向の許容範囲は、例えば、第１の周波数温度特性情報６０における最低温度において通常期待される周波数以上で、最高温度において通常期待される周波数以下とすることができる。
【００５９】
そして、ＰＣ４６はデータベース７２から第２の周波数温度特性情報６４を順次読み出し（ｍ＝１〜ｎ）、以下の式が最小となる第２の周波数温度特性情報６４を抽出する。
【数２】
【００６０】
ここで、ｆｍ（Ｔｋ）は第２の周波数温度特性情報６４の温度点ごとの周波数を表わし、ｆ０（Ｔｋ）は第１の周波数温度特性情報６０の温度点ごとの周波数を表わす。ここでｆ０（Ｔｋ）においては、いずれかの温度点（ｋ＝１〜７）において許容範囲外の周波数（第１の周波数温度情報）を有することになるが、そのまま数式２に代入しても良いし、所定の値に変換して代入してもよい。
【００６１】
そして数式２が最小となる番号（Ｄｍ）の第２の周波数温度特性情報６４を特定したのち、その番号に属するとともに第１の周波数温度情報と同一の温度情報を有する第２の周波数温度情報６６を抽出する。そして第１の離散周波数温度特性情報６０において、第１の周波数温度情報を第２の周波数温度情報６６に置き換えて新たな第１の離散周波数温度特性情報６０を生成する。こうして得られた第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて周波数温度特性情報５４を生成する。もちろん、このように生成された周波数温度特性情報５４は上述同様に第１の組み合わせ、第２の組み合わせ、第３の組み合わせ、のいずれかの形にすることができる。
【００６２】
最後にＰＣ４６は、以上の工程を経て得られた周波数温度特性情報５４をシリアルデータ化しシリアルインターフェース回路２０を介して記憶回路１８に記憶する。その後圧電発振器１０を温度補償回路３２に接続すると、記憶回路１８に記憶された周波数温度特性情報５４は上述のように温度補償回路３２のＣＰＵ３６に入力され、この周波数温度特性情報５４に基づいて近似曲線情報６８を算出し、近似曲線情報６８と検出電圧５２により温度補償量５６を算出し、周波数補正回路３４に温度補償量５６を出力して温度補償後の発振信号５８を出力することになる。
【００６３】
図４に第１実施形態の圧電発振器１０を温度補償回路３２に接続した場合の作用効果について説明する。図４（ａ）に示すように、第１の周波数温度情報（図４（ｂ）の○で囲った−１５℃のプロットの欠落部分参照）が存在しない第１の離散周波数温度特性情報６０から周波数温度特性情報５４を生成し、温度補償回路３２において周波数温度特性情報５４に基づいて近似曲線情報６８を算出する。そして近似曲線情報６８と検出電圧５２を用いて温度補償量５６を算出し、この温度補償量５６を用いて温度補償された発振信号５８の周波数温度特性は図４（ｄ）のようになる。
【００６４】
一方、図４（ｂ）においては、−１５℃において周波数を正確に測定することができず、−１５℃において第１の周波数温度情報（○で囲った−１５℃のプロットの欠落部分参照）が生成された形となっている。そこで図４（ｃ）に示すように、第１の周波数温度情報をデータベース７２中の第２の周波数温度情報６６に置き換え、これに基づいて近似曲線情報７０を生成する。そして近似曲線情報７０と検出電圧５２を用いて温度補償量５６を算出し、この温度補償量５６を用いて温度補償された発振信号５８の周波数偏差は図４（ｄ）のようになる。ここで、図４（ｄ）においては、−１５℃においてデータが無効となった場合（第１の周波数温度情報になった場合）に置き換えに用いる第２の周波数温度情報６６の周波数と、全ての温度点において有効なデータを取得した場合の−１５℃における周波数と、の誤差が−０．１ｐｐｍである場合と、＋０．１ｐｐｍである場合について示している。このように有効な情報が一部欠落した第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて温度補償を行っても、全て有効な情報により構成された第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて温度補償を行った場合と遜色のない結果を得ることができる。
【００６５】
図５に第１の離散周波数温度特性情報及び周波数温度特性情報を生成する第１のフロー図を示す。ところで、上述の処理においては、有効な情報を欠落する部分が一箇所であることを前提として述べてきたが、複数の温度点において有効な情報が欠落する場合があり、この場合には高精度な第１の離散周波数温度特性情報６０、周波数温度特性情報５４を生成することが困難となる。
【００６６】
そこで、図５に示すフロー図のように、ＰＣ４６において複数の温度点（２点以上）において有効な情報が欠落すると判断した場合には、第２の離散周波数温度特性情報６４を用いた演算は行なわず、再びはじめから第１の離散周波数温度特性情報６０を生成する作業を行うことが好ましい。
【００６７】
また本実施形態においては数式２に示すように全ての温度点において総和を算出することとしているが、第１の離散周波数温度特性情報６０及び第２の離散周波数温度特性情報６４において、第１の周波数温度情報（不図示）に隣接する２つの温度点に係る情報のみを用いて数式２に対応する演算を行なってもよい。これにより、第１の離散周波数温度特性情報６０及び第２の離散周波数温度特性情報６４の全ての情報を用いて計算することなく、周波数温度特性情報５４を一定の精度で算出することができるので周波数温度特性情報５４の算出を容易にしてコストを抑制することができる。なお第１の周波数温度情報（不図示）が第１の離散周波数温度特性情報６０の最低温度または最高温度にある場合は、隣接する２つの温度点に係る情報うちの一方がないため、上述どおり全ての温度点の情報を数式２に代入する必要がある。
【００６８】
第２実施形態に係る圧電発振器を図６に示す。第２実施形態に係る圧電発振器１１０は、圧電振動子１１２と、前記圧電振動子１１２を発振させて発振信号１４８を出力し、温度補償電圧１６６により前記発振信号１４８の発振周波数の温度補償を行う発振回路１１４と、前記圧電振動子１１２の温度に対応した情報（検出電圧１６４）と、前記発振信号１４８の発振周波数の温度特性を示す電圧温度特性情報１５２と、に基づいて算出した前記温度補償電圧１６６を前記発振信号１４８に出力する温度補償電圧発生回路１１８と、前記電圧温度特性情報１５２を記憶し前記温度補償電圧発生回路１１８に出力する記憶回路１３２と、を有し、前記電圧温度特性情報１５２は、前記圧電振動子１２の温度と前記温度において前記発振信号１４８の発振周波数の温度補償を行う理想補償電圧１５０との関係を離散的に示した第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成して前記記憶回路１３２に記憶したものであるとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示、図４（ｂ）の−１５℃のプロットの欠落部分参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報１５６を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）を前記第２の離散電圧温度特性情報１５６中の前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）と同一の温度情報を有する情報（第２の電圧温度情報１５８）に置き換えたものである。
【００６９】
したがって、第２実施形態に係る圧電発振器１１０の製造方法は、圧電振動子１１２を発振させて発振信号１４８を出力し、温度補償電圧１６６により前記発振信号１４８の発振周波数の温度補償を行う発振回路１１４と、前記圧電振動子１１２の温度に対応した情報（検出電圧１６４）と、前記発振信号１４８の発振周波数の温度特性を示す電圧温度特性情報１５２と、に基づいて算出した前記温度補償電圧１６６を前記発振回路１１４に出力する温度補償電圧発生回路１１８と、前記電圧温度特性情報１５２を記憶して前記温度補償電圧発生回路１１８に出力する記憶回路１３２と、を有する圧電発振器１１０の製造方法であって、前記電圧温度特性情報１５２は、前記発振信号１４８の温度補償を行う理想補償電圧１５０の離散的な温度特性を示す第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成して前記記憶回路１３２に記憶するとともに、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示、図４（ｂ）の−１５℃のプロットの欠落部分参照）を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報１５４の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報１５６を抽出し、前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）を前記第２の離散電圧温度特性情報１５６中の前記許容範囲外の情報（第１の電圧温度情報、不図示）と同一の温度情報を有する情報（第２の電圧温度情報１５８）に置き換えるものである。
【００７０】
図６に示すように圧電発振器１１０は、半導体基板（不図示）上にパターニングにより、発振回路１１４、温度検出手段でなる温度センサー１１６、温度補償電圧発生回路１１８、記憶回路１３２、切替回路１３４、シリアルインターフェース回路１３６、電源端子１３８、グランド端子１４０等の各端子が形成された半導体回路基板を備え、発振回路１１４と圧電振動子１１２が接続された構造を有している。
【００７１】
圧電振動子１１２は、第１実施形態の圧電振動子１２と同様に、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料から形成され、水晶であれば周波数温度特性に優れるＡＴカット振動子が望ましい。このようなＡＴカット水晶振動子は、発振回路１１４から交流電圧を受けて、厚みすべり振動により所定の発振周波数で発振することができる。このＡＴカットによる厚みすべり振動を用いた圧電振動子の発振周波数は、基準温度（２５℃近辺）を中心として３次曲線となる温度特性を有している。
【００７２】
発振回路１１４は、圧電振動子１１２を発振源とする例えばコルピッツ型の発振回路であるとともに、発振回路１１４には可変容量が内蔵され、この可変容量に印加する温度補償電圧１６６または外部からの理想補償電圧１５０を入力して圧電振動子１１２の発振周波数の温度補償を行い、発振信号１４８を発振信号出力端子１４２に出力する。ここで温度補償電圧１６６及び理想補償電圧１５０は発振回路１１４の発振周波数の変化がリニアに応答する範囲（線形応答する範囲）で用いるものとする。
【００７３】
温度センサー１１６は、第１実施形態の温度センサー１６と同様にダイオード構造を有しており、順方向電流を流し、温度によって変化するダイオードの端子間電位であるアナログの検出電圧１６４を温度補償電圧発生回路１１８に出力することができる。また温度センサー１１６は電源電圧が供給される限り常時検出電圧１６４を出力するものとする。ここで検出電圧１６４は温度上昇とともに１次関数的に減少し、出力される検出電圧１６４は測定される温度に対応したものとなっている。なお、温度センサー１１６は圧電振動子１１２に隣接して配置することが望ましい。これにより圧電振動子１１２の周囲温度を測定誤差を抑制して測定することができ、温度補償電圧１６６の出力誤差を抑制することができる。
【００７４】
温度補償電圧発生回路１１８は、４次電圧発生回路１２０、３次電圧発生回路１２２、２次電圧発生回路１２４、１次電圧発生回路１２６、０次電圧発生回路１２８、加算回路１３０により構成されている。
【００７５】
本実施形態の圧電振動子１１２は、第１実施形態の圧電振動子１２と同様に、発振周波数の温度特性Δｆ／ｆ０は数式１の近似曲線情報より表わすことができる。よってこのような温度特性を有する発振回路１１４（圧電振動子１１２）の温度補償を行うために、温度補償電圧１６６（理想補償電圧）Ｖｈは、以下のような温度特性を有する必要がある。
【数３】
【００７６】
ここで、Ｖｃ４、Ｖｃ３、Ｖｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ０は、それぞれ数式１の−Ａ、−Ｂ、−Ｃ、−Ｄ、−Ｅに対応する。またＴ０は基準温度である。このため４次電圧発生回路１２０には係数（Ｖｃ４）の情報が、３次電圧発生回路１２２には係数（Ｖｃ３）の情報が、２次電圧発生回路１２４には係数（Ｖｃ２）の情報が、１次電圧発生回路１２６には係数（Ｖｃ１）の情報が、０次電圧発生回路１２８には係数（Ｖｃ０）の情報がそれぞれ入力される構成を有している。
【００７７】
そして０次電圧発生回路１２８以外の各電圧発生回路に圧電振動子１１２の温度の情報、すなわち検出電圧１６４が入力されると、４次電圧発生回路１２０は圧電振動子１１２の温度の情報（検出電圧５６と基準温度における検出電圧との差分）の４乗と係数（Ｖｃ４）の情報との積に対応する電圧を出力し、３次電圧発生回路１２２は、温度の情報の３乗と係数（Ｖｃ３）の情報の積に対応する電圧を出力し、２次電圧発生回路１２４は周囲温度の２乗と係数（Ｖｃ２）の積に対応する電圧を出力し、１次電圧発生回路１２６は、周囲温度と係数（Ｖｃ１）の積を出力し、０次電圧発生回路１２８は、係数（Ｖｃ１）の値に対応する電圧を出力する。さらにこれらの電圧は加算回路１３０において加算され温度補償電圧１６６（Ｖｈ）が生成される。
【００７８】
記憶回路１３２は、ＥＥＰＲＯＭ等で形成され、シリアルインターフェース回路１３６を介して入力される電圧温度情報１５２を記憶するとともに、電圧温度情報１５２を温度補償電圧発生回路１１８に出力するものである。ここで、電圧温度情報１５２は、圧電振動子１１２の所定の温度点において、発振回路１１４の発振周波数が基準周波数となるにように印加された後述の理想補償電圧１５０の情報と、前記理想補償電圧１５０を印加時の圧電振動子１１２の温度の情報（検出電圧１６４）を用いて数式３に代入して、その係数（Ｖｃ４、Ｖｃ３、Ｖｃ２、Ｖｃ１、Ｖｃ０）を算出したものである。
【００７９】
よって記憶回路１３２は、係数（Ｖｃ４）の情報を４次電圧発生回路１２０に出力し、係数（Ｖｃ３）の情報を３次電圧発生回路１２２に出力し、係数（Ｖｃ２）の情報を２次電圧発生回路１２４に出力し、係数（Ｖｃ１）の情報を１次電圧発生回路１２６に出力し、係数（Ｖｃ０）（オフセット量）の情報を０次電圧発生回路１２８に出力する。これらの係数、すなわち電圧温度情報１５２は後述のＰＣ１７６において算出される。なお記憶回路１３２は新たな電圧温度情報１５２が入力されるともとの電圧温度情報１５２に上書きする形で記憶するとともに、新たな電圧温度情報１５２を温度補償電圧発生回路１１８に出力する。
【００８０】
切替回路１３４は、温度補償電圧発生回路１１８と発振回路１１４との間に介装されている。切替回路１３４は、一方が発振回路１１４に接続され、他方が温度補償電圧発生回路１１８及び電圧入力端子１４４に接続されている。切替回路１３４はシリアルインターフェース回路１３６から入力される切替信号１６２により、温度補償電圧発生回路１１８側及び電圧入力端子１４４側に切替接続することができる。
【００８１】
シリアルインターフェース回路１３６は、信号入力端子１４６に接続され、外部からのシリアルデータ（電圧温度特性情報１５２、切替信号１６２）をデコードし、デコードした情報が電圧温度特性情報１５２である場合は、電圧温度特性情報１５２を記憶回路１３２に出力し、デコードした情報が切替信号１６２の情報である場合は切替信号１６２を切替回路１３４に出力する。
【００８２】
本実施形態における電圧温度情報１５２の算出過程においては、圧電発振器１１０を測定器１６８に接続する。測定器１６８は、周波数カウンター１７０、電圧発生回路１７２、電圧マルチメーター１７４、ＰＣ１７６（パーソナルコンピューター）、データベース１７８により構成されている。
【００８３】
周波数カウンター１７０は、発振信号出力端子１４２に接続され、発振回路１１４から出力される発振信号１４８の発振周波数の情報を所定時間ごとに測定してＰＣ１７６に出力するものである。電圧発生回路１７２は電圧入力端子１４４に接続され、任意に電圧値を調整可能な理想補償電圧１５０を、切替回路１３４を介して発振回路１１４に出力するものである。電圧マルチメーター１７４は、電圧発生回路１７２が出力する理想補償電圧１５０の値を測定し、理想補償電圧１５０の情報をＰＣ１７６に出力するものである。
【００８４】
ＰＣ１７６は信号入力端子１４６に接続され、切替信号１６２の情報、及び上述の工程により電圧温度情報１５２を算出するとともに、これらの情報をシリアルデータ化してシリアルインターフェース回路１３６に出力するものである。さらにＰＣ４６はデータベース１７８に接続され、データベース１７８に記憶された複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６を読み出すことができる。
【００８５】
理想補償電圧１５０の値の調整は、例えば作業者がＰＣ１７６のディスプレイ上に表示される発振周波数の値を見ながら手動で調整し、ＰＣ１７６のキー操作により理想補償電圧１５０の情報と温度の情報を入力してもよい。また電圧発生回路１７２をＰＣ１７６に接続し、ＰＣ１７６にインストールされたプログラム等にしたがって発振周波数が基準周波数となるように電圧発生回路１７２の出力を調整し、理想補償電圧１５０の情報と温度の情報を入力する構成としてもよい。いずれの場合でもＰＣ１７６においては、温度の情報を温度センサー１１６から出力される検出電圧１６４に換算する構成を有するものとする。
【００８６】
本実施形態における電圧温度情報１５２の算出工程について説明する。本実施形態においては圧電発振器１１０を測定器１６８に接続した状態で温度調整が可能なチャンバー（不図示）内に収めた後、圧電振動子１１２の温度を設定最低温度（−３０℃）から設定最高温度（＋８５℃）まで上昇させつつ、各温度点において発振回路１１４から出力される発振信号１４８の発振周波数が基準周波数（Ｆ０）となるように理想補償電圧１５０の値Ｖｈを調整する。そして本実施形態においては、第１実施形態と同様に圧電発振器１１０を第１温度点（設定最低温度、例：−３０℃）、第２温度点（例：−１５℃）、第３温度点（例：０℃）、第４温度点（基準温度、例：＋２５℃、基準温度）、第５温度点（例：＋５０℃）、第６温度点（例：＋７０℃）、第７温度点（設定最高温度、例：＋８５℃）の環境下におき、発振信号１４８の発振周波数が基準周波数となるように理想補償電圧１５０の値Ｖｈを調整する。ここでチャンバー（不図示）の温度設定は高精度に行なわれていることを前提とし、ＰＣ１７６には各温度点における温度の情報が記憶されているものとする。よって各温度点における温度の情報（検出電圧１６４）と、理想補償電圧１５０（Ｖｈ）の情報により第１の離散電圧温度特性情報１５４を生成し、第１の離散電圧温度特性情報１５４を数式３に代入することにより電圧温度特性情報１５２を生成することができる。
【００８７】
ところで、第１実施形態と同様に、上述の第１の離散電圧温度特性情報１５４の生成の際にも、圧電発振器１１０の各電極に電源用のプローブ、発振信号を検出するプローブ、グランド用のプローブ、さらには理想補償電圧１５０印加用のプローブ等を接触させている。よって従来技術で述べたような接触不良により、第１の離散電圧温度特性情報１５４の一部において有効な情報を取得できていない状態で第１の離散電圧温度特性情報１５４を生成してしまうことがある。このような第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成された電圧温度特性情報１５２が温度補償電圧発生回路１１８で用いられると、温度補償の精度が低下した温度補償電圧１６６を発生させることになり、発振信号１４８の温度補償の精度が低下することになる。そこでＰＣ１７６においては、以下の工程を行なうことにより無効な情報を包含する第１の離散電圧温度特性情報１５４であっても、これに基づいて有効な電圧温度特性情報１５２を算出することができる。
【００８８】
データベース７２に記憶された第２の電圧温度特性情報１５６は、複数の圧電振動子（圧電振動子１１２が含まれていても良い）のそれぞれの温度と、その温度において温度補償を行う理想補償電圧１５０を離散的に表わしたものであり、第１の電圧温度特性情報１５４と同様に７つの温度点（Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔ７）において測定される。
【００８９】
第２の電圧温度特性情報１５４は測定された圧電振動子（ｎ個）ごとに番号（Ｄ１、Ｄ２、・・・、Ｄｍ、ｍ＝１〜ｎ）が付けられており、番号ごとに各温度点における電圧（Ｖｍ（Ｔ１）、Ｖｍ（Ｔ２）、・・・、Ｖｍ（Ｔ７）、ｍ＝１〜ｎ）の情報を有している。第２の電圧温度特性情報６４は、圧電振動子１２のカット角や実装方法等によりその温度特性が変化する。よってこのような第２の電圧温度特性情報１５４を複数有することにより、第１の電圧温度特性情報１５４の温度特性に最も近い温度特性を有する第２の電圧温度特性情報１５６を抽出し、第１の電圧温度特性情報１５４において無効な情報を有していても、その部分を第２の電圧温度特性情報１５６から補填して第１の周波数温度特性情報１５４を有効なものにすることができる。
【００９０】
一方、ＰＣ１７６が有するプログラム等においては電圧（理想補償電圧１５０）の値の許容範囲が設定され、各温度点において測定された理想補償電圧１５０が許容範囲を超えた場合には、その温度点における温度の情報と、電圧の情報の組み合わせを第１の電圧温度情報（図３参照）として抽出する。ここで電圧方向の許容範囲は、例えば、第１の電圧温度特性情報１５４における最低温度において通常期待される電圧以上で、最高温度において通常期待される電圧以下とすることができる。
【００９１】
そして、ＰＣ１７６はデータベース１７８から第２の電圧温度特性情報１５６を順次読み出し（ｍ＝１〜ｎ）、以下の式が最小となる第２の電圧温度特性情報１５６を抽出する。
【数４】
【００９２】
ここで、Ｖｍ（Ｔｋ）は第２の電圧温度特性情報１５６の温度点ごとの理想補償電圧を表わし、Ｖ０（Ｔｋ）は第１の電圧温度特性情報１５４の温度点ごとの理想補償電圧を表わす。ここでＶ０（Ｔｋ）においては、いずれかの温度点（ｋ＝１〜７）において許容範囲外の理想補償電圧（第１の電圧温度情報、不図示）を有することになるが、そのまま数式４に代入しても良いし、所定の値に変換して代入してもよい。
【００９３】
そして数式４が最小となる番号（Ｄｍ）の第２の電圧温度特性情報１５６を特定したのち、その番号に属するとともに第１の電圧温度情報（不図示）と同一の温度情報を有する第２の電圧温度情報１５８を抽出する。そして第１の離散電圧温度特性情報１５４において、第１の電圧温度情報（不図示）を第２の電圧温度情報１５８に置き換えて新たな第１の離散電圧温度特性情報１５４を生成する。こうして得られた第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて電圧温度特性情報１５２を生成する。
【００９４】
最後にＰＣ１７６は、以上の工程を経て得られた電圧温度特性情報１５２をシリアルデータ化しシリアルインターフェース回路１３６を介して記憶回路１３２に記憶する。その後、温度補償電圧発生回路１１８は入力された電圧温度特性情報１５２と検出電圧１６４を用いて温度補償電圧１６６を算出して発振回路１１４に出力することにより温度補償がなされた発振信号１４８を出力することになる。
【００９５】
また本実施形態においては数式４に示すように全ての温度点において総和を算出することとしているが、第１の離散電圧温度特性情報１５４及び第２の離散電圧温度特性情報１５６において、第１の電圧温度情報（図４（ｂ）参照）に隣接する２つの温度点に係る情報のみを用いて数式４に対応する演算を行なってもよい。第１の離散電圧温度特性情報１５４及び第２の離散電圧温度特性情報１５６の全ての情報を用いて計算することなく、電圧温度特性情報１５２を一定の精度で算出することができるので電圧温度特性情報１５２の算出を容易にしてコストを抑制することができる。なお第１の電圧温度情報（不図示）が第１の離散電圧温度特性情報１５４の最低温度または最高温度にある場合は、隣接する２つの温度点に係る情報のうちの一方がないため、上述どおり全ての温度点の情報を数式４に代入する必要がある。
【００９６】
第２実施形態の圧電発振器１１０の温度補償に関する作用効果は、第１実施形態の圧電発振器１１０と同様であり、第１実施形態の作用効果の説明及び図２乃至図５において、第１の離散周波数温度特性情報６０を第１の離散電圧温度特性情報１５４に、第１の周波数温度情報（図４（ｂ）参照）を第１の電圧温度情報（図４（ｂ）参照）に、周波数温度特性情報５４を電圧温度特性情報１５２に、近似曲線情報６８を温度補償電圧１６６に、近似曲線情報７０は温度補償電圧１６７に、数式２は数式４にそれぞれ置き換えて説明したものに等しいため説明を省略する。なお、温度補償電圧１６７は、第１の離散電圧温度特性情報１５４において第１の電圧温度情報が存在しない場合に形成されるものである。
【００９７】
いずれの実施形態においても許容範囲は一律に設けられていたが、測定対象となる圧電振動子の温度ごとに独立に設けてもよい。これにより無効となる第１の周波数温度情報（図４参照）、第１の電圧温度情報（不図示）の抽出精度が向上し、各実施形態において温度補償の精度を向上させることができる。
【００９８】
以上述べたように本実施形態にかかる圧電発振器及びその製造方法によれば、第１には、第１実施形態で述べたように、第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた周波数温度特性情報５４を生成することができる。そして許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報、図４参照）を置き換えた新たな情報（第２の周波数温度情報６６）は、データベースとなる複数の第２の離散周波数温度特性情報６４のうち、第１の離散周波数温度特性情報６０に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）と同一温度に係る情報（第２の周波数温度情報６６）を抽出したものであるので、周波数成分が全て許容範囲となる第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて生成された周波数温度特性情報と遜色のない情報を生成することができ、周波数温度特性情報５４の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散周波数温度特性情報６０のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数成分が許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）を有していても、結果的に高精度な周波数温度特性情報５４を生成することができる。
【００９９】
第２には、周波数成分の差分の算出は、第１の離散周波数温度特性情報６０中及び第２の離散周波数温度特性情報６４中の許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行うことにより、第１の離散周波数温度特性情報６０及び第２の離散周波数温度特性情報６４の全ての情報を用いて計算することなく、周波数温度特性情報５４を一定の精度で算出することができるので周波数温度特性情報５４の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【０１００】
第３には、周波数温度特性情報５４は、温度の情報（検出電圧５２）と、前記温度に対応した発振周波数、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、により生成したことにより、圧電発振器１０側で温度係数を生成する演算が不要となるため圧電発振器１０形成時の作業負担を抑制してコストを抑制することができる。この場合、ユーザー側で第１の周波数温度特性情報６０のプロットに重なるべき級数の温度係数を演算して温度補償量を算出することになるが、ユーザー側で独自に正確な温度係数を演算することができる。
【０１０１】
第４には、周波数温度特性情報５４は、温度の情報（検出電圧５２）と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、から求めた近似曲線情報から抽出される温度係数により生成したことにより、温度補償回路３２においては温度係数を算出するための演算が不要となるため、ユーザー側の負担を軽減して圧電発振器１０を搭載したシステムの構築を容易に行うことができる。
【０１０２】
第５には、第１の離散周波数温度特性情報６０において、許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）が複数あるときは、再度生成された第１の離散周波数温度特性情報６０に基づいて周波数温度特性情報５４を生成することとした。第１の離散周波数温度特性情報６０において、周波数方向で許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）が複数ある場合には、周波数温度特性情報５４の精度が低下する。よって、このように第１の離散周波数温度特性情報６０を再度生成し、許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報）が１つまたはゼロとなれば周波数温度特性情報５４を高精度に生成することができ、圧電発振器１０の歩留を高めることができる。
【０１０３】
第６には、第２実施形態で述べたように、第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外となる情報がなくなるため、これに基づいた電圧温度特性情報１５２を生成することができる。そして許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）と入れ替わった新たな情報（第２の電圧温度情報１５８）は、データベースとなる複数の第２の離散電圧温度特性情報１５６のうち、第１の離散電圧温度特性情報１５４に最も近い温度特性を有するものであって許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）と同一温度に係る情報（第２の電圧温度情報１５８）を抽出したものであるので、電圧成分が全て許容範囲となる第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて生成された電圧温度特性情報１５２と遜色のない情報を生成することができ、電圧温度特性情報１５２の生成時の歩留を高め、コストを抑制することができる。さらに、このような情報の置き換えは第１の離散電圧温度特性情報１５４のどの温度点においても行なうことが可能なので、第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧成分が許容範囲外となる情報を有していても、結果的に高精度な電圧温度特性情報１５２を生成することができる。
【０１０４】
第７には、電圧成分の差分の算出は、第１の離散電圧温度特性情報１５４中及び第２の離散電圧温度情報１５６中の前記許容範囲外の情報（第１の周波数温度情報）に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことにより、第１の離散電圧温度特性情報１５４及び第２の離散電圧温度特性情報１５６の全ての情報を用いて計算する必要はないので電圧温度特性情報１５２の算出を容易にしてコストを抑制することができる。
【０１０５】
第８には、第１の離散電圧温度特性情報１５４において、許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散電圧温度特性情報１５４に基づいて前記電圧温度特性情報１５２を生成することとした。第１の離散電圧温度特性情報１５４において、電圧方向で許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）が複数ある場合には、電圧温度特性情報１５２の精度が低下する。よって、このように第１の離散電圧温度特性情報１５４を再度生成し、許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）が１つまたはゼロとなれば電圧温度特性情報１５２を高精度に生成することができ、圧電発振器１１０の歩留を高めることができる。
【０１０６】
第９には、許容範囲は、測定対象となる圧電振動子１２、１１２の温度ごとに独立して設定したことにより、第１の離散周波数温度特性情報６０において周波数成分が許容範囲外となる情報（第１の周波数温度情報、図３参照）の抽出を厳格化し、第１の離散電圧温度特性情報１５４において電圧成分が許容範囲外となる情報（第１の電圧温度情報）の抽出を厳格化することができ、これにより周波数温度特性情報５２及び電圧温度特性情報１５２の精度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０………圧電発振器、１２………圧電振動子、１４………発振回路、１６………温度センサー、１８………記憶回路、２０………シリアルインターフェース回路、２２………発振信号出力端子、２４………温度センサー電圧出力端子、２６………データ入出力端子、２８………電源端子、３０………グランド端子、３２………温度補償回路、３４………周波数補正回路、３６………ＣＰＵ、３８………メモリ、４０………Ａ／Ｄ変換器、４２………測定器、４４………周波数カウンター、４６………ＰＣ、４８………電圧マルチメーター、５０………発振信号、５２………検出電圧、５４………周波数温度特性情報、５６………温度補償量、５８………発振信号、６０………第１の離散周波数温度特性情報、６４………第２の離散周波数温度特性情報、６６………第２の周波数温度情報、６８………近似曲線情報、７０………近似曲線情報、７２………データベース、１１０………圧電発振器、１１２………圧電振動子、１１４………発振回路、１１６………温度センサー、１１８………温度補償電圧発生回路、１２０………４次電圧発生回路、１２２………３次電圧発生回路、１２４………２次電圧発生回路、１２６………１次電圧発生回路、１２８………０次電圧発生回路、１３０………加算回路、１３２………記憶回路、１３４………切替回路、１３６………シリアルインターフェース回路、１３８………電源端子、１４０………グランド端子、１４２………発振信号出力端子、１４４………電圧入力端子、１４６………信号入力端子、１４８………発振信号、１５０………理想補償電圧、１５２………電圧温度特性情報、１５４………第１の離散電圧温度特性情報、１５６………第２の離散電圧温度特性情報、１５８………第２の電圧温度情報、１６２………切替信号、１６４………検出電圧、１６６………温度補償電圧、１６７………温度補償電圧、１６８………測定器、１７０………周波数カウンター、１７２………電圧発生回路、１７４………電圧マルチメーター、１７６………ＰＣ、１７８………データベース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報と、前記圧電振動子の温度に対応する情報と、を用いて温度補償量を算出可能な温度補償回路に発振信号を出力する発振回路と、
前記周波数温度特性情報を記憶して前記温度補償回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、
前記周波数温度特性情報は、
前記発振信号の温度特性を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、
前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項２】
前記周波数成分の差分の算出は、前記第１の離散周波数温度特性情報中及び前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項３】
前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、により生成したことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項４】
前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、から求めた近似曲線情報から抽出される温度係数により生成したことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項５】
前記第１の離散周波数温度特性情報において、前記許容範囲外の情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散周波数温度特性情報に基づいて前記周波数温度特性情報を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項６】
圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、
前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、
前記電圧温度特性情報を記憶して前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、
前記電圧温度特性情報は、
前記発振信号の温度補償を行う理想補償電圧の離散的な温度特性を示す第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、
前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項７】
前記電圧成分の差分の算出は、前記第１の離散電圧温度特性情報中及び前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする請求項６に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項８】
前記第１の離散電圧温度特性情報において、前記許容範囲外となる情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散電圧温度特性情報に基づいて前記電圧温度特性情報を生成することを特徴とする請求項６または７に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項９】
前記許容範囲は、測定対象となる前記圧電振動子の温度ごとに独立して設定したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項１０】
圧電振動子と、
前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力する発振回路と、
周波数温度特性情報が記憶された記憶回路と、を有し、
前記周波数温度特性情報は、
前記圧電振動子の温度と前記発振周波数との関係を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、
前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【請求項１１】
圧電振動子と、
前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、
前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、
前記電圧温度特性情報を記憶し前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有し、
前記電圧温度特性情報は、
前記圧電振動子の温度と前記温度において前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う理想補償電圧との関係を離散的に示した第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、
前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【請求項１】
圧電振動子の発振周波数の温度特性を示す周波数温度特性情報と、前記圧電振動子の温度に対応する情報と、を用いて温度補償量を算出可能な温度補償回路に発振信号を出力する発振回路と、
前記周波数温度特性情報を記憶して前記温度補償回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、
前記周波数温度特性情報は、
前記発振信号の温度特性を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、
前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項２】
前記周波数成分の差分の算出は、前記第１の離散周波数温度特性情報中及び前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする請求項１に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項３】
前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、により生成したことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項４】
前記周波数温度特性情報は、温度の情報と、前記温度に対応した発振周波数の情報、若しくは前記温度に対応した基準周波数からの周波数偏差の情報と、から求めた近似曲線情報から抽出される温度係数により生成したことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項５】
前記第１の離散周波数温度特性情報において、前記許容範囲外の情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散周波数温度特性情報に基づいて前記周波数温度特性情報を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項６】
圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、
前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、
前記電圧温度特性情報を記憶して前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有する圧電発振器の製造方法であって、
前記電圧温度特性情報は、
前記発振信号の温度補償を行う理想補償電圧の離散的な温度特性を示す第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶するとともに、
前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えることを特徴とする圧電発振器の製造方法。
【請求項７】
前記電圧成分の差分の算出は、前記第１の離散電圧温度特性情報中及び前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報に温度方向で隣接する２つの温度に係る情報に基づいて行なうことを特徴とする請求項６に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項８】
前記第１の離散電圧温度特性情報において、前記許容範囲外となる情報が複数あるときは、再度生成された前記第１の離散電圧温度特性情報に基づいて前記電圧温度特性情報を生成することを特徴とする請求項６または７に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項９】
前記許容範囲は、測定対象となる前記圧電振動子の温度ごとに独立して設定したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の圧電発振器の製造方法。
【請求項１０】
圧電振動子と、
前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力する発振回路と、
周波数温度特性情報が記憶された記憶回路と、を有し、
前記周波数温度特性情報は、
前記圧電振動子の温度と前記発振周波数との関係を離散的に示した第１の離散周波数温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、
前記第１の離散周波数温度特性情報において、周波数成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子の発振周波数の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散周波数温度特性情報のうち、前記第１の離散周波数温度特性情報の周波数成分との差分が最小となる第２の離散周波数温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散周波数温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【請求項１１】
圧電振動子と、
前記圧電振動子を発振させて発振信号を出力し、温度補償電圧により前記発振信号の周波数の温度補償を行う発振回路と、
前記圧電振動子の温度に対応した情報と、前記発振信号の発振周波数の温度特性に係る電圧温度特性情報と、に基づいて算出した前記温度補償電圧を前記発振回路に出力する温度補償電圧発生回路と、
前記電圧温度特性情報を記憶し前記温度補償電圧発生回路に出力する記憶回路と、を有し、
前記電圧温度特性情報は、
前記圧電振動子の温度と前記温度において前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う理想補償電圧との関係を離散的に示した第１の離散電圧温度特性情報に基づいて生成して前記記憶回路に記憶したものであるとともに、
前記第１の離散電圧温度特性情報において、電圧成分が許容範囲外の情報を有するときは、予め測定された複数の圧電振動子のそれぞれを温度補償するための複数の理想補償電圧の離散的な温度特性を示す複数の第２の離散電圧温度特性情報のうち、前記第１の離散電圧温度特性情報の電圧成分との差分が最小となる第２の離散電圧温度特性情報を抽出し、
前記許容範囲外の情報を前記第２の離散電圧温度特性情報中の前記許容範囲外の情報と同一の温度情報を有する情報に置き換えたものであることを特徴とする圧電発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１８８１７５（Ｐ２０１１−１８８１７５Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０３２７（Ｐ２０１０−５０３２７）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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