CN106817080A - 电路装置、振荡器、电子设备、移动体及振荡器的制造方法 - Google Patents

电路装置、振荡器、电子设备、移动体及振荡器的制造方法 Download PDF

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Abstract

电路装置、振荡器、电子设备、移动体及振荡器的制造方法，在温度特性调整检查中，能够高精度地确定近似函数的系数等温度补偿用数据。电路装置(500)包含：A/D转换部(20)，其输出温度检测数据(DTD)；温度补偿部(130)，其根据温度检测数据进行振荡频率的温度补偿处理；以及振荡信号生成电路(140)，其使用来自温度补偿部的频率控制数据(DDS)和振子(XTAL)来生成振荡信号(SSC)。在通常动作时，频率控制数据(DDS)被输入到振荡信号生成电路，在通常动作时以外的时候，由对输入信号(SQ)和基准信号(RFS)进行比较的PLL电路(320)生成的数据(PLD)被输入到振荡信号生成电路。

Description

电路装置、振荡器、电子设备、移动体及振荡器的制造方法
技术领域
本发明涉及电路装置、振荡器、电子设备、移动体及振荡器的制造方法等。
背景技术
以往，公知有被称作TCXO(temperature compensated crystal oscillator：温度补偿晶体振荡器)的温度补偿型振荡器。TCXO具有作为模拟方式的温度补偿型振荡器的ATCXO和作为数字方式的温度补偿型振荡器的DTCXO。在这些振荡器中，在产品检查的温度特性调整检查中，根据在各温度下测量的振荡频率等来取得温度补偿用数据(例如对振荡频率的温度特性进行近似的近似函数的系数)，预先将该温度补偿用数据写入到振荡器的非易失性存储器中。
DTCXO中的温度补偿用数据的测量方法例如在专利文献1中公开。在专利文献1中，设置有对来自D/A转换电路的频率控制电压与检查装置的PLL电路的输出电压进行切换并向压控振荡器输入的开关，在检查时，开关选择PLL电路的输出电压。在PLL电路中输入有压控振荡器的输出信号和基准信号，构成了将压控振荡器的振荡频率锁定为标称振荡频率的环路。在各温度下测量对锁定为该标称振荡频率时的PLL电路的输出电压(即，在温度补偿中应该向压控振荡器输入的频率控制电压)进行A/D转换而得的数据以及温度检测数据，根据该测量结果运算近似函数的系数。
专利文献1：日本特开2010-147652号公报
DTCXO等数字方式的振荡器与ATCXO等模拟方式的振荡器相比，在频率精度等方面比较有利。在频率精度提高的情况下，需要能够达成该频率精度的检查环境，因此，在DTCXO等数字方式的振荡器中，期望能够高精度地确定近似函数的系数等温度补偿用数据的检查方法。
例如在专利文献1的方法中，确定近似函数的系数，使得D/A转换电路的输入数据(温度补偿部所输出的频率控制数据)与对锁定为标称振荡频率时的PLL电路的输出电压进行A/D转换而得的数据一致。但是，在PLL电路的环路中，PLL电路的输出电压向压控振荡器输入，本来应该以使得D/A转换电路所输出的频率控制电压与PLL电路的输出电压一致的方式确定近似函数的系数。即，专利文献1是D/A转换电路的转换特性与A/D转换电路的转换特性的差异未反映在近似函数的系数中的检查方法。
发明内容
根据本发明的几个方式，可以提供一种在温度特性调整检查中，能够高精度地确定近似函数的系数等温度补偿用数据的电路装置、振荡器、电子设备、移动体以及振荡器的制造方法等。
本发明的一个方式涉及电路装置，其特征在于，包含：A/D转换部，其进行来自温度传感器部的温度检测电压的A/D转换，输出温度检测数据；温度补偿部，其根据所述温度检测数据进行振荡频率的温度补偿处理，输出所述振荡频率的频率控制数据；以及振荡信号生成电路，其使用来自所述温度补偿部的所述频率控制数据和振子，生成通过所述频率控制数据设定的所述振荡频率的振荡信号，在通常动作时，来自所述温度补偿部的所述频率控制数据被输入到所述振荡信号生成电路，在所述通常动作时以外的时候，通过PLL电路生成的数据作为振荡信号生成电路输入数据被输入到所述振荡信号生成电路，所述PLL电路对基准信号和基于所述振荡信号生成电路的输出信号的输入信号进行比较。
根据本发明的一个方式，在通常动作时以外的时候，通过PLL电路生成的数据被输入到振荡信号生成电路，生成通过该数据而设定的振荡频率的振荡信号，基于该振荡信号的信号被输入到PLL电路。这样，在本发明的一个方式中，构成了基于PLL电路的环路，在该环路中，从PLL电路向振荡信号生成电路输入数据而非电压。由此，在温度特性调整检查中，能够高精度地确定近似函数的系数等温度补偿用数据。
此外，在本发明的一个方式中，电路装置包含接口部。可以是，所述振荡信号生成电路输入数据是经由所述接口部而从设置于电路装置的外部的所述PLL电路输入的数据。
根据本发明的一个方式，在通常动作时以外的时候，能够经由接口部将通过设置于电路装置的外部的PLL电路生成的数据输入到振荡信号生成电路。
此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述PLL电路是设置于电路装置的内部的检查用PLL电路。
根据本发明的一个方式，在通常动作时以外的时候，能够将通过设置于电路装置的内部的检查用PLL电路生成的数据输入到振荡信号生成电路。由此，无需在检查基板上设置PLL电路，因此，能够简化检查基板的设计。
此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述振荡信号生成电路包含：D/A转换部，其进行来自所述温度补偿部的所述频率控制数据的D/A转换；以及振荡电路，其使用所述D/A转换部的输出电压和所述振子，生成所述振荡信号，在所述通常动作时，来自所述温度补偿部的所述频率控制数据被输入到所述D/A转换部，在所述通常动作时以外的时候，所述振荡信号生成电路输入数据被输入到所述D/A转换部。
根据本发明的一个方式，在通常动作时，来自温度补偿部的频率控制数据被D/A转换，根据该D/A转换后的电压生成振荡信号。由此，实现振荡频率的温度补偿。此外，在通常动作时以外的时候，通过PLL电路生成的数据被D/A转换，根据该D/A转换后的电压生成振荡信号。由此，能够取得以与基准信号对应的频率进行振荡时的振荡信号生成电路输入数据，能够根据其取得用于温度补偿的数据(例如近似函数的系数数据)。
此外，在本发明的一个方式中，可以是，所述PLL电路包含：相位比较电路，其对所述基准信号和基于所述振荡信号生成电路的所述输出信号的所述输入信号进行比较；A/D转换电路，其对所述相位比较电路的输出信号进行A/D转换；以及数字滤波器，其对所述A/D转换电路的输出数据进行滤波处理，输出所述振荡信号生成电路输入数据。
通过这样构成PLL电路，PLL电路能够输出作为数字数据的振荡信号生成电路输入数据。由于数字数据不产生电压误差，而且与模拟电压相比，不容易受到噪声的影响，因此，能够高精度地确定用于温度补偿的数据(例如近似函数的系数数据)。
此外，在本发明的一个方式中，可以是，在所述通常动作时，在温度从第1温度变化为第2温度的情况下，所述温度补偿部将以k×LSB为单位而从对应于所述第1温度的第1数据变化到对应于所述第2温度的第2数据的所述频率控制数据输出到所述振荡信号生成电路，其中，k≥1，在作为所述通常动作时以外的时候的检查时，所述振荡信号生成电路输入数据被输入到所述振荡信号生成电路。
在第1温度与第2温度的温度差较大的情况下，频率控制数据的变化也变大，存在振荡频率急剧地变化(跳频)的可能性。关于这一点，根据本发明的一个方式，以k×LSB为单位从对应于第1温度的第1数据变化到对应于第2温度的第2数据。由此，能够防止跳频。
此外，在本发明的一个方式中，可以是，向所述PLL电路输入与标称振荡频率对应的所述基准信号。
温度补偿是指补偿振荡频率的温度特性，以使得振荡频率不依存于温度而恒定在标称振荡频率。根据本发明的一个方式，在PLL电路的输入信号被锁定为基准信号的情况下，振荡频率是标称振荡频率。即，通过在各温度下取得此时的PLL电路的输出数据，在各温度下能够取得将振荡频率设为标称振荡频率的频率控制数据。由此，能够求出用于准确地进行温度补偿的数据(例如近似函数的系数数据)。
此外，在本发明的一个方式中，可以是，向所述PLL电路输入与标称振荡频率的频率容许范围的上限对应的第1基准信号、和与所述频率容许范围的下限对应的第2基准信号，向所述振荡信号生成电路输入与所述第1基准信号对应的所述振荡信号生成电路输入数据、和与所述第2基准信号对应的所述振荡信号生成电路输入数据。
根据本发明的一个方式，能够取得振荡频率成为频率容许范围的上限、下限时的振荡信号生成电路输入数据。通过判定温度补偿部所输出的频率控制数据是否在上述2个振荡信号生成电路输入数据之间，能够检查振荡频率是否在频率容许范围内。
此外，本发明的其他的方式涉及振荡器，其包含上述任意一项所述的电路装置以及所述振子。
此外，本发明的另一其他的方式涉及电子设备，其包含上述任意一项所述的电路装置。
此外，本发明的另一其他的方式涉及移动体，其包含上述任意一项所述的电路装置。
此外，本发明的另一其他的方式涉及振荡器的制造方法，其中，将基准信号和基于振荡器的振荡信号生成电路的输出信号的输入信号输入到PLL电路，将通过所述PLL电路生成的数据作为振荡信号生成电路输入数据输入到所述振荡信号生成电路，根据各温度下的来自所述振荡器的温度检测数据和所述振荡信号生成电路输入数据，求出所述振荡器用于进行振荡频率的温度补偿处理的温度补偿用数据，将所述温度补偿用数据写入到所述振荡器的存储部。
此外，本发明的另一其他的方式涉及振荡器的制造方法，其中，将基于振荡器的振荡信号生成电路的输出信号的输入信号、和与标称振荡频率的频率容许范围的上限对应的第1基准信号输入到PLL电路，将通过所述PLL电路生成的数据作为第1振荡信号生成电路输入数据输入到所述振荡信号生成电路，将基于所述振荡信号生成电路的所述输出信号的所述输入信号、和与所述标称振荡频率的所述频率容许范围的下限对应的第2基准信号输入到所述PLL电路，将通过所述PLL电路生成的数据作为第2振荡信号生成电路输入数据输入到所述振荡信号生成电路，进行各温度下的所述第1振荡信号生成电路输入数据、所述第2振荡信号生成电路输入数据以及来自所述振荡器的温度补偿部的频率控制数据之间的比较，根据所述比较的结果，进行所述振荡器的振荡频率是否满足所述标称振荡频率的所述频率容许范围的判定。
附图说明
图1是针对DTCXO的优点的说明图。
图2是电路装置、检查装置以及包含电路装置和检测装置的检查系统的比较例。
图3A、图3B是比较例中的系数确定处理的说明图。
图4是本实施方式的电路装置、检查装置以及包含电路装置和检测装置的检查系统的结构例。
图5是本实施方式中的系数确定处理的说明图。
图6是电路装置、检查装置以及包含电路装置和检测装置的检查系统的第1详细结构例。
图7是电路装置、检查装置以及包含电路装置和检测装置的检查系统的第2详细结构例。
图8是PLL电路的详细结构例。
图9是调整振荡器的温度特性的方法的流程图。
图10是检查振荡器的温度特性的方法的流程图。
图11是电路装置的第3详细结构例。
图12是处理部的详细结构例。
图13A、图13B是使频率控制数据以k×LSB为单位发生变化的方法的说明图。
图14是A/D转换部的详细结构例。
图15是电路装置的变形结构例。
图16A是振荡器的结构例。图16B是电子设备的结构例。图16C是移动体的例子。
标号说明
10：温度传感器部；20：A/D转换部；22：逻辑部；23：处理部；24：寄存器部；26：模拟部；27：比较部；28：温度传感器部用放大器；30：存储部；40：寄存器部；42：温度检测数据寄存器；44：检查用数据寄存器；46：频率控制数据寄存器；50：处理部；52：控制部；53：判定部；54、55：比较部；58：乘法器；59：加法器；60：运算部；61、62：类型转换部；63：多路复用器；64：运算器；65：多路复用器；66、67：工作寄存器；68：类型转换部；69：工作寄存器；70：输出部；71：多路复用器；72：输出寄存器；73：LSB加法器；74：LSB减法器；80：D/A转换部；90：调制电路；100：D/A转换器；120：滤波电路；130：温度补偿部；140：振荡信号生成电路；142：可变电容电路；150：振荡电路；160：缓冲电路；170：接口部；180：存储部；190：ROM；206：汽车；207：车体；208：控制装置；209：车轮；300：检查装置；310：信息处理装置；320：PLL电路；322：分频电路；324：相位比较电路；326：A/D转换电路；328：数字滤波器；330：基准信号输出部；340：PLL电路；350：A/D转换部；360：频率计数器；400：振荡器；410：封装；420：振子；500：电路装置；510：通信部；520：处理部；530：操作部；540：显示部；550：存储部；ADQ：数据；AHS：数据；AHS：输出数据；ANT：天线；DDS：频率控制数据；DTD：温度检测数据；PLD：振荡信号生成电路输入数据(检查用数据)；RFS：基准信号；SSC：振荡信号；XTAL：振子。
具体实施方式
以下，对本发明的优选实施方式详细进行说明。此外，以下说明的本实施方式并非对权利要求书中记载的本发明的内容进行不当限定，在本实施方式中说明的所有结构并非都必须作为本发明的解决手段。
1.温度特性的调整检查
作为温度补偿型振荡器的TCXO例如是通信终端等基准信号源，要求其基准信号的频率精度提高。
作为通信终端与基站的通信方式，提出了各种方式。例如在TDD(Time DivisionDuplex：时分双工)方式中，各设备在分割而成的时隙中发送数据。并且，在时隙(上行线路时隙、下行线路时隙)之间设定保护时间，由此，可防止时隙重叠。在下一代通信系统中，提出了例如使用1个频带(例如50GHz)以TDD方式进行数据通信。
但是，在采用这样的TDD方式的情况下，需要在各设备中进行时刻同步，要求有准确的绝对时刻的计时。为了实现这样的要求，还可考虑例如在各设备中设置原子时钟(原子振荡器)作为基准信号源的方法，但是，产生导致设备的高成本化或者设备大型化等问题。
此外，TCXO具有作为模拟方式的温度补偿型振荡器的ATCXO和作为数字方式的温度补偿型振荡器的DTCXO。
并且，在使用ATCXO作为基准信号源的情况下，在想要使频率精度高精度化时，如图1所示，导致电路装置的芯片尺寸增加，难以实现低成本化和低功耗化。
另一方面，在DTCXO中，如图1所示，具有电路装置的芯片尺寸不会过度变大，能够实现频率精度的高精度化这样的优点。
这样，能够通过采用DTCXO来实现频率精度的高精度化，但随着使频率精度高精度化，需要相应地在高精度下检查频率精度。在TCXO中，通过与温度对应地控制向压控振荡电路(VCO)输入的频率控制电压来进行振荡频率的温度补偿。此时，按照作为温度的函数的近似函数控制频率控制电压，频率精度是根据该近似函数以何种程度准确地对实际的振荡频率的温度特性进行近似而确定的。即，为了提高频率精度，在检查中，重要的是如何能够准确地确定近似函数。
作为检查方法的例子，使用图2、图3说明DTCXO中的检查方法的以往例。
图2中示出电路装置、检查装置以及包含电路装置和检查装置的检查系统的比较例。图2的检查系统包含检查装置300以及具有电路装置500和振子XTAL的振荡器。电路装置500包含温度传感器部10、A/D转换部20、处理部50、存储部180(非易失性存储器)、D/A转换部80、振荡电路150以及缓冲电路160。检查装置300包含信息处理装置310(例如PC(Personal computer：个人计算机)等)、PLL电路340(模拟PLL电路)、基准信号输出部330以及频率计数器360。
在电路装置500被组装于电子设备等并进行通常的动作的通常动作时，处理部50按照近似函数对与温度检测数据DTD对应的频率控制数据DDS进行运算，D/A转换部80对该频率控制数据DDS进行D/A转换并输出频率控制电压VQ，振荡电路150使振子XTAL以与该频率控制电压VQ对应的振荡频率进行振荡并输出振荡信号SSC，缓冲电路160对该振荡信号SSC进行缓冲并输出缓冲后的信号SQ。
另一方面，在确定近似函数的系数(3次函数等多项式的系数)的检查时，通过检查装置300的PLL电路340、电路装置500的振荡电路150以及缓冲电路160构成环路。PLL电路340根据来自缓冲电路160的信号SQ、和来自基准信号输出部330的基准信号RFS，将电压PLV(例如环路滤波器的输出电压)向振荡电路150输出，将振荡电路150的振荡频率锁定为标称振荡频率。
而且，A/D转换部350对PLL电路340的输出电压PLV进行A/D转换并输出数据ADQ，信息处理装置310记录数据ADQ和温度检测数据DTD。为了确定近似函数的系数，需要多个温度下的测量值，因此，在各温度下反复取得该数据ADQ和温度检测数据DTD。在各温度下的测量结束后，信息处理装置310根据各温度下的数据ADQ和温度检测数据DTD运算近似函数的系数，并将该系数写入到存储部180。如图3A所示，确定该系数，使得在用于测量的各温度(各温度检测数据DTD)时，处理部50所输出的频率控制数据DDS与数据ADQ一致。
在将系数写入到存储部180之后，再次使温度变化，通过频率计数器360来测量振荡器的输出信号SQ的频率，判定是否处于标称振荡频率的频率偏差的容许范围内。
在上述检查方法中，在PLL电路340锁定的状态下，振荡频率成为标称振荡频率，因此，通过如上述那样确定近似函数的系数，无论温度如何都能够以标称振荡频率进行振荡。
但是，在该比较例的检查系统中，PLL电路340所控制的是向振荡电路150输入的电压PLV。即，准确而言，在对频率控制数据DDS进行D/A转换而得的频率控制电压VQ与电压PLV一致的情况下，振荡频率是标称振荡频率。在比较例的检查系统中，如图3A那样，以使频率控制数据DDS与数据ADQ(对PLL电路340的输出电压PLV进行A/D转换而得的数据)一致的方式确定近似函数的系数，因此，该差异可能使温度补偿的精度下降。
具体而言，在存在A/D转换部350与D/A转换部80的转换特性差异的情况下，如图3B所示，PLL电路340的输出电压PLV与对频率控制数据DDS进行D/A转换而得的频率控制电压VQ’可能不一致。图3B示出了通过检查来确定近似函数的系数，由此，将频率控制电压VQ修正为频率控制电压VQ’。A/D转换部350与D/A转换部80的转换特性差异例如考虑线性的误差、与数据的1LSB对应的电压幅度的差异(满量程电压的差异)等。特别地，电路装置500内的D/A转换部80的转换特性根据电路装置500的制造偏差等而改变，因此，难以事先知晓A/D转换部350与D/A转换部80的转换特性差异并消除。
假设要通过检查消除该转换特性差异，则需要在暂且确定系数并通过频率计数器360检测振荡频率的误差之后，再次重新确定系数，并通过频率计数器360检查其结果。由于使温度变动地进行各工序，因此，检查时间非常长。
此外，由于是从检查装置300向电路装置500输入电压PLV的结构，因此，还存在容易受到该电压PLV的误差和噪声的影响的问题。如上所述，在DTCXO中，由于能够使频率精度高精度化，因此，电压PLV所要求的精度也提高。例如当要达成比当前的ATCXO的频率精度高的频率精度时，需要1mV或者其以下的电压精度，非常微小的误差和噪声都对频率精度造成影响。此外，由于TCXO输出高频的时钟信号，因此，需要以使其噪声不影响电压PLV的方式对检查基板进行设计。例如存在如下类型的检查装置：通过插座等将许多振荡器安装于检查基板，在对振荡器进行切换的同时进行检查。在这样的检查装置中，必须将非常多的电路部件和信号线配置于检查基板，但其中，难以采取电压PLV的误差和噪声的对策，而且，存在能够配置于检查基板的插座的数量也减少(检查效率下降)的可能性。
2.结构
图4示出能够解决上述那样的课题的本实施方式的电路装置、检查装置以及包含电路装置和检查装置的检查系统的结构例。
电路装置500是实现DTCXO或OCXO(oven controlled crystal oscillator：恒温晶体振荡器)等数字方式的振荡器的电路装置(半导体芯片)。例如将该电路装置和振子XTAL收纳于封装中，从而实现数字方式的振荡器。
该电路装置500包含A/D转换部20、温度补偿部130(温度补偿电路)以及振荡信号生成电路140。此外，电路装置能够包含温度传感器部10(温度传感器)以及缓冲电路160。并且，电路装置的结构不限于图1的结构，可实施省略其一部分结构要素(例如温度传感器部、缓冲电路等)或追加其他结构要素等各种变形。
图4的检查系统包含：检查装置300；以及具有电路装置500和振子XTAL的振荡器。检查装置300包含信息处理装置310(例如PC(Personal computer：个人计算机)等)、PLL电路320(数字PLL电路)以及基准信号输出部330(基准信号输出电路)。
在图4中，图示出了在检查时中构成的检查系统，但在电路装置500的通常动作时，不是构成这样的检查系统，而是包含电路装置500和振子XTAL在内的振荡器被安装于电子设备等的基板上并作为该电子设备的一部分进行动作。首先，说明该通常动作时的电路装置500的动作。
振子XTAL例如是石英振子等压电振子。振子XTAL可以是设于恒温槽内的恒温(oven)型振子(OCXO)。振子XTAL也可以是谐振器(电气机械式的谐振器或者电气式的谐振电路)。作为振子XTAL，可采用压电振子、SAW(Surface Acoustic Wave：表面声波)谐振器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)振子等。作为振子XTAL的基板材料，可使用石英、钽酸锂、铌酸锂等压电单晶、锆钛酸铅等压电陶瓷等压电材料或硅半导体材料等。作为振子XTAL的激励手段，既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。
温度传感器部10输出温度检测电压VTD。具体而言，将根据环境(电路装置)的温度而变化的温度依存电压作为温度检测电压VTD输出。例如，能够将PN结的正向电压作为温度依存电压而构成温度传感器。
A/D转换部20对来自温度传感器部10的温度检测电压VTD进行A/D转换，并输出温度检测数据DTD。例如输出与温度检测电压VTD的A/D转换结果对应的数字的温度检测数据DTD(A/D结果数据)。作为A/D转换部20的A/D转换方式，例如可采用逐次比较方式或与逐次比较方式类似的方式等。并且，A/D转换方式不限于这种方式，可采用各种方式(计数型、并行比较型或串并行型等)。
温度补偿部130根据温度检测数据DTD进行振荡频率(振荡信号的频率)的温度补偿处理，输出振荡频率的频率控制数据DDS。具体而言，温度补偿部130包含存储部180(存储器)以及处理部50(DSP部：数字信号处理部)。
存储部180存储温度补偿处理用的系数数据(近似函数的系数的数据)。存储部180例如是非易失性存储器(例如EEPROM等)。
处理部50进行各种信号处理。例如处理部50执行上述温度补偿处理。具体而言，处理部50根据按照温度而变化的温度检测数据DTD(温度依存数据)、和存储于存储部180中的温度补偿处理用的系数数据(近似函数的系数的数据)等，进行即使在温度变化的情况下也用于使振荡频率恒定的温度补偿处理。该处理部50既可以通过门阵列等ASIC电路实现，也可以通过处理器(例如CPU、MPU等)和在处理器上工作的程序实现。
另外，温度补偿部130的结构不限于通过上述那样的近似函数进行温度补偿的结构。例如，温度补偿部130也可以包含存储表的存储部，该表将各温度检测数据DTD与频率控制数据DDS对应起来。在该情况下，存储部根据表，输出与来自A/D转换部20的温度检测数据DTD对应的频率控制数据DDS。
振荡信号生成电路140生成振荡信号SSC。例如振荡信号生成电路140使用来自处理部50的频率控制数据DDS和振子XTAL，生成通过频率控制数据DDS而设定的振荡频率的振荡信号SSC。作为一例，振荡信号生成电路140使振子XTAL按照通过频率控制数据DDS而设定的振荡频率进行振荡，生成振荡信号SSC。
并且，振荡信号生成电路140可以是利用直接数字合成器方式生成振荡信号SSC的电路。例如可以将振子XTAL(固定振荡频率的振荡源)的振荡信号作为参考信号，以数字方式生成通过频率控制数据DDS设定的振荡频率的振荡信号SSC。
振荡信号生成电路140可包含D/A转换部80和振荡电路150。但是，振荡信号生成电路140不限于这样的结构，也可以实施省略其一部分结构要素或者追加其他结构要素等各种变形。
D/A转换部80进行来自温度补偿部130的频率控制数据DDS(温度补偿部130的输出数据)的D/A转换。被输入到D/A转换部80的频率控制数据DDS是温度补偿处理后的频率控制数据(频率控制码)。作为D/A转换部80的D/A转换方式，例如可采用电阻串型(电阻分割型)。但是，D/A转换方式不限于此，也可采用梯形电阻型(R－2R梯形等)、电容阵列型或者脉宽调制型等各种方式。此外，D/A转换部80除了D/A转换器以外，还可以包含其控制电路、调制电路、滤波电路等。
振荡电路150使用D/A转换部80的输出电压VQ和振子XTAL，生成振荡信号SSC。振荡电路150经由第1、第2振子用端子(振子用焊盘)而与振子XTAL连接。例如振荡电路150通过使振子XTAL(压电振子、谐振器等)振荡而生成振荡信号SSC。具体而言，振荡电路150使振子XTAL以将D/A转换部80的输出电压VQ作为频率控制电压(振荡控制电压)的振荡频率进行振荡。例如在振荡电路150是利用电压控制对振子XTAL的振荡进行控制的电路(VCO)的情况下，振荡电路150可以包含电容值根据频率控制电压而变化的可变电容式电容器(变容二极管等)。例如可变电容式电容器的一端与振子XTAL的一端连接。通过D/A转换部80的输出电压VQ，控制可变电容式电容器的电容值，振子XTAL的一端的电容变化。由此，能够控制振荡信号SSC的振荡频率。
另外，如前所述，振荡电路150可以通过直接数字合成器方式来实现，在该情况下，振子XTAL的振荡频率成为参考频率，成为不同于振荡信号SSC的振荡频率的频率。
缓冲电路160对由振荡信号生成电路140(振荡电路150)生成的振荡信号SSC进行缓冲，并输出缓冲后的信号SQ。即，进行用于使得能够充分驱动外部负载的缓冲。信号SQ例如是限幅正弦波信号。但是信号SQ也可以是矩形波信号。或者缓冲电路160可以是能够输出限幅正弦波信号和矩形波信号两者来作为信号SQ的电路。
接下来，说明检查时的电路装置500、检查装置300的动作。
在电路装置500中设置有选择振荡信号生成电路140的输入信号的选择器。该选择器在通常动作时选择温度补偿部130的输出数据DDS(频率控制数据)，在检查时选择来自检查装置300的PLL电路320的检查用数据PLD作为振荡信号生成电路输入数据。选择器相当于例如图6中后述的处理部50的输出部70。或者，也可以是在处理部50与振荡信号生成电路140之间设置选择器的结构。
检查装置300的基准信号输出部330输出与标称振荡频率对应的频率的基准信号RFS(时钟信号)。即，在设PLL电路320的倍频率为n(n是1以上的整数或者小数)、设标称振荡频率为FK的情况下，基准信号RFS的频率是FK/n。基准信号输出部330能够由例如内置有PLL电路的振荡器等、能够将频率设定为可变的振荡器构成。
PLL电路320根据基准信号RFS和来自缓冲电路160的信号SQ，将检查用数据PLD(振荡信号生成电路输入数据)向振荡信号生成电路140输出，将振荡信号SSC(信号SQ)的频率锁定为标称振荡频率。PLL电路320的结构在图8中后述。
另外，在图4中，图示出了PLL电路320包含于检查装置300的情况，但电路装置500以及检查装置300的结构不限于此。也可以如图7中后述的那样，电路装置500包含PLL电路320，在电路装置500的内部，构成基于PLL电路320的环路来进行温度特性的调整检查。
信息处理装置310在各温度下记录来自电路装置500的A/D转换部20的温度检测数据DTD(温度检测数据)、和来自检查装置300的PLL电路320的检查用数据PLD。检查用数据PLD是PLL电路320被锁定为标称振荡频率时的数据。例如，在PLL电路320中设置锁定检测电路，在锁定检测电路检测到锁定后取得检查用数据PLD。或者，可以在经过能够稳定地锁定的充分的时间之后取得检查数据PLD。温度检测数据DTD和检查用数据PLD在近似函数的次数以上的个数的温度点取得。
信息处理装置310根据各温度下的温度检测数据DTD和检查用数据PLD(例如通过对近似函数进行拟合)来求出近似函数的系数。具体而言，当在各温度下取得的温度检测数据DTD被输入到温度补偿部130的情况下，以使得温度补偿部130输出与对应于该温度检测数据DTD的检查用数据PLD相同的频率控制数据DDS的方式确定系数。信息处理装置310将该系数数据KSD存储于电路装置500的存储部180。图5是该系数确定处理的说明图。示出了通过将确定的系数写入到存储部180来进行修正，以使得频率控制数据DDS与检查用数据PLD一致。在本实施方式中，通过进行这样的温度特性的调整检查，能够确定对振荡频率所具有的温度特性进行准确近似的近似函数。
在将系数写入到存储部180后，检查振荡频率的频率偏差(与标称振荡频率之差)是否在容许频率范围内(温度特性检查)。在该检查中，基准信号输出部330依次输出与容许频率范围的上限对应的基准信号RFS以及与下限对应的基准信号RFS。而且，信息处理装置310在各温度下取得与这些基准信号RFS对应的检查用数据PLD以及来自温度补偿部130的频率控制数据DDS，根据这些数据判定检查的合格以及不合格。之后在图10等中对该检查的详情进行叙述。在本实施方式中，通过进行这样的温度特性检查，不需要频率计数器，能够简化检查装置(检查基板)的电路结构。
在以上的实施方式中，电路装置500包含：A/D转换部20，其进行来自温度传感器部10的温度检测电压VTD的A/D转换，输出温度检测数据DTD；温度补偿部130，其根据温度检测数据DTD进行振荡频率的温度补偿处理，输出振荡频率的频率控制数据DDS；以及振荡信号生成电路140，其使用来自温度补偿部130的频率控制数据DDS和振子XTAL，生成通过频率控制数据DDS设定的振荡频率的振荡信号SSC。而且，在通常动作时，来自温度补偿部130的频率控制数据DDS被输入到振荡信号生成电路140，在通常动作时以外的时候(检查时)，通过PLL电路320生成的数据PLD(检查用数据)作为振荡信号生成电路输入数据被输入到振荡信号生成电路140，PLL电路320对基准信号RFS和基于振荡信号生成电路140的输出信号SSC(振荡信号)的输入信号SQ进行比较。
根据本实施方式，在检查时，通过PLL电路320生成的数据PLD被输入到振荡信号生成电路140，以使得频率控制数据DDS与该数据PLD一致的方式确定近似函数的系数。由此，能够不对D/A转换部80的转换特性等造成影响，而确定对振荡频率所具有的温度特性进行准确近似的近似函数。此外，由于在检查装置300与电路装置500之间，不是对电压而仅是对数字数据进行交换，因此，不容易受到误差和噪声的影响，能够应对基于DTCXO的频率精度的高精度化。
这里，通常动作时是指向振荡信号生成电路140输入来自温度补偿部130的频率控制数据DDS的动作状态的时候，通常动作时以外的时候是指向振荡信号生成电路140输入通过PLL电路320生成的数据PLD的动作状态的时候。通常动作时以外的时候具体而言是检查整体中的一部分检查时，例如是温度特性的调整检查时(图9的检查时)和温度特性的检查时(图10的检查时)。作为检查整体，除这些以外还包含各种检查，也包含在向振荡信号生成电路140输入来自温度补偿部130的频率控制数据DDS的动作状态下进行的检查。即，不是这样的动作状态的时候是通常动作时以外的时候。
此外，在本实施方式中，如图6中后述的那样，例如电路装置500包含接口部170。而且，振荡信号生成电路输入数据PLD是从设置于电路装置500的外部的PLL电路320经由接口部170输入的数据。
根据本实施方式，在检查时，能够经由接口部170将通过设置于电路装置500的外部的PLL电路320生成的数据PLD输入到振荡信号生成电路140。
此外，在本实施方式中，在图7中如后述的那样，例如PLL电路320可以是设置于电路装置500的内部的检查用PLL电路。
根据本实施方式，在检查时，能够将通过设置于电路装置500的内部的PLL电路320(检查用PLL电路)生成的数据PLD输入到振荡信号生成电路140。由此，不需要在检查基板上设置PLL电路320，并且不需要在电路装置500与PLL电路320之间交换信号SQ(高频信号)或数据PLD，因此，能够简化检查基板的设计。
此外，在本实施方式中，振荡信号生成电路140包含：D/A转换部80，其进行来自温度补偿部130的频率控制数据DDS的D/A转换；以及振荡电路150，其使用D/A转换部80的输出电压VQ和振子XTAL，生成振荡信号SSC。而且，在通常动作时，来自温度补偿部130的频率控制数据DDS被输入到D/A转换部80。在通常动作时以外的时候，振荡信号生成电路输入数据PLD被输入到D/A转换部80。
根据本实施方式，在通常动作时，来自温度补偿部130的频率控制数据DDS被D/A转换，根据该D/A转换后的电压VQ生成振荡信号SSC。由此，实现振荡频率的温度补偿。此外，在检查时，通过PLL电路320生成的数据PLD被D/A转换，根据该D/A转换后的电压VQ生成振荡信号SSC。由此，能够取得以标称振荡频率进行振荡时的振荡信号生成电路输入数据PLD，能够根据其取得用于温度补偿的数据(例如近似函数的系数数据)。
此外，在本实施方式中，在图8中如后述的那样，例如PLL电路320包含：相位比较电路324，其对基准信号RFS和基于振荡信号生成电路140的输出信号SSC的输入信号BSS进行比较；A/D转换电路326，其对相位比较电路324的输出信号HKS进行A/D转换；以及数字滤波器328，其对A/D转换电路326的输出数据AHS进行滤波处理，输出振荡信号生成电路输入数据PLD。
根据本实施方式，PLL电路320并非输出模拟PLL电路中的环路滤波器的输出电压，而是输出作为数字数据的振荡信号生成电路输入数据PLD。数字数据不产生电压误差，并且与模拟电压相比，不容易受到噪声的影响，因此，能够准确测量以标称振荡频率进行振荡时的PLL电路320的输出数据PLD。由此，与从检查装置300的PLL电路320向电路装置500输入电压的情况相比，能够高精度地确定近似函数的系数。
另外，本实施方式中的PLL电路320不是所谓的PLL环路的整体，而是至少除去相当于压控振荡电路的部分(在本实施方式中是被频率控制数据DDS控制的数字控制振荡电路)而得的部分。
此外，在本实施方式中，在通常动作时，在温度从第1温度变化为第2温度的情况下，温度补偿部130将以k×LSB(k≥1)为单位从对应于第1温度的第1数据变化到对应于第2温度的第2数据的频率控制数据DDS输出到振荡信号生成电路140。在作为通常动作时以外的时候的检查时，振荡信号生成电路输入数据PLD被输入到振荡信号生成电路140。
在A/D转换部20的数据输出速率中，在某个输出定时输出与第1温度对应的温度检测数据，在下一个输出定时输出与第2温度对应的温度检测数据。此时，当第1温度与第2温度的温度差较大时，频率控制数据DDS的变化也变大，存在振荡频率急剧地变化(跳频)的可能性。因此，通过以k×LSB(k≥1)为单位从与第1温度对应的第1数据向与第2温度对应的第2数据变化，能够防止跳频。另外，温度补偿部130的数据输出速率比A/D转换部20的数据输出速率快。
此外，在本实施方式中，向PLL电路320输入与标称振荡频率对应的基准信号RFS。这样的基准信号在温度特性的调整检查中被输入到PLL电路320。
温度补偿是指补偿振荡频率的温度特性，以使得振荡频率不依存于温度而恒定在标称振荡频率。根据本实施方式，在PLL电路320的输入信号被锁定在基准信号RFS的情况下，振荡频率是标称振荡频率。即，通过在各温度下取得此时的PLL电路320的输出数据PLD，在各温度下能够取得将振荡频率设为标称振荡频率的频率控制数据。由此，能够求出用于准确地进行温度补偿的数据(例如近似函数的系数数据)。
此外，在本实施方式中，向PLL电路320输入与标称振荡频率的频率容许范围的上限对应的基准信号RFS(第1基准信号)、和与频率容许范围的下限对应的基准信号RFS(第2基准信号)。而且，向振荡信号生成电路140输入与第1基准信号对应的振荡信号生成电路输入数据PLD(图10的PLDU)、和与第2基准信号对应的振荡信号生成电路输入数据PLD(图10的PLDD)。这样的动作是在温度特性的调整检查结束后的温度特性的检查中进行的。
根据本实施方式，能够测量振荡频率为频率容许范围的上限、下限时的振荡信号生成电路输入数据PLD。由此，能够检查振荡频率是否处于频率容许范围内。即，如果温度补偿部130所输出的频率控制数据DDS在上述2个振荡信号生成电路输入数据之间，则认为将该频率控制数据DDS向振荡信号生成电路140输入时的振荡频率在频率容许范围内。通过进行这样的大小关系的判定，能够检查通过温度补偿而得到的振荡频率是否处于频率容许范围内。
这里，标称振荡频率的频率容许范围是指作为振荡频率与标称振荡频率之间的频率偏差(频率误差)而容许的范围，例如是电路装置500或者振荡器的规格中的频率容许范围。在检查中使用的频率容许范围的上限、下限不需要与规格中的频率容许范围的上限、下限相同，例如也可以是比规格中的频率容许范围窄的频率范围的上限、下限。
此外，作为振荡器的制造方法，可以执行以下那样的对振荡频率的温度特性进行调整的检查方法。
即，将基准信号RFS和基于振荡器的振荡信号生成电路140的输出信号SSC的输入信号SQ输入到PLL电路320(图9的步骤S2)。将通过PLL电路320生成的数据PLD作为振荡信号生成电路输入数据输入到振荡信号生成电路140(图9的步骤S2)。根据各温度下的来自振荡器的温度检测数据DTD和振荡信号生成电路输入数据PLD，求出振荡器用于进行振荡频率的温度补偿处理的温度补偿用数据(例如系数数据)(图9的步骤S4)。将温度补偿用数据写入到振荡器的存储部180(图9的步骤S5)。
根据该检查方法，将通过PLL电路320生成的振荡信号生成电路输入数据PLD输入到振荡信号生成电路140，由此，能够准确地调整DTCXO等数字方式的振荡器的温度特性。
此外，作为振荡器的制造方法，可以执行以下那样的对振荡频率的温度特性进行检查的方法。
即，将基于振荡器的振荡信号生成电路140的输出信号SSC的输入信号SQ、和与标称振荡频率的频率容许范围的上限对应的第1基准信号输入到PLL电路320(图10的步骤S23、S24)。接下来，将通过PLL电路320生成的数据PLD作为第1振荡信号生成电路输入数据PLDU输入到振荡信号生成电路140(图10的步骤S23、S24)。接下来，将基于振荡信号生成电路140的输出信号SSC的输入信号SQ、和与标称振荡频率的频率容许范围的下限对应的第2基准信号输入到PLL电路320(图10的步骤S25、S26)。接下来，将通过PLL电路320生成的数据PLD作为第2振荡信号生成电路输入数据PLDD输入到振荡信号生成电路140(图10的步骤S25、S26)。接下来，进行各温度下的第1振荡信号生成电路输入数据PLDU、第2振荡信号生成电路输入数据PLDD以及来自振荡器的温度补偿部130的频率控制数据DDS之间的比较(图10的步骤S27～S29)。接下来，根据比较的结果，进行振荡器的振荡频率是否满足标称振荡频率的频率容许范围的判定(图10的步骤S31、S32)。
根据该检查方法，通过取得由PLL电路320生成的振荡信号生成电路输入数据PLD，能够进行振荡频率的温度特性的检查。即，无需使用频率计数器测量振荡频率，就能够检查系数写入后的振荡频率的温度特性。由于不需要作为高频信号的振荡信号的测量、其信号线的配置，并且不存在基于该高频信号的噪声的影响等，因此，能够简化检查装置300。
3.电路装置的第1、第2详细结构
图6示出电路装置、检查装置以及包含电路装置和检查装置的检查系统的第1详细的结构例。图6的电路装置500包含寄存器部40(寄存器)、接口部170(接口电路)、存储部180、处理部50、振荡信号生成电路140以及缓冲电路160。处理部50包含运算部60以及输出部70。检查装置300包含信息处理装置310、PLL电路320以及基准信号输出部330。
接口部170在检查装置300与电路装置500之间对数字数据进行输入输出。接口部170例如是I2C方式、或者3线或者4线的串行方式的通信接口部。例如，作为这些通信的输入输出端子，在电路装置500上设置专用的端子。或者，也可以兼用其他的信号的输入输出端子和通信的输入输出端子。在该情况下，在电路装置500被设定为测试模式(例如通过寄存器设定)的情况下，兼用端子作为通信的输入输出端子而发挥功能，在电路装置500被设定为通常动作模式的情况下，兼用端子作为其他的信号的输入输出端子而发挥功能。
寄存器部40包含温度检测数据寄存器42、检查用数据寄存器44以及频率控制数据寄存器46。温度检测数据寄存器42存储A/D转换部20所输出的温度检测数据DTD，信息处理装置310经由接口部170从温度检测数据寄存器42读出温度检测数据DTD。检查用数据寄存器44存储经由接口部170而从PLL电路320输入的检查用数据PLD。输出部70在检查时，将存储于检查用数据寄存器44的检查用数据PLD作为频率控制数据DDS输出到振荡信号生成电路140。频率控制数据寄存器46将运算部60所输出的运算结果数据CQ作为频率控制数据而存储，信息处理装置310经由接口部170从频率控制数据寄存器46读出运算结果数据CQ。
运算部60根据温度检测数据DTD和近似函数的系数数据来进行温度补偿处理，输出运算结果数据CQ。在通常动作时，输出部70根据该运算结果数据CQ输出频率控制数据DDS。例如，在运算结果数据CQ从与第1温度对应的第1数据变化成与第2温度对应的第2数据的情况下，输出部70进行以k×LSB为单位从第1数据变化成第2数据的频率控制数据DDS的输出处理。通过该处理，能够抑制频率控制数据DDS的急剧的变化而防止振荡频率的跳频。由于通过温度补偿处理直接得到的频率控制数据是运算结果数据CQ，因此，向信息处理装置310输出运算结果数据CQ。在检查时，如上述那样，输出部70将检查用数据PLD作为频率控制数据DDS而输出。这样，输出部70相当于对运算结果数据CQ和检查用数据PLD中的任意一个进行选择的选择器。另外，运算部60、输出部70的详情之后将在图11～图13中叙述。
在图7中示出电路装置、检查装置以及包含电路装置和检查装置的检查系统的第2详细的结构例。图7的电路装置500包含PLL电路320(检查用PLL电路)、寄存器部40、接口部170、存储部180、处理部50、振荡信号生成电路140以及缓冲电路160。处理部50包含运算部60和输出部70。检查装置300包含信息处理装置310、基准信号输出部330。
在图7中，用于温度特性的调整检查的PLL电路320内置于电路装置500。
即，从检查装置300的基准信号输出部330向PLL电路320供给基准信号RFS，在电路装置500的内部，被供给来自缓冲电路160的信号SQ。PLL电路320将检查用数据PLD向检查用数据寄存器44输出，检查用数据寄存器44存储该检查用数据PLD。检查用数据寄存器44在检查时将检查用数据PLD向输出部70输出。此外，信息处理装置310经由接口部170从检查用数据寄存器44读出检查用数据PLD。
这样，通过将PLL电路320内置于电路装置500，也可以不在检查基板上设置将电路装置500的输出信号SQ向PLL电路320输入的布线。即，检查装置300只要只进行数字数据的读出和基准信号RFS的供给即可，能够使检查基板的结构非常简化。例如，在将许多振荡器通过插座等安装于检查基板，并在切换振荡器的同时进行检查的类型的检查装置中，可能能够增加可配置于检查基板的插座的数量(检查效率提高)。
4.PLL电路
在图8中示出PLL电路320的详细的结构例。PLL电路320包含分频电路322、相位比较电路324、A/D转换电路326、数字滤波器328。
分频电路322对来自缓冲电路160的信号SQ进行分频，输出其分频后的信号BSS。分频比通过例如寄存器设定等而被设定为可变。在设PLL电路320的倍频率为n(n是1以上的整数或者小数)的情况下，分频比为1/n。
相位比较电路324检测信号BSS与基准信号RFS的相位差，输出基于该相位差的信号HKS。信号HKS例如是与相位差成比例的脉宽的脉冲信号、或者与相位差成比例的电流等级或者电压等级的信号。相位比较电路324例如能够由电荷泵电路构成。
A/D转换电路326对信号HKS进行A/D转换，输出该A/D转换后的数据AHS。作为A/D转换电路326，能够采用各种方式(例如并行比较型、流水线型、逐次比较型、Σ-Δ型等)。
数字滤波器328例如是低通滤波特性的数字滤波器，使数据AHS平滑化，并将该平滑化后的数据作为检查用数据PLD而输出。
另外，PLL电路320的结构不限于此，例如可以由以下部分构成：分频电路，其对信号SQ进行分频；相位比较电路，其进行该分频电路的输出信号与基准信号RFS的相位比较；模拟环路滤波器，其对相位比较电路的输出信号进行滤波处理；以及A/D转换电路，其对该模拟环路滤波器的输出信号进行A/D转换。
5.制造方法
在图9中示出调整振荡器的温度特性的方法(振荡器的制造方法)的流程图。
首先，将振荡器的环境温度设定为第1温度点(S1)。例如，在通过恒温槽控制安装有振荡器的检查基板的温度的情况下，控制该恒温槽的温度。或者，在使多个工作台依次移动、在1个工作台上进行1个温度点的测量的情况下，例如通过内置于工作台的珀尔帖元件等，将振荡器设定为通过该工作台确定的温度。
接下来，记录温度检测数据DTD和PLL电路320的输出数据PLD(S2)。接下来，判定是否在应该测量的全部温度点进行了测量(S3)。在存在未测量的温度点的情况下，在步骤S1中，将环境温度设定为下一个温度点。当在全部温度点下进行了测量的情况下，根据在这些温度点下记录的温度检测数据DTD和PLL电路320的输出数据PLD来运算近似函数的系数(S4)。接下来，将系数数据写入到存储部180(S5)，结束检查。
在使用恒温槽的检查方法的情况下，在步骤S1中设定温度之后，在该温度下，针对检查对象的(安装于检查基板的)多个振荡器进行步骤S2中的数据记录。当在全部温度点下反复上述操作之后，在步骤S4中运算各振荡器的系数，在步骤S5中将系数数据写入到各振荡器的存储部180。
在使用工作台的检查方法的情况下，在步骤S1中使工作台移动，在设定为该工作台的温度之后，在该温度下对检查对象的(位于工作台上的)多个振荡器进行步骤S2中的数据记录。当在移动工作台的同时在全部温度点下反复上述操作之后，在步骤S4中，移动到下一个工作台，运算各振荡器的系数，在步骤S5中，向各振荡器的存储部180写入系数数据。
在图10中示出检查振荡器的温度特性的方法(振荡器的制造方法)的流程图。该检查在结束图9的检查之后进行。
首先，将振荡器的环境温度设定为第1温度点(S21)。接下来，记录频率控制数据DDS(运算结果数据CQ)(S22)。接下来，将基准信号RFS的频率设定为标称振荡频率的容许频率范围的上限(S23)。接下来，将PLL电路320的输出数据PLD作为数据PLDU而记录(S24)。接下来，将基准信号RFS的频率设定为标称振荡频率的容许频率范围的下限(S25)。接下来，将PLL电路320的输出数据PLD作为数据PLDD而记录(S26)。
接下来，判定是否是PLDU≥PLDD(S27)。在PLDU≥PLDD的情况下，判定是否是PLDU≥DDS≥PLDD(S28)。在不是PLDU≥PLDD的情况下，判定是否是PLDU≤DDS≤PLDD(S29)。当在步骤S28中判定为是PLDU≥DDS≥PLDD的情况和在步骤S29中判定为是PLDU≤DDS≤PLDD的情况下，判定是否在应该测量的全部温度点下进行了测量(S30)。在存在未测量的温度点的情况下，在步骤S21中，将环境温度设定为下一个温度点。当在全部温度点下进行了测量的情况下，判定为检查合格(S31)，结束检查。当在步骤S28中判定为不是PLDU≥DDS≥PLDD的情况和在步骤S29中判定为不是PLDU≤DDS≤PLDD的情况下，判定为不合格(S32)，结束检查。
在该检查步骤中，在多个温度点下的测量中，在只要有1次不满足步骤S28、S29的条件的情况下，判定为不合格，当在全部温度点下满足步骤S28、S29的条件的情况下，判定为合格。由此，能够保证在规格的温度范围内频率偏差处于标称振荡频率的容许频率范围内。
6.电路装置的第3详细结构
在图11中示出电路装置500的第3详细结构例。在图11中，D/A转换部80包含调制电路90、D/A转换器100和滤波电路120。
D/A转换部80的调制电路90从处理部50接收i＝(n+m)比特的频率控制数据DDS(i、n、m是1以上的整数)。作为一例，i＝20，n＝16，m＝4。并且，调制电路90根据频率控制数据DDS的m比特(例如4比特)的数据，对频率控制数据DDS的n比特(例如16比特)的数据进行调制。具体而言，调制电路90进行频率控制数据DDS的PWM调制。另外，调制电路90的调制方式不限于PWM调制(脉宽调制)，例如也可以是PDM调制(脉冲密度调制)等脉冲调制，也可以是脉冲调制以外的调制方式。例如可以对频率控制数据DDS的n比特的数据进行m比特的抖动处理(dithering处理)，从而实现比特扩展(由n比特向i比特的比特扩展)。
D/A转换器100进行由调制电路90调制后的n比特的数据的D/A转换。例如进行n＝16比特的数据的D/A转换。作为D/A转换器100的D/A转换方式，例如可采用电阻串型、梯形电阻型等。
滤波电路120对D/A转换器100的输出电压VDA进行平滑。例如进行低通滤波处理以使得输出电压VDA变得平滑。通过设置这样的滤波电路120，例如能够进行PWM调制后的信号的PWM解调。该滤波电路120的截止频率可根据调制电路90的PWM调制的频率来设定。即，来自D/A转换器100的输出电压VDA的信号包含PWM调制的基频和高次谐波成分的脉动(ripple)，因此，通过滤波电路120使该脉动衰减。另外，作为滤波电路120，例如可采用使用电阻或者电容器等无源元件的无源滤波器。但是，作为滤波电路120，还可以采用SCF等有源滤波器。
在温度从第1温度变化成第2温度的情况下，处理部50输出以k×LSB为单位从与第1温度(第1温度检测数据)对应的第1数据变化到与第2温度(第2温度检测数据)对应的第2数据(每次变化k×LSB)的频率控制数据DDS。这里k≥1，k为1以上的整数。例如在设频率控制数据DDS的比特数(D/A转换部的分辨率)为i的情况下，k<2i，k为与2i相比足够小的整数(例如k＝1～8)。更具体而言，k<2m。例如在k＝1的情况下，处理部50输出以1LSB为单位(以1比特为单位)从第1数据变化成第2数据的频率控制数据DDS。即，输出从第1数据向第2数据每次移动1LSB(1比特)地变化的频率控制数据DDS。另外，频率控制数据DDS的变化步幅不限于1LSB，例如也可以如2×LSB、3×LSB、4×LSB···那样，为2×LSB以上的变化步幅。
例如，处理部50包含运算部60和输出部70。运算部60根据温度检测数据DTD进行振荡频率的温度补偿处理的运算。通过基于例如浮点运算等的数字信号处理实现温度补偿处理。输出部70接收来自运算部60的运算结果数据CQ，输出频率控制数据DDS。并且，在运算结果数据CQ从与第1温度对应的第1数据变化成与第2温度对应的第2数据的情况下，该输出部70进行以k×LSB为单位从第1数据变化成第2数据的频率控制数据DDS的输出处理。
由此，如果从处理部50输出的频率控制数据DDS每次变化k×LSB，则例如在温度从第1温度变化成第2温度的情况下，能够抑制以下情形：D/A转换部80的输出电压VQ产生较大的电压变化，由于该电压变化而产生跳频(振荡频率的急剧的变化)。
更具体而言，处理部50对上次(上次的定时)的温度补偿处理的运算结果数据(CQ)即第1数据和本次(本次的定时)的温度补偿处理的运算结果数据即第2数据进行比较。
并且，在第2数据大于第1数据的情况下，处理部50(输出部70)进行对第1数据加上规定值的处理。例如进行加上作为规定值的k×LSB的处理。例如在k＝1的情况下，进行加上作为规定值的1LSB的处理。另外，加上的规定值不限于1LSB，也可以是2×LSB以上。并且，处理部50例如进行该相加处理直到相加结果数据达到第2数据为止，并且将该相加结果数据作为频率控制数据DDS进行输出。
另一方面，在与第2温度对应的第2数据小于与第1温度对应的第1数据的情况下，处理部50(输出部70)进行从第1数据中减去规定值的处理。例如进行减去作为规定值的k×LSB的处理。例如在k＝1的情况下，进行减去作为规定值的1LSB的处理。另外，减去的规定值不限于1LSB，也可以是2×LSB以上。并且，处理部50例如进行该相减处理直到相减结果数据达到第2数据为止，并且将该相减结果数据作为频率控制数据DDS进行输出。
7.处理部
在图12中示出处理部50的详细的结构例。处理部50(DSP部)包含控制部52、运算部60、输出部70。
控制部52进行运算部60、输出部70的控制和各种判断处理。运算部60根据来自A/D转换部20的温度检测数据DTD，进行振荡频率的温度补偿处理的运算。输出部70接收来自运算部60的运算结果数据，输出频率控制数据DDS。
控制部52包含判定部53。判定部53具有比较部54、55，根据比较部54、55的比较结果进行各种判定处理。
运算部60包含类型转换部61、62、68、多路复用器63、65、运算器64、工作寄存器66、67、69。运算器64包含乘法器58和加法器59。
类型转换部61被输入来自存储器180的系数数据，进行从二进制类型(整数)到浮点类型(单精度)的类型转换，将类型转换后的系数数据输出到多路复用器63。类型转换部62被输入来自A/D转换部20的温度检测数据DTD，进行从二进制类型到浮点类型的类型转换，将类型转换后的温度检测数据DTD输出到多路复用器63。将例如15比特的二进制的温度检测数据DTD进行类型转换而转成32比特的浮点数据(指数部＝8比特，尾数部＝23比特，符号＝1比特)。此外，多路复用器63被输入来自存储温度补偿处理用的固定值的常数数据的ROM 190的该常数数据。
多路复用器63选择运算器64的输出数据、工作寄存器66、67的输出数据、类型转换部61、62的输出数据、ROM 190的输出数据中的任意一项并输出到运算器64。运算器64利用乘法器58和加法器59，进行例如32比特的浮点的积和运算等运算处理，由此执行温度补偿处理。多路复用器65选择运算器64的乘法器58和加法器59的输出数据的中的任意一项，并输出到工作寄存器66、67和类型转换部68中的任意一个。类型转换部68将运算部60(运算器64)的运算结果数据从浮点类型类型转换成二进制类型。例如将32比特的浮点的运算结果数据进行类型转换而变成20比特的二进制的运算结果数据。类型转换后的运算结果数据被保存在工作寄存器69中。
运算部60(运算器64)如下式(1)所示，进行以例如5次的近似函数(多项式)近似出温度特性的曲线的温度补偿处理。
Vcp＝b·(T-T0)5+c·(T-T0)4+d·(T-T0)3+e·(T-T0) (1)
在上式(1)中，T相当于由温度检测数据DTD表示的温度，T0相当于基准温度(例如25℃)。b、c、d、e是近似函数的系数，该系数的数据存储在存储部180中。运算器64执行上式(1)的积和运算等运算处理。
输出部70包含多路复用器71、输出寄存器72、LSB加法器73、LSB减法器74。多路复用器71选择作为运算部60的输出数据的运算结果数据、LSB加法器73的输出数据、LSB减法器74的输出数据中的任意一项，并输出到输出寄存器72。控制部52的判定部53监测工作寄存器69的输出数据和输出寄存器72的输出数据。并且，进行使用比较部54、55的各种比较判定，根据判定结果控制多路复用器71。
在本实施方式中，如图13A、图13B所示，在温度从第1温度变化成第2温度的情况下，输出部70输出以k×LSB为单位从与第1温度对应的第1数据DAT1变化到与第2温度对应的第2数据DAT2的频率控制数据DDS。例如k＝1，输出以1LSB为单位变化的频率控制数据DDS。
例如，在输出寄存器72中存储有作为上次(第n－1定时)的运算部60的运算结果数据的第1数据DAT1。在工作寄存器69中存储有作为本次(第n定时)的运算部60的运算结果数据的第2数据DAT2。
并且，如图13A所示，在作为本次的运算结果数据的第2数据DAT2比作为上次的运算结果的第1数据DAT1大的情况下，输出部70进行对第1数据DAT1加上作为规定值的1LSB(广义上是k×LSB)的处理，直到相加结果数据达到第2数据DAT2为止，并且将相加结果数据作为频率控制数据DDS而输出。
另一方面，如图13B所示，在作为本次的运算结果数据的第2数据DAT2小于作为上次的运算结果的第1数据DAT1的情况下，输出部70进行从第1数据DAT1中减去作为规定值的1LSB(k×LSB)的处理，直到相减结果数据达到第2数据DAT2为止，并且将相减结果数据作为频率控制数据DDS而输出。
具体而言，控制部52的判定部53对存储在输出寄存器72中的第1数据DAT1和存储在工作寄存器69中的第2数据DAT2进行比较。该比较的判定由比较部54进行。
并且，如图13A所示，在DAT2比DAT1大的情况下，由LSB加法器73进行对输出寄存器72的DAT1加上1LSB的处理，由多路复用器71选择LSB加法器73的输出数据。由此如图13A所示，在输出寄存器72中，保存对DAT1依次加上1LSB而得到的相加结果数据。并且，将依次加上1LSB而更新的相加结果数据作为频率控制数据DDS而输出。并且，反复进行该相加处理直到相加结果数据达到DAT2为止。对相加结果数据与DAT2的一致进行判定的比较处理由比较部55进行。
另一方面，如图13B所示，在DAT2比DAT1小的情况下，由LSB加法器74进行从输出寄存器72的DAT1中减去1LSB的处理，由多路复用器71选择LSB加法器73的输出数据。由此如图13B所示，在输出寄存器72中，保存从DAT1中依次减去1LSB而得到的相减结果数据。并且，将依次减去1LSB而更新的相减结果数据作为频率控制数据DDS而输出。并且，反复进行该相减处理直到相减结果数据达到DAT2为止。
另外，LSB加法器73、LSB减法器74的相加处理、相减处理的最大次数被设定成规定次数(例如8次)。并且，可以对例如环境温度的最大温度变化进行规定(例如2.8℃/10秒)。因此，进行设定使得与例如1LSB×规定次数对应的温度变化(与例如1LSB×8次的电压对应的温度变化)充分超过上述的最大温度变化。
此外，处理部50的频率控制数据DDS的输出速率比A/D转换部20的温度检测数据DTD的输出速率快。因此，例如在从A/D转换部20向处理部50输入温度检测数据DTD2之后、到输入下一个温度检测数据DTD3之前的期间内，可执行图13A、图13B所示的给定次数的加上或者减去1LSB的处理。例如可执行上述最大次数即规定次数(例如8次)的相加处理或相减处理。
以上是通常动作时的动作。通常动作时(通常动作模式)和检查时(检查模式)通过例如寄存器设定或端子设定等来控制。以下，说明检查时的动作。
在检查时，运算部60与通常动作时同样地动作。而且，保存于工作寄存器69的运算结果数据被保存到频率控制数据寄存器46，并由检查装置300的信息处理装置310读出。此外，向输出部70的多路复用器71输入存储于检查用数据寄存器44的检查用数据PLD。在检查时，多路复用器71选择检查用数据PLD，该检查用数据PLD被存储到输出寄存器72，并作为频率控制数据DDS而输出。通过这样的动作，能够实现图9、图10的检查。
8.A/D转换部
在图14中示出A/D转换部20的详细的结构例。A/D转换部20包含处理部23、缓存器部24、D/A转换器DACE、DACF和比较部27。另外，可以包含温度传感器部用放大器28。处理部23、缓存器部24被设置为逻辑部22，D/A转换器DACE、DACF、比较部27和温度传感器部用放大器28被设置为模拟部26。
寄存器部24存储A/D转换的中途结果、最终结果等结果数据。该寄存器部24相当于例如逐次比较方式中的逐次比较结果寄存器。D/A转换器DACE、DACF对寄存器部24的结果数据进行D/A转换。比较部27进行D/A转换器DACE、DACF的输出电压与温度检测电压VTD(温度传感器部用放大器28进行放大后的电压)的比较。比较部27例如可通过斩波型比较器等而实现。处理部23根据比较部27的比较结果进行判定处理，并进行寄存器部24的结果数据的更新处理。并且，将通过该更新处理而求出的最终的温度检测数据DTD作为温度检测电压VTD的A/D转换结果，从A/D转换部20输出。通过这样的结构，可实现例如逐次比较方式的A/D转换、或与逐次比较方式类似的方式的A/D转换等。
在本实施方式中，如上述那样通过更新处理而求出的最终温度检测数据DTD被存储到温度检测数据寄存器42。而且，在检查时，通过检查装置300的信息处理装置310从温度检测数据寄存器42中读出温度检测数据DTD。通过这样的动作，能够实现图9的检查。
9.电路装置的变形结构例
在图15中示出电路装置500的变形结构例。
在图15中，与图4、图6、图7、图11不同，在振荡信号生成电路140中未设置D/A转换部80。而且基于来自温度补偿部130的频率控制数据DDS，直接控制通过振荡信号生成电路140生成的振荡信号SSC的振荡频率。即在不借助D/A转换部的情况下，控制振荡信号SSC的振荡频率。
例如，振荡信号生成电路140具有可变电容电路142和振荡电路150。在该振荡信号生成电路140中未设置图4、图6、图7、图11的D/A转换部80。而且，替代通过D/A转换部80的输出电压VQ而被控制电容的可变电容式电容器，而设置该可变电容电路142。可变电容电路142的一端与振子XTAL的一端连接。
该可变电容电路142根据来自处理部50的频率控制数据DDS控制其电容值。例如可变电容电路142具有：多个电容器(电容器阵列)；以及根据频率控制数据DDS来控制各开关元件的接通、断开的多个开关元件(开关阵列)。这多个开关元件的各开关元件与多个电容器的各电容器电连接。而且，通过使这多个开关元件接通或者断开，使多个电容器中的一端连接有振子XTAL的一端的电容器的个数变化。由此，控制可变电容电路142的电容值，振子XTAL的一端的电容值变化。因此，通过频率控制数据DDS，直接控制可变电容电路142的电容值，从而能够控制振荡信号SSC的振荡频率。
10.振荡器、电子设备、移动体
在图16A中示出包含本实施方式的电路装置500在内的振荡器400的结构例。如图16A所示，振荡器400包含振子420和电路装置500。振子420和电路装置500安装于振荡器400的封装410内。并且，振子420的端子和电路装置500(IC)的端子(焊盘)利用封装410的内部布线而电连接。
图16B示出包含本实施方式的电路装置500的电子设备的结构例。该电子设备包含本实施方式的电路装置500、石英振子等振子420、天线ANT、通信部510和处理部520。另外，还可以包含操作部530、显示部540和存储部550。由振子420和电路装置500构成振荡器400。此外，电子设备不限于图16B的结构，可以实施省略其中一部分结构要素、或追加其他结构要素等各种变形。
作为图16B的电子设备，例如可以假设GPS内置时钟、活体信息测量设备(脉搏计、步数计等)或头部佩戴型显示装置等可佩戴设备、智能手机、移动电话、便携型游戏装置、笔记本PC或平板PC等便携信息终端(移动终端)、发布内容的内容提供终端、数字相机或摄像机等视频设备或基站或路由器等网络关联设备等各种设备。
通信部510(无线电路)进行经由天线ANT从外部接收数据、或向外部发送数据的处理。处理部520进行电子设备的控制处理、以及对经由通信部510而收发的数据的各种数字处理等。该处理部520的功能例如可通过微型计算机等处理器而实现。
操作部530用于供用户进行输入操作，可通过操作按钮或触摸面板显示器等而实现。显示部540用于显示各种信息，可通过液晶或有机EL等的显示器来实现。另外，在使用触摸面板显示器来作为操作部530的情况下，该触摸面板显示器兼具操作部530以及显示部540的功能。存储部550用于存储数据，其功能可通过RAM、ROM等半导体存储器或HDD(硬盘驱动器)等实现。
图16C示出包含本实施方式的电路装置的移动体的例子。本实施方式的电路装置(振荡器)例如可以组装到车辆、飞机、摩托车、自行车或者船舶等各种移动体中。移动体例如具有发动机或马达等驱动机构、方向盘或舵等操纵机构以及各种电子设备(车载设备)，是在陆地上、空中和海上移动的设备或装置。图16C概要性示出作为移动体的具体例的汽车206。汽车206中组装了具有本实施方式的电路装置和振子的振荡器(未图示)。控制装置208根据通过该振荡器生成的时钟信号而进行动作。控制装置208例如按照车体207的姿态对悬架的软硬度进行控制，或者对各个车轮209的制动进行控制。例如可以利用控制装置208实现汽车206的自动运转。此外，组装有本实施方式的电路装置和振荡器的设备不限于这种控制装置208，也可以组装在汽车206等移动体上设置的各种设备(车载设备)中。
另外，如上述那样对本实施方式进行了详细说明，而对于本领域技术人员而言，应当能容易理解未实质脱离本发明的新颖事项和效果的多种变形。因此，这样的变形例全部包含在本发明的范围内。例如，在说明书或者附图中，至少一次与更加广义或者同义的不同用语一同记载的用语在说明书或者附图的任意部分都可以置换为该不同用语。另外，本实施方式和变形例的所有组合也包含于本发明的范围内。另外，电路装置、检查装置、检查系统、振荡器、电子设备、移动体的结构或动作等也不限于本实施方式中说明的内容，可实施各种变形。

Claims (13)

1.一种电路装置，其特征在于，该电路装置包含：
A/D转换部，其进行来自温度传感器部的温度检测电压的A/D转换，输出温度检测数据；
温度补偿部，其根据所述温度检测数据进行振荡频率的温度补偿处理，输出所述振荡频率的频率控制数据；以及
振荡信号生成电路，其使用来自所述温度补偿部的所述频率控制数据和振子，生成通过所述频率控制数据设定的所述振荡频率的振荡信号，
在通常动作时，来自所述温度补偿部的所述频率控制数据被输入到所述振荡信号生成电路，
在所述通常动作时以外的时候，通过PLL电路生成的数据作为振荡信号生成电路输入数据被输入到所述振荡信号生成电路，所述PLL电路对基准信号和基于所述振荡信号生成电路的输出信号的输入信号进行比较。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
该电路装置包含接口部，
所述振荡信号生成电路输入数据是经由所述接口部而从设置于电路装置的外部的所述PLL电路输入的数据。
3.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
所述PLL电路是设置于电路装置的内部的检查用PLL电路。
4.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
所述振荡信号生成电路包含：
D/A转换部，其进行来自所述温度补偿部的所述频率控制数据的D/A转换；以及
振荡电路，其使用所述D/A转换部的输出电压和所述振子，生成所述振荡信号，
在所述通常动作时，来自所述温度补偿部的所述频率控制数据被输入到所述D/A转换部，
在所述通常动作时以外的时候，所述振荡信号生成电路输入数据被输入到所述D/A转换部。
5.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
所述PLL电路包含：
相位比较电路，其对所述基准信号和基于所述振荡信号生成电路的所述输出信号的所述输入信号进行比较；
A/D转换电路，其对所述相位比较电路的输出信号进行A/D转换；以及
数字滤波器，其对所述A/D转换电路的输出数据进行滤波处理，输出所述振荡信号生成电路输入数据。
6.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
在所述通常动作时，在温度从第1温度变化为第2温度的情况下，所述温度补偿部将以k×LSB为单位而从对应于所述第1温度的第1数据变化到对应于所述第2温度的第2数据的所述频率控制数据输出到所述振荡信号生成电路，其中，k≥1，
在作为所述通常动作时以外的时候的检查时，所述振荡信号生成电路输入数据被输入到所述振荡信号生成电路。
7.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
向所述PLL电路输入与标称振荡频率对应的所述基准信号。
8.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
向所述PLL电路输入与标称振荡频率的频率容许范围的上限对应的第1基准信号、和与所述频率容许范围的下限对应的第2基准信号，
向所述振荡信号生成电路输入与所述第1基准信号对应的所述振荡信号生成电路输入数据、和与所述第2基准信号对应的所述振荡信号生成电路输入数据。
9.一种振荡器，其特征在于，该振荡器包含：
权利要求1～8中的任意一项所述的电路装置；以及
所述振子。
10.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包含权利要求1～8中的任意一项所述的电路装置。
11.一种移动体，其特征在于，该移动体包含权利要求1～8中的任意一项所述的电路装置。
12.一种振荡器的制造方法，其特征在于，
将基准信号和基于振荡器的振荡信号生成电路的输出信号的输入信号输入到PLL电路，
将通过所述PLL电路生成的数据作为振荡信号生成电路输入数据输入到所述振荡信号生成电路，
根据各温度下的来自所述振荡器的温度检测数据和所述振荡信号生成电路输入数据，求出所述振荡器用于进行振荡频率的温度补偿处理的温度补偿用数据，
将所述温度补偿用数据写入到所述振荡器的存储部。
13.一种振荡器的制造方法，其特征在于，
将基于振荡器的振荡信号生成电路的输出信号的输入信号、和与标称振荡频率的频率容许范围的上限对应的第1基准信号输入到PLL电路，
将通过所述PLL电路生成的数据作为第1振荡信号生成电路输入数据输入到所述振荡信号生成电路，
将基于所述振荡信号生成电路的所述输出信号的所述输入信号、和与所述标称振荡频率的所述频率容许范围的下限对应的第2基准信号输入到所述PLL电路，
将通过所述PLL电路生成的数据作为第2振荡信号生成电路输入数据输入到所述振荡信号生成电路，
进行各温度下的所述第1振荡信号生成电路输入数据、所述第2振荡信号生成电路输入数据以及来自所述振荡器的温度补偿部的频率控制数据之间的比较，
根据所述比较的结果，进行所述振荡器的振荡频率是否满足所述标称振荡频率的所述频率容许范围的判定。
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