【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度補償圧電発振器に関し、特に、発振回路がＩＣ化された温度補償圧電発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通信機器等の基準周波数発生源として用いられる発振器において、例えば、水晶などの圧電素子を用いた発振器は、優れた周波数精度、周波数温度特性、周波数経時変化特性等を有するため、携帯電話等の無線通信分野で広く使用されている。
近年になって、携帯電話等の携帯端末の小型化、低価格化が進められ、その主要部品である水晶発振器においても小型化、薄型化の要望が強くなっている。そして、水晶発振器においてこの要望を満たすためには、その構成部品点数の削減、回路のＩＣ化が不可欠となっている。
【０００３】
水晶発振器においては、周囲温度の変化に対する発振周波数の安定を図るため、発振回路の周波数温度特性を電気的に補償する温度補償水晶発振器（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ 以下、ＴＣＸＯ という）が用いられる。このＴＣＸＯは、周囲温度の変化に応じて水晶発振回路の負荷容量を変化させて、基準の温度における発振周波数からの変化を抑えることによって発振器の周波数温度特性を改善させるものである。
その温度補償の方式に、温度補償回路が発振ループ内に直接的に設けられている直接型と、温度補償回路が発振ループ外にあって発振ループ内の可変容量素子を間接的に制御する間接型、さらにデジタル型の３方式があることは周知のとおりである。
【０００４】
図７は、従来の間接型ＴＣＸＯの動作を説明する構成概要図である。同図に示すように、本間接型ＴＣＸＯは、水晶振動子２１と、温度センサ２２と補償電圧発生回路２３と発振回路２４とを１チップ化したＩＣ２５とで構成され、前記発振回路２４は可変容量素子２６を備えている。そして、これらの構成部はパッケージ２７に収容されている。
前記水晶振動子２１は、ＡＴカットの水晶振動子であり、該水晶振動子２１と前記発振回路２４によって構成される水晶発振回路によって所定の周波数を生成する。
図８の実線は、前記ＡＴカットの水晶振動子の周波数温度特性を模式的に示した図であり、同図に示されるように、該周波数温度特性は３次曲線を呈する。
【０００５】
前記可変容量素子２６は、前記発振回路２４において水晶振動子２１に直列に接続され、補償電圧発生回路２３から加えられる温度補償電圧に応じてその容量値が変化する。
前記可変容量素子２６に加えられる温度補償電圧が一定であるならば、該可変容量素子２６の容量値は一定であるので、水晶振動子２１と、可変容量素子２６を備えた発振回路２４によって構成される、例えば、コルピッツ型発振器における発振周波数の周波数温度特性は、ほとんど図５の水晶振動子２１の周波数温度特性と一致する。
【０００６】
また、前記温度センサ２２は、水晶振動子２１を除く他の構成部品と共に１チップのＩＣに構成されることを可能にするため、半導体温度センサが用いられている。
前記補償電圧発生回路２３は、周囲温度変化に応じた前記温度センサ２２の出力信号をもとに、基準温度における発振周波数からの周波数変動を相殺するように発振回路２４の負荷容量を変化させる補償電圧を、前記可変容量素子２６に出力するものである。
このときの補償電圧発生回路２３の補償電圧温度特性は、図８の点線のように模式的に表される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記半導体素子による温度センサ２２は、例えば、シリコントランジスタのベースエミッタ間電圧の温度に対する変化を温度センサ機能とした場合、前記ベースエミッタ間の温度依存性、すなわち温度変化に対する感度は、およそ−２ｍＶ／℃と極めて低い感度を有するものである。
そのため、その感度を上げるために、前記センサ２２としてのシリコントランジスタを多段にすることが考えられるが、電源電圧の低電圧化が進んでいる現状においては、重ねられる段数に制限があるので、前記補償電圧発生回路２３に増幅回路を設けてセンサの感度不足を補う必要があった。
【０００８】
その結果、温度センサ２２における雑音が増幅され、さらに前記増幅回路自体の雑音も加わって、補償電圧発生回路２３の出力電圧には、大きなレベルの雑音を含んでしまうことになる。そして、この出力電圧が可変容量素子２６に印加されることによって、水晶発振器の位相雑音特性が悪化してしまうという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、補償電圧発生回路の出力電圧に含まれる雑音が小さく、優れた位相雑音特性を有する間接型型圧電発振器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明においては、温度センサと、圧電振動子と、可変容量素子を備えた発振回路と温度補償電圧発生回路とを１チップに形成したＩＣと、これらを収容するパッケージとで構成される温度補償圧電発振器であって、前記温度センサを印刷によって形成される膜状サーミスタで構成したことを特徴とする。
また、請求項２の発明においては、温度センサと、圧電振動子と、可変容量素子を備えた発振回路と温度補償電圧発生回路とを１チップに形成したＩＣと、これらを収容するパッケージとで構成される温度補償圧電発振器であって、前記温度センサを厚膜チップサーミスタで構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明においては、請求項１または請求項２のいずれかに記載の温度補償圧電発振器であって、前記温度センサを前記パッケージ内面に形成したことを特徴とする。
さらに、請求項４の発明においては、請求項１または請求項２に記載の温度補償圧電発振器であって、前記温度センサを前記パッケージ外面に形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明においては、温度センサと、圧電振動子と、可変容量素子を備えた発振回路と温度補償電圧発生回路とを１チップに形成したＩＣと、これらを収容するパッケージとで構成される温度補償圧電発振器であって、前記温度センサを前記ＩＣ表面に形成したことを特徴とする。
また、請求項６の発明においては、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の温度補償圧電発振器であって、前記圧電振動子が水晶振動子であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる温度補償圧電発振器としての間接型温度補償水晶発振器の実施の一形態例を示す構成概要図である。
同図に示すように、本発明に係わる間接型ＴＣＸＯは、水晶振動子１と、温度センサ２と、補償電圧発生回路３および発振回路４を備えたＩＣ５とで構成され、さらに前記発振回路４は可変容量素子６を備えている。そして、これらの構成部は、セラミックパッケージ７に後述のように収容される。
【００１３】
なお、上述の水晶振動子１、温度センサ２、補償電圧発生回路３、発振回路４、ＩＣ５及び可変容量素子６の各構成部位の機能、動作は、前記温度センサ２を除いて従来のＴＣＸＯ（図４）の水晶振動子２１、補償電圧発生回路２３、発振回路２４、ＩＣ２５及び可変容量素子２６の機能、動作と同一であるので、前記温度センサ２を除いて詳細な説明は省略する。
【００１４】
図２は、図１に示す本発明に係わる間接型ＴＣＸＯの構造の一形態例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は、底面図である。
同図（ａ）に示すように、前記セラミックパッケージ７は、上面に向けて形成された平面がおよそ長方形の凹陥部８と該凹陥部８内底面の一方の辺縁に設けられた台座９を有する。そして、前記凹陥部８内底面に設けられた電極パターン（図示しない）に前記ＩＣ５が装着されると共に、前記台座９上に設けられたパッド電極（図示しない）に前記水晶振動子１が片持ち支持で固着された後、前記凹陥部８がシーム溶接等によって金属蓋１０で密封される。
【００１５】
本ＴＣＸＯの特徴は、同図（ｂ）に示すように、セラミックパッケージ７の底面に、本ＴＣＸＯの電源（Ｖｃｃ）、出力（ＯＵＴ）、接地（ＧＮＤ）等の入出力端としての表面実装用パッド電極群１１のほかに、温度センサ２として端子電極１２ａ、ｂを備えたサーミスタを薄膜印刷技術によって形成したことである。
そして、前記端子電極１２ａ、ｂは、接続導体（図示しない）を介して前記凹陥部８内底面のＩＣ５の電極パターンと接続される。
また、周知のように、セラミックパッケージは数層のセラミック基板を積層して凹陥部を形成するとともに、該凹陥部内外に設けられた電極間の接続は、前記セラミック基板の焼成時に形成される接続導体によって接続される。
【００１６】
前記温度センサ２としてのサーミスタは温度変化に伴って抵抗値が大きく変化する素子であり、温度変化に対する感度は、抵抗値の変化が数％／℃と非常に高い。したがって、従来のように温度センサを複数段に重ねる必要はなく、さらに、補償電圧発生回路３に設ける温度センサ出力信号の増幅回路の増幅度は、従来に比べて極めて低くすることができる。
上記のように構成することによって、温度センサ２が発生する雑音レベル及び温度センサ出力信号の増幅回路が発生する雑音レベルを低くすることができるので、前記補償電圧発生回路３の出力信号に含まれる雑音レベルを極めて低くすることができる。
【００１７】
図３は、本発明に係わる間接型ＴＣＸＯの他の実施例を示す外形斜視図である。同図に示すように、本実施例のＴＣＸＯは、セラミックパッケージ７の外壁面のうちの１面に、温度センサとして端子電極１３ａ、ｂを備えたサーミスタ２ａを薄膜印刷技術によって形成したものである。
本ＴＣＸＯの構成概要は、図１に示す構成と全く同一であり、図２と図３に示すＴＣＸＯの構造の相違点は、温度センサとしてのサーミスタの配置の違いだけである。
そして、前記サーミスタの端子電極１３ａ、ｂは、図示しない接続導体によって、セラミックパッケージ７の凹陥部８内底面に設けられているＩＣ５装着用の電極パターンに接続される。
【００１８】
図３において、前記温度センサとしてのサーミスタ２ａは、セラミックパッケージ７の外壁の１面に設けられているが、外壁の他の３面のいずれに設けてもよいことは当然である。
なお、以降に示すＴＣＸＯの他の実施例は、構成概要は図１と同一であり、温度センサとして用いるサーミスタの構成、配置が図２と異なるものである。したがって、以降に示すＴＣＸＯの説明は、サーミスタの構成とその配置に関連する部分について行う。
【００１９】
図４は、本発明に係わるＴＣＸＯの他の形態例の構造を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は金属蓋を開放して水晶振動子を透視したセラミックパッケージの凹陥部内底面の平面図である。
同図に示すように、本ＴＣＸＯは、セラミックパッケージ７の凹陥部８の内底面に、ＩＣ５を装着すると共に端子電極１４ａ、ｂを備えたサーミスタ２ｂを、薄膜印刷技術によって形成した構造を有する。
なお、本ＴＣＸＯは、前記サーミスタ２ｂを、セラミックパッケージ７の凹陥部８の内底面に形成した構造であるが、これに限るものでなく、前記凹陥部８の内壁面のいずれに形成してもよい。
【００２０】
図５は、本発明に係わるＴＣＸＯの他の形態例を示す図で、金属蓋を開放した外形斜視図である。
同図に示されるように、本ＴＣＸＯにおいては、セラミックパッケージ７の金属蓋１０の裏面に絶縁被膜１５を施し、その上に薄膜印刷技術によって端子電極１６ａ、ｂを備えたサーミスタ２ｃを形成したものである。そして、前記端子電極１６ａ、ｂの電極端は、前記金属蓋１０の縁端にまで延出している。
一方、前記セラミックパッケージ７の凹陥部８側壁上面の、前記サーミスタ２ｃの端子電極１６ａ、ｂの電極端と対応する部分には、接続導体（図示しない）でＩＣ５の電極パターンに接続された接続パット電極１７ａ、ｂが設けられている。そして、金属蓋１０でセラミックパッケージ７を蓋したとき、前記端子電極１６ａ、ｂの電極端と前記接続電極１７ａ、ｂとが接続固着される。
【００２１】
図６は、ＴＣＸＯの補償電圧発生回路と発振回路を１チップに構成したＩＣの上面にサーミスタを形成した形態例である。
同図に示されるように、本形態例においては、セラミックパッケージ７の内底面に装着されるＩＣ５の上面に、絶縁被膜（図示しない）を施し、その上面に、薄膜印刷技術によって端子電極１８ａ、ｂを備えたサーミスタ２ｄを形成し、前記端子電極１８ａ、ｂとＩＣ５の電極とを接続したものである。
【００２２】
上述の説明のように、図２〜図６に示された温度センサ（サーミスタ）２、２
ａ〜２ｄは、それぞれ薄膜印刷技術によって形成されるが、これに限定されるものではなく、厚膜印刷技術によって形成することもできる。
さらに、薄膜あるいは厚膜印刷によることなく、厚膜チップサーミスタを用いてもよい。この場合、例えば、図４の温度センサ（サーミスタ）２ｂに厚膜チップサーミスタを用いると、該厚膜チップサーミスタは極めて小型であるので、セラミックパッケージ７の内底面において、ＩＣ５と温度センサ（厚膜チップサーミスタ）が占有する面積が小さくなり、ＴＣＸＯの小型化に有効である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の間接型ＴＣＸＯにおいては、水晶振動子と温度センサと補償電圧発生回路と可変容量素子を備えた発振回路とで構成される水晶発振器において、従来、水晶振動子以外の構成部位を１チップＩＣに形成していたものを、温度センサとしてサーミスタを使用し、ＩＣ外に配置するように構成した。
温度センサとしてサーミスタを用いることによって、感度の高いセンサを構成することができ、且つ、そのために温度センサの出力レベルを上げるために補償電圧発生回路に設けられる増幅回路の増幅度を低く設定することができる。
その結果、温度センサ出力の雑音レベル及びセンサ出力の増幅回路の雑音レベルを従来に比べて低くでき、発振回路の可変容量素子に印加される補償電圧に含まれる雑音でベルを大幅に低減することができた。
したがって、本発明によれば、優れた位相雑音特性を有する間接型温度補償圧電発振器を提供するうえで大いに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる温度補償圧電発振器としての間接型温度補償水晶発振器の実施の一形態例を示す構成概要図。
【図２】本発明に係わる間接型水晶発振器の構造の一形態例を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図。
【図３】本発明に係わる間接型ＴＣＸＯの他の実施例を示す外形斜視図。
【図４】本発明に係わるＴＣＸＯの他の形態例を示す構造図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は金属蓋を開放して水晶振動子を透視したセラミックパッケージの凹陥部内底面の平面図。
【図５】本発明に係わるＴＣＸＯの他の形態例を示す構造図で、セラミックパッケージの金属蓋を開放した外形斜視図。
【図６】本発明に係わるＴＣＸＯに用いられる上面にサーミスタを形成したＩＣの外形斜視図。
【図７】従来の間接型ＴＣＸＯの動作を説明する構成概要図。
【図８】実線は、ＡＴカットの水晶振動子の周波数温度特性を模式的に示した図、点線は、ＡＴカットの水晶振動子を用いた間接型ＴＣＸＯの補償電圧温度特性を模式的に示した図。
【符号の説明】
１・・水晶振動子、 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・温度センサ（サーミスタ）、３・・補償電圧発生回路、 ４・・発振回路、 ５・・ＩＣ、
６・・可変容量素子、 ７・・セラミックパッケージ、 ８・・凹陥部、
９・・台座、 １０・・金属蓋、 １１・・表面実装用パッド電極群、
１２ａ、ｂ、１３ａ、ｂ、１４ａ、ｂ・・端子電極、 １５・・絶縁被膜、
１６ａ、ｂ・・端子電極、 １７ａ、ｂ・・接続パッド電極、
１８ａ、ｂ・・端子電極、
２１・・水晶振動子、 ２２・・温度センサ、２３・・補償電圧発生回路、
２４・・発振回路、 ２５・・ＩＣ、 ２６・・可変容量素子、
２７・・パッケージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature-compensated piezoelectric oscillator, and more particularly to a temperature-compensated piezoelectric oscillator in which an oscillation circuit is integrated.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, among oscillators used as a reference frequency generation source for communication equipment, for example, an oscillator using a piezoelectric element such as crystal has excellent frequency accuracy, frequency temperature characteristics, frequency aging characteristics, and the like. Etc. are widely used in wireless communication fields.
In recent years, miniaturization and price reduction of mobile terminals such as mobile phones have been promoted, and there has been a strong demand for miniaturization and thinning of crystal oscillators which are main components thereof. In order to satisfy this demand in a crystal oscillator, it is indispensable to reduce the number of components and to make the circuit into an IC.
[0003]
In a crystal oscillator, a temperature-compensated crystal oscillator (hereinafter referred to as TCXO) that electrically compensates for the frequency-temperature characteristic of the oscillation circuit is used to stabilize the oscillation frequency with respect to a change in ambient temperature. This TCXO improves the frequency-temperature characteristics of the oscillator by changing the load capacitance of the crystal oscillation circuit according to the change in the ambient temperature and suppressing the change from the oscillation frequency at the reference temperature.
The temperature compensation method includes a direct type in which the temperature compensation circuit is directly provided in the oscillation loop, and an indirect type in which the temperature compensation circuit is outside the oscillation loop and indirectly controls the variable capacitance element in the oscillation loop. It is well known that there are three types, a digital type and a digital type.
[0004]
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the operation of a conventional indirect TCXO. As shown in the figure, the indirect TCXO is composed of a crystal oscillator 21, an IC 25 in which a temperature sensor 22, a compensation voltage generation circuit 23 and an oscillation circuit 24 are integrated into one chip, and the oscillation circuit 24 is variable. A capacitance element 26 is provided. These components are housed in a package 27.
The crystal unit 21 is an AT-cut crystal unit, and a predetermined frequency is generated by a crystal oscillation circuit including the crystal unit 21 and the oscillation circuit 24.
The solid line in FIG. 8 is a diagram schematically showing the frequency-temperature characteristics of the AT-cut crystal resonator. As shown in FIG. 8, the frequency-temperature characteristics show a cubic curve.
[0005]
The variable capacitance element 26 is connected in series to the crystal unit 21 in the oscillation circuit 24, and its capacitance value changes according to the temperature compensation voltage applied from the compensation voltage generation circuit 23.
If the temperature compensation voltage applied to the variable capacitance element 26 is constant, the capacitance value of the variable capacitance element 26 is constant, so that the crystal oscillator 21 and the oscillation circuit 24 including the variable capacitance element 26 are used. For example, the frequency-temperature characteristics of the oscillation frequency of the Colpitts oscillator almost coincide with the frequency-temperature characteristics of the crystal unit 21 shown in FIG.
[0006]
In addition, a semiconductor temperature sensor is used as the temperature sensor 22 in order to enable the temperature sensor 22 to be configured into a one-chip IC together with other components except the crystal resonator 21.
The compensation voltage generation circuit 23 changes the load capacitance of the oscillation circuit 24 based on the output signal of the temperature sensor 22 according to the ambient temperature change so as to cancel the frequency fluctuation from the oscillation frequency at the reference temperature. A voltage is output to the variable capacitance element 26.
The compensation voltage temperature characteristic of the compensation voltage generating circuit 23 at this time is schematically shown as a dotted line in FIG.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the temperature sensor 22 using the semiconductor element has a temperature sensor function of a change in the voltage between the base and the emitter of the silicon transistor with respect to the temperature, the temperature dependency between the base and the emitter, that is, the sensitivity to the temperature change is approximately − It has an extremely low sensitivity of 2 mV / ° C.
Therefore, in order to increase the sensitivity, it is conceivable to use multiple stages of silicon transistors as the sensor 22.However, in the current situation where the power supply voltage is being reduced, the number of stacked stages is limited. It was necessary to provide an amplification circuit in the compensation voltage generation circuit 23 to compensate for the lack of sensitivity of the sensor.
[0008]
As a result, the noise in the temperature sensor 22 is amplified, and the noise of the amplifier circuit itself is added, so that the output voltage of the compensation voltage generating circuit 23 contains a large level of noise. When this output voltage is applied to the variable capacitance element 26, there is a problem that the phase noise characteristic of the crystal oscillator deteriorates.
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an indirect type piezoelectric oscillator having small noise included in an output voltage of a compensation voltage generation circuit and having excellent phase noise characteristics. I do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided an IC in which a temperature sensor, a piezoelectric vibrator, an oscillation circuit having a variable capacitance element, and a temperature compensation voltage generation circuit are formed on a single chip. And a package accommodating the temperature sensor, wherein the temperature sensor is constituted by a film thermistor formed by printing.
According to the second aspect of the present invention, there is provided an IC in which a temperature sensor, a piezoelectric vibrator, an oscillation circuit having a variable capacitance element and a temperature compensation voltage generation circuit are formed on one chip, and a package for accommodating them. A temperature-compensated piezoelectric oscillator, wherein the temperature sensor comprises a thick-film chip thermistor.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the temperature compensated piezoelectric oscillator according to any one of the first to second aspects, the temperature sensor is formed on an inner surface of the package.
According to a fourth aspect of the present invention, in the temperature compensated piezoelectric oscillator according to the first or second aspect, the temperature sensor is formed on an outer surface of the package.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, the temperature sensor, the piezoelectric vibrator, an IC in which an oscillation circuit including a variable capacitance element and a temperature compensation voltage generation circuit are formed in one chip, and a package for accommodating these components are provided. And wherein the temperature sensor is formed on the surface of the IC.
According to a sixth aspect of the present invention, in the temperature compensated piezoelectric oscillator according to any one of the first to fifth aspects, the piezoelectric vibrator is a quartz vibrator.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an indirect temperature-compensated crystal oscillator as a temperature-compensated piezoelectric oscillator according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the indirect TCXO according to the present invention includes a crystal unit 1, a temperature sensor 2, and an IC 5 including a compensation voltage generation circuit 3 and an oscillation circuit 4. Includes a variable capacitance element 6. These components are housed in the ceramic package 7 as described later.
[0013]
Except for the temperature sensor 2, the functions and operations of the above-described crystal unit 1, temperature sensor 2, compensation voltage generating circuit 3, oscillation circuit 4, IC 5, and variable capacitance element 6 are the same as those of the conventional TCXO ( The functions and operations of the crystal unit 21, the compensation voltage generating circuit 23, the oscillating circuit 24, the IC 25, and the variable capacitance element 26 shown in FIG. 4) are the same as those of FIG.
[0014]
2A and 2B are diagrams showing one embodiment of the structure of the indirect TCXO according to the present invention shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a longitudinal sectional view and FIG. 2B is a bottom view.
As shown in FIG. 1A, the ceramic package 7 includes a recess 8 having a substantially rectangular flat surface facing the upper surface, and a pedestal 9 provided on one edge of the inner bottom surface of the recess 8. Have. The IC 5 is mounted on an electrode pattern (not shown) provided on the inner bottom surface of the recess 8, and the crystal unit 1 is cantilevered on a pad electrode (not shown) provided on the pedestal 9. After being fixed by support, the recess 8 is sealed with a metal lid 10 by seam welding or the like.
[0015]
The TCXO is characterized in that, as shown in FIG. 3B, the surface of the TCXO for surface mounting as an input / output terminal such as a power supply (Vcc), an output (OUT), a ground (GND), etc. The thermistor provided with the terminal electrodes 12a and 12b as the temperature sensor 2 in addition to the pad electrode group 11 is formed by a thin film printing technique.
The terminal electrodes 12a and 12b are connected to the electrode pattern of the IC 5 on the inner bottom surface of the recess 8 via a connection conductor (not shown).
As is well known, a ceramic package is formed by laminating several layers of ceramic substrates to form a concave portion, and the connection between electrodes provided inside and outside the concave portion is a connection formed when the ceramic substrate is fired. Connected by conductors.
[0016]
The thermistor serving as the temperature sensor 2 is an element whose resistance value greatly changes with a change in temperature, and the sensitivity to a temperature change is as high as several percent / ° C. Therefore, it is not necessary to stack the temperature sensors in a plurality of stages as in the related art, and the amplification degree of the amplifier circuit for the output signal of the temperature sensor provided in the compensation voltage generating circuit 3 can be extremely reduced as compared with the related art.
With the configuration described above, the noise level generated by the temperature sensor 2 and the noise level generated by the amplifier circuit for the output signal of the temperature sensor can be reduced, so that the noise level is included in the output signal of the compensation voltage generation circuit 3. The noise level can be extremely low.
[0017]
FIG. 3 is an external perspective view showing another embodiment of the indirect TCXO according to the present invention. As shown in the figure, the TCXO of the present embodiment is formed by forming a thermistor 2a having terminal electrodes 13a and 13b as temperature sensors on one of the outer wall surfaces of a ceramic package 7 by a thin film printing technique. .
The configuration outline of this TCXO is exactly the same as the configuration shown in FIG. 1, and the only difference between the TCXO structures shown in FIGS. 2 and 3 is the difference in the arrangement of the thermistor as a temperature sensor.
The terminal electrodes 13a and 13b of the thermistor are connected to an electrode pattern for mounting the IC 5 provided on the inner bottom surface of the recess 8 of the ceramic package 7 by a connection conductor (not shown).
[0018]
In FIG. 3, the thermistor 2 a as the temperature sensor is provided on one surface of the outer wall of the ceramic package 7, but may be provided on any of the other three surfaces of the outer wall.
The other embodiments of the TCXO, which will be described later, have the same configuration outline as that of FIG. 1 and are different from FIG. Therefore, the following description of the TCXO will be made with respect to portions relating to the configuration and arrangement of the thermistor.
[0019]
4A and 4B are diagrams showing the structure of another embodiment of the TCXO according to the present invention, wherein FIG. 4A is a longitudinal sectional view, and FIG. 4B is a view showing the inside of a concave portion of a ceramic package in which a metal lid is opened and a crystal unit is seen through. It is a top view of a bottom surface.
As shown in the figure, the TCXO has a structure in which an IC 5 is mounted and a thermistor 2b provided with terminal electrodes 14a and 14b is formed on the inner bottom surface of the recess 8 of the ceramic package 7 by a thin film printing technique.
The TCXO has a structure in which the thermistor 2b is formed on the inner bottom surface of the concave portion 8 of the ceramic package 7. However, the present invention is not limited thereto, and the TCXO may be formed on any of the inner wall surfaces of the concave portion 8. Good.
[0020]
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the TCXO according to the present invention, and is an external perspective view in which a metal lid is opened.
As shown in the figure, in the present TCXO, an insulating film 15 is provided on the back surface of a metal cover 10 of a ceramic package 7, and a thermistor 2c having terminal electrodes 16a and 16b is formed thereon by a thin film printing technique. It is. The electrode ends of the terminal electrodes 16 a and 16 b extend to the edge of the metal cover 10.
On the other hand, a portion of the upper surface of the side wall of the recess 8 of the ceramic package 7 corresponding to the electrode ends of the terminal electrodes 16a and 16b of the thermistor 2c is provided with a connection pad connected to the electrode pattern of the IC 5 by a connection conductor (not shown). Electrodes 17a and 17b are provided. When the ceramic package 7 is covered with the metal cover 10, the electrode ends of the terminal electrodes 16a and 16b and the connection electrodes 17a and 17b are connected and fixed.
[0021]
FIG. 6 shows an example in which a thermistor is formed on the upper surface of an IC in which a TCXO compensation voltage generation circuit and an oscillation circuit are formed on one chip.
As shown in the figure, in the present embodiment, an insulating coating (not shown) is applied to the upper surface of the IC 5 mounted on the inner bottom surface of the ceramic package 7, and the terminal electrodes 18a, The terminal electrode 18a, b is connected to the electrode of the IC 5 by forming a thermistor 2d provided with the terminal b.
[0022]
As described above, the temperature sensors (thermistors) 2, 2 shown in FIGS.
Each of a to 2d is formed by a thin film printing technique, but is not limited thereto, and may be formed by a thick film printing technique.
Further, a thick-film chip thermistor may be used without using thin-film or thick-film printing. In this case, for example, when a thick-film thermistor is used as the temperature sensor (thermistor) 2b in FIG. 4, the thick-film thermistor is extremely small. The area occupied by the chip thermistor) is reduced, which is effective for downsizing the TCXO.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the indirect TCXO of the present invention, in the crystal oscillator including the crystal oscillator, the temperature sensor, the compensation voltage generating circuit, and the oscillation circuit including the variable capacitance element, a conventional crystal oscillator other than the crystal oscillator is used. Was formed on a one-chip IC, but a thermistor was used as a temperature sensor, and was arranged outside the IC.
By using a thermistor as a temperature sensor, a highly sensitive sensor can be configured, and therefore, the amplification degree of an amplification circuit provided in a compensation voltage generation circuit must be set low in order to increase the output level of the temperature sensor. Can be.
As a result, the noise level of the temperature sensor output and the noise level of the amplifier circuit for the sensor output can be reduced as compared with the conventional case, and the bell is greatly reduced by the noise included in the compensation voltage applied to the variable capacitance element of the oscillation circuit. Was completed.
Therefore, according to the present invention, it is possible to greatly contribute to providing an indirect temperature compensated piezoelectric oscillator having excellent phase noise characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an indirect temperature-compensated crystal oscillator as a temperature-compensated piezoelectric oscillator according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are views showing an example of the structure of an indirect type crystal oscillator according to the present invention, wherein FIG. 2A is a longitudinal sectional view and FIG.
FIG. 3 is an external perspective view showing another embodiment of the indirect TCXO according to the present invention.
FIG. 4 is a structural view showing another embodiment of the TCXO according to the present invention, wherein FIG. 4 (a) is a longitudinal sectional view, and FIG. 4 (b) is a bottom surface inside a concave portion of a ceramic package in which a metal cover is opened and a crystal unit is seen through. FIG.
FIG. 5 is a structural view showing another example of the TCXO according to the present invention, and is an external perspective view in which a metal lid of a ceramic package is opened.
FIG. 6 is an external perspective view of an IC having a thermistor formed on the upper surface used in the TCXO according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the operation of a conventional indirect TCXO.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the frequency-temperature characteristics of an AT-cut crystal resonator, and the dotted line schematically illustrates the compensation voltage-temperature characteristics of an indirect TCXO using an AT-cut crystal resonator. Figure.
[Explanation of symbols]
1. Crystal oscillator, 2, 2a, 2b, 2c, 2d Temperature sensor (thermistor) 3, Compensation voltage generation circuit 4, Oscillation circuit 5, IC
6. Variable capacitance element, 7. Ceramic package, 8. Depressed part,
9. Base, 10. Metal cover, 11. Pad electrode group for surface mounting,
12a, b, 13a, b, 14a, b ··· terminal electrode, 15 ··· insulating coating,
16a, b ... terminal electrode 17a, b ... connection pad electrode
18a, b ... terminal electrodes,
21 ··· crystal oscillator, 22 · · temperature sensor, 23 · · · compensation voltage generation circuit,
24 ··· Oscillation circuit, 25 ··· IC, 26 ··· Variable capacitance element,
27 Package
