JP2003051718A - 発振器および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動子に負荷する容量を大きくとる必要があ
っても、短時間で安定発振することが可能な発振器およ
び電子機器を提供する。 【解決手段】 圧電発振器１０は、起動時は、振動子Ｘ
に容量Ｃｄ０とＣｇ０だけを負荷した状態で発振を開始
し、分周回路１２の分周信号を入力する毎に、制御部１
３がメモリ１４に記憶された制御データＤｄ、Ｄｇに基
づいて、可変容量部１１ｄ、１１ｇのスイッチＳＷ１〜
ＳＷ１０を段階的にオン制御することによって少ない容
量変化で可変容量部１１ｄおよび１１ｇの容量を予め定
めた容量になるまで上げていく。従って、常に容量の変
化量が少ない状態で発振を開始することができるので、
電源電圧のリンギングがなくなり、その後可変容量部１
１ｄおよび１１ｇの容量を段階的に上げていくことによ
って、容量変化による電源電圧の変動が低く抑えられ、
短時間で安定起動することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、短時間で起動する
ことができる発振器および電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧電発振器は、図８に基本回路を
示すように、水晶振動子またはセラミック振動子などの
振動子Ｘと、振動子Ｘを動作させるための帰還増幅回路
（インバータＩＶ、帰還抵抗Ｒｆ）Ａと、帰還増幅回路
Ａの入出力端子に接続される容量ＣｇおよびＣｄから構
成される。容量ＣｇおよびＣｄは、振動子Ｘの動作条件
における周波数偏差の合わせ込みなどを行うための負荷
容量であり、設計によって決められた固定容量の容量素
子である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の携帯
電話においては、図９に示すように、受信待ち受け時
は、レシーバ、温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）などの斜
線部分については、一定時間間隔で駆動して間欠受信を
行うようになっている。これは、実質的な駆動時間を減
らして消費電力を低減するためである。

【０００４】しかしながら、この種の電子機器は、ＴＣ
ＸＯや各種クロック生成用の様々な回路を有しており、
これらの発振器の発振周波数や振幅が安定するまでは、
機器が正常に動作しない。このため、実際の間欠時の駆
動時間は、発振器の起動時間を見越して長めにとってお
く必要があった。また、携帯電話に限らず、コンピュー
タなどの各種電子機器においても、消費電力低減の観点
から、操作されなくなって一定期間経過すると、表示装
置やＨＤＤ（hard disk drive）の駆動を停止し、何ら
かの操作があると、これら装置の駆動を再び開始する機
能を具備したものが広く提供されている。この場合も、
起動に時間がかかると、消費電力低減の観点から望まし
くないだけでなく、すぐに操作できないため使い勝手が
悪くなってしまう。このような事情から、消費電力の低
減を図るという観点および使い勝手を向上させるという
観点から発振器の起動時間の短縮化が要望されている。

【０００５】一般的に発振器の起動時間を短縮するに
は、振動子の直列抵抗を下げる、電源電圧を上げる、イ
ンバータＩＶのトランジスタ駆動能力を上げる、といっ
た方法が考えられるが、発振器自体の低消費電力化と広
い汎用性を考えると振動子Ｘの負荷容量を小さくする方
法が最も簡易である。

【０００６】しかしながら、振動子Ｘの負荷容量を小さ
くすると、起動時間は短縮されるものの発振周波数が規
定の偏差値内に入らなくなってしまう場合が生じ、起動
時間をあまり短縮することはできない。一方、発振器の
負荷容量は、目的とする発振周波数（設定周波数）に応
じてほぼ決まってしまうため、容量を大きくとる必要が
ある場合には、図１０に起動時の発振器の信号Ｓと電源
電圧Ｖの波形を示すように、電源電圧Ｖにリンギングが
発生する場合が生じる。この場合、発振器に電源を供給
する電源電圧Ｖが大きく変動するため、発振器の安定度
が悪くなり、この結果、信号Ｓの周波数および振幅が安
定するまでの時間（起動時間）Ｔが長くなってしまうと
いう問題が生じてしまう。

【０００７】そこで本発明の目的は、振動子に負荷する
容量を大きくとる必要があっても、短時間で安定発振す
ることが可能な発振器および電子機器を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、発振器において、振動子と、前記振動子を発
振させる帰還増幅回路と、前記帰還増幅回路の入力側若
しくは出力側の少なくともいずれかに接続される可変容
量手段とを有する発振回路と、前記発振回路が安定動作
していることを検出する動作検出手段と、前記可変容量
手段の制御データを記憶する記憶手段と、前記制御デー
タに基づいて、前記安定動作検出手段の検出結果に基づ
く時間間隔で、前記可変容量手段の容量値を予め定めた
最小容量値から予め定めた設定容量値になるまで段階的
に増やしていく制御手段とを備えることを特徴としてい
る。

【０００９】上記構成によれば、この発振器は、記憶手
段に記憶された制御データに基づいて、振動子に負荷す
る可変容量手段の容量値を設定容量値になるまで段階的
に増やしていくので、常に容量の変化量が少ない状態で
発振を開始することができる。このため、容量が大きい
ことに起因して発生する電源電圧のリンギングを回避し
て起動時間を短縮することができる。

【００１０】また、前記可変容量手段は、容量値が前記
最小容量値であって、前記振動子に常に接続された第１
の容量素子と、複数の第２の容量素子と、前記制御手段
の制御の下、前記複数の第２の容量素子を前記第１の容
量素子にそれぞれ並列接続する複数のスイッチ手段とを
有することを特徴としている。

【００１１】上記構成によれば、最小容量値の第１の容
量素子は振動子に常に接続されているので、制御手段
は、安定動作検出手段の検出結果に基づく時間間隔で複
数の第２の容量素子を接続することによって、可変容量
手段の容量値を段階的に増やすことができる。これによ
り、常に容量の変化量が少ない状態で発振を開始するこ
とができ、起動時間を短縮することができる。

【００１２】また、前記制御データは、前記可変容量手
段の容量値を設定容量値にするためにオン制御するスイ
ッチ手段の数、またはオン制御するスイッチ手段を特定
するためのデータであればよい。これにより、制御手段
は、この制御データに基づいて予め定めた接続順でスイ
ッチ手段をオン状態に制御することによって、可変容量
手段の容量値を設定容量値になるまで段階的に増やすこ
とができる。

【００１３】また、前記制御データは、前記可変容量手
段の容量値を最小容量値から設定容量値まで段階的に増
やしていくために接続するスイッチ手段の接続順を特定
するためのデータであってもよい。この場合、制御手段
は、この制御データに基づく接続順でスイッチ手段をオ
ン状態に制御することによって、可変容量手段の容量値
を設定容量値になるまで段階的に増やすことができる。

【００１４】また、前記最小容量値は、当該発振器の発
振条件を満たす範囲で最も小さい容量値であることを特
徴としている。これにより、この発振器は、負荷容量が
最も小さい状態から発振を開始するので、発振周波数お
よび振幅を短時間で安定させることができる。

【００１５】また、前記制御手段は、前記制御データを
外部から入力する入力手段と、前記記憶手段に記憶され
た制御データを、前記入力手段を介して入力した新たな
制御データに書き換える制御データ書き換え手段とをさ
らに有することを特徴としている。これにより、この発
振器は、制御データを書き換えることによって、発振周
波数の変更や周波数偏差の微調整を後で簡易に行うこと
ができる。

【００１６】また、本発明は、電子機器において、上記
発振器を内蔵し、この発振器の出力信号に基づいて動作
することを特徴としている。上述したように、この発振
器は常に容量の変化量が少ない状態で発振を開始するの
で、電子機器の安定起動化および起動時間の短縮化を図
ることができる。

【００１７】また、前記電子機器は、予め定めた条件に
従って少なくとも前記発振器の一時停止と駆動とを行う
動作モードを有する電子機器であることが好ましい。こ
れにより、発振器の起動時間を短縮できる分だけ電子機
器の実質的な駆動時間を短縮でき、さらに低消費電力化
を図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施形態について説明する。

【００１９】（１） 実施形態 （１−１） 実施形態の構成 図１は、本発明の実施形態に係る圧電発振器のブロック
図である。この圧電発振器１０は、帰還増幅回路Ａの入
出力端子に接続される容量が可変容量部（可変容量手
段）１１ｄおよび１１ｇである点と、分周回路１２、制
御部（制御手段）１３およびメモリ（記憶手段）１４を
有する点を除いて従来の圧電発振器とほぼ同様であるた
め、同一の部分は同一の符号を付して示している。ま
た、メモリ１４には、ＰＲＯＭ（Programable Read Onl
y Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）などの書き
込みや書き換え可能なメモリが使用される。

【００２０】同図に示すように、帰還増幅回路Ａの出力
側に接続される可変容量部１１ｄは、帰還増幅回路Ａの
出力側に常に接続される容量素子（第１の容量素子）Ｃ
ｄ０と、トランジスタによる各スイッチ（複数のスイッ
チ手段）ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５によ
って容量素子Ｃｄ０と並列接続される容量素子（第２の
容量素子）Ｃｄ１、Ｃｄ２、Ｃｄ３、Ｃｄ４およびＣｄ
５とから構成されている。なお、これらの容量素子およ
びスイッチは説明上それぞれ５個から構成されるが、所
定の条件に応じて任意の個数が選択できる。

【００２１】同様に、帰還増幅回路Ａの入力側に接続さ
れる可変容量部１１ｇは、帰還増幅回路Ａの入力側に常
に接続される容量素子Ｃｇ０と、トランジスタによるス
イッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９およびＳＷ１０
によって容量素子Ｃｇ０と並列接続される容量素子Ｃｇ
１、Ｃｇ２、Ｃｇ３、Ｃｇ４およびＣｇ５とから構成さ
れている。上記したと同様に、これらの容量素子および
スイッチは説明上それぞれ５個から構成されるが、所定
の条件に応じて任意の個数が選択できる。

【００２２】ここで、帰還増幅回路Ａの入出力側に接続
される容量素子Ｃｄ０およびＣｇ０は、振動子Ｘを発振
させるのに最低限必要な容量値であり、言い換えると、
この圧電発振器１０の発振回路が発振条件を満たす範囲
で最も小さい容量値のものが選定されている。

【００２３】そして、可変容量部１１ｄおよび１１ｇ
は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０が制御されることによ
って全体の容量が変化する。具体的には、可変容量部１
１ｄ、１１ｇは同様の構成なので、可変容量部１１ｄに
ついて説明すると、各容量素子Ｃｄ１〜Ｃｄ５はスイッ
チＳＷ１〜ＳＷ５によって並列接続されるので、容量素
子Ｃｄ１側のスイッチＳＷ１から順にオン状態に切り替
えると、可変容量部１１ｄの容量は、（Ｃｄ０）の容量
→（Ｃｄ０＋Ｃｄ１）の容量→……→（Ｃｄ０＋Ｃｄ１
＋Ｃｄ２＋Ｃｄ３＋Ｃｄ４＋Ｃｄ５）の容量へと変化す
る。同様に、ゲート側の可変容量部１１ｇの容量も、
（Ｃｇ０）の容量〜（Ｃｇ０＋Ｃｇ１＋Ｃｇ２＋Ｃｇ３
＋Ｃｇ４＋Ｃｇ５）の容量の範囲で変化する。なお、圧
電発振器１０に電力が供給されていない場合は、これら
スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０は全てオフ状態であって、可
変容量部１１ｄの容量は容量素子Ｃｄ０の容量のみであ
り、可変容量部１１ｇは容量素子Ｃｇ０の容量のみにな
る。

【００２４】分周回路１２は、発振回路の出力信号を分
周して制御部１３に出力する。この分周回路（動作検出
手段）１２は、発振回路が安定に起動したことを検出す
るために用いられ、言い換えると、電源電圧のリンギン
グが収まって安定した状態になったことを検出するため
に用いられる。

【００２５】制御部１３は、メモリ１４の予め定めたア
ドレスに記憶されている可変容量部１１ｄおよび１１ｇ
の制御データＤｄおよびＤｇに基づいて、各可変容量部
１１ｄ、１１ｇのスイッチＳＷ１〜ＳＷ１０の制御を行
う。本実施形態では、制御部１３は、発振起動時におい
て、各可変容量部１１ｄ、１１ｇに対応する制御データ
Ｄｄ、Ｄｇによって指定される値に達するまで、可変容
量部１１ｄ、１１ｇの各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１０を予
め定めた順でオン状態に切り替え制御するように構成さ
れている。なお、メモリ１４に記憶された制御データ
は、可変容量部１１ｄ、１１ｇの容量値を設定容量値に
するためにオン制御するスイッチの数、またはオン制御
するスイッチＳＷ１からＳＷ５のいずれかを特定するた
めのデータ、若しくは、可変容量部１１ｄ、１１ｇの容
量値を最小容量値から設定容量値まで段階的に増やして
いくために接続するスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の接続順を
特定するためのデータである。

【００２６】具体的には、制御部１３は、分周回路１２
から入力した分周信号の立ち上がりを検出する毎に、可
変容量部１１ｄについてはスイッチＳＷ１側から順にス
イッチを１個ずつオン状態に制御すると同時に、可変容
量部１１ｇについてはスイッチＳＷ６側から順にスイッ
チを１個ずつオン状態に制御していく。そして、制御部
１３は、各可変容量部１１ｄ、１１ｇ毎にオン制御した
スイッチの数が制御データＤｄ、Ｄｇの値と一致したと
判断すると、スイッチの制御状態をその状態に維持す
る。すなわち、この圧電発振器１０においては、制御デ
ータＤｄ、Ｄｇによって各可変容量部１１ｄ、１１ｇの
最終的な容量が定められ、これによって、圧電発振器１
０の発振周波数が設定されるようになっている。なお、
本実施形態では各可変容量部１１ｄ、１１ｇにスイッチ
が５個ずつあるから、各可変容量部１１ｄ、１１ｇの制
御データＤｄ、Ｄｇは３ビット以上のデータを用いれば
よい。

【００２７】また、制御部１３は、図示しない入力端子
を介して書き込み装置２０との間でデータ通信を行う機
能を有しており、書き込み装置２０の制御の下、メモリ
１４に記憶されている制御データＤｄ、Ｄｇを読み出し
て書き込み装置２０に送信したり、メモリ１４に記憶さ
れた制御データＤｄ、Ｄｇを図示しない入力手段を介し
て入力し、また、図示しない制御データ書き換え手段に
より、書き込み装置２０から送信された新たな制御デー
タＤｄ、Ｄｇに書き換えて更新するようになっている。

【００２８】次に、書き込み装置２０について説明す
る。図２は書き込み装置２０の概略構成を示す図であ
る。書き込み装置２０は、従来のプログラマブル発振器
の設定を行うものと同様の装置が適用され、所定のアプ
リケーションプログラムがインストールされたパーソナ
ルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という）２１と、圧電
発振器１０と電気的に接続するための接続ユニット２２
とから構成される。接続ユニット２２は、ＰＣ２１の制
御の下、圧電発振器１０を駆動させて発振周波数を測定
したり、圧電発振器１０の制御部１３に対してメモリ１
４に記憶された制御データＤｄ、Ｄｇの読み出し指示や
制御データＤｄ、Ｄｇの書き込み指示を行う。従って、
ＰＣ２１の操作者は、圧電発振器１０毎に発振周波数を
測定し、測定結果に応じてメモリ１４に書き込む制御デ
ータＤｄ、Ｄｇを書き換えることによって、実測の発振
周波数を確認しながら圧電発振器１０の周波数を希望の
周波数に変更でき、圧電発振器１０のばらつきを修正す
ることができる。

【００２９】次に、この圧電発振器１０の起動時の動作
について説明する。図３は、制御部１３の発振起動処理
を示すフローチャートである。まず、圧電発振器１０に
おいて、図示しない電源端子に電力が供給されると、制
御部１３は、メモリ１４から制御データＤｄ、Ｄｇを読
み出す（ステップＳ１）。このとき、各可変容量部１１
ｄ、１１ｇのスイッチＳＷ１〜ＳＷ１０は初期状態では
オフ状態であるから、圧電発振器１０の発振回路は、振
動子Ｘに容量素子Ｃｄ０と容量素子Ｃｇ０の容量が負荷
された状態で起動を開始する。このため、振動子Ｘを発
振させるのに最低限必要な容量値で起動を開始するの
で、電源電圧にリンギングが発生する場合が回避され、
短時間で発振周波数および振幅が安定することとなる。

【００３０】そして、発振回路が発振を開始して振幅が
所定レベルに成長すると、分周回路１２からその信号を
分周した分周信号が出力される。制御部１３は、分周信
号の立ち上がりを検出すると（ステップＳ２：YES）、
制御データＤｄ、Ｄｇに基づいて可変容量部１１ｄ、１
１ｇのスイッチＳＷ１〜ＳＷ１０の制御を開始する（ス
テップＳ３）。すなわち、制御部１３は、分周信号の立
ち上がりを検出する毎に、各可変容量部１１ｄ、１１ｇ
のスイッチＳＷ１〜ＳＷ１０をそれぞれ１個ずつオン制
御して容量素子Ｃｄ１〜Ｃｄ５および容量素子Ｃｇ１〜
Ｃｇ５を接続していく制御を行う。

【００３１】具体的には、制御部１３は、分周信号の立
ち上がりを検出すると、スイッチＳＷ１およびＳＷ６を
オン制御し、次に分周信号の立ち上がりを検出すると、
さらにスイッチＳＷ２およびＳＷ７をオン制御し、次に
検出すると、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオン制御す
る、といった具合に発振容量を段階的に増やしていく。
また、スイッチをオン制御する度に、制御部１３は、各
可変容量部１１ｄおよび１１ｇのオン制御したスイッチ
の数が制御データＤｄおよびＤｇの値とそれぞれ一致す
るか否かを判定し（ステップＳ４）、一致しないとき
は、ステップＳ２に戻ってステップＳ２〜ステップＳ４
までの処理を繰り返す。

【００３２】そして、制御部１１は、ステップＳ４にお
いて、可変容量部１１ｄおよび１１ｇのオン状態に制御
したスイッチの数が制御データＤｄおよびＤｇの値と一
致したと判定すると、スイッチの制御状態を保持したま
ま発振起動処理を終了する。

【００３３】これにより、本実施形態の圧電発振器１０
は、振動子Ｘに負荷する容量を発振を開始するのに最低
限必要な最小容量にした状態で発振を開始した後、発振
が安定したことを検出する毎に、圧電発振器１０の発振
周波数を設定周波数にするために必要な容量値になるま
で段階的に増やしていくので、常に容量の変化量が少な
い状態で発振を開始することができる。このため、容量
が大きいことに起因して発生する電源電圧のリンギング
が回避され、リンギングの影響による圧電発振器１０を
駆動する電源の電源電圧の変動が抑えられる。

【００３４】さらに、負荷容量が最も小さい状態で振動
子Ｘが発振を開始するので、振動子Ｘの発振周波数およ
び振幅が短時間で安定し、その後の容量変化も小さいの
で、容量変化による電源電圧の変動が低く抑えられ、振
動子Ｘの発振周波数を短時間で目的の設定周波数に変化
させることが可能となる。この技術を適用することによ
って、発明者らの実験によると、従来発振が安定するま
で３秒かかっていた圧電発振器を約１秒の起動時間に短
縮できることを確認することができた。

【００３５】また、この圧電発振器１０は、書き込み装
置２０によって制御データＤｄおよびＤｇを書き換える
ことによって、振動子Ｘに負荷する容量を変更すること
ができるので、発振周波数を変更したり、周波数偏差を
微調整するといったことを製品状態でいつでも簡易に行
うことができる。

【００３６】（２） 変形例 本願発明は、上述した実施形態に限らず種々の態様にて
実施することができる。例えば、以下のような変形実施
が可能である。 （２−１） 第１変形例 上述の実施形態においては、制御データＤｄおよびＤｇ
がオン制御するスイッチの数を指定するデータの場合に
ついて述べたが、図４に他の例を示すように、制御デー
タＤｄおよびＤｇに最終的にオン制御するスイッチを特
定する情報（「状態」のフィールド）を記述するように
し、制御部１３がこれらスイッチを所定順でオン制御す
るようにしてもよい。なお、図４において、［１］がオ
ン制御するスイッチを示し、［０］がオフ制御するスイ
ッチを示している。

【００３７】また、図５に制御データＤｄおよびＤｇの
他の例を示すように、制御データＤｄおよびＤｇに接続
順を示す情報（「接続順」のフィールド）を記述し、制
御部１３がこの接続順でスイッチをオン制御するように
してもよい。なお、図５においては、３回目は、スイッ
チＳＷ３、ＳＷ４およびＳＷ８をほぼ同時にオン制御す
る場合を示している。このようにオン制御するスイッチ
の接続順や接続回数を選択できるようにすれば、ユーザ
の設定に応じて起動時間を所望の時間に調整したり、可
変容量部１１ｄおよび１１ｇの容量値が、所望の容量値
に至るまでのスイッチの接続回数を減らして起動時間を
さらに短くしてみる、といった設定が可能となる。この
場合、接続する容量素子をユーザが任意に設定できるの
で、容量素子Ｃｄ１〜Ｃｄ５の容量や、容量素子Ｃｇ１
〜Ｃｇ５の容量をそれぞれ異なる値にしておけば、これ
ら容量素子の組み合わせに応じて負荷容量を様々な値に
設定でき、発振周波数を細かく調整することが可能とな
る。

【００３８】（２−２） 第２変形例 また、上述の実施形態においては、制御部１３がスイッ
チＳＷ１およびＳＷ６から順にオン制御していく場合を
例に示したが、要は、発振起動時の振動子に負荷される
容量およびその変化量が電源電圧にリンギングが生じな
い程度に小さければよく、例えば一方の可変容量部のス
イッチを全てオン制御した後に他方の可変容量部のスイ
ッチをオン制御する、といった方法や、各可変容量部の
スイッチＳＷを交互にオン制御する、といった方法など
の様々な接続方法を適用することが可能である。また、
電源電圧にリンギングを生じさせない範囲で、一回に複
数のスイッチをオン制御するようにしてもよい。

【００３９】また、本実施形態の容量素子Ｃｄ１〜Ｃｄ
５およびＣｇ１〜Ｃｇ５の容量値は、同一の容量値でも
異なる容量値のものでもよいが、起動時の接続順として
は、容量値の少ないものから順に接続することが望まし
い。

【００４０】（２−３） 第３変形例 上述の実施形態においては、制御部１３が可変容量部１
１ｄおよび１１ｇの容量を制御することによって、発振
起動時における振動子Ｘの負荷を小さくするとともに、
負荷が大きく変動する場合を回避している。ところで、
実際の発振器には、外部負荷の変動の影響が発振器に及
ばないようにしたり、大きな電力の信号を得るために緩
衝増幅器が置かれることが多い。しかしながら、発振起
動時においては、この緩衝増幅器の負荷が発振回路に悪
影響を及ぼし、発振器の起動時間を長くしてしまう一要
因となってしまうことがある。このため、図６に示すよ
うに、発振起動時は制御部１３が緩衝増幅器３０の動作
を停止制御し、発振が安定した後、つまり、スイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷ１０のうち指定されたスイッチを全てオン制
御した後に緩衝増幅器３０を駆動させるようにすること
が望ましい。なお、緩衝増幅器３０の前段にスイッチを
設け、発振起動時はこのスイッチによって緩衝増幅器３
０を振動子Ｘと切り離すようにしてもよい。

【００４１】（２−４） 第４変形例 また、上述の実施形態においては、制御部１３が分周信
号の立ち上がりを検出する毎にスイッチをオン制御する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、分周信
号の立ち下がり、または、分周信号の信号レベルが所定
レベルを越えた（または下回った）ことを検出する毎に
スイッチの制御を行うようにしてもよい。また、分周信
号または発振回路の出力信号をカウントするカウンタを
設け、カウント値が所定値に達する毎にスイッチをオン
制御するようにしてもよい。また、他の方法として、図
７に示すように、分周回路１２に代えて、ローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）３１とコンパレータ３２を設け、発振回
路の出力信号の平均信号レベルが所定レベル以上になっ
たことを検出することによって、安定に起動したことを
検出するようにしてもよい。この場合、ローパスフィル
タおよびコンパレータが請求項に示す動作検出手段に相
当する。

【００４２】（２−５） 第５変形例 また、上述の実施形態においては、振動子Ｘの入出力側
に接続する容量を両方可変する場合について述べたが、
いずれか一方の容量だけを可変するようにしても同様の
効果を有する。また、複数の容量素子を選択的に接続す
ることによって容量を可変するようにしたが、可変容量
ダイオード（バリキャップ）を用いて容量を可変するよ
うにしてもよい。この場合、制御部１３は、分周信号か
ら計測される時間間隔で可変容量ダイオードの制御電圧
を段階的に低くする制御を行うようにすればよい。

【００４３】（２−６） 第６変形例 上述の実施形態においては、携帯電話、コンピュータ、
表示装置、リモートコントローラ、計測装置などの電子
機器に内蔵される圧電発振器に限定されず、リアルタイ
ムクロック、温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）および電圧
制御型発振器（ＶＣＸＯ）に広く適用され、これらの出
力信号に基づいて動作する電子機器の起動時間の短縮化
を図ることができる。特に消費電力を低減するために、
受信動作を間欠的に行う間欠受信モードや、一部の機能
を一時的に停止させる節電モード、といった予め定めた
条件に従って発振器の一時停止と駆動とを行う動作モー
ドを有する携帯電話やＰＣなどの電子機器に本発明に係
る圧電発振器を用いれば、起動時間を短縮できる分だけ
実質的な駆動時間を短くでき、さらに低消費電力化を図
ることが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】上述したように本発明の圧電発振器は、
振動子に負荷する容量を大きくとる必要があっても、短
時間で起動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る圧電発振器の回路図
である。

【図２】 書き込み装置の概略構成を示す図である。

【図３】 制御部の発振起動処理を示すフローチャート
である。

【図４】 第１変形例に係る制御データを示す図であ
る。

【図５】 第１変形例に係る制御データを示す図であ
る。

【図６】 第３変形例に係る圧電発振器の回路図であ
る。

【図７】 第４変形例に係る圧電発振器の回路図であ
る。

【図８】 従来の圧電発振器の回路図である。

【図９】 携帯電話のブロック図である。

【図１０】 圧電発振器の起動時における信号と電源電
圧の波形図である。

【符号の説明】

１０……圧電発振器、 １１ｄ、１１ｇ……可変容量部、 １２……分周回路（動作検出手段）、 １３……制御部、 １４……メモリ、 ２０……書き込み装置、 ２１……ＰＣ、 ２２……接続ユニット、 ３０……緩衝増幅器、 ３１……ＬＰＦ、 ３２……コンパレータ、 Ａ……帰還増幅回路、 Ｔ……起動時間、 Ｘ……振動子、 Ｄｄ、Ｄｇ……制御データ、 Ｒｆ……帰還抵抗、 ＩＶ……インバータ、 Ｃｄ０〜Ｃｄ５、Ｃｇ０〜Ｃｇ５……容量素子、 ＳＷ１〜ＳＷ１０……スイッチ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子と、前記振動子を発振させる帰還
   増幅回路と、前記帰還増幅回路の入力側若しくは出力側
   の少なくともいずれかに接続される可変容量手段とを有
   する発振回路と、 前記発振回路が安定動作していることを検出する動作検
   出手段と、 前記可変容量手段の制御データを記憶する記憶手段と、 前記制御データに基づいて、前記安定動作検出手段の検
   出結果に基づく時間間隔で、前記可変容量手段の容量値
   を予め定めた最小容量値から予め定めた設定容量値にな
   るまで段階的に増やしていく制御手段とを備えることを
   特徴とする発振器。
2. 【請求項２】 前記可変容量手段は、 容量値が前記最小容量値であって、前記振動子に常に接
   続された第１の容量素子と、 複数の第２の容量素子と、 前記制御手段の制御の下、前記複数の第２の容量素子を
   前記第１の容量素子にそれぞれ並列接続する複数のスイ
   ッチ手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の
   発振器。
3. 【請求項３】 前記制御データは、 前記可変容量手段の容量値を設定容量値にするためにオ
   ン制御するスイッチ手段の数、またはオン制御するスイ
   ッチ手段を特定するためのデータであることを特徴とす
   る請求項２に記載の発振器。
4. 【請求項４】 前記制御データは、前記可変容量手段の
   容量値を最小容量値から設定容量値まで段階的に増やし
   ていくために接続するスイッチ手段の接続順を特定する
   ためのデータであることを特徴とする請求項２に記載の
   発振器。
5. 【請求項５】 前記最小容量値は、当該発振器の発振条
   件を満たす範囲で最も小さい容量値であることを特徴と
   する請求項１に記載の発振器。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、 前記制御データを外部から入力する入力手段と、 前記記憶手段に記憶された制御データを、前記入力手段
   を介して入力した新たな制御データに書き換える制御デ
   ータ書き換え手段とをさらに有することを特徴とする請
   求項１に記載の発振器。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の発振
   器を内蔵し、前記発振器の出力信号に基づいて動作する
   ことを特徴とする電子機器。
8. 【請求項８】 前記電子機器は、予め定めた条件に従っ
   て少なくとも前記発振器の一時停止と駆動とを行う動作
   モードを有する電子機器であることを特徴とする請求項
   ７に記載の電子機器。