CN110880916B - 电路装置、振荡器、电子设备和移动体 - Google Patents

Abstract

电路装置、振荡器、电子设备和移动体。能够防止差动振荡信号的平衡的恶化等并监视差动振荡信号的信号状态。电路装置包含：第1输出信号线、第2输出信号线；振荡电路，其生成由第1信号和第2信号构成的差动振荡信号并将第1信号输出到第1输出信号线，将第2信号输出到第2输出信号线；监视电路，其具有第1输入部和输出部，该第1输入部具有第1输入电容器，该第1输入电容器的一端与第1输出信号线连接，该输出部与第1输入部连接并输出监视结果；以及电容补偿电路，其具有第2输入部，该第2输入部具有第2输入电容器，该第2输入电容器的一端与第2输出信号线连接。

Description

电路装置、振荡器、电子设备和移动体

技术领域

本发明涉及电路装置、振荡器、电子设备和移动体等。

背景技术

作为噪声耐性较强、高速且稳定性较高的信号传输，公知有差动信号传输。在差动信号传输中，使用构成差动信号的第1、第2信号进行信号传输。例如，专利文献1中公开了断开检测电路，该断开检测电路将作为差动信号的USB的DP、DM的信号输入到多个差动放大器而进行USB的断开检测。在该断开检测电路中，通过对差动信号的电压和该差动信号的反转信号的电压分别进行差动放大，并将差动信号的电压的差动放大值和反转信号的电压的差动放大值与DA转换器的输出电压进行比较，实现USB的断开检测。根据专利文献1，可实现即使工艺、周围温度存在变动、动作也不会变得不稳定的断开检测电路。

专利文献1：日本特开2009-65235号公报

专利文献1完全未公开监视生成差动振荡信号的振荡电路中的振荡信号的信号状态的电路。在监视这样的差动振荡信号的信号状态时，为了电路的简化，可考虑仅针对构成差动振荡信号的一个信号的输出信号线设置监视电路的方法。但是，在该方法中，对与监视电路连接的输出信号线施加了电容，差动振荡信号的平衡可能恶化。

发明内容

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下形式或方式来实现。

本发明的一个方式涉及一种电路装置，其具有：第1输出信号线；第2输出信号线；振荡电路，其生成由第1信号和第2信号构成的差动振荡信号并将所述第1信号输出到所述第1输出信号线，将所述第2信号输出到所述第2输出信号线；监视电路，其具有第1输入部和输出部，该第1输入部具有第1输入电容器，该第1输入电容器的一端与所述第1输出信号线连接，该输出部与所述第1输入部连接并输出监视结果；以及电容补偿电路，其具有第2输入部，该第2输入部具有第2输入电容器，该第2输入电容器的一端与所述第2输出信号线连接。

附图说明

图1是本实施方式的电路装置的结构例。

图2是本实施方式的电路装置的详细结构例。

图3是监视电路的第1结构例。

图4是监视电路的第2结构例。

图5是将监视电路的监视结果输出到处理电路的方法的说明图。

图6是根据监视电路的监视结果控制模拟电路的方法的说明图。

图7是振荡电路的结构例。

图8是电路装置的布局配置例。

图9是MIM的电容器的构造例。

图10是使用MIM的可变电容电容器的结构例。

图11是振荡器的结构例。

图12是电子设备的结构例。

图13是移动体的结构例。

标号说明

LQ1、LQ2：输出信号线；QN、QP：信号；C1、C2：输入电容器；MQ：监视结果；TM、TBQ、TVBS：端子；OP：运算放大器；BQ：信号；DQ：检测信号；R1、R2：电阻；CA1、CB1、CA2、CB2：电容器；L1；L2：电感器；TA1；TA2晶体管；IS：电流源；LRF：基准线；DR1、DR2、DR3、DR4：方向；CM、CM1～CMn：电容器；CB：可变电容电容器；SW1～SWn：开关元件；VC：控制电压；CKQ、FDCK、DVCK：时钟信号；RFCK：基准时钟信号；4：振荡器；10：振子；20：电路装置；30：振荡电路；40：监视电路；42：输入部；44：电压设定电路；50：输出部；52：缓冲电路；54：检测电路；60：电容补偿电路；62：输入部；64：电压设定电路；70：PLL电路；71：比较电路；72：电荷泵电路；73：低通滤波器；74：缓冲电路；75：分频电路；76：Δ-Σ调制电路；80：振荡电路；82：分频电路；84：输出电路；90：处理电路；92：接口电路；110：模拟电路；112：偏置电流电路；206：汽车；207：车体；208：控制装置；209：车轮；500：电子设备；510：通信接口；520：处理装置；530：操作接口；540：显示部；550：存储器。

具体实施方式

下面，详细说明本发明的优选实施方式。另外，以下说明的本实施方式并非不当地限定权利要求书所述的本发明的内容，本实施方式中说明的结构并非全部都是作为本发明的解决手段而必需的。

1.电路装置的结构

图1示出本实施方式的电路装置20的结构例。电路装置20包含振荡电路30、输出信号线LQ1、LQ2、监视电路40和电容补偿电路60。输出信号线LQ1、LQ2分别是第1输出信号线和第2输出信号线，与振荡电路30连接。监视电路40与输出信号线LQ1连接，电容补偿电路60与输出信号线LQ2连接。输出信号线LQ1、LQ2是电路装置20的信号布线，例如是由铝层等金属层形成的布线。

振荡电路30生成由信号QN和QP构成的差动振荡信号。而且，将信号QN输出到输出信号线LQ1，将信号QP输出到输出信号线LQ2。信号QN是第1信号，信号QP是第2信号。信号QN也称作负侧信号或负极信号。信号QP也称作正侧信号或正极信号。信号QN和QP是处于彼此平衡的关系的信号。在图1中，设负侧信号即信号QN为第1信号、正侧信号即信号QP为第2信号，但是，也可以是，信号QP是第1信号，信号QN是第2信号。该情况下，监视电路40与信号QP的输出信号线连接，电容补偿电路60与信号QN的输出信号线连接。此外，本实施方式中的连接是电连接。电连接是指以能够传递电信号的方式连接，是能够进行基于电信号的信息传递的连接，也可以是经由其他信号线、有源元件等的连接。

如后所述，振荡电路30例如通过LC振荡电路实现。即，利用LC的谐振生成振荡信号。但是，振荡电路30也可以使用石英振子等振子生成振荡信号。

监视电路40是用于监视输出信号线LQ1的信号状态的电路，是将该信号状态作为监视结果MQ传输或检测信号状态的电路。监视电路40还可以称作输出信号线LQ1的信号QN的检测电路。

监视电路40具有输入部42和输出部50。输入部42是用于输入振荡电路30的输出信号线LQ1的信号QN的电路。输入部42具有输入电容器C1，该输入电容器C1的一端与第1输出信号线即输出信号线LQ1连接。输入部42是第1输入部，输入电容器C1是第1输入电容器。作为一例，输入电容器C1可以通过MIM(Metal-Insulator-Metal)实现。输入电容器C1的另一端例如设定为规定的电压。

输入电容器C1例如作为用于去除输出信号线LQ1的信号QN的DC成分并输入到监视电路40的AC耦合用的电容器发挥功能。由此，信号QN的AC成分输入到输出部50。通过设置输入电容器C1作为监视电路40的输入部42，能够将由于将监视电路40与输出信号线LQ1连接而引起的影响限定为由于输入电容器C1的电容附加而引起的影响。

输出部50与输入部42连接，输出监视结果MQ。输出部50例如是用于输出监视电路40的监视结果的电路。监视结果MQ用于确定输出信号线LQ1的信号QN的信号状态，是模拟信号或数字数据信号。例如，作为监视结果MQ，输出部50也可以输出对与输出信号线LQ1的信号QN对应的信号进行缓冲后的信号，也可以输出通过对信号QN进行检测处理而得到的检测信号。

电容补偿电路60是用于补偿通过将监视电路40与输出信号线LQ1连接而施加到输出信号线LQ1的第1电容的影响的电路，是电容的调整电路。例如，使用通过与电容补偿电路60连接而施加到输出信号线LQ2的第2电容对施加到输出信号线LQ1的第1电容的影响进行补偿。

电容补偿电路60具有输入部62。输入部62是用于输入振荡电路30的输出信号线LQ2的信号QP的电路。输入部62与监视电路40的输入部42对应，是与输入部42对应的虚设电路。输入部62成为例如与监视电路40的输入部42相同的电路结构。输入部62具有输入电容器C2，该输入电容器C2的一端与第2输出信号线即输出信号线LQ2连接。输入部62是第2输入部，输入电容器C2是第2输入电容器。作为一例，输入电容器C2可以通过MIM实现。输入电容器C2的另一端例如设定为规定的电压。输入电容器C2例如具有与输入电容器C1相同的电容。

如上所述，在本实施方式中，振荡电路30生成构成差动振荡信号的信号QN、QP并输出到输出信号线LQ1、LQ2。这样，通过进行振荡电路30的振荡信号的差动信号传输，能够实现噪声耐性较强、高速且稳定性较高的信号传输。而且，在本实施方式中，针对输出信号线LQ1设置监视电路40，监视第1信号即信号QN的信号状态。另外，如上所述，作为监视对象的第1信号也可以是信号QP。通过进行这样的信号状态的监视，能够监视振荡电路30是否正在进行适当的振荡。例如，能够监视振荡信号的振幅是否成为满足规格的振幅。或者，如后述的图6中说明的那样，还能够根据监视结果进行针对电路装置20的模拟电路110的反馈控制。例如，能够进行使得振荡电路30进行适当的振荡动作的反馈控制等。

另一方面，在本实施方式中，由于将监视电路40与输出信号线LQ1连接，所以，监视电路40的输入部42的输入电容器C1的电容施加到输出信号线LQ1。换言之，如果设置输入电容器C1作为监视电路40的输入部42，则将连接监视电路40的影响限于因输入电容器C1的连接引起的电容的施加。而且，当将这样的电容施加到振荡电路30的差动信号传输用的输出信号线LQ1、LQ2中的一个输出信号线LQ1时，仅对于输出信号线LQ1多余地具有寄生电容，差动信号传输的对称性恶化，差动振荡信号的平衡可能恶化。即，信号QN的振幅或相位等的信号状态与信号QP的振幅或相位等的信号状态不同。这样的差动振荡信号的平衡的恶化对振荡电路30的振荡动作带来不良影响，导致基于振荡信号的时钟信号的频率精度的劣化等问题。例如，差动振荡信号的振幅不同，因此，振幅较小一方的信号的噪声特性会恶化。由此，输出的时钟信号的噪声特性可能劣化。

因此，在本实施方式中，将监视电路40与作为监视对象的输出信号线LQ1连接，并且，将电容补偿电路60也与未成为监视对象的输出信号线LQ2连接。电容补偿电路60是用于对由于与监视电路40连接而施加到输出信号线LQ1的电容即第1电容引起的影响进行补偿的电路。例如，使电容补偿电路60具有与该第1电容相等的电容即第2电容，由此，进行补偿第1电容的影响的调整。第1电容是输入电容器C1的电容，第2电容是输入电容器C2的电容，通过对电容补偿电路60的输入部62设置第2电容的输入电容器C2，能够对由于输入电容器C1的第1电容引起的影响进行补偿。

另外，作为本实施方式的变形例的方法，也可以将与监视电路40相同结构的电路与输出信号线LQ2连接。但是，根据该方法，虽然可认为能够进一步减少监视电路40的寄生电容的影响，但是必须将与进行信号的缓冲、检测等的输出部50相同的结构的电路设置在输出信号线LQ2侧，电路装置20的电路配置中的布局效率恶化。关于这一点，在本实施方式中，对于电容补偿电路60，设置与监视电路40的输入部42对应的输入部62，另一方面，不设置与监视电路40的输出部50对应的输出部。由此，能够有效地使用电路装置20的电路的配置区域，能够提高面积效率。如上所述，根据本实施方式，可提供能够防止差动振荡信号的平衡的恶化、电路配置的布局效率的恶化并监视差动振荡信号的信号状态的电路装置20。

图2示出本实施方式的电路装置20的详细结构例。在图2中，监视电路40的输入部42具有电压设定电路44，该电压设定电路44设定输入电容器C1的另一端的电压。而且，电容补偿电路60的输入部62也具有电压设定电路64，该电压设定电路64设定输入电容器C2的另一端的电压。电压设定电路44、64分别是第1电压设定电路、第2电压设定电路。电压设定电路44、64还可以称作偏置电压的设定电路。通过设置电压设定电路44，输入电容器C1的一端与输出信号线LQ1连接，另一方面，输入电容器C1的另一端设定为规定的电压。此外，通过设置电压设定电路64，输入电容器C2的一端与输出信号线LQ2连接，另一方面，输入电容器C2的另一端设定为规定的电压。电压设定电路44的设定电压和电压设定电路64的设定电压例如是相同的电压。

将输入电容器C1的一端与输出信号线LQ1连接，将输入电容器C1的另一端与输出部50连接，由此，能够将输出信号线LQ1的信号QN的AC成分输入到输出部50。电压设定电路44设定针对输入到输出部50的信号QN的AC成分的例如偏置电压。由此，以电压设定电路44设定的电压为共模电压的波形的信号被输入到输出部50。共模电压是作为差动信号的基准的电压，例如是差动信号的振幅的中心电压。而且，在本实施方式中，不仅针对监视电路40的输入部42，针对电容补偿电路60的输入部62也设置有电压设定电路64。这样，能够使输入部62的输入电容器C2的另一端的状态成为与监视电路40的输入电容器C1的另一端相同的状态。

此外，在图2中，电路装置20包含端子TM，该端子TM输出监视电路40的监视结果MQ。端子TM例如是作为半导体芯片的电路装置20的焊盘，是外部连接用的端子。由此，表示监视电路40中的监视结果MQ的信号经由端子TM输出到外部。表示监视结果MQ的信号可以是模拟信号，也可以是数字数据的信号。此外，表示监视结果MQ的信号可以是对与信号QN对应的信号进行缓冲后的信号，也可以是通过对信号QN进行检测处理而得到的检测信号。与信号QN对应的信号例如是信号QN的AC成分的信号。检测信号例如是与信号QN的振幅等信号状态有关的检测结果信号。通过经由端子TM输出对与信号QN对应的信号进行缓冲后的信号，外部装置能够检测或分析信号QN的信号状态。此外，通过经由端子TM输出与信号QN有关的检测信号，外部装置能够取得信号QN的信号状态的检测结果。

2.监视电路

图3示出监视电路40的第1结构例。在图3中，监视电路40的输出部50具有缓冲电路52，该缓冲电路52将对来自输入部42的输入信号进行缓冲后的信号作为监视结果输出。例如，从输入部42的输入电容器C1的另一端向输出部50输入与信号QN的AC成分对应的输入信号。输出部50的缓冲电路52将对该输入信号进行缓冲后的信号BQ作为监视结果输出。例如，将缓冲后的信号BQ经由端子TBQ输出到外部。该端子TBQ与图2的端子TM对应。

缓冲电路52是模拟的缓冲电路，例如能够由进行电压跟随器连接的运算放大器OP实现。例如，输入电容器C1的另一端与运算放大器OP的第1端子即同相输入端子连接，运算放大器OP的输出端子与运算放大器OP的第2端子即反相输入端子连接。通过使用这样的缓冲电路52，可实现从输出部50输出的信号BQ的低阻抗化。由此，经由端子TBQ接收到信号BQ的外部装置能够执行适当的信号状态下的信号BQ的检测处理、分析处理。例如，外部装置能够在与输出信号线LQ1中的信号QN大致相同的信号状态下，执行与信号QN对应的信号BQ的检测处理、分析处理。

此外，在图3中，电压设定电路44通过电压分割电路实现。具体而言，电压设定电路44包含电阻R1、R2，该电阻R1、R2串联连接在高电位侧的电源电压即VDD的节点与低电位侧的电源电压即VSS的节点之间。而且，电阻R1、R2的VDD和VSS的分割电压作为电压VBS设定在输入电容器C1的另一端。由此，例如，以电压VBS为共模电压等的基准电压的信号被输入到输出部50的缓冲电路52。而且，关于图2的电容补偿电路60的电压设定电路64，也通过与图3的电压设定电路44相同的结构的电路实现。即，电压设定电路64通过使用了电阻等的VDD和VSS的电压分割电路等实现。另外，也可以通过例如使用了基准电压生成电路等的模拟的偏置电压设定电路等实现电压设定电路44、64。

此外，在图3中，电路装置20包含端子TVBS，该端子TVBS输出电压设定电路44的设定电压。即，电压设定电路44的设定电压即电压VBS经由端子TVBS输出到外部。由此，能够也将与信号BQ的中心电压对应的共模电压等基准电压作为电压VBS经由端子TVBS输出到执行来自输出部50的信号BQ的检测处理、分析处理的外部装置。

图4示出监视电路40的第2结构例。在图4中，监视电路40的输出部50具有检测电路54，该检测电路54将针对来自输入部42的输入信号的检测结果作为监视结果输出。例如，检测电路54对来自输入部42的输入电容器C1的另一端的输入信号进行振幅检测等信号状态的检测处理。然后，检测电路54输出作为监视结果即检测结果的检测信号DQ。例如，检测电路54中的振幅检测等检测处理能够由比较电路等实现，该比较电路进行来自输入部42的输入信号的电压与基准电压等比较用电压的比较。通过使用多个电压作为比较用电压，能够检测输入信号的振幅处于哪个振幅范围。该情况下，能够使用以由电压设定电路44设定的电压VBS为基准的电压作为比较用电压。或者，也可以通过包络线检波等实现振幅检测等的检测处理。例如，利用整流电路对来自输入部42的输入信号进行整流，根据整流后的DC电压判断输入信号的振幅。这样，通过在输出部50中设置检测电路54，能够利用来自检测电路54的检测信号DQ判断信号QN的振幅等的信号状态，电路装置20或外部装置能够执行与检测结果对应的适当处理。

另外，在上述的图2中，经由端子TM将监视电路40的监视结果MQ输出到外部。具体而言，如图3所示，将来自输出部50的信号BQ经由端子TBQ输出到外部，但是，本实施方式不限于此。例如，如图5所示，也可以将监视电路40的监视结果MQ输出到处理电路90。然后，处理电路90接收来自监视电路40的监视结果MQ，将与监视结果MQ对应的数据经由接口电路92输出到外部。接口电路92是实现I2C、SPI等接口的电路。这样，能够在不设置输出监视结果MQ的端子TM的情况下，将监视结果MQ经由接口电路92输出到外部装置。例如，能够经由接口电路92将关于振幅等的检测数据等输出到外部装置。

此外，在本实施方式中，如图6所示，也可以根据监视电路40中的监视结果MQ，进行电路装置20的模拟电路110的控制等。例如，在图6中，作为模拟电路110，设置有偏置电流电路112。根据监视电路40中的监视结果MQ，对流过偏置电流电路112的偏置电流进行控制。偏置电流例如用于后述的图11的PLL电路70等。例如，如果进行基于监视结果MQ的反馈控制，则模拟电路110能够进行适当动作。例如，能够实现模拟电路110即PLL电路70的适当的PLL动作、振荡电路30的适当的振荡动作等。或者，也可以根据监视电路40的监视结果MQ，进行PLL电路70的锁定状态的检测等。

3.振荡电路

图7示出振荡电路30的结构例。本实施方式的振荡电路30例如是具有电感器和电容器的LC振荡电路。

例如，在图7的结构的振荡电路30中，在输出信号线LQ1的连接节点即节点N1与节点N3之间设置有晶体管TA1，在输出信号线LQ2的连接节点即节点N2与节点N3之间设置有晶体管TA2。此外，在节点N3与VSS的节点之间设置有电流源IS。晶体管TA1、TA2例如是第1导电型的N型晶体管。晶体管TA1的栅极与节点N2连接，晶体管TA2的栅极与节点N1连接。电流源IS例如能够由栅极被设定为偏置电压的N型晶体管等实现。

此外，在图7的振荡电路30中，在VVD的节点N5与节点N1之间设置有电感器L1，在VVD的节点N5与节点N2之间设置有电感器L2。即，电感器L1、L2的一端与VDD的节点N5公共连接，电感器L1、L2的另一端分别与节点N1、N2连接。

此外，对振荡电路30的节点N4施加控制电压VC，该控制电压VC对振荡电路30的振荡频率进行控制。例如，在后述的图11中，该控制电压VC从PLL电路70的低通滤波器73输入到振荡电路30。而且，在节点N4与节点N1之间设置有电容器CA1，在节点N4与节点N2之间设置有电容器CA2。电容器CA1是第1电容器，电容器CA2是第2电容器。电容器CA1、CA2是电容可变的电容器，例如能够通过变容二极管实现。变容二极管是静电电容根据施加电压而变化的电容器，也称作可变电容二极管、varicap。对由这样的变容二极管等实现的电容可变的电容器CA1、CA2的一端施加控制电压VC，由此，电感器L1、L2和电容器CA1、CA2的LC的谐振电路的谐振频率发生变化，能够控制振荡电路30的振荡频率。

此外，在图7的振荡电路30中，在节点N1与VSS的节点之间设置有电容器CB1，在节点N2与VSS的节点之间设置有电容器CB2。电容器CB1是第1电容器，电容器CB2是第2电容器。电容器CB1、CB2是电容可变的电容器，例如，如后述的图10所示，能够由MIM的电容器的电容器阵列和开关元件的开关阵列实现。例如，根据频率设定数据，控制开关阵列的开关元件的导通、断开，从而能够可变地调整电容器CB1、CB2的电容。通过使电容器CB1、CB2的电容发生变化，能够实现振荡电路30的频率的微调。例如，在电路装置20的产品的出厂时或检查时调整电容器CB1、CB2的电容，从而能够使振荡电路30的振荡频率收敛在标称频率的规格范围内。

图8示出本实施方式的电路装置20的布局配置例。在图8中，主要示出电路装置20中的振荡电路30、监视电路40、电容补偿电路60的部分的布局配置。布局配置示出电路装置20的半导体芯片中的电路元件、电路块的物理配置。在图8中，设方向DR1的相反方向为方向DR2、与方向DR1垂直的方向为方向DR3、方向DR3的相反方向为方向DR4。方向DR1、DR2、DR3、DR4分别是第1方向、第2方向、第3方向、第4方向。

在图8中，振荡电路30的输出信号线LQ1、LQ2例如沿着方向DR3布置。例如，输出信号线LQ1、LQ2相互平行地布线。而且，设输出信号线LQ1、LQ2之间的基准线为LRF。基准线LRF是沿着方向DR3的线。而且，基准线LRF例如是与振荡电路30的布局配置中的对称轴对应的线。例如，振荡电路30将基准线LRF作为对称轴呈线对称地布局配置。通过采用这样的布局配置，能够防止差动信号传输的平衡恶化。

而且，监视电路40配置于输出信号线LQ1与输出信号线LQ2之间的基准线LRF的方向DR1侧。例如，输出信号线LQ1、LQ2沿着方向DR3布置，监视电路40以基准线LRF为基准而配置于与方向DR3垂直的方向DR1侧。而且，在设方向DR1的相反方向为方向DR2时，在基准线LRF的方向DR2侧配置有电容补偿电路60。例如，监视电路40和电容补偿电路60沿着方向DR2配置，在这些监视电路40与电容补偿电路60之间沿着方向DR3布置输出信号线LQ1、LQ2。

通过采用这样的配置，能够以输出信号线LQ1、LQ2为基准而对称地配置监视电路40和电容补偿电路60。由此，能够提高输出信号线LQ1、LQ2、监视电路40、电容补偿电路60的布局配置的对称性，能够抑制差动信号传输的平衡恶化。

此外，在电容补偿电路60中仅设置输入部62即可，不设置与设置在监视电路40上的输出部50对应的电路。因此，如图8所示，例如，电容补偿电路60的方向DR2侧的区域成为空闲空间，例如，能够配置电源间电容器等其他电路元件，或者用作布线区域。因此，能够提高布局效率，能够有助于电路装置20的面积的缩小化等。

此外，如图7所示，图8的振荡电路30是具有电感器L1、L2和电容器CA1、CA2等的LC振荡电路。而且，在设与方向DR1垂直的方向为方向DR3时，如图8所示，电感器L1、L2配置于监视电路40和电容补偿电路60的方向DR3侧。例如，电感器L1、L2通过使铝层等金属线多次环绕而形成。例如，电感器L1通过使金属线顺时针环绕而形成，电感器L2通过使金属线半顺时针环绕而形成。例如，电感器L1的金属线和电感器L2的金属线以平行的方式环绕布置。例如，在相对于基准线LRF靠方向DR1的一侧的区域中，电感器L1的金属线布置于最外周，在该电感器L1的金属线的内侧布置电感器L2的金属线，在该电感器L2的金属线的内侧布置电感器L1的金属线。另一方面，在相对于基准线LRF靠方向DR2的一侧的区域中，电感器L2的金属线布置于最外周，在该电感器L2的金属线的内侧布置电感器L1的金属线，在该电感器L1的金属线的内侧布置电感器L2的金属线。而且，电感器L1的一端经由信号线或触头与监视电路40连接，电感器L2的一端经由信号线或触头与电容补偿电路60连接。另一方面，电感器L1、L2的另一端经由触头与VDD的电源供给线连接。VDD的电源供给线布置于电感器L1、L2的方向DR3侧。

根据这样的电感器的配置方法，能够有效使用监视电路40和电容补偿电路60的方向DR3侧的区域，对电感器L1、L2进行布局配置，能够提高布局效率。此外，能够缩短将监视电路40、电容补偿电路60与电感器L1、L2连接的布线的长度，能够减少寄生电阻等寄生元件的不良影响。此外，例如，将输出信号线LQ1与相对于基准线LRF配置于方向DR1侧的监视电路40连接，并且将金属线与该输出信号线LQ1连接，对该金属线进行环绕布置，从而能够形成电感器L1。此外，将输出信号线LQ2与相对于基准线LRF配置于方向DR2侧的电容补偿电路60连接，并且将金属线与该输出信号线LQ1连接，对该金属线进行环绕布置，从而能够形成电感器L2。

此外，如图7所示，振荡电路30具有：电容可变的电容器CA1、CB1，它们的一端与输出信号线LQ1连接；以及电容可变的电容器CA2、CB2，它们的一端与输出信号线LQ2连接。电容器CA1、CB1是第1电容器，电容器CA2、CB2是第2电容器。电容器CA1、CA2例如能够由变容二极管实现，电容器CB1、CB2例如能够由具有MIM的电容器阵列和开关阵列的可变电容电容器实现。而且，如图8所示，电容器CA1、CB1配置于相对于基准线LRF靠方向DR1的一侧。具体而言，电容器CA1配置于基准线LRF与输出信号线LQ1之间，电容器CB1配置于输出信号线LQ1的方向DR1侧。另一方面，电容器CA2、CB2配置于相对于基准线LRF靠方向DR2的一侧。具体而言，电容器CA2配置于基准线LRF与输出信号线LQ2之间，电容器CB2配置于输出信号线LQ2的方向DR2侧。另外，在图7、图8中，设置有振荡频率的微调用的电容器CB1、CB2，还能够实施构成为不设置这些电容器CB1、CB2的变形。

这样，通过设置电容可变的电容器CA1、CB1、CA2、CB2，能够进行振荡电路30的振荡频率的控制、初始调整等。而且，根据图8所示的电容器的配置方法，能够将电容器CA1、CB1、CA2、CB2以最短路径的方式与沿着基准线LRF布置的输出信号线LQ1、LQ2连接。由此，能够提高布局效率，能够有助于电路装置20的小面积化，并且，能够抑制由于因引导信号而产生的寄生电容导致振荡频率发生变动的情形等。此外，能够关于基准线LRF线对称地配置电容器CA1、CB1和电容器CA2、CB2，能够防止差动信号传输的平衡恶化。

图9示出构成输入电容器C1、C2、电容器CB1、CB2的MIM的电容器CM的构造例。在图9中，在金属层即下层的铝层ALA与上层的铝层ALB之间形成有MIM用的铝层ALM。通过触头CNT将上层的铝层ALB和MIM用的铝层ALM电连接。而且，由铝层ALM、铝层ALA和形成在铝层ALM与铝层ALA之间的绝缘层INS构成MIM的电容器CM。

图10示出由MIM的电容器阵列和开关阵列构成的可变电容电容器CB的结构例。可变电容电容器CB对应于图7的电容器CB1、CB2，是可变电容电路。该可变电容电容器CB具有：由MIM的多个电容器CM1～CMn构成的电容器阵列；以及开关阵列，该开关阵列由多个开关元件SW1～SWn构成，该多个开关元件SW1～SWn的一端与电容器CM1～CMn连接。电容器阵列即电容器CM1～CMn与开关阵列即开关元件SW1～SWn串联地设置在节点NC1与节点NC2之间。通过控制开关元件SW1～SWn的导通、断开，设定可变电容电容器CB的电容。

4.振荡器

图11示出本实施方式的振荡器4的结构例。振荡器4包含本实施方式的电路装置20和振子10。振子10与电路装置20电连接。例如，使用收纳振子10和电路装置20的封装的内部布线、键合线或金属凸起等，将振子10与电路装置20电连接。而且，振子10用于生成振荡电路30中的差动振荡信号。在图11中，振荡电路80通过进行使振子10振动的振荡动作，生成基准时钟信号RFCK，使用该基准时钟信号RFCK生成振荡电路30中的振荡信号。具体而言，振荡电路30用作电路装置20的PLL电路70的VCO(Voltage Controlled Oscillator)，PLL电路70使用基准时钟信号RFCK与VCO即振荡电路30生成时钟信号CKQ，该基准时钟信号RFCK是使用振子10而生成的。

振子10是利用电信号产生机械振动的元件。振子10例如可以由石英振动片等振动片实现。例如，振子10可以由切角为AT切或SC切等的进行厚度剪切振动的石英振动片等实现。例如，振子10也可以是SPXO(Simple Packaged Crystal Oscillator)的振子。或者，振子10也可以为内置于具有恒温槽的恒温槽型振荡器(OCXO)的振子，也可以为内置于不具有恒温槽的温度补偿型振荡器(TCXO)的振子。另外，本实施方式的振子10例如可以通过厚度剪切振动型以外的振动片、由石英以外的材料形成的压电振动片等各种振动片实现。例如，作为振子10，也可以采用SAW(Surface Acoustic Wave)谐振器、作为使用硅基板而形成的硅制振子的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振子等。

电路装置20例如是通过半导体工艺制造的IC(Integrated Circuit)，是在半导体基板上形成有电路元件的半导体芯片。电路装置20包含PLL电路70。即，电路装置20包含比较电路71、电荷泵电路72、低通滤波器73和振荡电路30等。此外，电路装置20可以包含振荡电路80、分频电路82、输出电路84、处理电路90和接口电路92。

振荡电路80使振子10振动而生成作为振荡信号的基准时钟信号RFCK。例如，电路装置20包含第1、第2振子用端子，电路装置20的外置部件即振子10的一端与第1振子用端子连接，振子10的另一端与第2振子用端子连接。振荡电路80包含设置在第1振子用端子与第2振子用端子之间的振荡用的缓冲电路等。

PLL电路70输入来自振荡电路80的基准时钟信号RFCK，生成对基准时钟信号RFCK的频率进行倍增后的频率的时钟信号CKQ。图11的PLL电路70是分数-N型PLL(Phase LockedLoop)的电路例。具体而言，PLL电路70包含比较电路71、电荷泵电路72、低通滤波器73、振荡电路30、监视电路40和电容补偿电路60。此外，PLL电路70可以包含缓冲电路74、分频电路75和Δ-Σ调制电路76。

比较电路71对基准时钟信号RFCK与时钟信号DVCK进行比较。即，比较电路71对使用振子10而生成的基准时钟信号RFCK与基于由振荡电路30生成的第1、第2信号即信号QN、QP的时钟信号DVCK进行比较。例如，比较电路71进行基准时钟信号RFCK与来自振荡电路30的反馈信号即时钟信号DVCK的相位、频率的比较。电荷泵电路72根据比较电路71的比较结果，进行电荷泵动作。例如，比较电路71进行基准时钟信号RFCK与时钟信号DVCK的相位比较等，将比较结果即上升信号和下降信号作为输出信号输出。电荷泵电路72将比较电路71的输出信号转换为输出电流。即，将作为矩形的电压脉冲的上升信号和下降信号转换为作为矩形的电流脉冲的输出电流。例如，在输入了上升信号的情况下电荷泵电路72输出正的电流脉冲，在输入了下降信号的情况下输出负的电流脉冲。低通滤波器73进行电荷泵电路72的输出信号的平滑化，生成对VCO即振荡电路30的振荡频率进行控制的控制电压VC并输出到振荡电路30。具体而言，低通滤波器73对电荷泵电路72的输出电流进行电流电压转换并进行滤波处理。低通滤波器73的输出电压即控制电压VC在输出上升信号的情况下上升，在输出下降信号的情况下下降。

通过将来自低通滤波器73的控制电压VC输入到图7的振荡电路30，变容二极管即电容器CA1、CA2的电容发生变化，振荡电路30的振荡频率受到控制。而且，通过控制电压VC设定的振荡频率的信号QN、QP输出到缓冲电路74。而且，在本实施方式中，由监视电路40监视信号QN的信号状态，从电路装置20的端子输出监视结果。

缓冲电路74根据差动的信号QN、QP，将时钟信号CKQ输出到分频电路82，并且将反馈用的时钟信号FDCK输出到分频电路75。在本实施方式中，由分频电路75和Δ-Σ调制电路76构成分数分频器。分数分频器将PLL电路70的倍增率的倒数作为分频比对反馈用的时钟信号FDCK进行分频，将分频后的时钟信号DVCK输出到比较电路71。Δ-Σ调制电路76对分频比的小数部的值进行Δ-Σ调制，生成作为整数的调制值。而且，分频比的整数部的值与调制值的相加值作为分频比的设定值设定在分频电路75中。由此，实现分数-N型PLL电路。

分频电路82根据来自处理电路90的分频比的设定值，进行来自PLL电路70的时钟信号CKQ的分频，将分频后的时钟信号输出到输出电路84。输出电路84按照LVDS(LowVoltage Differential Signaling)、PECL(Positive Emitter Coupled Logic)、HCSL(High Speed Current Steering Logic)或CMOS(Complementary MOS)等的信号波形，将时钟信号输出到电路装置20的外部。例如，输出电路84也可以是能够输出LVDS、PECL、HCSL和CMOS的全部信号波形的时钟信号的电路。该情况下，输出电路84输出由处理电路90设定的信号波形的时钟信号。

处理电路90进行电路装置20的各种控制处理、设定处理。例如，处理电路90进行电路装置20的各电路块的控制处理。此外，处理电路90也可以进行温度补偿处理、老化校正处理或数字滤波处理等数字信号处理。在进行温度补偿处理的情况下，例如，设置温度传感器，处理电路90根据来自温度传感器的温度检测信息，进行补偿振荡频率的温度特性的温度补偿处理，输出用于控制振荡频率的频率控制数据。具体而言，处理电路90根据与温度对应地变化的温度检测数据和作为近似函数的系数的温度补偿系数的数据，进行用于抵消或抑制由于温度变化引起的振荡频率的变动的温度补偿处理。处理电路90能够由基于门阵列等自动配置布线的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的电路实现。或者，也可以由DSP(Digital Signal Processor)、CPU(Central Processing Unit)等处理器实现处理电路90。

接口电路92是实现I2C(Inter Integrated Circuit)、SPI(Serial PeripheralInterface)等接口的电路。即，接口电路92进行与振荡器4的外部装置之间的接口处理。也可以经由该接口电路92将监视电路40的监视结果输出到外部。

5.电子设备、移动体

图12示出包含本实施方式的电路装置20的电子设备500的结构例。电子设备500包含振子10、电路装置20和处理装置520。此外，电子设备500可以包含天线ANT、通信接口510、操作接口530、显示部540和存储器550。由振子10和电路装置20构成振荡器4。另外，电子设备500不限于图12的结构，也可以实施省略其中一部分的结构要素、或追加其他结构要素等各种变形。

电子设备500例如是基站或者路由器等网络相关设备、计测距离、时间、流速或者流量等物理量的高精度计测设备、测量生物体信息的生物体信息测量设备或车载设备等。生体信息测量设备例如是超声波测量装置、脉搏计或血压测量装置等。车载设备是自动驾驶用设备等。此外，电子设备500也可以是头部佩戴型显示装置、钟表相关设备等可佩戴设备、机器人、打印装置、投影装置、智能手机等便携信息终端、发布内容的内容提供设备、或者数字照相机或摄像机等影像设备等。

通信接口510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。作为处理器的处理部520进行电子设备500的控制处理、以及对经由通信接口510收发的数据的各种数字处理等。处理装置520的功能例如可通过微型计算机等处理器实现。操作接口530用于供用户进行输入操作，可通过操作按钮、触摸面板显示器等实现。显示部540用于显示各种信息，可通过液晶、有机EL等显示器实现。存储器550存储数据，其功能可通过RAM、ROM等半导体存储器实现。

图13示出包含本实施方式的电路装置20的移动体的例子。本实施方式的电路装置20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。移动体例如是具有发动机或马达等驱动机构、方向盘或舵等转向机构、各种电子设备、且在陆地、空中或海上移动的设备/装置。图13概要地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20的未图示的振荡器。控制装置208根据由振荡器生成的时钟信号而进行动作。控制装置208能够根据例如车体207的姿势控制悬架的软硬而控制各个车轮209的制动。例如可以利用控制装置208实现汽车206的自动驾驶。另外，组装有本实施方式的电路装置20的设备不限于这种控制装置208，也可以组装在汽车206等移动体中所设置的仪表盘设备、导航设备等各种车载设备中。

如以上所说明那样，本实施方式的电路装置包含：第1输出信号线；第2输出信号线；振荡电路，其生成由第1信号和第2信号构成的差动振荡信号并将第1信号输出到第1输出信号线，将第2信号输出到第2输出信号线。本实施方式的电路装置包含：监视电路，其具有第1输入部和输出部，第1输入部具有第1输入电容器，该第1输入电容器的一端与第1输出信号线连接，该输出部与第1输入部连接并输出监视结果；以及电容补偿电路，其具有第2输入部，该第2输入部具有第2输入电容器，该第2输入电容器的一端与第2输出信号线连接。

根据本实施方式，振荡电路生成构成差动振荡信号的第1信号、第2信号，并输出到第1输出信号线和第2输出信号线。这样，通过进行振荡电路的振荡信号的差动信号传输，能够实现噪声耐性较强、高速且稳定性较高的信号传输。此外，在本实施方式中，针对第1输出信号线设置监视电路，针对第2输出信号线设置电容补偿电路。而且，监视电路具有第1输入部和与第1输入部连接的输出部，第1输入部的第1输入电容器的一端与第1输出信号线连接，输出部输出监视结果。另一方面，电容补偿电路具有第2输入部，第2输入部的第2输入电容器的一端与第2输出信号线连接。这样，通过针对第1输出信号线设置监视电路，能够监视第1信号的信号状态，能够有助于实现振荡电路的适当动作等。此外，针对第2输出信号线设置有电容补偿电路，该电容补偿电路具有与监视电路的第1输入电容器对应的第2电容器。通过设置这样的电容补偿电路，能够使用电容补偿电路的第2输入电容器对与监视电路连接而施加到第1输出信号线的电容所引起的影响进行补偿，能够防止差动振荡信号的平衡的恶化。因此，可提供能够防止差动振荡信号的平衡恶化等并监视差动振荡信号的信号状态的电路装置。

此外，在本实施方式中，也可以是，第1输入部具有第1电压设定电路，该第1电压设定电路设定第1输入电容器的另一端的电压，第2输入部具有第2电压设定电路，该第2电压设定电路设定第2输入电容器的另一端的电压。

这样，通过设置第1电压设定电路，第1输入电容器的一端与第1输出信号线连接，另一方面，第1输入电容器的另一端设定为规定的电压。此外，通过设置第2电压设定电路，第2输入电容器的一端与第2输出信号线连接，另一方面，第2输入电容器的另一端设定为规定的电压。

此外，在本实施方式中，也可以是，输出部具有缓冲电路，该缓冲电路将对来自第1输入部的输入信号进行缓冲后的信号作为监视结果输出。

这样，能够将与第1输出信号线的第1信号对应的信号作为来自第1输入部的输入信号输入到缓冲电路，将对该输入信号进行缓冲后的信号作为监视结果从输出部输出。

此外，在本实施方式中，也可以是，输出部具有检测电路，该检测电路将针对来自第1输入部的输入信号的检测结果作为监视结果输出。

这样，能够将与第1输出信号线的第1信号对应的信号作为来自第1输入部的输入信号输入到检测电路，将检测电路的检测结果作为监视结果从输出部输出。

此外，在本实施方式中，也可以是，包含输出监视电路的监视结果的端子。

这样，能够将监视电路的监视结果经由端子输出到外部装置。能够实现第1信号的信号状态的检测或分析。

此外，在本实施方式中，也可以是，振荡电路是具有电感器和电容器的LC振荡电路。

这样，能够通过使用LC振荡电路的简单的电路结构生成构成差动振荡信号的第1信号和第2信号，并输出到第1输出信号线和第2输出信号线。

此外，在本实施方式中，也可以是，在第1输出信号线与第2输出信号线之间的基准线的第1方向侧配置有监视电路，在设第1方向的相反方向为第2方向时，在基准线的第2方向侧配置有电容补偿电路。

这样，能够以与第1输出信号线、第2输出信号线对应的基准线为基准，在第1方向侧配置监视电路并在第2方向侧配置电容补偿电路，能够提高布局配置的对称性，能够防止差动信号传输的平衡恶化。

此外，在本实施方式中，也可以是，振荡电路是具有电感器和电容器的LC振荡电路，在设与第1方向垂直的方向为第3方向时，电感器配置于监视电路和电容补偿电路的第3方向侧。

这样，能够有效使用监视电路和电容补偿电路的第3方向侧的区域，对用于实现LC振荡电路的电感器进行布局配置，能够提高布局效率。

此外，在本实施方式中，也可以是，振荡电路具有：电容可变的第1电容器，该第1电容器的一端与第1输出信号线连接；以及电容可变的第2电容器，该第2电容器的一端与第2输出信号线连接。第1电容器相对于基准线配置于第1方向侧，第2电容器相对于基准线配置于第2方向侧。

这样，通过设置电容可变的第1电容器、第2电容器，能够进行振荡电路的振荡频率的控制或调整等。此外，还能够以最短路径的方式将第1电容器、第2电容器与第1输出信号线、第2输出信号线连接，能够提高布局效率。

此外，在本实施方式中，也可以是，包含：比较电路，其对基准时钟信号与基于第1信号以及第2信号的时钟信号进行比较；电荷泵电路，其根据比较电路的比较结果进行电荷泵动作；以及低通滤波器，其进行电荷泵电路的输出信号的平滑化，生成控制振荡电路的振荡频率的控制电压并输出到振荡电路。

这样，能够使用生成差动振荡信号的振荡电路作为PLL电路的压控振荡器。而且，通过由监视电路监视振荡电路的第1信号的信号状态，能够实现PLL电路的适当动作等。

此外，本实施方式涉及振荡器，该振荡器包含上述的电路装置和与电路装置电连接的振子。

此外，本实施方式涉及电子设备，该电子设备包含上述的电路装置。

此外，本实施方式涉及移动体，该移动体包含上述的电路装置。

此外，虽然如以上那样对本实施方式进行了详细说明，但本领域技术人员应当能够容易地理解可进行实质上未脱离本发明的新事项以及效果的多种变形。因此，这样的变形例全部包含在本发明的范围内。例如，关于在说明书或附图中至少一次与更广义或同义的不同用语一起记载的用语，能够在说明书或附图的任意位置置换为该不同的用语。此外，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。此外，电路装置、振荡器、电子设备、移动体的结构/动作、输出驱动器的电路结构和配置结构等也不限于本实施方式中说明的内容，可实施各种变形。

Claims (10)

1.一种电路装置，其特征在于，其包含：

第1输出信号线；

第2输出信号线；

振荡电路，其生成由第1信号和第2信号构成的差动振荡信号并将所述第1信号输出到所述第1输出信号线，将所述第2信号输出到所述第2输出信号线；

监视电路，其具有第1输入部和输出部，所述第1输入部具有第1输入电容器，该第1输入电容器的一端与所述第1输出信号线连接，该输出部与所述第1输入部连接并输出监视结果；以及

电容补偿电路，其具有第2输入部，该第2输入部具有第2输入电容器，该第2输入电容器的一端与所述第2输出信号线连接，

所述输出部具有缓冲电路，该缓冲电路将对来自所述第1输入部的输入信号进行缓冲后的信号作为所述监视结果输出，

所述缓冲电路包括运算放大器，所述运算放大器连接到所述第1输入电容器的另一端，不连接到所述第2输入电容器的另一端，

在所述第1输出信号线与所述第2输出信号线之间的基准线的第1方向侧配置有所述监视电路，

在设所述第1方向的相反方向为第2方向时，在所述基准线的所述第2方向侧配置有所述电容补偿电路，

所述振荡电路具有：电容可变的第1电容器，该第1电容器的一端与所述第1输出信号线连接；以及电容可变的第2电容器，该第2电容器的一端与所述第2输出信号线连接，

所述第1电容器相对于所述基准线配置于第1方向侧，

所述第2电容器相对于所述基准线配置于第2方向侧。

2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，

所述第1输入部具有第1电压设定电路，该第1电压设定电路设定所述第1输入电容器的另一端的电压，

所述第2输入部具有第2电压设定电路，该第2电压设定电路设定所述第2输入电容器的另一端的电压。

3.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，

所述输出部具有检测电路，该检测电路将针对来自所述第1输入部的输入信号的检测结果作为所述监视结果输出。

4.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，

所述电路装置包含输出所述监视电路的所述监视结果的端子。

5.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，

所述振荡电路是具有电感器和电容器的LC振荡电路。

6.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，

所述振荡电路是具有电感器和电容器的LC振荡电路，

在设与所述第1方向垂直的方向为第3方向时，所述电感器配置于所述监视电路和所述电容补偿电路的所述第3方向侧。

7.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，其包含：

比较电路，其对基准时钟信号与基于所述第1信号以及所述第2信号的时钟信号进行比较；

电荷泵电路，其根据所述比较电路的比较结果进行电荷泵动作；以及

低通滤波器，其进行所述电荷泵电路的输出信号的平滑化，生成控制所述振荡电路的振荡频率的控制电压并输出到所述振荡电路。

8.一种振荡器，其特征在于，其包含：

权利要求1～7中的任意一项所述的电路装置；以及

振子，其与所述电路装置电连接。

9.一种电子设备，其特征在于，其包含权利要求1～7中的任意一项所述的电路装置。

10.一种移动体，其特征在于，其包含权利要求1～7中的任意一项所述的电路装置。

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