JP2003258553A - Oscillation circuit - Google Patents

Oscillation circuit

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JP2003258553A
JP2003258553A JP2002053248A JP2002053248A JP2003258553A JP 2003258553 A JP2003258553 A JP 2003258553A JP 2002053248 A JP2002053248 A JP 2002053248A JP 2002053248 A JP2002053248 A JP 2002053248A JP 2003258553 A JP2003258553 A JP 2003258553A
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Japan
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capacitor
voltage
capacitance
oscillation
circuit
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Application number
JP2002053248A
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Japanese (ja)
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Takakimi Fukushima
崇仁 福島
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Kawasaki Microelectronics Inc
Original Assignee
Kawasaki Microelectronics Inc
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillation circuit capable of suppressing voltage fluctuations in an oscillated frequency to be a small amount and outputting an oscillation signal with an excellent phase noise characteristic. <P>SOLUTION: A memory block 5 switches a gate voltage of MOS capacitors 1-1, 1-2, 1-3 to a ground level or a power supply voltage level to select capacitors 2-1, 2-2, 2-3 thereby adjusting the oscillating frequency of a VCXO 100. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、キャパシタが接続
されそのキャパシタの値に応じて発振周波数が調整され
る発振回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillator circuit to which a capacitor is connected and whose oscillation frequency is adjusted according to the value of the capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】通信機器や映像機器の分野においては、
安定した発振周波数で且つ低位相ノイズの発振信号を出
力する発振器が要求される。このような要求に対応した
ものとして、電圧制御水晶発振器(VCXO:Volt
age ControlledX’tal Oscil
lator)や温度補償型発振器(TCXO:Temp
erature Compensation X’ta
l Oscillator)が広く用いられている。
2. Description of the Related Art In the field of communication equipment and video equipment,
An oscillator that outputs an oscillation signal with a stable oscillation frequency and low phase noise is required. A voltage-controlled crystal oscillator (VCXO: Volt) has been developed to meet such requirements.
age Controlled X'tal Oscil
or temperature compensated oscillator (TCXO: Temp)
erase Compensation X'ta
1 Oscillator) is widely used.

【0003】図4は、電圧制御水晶発振器(VCXO)
の回路図である。
FIG. 4 shows a voltage controlled crystal oscillator (VCXO).
It is a circuit diagram of.

【0004】図4に示す電圧制御水晶発振器100(以
下、VCXO100と記述する)には、圧電素子として
の水晶振動子11が備えられている。
The voltage controlled crystal oscillator 100 (hereinafter referred to as VCXO100) shown in FIG. 4 is provided with a crystal resonator 11 as a piezoelectric element.

【0005】また、VCXO100には、入力側が水晶
振動子11の一端に接続されるとともに出力側がダンビ
ング抵抗12を介して水晶振動子11の他端に接続され
たインバータ13と、そのインバータ13の両端に接続
されたフィードバック用の抵抗14と、そのインバータ
13の出力側に直列に接続されたインバータ15および
発振信号Qoutを出力する出力端子16とが備えられ
ている。尚、インバータ13,15はCMOSプロセス
で形成されている。
Further, in the VCXO 100, an input side is connected to one end of the crystal unit 11 and an output side is connected to the other end of the crystal unit 11 via a dubbing resistor 12, and both ends of the inverter 13. A feedback resistor 14 connected to the inverter 13, an inverter 15 connected in series to the output side of the inverter 13 and an output terminal 16 for outputting the oscillation signal Qout are provided. The inverters 13 and 15 are formed by the CMOS process.

【0006】また、VCXO100には、水晶振動子1
1の一端とグラウンドGNDとの間に直列に接続され
た、インバータ13を構成するトランジスタのゲート側
のDC成分をカットするキャパシタ17_1および容量
可変ダイオード18_1が備えられている。さらに、こ
のVCXO100には、水晶振動子11の他端とグラウ
ンドGNDとの間に直列に接続された、上記トランジス
タのドレイン側のDC成分をカットするキャパシタ17
_2および容量可変ダイオード18_2が備えられてい
る。
Further, the VCXO 100 has a crystal unit 1
A capacitor 17_1 and a variable capacitance diode 18_1, which are connected in series between one end of 1 and the ground GND, cut off a DC component on the gate side of a transistor forming the inverter 13, are provided. Further, in this VCXO 100, a capacitor 17 that is connected in series between the other end of the crystal unit 11 and the ground GND and that cuts the DC component on the drain side of the transistor.
_2 and the variable capacitance diode 18_2 are provided.

【0007】また、VCXO100には、キャパシタ1
7_1,容量可変ダイオード18_1の接続点とキャパ
シタ17_2,容量可変ダイオード18_2の接続点と
の間に直列に接続された抵抗19_1,19_2と、そ
れら抵抗19_1,19_2の接続点に接続された制御
端子4が備えられている。制御端子4には、発振信号Q
outの周波数を制御するための制御用の電圧Vc(D
C電圧)が印加される。
The VCXO 100 has a capacitor 1
7_1, resistors 19_1 and 19_2 connected in series between the connection point of the variable capacitance diode 18_1 and the connection point of the capacitor 17_2 and the variable capacitance diode 18_2, and the control terminal 4 connected to the connection point of the resistors 19_1 and 19_2 Is provided. The oscillation signal Q is applied to the control terminal 4.
The control voltage Vc (D for controlling the frequency of out
C voltage) is applied.

【0008】このように構成されたVCXO100に電
源が投入されると発振動作が開始する。発振動作が定常
状態に達すると、水晶振動子11のもつ固有の共振周波
数となる。当然ながら、水晶振動子11側から見た負荷
容量の変化によって共振周波数も変化する(負荷容量を
大きくすると発振周波数は低くなり、負荷容量を小さく
すると発振周波数は高くなる)。このVCXO100に
は、印加される電圧Vcの大きさに応じて容量が変化す
る容量可変ダイオード18_1,18_2が備えられて
いるため、制御端子4に所望の電圧Vcを印加して、容
量可変ダイオード18_1,18_2の容量値を変化さ
せることにより所望の発振周波数を有する発振信号Qo
utを得ることができる。詳細には、電圧Vcを大きく
すると容量可変ダイオード18_1,18_2の容量値
が小さくなるため、高い発振周波数を有する発振信号Q
outが得られ、逆に電圧Vcを小さくすると容量可変
ダイオード18_1,18_2の容量値が大きくなるた
め、低い発振周波数を有する発振信号Qoutが得られ
る。尚、キャパシタ17_1,17_2は、容量可変ダ
イオード18_1,18_2に印加される電圧Vcが、
水晶振動子11,ダンピング抵抗12,フィードバック
用抵抗14,インバータ13からなる発振ループに印加
されると発振が不安定になるのを避けるために、その電
圧Vcをカットするためのものである。ここで、水晶振
動子11に対する容量は、容量可変ダイオード18_1
とキャパシタ17_1の合成容量、容量可変ダイオード
18_2とキャパシタ17_2の合成容量、発振アンプ
であるインバータ13の寄生容量、水晶振動子11用の
接続パッド容量、および公称周波数調整用容量の総和と
なる。
When the VCXO 100 configured as described above is powered on, an oscillation operation starts. When the oscillating operation reaches a steady state, the crystal resonator 11 has an inherent resonance frequency. As a matter of course, the resonance frequency also changes according to the change of the load capacitance viewed from the crystal unit 11 side (when the load capacitance is increased, the oscillation frequency is lowered, and when the load capacitance is decreased, the oscillation frequency is increased). Since the VCXO 100 is provided with the variable capacitance diodes 18_1 and 18_2 whose capacitance changes according to the magnitude of the applied voltage Vc, the desired voltage Vc is applied to the control terminal 4 to change the capacitance variable diode 18_1. , 18_2 by changing the capacitance value of the oscillation signal Qo having a desired oscillation frequency.
ut can be obtained. More specifically, as the voltage Vc is increased, the capacitance values of the variable capacitance diodes 18_1 and 18_2 are reduced, so that the oscillation signal Q having a high oscillation frequency is generated.
out, and conversely, when the voltage Vc is reduced, the capacitance values of the variable capacitance diodes 18_1 and 18_2 increase, so that the oscillation signal Qout having a low oscillation frequency is obtained. The capacitors 17_1 and 17_2 have a voltage Vc applied to the variable capacitance diodes 18_1 and 18_2,
This is for cutting the voltage Vc in order to prevent the oscillation from becoming unstable when applied to the oscillation loop composed of the crystal oscillator 11, the damping resistor 12, the feedback resistor 14, and the inverter 13. Here, the capacitance for the crystal unit 11 is the variable capacitance diode 18_1.
And the combined capacitance of the capacitor 17_1, the variable capacitance diode 18_2 and the capacitor 17_2, the parasitic capacitance of the inverter 13 which is an oscillation amplifier, the connection pad capacitance for the crystal unit 11, and the nominal frequency adjustment capacitance.

【0009】図5は、温度補償型発振器(TCXO)の
回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a temperature compensated oscillator (TCXO).

【0010】尚、図4に示すVCXO100の構成要素
と同じ構成要素には同一の符号を付して説明する。
The same components as those of the VCXO 100 shown in FIG. 4 will be described with the same reference numerals.

【0011】図5に示す温度補償型発振器200(以
下、TCXO200と記述する)には、前述したVCX
O100と、温度センサ21と、メモリブロック22
と、温度補償回路23とが備えられている。温度センサ
21は、周囲の温度を検出し、検出した温度情報Tを温
度補償回路23に向けて出力する。メモリブロック22
には、図示しないCPUから制御端子24,25を経由
して制御信号A,Bが入力され、これにより水晶振動子
11固有の温度特性(一次や三次の傾斜カーブ)を補償
するためのデータやオフセットデータが格納される。温
度補償回路23には、温度センサ21からの温度情報T
と、制御端子4からの電圧Vcと、メモリブロック22
からの温度特性データd1,d3およびオフセットデー
タoffsetが入力される。温度補償回路23は、こ
れらのデータに基づいて、最終的に温度情報Tに応じた
制御電圧Vcontを生成する。このようにして温度補
償された制御電圧Vcontで発振周波数を制御するこ
とにより、水晶振動子11がもつ固有の温度特性による
影響を小さく抑えることができる。
The temperature compensated oscillator 200 (hereinafter referred to as TCXO200) shown in FIG.
O100, temperature sensor 21, and memory block 22
And a temperature compensation circuit 23. The temperature sensor 21 detects the ambient temperature and outputs the detected temperature information T to the temperature compensation circuit 23. Memory block 22
Is supplied with control signals A and B from a CPU (not shown) via control terminals 24 and 25, whereby data for compensating temperature characteristics (first-order and third-order tilt curves) unique to the crystal unit 11 and Offset data is stored. The temperature compensation circuit 23 includes the temperature information T from the temperature sensor 21.
And the voltage Vc from the control terminal 4 and the memory block 22.
The temperature characteristic data d1 and d3 and the offset data offset from are input. The temperature compensation circuit 23 finally generates the control voltage Vcont according to the temperature information T based on these data. By controlling the oscillation frequency with the temperature-compensated control voltage Vcont in this way, it is possible to suppress the influence of the inherent temperature characteristic of the crystal unit 11 to a small level.

【0012】上述したVCXO100やTCXO200
等の発振器は、出荷時に、発振周波数の初期値を調整す
る必要がある。調整を行なわない場合、水晶振動子に代
表される圧電素子のもつバラツキとそれ以外の素子のバ
ラツキが複合し、公称値との誤差は無視できないものに
なってしまう。即ち、発振器が持つ周波数可変範囲の大
半を誤差分が占めることとなり、周波数可変範囲が狭く
なってしまう。尚、発振器を構成する部品としては、圧
電素子、増幅器、温度補償機能等の回路群、コンデン
サ、および抵抗類が必要とされる(近年、圧電素子以外
の素子はIC化されつつある)。また、初期値調整を行
なうための部品(回路やコンデンサ、抵抗、記憶素子な
ど)も当然必要となる。初期値調整の方式としては、い
くつかの方式が知られている。最も一般的な方式は、特
開2001−177344号公報等に提案されている容
量アレイ方式である。
The above-mentioned VCXO100 and TCXO200
It is necessary to adjust the initial value of the oscillating frequency of the oscillator such as the above at the time of shipping. If the adjustment is not performed, the variation of the piezoelectric element represented by the crystal oscillator and the variation of the other elements are combined, and the error from the nominal value cannot be ignored. That is, most of the frequency variable range of the oscillator is occupied by the error, and the frequency variable range becomes narrow. It should be noted that a piezoelectric element, an amplifier, a circuit group such as a temperature compensation function, a capacitor, and resistors are required as components constituting the oscillator (in recent years, elements other than the piezoelectric element are being integrated into an IC). In addition, naturally components (circuits, capacitors, resistors, storage elements, etc.) for adjusting the initial value are also required. Several methods are known as methods for initial value adjustment. The most general method is the capacitive array method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-177344.

【0013】図6は、従来の、容量アレイ方式を採用し
た、VCXOの発振周波数を調整するための発振回路を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional oscillation circuit for adjusting the oscillation frequency of the VCXO, which adopts the capacitance array method.

【0014】図6に示す発振回路300には、VCXO
を構成する水晶振動子11,ダンビング抵抗12,イン
バータ13,15,フィードバック用の抵抗14,出力
端子16と、メモリブロック31および制御端子32,
33と、メモリブロック34および制御端子35,36
と、キャパシタ41,42,43,44,45,46か
らなる容量アレイ40と、トランジスタ51,52,5
3,54,55,56からなるトランジスタスイッチ群
50とが備えられている。
The oscillator circuit 300 shown in FIG.
, A crystal oscillator 11, a dubbing resistor 12, inverters 13 and 15, a feedback resistor 14, an output terminal 16, a memory block 31 and a control terminal 32.
33, a memory block 34, and control terminals 35 and 36
And a capacitor array 40 including capacitors 41, 42, 43, 44, 45, 46, and transistors 51, 52, 5
A transistor switch group 50 composed of 3, 54, 55 and 56 is provided.

【0015】キャパシタ41,44は1pFの容量値を
有し、キャパシタ42,45は2pFの容量値を有し、
キャパシタ43,46は4pFの容量値を有する。ま
た、メモリブロック31,34には、水晶振動子11の
発振周波数を調整するための調整データが格納されてい
る。
Capacitors 41 and 44 have a capacitance value of 1 pF, capacitors 42 and 45 have a capacitance value of 2 pF,
The capacitors 43 and 46 have a capacitance value of 4 pF. Further, the memory blocks 31 and 34 store adjustment data for adjusting the oscillation frequency of the crystal unit 11.

【0016】この発振回路300では、図示しないCP
Uからの制御信号A,B,C,Dに応じて出力されるメ
モリブロック31,34からの信号VCAPG1,VC
APG2,VCAPG4の論理に応じてトランジスタ5
1,52,53,54,55,56をオン,オフさせる
ことで、キャパシタ41,42,43,44,45,4
6を選択して発振用負荷容量を調整することにより、公
称初期値の調整が行なわれる。
In this oscillator circuit 300, a CP (not shown)
Signals VCAPG1, VC from the memory blocks 31, 34 output according to control signals A, B, C, D from U
Transistor 5 depending on the logic of APG2 and VCAPG4
By turning on / off 1, 52, 53, 54, 55, 56, the capacitors 41, 42, 43, 44, 45, 4
The nominal initial value is adjusted by selecting 6 and adjusting the load capacitance for oscillation.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した発振
回路300は、発振用負荷容量の調整にあたり、トラン
ジスタをオン,オフさせてキャパシタを選択するもので
あるため、トランジスタのゲートに印加される電圧変動
に応じてそのトランジスタのオン抵抗値も変動する。す
ると、キャパシタに充電される電荷の量も変動すること
となり、従ってキャパシタの見かけ上の容量値の変動を
招くこととなる。
However, in the above-described oscillator circuit 300, when adjusting the load capacitance for oscillation, the voltage is applied to the gate of the transistor because the transistor is turned on and off to select the capacitor. The on-resistance value of the transistor also changes according to the change. Then, the amount of electric charge charged in the capacitor also fluctuates, so that the apparent capacitance value of the capacitor fluctuates.

【0018】この問題を解決するために、トランジスタ
のゲートに印加される電圧を安定化するためのレギュレ
ータを備え、その安定化された電圧をトランジスタのゲ
ートに印加することが考えられる。しかし、レギュレー
タから発生する雑音がトランジスタに伝搬すると、発振
回路の位相ノイズ特性が悪化するという問題が発生す
る。
In order to solve this problem, it is conceivable to provide a regulator for stabilizing the voltage applied to the gate of the transistor and apply the stabilized voltage to the gate of the transistor. However, when the noise generated from the regulator propagates to the transistor, the phase noise characteristic of the oscillator circuit deteriorates.

【0019】本発明は、上記事情に鑑み、発振周波数調
整用の電圧変動が小さく抑えられるとともに位相ノイズ
特性の良好な発振信号が出力される発振回路を提供する
ことを目的とする。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an oscillator circuit in which the voltage fluctuation for adjusting the oscillation frequency is suppressed to a small level and an oscillation signal having a good phase noise characteristic is output.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の発振回路は、キャパシタが接続されそのキャパシタ
の値に応じて発振周波数が調整される発振回路におい
て、MOSキャパシタと、上記MOSキャパシタのゲー
ト電圧を切り替えるゲート電圧切替回路とを備えたこと
を特徴とする。
An oscillator circuit of the present invention that achieves the above object is an oscillator circuit in which a capacitor is connected and the oscillation frequency is adjusted according to the value of the capacitor. And a gate voltage switching circuit for switching a gate voltage.

【0021】従来の発振回路は、発振用負荷容量の調整
にあたり、トランジスタをオン,オフさせてキャパシタ
を選択するものであるため、トランジスタのオン抵抗値
の変動に伴い、キャパシタの見かけ上の容量値の変動を
招くこととなる。ここで、MOSキャパシタのゲート電
圧をグラウンドレベルまたは電源電圧レベルのみで制御
すると、以下に説明するように、電圧変動に伴うキャパ
シタの見かけ上の容量値の変動を小さく抑えることがで
きる。
In the conventional oscillation circuit, when adjusting the load capacitance for oscillation, the transistor is turned on and off to select the capacitor. Therefore, the apparent capacitance value of the capacitor changes with the variation of the on-resistance value of the transistor. Will be changed. Here, if the gate voltage of the MOS capacitor is controlled only by the ground level or the power supply voltage level, it is possible to suppress the fluctuation of the apparent capacitance value of the capacitor due to the voltage fluctuation, as described below.

【0022】図1は、MOSキャパシタと、そのMOS
キャパシタにより選択されるキャパシタを示す図、図2
は、図1に示すMOSキャパシタの、ゲート電圧に対す
る容量値を示すグラフである。
FIG. 1 shows a MOS capacitor and its MOS.
The figure which shows the capacitor selected by the capacitor, FIG.
3 is a graph showing a capacitance value of the MOS capacitor shown in FIG. 1 with respect to a gate voltage.

【0023】図1には、MOSキャパシタ1と、そのM
OSキャパシタ1のゲートに接続された発振周波数調整
用のキャパシタ2が示されている。MOSキャパシタ1
のゲートには、抵抗3を経由して制御端子4から制御用
の電圧Vcが印加される。
FIG. 1 shows a MOS capacitor 1 and its M
A capacitor 2 for adjusting the oscillation frequency connected to the gate of the OS capacitor 1 is shown. MOS capacitor 1
A control voltage Vc is applied from the control terminal 4 via the resistor 3 to the gate of the.

【0024】ここで、MOSキャパシタ1のゲートに電
源電圧レベル(例えば3V〜5V程度)が印加される
と、MOSキャパシタ1の容量値は、図2に示すように
最大(ここでは9pF)となる。この時、ゲート直下に
はチャネルが形成されるため、ゲート酸化膜による容量
が見えていることになる。電源電圧付近の電圧領域にお
ける容量値は一定であり、電圧変動の影響を受けにくい
電圧領域であるといえる。
When a power supply voltage level (for example, about 3 V to 5 V) is applied to the gate of the MOS capacitor 1, the capacitance value of the MOS capacitor 1 becomes maximum (here, 9 pF) as shown in FIG. . At this time, since a channel is formed just below the gate, the capacitance due to the gate oxide film is visible. It can be said that the capacitance value in the voltage region near the power supply voltage is constant, and the voltage region is hardly affected by the voltage fluctuation.

【0025】逆に、MOSキャパシタ1のゲートにグラ
ウンドレベルが印加されると、容量値は最小(ここでは
3.5pF)になる。これはMOSキャパシタ1のしき
い値(Vt)に依存する。グラウンドレベルの変動はほ
とんど無いので、容量の、電圧変動に対する変化はほと
んどゼロと考えられる。本発明は、このようなMOSキ
ャパシタの特性に着目してなされたものである。
On the contrary, when the ground level is applied to the gate of the MOS capacitor 1, the capacitance value becomes minimum (3.5 pF in this case). This depends on the threshold value (Vt) of the MOS capacitor 1. Since there is almost no change in the ground level, it is considered that there is almost no change in capacitance with respect to voltage change. The present invention has been made by paying attention to the characteristics of such a MOS capacitor.

【0026】本発明の発振回路は、接続されたキャパシ
タの値に応じて発振周波数を調整するにあたり、MOS
キャパシタのゲート電圧をグラウンドレベルと電源電圧
レベルに切り替えて、キャパシタを選択することによ
り、電圧変動に伴うキャパシタの見かけ上の容量値の変
動を小さく抑えることができる。また、電圧変動を抑え
るためのレギュレータは不要であり、従ってレギュレー
タから発生する雑音に起因して発振回路の位相ノイズ特
性が悪化するということはなく、位相ノイズ特性の良好
な発振信号を出力することができる。
In the oscillation circuit of the present invention, in adjusting the oscillation frequency according to the value of the connected capacitor, the MOS circuit
By switching the gate voltage of the capacitor between the ground level and the power supply voltage level and selecting the capacitor, it is possible to suppress fluctuations in the apparent capacitance value of the capacitor due to voltage fluctuations. In addition, a regulator for suppressing voltage fluctuations is not required, so the phase noise characteristics of the oscillator circuit will not deteriorate due to noise generated from the regulator, and an oscillation signal with good phase noise characteristics can be output. You can

【0027】ここで、上記MOSキャパシタとそのMO
Sキャパシタのゲートに接続された固定容量のキャパシ
タとのペアが相互に並列に複数ペア配置され、上記ゲー
ト電圧切替回路は、上記複数ペアのMOSキャパシタの
ゲート電圧を切り替えるものであることが好ましい。
Here, the MOS capacitor and its MO
It is preferable that a plurality of pairs of fixed capacitance capacitors connected to the gates of the S capacitors are arranged in parallel with each other, and the gate voltage switching circuit switches the gate voltages of the plurality of pairs of MOS capacitors.

【0028】このような構成を採用すると、発振周波数
を精度よく調整することができるとともに、電圧変動に
伴うキャパシタの見かけ上の容量値の変動をさらに小さ
く抑えることができる。
By adopting such a configuration, the oscillation frequency can be adjusted with high accuracy, and the variation of the apparent capacitance value of the capacitor due to the variation of the voltage can be further suppressed.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0030】図3は、本発明の一実施形態の発振回路の
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of an oscillator circuit according to an embodiment of the present invention.

【0031】図3に示す発振回路10には、前述した図
4に示すVCXO100が備えられている。
The oscillator circuit 10 shown in FIG. 3 is provided with the VCXO 100 shown in FIG. 4 described above.

【0032】また、この発振回路10には、MOSキャ
パシタ1_1とそのMOSキャパシタ1_1のゲートに
接続された固定容量のキャパシタ2_1との第1ペア、
MOSキャパシタ1_2とそのMOSキャパシタ1_2
のゲートに接続された固定容量のキャパシタ2_2との
第2ペア、およびMOSキャパシタ1_3とそのMOS
キャパシタ1_3のゲートに接続された固定容量のキャ
パシタ2_3との第3ペアが相互に並列に配置されてい
る。
The oscillator circuit 10 further includes a first pair of a MOS capacitor 1_1 and a fixed capacitor 2_1 connected to the gate of the MOS capacitor 1_1,
MOS capacitor 1_2 and its MOS capacitor 1_2
Second pair with fixed-capacitance capacitor 2_2 connected to the gate of, and MOS capacitor 1_3 and its MOS
A third pair with a fixed-capacitance capacitor 2_3 connected to the gate of the capacitor 1_3 is arranged in parallel with each other.

【0033】さらに、この発振回路10には、MOSキ
ャパシタ1_1,1_2,1_3のゲート電圧を切り替
えるメモリブロック5(本発明にいうゲート電圧切替回
路の一例に相当)が備えられている。メモリブロック5
には、調整データが格納される。調整データの格納にあ
たっては、VCXO100の発振周波数を測定した上で
決定する(格納される調整データは、公称周波数との周
波数差分から必要な調整容量値を割り出すことで決ま
る)。メモリブロック5に調整データを格納するには、
図示しないCPUから制御端子6,7を経由してシリア
ルデータA,Bを入力することにより行なわれる。
Further, the oscillation circuit 10 is provided with a memory block 5 (corresponding to an example of the gate voltage switching circuit referred to in the present invention) for switching the gate voltage of the MOS capacitors 1_1, 1_2, 1_3. Memory block 5
The adjustment data is stored in. The storage of the adjustment data is determined after measuring the oscillation frequency of the VCXO 100 (the adjustment data to be stored is determined by calculating the necessary adjustment capacitance value from the frequency difference from the nominal frequency). To store the adjustment data in the memory block 5,
This is performed by inputting serial data A and B from a CPU (not shown) via control terminals 6 and 7.

【0034】次に、発振回路10の動作について説明す
る。この発振回路10に電源が投入されると、VCXO
100の発振動作が開始する。発振動作が定常状態に達
すると、水晶振動子11のもつ固有の共振周波数で発振
するが、制御端子4に所定の電圧Vcが印加された場合
は、容量可変ダイオード18_1,18_2の、電圧V
cの大きさに応じて変化した容量値も加味された発振周
波数を有する発振信号Qoutが、出力端子16から出
力される。
Next, the operation of the oscillator circuit 10 will be described. When the oscillator circuit 10 is powered on, the VCXO
The oscillation operation of 100 starts. When the oscillating operation reaches a steady state, it oscillates at the inherent resonance frequency of the crystal oscillator 11, but when a predetermined voltage Vc is applied to the control terminal 4, the voltage V of the variable capacitance diodes 18_1 and 18_2 is
An oscillation signal Qout having an oscillation frequency in which the capacitance value changed according to the magnitude of c is also added is output from the output terminal 16.

【0035】ここで、上述したVCXO100やTCX
Oを用いる通信や映像関係のシステムでは、データ通信
時等で生じる周波数誤差を補正する為にAFC(Aut
omatic Frequency Control)
回路が使用される。このAFC回路によりVCXO10
0等の発振器の周波数の電圧制御が行なわれる。各シス
テムにおいては、必要な周波数調整範囲を満たすよう
に、発振器の周波数の可変範囲が設計される。ところ
が、水晶振動子やICの製造バラツキが複合化される
と、公称周波数のズレが大きくなるおそれがある。これ
を解消するために、発振器の組立後に容量調整を行なう
必要がある。
Here, the above-mentioned VCXO100 and TCX
In communication and video-related systems using O, the AFC (Aut) is used to correct the frequency error that occurs during data communication.
(Automatic Frequency Control)
Circuit is used. VCXO10 by this AFC circuit
Voltage control of the frequency of the oscillator such as 0 is performed. In each system, the variable range of the frequency of the oscillator is designed so as to satisfy the necessary frequency adjustment range. However, if the manufacturing variations of the crystal oscillator and the IC are combined, the deviation of the nominal frequency may increase. In order to eliminate this, it is necessary to adjust the capacitance after assembling the oscillator.

【0036】従来の発振回路は、接続されたキャパシタ
の値に応じて発振周波数を調整するにあたり、トランジ
スタをオン,オフさせてキャパシタを選択するものであ
るため、電源電圧変動時のゲート電圧の変動による、ト
ランジスタのオン抵抗値の変動に伴い、キャパシタの見
かけ上の容量値の変動を招くこととなる。本実施形態で
は、接続されたキャパシタ2_1,2_2,2_3の値
に応じて発振周波数を調整するにあたり、MOSキャパ
シタ1_1,1_2,1_3のゲート電圧をMOSキャ
パシタの容量が電圧変動の影響を受けにくいグラウンド
レベルと電源電圧レベルに切り替えて(図2参照)、キ
ャパシタ2_1,2_2,2_3を選択するものである
ため、電圧変動に伴うキャパシタ2_1,2_2,2_
3の見かけ上の容量値の変動を小さく抑えることができ
る。
In the conventional oscillation circuit, when the oscillation frequency is adjusted according to the value of the connected capacitor, the transistor is turned on and off to select the capacitor. Therefore, the gate voltage fluctuates when the power supply voltage fluctuates. As a result, the change in the on-resistance value of the transistor causes a change in the apparent capacitance value of the capacitor. In the present embodiment, when adjusting the oscillation frequency according to the value of the connected capacitors 2_1, 2_2, 2_3, the gate voltage of the MOS capacitors 1_1, 1_2, 1_3 is set to the ground voltage at which the capacitance of the MOS capacitors is not easily affected by the voltage fluctuation. Since the capacitors 2_1, 2_2, 2_3 are selected by switching between the level and the power supply voltage level (see FIG. 2), the capacitors 2_1, 2_2, 2_ associated with voltage fluctuations are selected.
The apparent variation in the capacitance value of 3 can be suppressed to be small.

【0037】ここで、MOSキャパシタ1_1、1_
2、1_3それぞれの容量値をゲート電圧が電源電圧レ
ベルのときに1pF、2pF、4pFに設定されている
ものとする。このとき、ゲート電圧をグラウンドレベル
に切り替えたときには、MOSキャパシタの容量はそれ
ぞれほぼ0.4pF、0.8pF、1.6pFとなる。
キャパシタ2_1、2_2、2_3それぞれの容量値を
ペアとなるMOSキャパシタ1_1、1_2、1_3そ
れぞれの容量値より1桁大きくとるものとすると、MO
Sキャパシタ1_1とキャパシタ2_1の第1のペアの
合成容量は、MOSキャパシタのゲート電圧が電源電圧
のときにはほぼ1pF、ゲート電圧がグラウンドレベル
のときにはほぼ0.4pFとなる。MOSキャパシタ1
_2とキャパシタ2_2の第2のペアの合成容量は、M
OSキャパシタのゲート電圧が電源電圧のときにはほぼ
2pF、ゲート電圧がグラウンドレベルのときにはほぼ
0.8pFとなる。また、MOSキャパシタ1_3とキ
ャパシタ2_3の第3のペアの合成容量は、MOSキャ
パシタのゲート電圧が電源電圧のときにはほぼ4pF、
ゲート電圧がグラウンドレベルのときにはほぼ1.6p
Fとなる。従って、メモリブロック5からの信号の論理
の組合せにより、2.8(=0.4+0.8+1.6)
pFから7pFまでの8ステップの容量値を切り替える
ことができる。
Here, the MOS capacitors 1_1 and 1_
It is assumed that the capacitance values of 2 and 1_3 are set to 1 pF, 2 pF, and 4 pF when the gate voltage is at the power supply voltage level. At this time, when the gate voltage is switched to the ground level, the capacitances of the MOS capacitors become approximately 0.4 pF, 0.8 pF and 1.6 pF, respectively.
If the capacitance value of each of the capacitors 2_1, 2_2, and 2_3 is set to be one digit larger than the capacitance value of each of the paired MOS capacitors 1_1, 1_2, and 1_3, MO
The combined capacitance of the first pair of the S capacitor 1_1 and the capacitor 2_1 is about 1 pF when the gate voltage of the MOS capacitor is the power supply voltage, and about 0.4 pF when the gate voltage is the ground level. MOS capacitor 1
The combined capacitance of the second pair of the capacitor _2 and the capacitor 2_2 is M
When the gate voltage of the OS capacitor is the power supply voltage, it is approximately 2 pF, and when the gate voltage is the ground level, it is approximately 0.8 pF. The combined capacitance of the third pair of the MOS capacitor 1_3 and the capacitor 2_3 is approximately 4 pF when the gate voltage of the MOS capacitor is the power supply voltage,
Almost 1.6p when the gate voltage is at ground level
It becomes F. Therefore, 2.8 (= 0.4 + 0.8 + 1.6) depending on the combination of the logic of the signals from the memory block 5.
Capacitance values in 8 steps from pF to 7 pF can be switched.

【0038】また、電圧変動を抑えるためのレギュレー
タは不要であり、従ってレギュレータから発生する雑音
に起因して発振回路の位相ノイズ特性が悪化するという
ことはなく、またレギュレータを形成するための回路面
積の増大もなく、位相ノイズ特性の良好な発振信号Qo
utを出力することができる。
Further, since a regulator for suppressing the voltage fluctuation is unnecessary, the phase noise characteristic of the oscillation circuit is not deteriorated by the noise generated from the regulator, and the circuit area for forming the regulator is not required. Of the oscillation signal Qo with good phase noise characteristics
ut can be output.

【0039】尚、本実施形態では、VCXOの例で説明
したがTCXOでもよく、さらにこれらVCXOやTC
XOに限られるものでもなく、本発明は、キャパシタが
接続されそのキャパシタの値に応じて発振周波数が調整
される発振回路であればよい。
Although the VCXO has been described as an example in the present embodiment, it may be a TCXO, and these VCXO and TC may be used.
The present invention is not limited to XO, and the present invention may be any oscillation circuit in which a capacitor is connected and the oscillation frequency is adjusted according to the value of the capacitor.

【0040】また、調整用回路はドレイン側だけでな
く、ゲート側にも付加することも可能である。
The adjusting circuit can be added not only to the drain side but also to the gate side.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発振周波数の電圧変動が小さく抑えられるとともに位相
ノイズ特性の良好な発振信号が出力される発振回路を提
供することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an oscillation circuit in which the voltage fluctuation of the oscillation frequency is suppressed to a small level and an oscillation signal having a good phase noise characteristic is output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】MOSキャパシタと、そのMOSキャパシタに
より選択されるキャパシタを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a MOS capacitor and a capacitor selected by the MOS capacitor.

【図2】図1に示すMOSキャパシタの、ゲート電圧に
対する容量値を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a capacitance value with respect to a gate voltage of the MOS capacitor shown in FIG.

【図3】本発明の一実施形態の発振回路の回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram of an oscillator circuit according to an embodiment of the present invention.

【図4】電圧制御水晶発振器(VCXO)の回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram of a voltage controlled crystal oscillator (VCXO).

【図5】温度補償型発振器(TCXO)の回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram of a temperature compensation oscillator (TCXO).

【図6】従来の、容量アレイ方式を採用した、VCXO
の発振周波数を調整するための発振回路を示す図であ
る。
FIG. 6 is a conventional VCXO adopting a capacitance array method.
It is a figure which shows the oscillation circuit for adjusting the oscillation frequency of.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1_1,1_2,1_3 MOSキャパシタ 2,2_1,2_2,2_3,17_1,17_2 キ
ャパシタ 3,3_1,3_2,3_3,12,14,19_1,
19_2 抵抗 4,6,7 制御端子 5 メモリブロック 10 発振回路 11 水晶振動子 13,15 インバータ 16 出力端子 18_1,18_2 容量可変ダイオード 100 VCXO 200 TCXO 300 従来型容量アレイ方式VCXO
1, 1_1, 1_2, 1_3 MOS capacitors 2, 2_1, 2_2, 2_3, 17_1, 17_2 Capacitors 3, 3_1, 3_2, 3_3, 12, 14, 19_1,
19_2 resistors 4, 6, 7 control terminal 5 memory block 10 oscillator circuit 11 crystal oscillator 13, 15 inverter 16 output terminals 18_1, 18_2 variable capacitance diode 100 VCXO 200 TCXO 300 conventional capacitive array system VCXO

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キャパシタが接続され該キャパシタの値
に応じて発振周波数が調整される発振回路において、 MOSキャパシタと、 前記MOSキャパシタのゲート電圧を切り替えるゲート
電圧切替回路とを備えたことを特徴とする発振回路。
1. An oscillation circuit in which a capacitor is connected and whose oscillation frequency is adjusted according to the value of the capacitor includes a MOS capacitor and a gate voltage switching circuit that switches a gate voltage of the MOS capacitor. Oscillation circuit.
【請求項2】 前記MOSキャパシタと該MOSキャパ
シタのゲートに接続された固定容量のキャパシタとのペ
アが相互に並列に複数ペア配置され、 前記ゲート電圧切替回路は、前記複数ペアのMOSキャ
パシタのゲート電圧を切り替えるものであることを特徴
とする請求項1記載の発振回路。
2. A plurality of pairs of the MOS capacitor and a fixed-capacity capacitor connected to the gate of the MOS capacitor are arranged in parallel with each other, and the gate voltage switching circuit includes a gate of the plurality of pairs of MOS capacitors. The oscillation circuit according to claim 1, wherein the voltage is switched.
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KR100750781B1 (en) 2005-04-28 2007-08-20 엡슨 토요콤 가부시키 가이샤 Piezoelectric oscillation circuit
US9344033B2 (en) 2013-06-11 2016-05-17 Seiko Epson Corporation Variable capacitance circuit, oscillator circuit, vibratory device, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing vibratory device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100750781B1 (en) 2005-04-28 2007-08-20 엡슨 토요콤 가부시키 가이샤 Piezoelectric oscillation circuit
KR100695526B1 (en) 2005-06-30 2007-03-15 주식회사 하이닉스반도체 Oscillator of semiconductor device
US9344033B2 (en) 2013-06-11 2016-05-17 Seiko Epson Corporation Variable capacitance circuit, oscillator circuit, vibratory device, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing vibratory device

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