JP2006270161A - Oscillator and oscillation method - Google Patents

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Kiyotaka Morioka
清孝 森岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the matter of a conventional oscillator that a CR oscillation circuit cannot assist actuation of oscillation of a crystal oscillation circuit sufficiently. <P>SOLUTION: The oscillator comprises a crystal oscillation circuit oscillating a first signal having a frequency defined by a crystal oscillator, and a CR oscillation circuit creating a second signal having a second frequency substantially identical to the above-mentioned frequency in a transient period until the crystal oscillation circuit oscillates the first signal steadily and supplying the second signal to the crystal oscillation circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、水晶発振子により規定される周波数を有する信号を発振する水晶発振回路を備える発振装置及び発振方法に関する。   The present invention relates to an oscillation apparatus and an oscillation method including a crystal oscillation circuit that oscillates a signal having a frequency defined by a crystal oscillator.

上記した従来の発振装置では、例えば、下記の特許文献1に記載されたように、仕様が相異なる発振条件の下であっても的確に発振すべく、前記水晶発振回路による発振の起動をCR発振回路が支援する。   In the conventional oscillation device described above, for example, as described in Patent Document 1 below, in order to oscillate accurately even under oscillation conditions having different specifications, the oscillation start by the crystal oscillation circuit is CR. The oscillation circuit supports it.

特開2004−140817号公報JP 2004-140817 A

しかしながら、前記CR発振回路は、前記水晶発振回路の発振の起動を誘発することを企図して、前記水晶発振回路に単なる外乱を与えるに過ぎないことから、前記水晶発振回路の発振の起動の支援を充分に適切に行うことができず、例えば、前記信号を定常的に発振するまでに要する所要時間を充分に短くすることができないという問題があった。   However, since the CR oscillation circuit is intended to induce the activation of the oscillation of the crystal oscillation circuit, it merely gives a disturbance to the crystal oscillation circuit, so that the oscillation activation of the crystal oscillation circuit is supported. For example, there is a problem that the time required to oscillate the signal steadily cannot be shortened sufficiently.

本発明に係る発振装置は、上記した問題を解決すべく、水晶発振子により規定される周波数を有する第1の信号を発振する水晶発振回路と、前記水晶発振回路が前記第1の信号を定常的に発振するまでの過渡期において、前記周波数と実質的に同一な第2の周波数を有する第2の信号を生成し、当該第2の信号を前記水晶発振回路に供給するCR発振回路とを含む。   In order to solve the above problem, an oscillation device according to the present invention includes a crystal oscillation circuit that oscillates a first signal having a frequency defined by a crystal oscillator, and the crystal oscillation circuit makes the first signal steady. A CR oscillation circuit that generates a second signal having a second frequency substantially the same as the frequency and supplies the second signal to the crystal oscillation circuit in a transition period until the oscillation starts. Including.

本発明に係る発振装置によれば、前記水晶発振回路が前記第1の周波数を有する前記第1の信号を定常的に発振するまでの前記過渡期において、前記CR発振回路が、前記水晶発振回路に、前記第1の周波数と実質的に同一な第2の周波数を有する前記第2の信号を供給し、当該第2の周波数を有する当該第2の信号により、前記水晶発振回路による前記第1の周波数を有する前記第1の信号の発振が促されることから、水晶発振回路に、前記第1の周波数と何らの関係を有しない単なる外乱を与えることにより前記第1の信号の発振を支援していた従来の発振装置に比して、前記水晶発振回路による前記第1の信号の発振をより適切に支援することが可能となる。   According to the oscillation device of the present invention, in the transition period until the crystal oscillation circuit oscillates the first signal having the first frequency steadily, the CR oscillation circuit includes the crystal oscillation circuit. The second signal having a second frequency substantially the same as the first frequency is supplied to the first signal generated by the crystal oscillation circuit by the second signal having the second frequency. Since the oscillation of the first signal having the frequency is promoted, the oscillation of the first signal is supported by giving a simple disturbance having no relationship with the first frequency to the crystal oscillation circuit. Compared to the conventional oscillation device, the oscillation of the first signal by the crystal oscillation circuit can be supported more appropriately.

上記した本発明に係る発振装置では、前記CR発振回路は、静電容量と、抵抗器と、縦続接続された複数のインバータとを有し、第1の電流の供給を受けることにより第1の電圧を生成する第1のインバータと、前記複数のインバータに前記第1の電流の値と実質的に同一な値の第2の電流を供給するための第2の電圧の印加を受けることにより、前記第1の電圧の値と実質的に同一な値であるべき第3の電圧を生成する第2のインバータと、前記第1の電圧及び前記第3の電圧間の差に基き、前記第2の電圧の値を調整するオペアンプとを有する安定回路を更に含む。   In the oscillation device according to the present invention described above, the CR oscillation circuit includes a capacitance, a resistor, and a plurality of cascaded inverters, and receives the first current by receiving the first current. By receiving a first inverter for generating a voltage and a second voltage for supplying a second current having a value substantially the same as the value of the first current to the plurality of inverters; A second inverter that generates a third voltage that should be substantially the same as the value of the first voltage; and the second inverter based on the difference between the first voltage and the third voltage. And a ballast circuit having an operational amplifier for adjusting the value of the voltage.

上記した本発明に係る発振装置では、前記CR発振回路の出力端と、前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点との間に設けられた第1のスイッチと、前記水晶発振回路の出力端に接続された第2のスイッチと、前記第1のスイッチを初期時の接続状態から遮断状態に切り換えることにより、前記CR発振回路の出力端からの前記第2の信号が前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点に出力されることを禁止する第1の工程と、前記第1の工程に引き続き、前記第2のスイッチを初期時の遮断状態から接続状態に切り換えることにより、前記水晶発振回路の出力端からの前記第1の信号が当該発振装置の外部に出力されることを許可する第2の工程と、前記第2の工程に引き続き、前記CR発振回路による前記第2の信号の生成を禁止する第3の工程とを行う制御回路とを更に含む。   In the oscillation device according to the present invention, the first switch provided between the output terminal of the CR oscillation circuit and the connection point between the crystal oscillator and the crystal oscillation circuit, By switching the second switch connected to the output end and the first switch from the initial connection state to the cut-off state, the second signal from the output end of the CR oscillation circuit becomes the crystal oscillator. And a first step for prohibiting output to a connection point between the crystal oscillation circuits, and, following the first step, by switching the second switch from the initial cutoff state to the connection state, A second step for allowing the first signal from the output terminal of the crystal oscillation circuit to be output to the outside of the oscillation device, and the second step by the CR oscillation circuit following the second step. The raw signal Further comprising a control circuit for performing the third step of prohibiting.

上記した本発明に係る発振装置では、前記CR発振回路の出力端と、前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点との間に設けられた第1のスイッチと、前記水晶発振回路の出力端に接続された第2のスイッチと、前記第1のスイッチを初期時の接続状態から遮断状態に切り換えることにより、前記CR発振回路の出力端からの前記第2の信号が前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点に出力されることを禁止する第1の工程と、前記第1の工程に引き続き、前記CR発振回路による前記第2の信号の生成を禁止する第2の工程と、前記第2の工程に引き続き、前記第2のスイッチを初期時の遮断状態から接続状態に切り換えることにより、前記水晶発振回路の出力端からの前記第1の信号が当該発振装置の外部に出力されることを許可する第3の工程とを行う制御回路とを更に含む。   In the oscillation device according to the present invention, the first switch provided between the output terminal of the CR oscillation circuit and the connection point between the crystal oscillator and the crystal oscillation circuit, By switching the second switch connected to the output end and the first switch from the initial connection state to the cut-off state, the second signal from the output end of the CR oscillation circuit becomes the crystal oscillator. And a first step of prohibiting output to a connection point between the crystal oscillation circuits, and a second step of prohibiting generation of the second signal by the CR oscillation circuit following the first step. Then, following the second step, the first signal from the output terminal of the crystal oscillation circuit is transferred to the outside of the oscillation device by switching the second switch from the initial cutoff state to the connection state. Output Further comprising a control circuit for performing the third step of allowing.

上記した本発明に係る発振装置では、前記第1の工程及び前記第2の工程間、並びに、前記第2の工程及び前記第3の工程間のうち少なくとも一つの長さは、前記第1の信号により規定されるクロック2個分以上である。   In the above-described oscillation device according to the present invention, at least one length between the first step and the second step and between the second step and the third step is the first step. More than two clocks defined by the signal.

本発明に係る発振方法は、上記した課題を解決すべく、定常的に発振すべき第1周波数より低い周波数から前記第1の周波数へ向けて、発振する信号の周波数を高めつつ発振する動作の過程で、前記第1の周波数と実質的に同一な第2の周波数を有する第2の信号を前記発振の動作に供給することにより、前記発振の動作を促進する。   In order to solve the above-described problem, the oscillation method according to the present invention performs an operation of oscillating while increasing the frequency of an oscillating signal from a frequency lower than the first frequency to be oscillated constantly toward the first frequency. In the process, the oscillation operation is accelerated by supplying the oscillation operation with a second signal having a second frequency substantially the same as the first frequency.

本発明に係る発振方法を使用する発振装置の実施形態について図面を参照して説明する。   An embodiment of an oscillation device using an oscillation method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

《構成》
図1は、実施例の発振装置の構成を示す。実施例の発振装置ODは、水晶発振子1により規定される周波数である水晶発振周波数F_Xを有する水晶発振信号OS_Xを出力すべく、図1に示されるように、水晶発振子1と、水晶発振回路2と、CR発振回路3と、安定回路4と、第1のスイッチSW1と、第2のスイッチSW2と、制御回路5とを含む。
"Constitution"
FIG. 1 shows the configuration of the oscillator according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the oscillation device OD of the embodiment outputs a crystal oscillation signal OS_X having a crystal oscillation frequency F_X that is a frequency defined by the crystal oscillator 1. The circuit 2 includes a CR oscillation circuit 3, a stabilization circuit 4, a first switch SW 1, a second switch SW 2, and a control circuit 5.

水晶発振子1は、従来知られたと同様な構造及び機能を有する。   The crystal oscillator 1 has the same structure and function as conventionally known.

水晶発振回路2は、そのゲート端子G及びドレイン端子D間に水晶発振子1が接続されており、また、その出力端子outがスイッチSW2及び制御回路5に接続されている。水晶発振回路2は、水晶発振子1と協働して、従来知られたコルピッツ型発振回路を構成しており、その出力端子outから水晶発振信号OS_Xを出力する。   In the crystal oscillation circuit 2, the crystal oscillator 1 is connected between the gate terminal G and the drain terminal D, and the output terminal out is connected to the switch SW 2 and the control circuit 5. The crystal oscillation circuit 2 constitutes a conventionally known Colpitts oscillation circuit in cooperation with the crystal oscillator 1 and outputs a crystal oscillation signal OS_X from its output terminal out.

CR発振回路3は、発振装置ODを立ち上げてから、即ち、発振装置に電力を供給する電源装置(図示せず)を立ち上げてから、水晶発振回路2が水晶発振信号OS_Xを定常的に発振するに至るまでの過渡期において、水晶発振子1及び水晶発振回路2に、水晶発振周波数F_Xと実質的に同一な周波数であるCR発振周波数F_CRを有するCR発振信号OS_CRを、水晶発振子1及び水晶発振回路2間の接続点と接続可能な出力端子outから供給する。   The CR oscillation circuit 3 steadily outputs the crystal oscillation signal OS_X after starting the oscillation device OD, that is, after starting the power supply device (not shown) for supplying power to the oscillation device. In the transition period until oscillation occurs, the crystal oscillator 1 and the crystal oscillation circuit 2 are supplied with a CR oscillation signal OS_CR having a CR oscillation frequency F_CR that is substantially the same as the crystal oscillation frequency F_X. And a connection point between the crystal oscillation circuit 2 and an output terminal out which can be connected.

安定回路4は、CR発振回路3が生成するCR発振信号OS_CRのCR発振周波数F_CRを安定化すべく、CR発振回路3の発振動作を制御すべく、その出力端子outからCR発振回路3の入力端子inに当該制御のための信号を出力する。   In order to stabilize the CR oscillation frequency F_CR of the CR oscillation signal OS_CR generated by the CR oscillation circuit 3, the stabilization circuit 4 controls the oscillation operation of the CR oscillation circuit 3 from its output terminal out to the input terminal of the CR oscillation circuit 3. A signal for the control is output to in.

図2は、実施例のCR発振回路及び安定回路の構成を示す。CR発振回路3は、従来知られたと同様な構成を有し、具体的には、図2に示されるように、3つの縦続接続された第1のインバータIN1、第2のインバータIN2、第3のインバータIN3と、第1のインバータIN1の入力端及び第3のインバータIN3の出力端間に接続された抵抗器Rと、第1のインバータIN1の入力端及び第2のインバータIN2の出力端間に接続された静電容量Cとを含む。   FIG. 2 shows a configuration of the CR oscillation circuit and the stabilization circuit of the embodiment. The CR oscillation circuit 3 has the same configuration as that conventionally known. Specifically, as shown in FIG. 2, three cascaded first inverter IN1, second inverter IN2, third Inverter IN3, resistor R connected between the input terminal of first inverter IN1 and the output terminal of third inverter IN3, and between the input terminal of first inverter IN1 and the output terminal of second inverter IN2 And a capacitance C connected to the.

3つのインバータIN1、IN2、IN3は、電源電圧端子が安定回路4内のオペアンプOP(後述)の出力端子outに接続されており、他方で、接地電圧端子が接地電圧(GND)に接続されている。   The three inverters IN1, IN2, and IN3 have a power supply voltage terminal connected to an output terminal out of an operational amplifier OP (described later) in the stabilization circuit 4, and a ground voltage terminal connected to the ground voltage (GND). Yes.

安定回路4は、図2に図示されるように、定電流生成回路CIと、第1のインバータINV1と、第2のインバータINV2と、オペアンプOPとを有する。ここで、CR発振回路3内のインバータIN1、IN2、IN3、及び安定回路4内のインバータINV1、INV2は、トランジスタ・サイズ、即ち、チャネル幅、チャネル長、ドレイン容量等のトランジスタ構造が本来的には同一であるべきである。   As illustrated in FIG. 2, the stabilization circuit 4 includes a constant current generation circuit CI, a first inverter INV1, a second inverter INV2, and an operational amplifier OP. Here, the inverters IN1, IN2, and IN3 in the CR oscillation circuit 3 and the inverters INV1 and INV2 in the stabilization circuit 4 have inherent transistor structures such as transistor size, that is, channel width, channel length, and drain capacitance. Should be identical.

定電流生成回路CIは、第1のインバータINV1に、閾値電圧Vth(例えば、電源電圧Vddが3Vであるときにおける1.5V)のような固定的な第1の電圧V1を生成させるべく、第1のインバータINV1の電源電圧端子に定電流Iを供給する。   The constant current generation circuit CI causes the first inverter INV1 to generate a fixed first voltage V1 such as a threshold voltage Vth (for example, 1.5V when the power supply voltage Vdd is 3V). A constant current I is supplied to the power supply voltage terminal of one inverter INV1.

第1のインバータINV1は、その入力端及び出力端間が接続されており、当該接続点がオペアンプOPの+側入力端に接続されており、当該オペアンプOPの+側入力端子に上記した第1の電圧V1を与える。第1のインバータINV1の接地電圧端子は、接地電圧に接続されている。   The input terminal and the output terminal of the first inverter INV1 are connected to each other, the connection point is connected to the + input terminal of the operational amplifier OP, and the first input terminal of the operational amplifier OP is connected to the first input terminal described above. The voltage V1 is given. The ground voltage terminal of the first inverter INV1 is connected to the ground voltage.

オペアンプOPは、−側入力端子に第2のインバータINV2から第3の電圧V3(後述)を印加され、第1の電圧V1及び第2の電圧V3間の差に応じて、CR発振回路3内の3つのインバータIN1、IN2、IN3に、定電流I(安定回路4内の第1のインバータINV1に供給される定電流Iと同値)を流すことができる電圧である第2の電圧V2を調整しながら生成する。   The operational amplifier OP is applied with a third voltage V3 (described later) from the second inverter INV2 at the negative input terminal, and in the CR oscillation circuit 3 according to the difference between the first voltage V1 and the second voltage V3. The second voltage V2, which is a voltage that allows the constant current I (the same value as the constant current I supplied to the first inverter INV1 in the stabilization circuit 4) to flow through the three inverters IN1, IN2, and IN3, is adjusted. While generating.

第2のインバータINV2は、その入力端及び出力間が接続されており、電源電圧端子にオペアンプOPからの第2の電圧V2が印加され、また、接地電圧端子は接地電位に接続されている。第2のインバータINV2は、本来的には第1の電圧V1と同値である第3の電圧V3であって実際には第2の電圧V2の大きさにより変動する第3の電圧V3をオペアンプOPの−側入力端に与える。   The input terminal and the output of the second inverter INV2 are connected, the second voltage V2 from the operational amplifier OP is applied to the power supply voltage terminal, and the ground voltage terminal is connected to the ground potential. The second inverter INV2 is a third voltage V3 that is essentially the same value as the first voltage V1, and actually uses the third voltage V3 that varies depending on the magnitude of the second voltage V2 as an operational amplifier OP. To the negative side input terminal.

上記した構成を有する安定回路4は、CR発振回路3内の3つのインバータIN1、IN2、IN3に定電流Iを供給することにより、(1)温度変動や電源電圧Vddの変動に起因して3つのインバータIN1、IN2、IN3が受ける影響を抑え、これにより、CR発振周波数F_CRを安定化することができ、また、(2)製造プロセス上のばらつきに起因する3つのインバータIN1、IN2、IN3の特性上のばらつきが与えるCR発振周波数F_CRへの影響を抑え、これにより、同様にCR発振周波数F_CRを安定化することができる。   The ballast circuit 4 having the above-described configuration supplies (1) temperature fluctuations and fluctuations in the power supply voltage Vdd by supplying constant current I to the three inverters IN1, IN2, and IN3 in the CR oscillation circuit 3. The influence of the two inverters IN1, IN2, and IN3 can be suppressed, and thereby the CR oscillation frequency F_CR can be stabilized. (2) The influence on the CR oscillation frequency F_CR given by the variation in characteristics can be suppressed, and thus the CR oscillation frequency F_CR can be stabilized similarly.

図1に戻り、第1のスイッチSW1は、水晶発振子1及び水晶発振回路2間の接続点、換言すれば、水晶発振回路2のゲート端子Gと、CR発振回路3の出力端子out間に設けられており、初期時には接続状態になっている。第2のスイッチSW2は、論理積素子(AND素子)からなり、その一方の入力端が水晶発振回路2の出力端子outに接続されており、その出力端から水晶発振信号OS_Xを出力する。第2のスイッチSW2は、初期時には遮断状態になっている。   Returning to FIG. 1, the first switch SW 1 is connected between the connection point between the crystal oscillator 1 and the crystal oscillation circuit 2, in other words, between the gate terminal G of the crystal oscillation circuit 2 and the output terminal out of the CR oscillation circuit 3. It is provided and is initially connected. The second switch SW2 is composed of an AND element (AND element), one input terminal of which is connected to the output terminal out of the crystal oscillation circuit 2, and the crystal oscillation signal OS_X is output from the output terminal. The second switch SW2 is in the cut-off state at the initial stage.

制御回路5は、その入力端子inが水晶発振回路2の出力端子outに接続されており、第3制御出力端子cout3が第2のスイッチSW2の入力端に接続されており、第2の制御出力端子cout2がCR発振回路3の被制御端子cntに接続されており、第1の制御出力端子cout1が第1のスイッチSW1の被制御端子に接続されている。   The control circuit 5 has an input terminal in connected to the output terminal out of the crystal oscillation circuit 2, a third control output terminal cout3 connected to the input terminal of the second switch SW2, and a second control output. The terminal cout2 is connected to the controlled terminal cnt of the CR oscillation circuit 3, and the first control output terminal cout1 is connected to the controlled terminal of the first switch SW1.

図3は、実施例の制御回路の構成を示す。制御回路5は、図3に示されるように、カウンタCTRと、第1のフリップフロップDFF1と、第2のフリップフロップDFF2と、第3のフリップフロップDFF3とを有する。カウンタCTRは、従来知られたカウンタ回路と同一な構成及び機能を有し、また、第1、2、3のフリップフロップDFF1、DFF2、DFF3は、従来知られたDフリップフロップと同一な構成及び機能を有する。カウンタCTRは、その第1、2、3出力端子out1、out2、out3が、第1、2、3のフリップフロップDFF1、DFF2、DFF3のクロック端子Cに接続されており、第1、2、3のフリップフロップDFF1、DFF2、DFF3のデータ端子Dは、接地電圧Vss、接地電圧Vss、電源電圧Vddに接続されている。   FIG. 3 shows the configuration of the control circuit of the embodiment. As shown in FIG. 3, the control circuit 5 includes a counter CTR, a first flip-flop DFF1, a second flip-flop DFF2, and a third flip-flop DFF3. The counter CTR has the same configuration and function as a conventionally known counter circuit, and the first, second, and third flip-flops DFF1, DFF2, and DFF3 have the same configuration and function as a conventionally known D flip-flop. It has a function. The counter CTR has first, second, and third output terminals out1, out2, and out3 connected to clock terminals C of the first, second, and third flip-flops DFF1, DFF2, and DFF3. The data terminals D of the flip-flops DFF1, DFF2, and DFF3 are connected to the ground voltage Vss, the ground voltage Vss, and the power supply voltage Vdd.

制御回路5では、カウンタCTRは、入力端子inに入力されるCR発振信号OS_CRに基き、予め決められた3つのカウント数(図4のタイムチャートにおける、時刻t1〜時刻t2の期間、時刻t1〜時刻t4の期間、時刻t1〜時刻t3の期間に相当)をそれぞれ計数した後に、カウントアップした旨を示す第1、2、3のカウントアップ信号CU1、CU2、CU3をその第1、2、3出力端子out1、out2、out3から第1、2、3のフリップフロップDFF1、DFF2、DFF3のクロック端子Cに出力する。   In the control circuit 5, the counter CTR is based on the CR oscillation signal OS_CR input to the input terminal “in” according to three predetermined count numbers (periods t 1 to t 2 in the time chart of FIG. 4, time t 1 to t The first, second, and third count-up signals CU1, CU2, and CU3 indicating that the count-up has been performed are counted as the first, second, and third count-up signals after counting the period of time t4 and the period of time t1 to time t3, respectively. Output from the output terminals out1, out2, and out3 to the clock terminals C of the first, second, and third flip-flops DFF1, DFF2, and DFF3.

第1のフリップフロップDFF1は、第1のカウントアップ信号CU1を受けると、データ端子Dに印加されている接地電圧Vssを出力端Qから第1のスイッチSW1に出力することにより、第1のスイッチSW1を遮断状態にする。第2のフリップフロップDFF2は、第2のカウントアップ信号CU2を受けると、データ端子Dに印加されている接地電圧Vssを出力端QからCR発振回路3に出力することにより、CR発振回路3に、CR発振信号OS_CRの生成を停止させる。第3のフリップフロップDFF3は、第3のカウントアップ信号CU3を受けると、データ端子Dに印加されている電源電圧Vddを出力端Qから第2のスイッチSW2に出力することにより、第2のスイッチSW2を初期時の遮断状態から接続状態に切り換え、これにより、水晶発振回路2からの水晶発振信号OS_Xが外部へ出力されることを許可する。   Upon receiving the first count-up signal CU1, the first flip-flop DFF1 outputs the ground voltage Vss applied to the data terminal D from the output terminal Q to the first switch SW1, thereby the first switch SW1 is turned off. Upon receiving the second count-up signal CU2, the second flip-flop DFF2 outputs the ground voltage Vss applied to the data terminal D from the output terminal Q to the CR oscillation circuit 3, thereby causing the CR oscillation circuit 3 to The generation of the CR oscillation signal OS_CR is stopped. When the third flip-flop DFF3 receives the third count-up signal CU3, the third flip-flop DFF3 outputs the power supply voltage Vdd applied to the data terminal D from the output terminal Q to the second switch SW2, whereby the second switch SW2 is switched from the initial cut-off state to the connected state, thereby allowing the crystal oscillation signal OS_X from the crystal oscillation circuit 2 to be output to the outside.

《動作》
図4は、実施例の発振装置の動作を示すタイムチャートである。以下、発振装置ODの動作を図4のタイムチャートを参照して説明する。
<Operation>
FIG. 4 is a time chart illustrating the operation of the oscillation device according to the embodiment. Hereinafter, the operation of the oscillation device OD will be described with reference to the time chart of FIG.

時刻t0:発振装置のODのユーザは、発振装置ODに電力を供給する電源装置(図示せず)のスイッチをオンにする。   Time t0: The user of the OD of the oscillation device turns on a power supply device (not shown) that supplies power to the oscillation device OD.

時刻t1:CR発振回路3は、電源回路のスイッチがオンになると直ちに、CR発振周波数F_CRを有するCR発振信号OS_CRの生成を開始する。初期時、第1のスイッチSW1が接続状態であることから、CR発振信号OS_CRは、第1のスイッチSW1を介して、水晶発振子1及び水晶発振回路2に向けて供給される。当該CR発振信号OS_CRは、水晶発振回路2を介して制御回路5に受け取られ、制御回路5内のカウンタCTRは、当該CR発振信号OS_CRのクロックを計数し始める。   Time t1: The CR oscillation circuit 3 starts generating the CR oscillation signal OS_CR having the CR oscillation frequency F_CR as soon as the switch of the power supply circuit is turned on. Since the first switch SW1 is in the connected state at the initial stage, the CR oscillation signal OS_CR is supplied to the crystal oscillator 1 and the crystal oscillation circuit 2 through the first switch SW1. The CR oscillation signal OS_CR is received by the control circuit 5 via the crystal oscillation circuit 2, and the counter CTR in the control circuit 5 starts counting the clock of the CR oscillation signal OS_CR.

時刻t2:制御回路5は、カウントアップした旨を示す第1制御信号CNT1を第1のスイッチSW1に出力し、これにより、第1のスイッチSW1を遮断状態にし、CR発振回路3からのCR発振信号OS_CRが水晶発振子1及び水晶発振回路2に向けて供給されることを停止する。   Time t2: The control circuit 5 outputs the first control signal CNT1 indicating that the count has been increased to the first switch SW1, thereby setting the first switch SW1 to the cut-off state, and the CR oscillation from the CR oscillation circuit 3 The supply of the signal OS_CR toward the crystal oscillator 1 and the crystal oscillation circuit 2 is stopped.

時刻t3:時刻t2から起算してCR発振信号OS_CRのクロック2個分以上離れた時刻である時刻t3になると、制御回路5は、カウントアップした旨を示す第3制御信号CNT3を第2のスイッチSW2に出力し、これにより、第2のスイッチSW2を接続状態にし、水晶発振回路2からの水晶発振信号OS_Xが外部へ出力されることを許可する。   Time t3: At time t3, which is a time that is two clocks or more away from the CR oscillation signal OS_CR from the time t2, the control circuit 5 sends the third control signal CNT3 indicating that the count has been increased to the second switch In this way, the second switch SW2 is connected to allow the crystal oscillation signal OS_X from the crystal oscillation circuit 2 to be output to the outside.

時刻t4:時刻t3から起算してCR発振信号OS_CRのクロック2個分以上離れた時刻である時刻t4になると、制御回路5は、カウントアップした旨を示す第2制御信号CNT2をCR発振回路3に出力し、これにより、CR発振回路3に、CR発振信号OS_CRの生成を停止させる。   Time t4: At time t4, which is a time that is two clocks or more away from the CR oscillation signal OS_CR from the time t3, the control circuit 5 sends the second control signal CNT2 indicating that the count is up to the CR oscillation circuit 3 This causes the CR oscillation circuit 3 to stop generating the CR oscillation signal OS_CR.

《効果》
上述したように、実施例の発振装置ODでは、電源装置のオンにより発振装置ODが立ち上がった時刻t0後の間も無い時刻t1から、水晶発振回路2が水晶発振子1に基き水晶発振信号OS_Xを定常的に、即ち、安定的に発振するであろう時刻t2までの過渡期間において、CR発振回路3が、水晶発振子1及び水晶発振回路2に、水晶発振信号OS_Xの水晶発振周波数F_Xと実質的に同一であるCR発振周波数F_CRを有するCR発振信号OS_CRを供給することから、単に外乱を与えるにすぎない従来の発振装置に比して、水晶発振回路2が安定的に、水晶発振信号OS_Xを生成することができるようになるまでの所要時間を短縮することが可能となる。
"effect"
As described above, in the oscillation device OD of the embodiment, the crystal oscillation circuit 2 is based on the crystal oscillator 1 and the crystal oscillation signal OS_X from the time t1 that is not shortly after the time t0 when the oscillation device OD is started up by turning on the power supply device. In a transient period up to time t2 at which the crystal oscillation frequency F_X of the crystal oscillation signal OS_X and the crystal oscillation circuit OS_X Since the CR oscillation signal OS_CR having the CR oscillation frequency F_CR that is substantially the same is supplied, the crystal oscillation circuit 2 is more stable than the conventional oscillation device that merely gives a disturbance. It is possible to reduce the time required until OS_X can be generated.

また、時刻t2及び時刻t3間、時刻t3及び時刻t4間の長さが、CR発振信号OS_CRのクロック2個分以上あることから、制御回路5は、例えば、第1のスイッチSW1を接続状態から遮断状態に切り換える前に第2のスイッチSW2を遮断状態から接続状態に切り換えてしまうような、本来の順序と反対の順序で発振装置ODの動作を制御するという事態を回避することが可能となる。   In addition, since the length between time t2 and time t3 and between time t3 and time t4 is equal to or longer than two clocks of the CR oscillation signal OS_CR, the control circuit 5 switches, for example, the first switch SW1 from the connected state. It is possible to avoid a situation in which the operation of the oscillation device OD is controlled in an order opposite to the original order, in which the second switch SW2 is switched from the cutoff state to the connected state before switching to the cutoff state. .

〈変形例〉
図5は、発振装置の他の動作を示すタイムチャートである。上記した発振装置ODは、図4に図示のタイムチャート以外に、図5に図示のタイムチャートに沿って動作してもよい。以下、発振装置ODの動作について、図5に図示された他のタイムチャートを参照して説明する。
<Modification>
FIG. 5 is a time chart showing another operation of the oscillation device. The oscillation device OD described above may operate along the time chart shown in FIG. 5 in addition to the time chart shown in FIG. Hereinafter, the operation of the oscillation device OD will be described with reference to another time chart shown in FIG.

時刻t3:時刻t0、t1、t2のときに上記と同様な動作が行われた後、時刻t2から起算してCR発振信号OS_CRのクロック2個分以上離れた時刻である時刻t3になると、上記した実施例における時刻t4での動作と同様に、制御回路5は、カウントアップした旨を示す第2制御信号CNT2をCR発振回路3に出力し、これにより、CR発振回路3に、CR発振信号OS_CRの生成を停止させる。   Time t3: After the same operation as described above is performed at time t0, t1, and t2, when time t3 is reached, which is a time that is two clocks or more away from the CR oscillation signal OS_CR from time t2. In the same manner as the operation at time t4 in the embodiment, the control circuit 5 outputs the second control signal CNT2 indicating that the count has been increased to the CR oscillation circuit 3, thereby causing the CR oscillation circuit 3 to transmit the CR oscillation signal. The generation of OS_CR is stopped.

時刻t4:時刻t3から起算してCR発振信号OS_CRのクロック2個分以上離れた時刻である時刻t4になると、上記した実施例における時刻t3の動作と同様に、制御回路5は、カウントアップした旨を示す第3制御信号CNT3を第2のスイッチSW2に出力し、これにより、第2のスイッチSW2を接続状態にし、水晶発振回路2からの水晶発振信号OS_Xが外部へ出力されることを許可する。   Time t4: At time t4, which is a time that is two clocks or more away from the CR oscillation signal OS_CR from time t3, the control circuit 5 counts up in the same manner as the operation at time t3 in the above-described embodiment. The third control signal CNT3 indicating the effect is output to the second switch SW2, thereby bringing the second switch SW2 into a connected state and allowing the crystal oscillation signal OS_X from the crystal oscillation circuit 2 to be output to the outside. To do.

上述したように、実施例での発振装置ODによる、第2のスイッチSW2を接続状態した後にCR発振回路3の発振を停止させるという順序とは対照的に、変形例での発振装置ODによる、CR発振回路3の発振を停止させた後に第2のスイッチSW2を接続状態にするという手順によっても、上記した実施例の効果と同様な効果を得ることができる。   As described above, in contrast to the order in which the oscillation of the CR oscillation circuit 3 is stopped after the second switch SW2 is connected by the oscillation device OD in the embodiment, the oscillation device OD in the modification example The same effect as that of the above-described embodiment can be obtained also by the procedure of setting the second switch SW2 in the connected state after stopping the oscillation of the CR oscillation circuit 3.

実施例の発振装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the oscillation apparatus of an Example. 実施例のCR発振回路及び安定回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of CR oscillation circuit of an Example, and a stable circuit. 実施例の制御回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the control circuit of an Example. 実施例の発振装置の動作を示すタイムチャート。The time chart which shows operation | movement of the oscillation apparatus of an Example. 変形例の発振装置の動作を示すタイムチャート。The time chart which shows operation | movement of the oscillation apparatus of a modification.

符号の説明Explanation of symbols

OD 発振装置 1 水晶発振子 2 水晶発振回路 3 CR発振回路 4 安定回路 5 制御回路 SW1 第1のスイッチ SW2 第2のスイッチ。
OD Oscillator 1 Crystal oscillator 2 Crystal oscillator circuit 3 CR oscillator circuit 4 Stabilizer circuit 5 Control circuit SW1 First switch SW2 Second switch.

Claims (6)

水晶発振子により規定される周波数を有する第1の信号を発振する水晶発振回路と、
前記水晶発振回路が前記第1の信号を定常的に発振するまでの過渡期において、前記周波数と実質的に同一な第2の周波数を有する第2の信号を生成し、当該第2の信号を前記水晶発振回路に供給するCR発振回路とを含むことを特徴とする発振装置。
A crystal oscillation circuit for oscillating a first signal having a frequency defined by the crystal oscillator;
In a transition period until the crystal oscillation circuit oscillates the first signal steadily, a second signal having a second frequency substantially the same as the frequency is generated, and the second signal is An oscillation device comprising: a CR oscillation circuit that supplies the crystal oscillation circuit.
前記CR発振回路は、静電容量と、抵抗器と、縦続接続された複数のインバータとを有し、
第1の電流の供給を受けることにより第1の電圧を生成する第1のインバータと、
前記複数のインバータに前記第1の電流の値と実質的に同一な値の第2の電流を供給するための第2の電圧の印加を受けることにより、前記第1の電圧の値と実質的に同一な値であるべき第3の電圧を生成する第2のインバータと、
前記第1の電圧及び前記第3の電圧間の差に基き、前記第2の電圧の値を調整するオペアンプとを有する安定回路を更に含むことを特徴とする請求項1記載の発振装置。
The CR oscillation circuit has a capacitance, a resistor, and a plurality of inverters connected in cascade,
A first inverter that generates a first voltage by receiving a supply of a first current;
By receiving a second voltage for supplying a second current having a value substantially the same as the value of the first current to the plurality of inverters, a value substantially equal to the value of the first voltage is obtained. A second inverter that generates a third voltage that should be the same value as
The oscillation device according to claim 1, further comprising a stabilization circuit including an operational amplifier that adjusts a value of the second voltage based on a difference between the first voltage and the third voltage.
前記CR発振回路の出力端と、前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点との間に設けられた第1のスイッチと、
前記水晶発振回路の出力端に接続された第2のスイッチと、
前記第1のスイッチを初期時の接続状態から遮断状態に切り換えることにより、前記CR発振回路の出力端からの前記第2の信号が前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点に出力されることを禁止する第1の工程と、
前記第1の工程に引き続き、前記第2のスイッチを初期時の遮断状態から接続状態に切り換えることにより、前記水晶発振回路の出力端からの前記第1の信号が当該発振装置の外部に出力されることを許可する第2の工程と、
前記第2の工程に引き続き、前記CR発振回路による前記第2の信号の生成を禁止する第3の工程とを行う制御回路とを更に含むことを特徴とする請求項1記載の発振装置。
A first switch provided between an output end of the CR oscillation circuit and a connection point between the crystal oscillator and the crystal oscillation circuit;
A second switch connected to the output terminal of the crystal oscillation circuit;
By switching the first switch from the initial connection state to the cutoff state, the second signal from the output terminal of the CR oscillation circuit is output to the connection point between the crystal oscillator and the crystal oscillation circuit. A first step that prohibits
Subsequent to the first step, the first signal from the output terminal of the crystal oscillation circuit is output to the outside of the oscillation device by switching the second switch from the initial cutoff state to the connection state. A second step of allowing
2. The oscillation device according to claim 1, further comprising a control circuit that performs a third step of prohibiting generation of the second signal by the CR oscillation circuit subsequent to the second step.
前記CR発振回路の出力端と、前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点との間に設けられた第1のスイッチと、
前記水晶発振回路の出力端に接続された第2のスイッチと、
前記第1のスイッチを初期時の接続状態から遮断状態に切り換えることにより、前記CR発振回路の出力端からの前記第2の信号が前記水晶発振子及び前記水晶発振回路間の接続点に出力されることを禁止する第1の工程と、
前記第1の工程に引き続き、前記CR発振回路による前記第2の信号の生成を禁止する第2の工程と、
前記第2の工程に引き続き、前記第2のスイッチを初期時の遮断状態から接続状態に切り換えることにより、前記水晶発振回路の出力端からの前記第1の信号が当該発振装置の外部に出力されることを許可する第3の工程とを行う制御回路とを更に含むことを特徴とする請求項1記載の発振装置。
A first switch provided between an output end of the CR oscillation circuit and a connection point between the crystal oscillator and the crystal oscillation circuit;
A second switch connected to the output terminal of the crystal oscillation circuit;
By switching the first switch from the initial connection state to the cutoff state, the second signal from the output terminal of the CR oscillation circuit is output to the connection point between the crystal oscillator and the crystal oscillation circuit. A first step that prohibits
Subsequent to the first step, a second step of prohibiting the generation of the second signal by the CR oscillation circuit;
Subsequent to the second step, the first signal from the output terminal of the crystal oscillation circuit is output to the outside of the oscillation device by switching the second switch from the initial cutoff state to the connection state. The oscillation device according to claim 1, further comprising a control circuit that performs a third step of permitting the operation.
前記第1の工程及び前記第2の工程間、並びに、前記第2の工程及び前記第3の工程間のうち少なくとも一つの長さは、前記第1の信号により規定されるクロック2個分以上であることを特徴とする請求項3又は4記載の発振装置。   At least one length between the first step and the second step and between the second step and the third step is equal to or longer than two clocks defined by the first signal. The oscillation device according to claim 3 or 4, wherein 定常的に発振すべき第1周波数より低い周波数から前記第1の周波数へ向けて、発振する信号の周波数を高めつつ発振する動作の過程で、前記第1の周波数と実質的に同一な第2の周波数を有する第2の信号を前記発振の動作に供給することにより、前記発振の動作を促進することを特徴とする発振方法。
In the process of oscillating while increasing the frequency of the oscillating signal from the lower frequency than the first frequency to be oscillated steadily toward the first frequency, the second frequency substantially the same as the first frequency. An oscillation method characterized in that the oscillation operation is promoted by supplying a second signal having a frequency of 1 to the oscillation operation.
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