CN111600548B - 振荡器、电子设备以及移动体 - Google Patents

Abstract

本发明提供振荡器、电子设备以及移动体，能够减小以温度测量结果的波动等为原因的频率的微跳，实现时钟频率的高精度化等。振荡器包含：振子；第1电路装置，其与振子电连接；以及第2电路装置。第1电路装置通过使振子振荡而生成第1时钟信号，并且进行对第1时钟信号的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理。第2电路装置被输入来自第1电路装置的第1时钟信号，并根据第1时钟信号生成第2时钟信号，并且进行对第2时钟信号的频率进行温度补偿的第2温度补偿处理。

Description

振荡器、电子设备以及移动体

技术领域

本发明涉及振荡器、电子设备以及移动体等。

背景技术

以往，公知有根据温度检测结果进行温度补偿的温度补偿型的振荡器。作为这种温度补偿型的振荡器，例如公知有专利文献1所公开的现有技术。在该现有技术的振荡器中，使用对振子的振荡信号的频率进行倍增的分数-N型的PLL电路来生成时钟信号。并且，该振荡器包含温度测量部和存储有温度校正表的存储部，通过根据温度测量部的温度测量值和温度校正表来设定分数-N型的PLL电路的分频比，而实现数字方式的温度补偿处理。具体而言，在温度校正表中，将作为数字的温度检测数据的温度测量值与分频比对应地存储，并基于根据温度测量值从温度校正表读出的分频比的数据，设定分数-N型的PLL电路的分频比。由此，从振荡器输出将振子的振荡信号的频率倍增后的时钟信号。

专利文献1：日本特开2017-220770号公报

在专利文献1所记载的数字方式的温度补偿处理中，以温度测量结果的波动等为原因，产生频率的微跳。在这种情况下，如果温度补偿的增益变大，则会产生微跳也变大等的问题。如果发生这样的问题，则难以实现振荡器的时钟频率的高精度化。

发明内容

本公开的一个方式涉及振荡器，其包含：振子；第1电路装置，其与所述振子电连接；以及第2电路装置，所述第1电路装置通过使所述振子振荡而生成第1时钟信号，并且进行对所述第1时钟信号的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理，所述第2电路装置被输入来自所述第1电路装置的所述第1时钟信号，并根据所述第1时钟信号生成第2时钟信号，并且进行对所述第2时钟信号的频率进行温度补偿的第2温度补偿处理。

附图说明

图1是本实施方式的振荡器的基本结构例。

图2是本实施方式的振荡器的第1结构例。

图3是本实施方式的振荡器的第2结构例。

图4是本实施方式的振荡器的第3结构例。

图5是说明频率的微跳和滞后误差的问题的频率温度特性的例子。

图6是产生了频率的微跳的情况下的频率温度特性的例子。

图7是抑制了频率的微跳的情况下的频率温度特性的例子。

图8是本实施方式的温度补偿方法的说明图。

图9是通过本实施方式的温度补偿方法改善频率偏差的说明图。

图10是通过本实施方式的温度补偿方法改善滞后特性的说明图。

图11是第1电路装置的第1结构例。

图12是第1电路装置的第2结构例。

图13是第2电路装置的第1结构例。

图14是第2电路装置的第2结构例。

图15是第2电路装置的第3结构例。

图16是振荡器的第1构造例。

图17是振荡器的第2构造例。

图18是振荡器的第3构造例。

图19是收纳有振子和电路装置的振荡器的构造例。

图20是电子设备的结构例。

图21是移动体的结构例。

标号说明

CK1、CK2：时钟信号；VC、VC2：控制电压；FSD：频率设定信号；ST：温度检测信号；DT：温度检测数据；SDIV：分频比设定信号；VDIV：分频比设定值；VFSD：频率设定值；FBCK：反馈时钟信号；CKQ：时钟信号；L1、L2：距离；BW：接合线；BMP：凸块；ANT：天线；4：振荡器；5：封装；6：基座；7：盖；8、9：外部端子；10：振子；12：电路部件；14：振荡器；15：封装；16：基座；17：盖；18、19：外部端子；20：电路装置；22：振荡电路；24：处理电路；26：温度传感器；27：外部温度传感器；28：温度补偿电路；29：控制电路；30：电路装置；32：时钟信号生成电路；33：输出电路；34：处理电路；35：存储部；36：Δ-∑调制电路；38：运算电路；39：神经网络运算电路；40：PLL电路；42：相位比较电路；44：控制电压生成电路；46：电压控制振荡电路；48：分频电路；50：存储部；52：函数产生电路；54：D/A转换电路；56：数字信号处理电路；57：存储部；58：A/D转换电路；60：A/D转换电路；62：寄存器；64：运算电路；66：加法器；68：直接数字合成器；206：汽车；207：车体；208：控制装置；209：车轮；220：处理装置；500：电子设备；510：通信接口；520：处理装置；530：操作界面；540：显示部；550：存储器。

具体实施方式

以下，对本实施方式进行说明。另外，以下说明的本实施方式并非对权利要求书的记载内容进行不当限定。另外，在本实施方式中说明的结构不一定全部都是必要结构要素。

1.振荡器

图1示出本实施方式的振荡器4的基本结构例。振荡器4是温度补偿型振荡器，包含振子10、电路装置20和电路装置30。振荡器4可以是不具有恒温槽的温度补偿型石英振荡器(TCXO)，也可以是具有恒温槽的恒温槽型石英振荡器(OCXO)。电路装置20是第1电路装置，电路装置30是第2电路装置。电路装置20与振子10电连接。例如经由接合线、金属凸块或封装的内部布线等，将振子10与电路装置20电连接。另外，在图1中，电路装置30与电路装置20电连接。例如经由接合线、金属凸块或封装的内部布线等，将电路装置20与电路装置30电连接。

振子10是通过电信号产生机械振动的元件。振子10例如能够通过石英振动片等振动片来实现。例如，振子10能够通过进行切角为AT切或SC切等的厚度剪切振动的石英振动片等来实现。另外，本实施方式的振子10例如能够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来实现。例如，作为振子10，也可以采用SAW(Surface Acoustic Wave：表面声波)谐振子、作为使用硅基板形成的硅制振子的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)振子等。

电路装置20、30是被称为IC(Integrated Circuit：集成电路)的集成电路装置。

例如，电路装置20、30是通过半导体工艺制造的IC，是在半导体基板上形成有电路元件的半导体芯片。

作为第1电路装置的电路装置20通过使振子10振荡而生成时钟信号CK1，并且，进行对时钟信号CK1的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理。然后，电路装置20输出进行了第1温度补偿处理后的时钟信号CK1。时钟信号CK1是第1时钟信号。第1温度补偿处理是抑制并补偿由温度变动引起的时钟信号CK1的频率变动的处理。

作为第2电路装置的电路装置30被输入来自电路装置20的时钟信号CK1，根据时钟信号CK1生成时钟信号CK2，并且，进行对时钟信号CK2的频率进行温度补偿的第2温度补偿处理。然后，电路装置30输出进行了第2温度补偿处理后的时钟信号CK2。时钟信号CK2是第2时钟信号。第2温度补偿处理是抑制并补偿由温度变动引起的时钟信号CK2的频率变动的处理。另外，以下，有时将第1温度补偿处理、第2温度补偿处理适当地统称并记作温度补偿处理。

具体而言，如图1所示，电路装置20包含振荡电路22和处理电路24。振荡电路22通过使振子10振荡而生成时钟信号CK1。处理电路24进行对时钟信号CK1的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理。处理电路24是第1处理电路。

例如，电路装置20包含第1振子用端子和第2振子用端子。作为设置在电路装置20的外部的振子10的一端的第1端子电极与第1振子用端子电连接。另外，作为振子10的另一端的第2端子电极与第2振子用端子电连接。另外，通过由振荡电路22实现的振子10的振荡动作而生成的时钟信号CK1经由电路装置20的时钟输出端子输出到外部。例如，来自振荡电路22的振荡信号由未图示的输出电路缓冲并作为时钟信号CK1从时钟输出端子输出。第1振子用端子、第2振子用端子、时钟输出端子例如是电路装置20的焊盘。另外，本实施方式中的连接是电连接。电连接是电信号能够传递的连接且能够通过电信号传递信息的连接。电连接可以是经由有源元件等的连接。

振荡电路22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驱动电路等。例如，振荡电路22可以通过实现驱动电路的双极晶体管等晶体管和电容器、电阻等有源元件来实现。作为振荡电路22，例如可以使用皮尔斯型、科耳皮兹型、变频型或哈脱利型等各种类型的振荡电路。另外，在振荡电路22中设置有可变电容电路，通过调整该可变电容电路的电容值，能够调整振荡频率。可变电容电路能够通过变容二极管(varactor)等电压可变电容元件来实现。可变电容电路与振子10的一端电连接。另外，也可以设置与振子10的一端连接的第1可变电容电路和与振子10的另一端电连接的第2可变电容电路。

处理电路24进行第1温度补偿处理，输出控制振子10的振荡的控制电压VC。例如，作为第1温度补偿处理，处理电路24生成补偿振子10的频率温度特性的温度补偿用的控制电压VC，并将控制电压VC输出到振荡电路22。根据该控制电压VC，调整振荡电路22的可变电容电路的变容二极管等可变电容元件的电容值，由此控制振荡电路22的振荡频率，由此，控制时钟信号CK1的频率，实现时钟信号CK1的第1温度补偿处理。例如实现使时钟信号CK1相对于温度变化的频率变化恒定的第1温度补偿处理。处理电路24例如能够通过基于门阵列等自动配置布线的ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)的电路来实现。或者可以通过DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器来实现处理电路24。

电路装置30包含时钟信号生成电路32和处理电路34。时钟信号生成电路32根据来自电路装置20的时钟信号CK1，生成根据频率设定信号FSD设定的频率的时钟信号CK2。例如时钟信号生成电路32将进行了第1温度补偿处理的时钟信号CK1作为基准时钟信号，生成将时钟信号CK1的频率倍增后的频率的时钟信号CK2。时钟信号生成电路32如后述那样例如可以通过分数-N型的PLL电路或被称为DDS的直接数字合成器等来实现。时钟信号CK1经由电路装置30的时钟输入端子输入到电路装置30。通过时钟信号生成电路32生成的时钟信号CK2经由电路装置30的时钟输出端子输出到外部。例如通过时钟信号生成电路32生成的时钟信号CK2经由未图示的输出电路从时钟输出端子输出，经由振荡器4的外部连接用的外部端子输出到外部。时钟输入端子、时钟输出端子例如是电路装置30的焊盘。

处理电路34输出频率设定信号FSD。通过利用该频率设定信号FSD来控制时钟信号CK2的频率，从而实现第2温度补偿处理。例如实现使时钟信号CK2相对于温度变化的频率变化恒定的第2温度补偿处理。处理电路34例如能够通过基于门阵列等自动配置布线的ASIC的电路来实现。或者，可以通过DSP、CPU等处理器来实现处理电路34。

例如，如后述的图8中说明的那样，关于频率温度特性，振子10的频率相对于温度的变动量即频率变动量较大。因此，如果直接使用基于振子10的振荡的时钟信号来进行例如数字方式的温度补偿处理，则以温度测量结果的波动等为原因的频率的微跳变大，难以实现振荡器4的时钟频率的高精度化。例如由于因温度检测数据的量化误差等引起的频率的微跳，难以实现时钟频率的高精度化。另外，本实施方式中的微跳是指相对于温度变化的细微且急剧的频率变化，其在整个温度补偿范围内产生。在后述的图5中示出具体的例子。

关于这一点，在本实施方式中，在使振子10振荡的电路装置20中进行作为粗调整的温度补偿处理的第1温度补偿处理。由此，从电路装置20输出的时钟信号CK1的频率温度特性下的频率变动量变小。然后，电路装置30在根据来自电路装置20的时钟信号CK1生成时钟信号CK2时，进行作为微调整的温度补偿处理的第2温度补偿处理。在像这样通过电路装置20进行粗调整的第1温度补偿处理后，通过电路装置30进行微调整的第2温度补偿处理，由此，能够减小以温度测量结果的波动等为原因的频率的微跳，能够实现振荡器4的时钟频率的高精度化等。例如在本实施方式中，由温度变动引起的时钟信号CK2的频率偏差的绝对值比由温度变动引起的时钟信号CK1的频率偏差的绝对值小，能够使时钟信号CK2的频率温度特性下的频率变动量非常小。例如如后述的图8中说明的那样，通过电路装置20进行第1温度补偿处理，从而能够使由温度变动引起的时钟信号CK1的频率偏差的绝对值在-40℃以上且105℃以下的温度范围内例如处于1ppm以下。并且，在本实施方式中，将像这样进行了使频率偏差的绝对值例如成为1ppm以下的粗调整的第1温度补偿处理的时钟信号CK1输入到电路装置30，在电路装置30中进行第2温度补偿处理，生成时钟信号CK2。这样，能够使时钟信号CK2的频率偏差的绝对值例如为100ppb以下，更优选能够为10ppb以下，能够实现时钟频率的高精度化。另外，这里所说的频率偏差是指将标称频率与实际频率之差除以标称频率所得的值。

另外，在本实施方式中，电路装置20包含：振荡电路22，其通过使振子10振荡而生成时钟信号CK1；以及处理电路24，其进行第1温度补偿处理。而且，电路装置30包含：时钟信号生成电路32，其根据来自电路装置20的时钟信号CK1，生成根据频率设定信号FSD设定的频率的时钟信号CK2；以及处理电路34，其进行第2温度补偿处理，输出频率设定信号FSD。这样，通过在电路装置20中设置振荡电路22和处理电路24，能够使电路装置20进行使振子10振荡而生成时钟信号CK1的处理以及对时钟信号CK1的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理。另外，通过在电路装置30中设置时钟信号生成电路32和处理电路34，能够使电路装置30进行根据时钟信号CK1生成时钟信号CK2的处理以及对时钟信号CK2的频率进行温度补偿的第2温度补偿处理。

另外，在本实施方式中，作为第1温度补偿处理，电路装置20的处理电路24生成对振子10的频率温度特性进行补偿的温度补偿用的控制电压VC，并将控制电压VC输出到振荡电路22。另一方面，电路装置30的处理电路34根据温度检测数据进行第2温度补偿处理，将作为数字信号的频率设定信号FSD输出到时钟信号生成电路32。

这样，根据通过第1温度补偿处理生成的控制电压VC来控制振荡电路22的振荡频率，由此，能够生成进行了第1温度补偿处理的时钟信号CK1，在该第1温度补偿处理中对振子10的频率温度特性进行补偿。然后，通过将该时钟信号CK1和通过第2温度补偿处理生成的频率设定信号FSD输入到时钟信号生成电路32，能够生成进行了第2温度补偿处理的时钟信号CK2。由此，能够在进行了粗调整的第1温度补偿处理之后，进行微调整的第2温度补偿处理，能够实现振荡器4的时钟频率的高精度化。

图2示出本实施方式的振荡器4的第1结构例。在图2中，电路装置20具有温度传感器26，并根据基于温度传感器26的温度检测信号ST进行第1温度补偿处理。温度检测信号ST例如是温度检测电压。例如，温度传感器26将温度检测信号ST输出到处理电路24。处理电路24根据来自温度传感器26的温度检测信号ST进行第1温度补偿处理。例如，处理电路24根据通过未图示的A/D转换电路对来自温度传感器26的温度检测信号ST进行A/D转换而得到的温度检测数据，进行第1温度补偿处理。该A/D转换电路可以设置在处理电路24的外部，也可以设置在处理电路24的内部。

温度传感器26将根据环境温度而变化的温度依存电压作为温度检测信号ST进行输出。环境温度例如是振子10或电路装置20等的周围的环境温度。例如，温度传感器26利用具有温度依存性的电路元件生成温度依存电压，以不依存于温度的电压为基准来输出温度依存电压。例如，温度传感器26将PN结的正向电压作为温度依存电压进行输出。例如，将双极晶体管的基极-发射极间电压作为温度依存电压进行输出。不依存于温度的电压例如是带隙基准电压等。

处理电路24根据来自温度传感器26的温度检测信号ST测量环境温度，抑制由温度变动引起的振子10的振荡的频率变动，进行补偿振子10的频率温度特性的第1温度补偿处理，输出控制电压VC。通过根据该控制电压VC控制振荡电路22所具有的可变电容电路的电容值，实现了抑制由温度变动引起的振子10的振荡的频率变动并使其恒定的第1温度补偿处理。例如实现了使时钟信号CK1的频率偏差的绝对值例如成为1ppm以下的第1温度补偿处理。

这样，通过使用内置于电路装置20的温度传感器26进行第1温度补偿处理，能够实现振子10的频率温度特性的适当的温度补偿。例如，通过使用内置于电路装置20的温度传感器26，能够测量距离振子10不太远的场所的温度。由此，能够减小振子10的实际温度与由温度传感器26测量出的温度的差异，因此能够实现更适当的第1温度补偿处理。例如能够降低温度特性的滞后误差。

另外，在图2中，电路装置30被输入有基于电路装置20的温度传感器26的温度检测信号ST，并根据温度检测信号ST进行第2温度补偿处理。例如，温度检测信号ST经由电路装置20的信号输出端子输出，并经由电路装置30的信号输入端子输入到电路装置30。信号输出端子是电路装置20的例如焊盘，信号输入端子是电路装置30的例如焊盘。例如，来自电路装置20的温度检测信号ST被输入到电路装置30的处理电路34。然后，处理电路34根据温度检测信号ST进行第2温度补偿处理，将频率设定信号FSD输出到时钟信号生成电路32。时钟信号生成电路32根据来自电路装置20的时钟信号CK1，生成根据频率设定信号FSD设定的频率的时钟信号CK2。例如，时钟信号生成电路32将时钟信号CK1作为基准时钟信号，生成根据频率设定信号FSD设定的频率的时钟信号CK2。然后，从振荡器4输出所生成的时钟信号CK2。

这样，在图2中，电路装置30根据基于电路装置20的温度传感器26的温度检测信号ST，进行第2温度补偿处理。这样，能够根据来自相同温度传感器26的温度检测信号ST进行电路装置20中的第1温度补偿处理和电路装置30中的第2温度补偿处理，因此能够实现更适当的温度补偿处理。另外，通过使用内置于电路装置20的温度传感器26，能够使温度传感器26与电路装置30之间拉开距离。例如，温度传感器26与振子10之间的距离可以是比温度传感器26与电路装置30之间的距离近的距离。例如由于电路装置30进行数字方式的温度补偿处理，因此通过数字处理产生的热量变高。通过使这样的成为热源的电路装置30与温度传感器26之间的距离比振子10与温度传感器26之间的距离远，能够降低电路装置30产生的热所引起的不良影响。具体而言，能够大幅降低后述的温度特性的滞后误差，能够实现振荡器4的时钟频率的高精度化。

图3示出本实施方式的振荡器4的第2结构例。在图3中，电路装置30被输入有基于在电路装置20和电路装置30的外部设置的外部温度传感器27的温度检测信号ST，并根据温度检测信号ST进行第2温度补偿处理。例如，来自外部温度传感器27的温度检测信号ST经由电路装置30的信号输入端子输入到电路装置30。例如，来自外部温度传感器27的温度检测信号ST被输入到电路装置30的处理电路34。然后，处理电路34根据温度检测信号ST进行第2温度补偿处理，将频率设定信号FSD输出到时钟信号生成电路32。例如，处理电路34根据通过未图示的A/D转换电路对来自外部温度传感器27的温度检测信号进行A/D转换而得到的温度检测数据，进行第2温度补偿处理。时钟信号生成电路32根据来自电路装置20的时钟信号CK1，生成根据频率设定信号FSD设定的频率的时钟信号CK2。

外部温度传感器27例如安装在振荡器4的封装的内部。作为外部温度传感器27，例如可以使用通过热敏电阻等电路部件实现的各种温度检测元件。另外，电路装置20也可以根据来自外部温度传感器27的温度检测信号ST进行第1温度补偿处理，也可以根据来自内置于电路装置20的温度传感器26的温度检测信号ST进行第1温度补偿处理。另外，电路装置20可以使用内置的温度传感器26和外部温度传感器27的双方进行第1温度补偿处理。电路装置30也可以使用内置于电路装置20的温度传感器26和外部温度传感器27的双方进行第2温度补偿处理。

或者，电路装置30可以使用内置于电路装置30的温度传感器进行第2温度补偿处理。另外，也可以设置多个温度传感器来作为外部温度传感器27，并使用这些多个温度传感器进行第1温度补偿处理、第2温度补偿处理。或者，也可以在电路装置20、电路装置30中设置多个温度传感器，并使用这些多个温度传感器进行第1温度补偿处理、第2温度补偿处理。

这样，在图3中，根据来自外部温度传感器27的温度检测信号ST，进行第2温度补偿处理等温度补偿处理。这样，例如通过将外部温度传感器27配置在振子10的附近等，能够更适当地测量振子10的周围的温度。由此，能够实现更适当且高精度的温度补偿处理。例如通过在振荡器4的封装内设置多个温度传感器来作为外部温度传感器27，也能够实现更高精度的温度补偿处理。

图4示出本实施方式的振荡器4的第3结构例。在图4中，电路装置30包含存储学习完成模型的信息的存储部35。然后，处理电路34根据学习完成模型的信息进行第2温度补偿处理。例如，处理电路34根据温度检测信号ST和存储在存储部35中的学习完成模型的信息，进行第2温度补偿处理。然后，输出进行了温度补偿处理的频率设定信号FSD。存储部35例如能够通过非易失性存储器等半导体的存储器来实现。作为非易失性存储器，例如可以使用能够电擦除数据的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：电可擦可编程只读存储器)、使用了FAMOS(Floating gate Avalanche injection MOS：浮栅雪崩注入MOS)等的OTP(One Time Programmable：一次性可编程)的存储器等。

温度检测信号ST可以是来自内置于电路装置20的温度传感器26的温度检测信号，也可以是来自外部温度传感器27的温度检测信号。或者，温度检测信号ST也可以是来自内置于电路装置30的未图示的温度传感器的温度检测信号。或者，处理电路34也可以根据来自温度传感器26、外部温度传感器27等多个温度传感器的温度检测信号ST和存储在存储部35中的学习完成模型的信息，进行第2温度补偿处理。例如，存储部35存储以相对于温度测量结果得到对应的温度补偿值的方式进行机械学习而得的学习完成模型的信息。处理电路34进行根据温度检测信号ST和存储部35的学习完成模型的信息来求出与各温度对应的温度补偿值的第2温度补偿处理。在处理电路34进行神经网络运算的情况下，存储部35存储神经网络运算的加权系数的信息来作为学习完成模型的信息。处理电路34例如执行如下第2温度补偿处理：根据与温度检测信号ST对应的温度检测数据，从存储部35读出加权系数的信息，通过进行神经网络运算，从而求出与各温度对应的温度补偿值。

这样，通过使用学习完成模型的信息进行第2温度补偿处理，能够实现更准确且适当的第2温度补偿处理。例如在振荡器4的制造时或出厂时，将通过测量该振荡器4的频率温度特性而得到的学习完成模型的信息写入由非易失性存储器等实现的存储部35中并存储。例如在振荡器4的制造时或出厂时，一边使用恒温槽等使环境温度变化，一边测量各温度下的时钟信号的频率特性。然后，将根据测量结果而求出的学习完成模型的信息写入存储部35中并存储。例如监视各温度下的时钟频率和温度检测信号，将为了得到与各温度下的温度检测信号的值对应的适当的温度补偿值而进行了机械学习而得的学习完成模型的信息写入存储部35中并存储。这样，在振荡器4的实际动作时，处理电路34能够执行如下第2温度补偿处理：求出与来自温度传感器的温度检测信号对应的温度补偿数据。由此，能够实现将制造的工艺变动或电路特性的变动等影响抑制并消除的第2温度补偿处理。另外，本实施方式的振荡器4不限于图1～图4中说明的结构，可以进行各种变形实施。例如也可以进行利用1个半导体芯片来实现电路装置20和电路装置30那样的变形实施。另外，也可以在电路装置20上设置多个温度传感器、或者在电路装置30上设置1个或多个温度传感器，并将由分立部件实现的多个外部温度传感器设置在振荡器4上。另外，也可以在振荡器4出厂后更新学习完成模型的信息。另外，基于学习完成模型的信息的第2温度补偿处理只要是在安装有振荡器4的状态下进行动作即可。用于进行第2温度补偿处理的结构不一定与其他电路要素收纳在同一封装中，也可以设置在振荡器4的封装的外部。

2.温度补偿处理

接着，对本实施方式的温度补偿处理进行详细说明。例如在图5的频率温度特性中，横轴为温度，例如在-40℃以上且80℃以下、-40℃以上且105℃以下、或者在-40℃以上且125℃以下这样的温度范围内使温度变化。另外，纵轴是以ppb等单位表示的频率偏差。在以后的附图中也同样。

图5的A1是在以往的振荡器中从较低的温度上升到较高的温度时的频率温度特性，A2是从较高的温度下降到较低的温度时的频率温度特性。如图5的A1那样，在使温度上升时，由温度变动引起的频率变动比较小。但是，如A2那样，当在温度上升后使温度下降时，会产生滞后误差HYS。即，如果由于温度上升而使电路装置的IC的温度上升，则即使之后使温度下降，电路装置的温度也不会立即下降，而是保持较高。因此，当使用内置在电路装置中的温度传感器进行温度补偿处理时，由于按照与实际的振子的温度或环境的温度不同的温度检测信号进行温度补偿处理，因此，会产生图5所示的滞后误差HYS。另外，在图5中，还产生由温度测量结果的波动等引起的频率的微跳FJP。若产生这样的微跳FJP或滞后误差HYS，则难以使由温度变动引起的频率偏差收敛在作为振荡器的规格的频率允许误差内。

图6是产生频率的微跳的情况下的频率温度特性的例子。如图6所示，当产生较大的微跳时，频率温度特性的斜率恶化，振荡器的性能恶化。另一方面，如图7所示，通过抑制微跳，能够实现振荡器的时钟频率的高精度化。

图8的B1是石英振子等的振子10的频率温度特性。在温度补偿处理中，进行消除B1所示的振子10的频率温度特性的补偿处理。因此，如B2所示，需要在例如20ppm～40ppm这样的较大的校正范围内进行温度补偿处理。另一方面，使用了温度传感器的温度测量结果存在波动。

例如图8的TT是真值的温度，在温度测量结果中存在TL～TH所示那样的波动。该波动因外部气温的波动、温度传感器的检测偏差、向振子10进行热传递的时间差的偏差、温度检测信号的A/D转换的偏差等而产生。而且，如果产生TL～TH所示那样的温度检测结果的波动，则由该波动引起的校正误差ΔE1变大。例如当想要通过1次温度补偿处理在B2所示那样的较大的校正范围内补偿B1所示那样的振子10的频率温度特性时，因校正误差ΔE1而导致产生图5、图6所示那样的频率的微跳FJP。例如，作为数字方式的温度补偿处理的第2温度补偿处理是根据通过对温度检测信号进行A/D转换而得到的数字的温度检测数据来进行的。因此，存在温度检测信号的A/D转换中的量化误差，如果对图8的B1的频率温度特性直接进行第2温度补偿处理，则由该量化误差引起的校正误差如图8的ΔE1那样变大。

关于这一点，在本实施方式中，通过电路装置20进行粗调整的第1温度补偿处理。通过进行这样的第1温度补偿处理，如图8的B3所示，能够使由温度变动引起的时钟信号CK1的频率偏差的绝对值在-40℃以上且105℃以下的温度范围内例如成为1ppm以下。因此，即使在产生TL～TH所示那样的温度测量结果的波动的情况下，也能够使校正误差ΔE2非常小。即，在本实施方式中，将进行了粗调整的第1温度补偿处理后的时钟信号CK1输入到电路装置30，在电路装置30中进行微调整的第2温度补偿处理，生成时钟信号CK2。因此，由于向电路装置30输入图8的B3所示那样的频率温度特性的时钟信号CK1，因此，电路装置30不需要在B2所示那样的较大的校正范围内进行温度补偿处理，只要在较小的校正范围内进行温度补偿处理即可。因此，即使在温度测量结果产生波动的情况下，也能够减小校正误差ΔE2。

例如，由于能够如图8的ΔE2那样减小温度检测信号的A/D转换中的量化误差所引起的校正误差，因此，能够实现时钟频率的高精度化。例如能够使由温度变动引起的时钟信号CK2的频率偏差的绝对值比由温度变动引起的时钟信号CK1的频率偏差的绝对值充分小。由此，能够使时钟信号CK2的频率偏差的绝对值例如为100ppb以下。具体而言，如图9所示，能够使时钟信号CK2的频率偏差的绝对值为10ppb以下，能够实现时钟频率的高精度化。

另外，在本实施方式中，如图2所示，电路装置30根据电路装置20的温度传感器26的温度检测信号ST来进行第2温度补偿处理。这样，通过进行例如数字方式的第2温度补偿处理，即使在电路装置30发热的情况下，也能够抑制该发热的不良影响波及温度传感器26的温度检测结果。例如能够使温度传感器26与振子10之间的距离比温度传感器26与电路装置30之间的距离近，能够使用温度传感器26更适当地测量振子10的温度。例如由于能够使温度传感器26与电路装置30之间的距离变远，因此，能够抑制电路装置30发热的不良影响波及温度传感器26的温度检测结果。其结果，能够大幅降低在图5中说明的滞后误差HYS。例如，图10的C1是在本实施方式的振荡器4中从较低的温度上升到较高的温度时的频率温度特性，C2是从较高的温度下降到较低的温度时的频率温度特性。如图10所示，根据本实施方式的振荡器4，与图5相比，能够大幅降低滞后误差，能够实现振荡器4的时钟频率的高精度化。

3.电路装置

图11示出作为第1电路装置的电路装置20的第1结构例。如图11所示，电路装置20包含：振荡电路22，其通过使振子10振荡来生成时钟信号CK1；以及处理电路24，其进行第1温度补偿处理。另外，在图11中，电路装置20包含温度传感器26和存储部50。存储部50例如能够通过非易失性存储器等存储器来实现。

然后，在图11中，作为第1温度补偿处理，处理电路24生成补偿振子10的频率温度特性的温度补偿用的控制电压VC，并将控制电压VC输出到振荡电路。例如进行用于通过多项式近似来补偿振子10的频率温度特性的函数的产生处理来作为第1温度补偿处理，并将温度补偿用的控制电压VC输出到振荡电路22。并且，振荡电路22例如包含与振子10的一端电连接的可变电容电路，该可变电容电路的电容值根据控制电压VC来控制。由此，从电路装置20输出进行了第1温度补偿处理的时钟信号CK1。即，如图8的B3所示，输出了在-40℃以上且105℃以下的温度范围内由温度变动引起的频率偏差的绝对值成为1ppm以下的时钟信号CK1。

具体而言，处理电路24包含温度补偿电路28和控制电路29，温度补偿电路28包含函数产生电路52。控制电路29进行来自存储部50的数据的读出控制、温度补偿电路28的控制。函数产生电路52进行用于通过多项式近似来补偿振子10的频率温度特性的函数的产生处理。存储部50存储多项式近似中的多项式的系数数据。例如，函数产生电路52包含0次成分产生电路、1次成分产生电路、3次成分产生电路。另外，函数产生电路52可以包含高次成分产生电路。高次成分是4次以上的成分。0次成分产生电路根据从存储部50读出的0次成分用的系数数据，输出对振子10的频率温度特性的0次成分进行近似的0次成分信号。1次成分产生电路、3次成分产生电路、高次成分产生电路分别根据从存储部50读出的1次成分用、3次成分用、高次成分用的系数数据，输出对振子10的频率温度特性的1次成分进行近似的1次成分信号、对3次成分进行近似的3次成分信号、对高次成分进行近似的高次成分信号。然后，温度补偿电路28通过进行这些0次成分信号、1次成分信号、3次成分信号、高次成分信号的相加处理，生成用于补偿振子10的频率温度特性的控制电压VC。根据这样的结构的图11的电路装置20，能够实现使用了多项式近似的模拟方式的第1温度补偿处理。

图12示出了电路装置20的第2结构例。如图12所示，电路装置20包含：振荡电路22，其通过使振子10振荡来生成时钟信号CK1；以及处理电路24，其进行第1温度补偿处理。另外，在图12中，电路装置20包含温度传感器26、存储部57和A/D转换电路58。存储部57例如能够通过非易失性存储器等存储器来实现。A/D转换电路58进行来自温度传感器26的温度检测信号ST即温度检测电压的A/D转换，并将温度检测数据DT输出到处理电路24。然后，作为第1温度补偿处理，处理电路24生成对振子10的频率温度特性进行补偿的温度补偿用的控制电压VC，并将控制电压VC输出到振荡电路。并且，振荡电路22的可变电容电路的电容值根据控制电压VC而被控制，由此，从电路装置20输出进行了第1温度补偿处理的时钟信号CK1。

具体而言，处理电路24包含数字信号处理电路56和D/A转换电路54。数字信号处理电路56根据从存储部57读出的温度补偿处理用的系数数据，进行第1温度补偿处理。例如，数字信号处理电路56基于根据温度而变化的温度检测数据DT和多项式近似中的多项式的系数数据进行第1温度补偿处理，生成频率控制数据，该第1温度补偿处理用于即使在存在温度变化的情况下也使振子10的振荡频率恒定。然后，D/A转换电路54进行来自数字信号处理电路56的频率控制数据的D/A转换，并将温度补偿用的控制电压VC输出到振荡电路22。由此，从电路装置20输出进行了第1温度补偿处理的时钟信号CK1。

图13示出作为第2电路装置的电路装置30的第1结构例。在图13中，电路装置30包含时钟信号生成电路32、处理电路34、A/D转换电路60和寄存器62。A/D转换电路60进行温度检测信号ST的A/D转换，输出数字的温度检测数据DT。寄存器62存储分频比设定值VDIV。寄存器62例如可以通过触发器电路等来实现。或者也可以通过RAM等存储器来实现寄存器62。处理电路34根据温度检测数据DT进行第2温度补偿处理，并将分频比设定信号SDIV作为在图1～图4中说明的数字信号的频率设定信号FSD而输出到时钟信号生成电路32。例如，处理电路34根据来自A/D转换电路60的温度检测数据DT和来自寄存器62的分频比设定值VDIV，将用于生成进行了第2温度补偿处理后的时钟信号CK2的分频比设定信号SDIV输出到时钟信号生成电路32。

时钟信号生成电路32包含将时钟信号CK1作为基准时钟信号而输入的PLL电路40。PLL电路40例如是分数-N型的PLL电路。并且，在图1～图4中说明的频率设定信号FSD是PLL电路40所具有的分频电路48的分频比设定信号SDIV。分频电路48按照根据分频比设定信号SDIV而设定的分频比进行分频处理。

这样，在图13中，时钟信号生成电路32包含将时钟信号CK1作为基准时钟信号而输入的分数-N型的PLL电路40，分频比设定信号SDIV作为频率设定信号FSD而被输入到PLL电路40的分频电路48。这样，将进行第2温度补偿处理的分频比设定信号SDIV输入到PLL电路40的分频电路48，实现对时钟信号CK1的频率进行倍增的PLL动作，能够生成基于对时钟信号CK1的频率进行倍增后的信号的时钟信号CK2。由此，能够根据时钟信号CK1生成进行了第2温度补偿处理后的时钟信号CK2。另外，通过使用分数-N型的PLL电路40，不仅可以设定整数，还可以设定分数来作为PLL电路40的分频比，能够生成任意频率的时钟信号CK2。

接着，对图13的电路装置30的结构进行更详细的说明。在图13中，时钟信号生成电路32包含PLL电路40和输出电路33。

输出电路33根据PLL电路40所输出的时钟信号CKQ来输出时钟信号CK2。例如，输出电路33包含未图示的分频电路，通过利用该分频电路进行时钟信号CKQ的分频，能够可变地设定时钟信号CK2的频率。由此，能够将时钟信号CK2的频率设定为用户期望的频率。此外，输出电路33例如以LVDS(Low Voltage Differential Signaling：低压差分信号)、PECL(Positive Emitter Coupled Logic：正射极耦合逻辑)、HCSL(High Speed CurrentSteering Logic：高速电流驱动逻辑)、或者差动的CMOS(Complementary MOS：互补MOS)等信号形式将时钟信号CK2输出到外部。例如，输出电路33可以是能够以LVDS、PECL、HCSL和差动的CMOS中的至少2个信号形式输出时钟信号CK2的电路。在这种情况下，输出电路33以通过处理电路34设定的信号形式输出时钟信号CK2。

PLL电路40将时钟信号CK1作为基准时钟信号而输入，进行PLL(Phase LockedLoop：锁相环)的动作。例如，PLL电路40生成将时钟信号CK1的频率倍增后的频率的时钟信号CKQ。即，生成与时钟信号CK1相位同步的高精度的时钟信号CKQ。PLL电路40包含相位比较电路42、控制电压生成电路44、电压控制振荡电路46和分频电路48。

相位比较电路42进行作为基准时钟信号的时钟信号CK1与反馈时钟信号FBCK之间的相位比较。例如，相位比较电路42对时钟信号CK1与反馈时钟信号FBCK的相位进行比较，并将对应于时钟信号CK1与反馈时钟信号FBCK的相位差的信号CQ作为相位比较结果的信号而输出。与相位差对应的信号CQ例如是与相位差成比例的脉冲宽度的脉冲信号。

控制电压生成电路44根据相位比较电路42中的相位比较的结果，生成控制电压VC2。例如，控制电压生成电路44根据来自相位比较电路42的相位比较结果的信号CQ，进行电荷泵动作或滤波处理，生成对电压控制振荡电路46的振荡进行控制的控制电压VC2。

作为VCO(Voltage controlled oscillator：电压控制振荡器)的电压控制振荡电路46生成与控制电压VC2对应的频率的时钟信号CKQ。例如根据来自控制电压生成电路44的控制电压VC2进行振荡动作，生成时钟信号CKQ。例如，电压控制振荡电路46通过振荡动作生成根据控制电压VC2而变化的频率的时钟信号CKQ。作为一例，电压控制振荡电路46具有变容二极管等可变电容元件，该可变电容元件的电容根据控制电压VC2而变化，由此，作为通过电压控制振荡电路46的振荡动作而生成的振荡信号的时钟信号CKQ的频率发生变化。另外，作为电压控制振荡电路46，例如可以采用使用电感器的LC振荡电路等。

分频电路48对时钟信号CKQ进行分频并输出反馈时钟信号FBCK。例如，分频电路48将按照根据分频比设定信号SDIV设定的分频比对时钟信号CKQ的频率进行分频后的频率的信号作为反馈时钟信号FBCK而输出。例如，在将电压控制振荡电路46的振荡频率设为fvco、将分频电路48的分频动作的分频比设为DIV的情况下，反馈时钟信号FBCK的频率成为fvco/DIV。然后，相位比较电路42如上述那样进行时钟信号CK1与来自分频电路48的反馈时钟信号FBCK的相位比较。

通过使用这样的具有相位比较电路42、控制电压生成电路44、电压控制振荡电路46、分频电路48的结构的PLL电路40，能够生成与时钟信号CK1相位同步的时钟信号CKQ，从而生成并输出基于时钟信号CKQ的高精度的时钟信号CK2。

另外，在本实施方式中，处理电路34包含Δ-∑调制电路36和运算电路38。通过该Δ-∑调制电路36进行Δ-∑调制，由此，PLL电路40作为分数-N型的PLL电路进行动作。另外，运算电路38根据来自A/D转换电路60的温度检测数据DT和来自寄存器62的分频比设定值VDIV，进行第2温度补偿处理。分频比设定值VDIV是用于设定PLL电路40的分频比的数据。Δ-∑调制电路36对作为运算电路38的运算结果的运算值进行Δ-∑调制，输出设定分频电路48的分频比的分频比设定信号SDIV。

例如，在图13中，由分频电路48和Δ-∑调制电路36构成分数分频器。分数分频器将PLL电路40的倍增率的倒数作为分频比对时钟信号CKQ进行分频，并将分频后的时钟信号作为反馈时钟信号FBCK输出到相位比较电路42。Δ-∑调制电路36对分频比的小数部的值进行Δ-∑调制，生成作为整数的调制值。例如，Δ-∑调制电路36进行3次或4次的Δ-∑调制处理。并且，分频比的整数部的值与调制值的相加值作为分频比设定信号SDIV而被设定于分频电路48。由此，实现了分数-N型的PLL电路40。

具体而言，Δ-∑调制电路36进行将分数分频比L/M积分并量化的Δ-∑调制，生成Δ-∑调制信号。并且，Δ-∑调制电路36进行对Δ-∑调制信号与整数分频比N进行加减运算的处理，并将加减运算后的输出信号输入到分频电路48。该加减运算后的输出信号的整数分频比N附近的范围的多个整数分频比按时间序列变化，其时间平均值与N+L/M一致。该N+L/M根据来自处理电路34的分频比设定信号SDIV来设定。例如，如上所述，将时钟信号CKQ的频率设为fvco、将时钟信号CK1和反馈时钟信号FBCK的频率即相位比较频率设为fpfd。在该情况下，在作为基准时钟信号的时钟信号CK1的相位与反馈时钟信号FBCK的相位同步的稳定状态下，fvco＝(N+L/M)×fpfd的关系式成立。通过使用这样的结构的分数-N型的PLL电路40，能够生成按照由N+L/M表示的分频比将时钟信号CK1倍增后的时钟信号CKQ。

运算电路38根据温度检测数据DT进行第2温度补偿处理，生成温度补偿值。然后，运算电路38进行分频比设定值VDIV与温度补偿值的相加处理，求出运算值，并将求出的运算值作为运算结果输出到Δ-∑调制器电路36。Δ-∑调制电路36对该运算值进行Δ-∑调制，生成分频比设定信号SDIV并输出到分频电路48。

这样，能够实现分数分频器，并且能够实现抑制由温度变化引起的时钟信号CK2的频率的变动的第2温度补偿处理。而且，根据本实施方式，能够通过处理电路34中的数字运算处理一并执行实现分数分频器的分数分频处理和温度补偿处理。因此，能够在抑制电路装置30的电路规模的增加等的同时，实现分数分频处理和温度补偿处理。

图14示出电路装置30的第2结构例。图14与图13的不同之处在于，在图14中，处理电路34具有神经网络运算电路39，存储部35存储神经网络运算用的学习完成模型的信息。即，图14对应于图4中说明的结构例，电路装置30包含存储学习完成模型的信息的存储部35，处理电路34根据学习完成模型进行第2温度补偿处理。另外，在根据学习完成模型进行第2温度补偿处理的情况下，优选根据来自多个温度传感器的温度检测信号进行神经网络运算。例如根据来自设置在电路装置20中的1个或多个温度传感器26、1个或多个外部温度传感器27、或者设置在电路装置30中的1个或多个温度传感器等的温度检测信号进行神经网络运算。

神经网络是在计算机上模拟脑功能的数学模型，其具有输入层、中间层和输出层。输入层是输出输入值的神经元。在中间层以后的各神经元中，进行模拟在脑中传递作为电信号的信息的情况的运算。在脑中，信息的传递容易程度根据突触的结合强度而变化，因此在神经网络中用权重来表现该结合强度。另外，在神经元中的运算中，使用作为非线性函数的激活函数。作为激活函数，例如使用ReLU函数或S型函数等。然后，在各个神经元中，进行使用权重对与该神经元连接的前1层的各神经元的输出进行积和的运算，将偏置相加来进行应用激活函数的运算。然后，输出层中的运算结果成为该神经网络的输出。

在神经网络中，为了从输入得到期望的输出，需要设定适当的权重和偏置。另外，以下，也将权重记作加权系数。在加权系数中也可以包含偏置。在学习中，预先准备将输入与该输入下的正确的输出对应起来的数据集。正确的输出是教师数据。神经网络的学习处理可以被认为是根据该数据集求出最可靠的加权系数的处理。作为神经网络的学习处理，例如可以使用误差逆传播法等。在误差逆传播法中，通过反复进行前向传播和反向传播来更新参数。这里的参数是指加权系数。

而且，在本实施方式中，神经网络的输入是温度检测数据。在该情况下，优选将多个温度传感器的多个温度检测数据作为输入。另外，在存储部35中，例如存储有神经网络的加权系数的信息来作为学习完成模型的信息。学习完成模型具有输入层、中间层和输出层，根据将温度检测数据与温度补偿值对应起来的数据集，来设定加权系数的信息。神经网络运算电路39将温度检测数据作为学习完成模型的输入层的输入，基于存储在存储部35中的加权系数的信息进行运算，以输出温度补偿值来作为学习完成模型的输出层的输出的方式进行神经网络运算。在这种情况下，例如在制造、出厂时的学习阶段，测定各温度下的时钟频率，并根据测定出的时钟频率，求出用于使时钟频率相对于温度变化恒定的温度补偿值。然后，根据将温度补偿值和与各温度对应的温度检测数据对应起来的数据集，设定加权系数的信息，并将其作为学习完成模型的信息写入存储部35。由此，能够实现基于学习完成模型的第2温度补偿处理。

另外，本实施方式中的机械学习并不限定于使用神经网络的方法，例如可以应用SVM(support vector machine：支持向量机)等众所周知的各种方式的机械学习、或者发展这些方式而得的方式的机械学习。

如图14所示，通过基于学习完成模型的神经网络运算进行第2温度补偿处理，由此，能够实现更准确且适当的第2温度补偿处理。例如能够实现抑制了由制造的工艺变动或电路特性的变动引起的不良影响的第2温度补偿处理。

图15示出了电路装置30的第3结构例。在图15中，时钟信号生成电路32包含直接数字合成器68。直接数字合成器68将时钟信号CK1作为基准时钟信号，生成根据频率设定信号FSD设定的频率的时钟信号CK2。

具体而言，在图15中，处理电路34包含运算电路64和加法器66。向运算电路64输入通过利用A/D转换电路60对温度检测信号ST进行A/D转换而得到的温度检测数据DT。然后，运算电路64进行根据温度检测数据DT求出温度补偿值的运算处理，并将温度补偿值输出到加法器66。该情况下的温度补偿值的运算处理也可以通过图4、图14中说明的基于学习完成模型的神经网络运算等运算处理来实现。然后，加法器66进行对频率设定值VFSD加法计算温度补偿值的处理，将频率设定信号FSD输出到时钟信号生成电路32。时钟信号生成电路32的直接数字合成器68生成根据频率设定信号FSD设定的频率的时钟信号CK2。输出电路33将生成的时钟信号CK2以LVDS、PECL、HCSL或差动的CMOS等信号形式输出到外部。

直接数字合成器68是根据基准时钟信号以数字方式生成任意频率的时钟信号的电路。这里，基准时钟信号是时钟信号CK1。直接数字合成器68包含例如作为累积块的相位累加器和波形信号生成电路。相位累加器与基准时钟信号同步地对累积设定值进行累积来作为1个循环的动作。根据该累积设定值来设定时钟频率。波形信号生成电路例如可以包含波形存储器和D/A转换电路。相位累加器中的累积结果成为波形存储器的地址，由此生成与频率设定信号FSD对应的时钟频率的时钟波形。

通过使用图15那样的直接数字合成器68，能够生成根据频率设定值VFSD设定的任意频率的时钟信号CK2。然后，通过处理电路34进行第2温度补偿处理，能够生成温度补偿后的高精度的时钟信号CK2。

4.振荡器的构造例

接着，对振荡器4的构造例进行说明。图16示出振荡器4的第1构造例。图16是示意性地示出振荡器4的构造的剖视图。在本实施方式中，振荡器4包含振子10、电路装置20和电路装置30。此外，振荡器4包含收纳振子10和电路装置20的封装15以及收纳封装15和电路装置30的封装5。封装15、封装5分别是第1封装、第2封装。第1封装、第2封装也可以称为第1容器、第2容器。

并且，在本实施方式中，收纳在封装15中的电路装置20进行第1温度补偿处理，收纳在封装5中的电路装置30进行第2温度补偿处理。例如，通过将振子10和电路装置20收纳在封装15中，例如构成了进行模拟方式的第1温度补偿处理的温度补偿型的振荡器14。而且，通过将进行模拟方式的第1温度补偿处理的振荡器14和进行数字方式的第2温度补偿处理的电路装置30收纳在封装5中，构成了生成高精度的时钟信号的振荡器4。电路装置30也可以称为以数字方式进行微调整的第2温度补偿处理的校正IC。

具体而言，封装5例如由陶瓷等形成，在其内侧具有收纳空间。在该收纳空间中收纳有振荡器14和电路装置30，该振荡器14在封装15中收纳有振子10和电路装置20。收纳空间被气密密封，优选成为接近真空的状态即减压状态。通过封装5，能够适当地保护电路装置30和振荡器14不受冲击、尘埃、热、湿气等的影响。

封装5具有基座6和盖7。具体而言，封装5由基座6和盖7构成，该基座6支承振荡器14和电路装置30，该盖7以在盖7与基座6之间形成收纳空间的方式与基座6的上表面接合。基座6在其内侧具有在上表面开口的第1凹部和在第1凹部的底面开口的第2凹部。电路装置30支承在第1凹部的底面上。例如，电路装置30经由端子电极而支承在底面的台阶部上。另外，振荡器14支承在第2凹部的底面上。例如，振荡器14经由端子电极而支承在底面的台阶部上。另外，基座6具有在第2凹部的底面开口的第3凹部，在该第3凹部中配置电路部件12。作为配置的电路部件12，例如可以假定电容器、图3中说明的外部温度传感器27等。

电路装置30例如经由接合线BW、形成于台阶部的端子电极、封装5的内部布线而与振荡器14的端子电连接。由此，能够将来自振荡器14的时钟信号CK1、温度检测信号ST输入到电路装置30。另外，电路装置30经由接合线BW、形成于台阶部的端子电极、封装5的内部布线而与振荡器4的外部端子8、9电连接。外部端子8、9形成在封装5的外侧底面上。外部端子8、9经由外部布线而与外部器件连接。外部布线例如是在安装有外部器件的电路基板上形成的布线等。由此，能够实现电路装置30与外部器件之间的电连接，能够对外部器件输出时钟信号CK2等。另外，也可以将振荡器14的端子与外部端子8、9电连接。

在图16中，振荡器14配置在电路装置30的下方。例如，将与电路装置30的基板垂直且朝向封装5的底面的方向设为DA1、将与方向DA1垂直的方向设为方向DA2。电路装置30的基板是半导体基板。在这种情况下，振荡器14配置在电路装置30的方向DA1上。电路部件12配置在振荡器14的方向DA1上。电路装置30以方向DA2作为基板的长度方向而配置。

而且，在图15中，电路装置30根据温度传感器26的温度检测信号ST进行第1温度补偿处理，温度传感器26与振子10之间的距离L1比温度传感器26与电路装置30之间的距离L2近。例如，温度传感器26形成在作为半导体芯片的电路装置20上，振子10以其主面与电路装置20的主面对置的方式配置。并且，距离L1是方向DA1上的温度传感器26与振子10之间的距离，例如是方向DA1上的温度传感器26与振子10之间的最短距离。另外，距离L2是方向DA1上的温度传感器26与电路装置30之间的距离，例如是方向DA1上的温度传感器26与电路装置30之间的最短距离。

这样，通过使距离L1比距离L2短，能够利用温度传感器26更准确地测量振子10的温度。例如，电路装置30进行数字方式的第2温度补偿处理、或者通过PLL电路40或直接数字合成器68生成高速的时钟信号，因此，成为产生较高热量的发热源。因此，若电路装置30与温度传感器26之间的距离L2较短，则来自作为发热源的电路装置30的热会给温度传感器26对振子10的温度测量带来不良影响。

关于这一点，在本实施方式中，由于距离L1较短、距离L2较长，因此能够降低电路装置30的发热对温度测量带来的不良影响。进而，在本实施方式中，通过将振子10和电路装置20收纳在封装15中，能够利用封装15对来自电路装置30的热传递进行热阻断。因此，能够进一步降低电路装置30的发热对温度测量带来的不良影响。由此，如图10所示，能够大幅降低滞后误差。

图17示出振荡器4的第2构造例。在图17中，在封装5的底面配置有校正用的电路装置30，在电路装置30的上方配置有振荡器14。例如，在图16中，在作为电路装置30的下方的方向DA1上配置有振荡器14，但在图17中，在方向DA1的相反方向上配置有振荡器14。另外，在图17中，振荡器14配置成上下方向与图16相反，振荡器14的底面的端子经由接合线BW而与电路装置30的作为焊盘的端子电连接。另外，电路装置30的端子经由接合线BW、端子电极、封装5的内部布线而与外部端子8、9电连接。而且，在图17的第2构造例中，温度传感器26与振子10之间的距离L1也比温度传感器26与电路装置30之间的距离L2近。由此，能够利用温度传感器26准确地测量振子10的温度。

图18示出振荡器4的第3构造例。在图18中，在振荡器14的方向DA2上配置有电路装置30。例如，在振荡器4的俯视图中，振荡器14与电路装置30以在方向DA2上排列的方式配置。而且，在图18的第3构造例中，温度传感器26与振子10之间的距离L1也比温度传感器26与电路装置30之间的距离L2近，能够利用温度传感器26准确地测量振子10的温度。另外，从振荡器4的紧凑化的观点出发，与图18的第3构造例相比，优选图16的第1构造例、图17的第2构造例。

图19示出振荡器14的构造例。振荡器14具有振子10、电路装置20以及收纳振子10和电路装置20的封装15。封装15例如由陶瓷等形成，在其内侧具有收纳空间，在该收纳空间中收纳有振子10和电路装置20。收纳空间被气密密封，优选成为接近真空的状态即减压状态。通过封装15，能够适当地保护振子10和电路装置20不受冲击、尘埃、热、湿气等的影响。

封装15具有基座16和盖17。具体而言，封装15由基座16和盖17构成，该基座16支承振子10和电路装置20，该盖17以在盖17与基座16之间形成收纳空间的方式与基座16的上表面接合。并且，振子10经由端子电极而被支承于设置在基座16的内侧的台阶部。另外，电路装置20配置在基座16的内侧底面。具体而言，电路装置20以有源面朝向基座16的内侧底面的方式配置。有源面是电路装置20的形成电路元件的面。另外，在电路装置20的作为焊盘的端子上形成有凸块BMP。而且，电路装置20经由导电性的凸块BMP支承于基座16的内侧底面。导电性的凸块BMP例如是金属凸块，经由该凸块BMP、封装15的内部布线、端子电极等将振子10与电路装置20电连接。另外，电路装置20经由凸块BMP、封装15的内部布线而与振荡器14的外部端子18、19电连接。外部端子18、19形成在封装15的外侧底面上。而且，如图16、图17、图18所示，振荡器14的外部端子18、19经由接合线BW、内部布线、端子电极而与电路装置30电连接。由此，能够将来自振荡器14的时钟信号CK1、温度检测信号ST输入到电路装置30。

另外，在图19中，以电路装置20的有源面朝向下方的方式倒装安装电路装置20，但本实施方式并不限定于这样的安装。例如，可以以电路装置20的有源面朝向上方的方式安装电路装置20。即，以有源面与振子10对置的方式安装电路装置20。根据该安装，如图16、图17、图18所示，形成在电路装置20的有源面上的温度传感器26与振子10对置。另外，以上对将振子10和电路装置20收纳在振荡器14的封装15中并将振荡器14和电路装置30收纳在封装5中的双屏蔽构造进行了说明。但是，本实施方式的振荡器4的构造并不限定于此，能够进行各种变形实施。例如，也可以采用将振子10、电路装置20和电路装置30收纳在1个封装5中的单屏蔽构造。

5.电子设备、移动体

图20示出包含本实施方式的振荡器4的电子设备500的结构例。电子设备500包含振荡器4和根据来自振荡器4的时钟信号CK2而动作的处理装置520。并且，电子设备500还能够包含天线ANT、通信接口510、操作界面530、显示部540以及存储器550。另外，电子设备500不限于图20的结构，能够进行省略它们的一部分的结构要素、或追加其他结构要素等的各种变形实施。

电子设备500例如可以是基站或路由器等网络相关设备、测量距离、时间、流速或流量等物理量的高精度的测量设备、测定生物体信息的生物体信息测定设备或车载设备等。生物体信息测定设备例如是超声波测定装置、脉搏计或血压测定装置等。车载设备是自动驾驶用的设备等。并且，电子设备500也可以是头部佩戴型显示装置或时钟相关设备等可穿戴设备、机器人、印刷装置、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、或者数码照相机或摄像机等影像设备等。

另外，作为电子设备500，存在用于5G等下一代移动通信系统的设备。例如，可以在下一代移动通信系统的基站、射频拉远头(RRH：Remote Radio Head)或便携通信终端等各种设备中使用本实施方式的振荡器4。在下一代移动通信系统中，为了时刻同步等而要求高精度的时钟频率，例如能够实现10ppb以下的频率偏差的本实施方式的振荡器4的应用例是优选的。

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。作为处理器的处理装置520进行电子设备500的控制处理、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的功能例如能够通过微型计算机等处理器实现。操作界面530用于供用户进行输入操作，能够通过操作按钮或触摸板显示器等实现。显示部540显示各种信息，能够通过液晶或有机EL等显示器实现。存储器550存储数据，其功能能够通过RAM或ROM等半导体存储器实现。

图21示出包含本实施方式的振荡器4的移动体的例子。移动体包含振荡器4和根据来自振荡器4的时钟信号CK2而动作的处理装置220。本实施方式的振荡器4例如能够组装到车、飞机、摩托车、自行车或船舶等各种移动体中。移动体例如是具有发动机或电动机等驱动机构、方向盘或舵等转向机构、各种电子设备并在地面上或天空或海上移动的设备/装置。图21概略地示出作为移动体的具体例的汽车206。在汽车206中组装有本实施方式的振荡器4。控制装置208包含振荡器4和根据由振荡器4生成的时钟信号CK2而动作的处理装置220。控制装置208例如根据车体207的姿态对悬架的软硬进行控制、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的自动驾驶。另外，组装有本实施方式的振荡器4的设备并不限于这样的控制装置208，也能够组装到在汽车206等移动体中设置的仪表面板设备或导航设备等各种车载设备中。

如以上说明的那样，本实施方式的振荡器包含振子、与振子电连接的第1电路装置和第2电路装置。第1电路装置通过使振子振荡而生成第1时钟信号，并且进行对第1时钟信号的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理。第2电路装置被输入来自第1电路装置的第1时钟信号，根据第1时钟信号生成第2时钟信号，并且进行对第2时钟信号的频率进行温度补偿的第2温度补偿处理。

根据本实施方式，通过使振子振荡的第1电路装置进行第1温度补偿处理，能够减小从第1电路装置输出的第1时钟信号的频率温度特性下的频率变动量。并且，第2电路装置在根据来自第1电路装置的第1时钟信号生成第2时钟信号时进行第2温度补偿处理。这样，在通过第1电路装置进行了第1温度补偿处理之后，通过第2电路装置进行第2温度补偿处理，由此，能够减小以温度测量结果的波动等为原因的频率的微跳等，能够实现振荡器的时钟频率的高精度化等。

另外，也可以是，第1电路装置具有温度传感器，并根据温度传感器的温度检测信号进行第1温度补偿处理。

这样，通过使用内置于第1电路装置的温度传感器进行第1温度补偿处理，能够实现振子的频率温度特性的适当的温度补偿。

另外，在本实施方式中，也可以是，温度传感器与振子之间的距离比温度传感器与第2电路装置之间的距离短。

这样，通过使温度传感器与振子之间的距离比温度传感器与第2电路装置之间的距离近，能够使用温度传感器更准确地测量振子的温度。

另外，在本实施方式中，也可以是，第2电路装置被输入温度传感器的温度检测信号，并根据温度检测信号进行第2温度补偿处理。

这样，能够根据来自相同的温度传感器的温度检测信号进行第1电路装置中的第1温度补偿处理和第2电路装置中的第2温度补偿处理，因此能够实现更适当的温度补偿处理。

另外，在本实施方式中，也可以是，第2电路装置被输入设置于第1电路装置和第2电路装置的外部的外部温度传感器的温度检测信号，并根据温度检测信号进行第2温度补偿处理。

这样，通过将外部温度传感器配置在适合于测量温度的场所等，能够进行适当的温度测量。

另外，在本实施方式中，也可以是，由温度变动引起的第2时钟信号的频率偏差的绝对值比由温度变动引起的第1时钟信号的频率偏差的绝对值小。

这样，在粗调整的第1温度补偿处理之后进行微调整的第2温度补偿处理，能够从振荡器输出频率偏差的绝对值小的高精度的第2时钟信号。

另外，在本实施方式中，也可以是，在-40℃以上且105℃以下的温度范围内由温度变动引起的第1时钟信号的频率偏差的绝对值为1ppm以下。

这样，将进行了使频率偏差的绝对值例如成为1ppm以下的粗调整的第1温度补偿处理的第1时钟信号输入到第2电路装置，在第2电路装置中进行第2温度补偿处理，能够生成高精度的第2时钟信号。

另外，在本实施方式中，也可以是，第1电路装置包含：振荡电路，其通过使振子振荡而生成第1时钟信号；以及第1处理电路，其进行第1温度补偿处理。另外，也可以是，第2电路装置包含：时钟信号生成电路，其根据来自第1电路装置的第1时钟信号，生成根据频率设定信号设定的频率的第2时钟信号；以及第2处理电路，其输出频率设定信号。

通过采用这样的结构，能够使第1电路装置进行使振子振荡而生成第1时钟信号的处理和对第1时钟信号的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理。另外，能够使第2电路装置进行根据第1时钟信号生成第2时钟信号的处理和对第2时钟信号的频率进行温度补偿的第2温度补偿处理。

另外，在本实施方式中，也可以是，作为第1温度补偿处理，第1处理电路生成对振子的频率温度特性进行补偿的温度补偿用的控制电压，并将控制电压输出到振荡电路。另外，也可以是，作为第2温度补偿处理，第2处理电路将作为数字信号的频率设定信号输出到时钟信号生成电路。

这样，根据通过第1温度补偿处理生成的控制电压来控制振荡电路的振荡频率，由此，能够生成进行了补偿振子的频率温度特性的第1温度补偿处理的第1时钟信号。并且，通过将该第1时钟信号和通过第2温度补偿处理生成的频率设定信号输入到时钟信号生成电路，能够生成进行了第2温度补偿处理的第2时钟信号。

另外，在本实施方式中，也可以是，第2电路装置包含存储学习完成模型的信息的存储部，第2处理电路根据学习完成模型的信息进行第2温度补偿处理。

这样，通过使用学习完成模型的信息进行第2温度补偿处理，能够实现更准确且适当的第2温度补偿处理。

另外，在本实施方式中，也可以是，时钟信号生成电路包含将第1时钟信号作为基准时钟信号而输入的分数-N型的PLL电路，频率设定信号是PLL电路所具有的分频电路的分频比数据。

这样，将进行了第2温度补偿处理的分频比设定信号设定在PLL电路的分频电路中，能够基于将第1时钟信号的频率倍增后的信号生成第2时钟信号，能够根据第1时钟信号生成进行了第2温度补偿处理的第2时钟信号。

另外，在本实施方式中，也可以是，PLL电路包含：相位比较电路，其进行作为基准时钟信号的第1时钟信号与来自分频电路的反馈时钟信号的相位比较；控制电压生成电路，其根据相位比较的结果生成控制电压；以及电压控制振荡电路，其生成与控制电压对应的频率的时钟信号。

通过使用这种结构的PLL电路，能够生成与第1时钟信号相位同步的PLL的时钟信号，并生成基于该PLL的时钟信号的高精度的第2时钟信号。

另外，在本实施方式中，也可以是，时钟信号生成电路包含直接数字合成器，该直接数字合成器以第1时钟信号作为基准时钟信号，生成根据频率设定信号设定的频率的第2时钟信号。

通过使用这样的直接数字合成器，能够生成根据频率设定信号设定的任意频率的第2时钟信号。而且，通过处理电路进行第2温度补偿处理，能够生成温度补偿后的高精度的第2时钟信号。

另外，在本实施方式中，也可以是，包含有收纳振子和第1电路装置的第1封装以及收纳第1封装和第2电路装置的第2封装。

这样，通过将振子和第1电路装置收纳在第1封装中，能够通过第1封装对来自例如第2电路装置等的第1封装的外部的热源的热传递进行热阻断，能够降低来自第1封装的外部的热源的热对温度测量带来的不良影响。

另外，本实施方式涉及包含上述记载的振荡器以及根据来自振荡器的第2时钟信号进行动作的处理装置的电子设备。

另外，本实施方式涉及包含上述记载的振荡器以及根据来自振荡器的第2时钟信号进行动作的处理装置的移动体。

另外，如上述那样对本实施方式进行了详细说明，但本领域技术人员可以容易地理解，能够实现实质上不脱离本公开的新事项和效果的多种变形。因此，所有这样的变形例都包含在本公开的范围内。例如，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在说明书或附图的任何位置中可置换为该不同的用语。另外，本实施方式和变形例的全部组合也包含在本公开的范围内。另外，振荡器、振子、第1电路装置、第2电路装置、振荡电路、第1处理电路、时钟信号生成电路、第2处理电路、电子设备、移动体的结构、动作等也不限于在本实施方式中说明的结构、动作等，能够实施各种变形。

Claims (14)

1.一种振荡器，其特征在于，

该振荡器包含：

振子；

第1电路装置，其与所述振子电连接；

第2电路装置；

第1封装，其具有第1基座和第1盖；以及

第2封装，其具有第2基座和第2盖，

所述第1电路装置通过使所述振子振荡而生成第1时钟信号，并且进行对所述第1时钟信号的频率进行温度补偿的第1温度补偿处理，

所述第1电路装置具有温度传感器，并且根据所述温度传感器的温度检测信号进行所述第1温度补偿处理，

所述第2电路装置被输入来自所述第1电路装置的所述第1时钟信号，根据所述第1时钟信号生成第2时钟信号，并且进行对所述第2时钟信号的频率进行温度补偿的第2温度补偿处理，

所述第1封装收纳所述振子和所述温度传感器，

所述第2封装收纳所述第1封装和所述第2电路装置。

2.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，

所述温度传感器与所述振子之间的距离比所述温度传感器与所述第2电路装置之间的距离近。

3.根据权利要求1或2所述的振荡器，其特征在于，

所述第2电路装置被输入所述温度传感器的所述温度检测信号，根据所述温度检测信号进行所述第2温度补偿处理。

4.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，

所述第2电路装置被输入来自设置于所述第1电路装置和所述第2电路装置的外部的外部温度传感器的温度检测信号，并根据所述温度检测信号进行所述第2温度补偿处理。

5.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，

由温度变动引起的所述第2时钟信号的频率偏差的绝对值比由所述温度变动引起的所述第1时钟信号的频率偏差的绝对值小。

6.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，

由温度变动引起的所述第1时钟信号的频率偏差的绝对值在-40℃以上且105℃以下的温度范围内为1ppm以下。

7.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，

所述第1电路装置包含：

振荡电路，其通过使所述振子振荡而生成所述第1时钟信号；以及

第1处理电路，其进行所述第1温度补偿处理，

所述第2电路装置包含：

时钟信号生成电路，其根据来自所述第1电路装置的所述第1时钟信号，生成根据频率设定信号设定的频率的所述第2时钟信号；以及

第2处理电路，其输出所述频率设定信号。

8.根据权利要求7所述的振荡器，其特征在于，

作为所述第1温度补偿处理，所述第1处理电路生成对所述振子的频率温度特性进行补偿的温度补偿用的控制电压，并将所述控制电压输出到所述振荡电路，

作为所述第2温度补偿处理，所述第2处理电路将作为数字信号的所述频率设定信号输出到所述时钟信号生成电路。

9.根据权利要求7所述的振荡器，其特征在于，

所述第2电路装置包含存储学习完成模型的信息的存储部，

所述第2处理电路根据所述学习完成模型的信息进行所述第2温度补偿处理。

10.根据权利要求7所述的振荡器，其特征在于，

所述时钟信号生成电路包含将所述第1时钟信号作为基准时钟信号而输入的分数-N型的PLL电路，

所述频率设定信号是所述PLL电路所具有的分频电路的分频比数据。

11.根据权利要求10所述的振荡器，其特征在于，

所述PLL电路包含：

相位比较电路，其进行作为所述基准时钟信号的所述第1时钟信号与来自所述分频电路的反馈时钟信号的相位比较；

控制电压生成电路，其根据所述相位比较的结果，生成控制电压；以及

电压控制振荡电路，其生成与所述控制电压对应的频率的时钟信号。

12.根据权利要求7所述的振荡器，其特征在于，

所述时钟信号生成电路包含直接数字合成器，该直接数字合成器将所述第1时钟信号作为基准时钟信号，生成根据所述频率设定信号设定的频率的所述第2时钟信号。

13.一种电子设备，其特征在于，

该电子设备包含：

权利要求1至12中的任意一项所述的振荡器；以及

处理装置，其根据来自所述振荡器的所述第2时钟信号进行动作。

14.一种移动体，其特征在于，

该移动体包含：

权利要求1至12中的任意一项所述的振荡器；以及

处理装置，其根据来自所述振荡器的所述第2时钟信号进行动作。