JP2003198255A - 水晶発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型且つ低消費電流である正弦波出力型水晶発
振器を提供することを目的とする。 【解決手段】水晶振動子と発振用トランジスタを有する
コルピッツ型水晶発振回路と、ベース接地増幅器型のバ
ッファ用トランジスタとを備えたものであり、発振用ト
ランジスタとバッファ用トランジスタとが交流カット用
の抵抗を介して縦接続したものであり、水晶振動子の一
端をバッファ用トランジスタのベース・エミッタ間を介
して接地し、発振用トランジスタのコレクタを交流的に
接地したので、直流回路としては、発振用トランジスタ
２とバッファ用トランジスタ７とが縦接続（カスコード
接続）である為、両トランジスタのコレクタ電流を共通
利用することが可能であり、これにより小型且つ低消費
電流の正弦波出力型水晶発振器を実現することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は小型、且つ、低消費
電流型の正弦波出力型水晶発振器に関し、特に、出力信
号の歪みを低減した水晶発振器に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般にレベル制御型の位相比較器を備え
たデジタルPLL回路に於いては、基準入力信号と出力信
号とのジッタ発生（同期ズレ）を防止する為には、デュ
ーティー比が５０％であるパルス入力信号が必要であ
る。この為、従来から基準信号源として図２に示すよう
な正弦波出力型水晶発振器を用い、その出力信号を例え
ばインバータ回路によってデューティー比５０％のパル
ス波形を得ていた（正弦波中心電位はインバーターのス
レッシュホールドレベルに設定）。 【０００３】図２に示す従来の正弦波出力型水晶発振器
１００は、発振用増幅回路１０１と水晶振動子１０２を
備えたコルピッツ型水晶発振器と、例えばベース接地型
のバッファ回路１０３とを備えたものである。即ち、発
振用増幅回路１０１は、発振用トランジスタ１０４のベ
ースと接地との間に負荷容量の一部である容量１０５及
び容量１０６から成る直列回路を挿入接続し、該直列回
路の接続中点を発振用トランジスタ１０４のエミッタに
接続すると共に、エミッタ抵抗１０７を接続し、更に発
振用トランジスタ１０４のコレクタと電源電圧Vccライ
ンとの間に抵抗１０８を挿入接続すると共に、抵抗１０
９及び抵抗１１０から成るベースバイアス回路を接続
し、発振用トランジスタ１０４のベースと接地との間に
水晶振動子１０２を挿入接続しコルピッツ型水晶発振器
用の増幅回路として機能するものである。 【０００４】水晶発振器１００は、水晶振動子１０２の
励振信号の一部を入力信号とするよう水晶振動子１０２
の一端と出力端OUTとの間にバッファ回路１０３を挿入
接続したものである。そして、このような構成の水晶発
振器１００は、水晶振動子１０２が高Q値であることか
ら、その励振信号が正弦波となるので、水晶振動子１０
２の一端から直接信号を導出すれば同調回路等の複雑な
回路構成を必要とすることなく小型構成に於いて正弦波
信号（デューティ比５０％）を出力することができる。 【０００５】 【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
のような構成の水晶発振器１００の場合、発振用増幅回
路１０１とバッファ回路１０３とが並列構成である為、
それぞれに個別の消費電流が発生し、電力の省力化に限
界があった。 【０００６】本発明は水晶発振器の上記諸問題を解決す
ることによって小型、且つ、低消費電流型の正弦波出力
型水晶発振器を提供することを目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明に係わる請求項１記載の発明は、水晶振動子と発
振用トランジスタを有するコルピッツ型水晶発振回路
と、ベース接地増幅器型のバッファ用トランジスタとを
交流カット用の抵抗を介して縦接続し、前記水晶振動子
の一方端を前記バッファ用トランジスタのエミッタに接
続すると共に、前記発振用トランジスタのコレクタを交
流的に接地したことを特徴とする。 【０００８】 【本発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づい
て本発明を詳細に説明する。図１は本発明に基づく水晶
発振器の一実施例を示す回路図である。同図に示す水晶
発振器１は、コルピッツ型発振回路であり、発振用トラ
ンジスタ２のベースと接地との間に負荷容量の一部を構
成する容量３及び容量４から成る直列回路を挿入接続
し、該直列回路の接続中点を発振用トランジスタ２のエ
ミッタに接続すると共に、該エミッタと接地との間にエ
ミッタ抵抗５を接続し、発振用トランジスタ２のコレク
タを容量６を介して接地すると共に、発振用トランジス
タ２のコレクタとバッファ用トランジスタ７のエミッタ
とを交流カット用の抵抗８を介して接続し、バッファ用
トランジスタ７のコレクタと電源電圧Vccラインとの間
に抵抗９を挿入接続すると共に、発振用トランジスタ２
及びバッファ用トランジスタ７にベースバイアスを適宜
印加するよう抵抗１０から抵抗１２で成るベースバイア
ス回路を接続し、バッファ用トランジスタ７のベースを
容量１３を介して接地する。 【０００９】更に、発振用トランジスタ２のベースに水
晶振動子１４を接続すると共に、水晶振動子１４の他端
を例えば容量１５を介してバッファ用トランジスタ７の
ベースに接続し、電源電圧Vccラインと接地との間に容
量１６を挿入接続し、バッファ用トランジスタ７のコレ
クタと出力端OUTとを直流カット用の容量１７を介して
接続したものである。このような構成により水晶発振器
１は、バッファ用トランジスタ７を含むバッファ回路が
ベース接地型であり、水晶振動子１４の励振信号の振幅
に基づきバッファ用トランジスタ７のベース・エミッタ
間の電位が変動するが、常にバッファ用トランジスタが
能動状態であるようバイアス設定を施すことによりバッ
ファ用トランジスタ７のベースからエミッタにバイアス
電流が流れた状態となるので、その間は交流的に導通状
態となり、その結果、容量４と容量１３とが接地を介し
て交流的に結線された発振ループが構成されたものであ
るので発振動作を得ることができる。 【００１０】そして、高Q値である水晶振動子１４の励
振信号が正弦波信号であるのでバッファ用トランジスタ
７のエミッタ及びコレクタには正弦波信号が発生し、そ
の結果、出力端OUTより正弦波信号を出力することがで
きる。尚、発振用トランジスタ２のコレクタに発生した
交流信号は容量６を介して接地されているので、抵抗８
の存在によってバッファ用トランジスタ７に伝達されな
い。一方、直流回路としては、発振用トランジスタ２と
バッファ用トランジスタ７とが縦接続（カスコード接
続）である為、両トランジスタがコレクタ電流を共通利
用し、これにより水晶発振器１の消費電流を小さく設定
することができる。 【００１１】 【発明の効果】以上説明したように本発明に基づく水晶
発振器は、水晶振動子と発振用トランジスタを有するコ
ルピッツ型水晶発振回路と、ベース接地増幅器型のバッ
ファ用トランジスタとを備えたものであり、前記発振用
トランジスタと前記バッファ用トランジスタとが交流カ
ット用の抵抗を介して縦接続したものであり、前記水晶
振動子の一端を前記バッファ用トランジスタのベース・
エミッタ間を介して接地し、前記発振用トランジスタの
コレクタを交流的に接地したので、直流回路としては、
発振用トランジスタ２とバッファ用トランジスタ７とが
縦接続（カスコード接続）である為、両トランジスタの
コレクタ電流を共通利用することが可能であり、これに
より小型且つ低消費電流の正弦波出力型水晶発振器を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に基づく水晶発振器の一実施例を示す回
路図であるる。 【図２】従来の水晶発振器を示す回路図である。 【符号の説明】 １水晶発振器、２発振用トランジスタ、３、４、６、１
３、１５、１６、１７容量、５、８、９、１０、１１、
１２抵抗、７バッファ用トランジスタ、１４水晶振動
子、１００水晶発振器、１０１発振用増幅回路、１０２
水晶振動子、１０３バッファ回路、１０４発振用トラン
ジスタ、１０５、１０６容量、１０７、１０８、１０
９、１１０抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】水晶振動子と発振用トランジスタを有する
   コルピッツ型水晶発振回路と、ベース接地増幅器型のバ
   ッファ用トランジスタとを交流カット用の抵抗を介して
   縦接続し、前記水晶振動子の一方端を前記バッファ用ト
   ランジスタのエミッタに接続すると共に、前記発振用ト
   ランジスタのコレクタを交流的に接地したことを特徴と
   する水晶発振器。