JP2002151955A - 発振回路 - Google Patents
発振回路Info
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- JP2002151955A JP2002151955A JP2000339390A JP2000339390A JP2002151955A JP 2002151955 A JP2002151955 A JP 2002151955A JP 2000339390 A JP2000339390 A JP 2000339390A JP 2000339390 A JP2000339390 A JP 2000339390A JP 2002151955 A JP2002151955 A JP 2002151955A
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- Japan
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- oscillation circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 消費電流をあまり増加させることなく、発振
周波数の調整幅を拡大することを可能とした発振回路を
提供する。 【解決手段】 反転回路１３と、反転回路の入出力間に
接続された抵抗素子１２と、少なくとも発振子１０及び
可変容量素子１１が直列に接続された直列回路であっ
て、反転回路の入出力間に接続された直列回路とを具備
する。
周波数の調整幅を拡大することを可能とした発振回路を
提供する。 【解決手段】 反転回路１３と、反転回路の入出力間に
接続された抵抗素子１２と、少なくとも発振子１０及び
可変容量素子１１が直列に接続された直列回路であっ
て、反転回路の入出力間に接続された直列回路とを具備
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶等の発振子を
用いた発振回路に関し、特に、発振周波数の調整が可能
な発振回路に関する。
用いた発振回路に関し、特に、発振周波数の調整が可能
な発振回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、水晶発振子を用いた発振回路
として、図５に示す回路構成が知られている。この発振
回路においては、インバータ回路５２の入出力間に、水
晶振動子５０とバイアス抵抗素子５１とが並列に接続さ
れている。インバータ回路５２の出力信号は、水晶振動
子５０等により所定の位相回転を与えられてインバータ
回路５２の入力に帰還され、これにより発振動作が行わ
れる。この発振回路の発振周波数は、主に水晶振動子５
０の等価回路によって決定されるが、微調整は可能であ
る。
として、図５に示す回路構成が知られている。この発振
回路においては、インバータ回路５２の入出力間に、水
晶振動子５０とバイアス抵抗素子５１とが並列に接続さ
れている。インバータ回路５２の出力信号は、水晶振動
子５０等により所定の位相回転を与えられてインバータ
回路５２の入力に帰還され、これにより発振動作が行わ
れる。この発振回路の発振周波数は、主に水晶振動子５
０の等価回路によって決定されるが、微調整は可能であ
る。
【０００３】インバータ回路５２の出力には抵抗素子Ｒ
Dの一方の端子が接続され、抵抗素子ＲDの他方の端子と
接地電位との間にはコンデンサＣｄが接続されている。
一方、インバータ回路５２の入力と接地電位との間には
コンデンサＣｇが接続されている。ここで、コンデンサ
ＣｄとコンデンサＣｇとの内の少なくとも一方の容量を
変化させることにより、発振周波数の調整を行ってい
た。
Dの一方の端子が接続され、抵抗素子ＲDの他方の端子と
接地電位との間にはコンデンサＣｄが接続されている。
一方、インバータ回路５２の入力と接地電位との間には
コンデンサＣｇが接続されている。ここで、コンデンサ
ＣｄとコンデンサＣｇとの内の少なくとも一方の容量を
変化させることにより、発振周波数の調整を行ってい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、水晶発振子を
用いた発振回路において、発振周波数は近似的に温度の
２次関数として変化する。例えば、室温付近の２５℃で
発振周波数がピークとなるように発振回路を設計した場
合に、−２０℃における発振周波数の変化は−１００ｐ
ｐｍ程度となる。従って、このような広い温度範囲で使
用する発振回路においては、発振周波数の調整幅が１５
０〜２００ｐｐｍ程度必要である。また、コンデンサを
付加することにより、発振周波数を下げるだけではな
く、発振周波数を上げる方向にも調整できることが望ま
れる。
用いた発振回路において、発振周波数は近似的に温度の
２次関数として変化する。例えば、室温付近の２５℃で
発振周波数がピークとなるように発振回路を設計した場
合に、−２０℃における発振周波数の変化は−１００ｐ
ｐｍ程度となる。従って、このような広い温度範囲で使
用する発振回路においては、発振周波数の調整幅が１５
０〜２００ｐｐｍ程度必要である。また、コンデンサを
付加することにより、発振周波数を下げるだけではな
く、発振周波数を上げる方向にも調整できることが望ま
れる。
【０００５】しかしながら、図５に示す発振回路におい
ては、コンデンサＣｄやコンデンサＣｇを付加すると、
発振周波数を下げる方向にしか調整できない。また、コ
ンデンサＣｇの容量を調節するだけでは、発振周波数の
調整幅を５０〜７０ｐｐｍ程度しかとれない。一方、コ
ンデンサＣｄの容量を大きく設定すると、発振回路の消
費電流を大幅に増加させてしまう。
ては、コンデンサＣｄやコンデンサＣｇを付加すると、
発振周波数を下げる方向にしか調整できない。また、コ
ンデンサＣｇの容量を調節するだけでは、発振周波数の
調整幅を５０〜７０ｐｐｍ程度しかとれない。一方、コ
ンデンサＣｄの容量を大きく設定すると、発振回路の消
費電流を大幅に増加させてしまう。
【０００６】そこで、上記の点に鑑み、本発明は、消費
電流をあまり増加させることなく、発振周波数の調整幅
を拡大することを可能とした発振回路を提供することを
目的とする。
電流をあまり増加させることなく、発振周波数の調整幅
を拡大することを可能とした発振回路を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明の発振回路は、反転回路と、反転回路の入出
力間に接続された抵抗素子と、少なくとも発振子及び可
変容量素子が直列に接続された直列回路であって、反転
回路の入出力間に接続された直列回路とを具備する。
め、本発明の発振回路は、反転回路と、反転回路の入出
力間に接続された抵抗素子と、少なくとも発振子及び可
変容量素子が直列に接続された直列回路であって、反転
回路の入出力間に接続された直列回路とを具備する。
【０００８】この発振回路は、反転回路の入力と接地電
位との間に接続された第２の容量素子をさらに具備する
ことが望ましい。ここで、第２の容量素子が、可変容量
素子であっても良い。また、この発振回路は、反転回路
の出力と接地電位との間に接続された第３の容量素子を
さらに具備しても良い。ここで、第３の容量素子が、可
変容量素子であっても良い。さらに、この発振回路は、
反転回路の出力と第３の容量素子との間に直列に接続さ
れた抵抗素子を具備しても良い。上記発振子としては、
例えば、水晶発振子、セラミック発振子、又は、表面弾
性波発振子を使用することができる。
位との間に接続された第２の容量素子をさらに具備する
ことが望ましい。ここで、第２の容量素子が、可変容量
素子であっても良い。また、この発振回路は、反転回路
の出力と接地電位との間に接続された第３の容量素子を
さらに具備しても良い。ここで、第３の容量素子が、可
変容量素子であっても良い。さらに、この発振回路は、
反転回路の出力と第３の容量素子との間に直列に接続さ
れた抵抗素子を具備しても良い。上記発振子としては、
例えば、水晶発振子、セラミック発振子、又は、表面弾
性波発振子を使用することができる。
【０００９】上記構成によれば、発振子と直列に可変容
量素子を接続したので、発振回路の消費電流をあまり増
加させることなく、発振周波数の調整幅を拡大すること
が可能となった。
量素子を接続したので、発振回路の消費電流をあまり増
加させることなく、発振周波数の調整幅を拡大すること
が可能となった。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実
施形態に係る発振回路の構成を示す回路図である。本実
施形態においては、発振子として水晶発振子を用いてい
る。
施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実
施形態に係る発振回路の構成を示す回路図である。本実
施形態においては、発振子として水晶発振子を用いてい
る。
【００１１】図１に示すように、この発振回路は、イン
バータ回路１３を含んでいる。インバータ回路１３の入
出力間には、バイアス抵抗素子１２と、少なくとも水晶
振動子１０及びトリマーコンデンサ１１が直列に接続さ
れた直列回路とが、並列に接続されている。トリマーコ
ンデンサ１１は、微調整が可能な小容量の可変容量素子
である。また、インバータ回路１３には抵抗素子ＲDの
一方の端子が接続され、抵抗素子ＲDの他方の端子と接
地電位との間にはコンデンサＣｄが接続されている。一
方、インバータ回路５２の入力と接地電位との間にはコ
ンデンサＣｇが接続されている。インバータ回路１３の
出力信号は、水晶振動子１０等により所定の位相回転を
与えられてインバータ回路１３の入力に帰還され、これ
により発振動作が行われる。本実施形態においては、ト
リマーコンデンサ１１の容量を変化させることにより、
発振周波数の調整を行う。
バータ回路１３を含んでいる。インバータ回路１３の入
出力間には、バイアス抵抗素子１２と、少なくとも水晶
振動子１０及びトリマーコンデンサ１１が直列に接続さ
れた直列回路とが、並列に接続されている。トリマーコ
ンデンサ１１は、微調整が可能な小容量の可変容量素子
である。また、インバータ回路１３には抵抗素子ＲDの
一方の端子が接続され、抵抗素子ＲDの他方の端子と接
地電位との間にはコンデンサＣｄが接続されている。一
方、インバータ回路５２の入力と接地電位との間にはコ
ンデンサＣｇが接続されている。インバータ回路１３の
出力信号は、水晶振動子１０等により所定の位相回転を
与えられてインバータ回路１３の入力に帰還され、これ
により発振動作が行われる。本実施形態においては、ト
リマーコンデンサ１１の容量を変化させることにより、
発振周波数の調整を行う。
【００１２】図２に、図１の発振回路における水晶振動
子１０の等価回路とトリマーコンデンサ１１の容量ＣX
を示す。水晶発振子１０の等価回路において、インダク
タンスＬ0と容量Ｃ0と抵抗Ｒ0とによる直列共振回路
は、水晶振動子１０の圧電気現象における機械的振動を
電気的回路に置き換えたものである。また、並列に接続
されている容量Ｃ1は、水晶片を誘電体とした両電極間
の電気的容量である。
子１０の等価回路とトリマーコンデンサ１１の容量ＣX
を示す。水晶発振子１０の等価回路において、インダク
タンスＬ0と容量Ｃ0と抵抗Ｒ0とによる直列共振回路
は、水晶振動子１０の圧電気現象における機械的振動を
電気的回路に置き換えたものである。また、並列に接続
されている容量Ｃ1は、水晶片を誘電体とした両電極間
の電気的容量である。
【００１３】この等価回路において、水晶発振子１０の
直列共振周波数は、ｆ0＝１／２π√Ｌ0Ｃ0で表され、
この周波数において両電極間のインピーダンスにディッ
プが現れる。一方、水晶発振子１０の並列共振周波数
は、ｆ1＝ｆ0√（１＋Ｃ0／Ｃ1）で表され、この周波数
において両電極間のインピーダンスにピークが現れる。
水晶発振子１０は、これらの共振周波数ｆ0とｆ1の間に
おいてのみ誘導性（インダクティブ）となり、発振のた
めにはこの範囲が使用される。
直列共振周波数は、ｆ0＝１／２π√Ｌ0Ｃ0で表され、
この周波数において両電極間のインピーダンスにディッ
プが現れる。一方、水晶発振子１０の並列共振周波数
は、ｆ1＝ｆ0√（１＋Ｃ0／Ｃ1）で表され、この周波数
において両電極間のインピーダンスにピークが現れる。
水晶発振子１０は、これらの共振周波数ｆ0とｆ1の間に
おいてのみ誘導性（インダクティブ）となり、発振のた
めにはこの範囲が使用される。
【００１４】本実施形態に係る発振回路においては、水
晶発振子１０の等価回路に対して、さらにトリマーコン
デンサ１１の容量ＣXが直列に接続される。このときの
直列共振周波数は、ｆX＝ｆ0√（１＋Ｃ0／ＣX）となっ
て、トリマーコンデンサ１１を付加したことにより上昇
する。一方、並列共振周波数は、トリマーコンデンサ１
１を付加したことにより低下する。ここで、トリマーコ
ンデンサ１１の容量Ｃ Xを変化させることによって、直
列共振周波数ｆX、及び、並列共振周波数を移動させる
ことができる。本実施形態においては、例えば、目的と
する発振周波数が３２ｋＨｚである場合に、コンデンサ
Ｃｄの容量を１５ｐＦとし、コンデンサＣｇの容量を１
０ｐＦとし、トリマーコンデンサ１１の可変容量範囲を
２〜５０ｐＦとする。
晶発振子１０の等価回路に対して、さらにトリマーコン
デンサ１１の容量ＣXが直列に接続される。このときの
直列共振周波数は、ｆX＝ｆ0√（１＋Ｃ0／ＣX）となっ
て、トリマーコンデンサ１１を付加したことにより上昇
する。一方、並列共振周波数は、トリマーコンデンサ１
１を付加したことにより低下する。ここで、トリマーコ
ンデンサ１１の容量Ｃ Xを変化させることによって、直
列共振周波数ｆX、及び、並列共振周波数を移動させる
ことができる。本実施形態においては、例えば、目的と
する発振周波数が３２ｋＨｚである場合に、コンデンサ
Ｃｄの容量を１５ｐＦとし、コンデンサＣｇの容量を１
０ｐＦとし、トリマーコンデンサ１１の可変容量範囲を
２〜５０ｐＦとする。
【００１５】図３は、上記の条件において、トリマーコ
ンデンサ１１の容量ＣXを変化させたときの発振周波数
の変化を示す。この曲線は、ほぼ双曲線となっている。
トリマーコンデンサ１１の容量を２〜５０ｐＦの範囲で
変化させたときの発振周波数の調整幅は、２５０〜３５
０ｐｐｍである。この調整幅は、−２０℃〜＋７０℃に
おいて、水晶発振回路の発振周波数の温度による変化を
調整するのに十分な値である。
ンデンサ１１の容量ＣXを変化させたときの発振周波数
の変化を示す。この曲線は、ほぼ双曲線となっている。
トリマーコンデンサ１１の容量を２〜５０ｐＦの範囲で
変化させたときの発振周波数の調整幅は、２５０〜３５
０ｐｐｍである。この調整幅は、−２０℃〜＋７０℃に
おいて、水晶発振回路の発振周波数の温度による変化を
調整するのに十分な値である。
【００１６】次に、本発明の第２の実施形態について、
図４を参照しながら説明する。図４に示すように、第２
の実施形態に係る発振回路においては、コンデンサＣｄ
とコンデンサＣｇもトリマーコンデンサとしている。他
の点については、第１の実施形態と同様である。このよ
うに、３個のトリマーコンデンサを用いることにより、
発振周波数の調整幅をさらに広げることができる。
図４を参照しながら説明する。図４に示すように、第２
の実施形態に係る発振回路においては、コンデンサＣｄ
とコンデンサＣｇもトリマーコンデンサとしている。他
の点については、第１の実施形態と同様である。このよ
うに、３個のトリマーコンデンサを用いることにより、
発振周波数の調整幅をさらに広げることができる。
【００１７】尚、以上の実施形態においては、発振回路
に用いられる発振子が水晶発振子である場合について説
明したが、本発明はこれに限定されず、セラミック発振
子や、１００Ｍ〜１ＧＨｚ程度の周波数において用いら
れるＳＡＷ（surface acoustic wave：表面弾性波）発
振子を用いることができる。
に用いられる発振子が水晶発振子である場合について説
明したが、本発明はこれに限定されず、セラミック発振
子や、１００Ｍ〜１ＧＨｚ程度の周波数において用いら
れるＳＡＷ（surface acoustic wave：表面弾性波）発
振子を用いることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、水
晶発振子、セラミック発振子、又は、ＳＡＷ発振子等を
用いた発振回路において、消費電流をあまり増加させる
ことなく、発振周波数の幅を拡大することが可能となっ
た。
晶発振子、セラミック発振子、又は、ＳＡＷ発振子等を
用いた発振回路において、消費電流をあまり増加させる
ことなく、発振周波数の幅を拡大することが可能となっ
た。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発振回路の構成
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】図１の発振回路における水晶振動子の等価回路
とトリマーコンデンサの容量を示す図である。
とトリマーコンデンサの容量を示す図である。
【図３】図１の発振回路においてトリマーコンデンサの
容量を変化させたときの発振周波数の変化を示す図であ
る。
容量を変化させたときの発振周波数の変化を示す図であ
る。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る発振回路の構成
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図５】従来の発振回路の構成を示す回路図である。
１０、５０ 水晶発振子 １１ トリマーコンデンサ １２、５１ 抵抗 １３、５２ インバータ回路 Ｃｄ、Ｃｇ コンデンサ ＲD 抵抗素子
Claims (7)
- 【請求項１】 反転回路と、 前記反転回路の入出力間に接続された抵抗素子と、 少なくとも発振子及び可変容量素子が直列に接続された
直列回路であって、前記反転回路の入出力間に接続され
た前記直列回路と、を具備する発振回路。 - 【請求項２】 前記反転回路の入力と接地電位との間に
接続された第２の容量素子をさらに具備する請求項１記
載の発振回路。 - 【請求項３】 前記第２の容量素子が可変容量素子であ
ることを特徴とする請求項２記載の発振回路。 - 【請求項４】 前記反転回路の出力と接地電位との間に
接続された第３の容量素子をさらに具備する請求項２又
は３記載の発振回路。 - 【請求項５】 前記第３の容量素子が可変容量素子であ
ることを特徴とする請求項４記載の発振回路。 - 【請求項６】 前記反転回路の出力と前記第３の容量素
子との間に直列に接続された抵抗素子をさらに具備する
請求項４又は５記載の発振回路。 - 【請求項７】 前記発振子が、水晶発振子、セラミック
発振子、又は、表面弾性波発振子であることを特徴とす
る請求項１〜６のいずれか1項記載の発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339390A JP2002151955A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000339390A JP2002151955A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 発振回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151955A true JP2002151955A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=18814468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000339390A Withdrawn JP2002151955A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002151955A (ja) |
-
2000
- 2000-11-07 JP JP2000339390A patent/JP2002151955A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |