JP2001177405A

JP2001177405A - 発振装置およびその発振周波数設定方法

Info

Publication number: JP2001177405A
Application number: JP2000349432A
Authority: JP
Inventors: Mikio Shigemori; 三喜男重盛; Hideo Karasawa; 英雄唐澤; Toshihiko Kano; 俊彦加納; Kazunari Ichise; 和成市瀬
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】発振装置において、安定した性能を発揮し、
安価に製造できる水晶振動子を用いて広範囲の周波数を
カバーでき、また、水晶振動子をｆ調しなくても発振源
として利用できる、短納期で安価に供給可能な発振装置
を提供する。【解決手段】圧電振動子の発振信号を分周数Ｍで分周
して基準信号が得られる第１のプログラマブルデバイダ
と、基準信号を入力信号として動作し、帰還回路に設け
られた第２のプログラマブルデバイダの第２の分周数Ｎ
で入力信号を逓倍した逓倍信号が得られるＰＬＬ回路部
と、逓倍信号を第３の分周数Ｘで分周して出力できる第
３のプログラマブルデバイダを有する発振装置におい
て、分周数Ｍ、ＮおよびＸを相互に独立した値に設定で
きるようにしている。これによって分周数Ｍ、Ｎおよび
Ｘの無数の組み合わせを利用することができるので、適
当な組み合わせを選べるようにすることにより１つの発
振装置で生成可能な周波数の種類を大幅に広げられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置や通
信装置のクロック供給源の発振回路などとして用いられ
る所望の周波数の基準となる信号を供給可能な発振装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどの情報処理装置や通信
装置などにおいては、水晶振動子などの圧電振動子を発
振源として用いた発振装置がクロック源などとして採用
されており、この発振装置から供給される信号を基準と
して情報処理装置を構成する各処理部に対し適当な周波
数のクロック信号などが供給されるようになっている。
図１８に、従来のＰＬＬ回路を用いた発振装置の例を示
してある。この発振装置９０は、予め出力が予定された
複数の周波数の中のいずれかを選択し、その周波数の信
号を出力できるようになっている。発振装置９０は、水
晶振動子１と、この水晶振動子１を発振して水晶振動子
１の共振周波数ｆｃの発振信号φ１を出力する発振信号
出力部１０と、この発振信号φ１を分周（Ｍ分周）して
周波数ｆｒの基準信号φ２を生成するプログラマブルデ
バイダ（リファレンスデバイダ：ＲＤ）１５と、この基
準信号φ２を入力信号として動作するＰＬＬ回路２０
と、ＰＬＬ回路２０から出力された周波数ｆｐの逓倍信
号φ３を分周（Ｘ分周）して周波数ｆｏの出力信号φ４
を生成するプログラマブルデバイダ（アウトプットデバ
イダ：ＯＤ）３０と、この出力信号φ４を増幅して出力
するバッファ３５を備えている。ＰＬＬ回路２０は、Ｐ
Ｄ１５から供給された基準信号φ２および電圧制御発振
回路（ＶＣＯ）２３からフィードバックされた信号の位
相を比較する位相比較器２１と、位相比較器２１の出力
の高周波成分をカットしてＶＣＯ２３に供給するローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）２２と、位相比較器２１に入力さ
れた２つの信号の位相が一致するように発振するＶＣＯ
２３とを備えている。さらに、ＰＬＬ回路のフィードバ
ック回路にはフィードバックデバイダ（ＦＤ）２４が設
置されており、ＶＣＯ２３の出力は、ＦＤ２４で分周
（Ｎ分周）されて位相比較器２１にフィードバックされ
る。従って、ＰＬＬ回路２０では、位相比較器２１に入
力された信号をＮ逓倍した周波数の逓倍信号φ３がＶＣ
Ｏ２３から出力される。

【０００３】この発振装置９０に採用されているデバイ
ダ（分周器）１５、２４および３０はいずれもプログラ
マブルデバイダであり、設定された分周数で入力された
信号を分周できるようになっている。このため、図１８
に示した発振装置９０においては、メモリ９５に出力を
予定している周波数の分周数Ｍ、Ｎ、Ｘの組み合わせを
予め設定しておき、外部入力９４と繋がったデコーダ９
６でメモリ９５に記憶された分周数Ｍ、Ｎ、Ｘの組み合
わせのいずれかを選択できるようになっている。例え
ば、共振周波数ｆｃが２０ＭＨｚの水晶振動子１を用い
た発振装置９０では、図１９に示してあるように、４本
の外部端子Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３の組み合わせに
よって１６種類の異なった周波数の内から１つの周波数
を選択して発振装置９０から出力できるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなプログラマ
ブルデバイダを用いたＰＬＬ発振装置を採用することに
よって１つの発振装置によって複数の周波数をカバーす
ることができるようになったので、従来の水晶発振装置
と同様に安定動作する発振装置を短納期で安価に供給す
ることができる。しかしながら、近年、基準発振源とし
て要求される周波数は多岐にわたり、上記のようなＰＬ
Ｌ発振装置を採用した場合でも多種多様な発振装置を用
意する必要がある。さらに、近年の情報処理装置あるい
は通信装置の開発スピードは大幅に高速化されているの
で、新たな仕様あるいは周波数の発振装置をいっそう短
期間で製造することが要求されている。その一方で、情
報処理装置や通信装置の動作精度も向上しており、発振
装置から出力される信号の周波数精度の向上も必要にな
っている。

【０００５】そこで、本発明においては、従来のＰＬＬ
発振装置に増して高精度で安定した周波数の出力信号を
出力でき、さらに短期間で製造でき、安価に供給可能な
発振装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】上述したように、従来のＰ
ＬＬ発振回路は、所定の精度に共振周波数が調整された
水晶振動子を用いて、その共振周波数を所定の分周数の
組み合わせで逓倍し、予定された周波数の出力信号が得
られるようにしている。これに対し、本願の発明者ら
は、各デバイダにおける分周数を、それぞれ独立した適
当な値に設定することによってユーザが望む様々な周波
数の出力信号が得られることを見いだした。すなわち、
本発明の発振装置においては、各デバイダにおける分周
数を適当に設定できるようにしておくことによって、水
晶振動子の共振周波数を理想的な値に調整しなくとも所
望の周波数の出力信号を得ることが可能であり、また、
出力を予定しているいないに係わらず、ユーザが要求す
る多種多様な周波数に合致した高精度の出力信号が得ら
れる。

【０００７】第１図に示したモデルケースを参照しなが
らさらに詳しく説明する。図１は、共振周波数ｆｃの水
晶振動子に対し、リファレンスデバイダＲＤの分周数Ｍ
の値を５〜１０まで順々に変え、さらに、それぞれの分
周数Ｍの値に対し、ＰＬＬのＦＤの分周数Ｎの値を１〜
３０の間で順々に変えた場合に得られるＰＬＬ回路の出
力信号（逓倍信号）の周波数ｆｐをプロットしたもので
ある。このように、分周数Ｍ、Ｎの値を独立して可変設
定できるようにしておくことにより、１つの共振周波数
ｆｃで多種多様な周波数が得られることが判る。例え
ば、分周数Ｍが１０のときに周波数ｆｐが０．１ｆｃお
よび０．２ｆｃが得られ、さらにこの間の周波数として
は分周数Ｍ、Ｎを適当に変えることによってｆｃ／９、
ｆｃ／８、ｆｃ／７、ｆｃ／６の４種類の周波数が得ら
れることが判る。従って、１つの水晶振動子を用いて非
常に細かなピッチでＰＬＬ回路から出力される逓倍信号
の周波数を設定できることが判る。周波数を設定できる
ピッチは、リファレンスデバイダＲＤの分周数Ｍを大き
くすることによって細かくなることは明らかである。逆
に、分周数ＭおよびＮを適当に設定することによって共
振周波数ｆｃが理想とする共振周波数と異なる水晶振動
子を用いても所望の周波数の逓倍信号が得られることが
判る。

【０００８】このように、本発明の発振装置は、水晶振
動子などの圧電振動子と、この圧電振動子を発振して第
１の周波数の発振信号を出力する発振信号出力部と、発
振信号を第１の分周数（分周数Ｍ）で分周して第２の周
波数の基準信号が得られる第１のプログラマブルデバイ
ダ（リファレンスデバイダ：ＲＤ）と、基準信号を入力
信号として動作し、帰還回路に設けられた第２のプログ
ラマブルデバイダ（フィードバックデバイダ：ＦＤ）の
第２の分周数（分周数Ｎ）で入力信号を逓倍した第３の
周波数の逓倍信号が得られるＰＬＬ回路部と、第１およ
び第２の分周数（分周数ＭおよびＮ）を相互に独立した
値に可変設定できる設定部とを有することを特徴として
いる。

【０００９】さらに、逓倍信号を第３の分周数（分周数
Ｘ）で分周可能な第３のプログラマブルデバイダ（アウ
トプットデバイダ：ＯＤ）を設けても良く、設定部で第
３の分周数（分周数Ｘ）を第１および第２の分周数と独
立した値に可変設定できるようにしておくことができ
る。このＯＤによってＲＤの分周数Ｍを小さめに設定し
基準信号の周波数を大きめにすることが可能なケースが
あり、後述するようにジッタが悪化するのを防止し、さ
らに周波数の安定した出力信号を得ることができる。

【００１０】図１に示したように、プログラマブルデバ
イダで分周される分周数ＭおよびＮとしては整数値がセ
ットされるので、分周数ＭおよびＮを適当に設定しても
ＰＬＬ回路部で得られる周波数ｆｐはデジタル的（離散
的）である。従って、必ずしも所望の周波数に対し設定
された公差の範囲内に収まる分周数ＭおよびＮの組み合
わせがあるとは限らない。また、共振周波数ｆｃの整数
倍の周波数の前後には分周数ＭおよびＮをどのように変
えて設定しても周波数を設定できない周波数帯Ｇがあ
り、分周数Ｍの値の最大値Ｍｍａｘとすると、その周波
数帯Ｇの範囲は±ｆｃ／Ｍｍａｘとなる。これらの原因
による逓倍信号の周波数ｆｐがバリアブルに設定できな
い範囲は分周数Ｍを大きくすることによってその周波数
帯Ｇの範囲を限りなく限定することができる。しかしな
がら、分周数Ｍを大きくするとＰＬＬ回路部の入力信号
となる基準信号の第２の周波数が著しく低下し、この入
力信号を位相比較しながら逓倍した信号は精度が悪化し
不安定になりやすい。すなわち、ジッタが悪化する。従
って、分周数Ｍは、ジッタが悪化しない程度の値以下に
収めておくことが望ましい。

【００１１】そこで、本発明の発振装置においては、発
振信号出力部に、圧電振動子の共振周波数に対し第１の
周波数を微小調整できる調整回路を設け、発振信号の周
波数を微調整することによって分周数ＭおよびＮの組み
合わせだけでは離散的となってカバーできない周波数、
あるいは設定できない周波数帯Ｇに入る周波数の信号で
も発振装置から出力できるようにしている。さらに、こ
のとき、分周数Ｍはジッタが悪化しない適当な値以下に
収められているので、本例の発振装置から周波数の精度
が高く非常に安定した出力信号を得ることができる。こ
の調整回路の調整量は分周数ＭおよびＮと共に設定部に
設定することが可能であり、これらの数値を可変設定で
きるようにすることによってユーザの望むどのような周
波数でも出力することができ、逆に、理想的な共振周波
数となっていない水晶振動子を用いて所望の周波数の信
号を出力することができる。従って、水晶振動子自体の
周波数調整は不要となり、また、発振装置を製造した後
にユーザの望む周波数に設定できるので量産が容易とな
る。従って、所望の周波数の出力信号が安定して得られ
る発振装置を、非常に短期間で安価に供給することがで
きる。

【００１２】発振信号出力部において、圧電振動子の共
振周波数を微小調整する調整回路としては、複数の重み
付け容量アレイを備えた回路を採用できる。また、可変
容量ダイオードを備えた回路も採用可能である。これら
の調整回路は調整量をデジタル値でセットすることがで
きるので、分周数ＭおよびＮと共に設定部で記憶し、設
定することができる。

【００１３】設定部でこれらの分周数ＭおよびＮ、さら
にはＸ、あるいは調整量を記憶するにはＲＯＭ（リード
オンリーメモリ）を用いることができる。また、これら
の数値を設定した後の経時変化や設定のやり直し、さら
には、検査用に適当な設定値で使用できるようにするこ
となどを考慮すると、ＲＯＭには書換え可能なＥＰＲＯ
Ｍを採用することが望ましい。しかしながら、発振装置
は、圧電振動子、発振信号出力部、第１のプログラマブ
ルデバイダ、ＰＬＬ回路部および設定部が一体にパッケ
ージングされ、モールド樹脂などによって覆われる場合
もあり、このようなパッケージングの発振装置では、Ｅ
ＰＲＯＭに紫外線を照射できない。また、ＥＥＰＲＯＭ
などを用いることも可能であるが、制御系が複雑で高価
になってしまう。このため、本発明の発振装置において
は、設定部に複数のＲＯＭを備え、その１つ１つのＲＯ
Ｍに少なくとも第１および第２の分周数（Ｍおよび
Ｎ）、あるいは調整量を設定できるようにしている。こ
のため、簡易な構成で安価でありながら、分周数Ｍある
いはＮ、調整量などを再設定できる発振装置を提供でき
る。

【００１４】また、発振装置の動作状態を制御するため
の入力部を設け、このＲＯＭに入力部によって制御可能
な機能を示す情報が設定できるようにしても良い。

【００１５】さらに、圧電振動子、発振信号出力部、第
１のプログラマブルデバイダ、ＰＬＬ回路部および設定
部が一体にパッケージングされた後に所望の周波数の出
力信号が得られるように発振装置を設定できるようにす
るには共振周波数、すなわち、調整回路で調整されてい
ない発振信号の第１の周波数が計測できることが望まし
い。そのためには、分周数Ｍ、ＮおよびＸを１にセット
して得られる周波数を計測しても良いが、第１のプログ
ラマブルデバイダ、ＰＬＬ回路部を経ずに発振信号を直
に計測できるようにバイパス回路を設けておくことが望
ましい。

【００１６】また、発振装置で供給することが要求され
る周波数の大半は、通信系の３２．７６８ｋＨｚ、ある
いはシステム系の３３．３３３ｋＨｚをベースとした周
波数である。基本波で２５．１ＭＨｚを発振するように
製造された矩形状ＡＴカット水晶振動子は、分周数Ｍが
７５３のときにシステム系の周波数のベースとなり、ま
た、分周数Ｍが７６６のときに１０ｐｐｍ程度の調整回
路で容易に調整できる範囲で通信系の周波数のベースと
なる。さらに、この水晶振動子は、安価に製造でき、ス
プリアス振動との結合もなく歩留りの高い振動子であ
る。従って、様々な周波数の信号を安定して供給できる
本発明の発振装置に最適の圧電振動子の１つである。

【００１７】本発明の発振装置に周波数を設定する際
は、上述したバイパス回路などを用いて計測された未調
整の共振周波数に基づき、所望の周波数に対し最も近い
第３の周波数の逓倍信号が得られる第１および第２の分
周数を設定する方法が採用できる。そして、第３の周波
数を所望の周波数に合致するように微調整することによ
って圧電振動子自体は周波数調整を行わずに所望の周波
数の信号を出力するように発振装置を設定することがで
きる。第３のプログラマブルデバイダ（ＯＤ）において
も分周することが望ましい場合は、分周数Ｘを考慮した
周波数に第３の周波数を設定すれば良いことはもちろん
である。

【００１８】また、所望の周波数に対し、圧電振動子の
理想的な共振周波数に基づき最も近い第３の周波数の出
力信号が得られる第１および第２の分周数を予め計算し
ておき、それらの第１および第２の分周数の下で、第１
の周波数を所望の周波数が得られる値となるようにバイ
パス回路などを用いて微調整する方法を採用することも
可能である。

【００１９】このような発振周波数の設定作業は発振装
置が基板にマウントされる前に単独で行っても良いが、
発振装置が基板にマウントされた後に設定作業を行うこ
とも可能である。さらに、基板にプローブを接続して検
査する工程の前後あるいは同時に周波数の設定作業を行
うことも可能である。基板にマウントされた後に周波数
の設定作業を行うと、基板にマウントされたことによる
微妙な振動子の状態の変化なども反映して発振周波数を
設定することが可能である。さらに、検査工程と前後あ
るいは共にこのような設定作業を行うことにより、作業
工程も短縮できる。

【００２０】従来のメーカー側で一義的に発振周波数が
決定された発振装置を用いる場合は、ユーザー側で周波
数の設定を行うといった作業はなく、これと同様に、本
発明の発振装置においても、検査の作業の流れの一環と
して発振周波数の設定を行うことにより、従来の発振周
波数を変えられない発振装置と同様の工数あるいは手順
で、本発明のバリアブルに発振周波数を変えることがで
きる発振装置を組み込み、さらに周波数調整することが
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図２に、本発明のＰＬＬ回路
を用いた発振装置の例を示してある。本例の発振装置５
も、水晶振動子１を発振してＰＬＬ回路で逓倍すること
によって所定の周波数ｆｏの出力信号φ４を出力する発
振装置であり、図１８に基づき説明した発振装置と共通
する部分については同じ符号を付して詳しい説明を省略
する。本例の発振装置５は、水晶振動子１を発振する発
振信号出力部１０が、発振回路１１に加え、水晶振動子
１の共振周波数ｆｃを微小調整して発振信号φ１の周波
数ｆｇを変えられる調整回路１２を備えている。そし
て、周波数が微調整された発振信号φ１がプログラマブ
ルデバイダであるリファレンスデバイダ（ＲＤ）１５に
よってＭ分周されて周波数ｆｒの基準信号φ２となり、
ＰＬＬ回路２０に供給される。ＰＬＬ回路２０は基準信
号φ２を入力信号として動作し、フィードバック回路
（帰還回路）に設けられたプログラマブルデバイダであ
るフィードバックデバイダ（ＦＤ）２４の分周数Ｎで基
準信号φ２が逓倍された周波数ｆｐの逓倍信号φ３が出
力される。この逓倍信号φ３は、さらに、第３のプログ
ラマブルデバイダであるアウトプットデバイダ（ＯＤ）
３０でＸ分周されて周波数ｆｏの出力信号φ４となり、
セレクタ３２およびバッファ３５を通って出力端子６１
から出力される。セレクタ３２は、発振信号出力部１０
から出力される発振信号φ１を直に出力端子６１から出
力するためのバイパス回路３６と出力信号φ４とを切り
換えるためのものであり、後述する設定部４０によって
制御される。さらに、バッファ３５は出力信号φ４を緩
衝増幅して出力すると共に、発振装置の動作モードによ
っては出力端子をハイインピーダンス状態にするなどの
機能を果たす。

【００２２】これらデバイダＲＤ１５、ＦＤ２４および
ＯＤ３０、さらに、調整回路１２などには、設定部４０
から分周数Ｍ、Ｎ、Ｘおよび調整量などが供給される。
本例の設定部４０は、２段のＲＯＭ４１および４２と、
これらのＲＯＭ４１および４２の各々にデータを書き込
むために入力されたシリアルデータをパラレルデータに
変換可能なシフトレジスタ４３を備えており、このシフ
トレジスタ４３は、調整回路１２の調整量を仮設定した
り、あるいは分周数Ｍ、ＮおよびＸなどを仮設定するた
めにも用いられる。設定部４０は、さらに、ＲＯＭ４１
および４２を介してバッファ３５やセレクタ３２の制御
を行うと共にＲＯＭ４１および４２に対するデータの書
き込み制御を行う制御回路４４を備えている。そして、
この制御回路４４の制御モードの選択はコントロール端
子６２を介して行われる。例えば、シフトレジスタ４３
を介してＲＯＭ４１あるいはＲＯＭ４２にデータを書き
込む場合は、出力端子６１がデータ入力端子として用い
られる。このため、データ書き込み時は、バッファ３５
はクローズし出力端子６１から入力されたデータが制御
回路４４を介してシフトレジスタ４３に送られ、パラレ
ル変換されて各ＲＯＭ４１あるいは４２に書き込まれ
る。従って、本例の発振装置５においては、デコーダは
設けられておらず、ＲＯＭ４１あるいは４２に分周数
Ｍ、ＮおよびＸ、および調整量として、それぞれ独立し
た自由な値を設定することが可能であり、それぞれの値
を自由に変えることができる。もちろん、所定の組み合
わせとなった分周数Ｍ、ＮおよびＸをデータとして外部
からＲＯＭ４１あるいは４２にロードすることも可能で
あるが、本例の発振装置５は、そのような組み合わせに
かぎらず、分周数Ｍ、ＮおよびＸ、さらに調整量を必要
に応じて独立した自由な値に可変設定することができ
る。

【００２３】また、ＲＯＭ４１および４２は、制御回路
４４によって各々を切り換えて使用可能であり、各々の
ＲＯＭ４１あるいは４２に記憶された設定値でＰＬＬ回
路やデバイダが動作するようになっている。本例のそれ
ぞれのＲＯＭ４１あるいは４２は本例の発振装置５を制
御するために必要な全てのデータ、例えば、分周数Ｍ、
ＮおよびＸ、さらに調整量などを記憶できる容量を備え
ており、水晶振動子１の共振周波数ｆｃが経時変化など
で万一変化したとき、あるいは最初に設定された周波数
と異なった周波数の信号の発振源として本例の発振装置
５を用いるときなどに分周数Ｍ、Ｎ、Ｘおよび調整量な
どを再度セットすることができる。

【００２４】もちろん、ＲＯＭ４１および４２の用途は
これに限定されるものではなく、たとえば、検査用とし
てメーカーサイドでＲＯＭ４１にデータを書き込み、発
振装置の諸特性に関し専門性が必要とされる検査をメー
カーで一括行ってしまうためにも利用できる。このよう
な検査としては、ＰＬＬのロックアップ特性、電源電圧
と発振の立ち上がり時間との関係などあり、このような
検査はユーザには装置的にも技術的にも難しいため、メ
ーカー側で専門の技術者や高性能な計測能力を備えた検
査機器を用いて行うことが望ましい。本例の発振装置５
においては、このような検査を行うためにＲＯＭ４１を
使用しても、他方のＲＯＭ４２はユーザー側で自由に利
用することが可能である。したがって、メーカーからは
検査に合格した良品だけを出荷し、営業拠点やユーザが
それぞれの要求に応じたデータをＲＯＭ４２に書き込
む。すでに、メーカーで検査した項目は再検査する必要
はないので、営業拠点やユーザでは簡単な検査で済ませ
ることができる。

【００２５】さらに、本例の発振装置５においては、Ｒ
ＯＭ４１および４２を設定値の記憶媒体として採用して
いるので、発振装置５の動作状態を制御できる機能のう
ち、コントロール端子６２で制御できる機能ＯＥ、ＳＴ
あるいはＳＴＺのいずれかをＲＯＭに設定しておくこと
ができる。ＯＥ（アウトプットイネーブル）機能は、水
晶振動子１の発振回路とＰＬＬ回路は動作させたまま出
力信号φ４をハイインピーダンス状態にする機能であ
り、コンピュータなどの動作テスト時に用いられる。ま
た、ＳＴ（スタンバイ）機能は、発振回路とＰＬＬ回路
を停止状態にして出力信号φ４を高レベルあるいは低レ
ベルに固定する機能であり、コンピュータなどの省エネ
ルギー化に効果がある。また、ＳＴＺ機能は、両者の機
能を複合させたものであり、発振回路とＰＬＬ回路を停
止するとともに出力信号φ４をハイインピーダンスにす
る機能である。従って、コンピュータの製造時の動作テ
スト時にも、また、省電力化する際にも利用できる機能
である。さらに、出力端子６１から出力される信号のデ
ューティを任意に設定するためのデータがＲＯＭ４１お
よび４２に記憶されている。

【００２６】本例の発振装置５においては、発振信号出
力部１０、デバイダＲＤ１５、ＰＬＬ回路部２０、デバ
イダＯＤ３０、セレクタ３２、バッファ３５および設定
部４０が１チップのＩＣ６０に纏められており、このＩ
Ｃ６０と水晶振動子１がモールドでパッケージングされ
ている。図３に本例の発振装置５がモールド樹脂６８に
よってパッケージングされた外観を示し、図４にその内
部の構成をモールド樹脂６８を一部欠いて示してある。
本例の発振装置５は、リードフレーム６７の一方の面に
ＩＣ６０が搭載され、他方の面にシリンダー内に封入さ
れた水晶振動子１が搭載されている。そして、これらが
モールド樹脂６８によって一体にパッケージングされ、
パッケージの外側には出力端子６１と発振装置本来の端
子と兼用している制御端子６２が現れている。データを
書き込むための端子は発振装置本来の端子と兼用しても
良いし、専用に設けても良い。パッケージされてしまう
ので、ＲＯＭ４１あるいは４２にＥＰＲＯＭを採用して
もモールド６８で覆われてしまい紫外線を照射すること
ができない。ＥＥＰＲＯＭなどを採用することも可能で
あるが、制御回路４４がさらに複雑化し、また、ＲＯＭ
も高価になってしまう。これに対し、本例の発振装置５
のように十分な記憶容量のＲＯＭ４１および４２の２列
のＲＯＭを用意しておくことによって、これらのＲＯＭ
４１および４２を切り替えて使用することが可能であ
り、分周数などを含めた設定値の書換えや変更を安価
に、そして、確実に行うことができる。

【００２７】本例の発振装置５においては、水晶振動子
１として基本波で２５．１ＭＨｚを発振するように製造
された矩形状ＡＴカット水晶振動子を採用している。こ
の水晶振動子は、圧電振動子の中で、物理的、化学的さ
らに経時的な変化を考えても最も安定した振動子の１つ
であり、水晶振動子を採用することによって信頼性の高
い発振装置を実現することができる。さらに、振動片の
形状を矩形状とすることによって円盤型などの振動片に
比較してコンパクトに纏めることができ、発振装置を小
型化することができる。また、基本波で２５．１ＭＨｚ
を発振する矩形状ＡＴカット水晶振動子を実現できるの
で、３０ＭＨｚを越える共振周波数を持ったオーバート
ーンで発振する振動子と比較し安定した発振を得ること
ができる。

【００２８】さらに、本例の水晶振動子１は、基本波で
発振する水晶振動子であるので、周波数可変範囲も非常
に広く、発振信号出力部１０の調整回路１２によって発
振信号φ１の周波数を幅広く設定することができる。本
例の発振装置５においては、図１のモデルで説明したよ
うに分周数ＭおよびＮがデジタル値なので分周数Ｍおよ
びＮを変えてもＰＬＬ回路２０で得られる周波数ｆｐは
離散値になり、また、分周数ＭおよびＮを変えても発振
信号φ１の周波数ｆｇまたはｆｃの整数倍の周波数の前
後に所定の幅の周波数を設定できない周波数帯Ｇが存在
する。これに対し、本例の水晶振動子１は周波数可変範
囲が広いので調整回路１２における調整量を広くするこ
とが可能であり、分周数ＭおよびＮの組み合わせでは所
定の周波数ｆｏが得られないときでも調整回路１２の側
で発振信号φ１の周波数を微調整して所定の周波数ｆｏ
の出力信号φ４を確実に生成することができる。

【００２９】さらに、２０ＭＨｚ以下の振動子では振動
エネルギーを閉じ込めるためにコンベックス加工を必要
とするのに対し、本例の２５．１ＭＨｚの振動子は矩形
状で実現することができ、高品質の振動子を安価に提供
できる。また、２５．１ＭＨｚの前後では広い範囲でス
プリアスとの結合がないので歩留りも高く、この点でも
安価で品質の良い振動子を提供することができる。そし
て、本例の発振装置５は、分周数ＭおよびＮ、さらにＸ
を適当な値に可変設定することによって様々な周波数の
出力信号を生成できるので、このような高品質で小型
で、さらに安価な水晶振動子１を発振源として用い、現
状でユーザから要望のあるほぼ全ての周波数に対応する
ことができる。現在、要望のある周波数の大半は、通信
系の３２．７６８ｋＨｚ、あるいはシステム系の３３．
３３３ｋＨｚをベースとした周波数であり、基本波で２
５．１ＭＨｚを発振するように製造された矩形状ＡＴカ
ット水晶振動子は、分周数Ｍが７５３のときにシステム
系の周波数のベースとなり、また、分周数Ｍが７６６の
ときに１０ｐｐｍ程度の調整回路で容易に調整できる範
囲で通信系の周波数のベースとなる。従って、２５．１
ＭＨｚの水晶振動子を採用することによって殆どの周波
数をカバーできることが判る。

【００３０】図５に、本例の発振装置５において、共振
周波数ｆｃが２５．１ＭＨｚの水晶振動子１を用いて周
波数ｆｏが１６ＭＨｚの出力信号φ４を得るために使用
できる分周数Ｍ、ＮおよびＸの組み合わせの幾つかのケ
ースを示してある。本図から判るようにケース４、５あ
るいは６に示した分周数Ｍ、ＮおよびＸの組み合わせを
中心に適当な分周数Ｍ、ＮおよびＸを設定することによ
って、ターゲットである１６ＭＨｚに対し数１０ｐｐｍ
から数１００ｐｐｍ程度ずれた周波数を本例の発振装置
５で得られることが判る。逆に、理想的な共振周波数で
ある２５．１ＭＨｚに対し数１０ｐｐｍから数１００ｐ
ｐｍ程度ずれた水晶振動子１を採用した場合には、これ
らの分周数ＭおよびＮをＲＯＭ４１あるいは４２にセッ
トすることによって所望の１６ＭＨｚの出力信号φ４が
得られることが判る。従って、本例の発振装置５におい
ては、水晶振動子１の共振周波数を敢えて高精度でター
ゲットとする理想的な値、例えば２５．１ＭＨｚに合わ
せ込まなくても、振動片に励振電極を付けた状態の振動
子をそのまま採用し、個々の振動子の共振周波数に適し
た分周数ＭおよびＮを設定することにより所望の周波数
ｆｏの出力信号φ４を得ることができる。このため、周
波数を合わせ込む、すなわち、ｆ調するために、重り取
り、重り付けといった作業は不要となり、手間のかかる
工程を省くことができる。これと共に、重り取りや重り
付けによる位置ずれやアンバランスなどに起因する特性
の劣化や周波数シフトといった問題も取り除くことがで
きる。さらに、発振回路１１の回路定数のばらつきなど
に起因する周波数のずれも個々の発振装置５において適
当な分周数を選択することによって吸収することが可能
となる。従って、本例の発振装置５は、製造、組み立
て、調整といった手間をほとんどかけずに非常に精度が
高く、安定した周波数の出力信号を得ることができる。

【００３１】本例の発振装置５において選択可能な分周
数Ｍ、ＮおよびＸの値は整数値なので、得られる周波数
ｆｏは離散的となり、逆に、水晶振動子の共振周波数に
よっては分周数Ｍ、ＮおよびＸの適当な整数値が見当た
らないこともある。また、所望の周波数ｆｏによって
は、先に説明した共振周波数ｆｏの整数倍の周波数の前
後の分周数Ｍ、ＮあるいはＸを可変しても合わせること
ができない周波数帯Ｇに入ってしまうケースもある。一
方、基準信号φ２を生成するＲＤ１５の分周数Ｍを大き
くすれば、合わせ込みのできないケースが大幅に削減さ
れることは図１に基づき説明した通りであるが、分周数
Ｍを大きくすればするほどＰＬＬ回路部２０から得られ
る逓倍信号φ３のジッタが悪化することも説明した通り
である。従って、水晶振動子の共振周波数ｆｃに対し、
できるかぎり分周数Ｍが小さくなるような分周数Ｍ、Ｎ
およびＸの組み合わせで所望の周波数ｆｏが得られるよ
うにすることが望ましい。これらのケースに対応するた
めに、本例では、発振信号出力部１０に発振回路１１で
得られる共振周波数ｆｃに対し、発振信号の周波数ｆｇ
を微小調整できる調整回路１２を設けてある。調整回路
１２で調整できる範囲は、例えば、分周数Ｍの最大値Ｍ
ｍａｘを８００に設定すると、共振周波数ｆｃの前後に
１２５０ｐｐｍの分周数ＭおよびＮでは設定できない周
波数帯Ｇが発生することを考慮し、調整回路１２は最大
でこの周波数帯Ｇをカバーできる程度の微調整ができる
ことが望ましい。あるいは、ＯＤ３０の分周数Ｘに適当
な整数、例えば２あるいは３などを設定するとによって
設定できない周波数帯Ｇの幅は１／２あるいは１／３に
なるので、調整回路１２で調整可能とすべき帯域を狭く
することができる。

【００３２】図６および図７に調整回路１２の例を示し
てある。発振回路１１は、インバーター１１ｂ、帰還抵
抗１１ａ、ドレイン抵抗１１ｃ、ドレイン容量１１ｄ、
さらに、ゲート容量１１ｆを備えており、調整回路１２
でゲート容量１１ｆの容量を変えて発振信号φ１の周波
数ｆｇを調整できるようにしている。このため、図６に
示した調整回路１２においては、重み付けされたｎ個の
容量アレイ１３．１〜１３．ｎがゲート容量１１ｆと並
列に接続されており、それぞれの容量アレイ１３．１〜
１３．ｎと繋がったトランジスタスイッチ１４．１〜１
４．ｎをオンオフすることによってゲート容量１１ｆの
容量を可変設定できるようにしている。そして、その調
整量はトランジスタスイッチ１４．１〜１４．ｎをオン
オフするデジタルデータとして設定部４０のＲＯＭ４１
あるいは４２に記憶されるようになっている。図７に示
した調整回路１２は、可変容量ダイオード１９を採用し
た例である。ゲート容量１１ｆとコンデンサ１７を介し
て接続された可変容量ダイオード１９の容量をＤ／Ａコ
ンバータ１８を介すことによってデジタル値で制御でき
るようにしてあり、可変容量ダイオード１９の調整量を
上記と同様に設定部４０のＲＯＭ４１あるいは４２に記
憶できるようにしている。

【００３３】図８および図９に、本例の発振装置５の出
力信号φ４の周波数ｆｏを所望の値に設定する方法の例
を示してある。図８に示した周波数設定方法は、まず、
ステップ７１において、未調整状態の水晶振動子１の共
振周波数ｆｃを測定する。本例の発振装置５において
は、このためにバイパス回路３６が設けられており、調
整回路１２で調整を行わない状態で水晶振動子１を発振
することにより共振周波数ｆｃの信号を外部端子６１か
ら測定することができる。バイパス回路３６を用いなく
とも各デバイダＲＤ１５、ＦＤ２４およびＯＤ３０の分
周数Ｍ、ＮおよびＸを設定部４０のシフトレジスタ４３
を用いて各々１に設定しておくことによっても共振周波
数ｆｃを計測することができる。バイパス回路３６を設
けて直に共振周波数を測定できるようにしておくこと
は、周波数源の品質把握や不良解析等の場合には特に有
用である。次に、ステップ７２において、共振周波数ｆ
ｃの値と所望の出力周波数ｆｏから適当な分周数Ｍおよ
びＮを計算する。必要であれば分周数Ｘも同時に計算す
る。この際、ジッタの悪化を防止するために調整回路１
２で微調整できる範囲で、分周数Ｍとして最小限の値を
選択したり、あるいは調整量を最小にするために分周数
Ｍを限界値まで近づけて選択するなど幾つかの手法を採
用することが可能である。本例の発振装置５は、分周数
ＭとＮ、さらにはＸの組み合わせを出力信号の周波数ｆ
ｏに対して一義的に決定する必要がないので、ユーザの
使用目的などに合わせた条件で分周数ＭおよびＮを決定
することができる。

【００３４】分周数ＭおよびＮが決定すると、ステップ
７３においてシフトレジスタ４３などに分周数Ｍおよび
Ｎを仮設定し、ステップ７４で調整回路１２で発振信号
φ１の周波数ｆｇの微小調整を行いながらステップ７５
で出力信号φ４の周波数ｆｏとして所望の値が得られた
か否かをチェックする。そして、所望の周波数が得られ
るまで、ステップ７４および７５を繰り返す。この周波
数設定方法を採用することによって、先にも説明したよ
うに、水晶振動子１の共振周波数を特定の理想とする値
まで絞り込む、いわゆるｆ調と呼ばれるステップを水晶
振動子１の製造工程から省くことができる。従って、短
期間で安価に供給される水晶振動子を本例の発振装置５
に採用することができる。さらに、本例の発振装置５
は、分周数Ｍ、ＮさらにＸ、さらに調整量は、水晶振動
子１の共振周波数ｆｃおよびユーザが望む周波数ｆｏに
よって適宜決定することが可能であり、分周数Ｍ、Ｎさ
らにＸおよび調整量を従来の発振装置のようにメモリに
予め用意された組み合わせから選択する必要もなく、独
立した値に可変設定できる。従って、ＩＣ６０および水
晶振動子１がモールドされたパッケージング後の状態
で、ユーザの要望する周波数に本例の発振装置をセット
して出荷することができる。このため、発振装置をユー
ザの要望する周波数にかかわらず見込み生産することが
可能であり、本例の発振装置５は、量産化に非常に適し
た形態となっている。このため、短納期で安価にユーザ
の要望する周波数の発振装置５を供給することができ
る。

【００３５】図９に示した周波数設定方法は、共振周波
数ｆｃの水晶振動子１の発振を調整回路１２によって調
整し、発振回路１１出口の発振周波数ｆｇを理想的な水
晶振動子の周波数にセットしたり、あるいは、ユーザの
要望する周波数ｆｏに対し分周数ＭおよびＮ、さらには
Ｘが所定の値の組み合わせに設定されたときに必要とな
る周波数に設定する方法である。まず、ステップ８１に
おいて、公差のない理想的な水晶振動子ｆｃｉに基づき
所望の出力周波数ｆｏを得るために最も都合のよい分周
数ＭおよびＮさらにはＸを決定する。図１０に、水晶振
動子の共振周波数ｆｏが２５．１０００００から２５．
３５１０００ＭＨｚと１００００ｐｐｍ程度ばらついて
いるときに、所望の出力周波数ｆｏとして１０６．２５
ＭＨｚを得るときの例を示してある。オリジナルの共振
周波数ｆｃは、バイパス回路３６あるいは全ての分周数
を１にセットすることにより、調整していない状態での
発振周波数（共振周波数）ｆｇから求めることができ
る。図１０に示したケースでは、２５．１０００００か
ら２５．３５１０００ＭＨｚを容量アレイで十分に調整
可能な１８０ｐｐｍピッチで５６区間に分割し、求めら
れた共振周波数ｆｃからその振動子の属する区間を決定
する。得られた共振周波数ｆｃが２５．１０５ＭＨｚで
あれば、この水晶振動子は区間２に属することになる。
次に、ステップ８２で容量アレイを調整し、発振周波数
ｆｇが区間２を代表する周波数、すなわち、出力周波数
ｆｏを得るために都合の良いＭおよびＮが決定されてい
る周波数である２５．１０４５１８ＭＨｚとなるように
する。そして、ステップ８３において、この周波数ｆｇ
を確認し、発振周波数ｆｇが区間２を代表する上記の発
振周波数２５．１０４５１８ＭＨｚになるまでステップ
８２および８３を繰り返す。そして、区間を代表する発
振周波数が得られると、ステップ８４で予め計算されて
いた分周数Ｍ、ＮおよびＸの組み合わせ、本例において
は、Ｍ＝５５１、Ｎ＝２３３２およびＸ＝１をＲＯＭに
セットする。この結果、上述したような関係、すなわ
ち、以下の式（１）に示すような関係により所望の周波
数ｆｏ（本例においては１０６．２５ＭＨｚ）の出力信
号φ４が得られるようにする。ｆｏ＝ｆｇ×（Ｎ／Ｍ）／Ｘ・・・（１）なお、上記では、水晶振動子１とＩＣ６０がリードフレ
ーム６７を挟んで厚み方向で重ねた状態でモールド樹脂
６８によりパッケージングされた発振装置５を例に示し
ているが、このようなパッケージに限定されないことは
もちろんである。

【００３６】図１１に示すように、水晶振動子１とＩＣ
６０とを平面的に隣り合わせの配置でモールド樹脂を用
いてパッケージングすることによりさらに薄い発振装置
５を提供できる。

【００３７】さらに、図１２に示すように、セラミック
のベース６３ａにＩＣ６０を収納し、その中に、水晶振
動子の振動片１ａを片持ち状態で収納した後に、セラミ
ックまたは金属の蓋６３ｂを被せた、セラミック製の容
器６３を用いた発振装置５としても供給可能である。こ
の発振装置５は、振動片１ａを収納する専用の容器が不
要となるので、上記よりもさらに小型で薄い発振装置５
を提供することができる。

【００３８】また、図１３に示すように、金属製の容器
６４に振動片１ａおよびＩＣ６０を収納した発振装置５
であってももちろん良い。このような金属製の容器６４
を用いたタイプは周知のものであるが、本例の発明はこ
のような従来型の発振装置５としても実現できる。

【００３９】さらに、図１４に示すように、パッケージ
ングするときにＩＣ６０に当たる部分に紫外線を透過す
るガラスなどの透過用の窓６５を設けることも可能であ
り、紫外線でＲＯＭの記録データを消去できるＥＰＲＯ
Ｍを内蔵したＩＣ６０を使用することができる。したが
って、ユーザで設計変更などがあってもＲＯＭのデータ
を書き換えて利用することができる、いっそうフレキシ
ブルな利用ができる発振装置５を提供することができ
る。紫外線を用いたデータの消去方法は、専門性を必要
とせず、電気などを用いたデータ消去方法と比べても発
振装置の他の機能を破壊する恐れがないので、確実な処
理を行うことができる。

【００４０】このようなパッケージング方法の発振装置
５は、図１５（ａ）に示すような表面実装型（ＳＭＤ）
として実現することも可能であり、また、図１５（ｂ）
に示すように、ディップ型（ＤＩＰ）として実現するこ
とも可能である。

【００４１】さらに、本発明の発振装置には、図１６に
示すような、水晶振動子１とＩＣ６０とがモールド樹脂
などによってパッケージングされておらず、基板（回路
基板）６６にそれぞれが実装されて構成された発振装置
５も含まれている。このようなＩＣ６０と振動子１とが
個別に実装された発振装置５においては、ユーザがその
用途などに応じた温度特性あるいは形態の振動子を用い
て発振装置を構成することが可能であり、さらにフレキ
シブルなシステムを構築することができる。また、図１
６に示した水晶振動子１とＩＣ６０が別々に基板６６に
実装された発振装置５に限らず、水晶振動子１とＩＣ６
０とが一体でパッケージングされた発振装置５において
も、これらの発振装置５が基板６６に実装された後に周
波数の設定を行い、そのデータをＩＣ６０のＲＯＭに書
き込むことも可能である。また、回路基板６６の検査と
同時あるいは前後して周波数を設定する作業を行うこと
も可能である。

【００４２】発振装置５の出力周波数は、発振装置が単
体で調整される場合と、基板６６に実装された場合とで
はごくわずかであるが異なる場合がある。これに対し、
発振装置５を基板６６に実装した後に周波数の設定を行
えば、このような出力周波数の違いが発生することもな
く、さらに精度の高い信号を得ることができる。また、
本発明に係る発振装置５は、ユーザが必要とする適当な
周波数に設定でき、その作業をメーカー側で行っても良
いが、もちろん、ユーザ側で行うことも可能であり、シ
ステムの設計あるいは変更に即応した対応を取ることが
できる。しかしながら、このようなケースでは、ユーザ
側で周波数の設定を行うという新たな作業が発生するこ
とになり、工数は増加する。これに対し、図１７に示す
ように、発振装置５を基板に実装し（ステップ１１
１）、基板検査のために基板６６の回路あるいは専用の
パッド１０５に対しプローブ１０１を接続し（ステップ
１１２）、基板検査を行い（ステップ１１３）、さらに
図８あるいは図９に示した工程により周波数設定を行う
工程（ステップ１１４）を一連で行うことが可能であ
る。そして、このような周波数設定方法を採用すること
により、従来の周波数が一義的に決まっている発振装置
と同じ工程でシステムを組み立てて、出荷することがで
きる。このような周波数設定方法を採用する場合は、基
板上の発振装置５とつながったパッドあるいは回路に少
なくとも接続可能なプローブ１０１と、これを介して容
量アレイなどの調整量、分周数Ｍ、ＮおよびＸを決定
し、ＩＣ６０のＲＯＭに書き込むことができる機能を備
えた周波数設定装置１００を用いることが望ましい。も
ちろん、この周波数設定装置１００が基板の検査機能を
備えていても良いことは上述したとおりである。プロー
ブ１０１は、発振装置５の端子に直に接触するようにし
ても良いが、図１６に示すように、基板６６にプローブ
１０１とコンタクトするためのパッド１０５などの専用
あるいは通常のパターンを設けておくことにより、周波
数設定作業の信頼性を向上できる。

【００４３】

【発明の効果】これらの例に基づき説明したように、従
来の発振装置においては、予め出力が予定された各周波
数毎に分周数の組み合わせがメモリに設定されており、
その内のどの組み合わせを使用するかによって発振装置
から出力される信号の周波数が決定されていた。これに
対し、本発明においては、分周数の組み合わせを予め設
定しておくといった思想から離れて、分周数Ｍ、Ｎおよ
びＸを相互に独立に可変設定できるようにしている。こ
れによって本発明の発振装置においては、分周数Ｍ、Ｎ
およびＸの無数の組み合わせを利用することができるの
で、適当な組み合わせを選べるようにすることにより１
つの発振装置で生成可能な周波数の種類が大幅に広が
る。従って、安定した性能を発揮し、安価に製造できる
高精度の水晶振動子を用いて広範囲の周波数をカバー
し、さらに高精度の出力信号が得られる発振装置を提供
することができる。さらに、分周数Ｍ、ＮおよびＸを自
由に設定できるようにしてあるので、使用する水晶振動
子それぞれの共振周波数に合わせて分周数Ｍ、Ｎおよび
Ｘを設定することが可能であり、従来は必ず必要であっ
た水晶振動子のｆ調といった手間のかかる工程を省くこ
とが可能になる。さらに、調整回路を設けることによっ
て分周数Ｍ、ＮおよびＸを可変するだけではカバーでき
ない周波数の出力信号も生成することができる。

【００４４】このように、本発明により、ユーザの望む
周波数の出力信号を出力できる発振装置を短期間で安価
に供給することが可能となり、さらに、広範囲の周波数
を出力できる発振装置の発振源として安価で安定した振
動を行う水晶振動子を採用することができるので、従来
にも増して高精度で性能の安定した発振装置が要求され
ている通信装置および情報処理装置に好適な発振装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発振装置で生成可能な信号の周波数の
分布モデルを示す図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る発振装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図３】図２に示す発振装置の外観を示す斜視図であ
る。

【図４】図３に示す発振装置の内部構造をモールドを一
部欠いて示す図である。

【図５】図２に示す発振装置に設定可能な分周数Ｍ、Ｎ
およびＸの一部を例示する図表である。

【図６】容量アレイを用いた調整回路を示す図である。

【図７】可変容量ダイオードを用いた調整回路を示す図
である。

【図８】図２に示す発振装置の周波数を設定する工程の
一例を示すフローチャートである。

【図９】図２に示す発振装置の周波数を設定する工程の
異なった例を示すフローチャートである。

【図１０】図９に示した方法によって周波数を設定する
例を示す図である。

【図１１】本発明の発振装置の異なった例を示す図であ
り、図１１（ａ）は平面に沿った方向の断面図であり、
図１１（ｂ）は縦方向の断面図であり、図１１（ｃ）は
横方向の断面図である。

【図１２】本発明の発振装置のさらに異なった例とし
て、セラミックパッケージを用いた発振装置を示す図で
ある。

【図１３】本発明の発振装置のさらに異なった例とし
て、金属製容器を用いた発振装置を示す図である。

【図１４】本発明の発振装置のさらに異なった例とし
て、紫外線消去型の発振装置を示す図である。

【図１５】図１５（ａ）は、図１４に示す発振装置をＳ
ＭＤとして実現した様子を示す図であり、図１５（ｂ）
は、ＤＩＰとして実現した様子を示す図である。

【図１６】本発明の発振装置のさらに異なった例を示す
図であり、基板上で構成した例を示す図である。

【図１７】基板に実装された発振装置に周波数調整を行
う工程を示すフローチャートである。

【図１８】従来の発振装置の例を示すブロック図であ
る。

【図１９】図１８に示す発振装置で出力可能な周波数を
示す図表である。

【符号の説明】

１・・水晶振動子５・・発振装置１０・・発振信号出力部１１・・発振回路１２・・調整回路１３・・容量アレイ１５・・リファレンスデバイダ（ＲＤ）１９・・可変容量ダイオード２０・・ＰＬＬ回路２１・・位相比較器２２・・ローパスフィルタ２３・・電圧制御発振回路（ＶＣＯ）２４・・フィードバックデバイダ（ＦＤ）３０・・アウトプットデバイダ（ＯＤ）４０・・設定部４１、４２・・ＲＯＭ４３・・シフトレジスタ６１、６２・・端子６６・・基板６８・・モールド樹脂１００・・周波数設定装置１０１・・プローブ

フロントページの続き (72)発明者加納俊彦長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者市瀬和成長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電振動子と、この圧電振動子を発振し
て第１の周波数の発振信号を出力する発振信号出力部
と、前記発振信号を第１の分周数で分周して第２の周波数の
基準信号が得られる第１のプログラマブルデバイダと、前記基準信号を入力信号として動作し、帰還回路に設け
られた第２のプログラマブルデバイダの第２の分周数で
前記入力信号を逓倍した第３の周波数の逓倍信号が得ら
れるＰＬＬ回路部と、前記第１および第２の分周数を相互に独立した値に可変
設定できる設定部とを有する発振装置。
【請求項２】前記逓倍信号を第３の分周数で分周可能
な第３のプログラマブルデバイダを有し、前記設定部は前記第３の分周数を前記第１および第２の
分周数と独立した値に可変設定可能である、請求項１に
記載の発振装置。
【請求項３】前記発振信号出力部は、前記圧電振動子
の共振周波数に対し前記第１の周波数を微小調整できる
調整回路を備えており、前記設定部は前記調整回路の調整量を設定可能である、
請求項１に記載の発振装置。
【請求項４】前記調整回路は、複数の重み付け容量ア
レイを備えている、請求項３に記載の発振装置。
【請求項５】前記調整回路は、可変容量ダイオードを
備えている、請求項３に記載の発振装置。
【請求項６】前記圧電振動子、発振信号出力部、第１
のプログラマブルデバイダ、ＰＬＬ回路部および設定部
が一体にパッケージングされており、前記設定部は複数のＲＯＭを備え、１つの前記ＲＯＭに
少なくとも前記第１および第２の分周数が設定可能であ
る、請求項１に記載の発振装置。
【請求項７】前記発振信号出力部は前記圧電振動子の
共振周波数に対し前記第１の周波数を微小調整できる調
整回路を備えており、前記設定部の１つの前記ＲＯＭに少なくとも前記第１お
よび第２の分周数、および前記調整回路の調整量を設定
可能である、請求項６に記載の発振装置。
【請求項８】前記発振装置自体の動作状態を制御可能
な入力部を有し、前記ＲＯＭに前記入力部によって制御
される機能を示す情報を設定可能である、請求項６に記
載の発振装置。
【請求項９】前記圧電振動子、発振信号出力部、第１
のプログラマブルデバイダ、ＰＬＬ回路部および設定部
が一体にパッケージングされており、さらに、発振信号
を第１のプログラマブルデバイダおよびＰＬＬ回路部を
経ずに出力可能なバイパス回路を有する、請求項１に記
載の発振装置。
【請求項１０】前記圧電振動子は、基本波で２５．１
ＭＨｚを発振するように製造された矩形状ＡＴカット水
晶振動子であることを特徴とする、請求項１に記載の発
振装置。
【請求項１１】圧電振動子の共振周波数を微調整して
第１の周波数の発振信号を出力し、この発振信号を第１
の分周数で分周して第２の周波数の基準信号を出力し、
この基準信号を入力信号としてＰＬＬ回路を動作させ、
その帰還回路に設けられた第２のプログラマブルデバイ
ダの第２の分周数で前記入力信号を逓倍した第３の周波
数の逓倍信号を生成する発振装置の周波数設定方法であ
って、未調整の前記共振周波数に基づき、所望の周波数に最も
近い前記第３の周波数の逓倍信号が得られる前記第１お
よび第２の分周数を設定する第１のステップと、前記第３の周波数を前記所望の周波数に合致するように
微調整する第２のステップとを有する発振装置の周波数
設定方法。
【請求項１２】前記第１および第２のステップを、前
記発振装置が基板にマウントされた後に行うことを特徴
とする請求項１１に記載の発振装置の周波数設定方法。
【請求項１３】前記第１および第２のステップを、前
記発振装置がマウントされた基板をプローブを用いて検
査する工程において行うことを特徴とする請求項１１に
記載の発振装置の周波数設定方法。
【請求項１４】圧電振動子の共振周波数を微調整して
第１の周波数の発振信号を出力し、この発振信号を第１
の分周数で分周して第２の周波数の基準信号を出力し、
この基準信号を入力信号としてＰＬＬ回路を動作させ、
その帰還回路に設けられた第２のプログラマブルデバイ
ダの第２の分周数で前記入力信号を逓倍した第３の周波
数の逓倍信号を生成する発振装置の周波数設定方法であ
って、前記圧電振動子の理想的な共振周波数に基づき、所望の
周波数に最も近い前記第３の周波数の逓倍信号が得られ
る前記第１および第２の分周数を求める第１のステップ
と、求められた前記第１および第２の分周数の下で、前記第
１の周波数を前記所望の周波数が得られる値となるよう
に微調整する第２のステップを有する発振装置の周波数
設定方法。
【請求項１５】前記第１および第２のステップを、前
記発振装置が基板にマウントされた後に行うことを特徴
とする請求項１４に記載の発振装置の周波数設定方法。
【請求項１６】前記第１および第２のステップを、前
記発振装置がマウントされた基板をプローブを用いて検
査する工程において行うことを特徴とする請求項１４に
記載の発振装置の周波数設定方法。
【請求項１７】圧電振動子の共振周波数を微調整して
第１の周波数の発振信号を出力し、この発振信号を第１
の分周数で分周して第２の周波数の基準信号を出力し、
この基準信号を入力信号としてＰＬＬ回路を動作させ、
その帰還回路に設けられた第２のプログラマブルデバイ
ダの第２の分周数で前記入力信号を逓倍した第３の周波
数の逓倍信号を生成可能であり、共振周波数の微調整
量、前記第１および第２の分周数を記憶可能なＲＯＭを
有する発振装置の周波数設定装置であって、前記発振装置がマウントされた基板に装着可能なプロー
ブと、このプローブを介して、前記微調整量、前記第１および
第２の分周数を決定し、前記ＲＯＭに設定可能な周波数
設定機能とを有する、発振装置の周波数設定装置。
【請求項１８】前記プローブを介して前記基板の検査
可能な機能を、さらに有する、請求項１７に記載の発振
装置の周波数設定装置。