JP2000183650A - 圧電発振器 - Google Patents

圧電発振器

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JP2000183650A
JP2000183650A JP35488598A JP35488598A JP2000183650A JP 2000183650 A JP2000183650 A JP 2000183650A JP 35488598 A JP35488598 A JP 35488598A JP 35488598 A JP35488598 A JP 35488598A JP 2000183650 A JP2000183650 A JP 2000183650A
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JP
Japan
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crystal oscillator
resistor
frequency
variable
capacitance diode
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JP35488598A
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English (en)
Inventor
Tomio Sato
富雄 佐藤
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水晶発振器の周波数を制御するライン等が切
断されても元の設定周波数を維持する発振器を得る。 【解決手段】 可変容量ダイオードのカソードに逆電圧
を印加して周波数を制御するコルピッツ水晶発振器に於
いて、第一の抵抗器とデジタル可変抵抗IC及び第二の
抵抗器からなる直列接続回路の一端を前記水晶発振器の
電源に接続し、他端を接地すると共に前記デジタル可変
抵抗ICの出力電圧を前記可変容量ダイオードのカソー
ドに接続した水晶発振器。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水晶発振器の周波数
調整法に関し、特にメモリー機能を有するデジタル可変
抵抗ICを用いて周波数を制御する水晶発振器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】水晶発振器は優れた周波数精度、周波数
温度特性、周波数エージング特性等を有することから、
移動体無線基地局から測定器まで多くの分野で使用され
ている。図3は従来の一般的な水晶発振器1の構成を示す
回路図であって、水晶振動子Yと容量CL1とトリマーコン
デンサCtとからなる直列回路の一端を、一点鎖線にて囲
んだ増幅器βを構成するトランジスタTr1のベースに接
続し、前記直列回路の他端を接地した所謂コルピッツ型
水晶発振器である。尚、周知のように一点鎖線βで囲ん
だ抵抗R3、R4、R5、R6と容量C3、C4はトランジスタTr1
と共に、増幅器を構成するための部品であり、また容量
C5は出力用のコンデンサである。この水晶発振器1の周
波数微調法は、水晶振動子Yに直列接続するトリマーコ
ンデンサCtの容量値を変化させることにより、水晶振動
子Yからみた負荷容量CLを変化させて発振周波数を微調
整する方法であり、水晶発振器に最も多く用いられてい
る方法である。
【0003】次に、図4は従来より一般的に用いられて
いる水晶発振器2の他の構成を示す回路図であって、水
晶振動子Yと容量CL1と可変容量ダイオードCvとからなる
直列回路の一端を、一点鎖線にて囲む増幅器βを構成す
るトランジスタTr1のベースに接続し、前記直列回路の
他端を接地したコルピッツ型水晶発振器である。さら
に、抵抗R1とポテンショメーターRtとの直列回路の一端
を電源Vccに、他端をアースに接続すると共に、この直
列回路の中点Pを直列接続の高抵抗Rhを介して、可変容
量ダイオードCvのカソード側に接続し、前記ポテンショ
メータRtと並列に容量C2を接続したものである。
【0004】上記水晶発振器2の発振周波数の微調整
は、ポテンショメーターRtを変化させることにより直列
回路の中点Pにおける電圧が変動し、この電圧が並列容
量C2と高抵抗Rhを介して可変容量ダイオードCvのカソー
ドに印加される。可変容量ダイオードCvは印加された逆
電圧に応じた容量値Cvを呈し、該容量値Cvは水晶振動子
Yに容量CL1と共に直列接続されているため、水晶からみ
た負荷容量CLが変化することになり、水晶発振器2の発
振周波数が変動することになる。
【0005】しかし、図3または図4に示す水晶発振器に
おいては図5(a)、(b)に示すように、発振器を収
容するケースの上面にトリマコンデンサやポテンショメ
ータを回転させるためにドライバー等の治具を挿入する
ための穴を設けておく必要があるが、この穴の存在によ
り、製造時にあってはフタと発振回路基板の位置合わせ
が必要であり、例えば図5(c)に示すようにフタの位置
ズレが起きないように組立時の配慮が必要になり、製造
工程が煩雑となるという問題があった。さらに、穴から
ホコリ等が侵入しこれに水分が結露すると発振回路の配
線パターン間でショートが発生する可能性もある。
【0006】そこで、図6は、図4に示す水晶発振器2の
回路において可変容量ダイオードCvを駆動する回路の電
源を水晶発振器の電源Vccと切り離し、別の電源Vcontに
接続した例であり、該電源Vcontの電圧を変化させるこ
とにより、上記の理由により水晶発振器の発振周波数を
変えることが可能となる。つまり水晶発振器を構成する
部品を機械的に操作することなく発振器に供給する電源
Vcontを制御することにより、発振周波数を微調整する
ことが可能となるから、発振器の上面にドライバー等を
挿入するための穴を設ける必要が無くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、また図
6に示した水晶発振器においては、発振器の電源Vccとは
別に定電圧源を用意すると共に、該定電圧源の出力を制
御する電圧制御手段を発振器とは別に設けなければなら
ないため部品点数が増大し、小型化の要求に不向きであ
り、制御も複雑となるという問題がある。本発明は上記
問題を解決するためになされたものであって、ケース上
面の穴を無くし、簡易な構成で周波数調整を可能とした
水晶発振器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る水晶発振器の請求項1記載の発明は、ト
ランジスタを備えた増幅器の前記トランジスタのベース
に、圧電振動子と容量と可変容量ダイオードとを直列接
続した回路の一端を接続し、該直列回路の他端をアース
に接続すると共に、前記可変容量ダイオードのカソード
に制御用電圧を印加して周波数を制御する圧電発振器に
於いて、第一の抵抗器とデジタル可変抵抗手段と第二の
抵抗器とからなる直列回路の一端を前記圧電発振器の電
源に接続し、他端を接地すると共に前記デジタル可変抵
抗手段の出力を前記制御用電圧として前記可変容量ダイ
オードのカソードに印加せしめ、前記デジタル可変手段
は制御端子に入力されるパルスをカウントし、このカウ
ント値に応じた抵抗値を生成するものであることを特徴
とする圧電発振器である。請求項1記載の発明は、前記
制御端子のスイッチ手段を接続したことを特徴とする請
求項1記載の圧電発振器である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る水
晶発振器4の構成を示す回路であって、水晶振動子Yと容
量CL1と可変容量ダイオードCvとからなる直列回路の一
端を一点鎖線で示す増幅器βを構成するトランジスタTr
1のベースに接続すると共に、前記直列回路の他端を接
地したコルピッツ型水晶発振器である。さらに、抵抗R1
と破線αで示す可変抵抗ICと抵抗R2とからなる直列回
路の一端を電源Vccに、他端をアースに接続すると共
に、前記可変抵抗ICの出力を並列接続容量C2と直列接
続の高抵抗Rhを介して、可変容量ダイオードCvのカソー
ド側に接続する。それから、可変抵抗ICの端子はスイ
ッチSWを介して接地する。
【0010】ここで、図1の破線αで示すデジタル可変
抵抗IC(以下、可変抵抗ICと称す)について簡単に
説明する。図5は可変抵抗ICの内部ブロック図であっ
て、可変抵抗器(R0、R1・・R63)はマルチプレクサに
よって、最小抵抗値R0から最大抵抗値(R0+R1+・・+R63)
までの64段階の値に切り換えられる構成になっている。
前記マルチプレクサは入力信号D、UC、DC、V−の入力に
よって制御されるアップ/ダウンカウンタ(Up/Doun)に
接続されている。例えば、スイッチSWがUC端子とV−端
子とに接続されている場合(UC端子はD端子とOR接続と
なっているので、D端子とV−端子との間でも同様)の動
作は、スイッチSWが押されてLOWになると内部のアップ
ダウンカウンタに1つのパルスが送られ、カウンタは+1
(あるいは−1)増加(あるいは減少)すると共に、抵
抗値は1/64増加(あるいは減少)する。後述するよう
に、抵抗値が増加するか減少するかは前の動作によって
決定される。
【0011】また、スイッチのONの時間が1mS(1ミリ
秒)より長く、1Sより短い場合は一回の入力で1/64ステ
ップずつ抵抗値が増加あるいは減少する。また、1Sより
長い場合、100mS毎に1/64ステップずつ連続して増加あ
るいは減少し、スイッチがOFFになるか又は、抵抗値が
最大値あるいは最小値になるまで継続する。そして、入
力が1S以上無いときあるいは、抵抗値が最大値または最
小値に達したときには、アップダウンカウンタのモード
が反転する。即ち、前に入力されたパルスから1S以上経
過して次のパルスが入力されるとアップダウンカウンタ
のモードが反転する。さらに、D入力のパルスの幅が1S
以上の場合には内部タイマにより100mS毎に自動的に1ス
テップずつ増加(あるいは減少)する。また、アップと
ダウンを独立に制御する場合には、UC入力をアップ入力
として用い、DC入力をダウン入力として使うことができ
る。この可変抵抗ICの特徴は、可変抵抗器のタップの
位置が電源遮断後もIC内部のE2PROM(書き換え可能メ
モリ)内に記憶されていることである。
【0012】本発明に係る水晶発振器4の特徴は、可変
容量ダイオードCvに印加する電圧を破線αで囲む可変抵
抗ICの出力電圧で制御し、水晶発振器1の発振周波数
を微調整する点にある。この可変抵抗ICは上述したよ
うに、入力端子D、UC、DCあるいはV−の接続状態により
スイッチSW入力とパルス入力とが可能であり、パルス入
力方式を採用すれば水晶発振器4の周波数をスイッチSW
あるいはパルスにて微調整することが可能となる。
【0013】水晶発振器1の動作は、破線αで囲む可変
抵抗ICの初期設定値に応じて電源電圧Vccが分圧さ
れ、該電圧が並列容量C2と直列接続の高抵抗Rhとを介し
て可変容量ダイオードCvに印加される。可変容量ダイオ
ードCvは印加された逆電圧に応じた容量Cvを呈する。ま
た、一点鎖線βで囲む増幅器のインピーダンスは、発振
周波数近傍において負性抵抗−Rと容量CL2の直列接続で
表されることはよく知られている。この増幅器側の容量
CL2と、水晶振動子Yに直列に接続した容量CL1及び可変
容量ダイオードCvが呈する容量Cvとの合成容量CLが、水
晶振動子Yの負荷容量CLとなり、水晶発振器1の発振周波
数が決定される。
【0014】可変抵抗ICは前述したようにの動作する
ので、可変抵抗ICのD、UC、DC及びV−端子をスイッチ
SWあるいはパルスにて制御することは容易であり、水晶
発振器4の周波数を監視しながら精度よく周波数を微調
整することができる。
【0015】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、水晶発振器のケースの上面に穴をあけることがな
いため、ホコリ等も侵入せず水滴によるショートあるい
は容量の変化による周波数のズレという問題は生じな
い。また、スイッチあるいはパルスにより周波数が微調
整できるためドライバー等の機械的調整を要せず、周波
数の調整ができるという優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水晶発振器の構成を示す回路図で
ある。
【図2】デジタル可変抵抗ICの内部構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】周波数調整にトリマーコンデンサを用いた従来
の水晶発振器の構成を示す回路図である。
【図4】周波数調整に可変容量ダイオードを用いた従来
の水晶発振器の構成を示す回路図である。
【図5】(a)は従来のトリマーコンデンサを用いる水
晶発振器の斜視図、(b)平面図、(c)は基板の向き
を違えてケースに挿入した図である。
【図6】周波数調整に別電源と可変容量ダイオードとを
用いた従来の水晶発振器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
4・・水晶発振器 α・・デジタル可変抵抗IC β・・増幅器 Tr1・・トランジスタ Y・・水晶振動子 Cv・・可変容量ダイオード R1、R2、R3、R4、R5、R5、Rh・・抵抗 CL1、C2、C3、C4、C5・・容量 Vcc・・電源 Fout・・出力

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランジスタを備えた増幅器の前記トラ
    ンジスタのベースに、圧電振動子と容量と可変容量ダイ
    オードとを直列接続した回路の一端を接続し、該直列回
    路の他端をアースに接続すると共に、前記可変容量ダイ
    オードのカソードに制御用電圧を印加して周波数を制御
    する圧電発振器に於いて、 第一の抵抗器とデジタル可変抵抗手段と第二の抵抗器と
    からなる直列回路の一端を前記圧電発振器の電源に接続
    し、他端を接地すると共に前記デジタル可変抵抗手段の
    出力を前記制御用電圧として前記可変容量ダイオードの
    カソードに印加せしめ、前記デジタル可変手段は制御端
    子に入力されるパルスをカウントし、このカウント値に
    応じた抵抗値を生成するものであることを特徴とする圧
    電発振器。
  2. 【請求項2】 前記制御端子にスイッチ手段を接続した
    ことを特徴とする請求項1記載の圧電発振器。
JP35488598A 1998-12-14 1998-12-14 圧電発振器 Pending JP2000183650A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011171828A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 電圧制御発振器
CN102545781A (zh) * 2010-12-10 2012-07-04 日本电波工业株式会社 压电振荡器
US9762180B2 (en) 2014-03-20 2017-09-12 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Voltage controlled oscillator

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