JP2005347996A - 矩形波発振回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 矩形波発振回路の周囲温度を検出することなく、周囲温度の変化による矩形波発振回路の発振周波数の変動を抑制することができるようにする。
【解決手段】 電子装置の動作状態を常時監視して、検出された電子装置の動作状態に対応して、予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続を切り換えるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水晶発振子、セラミック発振子等の発振素子を用いた矩形波発振回路に係り、特に温度変化による発振周波数の変動を抑制することができる矩形波発振回路に関する。

矩形波発振回路は、温度変化の影響を受け易く、温度変化によりその矩形波発振回路を構成する電子部品の回路定数が変化してその発振周波数が変動する。そのため、矩形波発振回路から送出されるクロック信号を分周して時刻を表示している場合、温度変化の影響により発振周波数が変動するため、時計が進んだり、遅れたりするという問題点があった。矩形波発振回路の発振周波数の温度変動を抑制する方法の一つとしては、水晶振動子等の受動素子を含む矩形波発振回路を恒温槽に入れて、矩形波発振回路とそれを構成する受動素子との温度を略一定にして発振周波数の変動を抑制するという方法が考えられるが、それを低コストで容易に実現することが困難であるという問題点があった。
背景技術としては、水晶発振回路の周囲温度を検出して、検出された温度に基づいて水晶発振回路の水晶振動子に並列接続するコンデンサを切り換えるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
また、発振動作と水晶発振回路の周囲温度とを検出して、検出結果に基づいて水晶発振回路の水晶振動子に並列接続されたコンデンサの容量を変更するようにしたものがあった（例えば、特許文献２参照）。
また、水晶発振回路の周囲温度を検出して、検出された温度に基づいて水晶発振回路の水晶振動子に並列接続するコンデンサ、或いはコンデンサ・抵抗を切り換えるようにしたものがあった（例えば、特許文献３参照）。
また、水晶発振回路の周囲温度を検出して、検出された温度に基づいて水晶発振回路の水晶振動子に並列接続するコンデンサをトランジスタにより切り換え、コンデンサの切り換え時にノイズが発生しないようにしたものがあった（例えば、特許文献４参照）。
また、水晶発振回路の周囲温度を検出して、検出された温度に基づいて水晶発振回路の水晶振動子に接続された可変容量ダイオードのバイアス電圧を可変し、容量切り換え時の周波数変化をなくすようにしたものがあった（例えば、特許文献５参照）。
特開平９−３２６６３７号公報 特開２００２−３２５０１８号公報 実開平１−３１７００４号公報 特開昭６２−９１００６号公報 特開平１−２１２００６号公報

しかしながら、背景技術で述べたものにおいては、いずれも、発振回路の周囲温度を検出して、検出された温度に基づいて水晶発振子に接続されるコンデンサを切り換え、或いは可変容量ダイオードの容量を調整して温度変化による発振周波数の変動を抑制することができたが、発振回路の周囲温度を検出するための温度センサを必要とし、マイコンで処理するためには、温度センサにより検出された温度をデジタル信号に変換するＡＤ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路を更に必要としていたため、低コストで温度変化による発振回路の発振周波数の変動を抑制することが困難であるという問題点があった。
本発明は、背景技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、矩形波発振回路の周囲温度を検出することなく、周囲温度の変化による矩形波発振回路の発振周波数の変動を抑制することができる矩形波発振回路を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため本発明においては、電子装置に組み込まれクロック信号を発生する、発振素子を用いた矩形波発振回路であって、発振素子と該発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサとから成る発振手段と、前記複数のコンデンサのそれぞれに直列接続され、該複数のコンデンサのそれぞれを前記発振素子に選択的に接続する複数のスイッチ手段と、前記電子装置の動作状態を常時監視する監視手段と、前記監視手段により検出された電子装置の動作状態に対応して、予め設定されたスイッチ切換データに基づいて前記複数のスイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換手段とを備える。
前記切換手段は、前記監視手段により検出された電子装置の動作状態に対応して、前記電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて前記複数のスイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるようにするとよい。
また、前記切換手段は、前記監視手段により検出された電子装置の動作状態に対応して、仕向地別に前記電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて前記複数のスイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるようにするとよい。
これらの手段により、矩形波発振回路の周囲温度を検出することなく、周囲温度の変化による矩形波発振回路の発振周波数の変動を抑制することができる。

請求項１記載の発明に係る矩形波発振回路によれば、電子装置の動作状態を常時監視して、検出された電子装置の動作状態に対応して、仕向地別に電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続を切り換えるようにしているので、矩形波発振回路の周囲温度を検出することなく、仕向地別に電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の発振素子に並列接続されるコンデンサの接続を切り換えて、矩形波発振回路の発振周波数の温度変化による変動を抑制することができる。
請求項２記載の発明に係る矩形波発振回路によれば、電子装置の動作状態を常時監視して、検出された電子装置の動作状態に対応して、予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続を切り換えるようにしているので、矩形波発振回路の周囲温度を検出することなく、電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の発振素子に並列接続されるコンデンサの接続を切り換えて、矩形波発振回路の発振周波数の温度変化による変動を抑制することができる。
請求項３記載の発明に係る矩形波発振回路によれば、電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続を切り換えるようにしているので、電子装置の動作に伴う温度変化による矩形波発振回路の発振周波数の変動を抑制することができる。
請求項４記載の発明に係る矩形波発振回路によれば、仕向地別に電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続を切り換えるようにしているので、仕向地別に電子装置の動作に伴う温度変化による矩形波発振回路の発振周波数の変動を抑制することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を詳述する。図１は本発明の一実施例の矩形波発振回路の構成を示すブロック図であり、図２は本発明の一実施例の矩形波発振回路の動作状態に対するスイッチ切換データを示す図であり、図３は本発明の一実施例の矩形波発振回路の動作を示すフローチャートである。
まず、図１は本発明の一実施例の矩形波発振回路の構成を示すブロック図を基に説明する。
矩形波発振回路１は、インバータＩＣ１、水晶振動子ＸＴ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１〜Ｃ８、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８で構成されていて、水晶振動子ＸＴ１がインバータＩＣ１の入力端子と出力端子とに接続され、インバータＩＣ１の出力をフィードバックする抵抗Ｒ１がインバータＩＣ１の入力端子と出力端子とに接続されている。水晶振動子ＸＴ１の一端は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を介してそれぞれコンデンサＣ１〜Ｃ４の一端に接続され、コンデンサの他端が接地されている。また、水晶振動子ＸＴ１の他端は、スイッチＳＷ５〜ＳＷ８を介してそれぞれコンデンサＣ５〜Ｃ８の一端に接続され、コンデンサの他端が接地されている。矩形波発振回路１が組み込まれた電子装置は、矩形波発振回路１と記録媒体に情報を記録再生する記録再生部５とのシステム全体を制御するマイコン２と、マイコン２が実行する制御プログラムと記録再生部５の動作状態に応じて矩形波発振回路１のスイッチＳＷ１〜ＳＷ８のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチ切換データとが格納されたＲＯＭ３と、マイコン２が演算処理データ等の各種データを一時的に記憶するＲＡＭ４と、矩形波発振回路１から送出されたクロック信号に基づいて日付と時刻とを管理する時計回路６と、時計回路６により管理された日付と時刻とを表示する表示部７とで構成されている。
以上のように構成された矩形波発振回路について、以下その動作について説明する。
矩形波発振回路１の発振周波数は、電子装置の記録再生部５の動作に伴う温度上昇により変動する。矩形波発振回路１の温度が変動すると、矩形波発振回路１の水晶振動子ＸＴ１、コンデンサＣ１〜Ｃ８の回路定数が温度変化により変動して、発振周波数が変動する。電子装置の動作状態中、最も温度上昇が小さいのは、記録再生部５が待機状態になる電子装置の待機中である。次に温度上昇が小さいのは、電子装置の動作の停止中である。電子装置の動作の停止中には、電子装置の記録再生部５に直流電力が供給されるので、電子装置の動作が停止中であっても、矩形波発振回路１の温度は待機中よりも温度が上昇する。また、光ディスクに記録された情報を再生する場合、停止中よりも更に温度が上昇する。光ディスクに記録された情報を再生する際、スピンドルモータ、スレッドモータが駆動され、トラッキングアクチュエータ、フォーカスアクチュエータが駆動されて、レーザダイオードがレーザ発振されて所定の光強度のレーザ光が光ディスクの情報記録面に集光されてスポット光を照射され、光ディスクに記録された情報が再生されるので、矩形波発振回路１は停止中よりも温度が上昇する。電子装置の動作状態の中で最も温度上昇が大きいのは、光ディスクに情報を記録する記録動作時である。光ディスクに情報を記録する際、再生中と同様に、スピンドルモータ、スレッドモータが駆動され、トラッキングアクチュエータ、フォーカスアクチュエータが駆動されて、レーザダイオードがレーザ発振させて再生時よりも高出力の所定の光強度のレーザ光が光ディスクの情報記録面に集光されてスポット光を照射され、光ディスクに情報が記録されるので、矩形波発振回路１は再生中よりも更に温度が上昇して最も温度が高い状態になる。
矩形波発振回路１が組み込まれた電子装置の電源コードがコンセントに接続されると、マイコン２は、電子装置の記録再生部５の動作状態を常時監視して、電子装置の記録再生部５の動作状態に対応して、電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいてスイッチＳＷ１〜ＳＷ８のＯＮ／ＯＦＦを切り換え、矩形波発振回路１の発振素子ＸＴ１に選択的に並列接続する複数のコンデンサＣ１〜Ｃ８のそれぞれの接続を切り換えて、電子装置の記録再生部５の動作に伴う温度上昇による矩形波発振回路１の発振周波数の変動を抑制する。図２は、電子装置の動作状態毎の平均的な温度上昇時に、矩形波発振回路１の発振周波数を所定の基準周波数で発振させるために設定されたコンデンサを水晶振動子ＸＴ１に選択的に並列接続する、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチ切換データである。
電子装置の記録再生部５の動作が待機中である場合、マイコン２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ５をＯＮにし、他のスイッチを全てＯＦＦにして（図２参照）、複数のコンデンサＣ１〜Ｃ８の中、コンデンサＣ１、Ｃ５を水晶発振子ＸＴ１に並列接続する。コンデンサＣ１、Ｃ５は、電子装置の記録再生部５の待機中の平均的な温度上昇に対し、水晶振動子ＸＴ１、コンデンサＣ１、Ｃ５の回路定数の温度変化を考慮して、待機時に、矩形波発振回路１が所定の基準発振周波数で発振するように設定されている。電子装置の記録再生部５が待機中、水晶振動子ＸＴ１にコンデンサＣ１、Ｃ５を並列接続することにより、矩形波発振回路１の発振周波数を所定の基準発振周波数で発振させることができ、矩形波発振回路１の発振周波数の温度変化による変動を抑制することができる。
また、電子装置の記録再生部５の動作が停止中である場合、マイコン２は、スイッチＳＷ２、ＳＷ６をＯＮにし、他のスイッチを全てＯＦＦにして（図２参照）、複数のコンデンサＣ１〜Ｃ８の中、コンデンサＣ２、Ｃ６を水晶発振子ＸＴ１に並列接続する。コンデンサＣ２、Ｃ６は、電子装置の記録再生部５の動作停止中の平均的な温度上昇に対し、水晶振動子ＸＴ１、コンデンサＣ２、Ｃ６の回路定数の温度変化を考慮して、動作停止時に、矩形波発振回路１が所定の基準発振周波数で発振するように設定されている。電子装置の記録再生部５が動作停止中、水晶振動子ＸＴ１にコンデンサＣ２、Ｃ６を並列接続することにより、矩形波発振回路１の発振周波数を所定の基準発振周波数で発振させることができ、矩形波発振回路１の発振周波数の温度変化による変動を抑制することができる。
また、電子装置の記録再生部５が光ディスクに記録された情報の再生中である場合、マイコン２は、スイッチＳＷ３、ＳＷ７をＯＮにし、他のスイッチを全てＯＦＦにして（図２参照）、複数のコンデンサＣ１〜Ｃ８の中、コンデンサＣ３、Ｃ７を水晶発振子ＸＴ１に接続する。コンデンサＣ３、Ｃ７は、電子装置の記録再生部５の再生動作時の平均的な温度上昇に対し、水晶振動子ＸＴ１、コンデンサＣ３、Ｃ７の回路定数の温度変化を考慮して、再生動作時に、矩形波発振回路１が所定の基準発振周波数で発振するように設定されている。電子装置の記録再生部５が光ディスクから情報を再生する際に、その再生動作に伴う温度上昇により、矩形波発振回路１の発振周波数が変動するのを抑制することができる。
また、電子装置の記録再生部５の動作が光ディスクへの情報の記録中である場合、マイコン２は、スイッチＳＷ４、ＳＷ８をＯＮし、他のスイッチを全てＯＦＦにして（図２参照）、複数のコンデンサＣ１〜Ｃ８の中、コンデンサＣ４、Ｃ８を水晶発振子ＸＴ１に接続する。コンデンサＣ４、Ｃ８は、電子装置の記録再生部５の記録動作時の平均的な温度上昇に対し、水晶振動子ＸＴ１、コンデンサＣ４、Ｃ８の回路定数の温度変化を考慮して、記録動作時に、矩形波発振回路１が所定の基準発振周波数で発振するように設定されている。電子装置の記録再生部５が光ディスクに情報を記録する際に、その記録動作に伴う温度上昇により、矩形波発振回路１の発振周波数が変動するのを抑制することができる。
また、図３は本発明の一実施例の矩形波発振回路の動作を示すフローチャートを基に説明する。
矩形波発振回路が組み込まれた電子装置の電源コードがコンセントに接続されると、ステップＳ１からステップＳ２に進み、ステップＳ２で、電子装置の記録再生部が待機中であるか否かが判断され、記録再生部が待機中である場合、ステップＳ３に進み、記録再生部が待機中でない場合、ステップＳ４に進む。
ステップＳ３で、スイッチＳＷ１、ＳＷ５がＯＮにされ、他のスイッチが全てＯＦＦにされて、水晶発振子に並列接続される複数のコンデンサの接続がコンデンサＣ１、Ｃ５に切り換えられ、ステップＳ４に進む。
ステップＳ４で、電子装置の記録再生部が停止中であるか否かが判断され、記録再生部が停止中である場合、ステップＳ５に進み、記録再生部が停止中でない場合、ステップＳ６に進む。
ステップＳ５で、スイッチＳＷ２、ＳＷ６がＯＮにされ、他のスイッチが全てＯＦＦにされて、水晶発振子に並列接続される複数のコンデンサの接続がコンデンサＣ２、Ｃ６に切り換えられ、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６で、電子装置の記録再生部が光ディスクに記録された情報の再生中であるか否かが判断され、記録再生部が光ディスクに記録された情報の再生中である場合、ステップＳ７に進み、記録再生部が光ディスクに記録された情報の再生中でない場合、ステップＳ８に進む。
ステップＳ７で、スイッチＳＷ３、ＳＷ７がＯＮにされ、他のスイッチが全てＯＦＦにされて、水晶発振子に並列接続される複数のコンデンサの接続がコンデンサＣ３、Ｃ７に切り換えられ、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８で、電子装置の記録再生部が光ディスクへの情報の記録中であるか否かが判断され、記録再生部が光ディスクへの情報の記録中である場合、ステップＳ９に進み、記録再生部が光ディスクへの情報の記録中でない場合、ステップＳ２に戻って、ステップＳ２からのステップを繰り返す。
ステップＳ９で、スイッチＳＷ４、ＳＷ８がＯＮにされ、他のスイッチが全てＯＦＦにされて、水晶発振子に並列接続される複数のコンデンサの接続がコンデンサＣ４、Ｃ８に切り換えられ、ステップＳ２に戻って、ステップＳ２からのステップを繰り返す。
以上、本発明を実施するための最良の形態について詳述したが、本発明はこれに限らず、当業者の通常の知識の範囲内でその変形や改良が可能である。例えば、電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の水晶発振子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続を切り換えることを説明したが、電子装置の動作状態毎のスイッチ切換データを電子装置の仕向地別に予め設定し、仕向地別の電子装置の動作状態毎のスイッチ切換データに基づいて矩形波発振回路の水晶発振子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続を切り換えるようにしてもよい。
矩形波発振回路の水晶発振子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続をスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより切り換えることを説明したが、矩形波発振回路の水晶発振子に選択的に並列接続される複数のコンデンサの接続をアナログスイッチ等の半導体スイッチ素子により切り換えるようにしてもよい。

本発明の一実施例の矩形波発振回路の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の矩形波発振回路の動作状態に対するスイッチ切換データを示す図である。 本発明の一実施例の矩形波発振回路の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 矩形波発振回路
２ マイコン
３ ＲＯＭ
４ ＲＡＭ
５ 記録再生部
６ 時計回路
７ 表示部
ＩＣ１ インバータ
ＸＴ１ 水晶振動子
Ｒ１ 抵抗
Ｃ１〜Ｃ８ コンデンサ
ＳＷ１〜ＳＷ８ スイッチ

Claims (4)

1. 電子装置に組み込まれクロック信号を発生する、発振素子を用いた矩形波発振回路であって、
   発振素子と該発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサとから成る発振手段と、前記複数のコンデンサのそれぞれに直列接続され、該複数のコンデンサのそれぞれを前記発振素子に選択的に接続する複数のスイッチ手段と、前記電子装置の動作状態を常時監視する監視手段と、前記監視手段により検出された電子装置の動作状態に対応して、仕向地別に前記電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて前記複数のスイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする矩形波発振回路。
2. 電子装置に組み込まれクロック信号を発生する、発振素子を用いた矩形波発振回路であって、
   発振素子と該発振素子に選択的に並列接続される複数のコンデンサとから成る発振手段と、前記複数のコンデンサのそれぞれに直列接続され、該複数のコンデンサのそれぞれを前記発振素子に選択的に接続する複数のスイッチ手段と、前記電子装置の動作状態を常時監視する監視手段と、前記監視手段により検出された電子装置の動作状態に対応して、予め設定されたスイッチ切換データに基づいて前記複数のスイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする矩形波発振回路。
3. 前記切換手段は、前記監視手段により検出された電子装置の動作状態に対応して、前記電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて前記複数のスイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることを特徴とする請求項２記載の矩形波発振回路。
4. 前記切換手段は、前記監視手段により検出された電子装置の動作状態に対応して、仕向地別に前記電子装置の動作状態毎に予め設定されたスイッチ切換データに基づいて前記複数のスイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることを特徴とする請求項２記載の矩形波発振回路。

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