CN1341995A

CN1341995A - 振荡器和振荡器的控制方法

Info

Publication number: CN1341995A
Application number: CN01124634A
Authority: CN
Inventors: 小林祥宏; 远藤高志
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2002-03-27
Also published as: EP1179886A2; DE60123347T8; EP1179886A3; HK1044863A1; EP1179886B1; US20020017961A1; US6670860B2; JP4228527B2; DE60123347T2; DE60123347D1; JP2002043845A

Abstract

一种振荡器及其控制方法,提供用低电力驱动时也可以可靠地发生振荡的振荡器和振荡器的控制方法。振荡器(10)在压电振荡电路(2)正常地发生振荡之前,通过以施密特触发振荡电路(32)的半周期间隔控制开关(31)的通/断、反复进行压电振荡电路(2)的起动控制和起动停止控制,增多发生压电振荡电路(2)的振荡振幅成长的过渡响应的机会,从而使之可靠地发生振荡。

Description

振荡器和振荡器的控制方法

技术领域

本发明涉及振荡器和振荡器的控制方法，特别是实现节电的手机等电子仪器使用的振荡器和振荡器的控制方法。

背景技术

近年来的电子仪器，为了实现节电，都降低了电源电压或电路的驱动电压，所以，这种电子仪器使用的振荡器与以往的电子仪器相比，大多用低的电力进行驱动。

但是，在振荡器中，驱动振荡器的电压低时，由于容易受噪音环境、电源环境、温度环境、振动环境等周边环境及部件的偏差等影响，所以，虽然概率非常低，但是，存在振荡起动时斩振幅不成长从而不能开始进行振荡或振荡不稳定的问题。

这时，内藏该振荡器的电子仪器有时不能正常地工作。

特别是像手机那样，为了实现节电而进而间歇式地反复进行接收动作的电子仪器，振荡器的起动次数将增多，从而发生不振荡的概率提高，希望在振荡器侧也采取对策。

发明内容

因此，本发明的目的旨在提供用低电力驱动时也可以可靠地发生振荡的振荡器和振荡器的控制方法。

为了解决上述问题，在本发明中，方案1所述的结构的特征在于：在振荡器中具有振荡单元、反复进行上述振荡单元的驱动控制和驱动停止控制从而促进振荡起动的驱动单元和在上述振荡单元未振荡时利用上述驱动单元促进上述振荡单元的振荡起动而在上述振荡单元发生振荡时将上述振荡单元保持为驱动状态的控制单元。

方案2所述的结构的特征在于：在方案1所述的振荡器中，上述控制单元在由上述驱动单元促进上述振荡单元的振荡起动时就计数上述驱动单元在驱动控制中的期间从上述振荡单元输出的脉冲信号的脉冲数，在该计数值未达到设定值时就视为上述振荡单元还未发生振荡而由上述驱动单元继续促进上述振荡单元的振荡起动，在上述计数值达到了设定值时就视为上述振荡单元已发生了振荡而使上述振荡单元保持为驱动状态。

方案3所述的结构的特征在于：在方案1所述的振荡器中，上述控制单元在未检测到从上述振荡单元输出的脉冲信号时就由上述驱动单元继续促进上述振荡单元的振荡起动，在检测到上述脉冲信号时，对于上述每次检测只在指定期间由上述驱动单元将上述振荡单元保持为驱动状态。

方案4所述的结构的特征在于：在方案1～3的任一项所述的振荡器中，上述驱动单元具有设置在上述振荡单元的某一电源供给线中的开关单元和以比上述振荡电源的脉冲信号的周期长的周期控制上述开关单元的通/断的开关控制单元。

方案5所述的结构的特征在于：在具有振荡电路的振荡器的控制方法中，包括在振荡电路未振荡时反复进行上述振荡电路的驱动控制和驱动停止控制从而促进上述振荡电路的振荡起动的步骤和在上述振荡电路已发生振荡时将上述振荡电路保持为驱动状态的步骤。

方案6所述的结构的特征在于：在方案5所述的振荡器的控制方法中，在促进上述振荡电路的振荡起动的步骤中包括计数在上述振荡电路的驱动控制中从上述振荡电路输出的脉冲信号的脉冲数并在该计数值未达到设定值时就视为上述振荡电路未发生振荡从而反复继续进行上述振荡电路的驱动控制和驱动停止控制的步骤和在上述计数值已达到设定值时就视为上述振荡电路已发生振荡从而将上述振荡电路保持为驱动状态的步骤。

方案7所述的结构的特征在于：在方案5所述的振荡器的控制方法中，在促进上述振荡电路的振荡起动的步骤中，包括未检测到上述脉冲信号时就继续反复进行上述振荡电路的起动控制和起动停止控制的步骤和在检测到上述脉冲信号时对于上述每次检测在指定期间将上述振荡电路保持为驱动状态的步骤。

附图说明：

图1为本发明的振荡器的大致结构方块图。

图2为第1实施形态的振荡器结构方块图。

图3为所述振荡器的时序图。

图4为第2实施形态的振荡器结构方块图。

图5为所述振荡器的时序图。

图6为第1变形例的振荡器结构一例方块图。

图7为第2变形例的振荡器结构一例方块图。

图8为所述振荡器的时序图。

发明的具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。

(1)实施例

(1.1)实施例的概要

图1是表示本发明的振荡器的概要结构的框图。

振荡器1由压电振荡电路2、使压电振荡电路2反复起动的起动电路(驱动单元)3和控制起动电路3的控制电路4构成。

在该振荡器1中，给振荡器1接通电源而解除振荡的待机状态时，由起动电路3向压电振荡电路2供给电力以使压电振荡电路2起动。

这时，在控制电路4检测到从压电振荡电路2输出的脉冲信号SP之前，通过由起动电路3向压电振荡电路2断续地供给电力，而反复进行压电振荡电路2的起动和起动停止控制。

并且，在该振荡器1中，由控制电路4检测到从压电振荡电路2输出的脉冲信号SP时，由起动电路3将压电振荡电路2保持为驱动状态。

即，在该振荡器1中，在压电振荡电路2未起动时通过反复进行压电振荡电路2的起动动作，可以使之成为容易起动的状态，即增多振荡振幅成长的过渡响应的机会，从而使之可靠地发生振荡。

因此，即使该振荡器1商品到噪音环境、电源环境、温度环境、振动环境等周边环境及部件的偏差等的影响而发生压电振荡电路难于起动的状态时也可以使之可靠地发生振荡。

另外，在该振荡器1中，不限于仅在上述起动时使之可靠地发生振荡的情况，也可以由控制电路4断续地监视从压电振荡电路2输出的脉冲信号SP来检测发生振荡停止状态的情况，在发生振荡停止状态时，就发生使压电振荡电路2容易起动的状态，从而可靠地恢复到振荡状态。

下面，说明振荡器的具体的实施例。

(1.2)实施例1

图2是表示实施例1的振荡器的结构的框图。

在该振荡器10中，图1所示的起动电路3具有设置在压电振荡电路2的电源供给线中的开关(P沟道FET)31和由施密特触发振荡电路32和反相器33构成的起动驱动器电路34。

另外，图1所示的控制电路4具有由“与”电路41和计数器42构成的振荡起动检测电路43和向压电振荡电路2供给电源电压VDD2时将计数器42复位的复位电路44。这里，计数器42在计数值达到设定值时反相输出端子/Q就从高电平变为低电平。

下面，使用图3所示的时间图说明振荡器10的动作。

在该振荡器10中，如图3(a)所示，在时刻t1，供给电源电压VDD1时，施密特触发振荡电路32的图2所示的A点就成为低电平，所以，如图3(b)所示，施密特触发振荡电路32的输出信号S1就成为高电平，于是，如图3(c)所示，就从起动驱动器电路34输出低电平的开关控制信号S2。

因此，在振荡器10中，在供给电源电压VDD1时，开关31就由开关控制信号S2控制为导通状态，如图3(d)所示，向压电振荡电路2供给电源电压VDD2以使压电振荡电路2起动。

另外，在开关31切换为导通状态时，如图3(e)所示，在时刻t2，从复位电路44输出复位信号S3，于是，如图3(g)所示，使振荡起动检测电路43的计数器42复位，反相输出端子/Q的输出电平S4就切换为高电平。

这样，起动驱动器电路34的施密特触发振荡电路32就开始发生振荡，同时，振荡起动检测电路43的“与”电路41的一边的输入端子成为高电平，在从压电振荡电路2输出脉冲信号SP时，由计数器42从0开始计数该脉冲信号SP的脉冲数。

这里，在由于某种原因而压电振荡电路2未起动时，或者如图3(f)所示的那样由于压电振荡电路2的动作不稳定而在供给电源电压VDD2后未立即起动时，如图3(b)所示，在计数器42的计数值达到设定值之前施密特触发振荡电路32的输出信号S1切换为低电平(时刻t3)。图3的「x」表示未输出脉冲信号SP。

结果，如图3(c)所示，在时刻t3，开关控制信号S2切换为高电平，开关31被控制为截止状态，从而停止向压电振荡电路2供给电源电压VDD2，而中止压电振荡电路2的起动(图3(d))。

即，在驱动压电振荡电路2的期间，在计数值未达到设定值时，就视为压电振荡电路2未发生振荡，停止向压电振荡电路2的电源电压VDD2的供给，暂时停止驱动。

并且，如图3(g)所示，计数器42的反相输出端子/Q的输出电平S4维持为高电平，所以，施密特触发振荡电路32继续进行振荡，在时刻t4，输出信号S1再次切换为高电平(图3(b))，开关控制信号S2切换为低电平(图3(c))。

这样，在开关31被控制为截止状态后，经过了施密特触发振荡电路32的半周期的时间时，开关31被控制为导通状态，电源电压VDD2再次供给压电振荡电路2而再次使压电振荡电路2起动(图3(d))。

另外，这时如图3(e)所示，在时刻t5，从复位电路44输出复位信号S3，通过使振荡起动检测电路43的计数器42复位，在从压电振荡电路2输出脉冲信号SP时，由计数器42从0开始计数脉冲信号SP。

这样，在该振荡器10中，以施密特触发振荡电路32的输出信号S1为基准使压电振荡电路2起动后，在输出信号S1的信号电平发生反相之前(半周期的期间)从压电振荡电路2输出的脉冲信号SP的数未达到设定值时，使压电振荡电路2停止起动，在输出信号S1的信号电平再次发生反相时，就再次起动压电振荡电路2，反复进行上述动作。即，振荡器10在由于压电振荡电路2未正常地发生振荡而驱动压电振荡电路2的期间，在计数值未达到设定值时以施密特触发振荡电路32的半周期的间隔反复进行压电振荡电路2的起动和停止起动的动作，以此来促进振荡起动。

这样，振荡器10在压电振荡电路2正常地发生振荡之前便可成为容易起动的状态，即可以增多发生振荡振幅成长的过渡响应的机会，从而即使用低电力驱动该振荡器10时也可以使之可靠地发生振荡。

并且，在该振荡器10中，在时刻t6，再次起动压电振荡电路2后，在时刻t7，压电振荡电路2正常地起动，在压电振荡电路2的脉冲信号SP的脉冲数达到设定值之前计数器42在进行计数时(时刻t8)，计数器42的反相输出端子/Q的输出信号S4切换为低电平(图3(g))，施密特触发振荡电路32的振荡停止，开关31的状态维持导通状态。

经过，电源电压VDD2继续供给压电振荡电路2，维持驱动状态，从而压电振荡电路2可以继续输出脉冲信号SP。

(1.3)实施例2

图4是表示实施例2的振荡器的结构的框图。

该振荡器20除了控制电路4的电路结构不同和在起动驱动器电路34A的信号输入侧追加了反相器34外，和实施例1的振荡器10的结构相同，所以，对于相同的部分标以相同的符号，并省略重复的说明。

在该振荡器20中，控制电路4(振荡停止检测电路50)在“与”电路41与施密特反相器51之间具有电容器C1、上拉电阻R1和二极管D1，通过反相器52将施密特反相器51的输出信号S3输入“与”电路41的一边的输入端子，同时，进而具有用于将施密特反相器51的输出信号S3积分的CR积分电路53。

下面，使用图5所示的时间图说明该振荡器20的动作。

在振荡器20中，如图5(a)所示，在时刻t1供给电源电压VDD1时，和实施例1一样，施密特触发振荡电路32的输出信号S1成为高电平(图5(a))，通过从起动驱动器电路34A输出低电平的开关控制信号S2(图5(f))，开关31被控制为导通状态，电源电压VDD2供给压电振荡电路2，以使压电振荡电路2起动(图5(g))。

这时，如图5(b)所示，在振荡停止检测电路50中，施密特反相器51的输入信号SIN通过上拉电阻R1上拉为高电平，所以，如图5(c)所示，低电平的输出信号SOUT通过CR积分电路53供给起动驱动器电路34A的反相器35，这样，施密特触发振荡电路32便开始发生振荡。

因此，在由于某种原因而压电振荡电路2未起动时，如图5(g)所示，在时刻t2，施密特触发振荡电路32的反馈信号S4超过指定电平时(实际上就是成为高电平时)，如图5(f)所示，就从起动驱动器电路34A输出高电平的开关控制信号S2，开关31被控制为截止状态，从而停止向压电振荡电路2的电源电压VDD2的供给(图5(g))。

并且，如图5(j)所示，在时刻t3，施密特触发振荡电路32的输出信号S1切换为高电平时，如图5(f)所示，从起动驱动器电路34A输出低电平的开关控制信号S2，开关31被控制为导通状态，从而向压电振荡电路2供给电源电压VDD2，以使压电振荡电路2起动(图5(g))。

其次，在振荡器20中，如图5(h)所示，在时刻t4(时刻t5)，压电振荡电路2正常地起动，输出脉冲信号SP时，在该脉冲信号SP的后沿，施密特反相器51的输入信号SIN暂时成为低电平，如图5(b)所示，电容器C1和上拉电阻R1的时间常数的单触发脉冲输入施密特反相器51。

这时，如图5(c)所示，该单触发脉冲的反相信号由CR积分电路53进行平滑处理(积分)，高电平的输出信号SOUT供给起动驱动器电路34A。

因此，在单触发脉冲输出的期间，施密特触发振荡电路32的振荡停止，开关31的状态维持为导通状态，这样，电源电压VDD就继续供给压电振荡电路2，从而压电振荡电路2可以继续输出脉冲信号SP。

这样，在振荡器20中，在从压电振荡电路2输出脉冲信号SP之前，通过以施密特触发振荡电路32的输出信号S1为基准反复进行压电振荡电路2的起动控制和起动停止控制，和实施例1一样，在压电振荡电路2发生振荡之前，便可成为容易起动的状态，即，可以增多发生振荡振幅畜的过渡响应的机会，从而即使用低电力驱动该振荡器20也可以使之可靠地发生振荡。

另外，该振荡器20通过仅在以压电振荡电路2的脉冲信号SP为基准输出单触发脉冲的期间将开关31的状态维持为导通状态，在输出脉冲信号SP之后即使发生振荡停止状态时也可以使压电振荡电路2迅速而可靠地发生振荡。

(2)变形例

(2.1)变形例1

在上述实施例中，反复起动压电振荡电路的间隔取决于施密特触发振荡电路32的振荡周期，但是，例如像图6所示的那样通过将分频电路60配置到施密特触发振荡电路32的后级，便可简单地将反复起动压电振荡电路2的间隔调整为所希望的时间。

另外，在上述实施例中，开关31是使用MOS晶体管，但是，也可以如图6所示的那样应用双极性晶体管等开关元件。

(2.2)变形例2

在上述实施例1中，设置在起动控制压电振荡电路2时将计数器42复位的复位电路44，但是，除此之外，本发明也可以对实施例1的振荡器10追加实施例2的振荡器20的振荡停止检测电路50，利用复位信号S3和振荡停止检测电路50的输出信号SOUT与振荡起动检测电路43的输出信号S4的逻辑和信号SOR的逻辑积信号SAND将计数器42复位，不仅在电源接通时而且在振荡后发生振荡停止状态时也可以使压电振荡电路2再次发生振荡。

即，该振荡器除了可靠地进行振荡起动的实施例1的振荡器10的动作外，也可以进行在振荡起动后发生振荡停止状态时使之发生振荡的实施例2的振荡器20的动作。

表示该振荡器的动作的时间图示于图8，如上所述，该振荡器是将实施例1的振荡器10的动作和实施例2的振荡器20的动作组合，所以，援引上述各实施例的说明。

(2.3)变形例3

在上述实施例中，仅说明了发生非振荡状态时或不稳定的振荡时对压电振荡电路2进行反复起动控制而使之振荡的情况，但是，本发明并不仅限于此，例如，也可以在发生压电振荡电路应以1次的振动模式发生振荡的却以3次的振动模式发生振荡的异常振荡的情况时对压电振荡电路2进行反复起动控制，使之恢复到通常的振荡状态。

这时，例如在实施例1中也可以应用在计数器42的计数值未达到指定值或指定范围内时使压电振荡电路2再次发生振荡的方法或将压电振荡电路2的脉冲信号SP的频率进行频率/电压变换并在变换后的电压值未达到指定范围内时而使压电振荡电路2再次发生振荡的方法等。

发明效果

如上所述，按照本发明，用低电力驱动振荡器时也可以使之可靠地发生振荡。

Claims

1.一种振荡器，其特征在于：具有振荡单元、反复进行上述振荡单元的驱动控制和驱动停止控制从而促进振荡起动的驱动单元和在上述振荡单元未振荡时利用上述驱动单元促进上述振荡单元的振荡起动而在上述振荡单元发生振荡时将上述振荡单元保持为驱动状态的控制单元。

2.按权利要求1所述的振荡器，其特征在于：上述控制单元在由上述驱动单元促进上述振荡单元的振荡起动时就计数上述驱动单元在驱动控制中的期间从上述振荡单元输出的脉冲信号的脉冲数，在该计数值未达到设定值时就视为上述振荡单元还未发生振荡而由上述驱动单元继续促进上述振荡单元的振荡起动，在上述计数值达到了设定值时就视为上述振荡单元已发生了振荡而使上述振荡单元保持为驱动状态。

3.按权利要求1所述的振荡器，其特征在于：上述控制单元在未检测到从上述振荡单元输出的脉冲信号时就由上述驱动单元继续促进上述振荡单元的振荡起动，在检测到上述脉冲信号时，对于上述每次检测只在指定期间由上述驱动单元将上述振荡单元保持为驱动状态。

4.按权利要求1～3的任一权项所述的振荡器，其特征在于：上述驱动单元具有设置在上述振荡单元的某一电源供给线中的开关单元和以比上述振荡电源的脉冲信号的周期长的周期控制上述开关单元的通/断的开关控制单元。

5.一种具有振荡电路的振荡器的控制方法，其特征在于：包括在振荡电路未振荡时反复进行上述振荡电路的驱动控制和驱动停止控制从而促进上述振荡电路的振荡起动的步骤和在上述振荡电路已发生振荡时将上述振荡电路保持为驱动状态的步骤。

6.按权利要求5所述的振荡器的控制方法，其特征在于：在促进上述振荡电路的振荡起动的步骤中包括计数在上述振荡电路的驱动控制中从上述振荡电路输出的脉冲信号的脉冲数并在该计数值未达到设定值时就视为上述振荡电路未发生振荡从而反复继续进行上述振荡电路的驱动控制和驱动停止控制的步骤和在上述计数值已达到设定值时就视为上述振荡电路已发生振荡从而将上述振荡电路保持为驱动状态的步骤。

7.按权利要求5所述的振荡器的控制方法，其特征在于：在促进上述振荡电路的振荡起动的步骤中，包括未检测到上述脉冲信号时就继续反复进行上述振荡电路的起动控制和起动停止控制的步骤和在检测到上述脉冲信号时对于上述每次检测只在指定期间将上述振荡电路保持为驱动状态的步骤。