CN106452431B - 振荡器、电子设备以及基站 - Google Patents
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Abstract
提供振荡器、电子设备以及基站,振荡器能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。振荡器具有:振荡源;多个温度控制元件;以及控制部,其在从所述振荡源开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内,抑制在所述温度控制元件的至少1个中消耗的电流的增加。
Description
技术领域
本发明涉及振荡器、电子设备以及基站。
背景技术
在通信设备或者测定器等基准的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高精度地稳定。一般情况下,作为能够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:Oven Controlled Crystal Oscillator)。
在专利文献1中,记载有一种恒温槽型石英振荡器,该恒温槽型石英振荡器具有:第1恒温槽;第2恒温槽,其设置于第1恒温槽内;温敏元件,其检测第1恒温槽内的温度;第1温度控制电路,其根据温敏元件所检测出的温度来控制第1恒温槽内的加热器从而控制第1恒温槽内的温度;第1振子及第2振子,它们设置于第2恒温槽内;频率差检测部,其检测第1振子与第2振子的振荡频率差;以及第2温度控制电路,其根据所检测出的频率差来控制第2恒温槽内的加热器从而控制第2恒温槽内的温度。根据专利文献1中记载的振荡器,第1振子和第2振子相对于温度的频率特性不同,第1温度控制电路在第1振子与第2振子的相对于振子温度的振荡频率差为一一对应的温度区域内进行温度控制,由此能够使用相对于外部气体温度的频率稳定度高的、SC/IT切等双旋转系统切,能够改善相对于频率的温度特性。
专利文献1:日本特开2015-041940号公报
但是,如专利文献1中记载的振荡器那样,在具有多个加热器的恒温槽型振荡器中,特别是在起动时,电力消耗增大,可能超过能够使用的电力消耗。
发明内容
本发明是鉴于以上问题点而完成的,根据本发明的几个方式,可提供一种能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性的振荡器。此外,根据本发明的几个方式,能够提供一种使用了该振荡器的电子设备或者基站。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式或者应用例而实现。
【应用例1】
本应用例的振荡器具有:振荡源;多个温度控制元件;以及控制部,其在从所述振荡源开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内,抑制在所述温度控制元件的至少1个中消耗的电流的增加。
振荡源例如既可以是石英振子等各种振子,也可以是封入有铯或铷等原子的气室。
温度控制元件既可以是发热元件,也可以是吸热元件。温度控制元件例如可以是功率晶体管、电阻、珀尔帖元件等。
“从所述振荡源开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内”可以是包含所述振荡源刚开始动作之后在内的连续的期间。
根据本应用例的振荡器,在从振荡源开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内,能够避免大电流同时流过多个温度控制元件的全部的情况,因此,能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例2】
在上述应用例的振荡器中,可以是,所述控制部进行控制,使得在从所述振荡源开始动作起直至达到所述设定温度为止的至少一部分期间内在所述温度控制元件的至少1个中消耗的电流比达到所述设定温度之后在所述至少1个温度控制元件中消耗的电流的最大值小。
根据本应用例的振荡器,在从振荡源开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内,能够避免大电流流过多个温度控制元件中的至少1个的情况,因此,能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例3】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,所述控制部进行控制,使得在所述期间内,在所述至少1个温度控制元件中不流过电流。
“进行控制,使得不流过电流”是指允许流过漏电流等小电流的意思。
根据本应用例的振荡器,在从振荡源开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内,在多个温度控制元件的至少1个中不流过电流,因此,能够更可靠地降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例4】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,该振荡器具有:第1容器,其收纳作为所述振荡源的振子;以及第2容器,其收纳所述第1容器,所述多个温度控制元件包含:第1发热元件,其控制所述第1容器的内部的温度;以及第2发热元件,其控制所述第2容器的内部的温度,所述控制部进行控制,使得在所述期间内在所述第2发热元件中消耗的电流比达到所述设定温度之后在所述第2发热元件中消耗的电流的最大值小。
根据本应用例的振荡器,在从振子开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内,即使相对较大的电流流过第1发热元件,由于流过第2发热元件的电流相对较小,因此也能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例5】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,该振荡器还具有检测所述第1容器的内部的温度的第1温度传感器,所述控制部根据所述第1温度传感器所检测出的温度,设定所述期间。
根据本应用例的振荡器,根据第1容器的内部的温度,可变地控制应限制在第2发热元件中消耗的电流的期间,因此,能够更可靠地降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例6】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,该振荡器还具有:第1温度传感器,其检测所述第1容器的内部的温度;以及判定部,其输出判定信号,该判定信号表示所述第1温度传感器所检测出的温度与所述设定温度之间的差分是否包含于所设定的范围内,所述控制部根据所述判定信号,设定所述期间。
根据本应用例的振荡器,根据第1容器的内部温度与设定温度之间的差分,可变地控制应限制在第2发热元件中消耗的电流的期间,因此,能够更可靠地降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例7】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,该振荡器具有:第1容器,其收纳作为所述振荡源的振子;以及第2容器,其收纳所述第1容器,所述多个温度控制元件包含:第1发热元件,其控制所述第1容器的内部的温度;以及第2发热元件,其控制所述第2容器的内部的温度,所述控制部进行控制,使得在所述期间内在所述第1发热元件中消耗的电流比达到所述设定温度之后在所述第1发热元件中消耗的电流的最大值小。
根据本应用例的振荡器,在从振子开始动作起直至达到设定温度为止的至少一部分期间内,即使相对较大的电流流过第2发热元件,由于流过第1发热元件的电流相对较小,因此也能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例8】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,该振荡器还具有检测所述第2容器的内部的温度的第2温度传感器,所述控制部根据所述第2温度传感器所检测出的温度,设定所述期间。
根据本应用例的振荡器,根据第2容器的内部温度,可变地控制应限制在第1发热元件中消耗的电流的期间,因此,能够更可靠地降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例9】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,所述控制部测定所述振荡源的振荡频率,并根据所测定的所述振荡频率,设定所述期间。
根据本应用例的振荡器,一般情况下,着眼于振荡源的振荡频率与第1容器的内部温度存在相关的情况,根据振荡源的振荡频率,可变地控制应限制在第1发热元件或者第2发热元件中消耗的电流的期间,因此,能够更可靠地降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例10】
在上述应用例的振荡器中,也可以是,所述控制部测定从所述振荡源开始动作起的经过时间,并根据所测定的所述经过时间,设定所述期间。
根据本应用例的振荡器,一般情况下,着眼于从振荡源开始动作起的经过时间越长,由于第1发热元件的发热而引起的第1容器的内部温度的上升或者由于第2发热元件的发热而引起的第2容器的内部温度的上升越大的情况,根据经过时间,将应限制在第1发热元件或者第2发热元件中消耗的电流的期间固定,由此能够更可靠地降低电力消耗的最大值变得过大的可能性。
【应用例11】
本应用例的电子设备具有上述任意一种振荡器。
【应用例12】
本应用例的基站具有上述任意一种振荡器。
根据这些应用例,由于使用了能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性的振荡器,因此,例如也能够实现不容易产生误动作、且可靠性高的电子设备以及基站。
附图说明
图1是本实施方式的振荡器的剖视图的一例。
图2是第1实施方式的振荡器的功能框图。
图3是示出第1实施方式的振荡器的发热控制步骤的一例的流程图。
图4是示出以图3的步骤进行发热控制的情况下的第1发热元件的电流、第2发热元件的电流、第1容器的内部温度、第2容器的内部温度及振子的振荡频率随时间变化的情形的图。
图5是示出第1实施方式的振荡器的发热控制步骤的另一例的流程图。
图6是示出以图5的步骤进行发热控制的情况下的第1发热元件的电流、第2发热元件的电流、第1容器的内部温度、第2容器的内部温度及振子的振荡频率随时间变化的情形的图。
图7是第2实施方式的振荡器的功能框图。
图8是示出第2实施方式的振荡器的发热控制步骤的一例的流程图。
图9是示出第2实施方式的振荡器的发热控制步骤的另一例的流程图。
图10是第3实施方式的振荡器的功能框图。
图11是示出第3实施方式的振荡器的发热控制步骤的一例的流程图。
图12是示出第3实施方式的振荡器的发热控制步骤的另一例的流程图。
图13是第4实施方式的振荡器的功能框图。
图14是示出第4实施方式的振荡器的发热控制步骤的一例的流程图。
图15是变形例的振荡器的剖视图的一例。
图16是示出本实施方式的电子设备的结构的一例的功能框图。
图17是示出本实施方式的基站的概略结构的一例的图。
标号说明
1:振荡器;2:振子;3:集成电路(IC);4:第1发热元件;5:第1温度传感器;6:第2发热元件;7:第2温度传感器;8:电子部件;9:部件搭载基板;10:第1容器;11:部件搭载基板;20:第2容器;20A:第2容器;21:基板;22:壳体;31:振荡电路;32:输出电路;33:控制电路;34:频率测定电路;35:计时器;36:判定电路;300:电子设备;310:振荡器;320:CPU;330:倍频电路;340:ROM;350:RAM;360:通信部;400:基站;410:接收装置;412:接收天线;414:接收部;416:处理部;418:振荡器;420:发送装置;422:发送天线;424:发送部;426:处理部;428:振荡器;430:控制装置。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的优选的实施方式进行详细的说明。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。此外,以下说明的结构不一定全部是本发明的必需结构要件。
1.振荡器
1-1.第1实施方式
图1是本实施方式的振荡器的剖视图的一例。此外,图2是第1实施方式的振荡器1的功能框图。本实施方式的振荡器1是恒温槽型振荡器,例如,也可以是恒温槽型石英振荡器(OCXO)。
如图1所示,振荡器1构成为包含振子2(振荡源的一例)、集成电路(IC:IntegratedCircuit)3、第1发热元件4(温度控制元件的一例)、第1温度传感器5、第2发热元件6(温度控制元件的一例)、第2温度传感器7、第1容器10及第2容器20。此外,本实施方式的振荡器1也可以包含电子部件8(电阻、电容器、线圈等)。
第2容器20通过将基板21与壳体22粘接而构成。在第2容器20的内部空间,与基板21相对地设置有部件搭载基板9,第2发热元件6、第2温度传感器7及电子部件8通过搭载于与基板21相对的部件搭载基板9的下表面而被收纳于第2容器20的内部空间。
此外,在部件搭载基板9的上表面搭载有第1容器10。而且,振子2、集成电路(IC)3及第1温度传感器5搭载于部件搭载基板11的上表面,第1发热元件4通过搭载于部件搭载基板11的下表面而被收纳于第1容器10的内部空间。
振子2、第1发热元件4、第1温度传感器5、第2发热元件6、第2温度传感器7及电子部件8的各端子分别通过未图示的布线图案与集成电路(IC)3的期望的各端子电连接。此外,集成电路(IC)3的一部分端子通过未图示的布线图案与设置于第2容器20的表面的外部端子电连接。
作为振子2,例如,能够使用SC切或AT切的石英振子、SAW(Surface AcousticWave:表面声波)谐振器等。此外,作为振子2,例如,可以使用石英振子以外的压电振子或MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微机电系统)振子等。作为振子2的基板材料,能够使用石英、钽酸锂、铌酸锂等压电单晶体、锆钛酸铅等压电陶瓷等压电材料或硅半导体材料等。此外,作振子2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。
第1发热元件4及第2发热元件6(多个温度控制元件的一例)只要是能够发热的元件即可,也可以是通过流过电流而发热的元件,例如,电阻、功率晶体管、珀尔帖元件等。
第1温度传感器5及第2温度传感器7也可以是例如热敏电阻(NTC热敏电阻(Negative Temperature Coefficient:负温度系数)、PTC(Positive TemperatureCoefficient:正温度系数)热敏电阻等)、铂电阻、利用了半导体的带隙的温度检测电路等。
集成电路(IC)3使振子2振荡而生成振荡信号,并将该振荡信号向设置于第2容器20的表面的未图示的外部端子输出。此外,集成电路(IC)3控制第1发热元件4的发热并且控制第2发热元件6的发热。
如图2所示,集成电路(IC)3构成为包含振荡电路31、输出电路32及控制电路33(控制部的一例)。但是,集成电路(IC)3也可以是将这些结构要素的一部分省略或者变更、或者追加其他结构要素的结构。
振荡电路31与振子2及电子部件8(例如,振荡用的电容器)连接,使振子2振荡而生成振荡信号。由振子2、振荡电路31及电子部件8构成的电路例如也可以是皮尔斯振荡电路、逆变式振荡电路、考毕兹振荡电路、哈特利振荡电路等各种振荡电路。
输出电路32将振荡电路31所生成的振荡信号向设置于第2容器20的表面的外部端子输出。输出电路32可以是例如LVDS(Low Voltage Differential Signaling:低压差分信号)电路、PECL(Positive Emitter Coupled Logic:正发射极耦合逻辑)电路、LVPECL(LowVoltage PECL:低压PECL)电路等差动输出电路,也可以是单端输出电路。此外,输出电路32也可以对振荡电路31所生成的振荡信号进行分频,并输出分频后的振荡信号。
控制电路33输入有第1温度传感器5的输出信号及第2温度传感器7的输出信号,并输出控制第1发热元件4的发热的第1控制信号及控制第2发热元件6的发热的第2控制信号。
具体而言,控制电路33在从振子2开始动作起直至达到设定温度(第1设定温度Tset1)为止的至少一部分期间(以下,称为“起动期间”)内,抑制在第1发热元件4及第2发热元件6的至少1个中消耗的电流的增加。例如,控制电路33也可以进行控制,使得在起动期间内,在第1发热元件4及第2发热元件6的至少1个中不流过电流。但是,控制电路33也可以允许在被控制为不流过电流的第1发热元件4或者第2发热元件6中流过漏电流等意料之外的小电流。
控制电路33也可以根据第1温度传感器5所检测出的温度,设定起动期间,在该起动期间内,抑制在第2发热元件6中消耗的电流的增加(例如,控制为不流过电流)。或者,控制电路33也可以根据第2温度传感器7所检测出的温度,设定起动期间,在该起动期间内,抑制在第1发热元件4中消耗的电流的增加(例如,控制为不流过电流)。
此外,控制电路33在起动期间结束后,根据第1温度传感器5的输出信号,控制第1发热元件4的发热,使得第1容器10的内部空间被保持在第1设定温度Tset1附近。同样地,控制电路33在起动期间结束后,根据第2温度传感器7的输出信号,控制第2发热元件6的发热,使得第2容器20的内部空间被保持在第2设定温度Tset2附近。第2设定温度Tset2既可以是与第1设定温度Tset1相同的温度,也可以是与第1设定温度Tset1不同的温度。
这样,第1容器10作为第1恒温槽(第1加热炉)而发挥功能,通过将第1容器10的内部温度保持在第1设定温度Tset1,能够减小由于温度变化而产生的振子2的振荡频率的变动。此外,第2容器20作为第2恒温槽(第2加热炉)而发挥功能,通过将第2容器20的内部温度保持在第2设定温度Tset2,能够减小由于温度变化而产生的振子2的振荡频率的变动。
第1设定温度Tset1也可以是使得振子2的振荡频率为峰值的温度。例如,如果振子2是SC切的石英振子,则在保证了振荡器1的动作的周围温度的范围(例如,-40℃至+85℃的范围)内,振子2的频率温度特性描绘以温度为变量的2次曲线,因此,第1设定温度Tset1也可以是与该2次曲线的顶点对应的温度。此外,如果振子2是AT切的石英振子,则振子2的频率温度特性描绘以温度为变量的3次曲线,因此,第1设定温度Tset1也可以是与该3次曲线的任意顶点对应的温度。这样,通过使第1设定温度Tset1成为使得振子2的振荡频率为峰值的温度,即使振子2的温度在第1设定温度Tset1附近稍微变动,振子2的振荡频率也几乎不变化,因此,控制电路33容易进行第1发热元件4的发热控制。
图3是示出第1实施方式的振荡器1中的控制电路33对第1发热元件4及第2发热元件6的发热控制的步骤的一例的流程图。
在图3的例子中,在对振荡器1(控制电路33)提供期望的电源电压后,控制电路33限制第2发热元件6的电流(S10)。例如,控制电路33控制成电流不流过第2发热元件6。
此外,控制电路33根据第1温度传感器5的输出电压,控制第1发热元件4的电流(S12)。例如,控制电路33在根据第1温度传感器5的输出电压判断为第1容器10的内部温度(振子2的温度)比第1设定温度Tset1低的情况下,进行控制,使得和第1设定温度Tset1与第1容器10的内部温度(振子2的温度)之差对应的电流流过第1发热元件4,由此,使第1发热元件4发热。此外,控制电路33在根据第1温度传感器5的输出电压判断为第1容器10的内部温度(振子2的温度)比第1设定温度Tset1高的情况下,进行控制,使得电流不流过第1发热元件4,由此,使第1发热元件4的发热停止。
接下来,控制电路33根据第1温度传感器5的输出电压,判断第1容器10的内部温度(振子2的温度)是否处于规定的温度范围(S14)。这里,规定的温度范围是预先考虑了第1设定温度Tset1和振荡器1的最大消耗电流等而确定的。例如,规定的温度范围可以是相对于第1设定温度Tset1±几℃的范围(例如,使得振子2的振荡频率相对于目标频率Ftarget±几ppm的温度范围),如果振荡器1的起动时(电源接通时)的周围温度必须比第1设定温度Tset1低,则也可以是比第1设定温度Tset1低几℃的温度以上的范围。
如果第1容器10的内部温度(振子2的温度)不处于规定的温度范围(S14的“否”),则控制电路33继续步骤S10及步骤S12的控制,再次进行步骤S14的判断。
此外,如果第1容器10的内部温度(振子2的温度)处于规定的温度范围(S14的“是”),则控制电路33解除第2发热元件6的电流限制(S16),根据第2温度传感器7的输出电压,控制第2发热元件6的电流(S18)。例如,控制电路33在根据第2温度传感器7的输出电压判断为第2容器20的内部温度比第2设定温度Tset2低的情况下,进行控制,使得和第2设定温度Tset2与第2容器20的内部温度之差对应的电流流过第2发热元件6,由此,使第2发热元件6发热。此外,控制电路33在根据第2温度传感器7的输出电压判断为第2容器20的内部温度比第2设定温度Tset2高的情况下,进行控制,使得电流不流过第2发热元件6,由此,使第2发热元件6的发热停止。
然后,控制电路33反复步骤S12以后的处理。
在该图3的流程图中,反复步骤S10~步骤S14的期间相当于起动期间,控制电路33根据第1温度传感器5所检测出的温度(第1容器10的内部温度),设定起动期间。
图4是示出控制电路33以图3的步骤进行发热控制的情况下的第1发热元件4的电流、第2发热元件6的电流、第1容器10的内部温度、第2容器20的内部温度及振子2的振荡频率随时间变化的情形的图。在图4的例子中,设振荡器1的起动时(电源接通时)为时刻0。此外,在图4的例子中,振子2是具有2次频率温度特性的SC切的石英振子,例如,在80℃附近,振荡频率为峰值。此外,振荡器1的起动时(电源接通时)的周围温度为例如25℃附近,第1设定温度Tset1及第2设定温度Tset2都处于例如80℃附近(使得振子2的振荡频率为峰值的温度附近)。
在图4的例子中,控制电路33从时刻0起,根据第1温度传感器5的输出电压控制第1发热元件4的电流(图3的步骤S12)。振荡器1的起动时(电源接通时)的第1容器10的内部温度和第2容器20的内部温度都是接近振荡器1的周围温度(例如25℃附近)的温度。因此,第1容器10的内部温度比第1设定温度Tset1低,第1设定温度Tset1与第1容器10的内部温度之差也较大,所以在时刻0,较大的电流I1流过第1发热元件4。此外,振子2的振荡频率比目标频率Ftarget低。
此后,由于第1发热元件4的发热,第1容器10的内部温度上升,伴随于此,第1设定温度Tset1与第1容器10的内部温度之差减小。因此,流过第1发热元件4的电流逐渐减小,第1容器10的内部温度稳定在第1设定温度Tset1。此外,随着第1容器10的内部温度上升,振子2的温度也上升。因此,振子2的振荡频率逐渐增高,稳定在目标频率Ftarget。
此外,控制电路33进行控制,使得在从时刻0起直至第1容器10的内部温度(振子2的温度)达到第1设定温度Tset1附近的温度(规定的温度范围)的时刻t1为止的起动期间P1内,电流不流过第2发热元件6(图3的步骤S10),第2发热元件6的电流大致为0(由于漏电流等而产生的微小电流值)。另外,在起动期间P1内,由于第1发热元件4的发热,第1容器10的内部温度上升,伴随于此,收纳有第1容器10的第2容器20的内部温度也稍微上升。
然后,控制电路33在时刻t1以后,根据第1温度传感器5的输出电压控制第1发热元件4的电流(图3的步骤S12),并且根据第2温度传感器7的输出电压控制第2发热元件6的电流(图3的步骤S18)。在时刻t1,第2容器20的内部温度比第2设定温度Tset2低,第2设定温度Tset2与第2容器20的内部温度之差也较大,因此,较大的电流I2流过第2发热元件6。
此后,由于第2发热元件6的发热,第2容器20的内部温度上升,伴随于此,第2设定温度Tset2与第2容器20的内部温度之差减小。因此,流过第2发热元件6的电流逐渐减小。而且,第2容器20的内部温度逐渐接近于第2设定温度Tset2,并稳定在第2设定温度Tset2。
这样,根据图3的步骤,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2,因此,即使振荡器1的周围温度较大程度地变化,对第1容器10的内部温度(振子2的温度)的影响也较小,第1容器10的内部温度(振子2的温度)几乎不变化。因此,振子2的温度被维持在第1设定温度Tset1,所以能够实现频率稳定度极高的振荡器1。
此外,如图4所示,控制电路33进行控制,使得在起动期间P1内在第2发热元件6中消耗的电流(大致为0)比在振子2达到第1设定温度Tset1之后在第2发热元件6中消耗的电流的最大值(I2)小。因此,在起动期间P1内,即使第1发热元件4的消耗电流较大,由于第2发热元件6的消耗电流较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。此外,即使在刚经过第2发热元件6的消耗电流为最大的起动期间P1之后,由于第1发热元件4的消耗电流比较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。因此,能够降低振荡器1的电力消耗的最大值变得过大的可能性。
特别地,根据图3的步骤,由于控制电路33从振荡器1的刚起动开始就使第1发热元件4发热,因此,能够缩短第1容器10的内部温度(振子2的温度)达到第1设定温度Tset1为止的时间。因此,与后述的图5的步骤相比较,能够缩短到振荡器1以目标频率Ftarget稳定振荡为止的时间。
图5是示出第1实施方式的振荡器1中的控制电路33对第1发热元件4及第2发热元件6的发热控制的步骤的另一例的流程图。
在图5的例子中,在向振荡器1(控制电路33)提供期望的电源电压后,控制电路33限制第1发热元件4的电流(S50)。例如,控制电路33进行控制,使得电流不流过第1发热元件4。
此外,控制电路33根据第2温度传感器7的输出电压,控制第2发热元件6的电流(S52)。例如,控制电路33在根据第2温度传感器7的输出电压判断为第2容器20的内部温度比第2设定温度Tset2低的情况下,进行控制,使得和第2设定温度Tset2与第2容器20的内部温度之差对应的电流流过第2发热元件6,由此,使第2发热元件6发热。此外,控制电路33在根据第2温度传感器7的输出电压判断为第2容器20的内部温度比第2设定温度Tset2高的情况下,进行控制,使得电流不流过第2发热元件6,由此,使第2发热元件6的发热停止。
接下来,控制电路33根据第2温度传感器7的输出电压判断第2容器20的内部温度是否处于规定的温度范围(S54)。这里,规定的温度范围是预先考虑了第2设定温度Tset2和振荡器1的最大消耗电流等而确定的。例如,规定的温度范围可以是相对于第2设定温度Tset2±几℃的范围,如果振荡器1的起动时(电源接通时)的周围温度必须比第2设定温度Tset2低,则也可以是比第2设定温度Tset2低几℃的温度以上的范围。
如果第2容器20的内部温度不处于规定的温度范围(S54的“否”),则控制电路33继续步骤S50及步骤S52的控制,再次进行步骤S54的判断。
此外,如果第2容器20的内部温度处于规定的温度范围(S54的“是”),则控制电路33解除第1发热元件4的电流限制(S56),并根据第1温度传感器5的输出电压,控制第1发热元件4的电流(S58)。例如,控制电路33在根据第1温度传感器5的输出电压判断为第1容器10的内部温度(振子2的温度)比第1设定温度Tset1低的情况下,进行控制,使得和第1设定温度Tset1与第1容器10的内部温度(振子2的温度)之差对应的电流流过第1发热元件4,由此,使第1发热元件4发热。此外,控制电路33在根据第1温度传感器5的输出电压判断为第1容器10的内部温度(振子2的温度)比第1设定温度Tset1高的情况下,进行控制,使得电流不流过第1发热元件4,由此,使第1发热元件4的发热停止。
然后,控制电路33反复步骤S52以后的处理。
在该图5的流程图中,反复步骤S50~步骤S54的期间相当于起动期间,控制电路33根据第2温度传感器7所检测出的温度(第2容器20的内部温度)设定起动期间。
图6是示出控制电路33以图5的步骤进行发热控制的情况下的第1发热元件4的电流、第2发热元件6的电流、第1容器10的内部温度、第2容器20的内部温度及振子2的振荡频率随时间变化的情形的图。在图6的例子中,设振荡器1的起动时(电源接通时)为时刻0。此外,在图6的例子中,振子2是具有2次频率温度特性的SC切的石英振子,例如,在80℃附近,振荡频率为峰值。此外,振荡器1的起动时(电源接通时)的周围温度为例如25℃附近,第1设定温度Tset1及第2设定温度Tset2都处于例如80℃附近(使得振子2的振荡频率为峰值的温度附近)。
在图6的例子中,控制电路33从时刻0起,根据第2温度传感器7的输出电压控制第2发热元件6的电流(图5的步骤S52)。振荡器1的起动时(电源接通时)的第1容器10的内部温度和第2容器20的内部温度都是接近振荡器1的周围温度(例如25℃附近)的温度。因此,第2容器20的内部温度比第2设定温度Tset2低,第2设定温度Tset2与第2容器20的内部温度之差也较大,因此,在时刻0,较大的电流I2流过第2发热元件6。此外,振子2的振荡频率比目标频率Ftarget低。
此后,由于第2发热元件6的发热,第2容器20的内部温度上升,伴随于此,第2设定温度Tset2与第2容器20的内部温度之差减小。因此,流过第2发热元件6的电流逐渐减小,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2。
此外,控制电路33进行控制,使得在从时刻0起直至第2容器20的内部温度达到第2设定温度Tset2附近的温度(规定的温度范围)的时刻t1为止的起动期间P1内,电流不流过第1发热元件4(图5的步骤S50),第1发热元件4的电流大致为0(由于漏电流等而产生的微小电流值)。另外,在起动期间P1内,由于第2发热元件6的发热,第2容器20的内部温度上升,伴随于此,收纳于第2容器20的第1容器10的内部温度也上升。此外,随着第1容器10的内部温度上升,振子2的温度也上升,振子2的振荡频率逐渐增高。而且,在时刻t1,振子2的振荡频率是比例如目标频率Ftarget低几十ppm的频率。
而且,控制电路33在时刻t1以后,根据第2温度传感器7的输出电压控制第2发热元件6的电流(图5的步骤S52),并且根据第1温度传感器5的输出电压控制第1发热元件4的电流(图5的步骤S58)。在时刻t1,第1容器10的内部温度(振子2的温度)比第1设定温度Tset1低,第1设定温度Tset1与第1容器10的内部温度(振子2的温度)之差也较大,因此,较大的电流I1流过第1发热元件4。
此后,由于第1发热元件4的发热,第1容器10的内部温度(振子2的温度)上升,伴随于此,第1设定温度Tset1与第1容器10的内部温度(振子2的温度)之差减小。因此,流过第1发热元件4的电流逐渐减小,在时刻t2以后,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,由于第1发热元件4的发热,第1容器10的内部温度(振子2的温度)上升,伴随于此,振子2的振荡频率逐渐变高,在时刻t2以后,稳定在目标频率Ftarget。
这样,利用图5的步骤,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2,因此,即使振荡器1的周围温度较大程度地变化,对第1容器10的内部温度(振子2的温度)的影响也较小,第1容器10的内部温度(振子2的温度)几乎不变化。因此,振子2的温度被维持在第1设定温度Tset1,所以能够实现频率稳定度极高的振荡器1。
此外,如图6所示,控制电路33进行控制,使得在起动期间P1内在第1发热元件4中消耗的电流(大致为0)比在振子2达到第1设定温度Tset1之后在第1发热元件4中消耗的电流的最大值I3小。因此,在起动期间P1内,即使第2发热元件6的消耗电流较大,由于第1发热元件4的消耗电流较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。此外,即使在刚经过第1发热元件4的消耗电流为最大的起动期间P1之后,由于第2发热元件6的消耗电流比较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。因此,能够降低振荡器1的电力消耗的最大值变得过大的可能性。
特别地,根据图5的步骤,在起动期间P1内,由于第2发热元件6的发热,不仅是第2容器20的内部温度,第1容器10的内部温度(振子2的温度)也上升。因此,在经过了起动期间P1的时刻t1,第1容器10的内部温度(振子2的温度)与第1设定温度Tset1之差比较小,因此,能够降低流过第1发热元件4的电流的最大值。因此,与图3的步骤相比较,能够将振荡器1的电力消耗的最大值抑制得较低。
1-2.第2实施方式
在第2实施方式的振荡器1中,对与第1实施方式的振荡器1同样的结构要素标注相同标号,省略与第1实施方式重复的内容的说明,以与第1实施方式不同的内容为中心进行说明。由于第2实施方式的振荡器1的构造也可以与第1实施方式的振荡器1(图1)相同,因此,省略其图示及说明。
图7是第2实施方式的振荡器1的功能框图。如图7所示,在第2实施方式的振荡器1中,控制电路33具有测定振子2的振荡频率的频率测定电路34,该控制电路33根据频率测定电路34所测定的振荡频率,设定起动期间。例如,频率测定电路34也可以通过测定输出电路32所输出的振荡信号的频率来间接地测定振子2的振荡频率。而且,控制电路33在起动期间抑制在第1发热元件4及第2发热元件6的至少1个中消耗的电流的增加(例如,进行控制,使得不流过电流)。
图8是示出第2实施方式的振荡器1中的控制电路33对第1发热元件4及第2发热元件6的发热控制的步骤的一例的流程图。
在图8的例子中,在向振荡器1(控制电路33)提供期望的电源电压后,控制电路33与图3的步骤S10及步骤S12同样地进行步骤S110及步骤S112的处理。
接下来,控制电路33判断频率测定电路34所测定的振荡频率是否处于规定的频率范围(S114)。这里,规定的频率范围是预先考虑了目标频率Ftarget和振荡器1的最大消耗电流等而确定的。例如,规定的频率范围可以是相对于目标频率Ftarget±几ppm的范围,如果振荡器1的起动时(电源接通时)的振荡频率必须比目标频率Ftarget低,则振荡频率也可以是必须比目标频率Ftarget低几ppm的频率以上的范围。
如果振荡频率不处于规定的频率范围(S114的“否”),则控制电路33继续步骤S110及步骤S112的控制,再次进行步骤S114的判断。
此外,如果振荡频率处于规定的频率范围(S114的“是”),则控制电路33与图3的步骤S16及步骤S18同样地进行步骤S116及步骤S118的处理。而且,控制电路33反复步骤S112以后的处理。
在该图8的流程图中,反复步骤S110~步骤S114的期间相当于起动期间,控制电路33根据频率测定电路34所测定的振荡频率,设定起动期间。
当控制电路33以图8的步骤进行发热控制的情况下,第1发热元件4的电流、第2发热元件6的电流、第1容器10的内部温度、第2容器20的内部温度及振子2的振荡频率的随时间变化的情形与图4相同,因此,省略其图示及说明。
根据图8的步骤,如图4所示,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2,因此,即使振荡器1的周围温度较大程度地变化,对第1容器10的内部温度(振子2的温度)的影响也较小,第1容器10的内部温度(振子2的温度)几乎不变化。因此,振子2的温度被维持在第1设定温度Tset1,所以能够实现频率稳定度极高的振荡器1。
此外,如图4所示,控制电路33进行控制,使得在起动期间P1内在第2发热元件6中消耗的电流(大致为0)比在振子2达到第1设定温度Tset1之后在第2发热元件6中消耗的电流的最大值(I2)小。因此,在起动期间P1内,即使第1发热元件4的消耗电流较大,由于第2发热元件6的消耗电流较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。此外,即使在刚经过第2发热元件6的消耗电流为最大的起动期间P1之后,由于第1发热元件4的消耗电流比较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。因此,能够降低振荡器1的电力消耗的最大值变得过大的可能性。
特别地,根据图8的步骤,由于控制电路33从振荡器1的刚起动开始就使第1发热元件4发热,因此,能够缩短第1容器10的内部温度(振子2的温度)达到第1设定温度Tset1为止的时间。因此,与后述的图9的步骤相比较,能够缩短到振荡器1以目标频率Ftarget稳定振荡为止的时间。
图9是示出第2实施方式的振荡器1中的控制电路33对第1发热元件4及第2发热元件6的发热控制的步骤的另一例的流程图。
在图9的例子中,在向振荡器1(控制电路33)提供期望的电源电压后,控制电路33与图5的步骤S50及步骤S52同样地进行步骤S150及步骤S152的处理。
接下来,控制电路33判断频率测定电路34所测定的振荡频率是否处于规定的频率范围(S154)。这里,规定的频率范围是预先考虑了目标频率Ftarget和振荡器1的最大消耗电流等而确定的。例如,规定的频率范围可以是相对于目标频率Ftarget±几十ppm的范围,如果振荡器1的起动时(电源接通时)的振荡频率必须比目标频率Ftarget低,则振荡频率也可以是必须比目标频率Ftarget低几十ppm的频率以上的范围。
如果振荡频率不处于规定的频率范围(S154的“否”),则控制电路33继续步骤S150及步骤S152的控制,再次进行步骤S154的判断。
此外,如果振荡频率处于规定的频率范围(S154的“是”),则控制电路33与图5的步骤S56及步骤S58同样地进行步骤S156及步骤S158的处理。而且,控制电路33反复步骤S152以后的处理。
在该图9的流程图中,反复步骤S150~步骤S154的期间相当于起动期间,控制电路33根据频率测定电路34所测定的振荡频率,设定起动期间。
当控制电路33以图9的步骤进行发热控制的情况下,第1发热元件4的电流、第2发热元件6的电流、第1容器10的内部温度、第2容器20的内部温度及振子2的振荡频率的随时间变化的情形与图6相同,因此,省略其图示及说明。
根据图9的步骤,如图6所示,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2,因此,即使振荡器1的周围温度较大程度地变化,对第1容器10的内部温度(振子2的温度)的影响也较小,第1容器10的内部温度(振子2的温度)几乎不变化。因此,振子2的温度被维持在第1设定温度Tset1,所以能够实现频率稳定度极高的振荡器1。
此外,如图6所示,控制电路33进行控制,使得在起动期间P1内在第1发热元件4中消耗的电流(大致为0)比在振子2达到第1设定温度Tset1之后在第1发热元件4中消耗的电流的最大值I3小。因此,在起动期间P1内,即使第2发热元件6的消耗电流较大,由于第1发热元件4的消耗电流较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。此外,即使在刚经过第1发热元件4的消耗电流为最大的起动期间P1之后,由于第2发热元件6的消耗电流比较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。因此,能够降低振荡器1的电力消耗的最大值变得过大的可能性。
特别地,根据图9的步骤,在起动期间P1内,由于第2发热元件6的发热,不仅是第2容器20的内部温度,第1容器10的内部温度(振子2的温度)也上升。因此,在经过了起动期间P1的时刻t1,第1容器10的内部温度(振子2的温度)与第1设定温度Tset1之差比较小,因此,能够降低流过第1发热元件4的电流的最大值。因此,与图8的步骤相比较,能够将振荡器1的电力消耗的最大值抑制得较低。
1-3.第3实施方式
在第3实施方式的振荡器1中,对与第1实施方式的振荡器1同样的结构要素标注相同标号,省略与第1实施方式重复的内容的说明,以与第1实施方式不同的内容为中心进行说明。由于第3实施方式的振荡器1的构造也可以与第1实施方式的振荡器1(图1)相同,因此,省略其图示及说明。
图10是第3实施方式的振荡器1的功能框图。如图10所示,在第3实施方式的振荡器1中,控制电路33具有测定从振子2开始动作起的经过时间的计时器35,该控制电路33根据计时器35所测定的经过时间,设定起动期间。例如,计时器35可以是从振荡器1(控制电路33)起动时(电源接通时)起使计数值以规定的周期增加的计数器。而且,控制电路33在起动期间抑制在第1发热元件4及第2发热元件6的至少1个中消耗的电流的增加(例如,进行控制,使得不流过电流)。
图11是示出第3实施方式的振荡器1中的控制电路33对第1发热元件4及第2发热元件6的发热控制的步骤的一例的流程图。
图11的例子中,在向振荡器1(控制电路33)提供期望的电源电压后,控制电路33开始利用计时器35测定经过时间(S200)。
接下来,控制电路33与图3的步骤S10及步骤S12同样地进行步骤S210及步骤S212的处理。
接下来,控制电路33判断计时器35所测定的经过时间是否达到了设定时间(S214)。这里,设定时间是预先考虑了第1设定温度Tset1(或者目标频率Ftarget)和振荡器1的最大消耗电流等而确定的。例如,设定时间也可以是作为从振荡器1的起动开始直至第1容器10的内部温度进入相对于第1设定温度Tset1±几℃的范围为止的时间(或者,振子2的振荡频率进入相对于目标频率Ftarget±几ppm的范围为止的时间)而假定的时间。
如果经过时间未达到设定时间(S214的“否”),则控制电路33继续步骤S210及步骤S212的控制,再次进行步骤S214的判断。
此外,如果经过时间达到了设定时间(S214的“是”),则控制电路33与图3的步骤S16及步骤S18同样地进行步骤S216及步骤S218的处理。而且,控制电路33反复步骤S212以后的处理。
在该图11的流程图中,反复步骤S210~步骤S214的期间相当于起动期间,控制电路33根据计时器35所测定的经过时间设定起动期间。
当控制电路33以图11的步骤进行发热控制的情况下,第1发热元件4的电流、第2发热元件6的电流、第1容器10的内部温度、第2容器20的内部温度及振子2的振荡频率的随时间变化的情形与图4相同,因此,省略其图示及说明。
根据图11的步骤,如图4所示,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2,因此,即使振荡器1的周围温度较大程度地变化,对第1容器10的内部温度(振子2的温度)的影响也较小,第1容器10的内部温度(振子2的温度)几乎不变化。因此,振子2的温度被维持在第1设定温度Tset1,所以能够实现频率稳定度极高的振荡器1。
此外,如图4所示,控制电路33进行控制,使得在起动期间P1内在第2发热元件6中消耗的电流(大致为0)比在振子2达到第1设定温度Tset1之后在第2发热元件6中消耗的电流的最大值(I2)小。因此,在起动期间P1内,即使第1发热元件4的消耗电流较大,由于第2发热元件6的消耗电流较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。此外,即使在刚经过第2发热元件6的消耗电流为最大的起动期间P1之后,由于第1发热元件4的消耗电流比较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。因此,能够降低振荡器1的电力消耗的最大值变得过大的可能性。
特别地,根据图11的步骤,由于控制电路33从振荡器1的刚起动开始就使第1发热元件4发热,因此,能够缩短第1容器10的内部温度(振子2的温度)达到第1设定温度Tset1为止的时间。因此,与后述的图12的步骤相比较,能够缩短到振荡器1以目标频率Ftarget稳定振荡为止的时间。
图12是示出第3实施方式的振荡器1中的控制电路33对第1发热元件4及第2发热元件6的发热控制的步骤的另一例的流程图。
图12的例子中,在向振荡器1(控制电路33)提供期望的电源电压后,控制电路33开始利用计时器35测定经过时间(S240)。
接下来,控制电路33与图5的步骤S50及步骤S52同样地进行步骤S250及步骤S252的处理。
接下来,控制电路33判断计时器35所测定的经过时间是否达到了设定时间(S254)。这里,设定时间是预先考虑了第2设定温度Tset2(或者目标频率Ftarget)和振荡器1的最大消耗电流等而确定的。例如,设定时间也可以是作为从振荡器1的起动开始直至第2容器20的内部温度进入相对于第2设定温度Tset2±几℃的范围为止的时间(或者,振子2的振荡频率进入相对于目标频率Ftarget±几十ppm的范围为止的时间)而假定的时间。
如果经过时间未达到设定时间(S254的“否”),则控制电路33继续步骤S250及步骤S252的控制,再次进行步骤S254的判断。
此外,如果经过时间达到了设定时间(S254的“是”),则控制电路33与图5的步骤S56及步骤S58同样地进行步骤S256及步骤S258的处理。而且,控制电路33反复步骤S252以后的处理。
在该图12的流程图中,反复步骤S250~步骤S254的期间相当于起动期间,控制电路33根据计时器35所测定的经过时间,设定起动期间。
当控制电路33以图12的步骤进行发热控制的情况下,第1发热元件4的电流、第2发热元件6的电流、第1容器10的内部温度、第2容器20的内部温度及振子2的振荡频率的随时间变化的情形与图6相同,因此,省略其图示及说明。
根据图12的步骤,如图6所示,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2,因此,即使振荡器1的周围温度较大程度地变化,对第1容器10的内部温度(振子2的温度)的影响也较小,第1容器10的内部温度(振子2的温度)几乎不变化。因此,振子2的温度被维持在第1设定温度Tset1,所以能够实现频率稳定度极高的振荡器1。
此外,如图6所示,控制电路33进行控制,使得在起动期间P1内在第1发热元件4中消耗的电流(大致为0)比在振子2达到第1设定温度Tset1之后在第1发热元件4中消耗的电流的最大值I3小。因此,在起动期间P1内,即使第2发热元件6的消耗电流较大,由于第1发热元件4的消耗电流较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。此外,即使在刚经过第1发热元件4的消耗电流为最大的起动期间P1之后,由于第2发热元件6的消耗电流比较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。因此,能够降低振荡器1的电力消耗的最大值变得过大的可能性。
特别地,根据图12的步骤,在起动期间P1内,由于第2发热元件6的发热,不仅是第2容器20的内部温度,第1容器10的内部温度(振子2的温度)也上升。因此,在经过了起动期间P1的时刻t1,第1容器10的内部温度(振子2的温度)与第1设定温度Tset1之差比较小,因此,能够降低流过第1发热元件4的电流的最大值。因此,与图11的步骤相比较,能够将振荡器1的电力消耗的最大值抑制得较低。
1-4.第4实施方式
在第4实施方式的振荡器1中,对与第1实施方式的振荡器1同样的结构要素标注相同标号,省略与第1实施方式重复的内容的说明,以与第1实施方式不同的内容为中心进行说明。由于第4实施方式的振荡器1的构造也可以与第1实施方式的振荡器1(图1)相同,因此,省略其图示及说明。
图13是第4实施方式的振荡器1的功能框图。如图13所示,在第4实施方式的振荡器1中,与图2同样地,集成电路(IC)3构成为包含振荡电路31、输出电路32及控制电路33,而且包含判定电路36(判定部的一例)。
判定电路36输出判定信号,该判定信号表示第1温度传感器5所检测出的温度与第1设定温度Tset1之间的差分是否包含于所设定的范围内。判定信号可以在向控制电路33输入的同时向振荡器1的外部输出。由此,能够向外部的装置通知第1容器10的内部温度(振子2的温度)与第1设定温度Tset1之间的差分包含于所设定的范围内、能够利用振荡器1的输出信号的情况。例如,判定电路36可以通过将第1温度传感器5的输出电压与对应于第1设定温度Tset1的电压之差和规定的阈值电压进行比较,判定第1温度传感器5所检测出的温度与第1设定温度Tset1之间的差分是否包含于所设定的范围内。这里,所设定的范围(例如,阈值电压)可以是例如相对于第1设定温度Tset1±0.5~1℃程度的范围(例如,振子2的振荡频率相对于目标频率Ftarget±0.5~1ppm程度的范围)。而且,判定电路36可以仅在第1温度传感器5所检测出的温度与第1设定温度Tset1之间的差分包含于所设定的范围内的情况下输出接通(例如,高电平)的判定信号。
此外,上述阈值可以是0℃。即,判定电路可以判断第1温度传感器5所检测出的温度是否达到了第1设定温度Tset1。在这种情况下,判定电路36可以通过将第1温度传感器5的输出电压与对应于第1设定温度Tset1的电压相比较,判定第1温度传感器5所检测出的温度是否达到第1设定温度Tset1。而且,判定电路36可以仅在第1温度传感器5所检测出的温度达到第1设定温度Tset1的情况下,输出接通的判定信号。
此外,判定电路也可以在第1温度传感器5所检测出的温度与第1设定温度Tset1之间的差分达到所设定的范围内后又经过一定时间之后使判定信号为接通。由此,能够向外部的装置通知第1容器10的内部温度(振子2的温度)充分稳定的情况。
控制电路33根据判定电路36所输出的判定信号,设定起动期间。而且,控制电路33在起动期间抑制在第1发热元件4及第2发热元件6的至少1个中消耗的电流的增加(例如,进行控制,使得不流过电流)。
图14是示出第4实施方式的振荡器1中的控制电路33对第1发热元件4及第2发热元件6的发热控制的步骤的一例的流程图。
在图14的例子中,在向振荡器1(控制电路33)提供期望的电源电压后,控制电路33与图3的步骤S10及步骤S12同样地进行步骤S310及步骤S312的处理。
接下来,控制电路33判断判定电路36所输出的判定信号是接通还是断开(S314)。
如果判定信号为断开(S314的“否”),则控制电路33继续步骤S310及步骤S312的控制,再次进行步骤S314的判断。
此外,如果判定信号为接通(S314的“是”),则控制电路33与图3的步骤S16及步骤S18同样地进行步骤S316及步骤S318的处理。而且,控制电路33反复步骤S312以后的处理。
在该图14的流程图中,反复步骤S310~步骤S314的期间相当于起动期间,控制电路33根据判定电路36所输出的判定信号设定起动期间。
当控制电路33在图14的步骤中进行发热控制的情况下,第1发热元件4的电流、第2发热元件6的电流、第1容器10的内部温度、第2容器20的内部温度及振子2的振荡频率的随时间变化的情形与图4相同,因此,省略其图示及说明。
根据图14的步骤,如图4所示,第1容器10的内部温度(振子2的温度)稳定在第1设定温度Tset1。此外,第2容器20的内部温度稳定在第2设定温度Tset2,因此,即使振荡器1的周围温度较大程度地变化,对第1容器10的内部温度(振子2的温度)的影响也较小,第1容器10的内部温度(振子2的温度)几乎不变化。因此,振子2的温度被维持在第1设定温度Tset1,所以能够实现频率稳定度极高的振荡器1。
此外,如图4所示,控制电路33进行控制,使得在起动期间P1内在第2发热元件6中消耗的电流(大致为0)比在振子2达到第1设定温度Tset1之后在第2发热元件6中消耗的电流的最大值(I2)小。因此,在起动期间P1内,即使第1发热元件4的消耗电流较大,由于第2发热元件6的消耗电流较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。此外,即使在刚经过第2发热元件6的消耗电流为最大的起动期间P1之后,由于第1发热元件4的消耗电流比较小,第1发热元件4的消耗电流与第2发热元件6的消耗电流之和变得过大的可能性也较小。因此,能够降低振荡器1的电力消耗的最大值变得过大的可能性。
特别地,根据图14的步骤,由于控制电路33从振荡器1的刚起动开始就使第1发热元件4发热,因此,能够缩短第1容器10的内部温度(振子2的温度)达到第1设定温度Tset1为止的时间。因此,能够缩短到振荡器1以目标频率Ftarget稳定振荡为止的时间。
1-5.变形例
在上述各实施方式中,第1发热元件4收纳于第1容器10的内部,但例如也可以粘接于第1容器10的外表面。
在上述各实施方式中,第1发热元件4与第1温度传感器5分开,但也可以一体化。同样地,第2发热元件6与第2温度传感器7分开,但也可以一体化。此外,第1发热元件4及第1温度传感器5的至少一方也可以与集成电路(IC)3一体化,第2发热元件6及第2温度传感器7的至少一方也可以与集成电路(IC)3一体化。
此外,在上述各实施方式中,控制电路33控制作为2个温度控制元件的第1发热元件4及第2发热元件6的发热,但不限于此。例如,控制电路33也可以控制作为2个温度控制元件的第1吸热元件及第2吸热元件(例如,珀尔帖元件)的吸热。
此外,在上述各实施方式中,振荡器1通过作为2个温度控制元件的第1发热元件4及第2发热元件6分别控制第1容器10及第2容器20的内部温度,但也可以通过N个(N≧3)温度控制元件来控制N个容器各自的内部温度。
此外,在上述各实施方式中,如图1所示,在振荡器1中,第2容器20由基板21和壳体22构成,但是也可以例如图15所示那样,具有独立于壳体22的第2容器20A。另外,在图15的结构的振荡器1中,可以变形为第1发热元件4粘接于第1容器10的外表面(外部的表面)的结构,还可以变形为第2发热元件6粘接于第2容器20的外表面(外部的表面)的结构。
此外,在上述各实施方式中,振荡器1是以石英振子等振子2为振荡源的振荡器,但是振荡源不限于振子。例如,振荡器1也可以是以气室为振荡源的原子振荡器,该气室封入有铯或铷等原子作为振荡源。
2.电子设备
图16是示出本实施方式的电子设备的结构的一例的功能框图。本实施方式的电子设备300构成为包含振荡器310、CPU(Central Processing Unit:中央处理器)320、倍频电路330、ROM(Read Only Memory:只读存储器)340、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)350以及通信部360。另外,本实施方式的电子设备也可以是将图16的结构要素(各部分)的一部分省略或者变更或者附加其他结构要素的结构。
振荡器310根据来自振荡源的信号,输出期望的频率的振荡信号。
倍频电路330是将振荡器310所输出的振荡信号倍频成期望的频率而输出的电路。倍频电路330所输出的振荡信号可以作为CPU 320的时钟信号来使用,可以用于由CPU 320生成通信用的载波。
CPU 320(处理部)按照ROM 340等中存储的程序,例如根据振荡器310所输出的振荡信号或者倍频电路330所输出的振荡信号来进行各种计算处理和控制处理。
ROM 340存储了用于使CPU 320进行各种计算处理和控制处理的程序和数据等。
RAM 350被用作CPU 320的作业区域,并且暂时存储从ROM 340读出的程序和数据、CPU 320按照各种程序而执行的运算结果等。
通信部360进行用于使CPU 320与外部装置之间的数据通信成立的各种控制。
作为振荡器310,例如,通过应用能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性的上述各实施方式的振荡器1,能够实现不容易产生误动作、且可靠性高的电子设备。
作为这样的电子设备300,考虑各种电子设备,例如,可列举出GPS(GlobalPositioning System:全球定位系统)模块、网络设备、广播设备、人工卫星或基站中使用的通信设备、个人计算机(例如,移动型个人计算机、便携型个人计算机、平板型个人计算机)、智能手机或移动电话等移动终端、数码照相机、喷墨式吐出装置(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、移动终端基站用设备、电视、摄像机、录像机、车载导航装置、实时时钟装置、寻呼机、电子记事本(也包含带通信功能的)、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(Point Of Sale:销售点)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。
作为本实施方式的电子设备300的一例,使用上述振荡器310作为基准信号源,例如,可列举出作为通过有线或者无线与终端进行通信的终端基站用装置等而发挥功能的传送装置。作为振荡器310,例如,通过应用上述各实施方式的振荡器1,也能够实现例如可用于通信基站等的、比以往频率精度高的、可期望高性能、高可靠性的电子设备300。
此外,作为本实施方式的电子设备300的另一例,可以是通信装置,在该通信装置中,通信部360接收外部时钟信号,CPU 320(处理部)包含根据该外部时钟信号和振荡器310的输出信号或者倍频电路330的输出信号(内部时钟信号)来控制振荡器310的频率的频率控制部。该通信装置例如可以是在层(stratum)3等主干系统网络设备或毫微微小区中使用的通信设备。
3.基站
图17是示出本实施方式的基站的概略结构的一例的图。本实施方式的基站400构成为包含接收装置410、发送装置420及控制装置430。另外,本实施方式的电子设备可以是将图17的结构要素(各部分)的一部分省略或者变更或者附加其他结构要素的结构。
接收装置410构成为包含接收天线412、接收部414、处理部416及振荡器418。
振荡器418根据来自振荡源的信号输出期望的频率的振荡信号。
接收天线412从便携电话或GPS卫星等移动站(未图示)接收叠加有各种信息的电波。
接收部414使用振荡器418所输出的振荡信号,将接收天线412所接收的信号解调为期望的中间频率(IF:Intermediate Frequency)的频带信号。
处理部416使用振荡器418所输出的振荡信号,将接收部414解调后的中间频率的频带信号转换为基带信号,将基带信号中包含的信息解调。
控制装置430接收接收装置410(处理部416)解调后的信息,进行与该信息对应的各种处理。而且,控制装置430生成向移动站发送的信息,并将该信息向发送装置420(处理部426)送出。
发送装置420构成为包含发送天线422、发送部424、处理部426及振荡器428。
振荡器428根据来自振荡源的信号,输出期望的频率的振荡信号。
处理部426使用振荡器428所输出的振荡信号,并使用从控制装置430接收到的信息,生成基带信号,将该基带信号转换为中间频率的频带信号。
发送部424使用振荡器428所输出的振荡信号,对来自处理部426的中间频率的频带信号进行调制并将其叠加到载波。
发送天线422将来自发送部424的载波作为电波,向移动电话或GPS卫星等移动站发送。
作为接收装置410所具有的振荡器418或发送装置420所具有的振荡器428,例如,通过应用能够降低电力消耗的最大值变得过大的可能性的上述各实施方式的振荡器1,能够实现不容易产生误动作、通信性能优异且可靠性高的基站。
本发明不限于本实施方式,能够在本发明的主旨的范围内进行各种变形实施。
上述实施方式是一例,而并非限于此。例如,也能够适当组合各实施方式或各变形例。
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。此外,本发明包含起到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。
Claims (9)
1.一种振荡器,其具有:
振荡源;
第1容器,其收纳作为所述振荡源的振子;
第2容器,其收纳所述第1容器;
第1发热元件,其控制所述第1容器的内部的温度;
第2发热元件,其控制所述第2容器的内部的温度;
温度传感器;以及
控制部,其在从所述振荡源开始动作起直至所述温度传感器的检测温度成为规定值为止的期间内,抑制在所述第1发热元件和所述第2发热元件中的至少1个发热元件中消耗的电流的增加,
所述控制部进行控制,使得在所述期间内在所述至少1个发热元件中消耗的电流比所述振荡源达到设定温度之后在所述至少1个发热元件中消耗的电流的最大值小。
2.根据权利要求1所述的振荡器,其中,
所述控制部进行控制,使得在所述期间内,在所述至少1个发热元件中不流过电流。
3.根据权利要求1或2所述的振荡器,其中,
所述控制部进行控制,使得在所述期间内在所述第2发热元件中消耗的电流比达到所述设定温度之后在所述第2发热元件中消耗的电流的最大值小。
4.根据权利要求3所述的振荡器,其中,
所述温度传感器检测所述第1容器的内部的温度。
5.根据权利要求3所述的振荡器,其中,
该振荡器还具有判定部,该判定部输出判定信号,该判定信号表示所述温度传感器所检测出的温度与所述设定温度之间的差分是否包含于所设定的范围内,
所述温度传感器检测所述第1容器的内部的温度,
所述控制部根据所述判定信号,设定所述期间。
6.根据权利要求1或2所述的振荡器,其中,
所述控制部进行控制,使得在所述期间内在所述第1发热元件中消耗的电流比达到所述设定温度之后在所述第1发热元件中消耗的电流的最大值小。
7.根据权利要求6所述的振荡器,其中,
所述温度传感器检测所述第2容器的内部的温度。
8.一种电子设备,其中,该电子设备具有权利要求1至7中的任意一项所述的振荡器。
9.一种基站,其中,该基站具有权利要求1至7中的任意一项所述的振荡器。
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