JP2009290381A - Oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発振器に関する。 The present invention relates to an oscillator.
従来、発振器としては、種々のものが開発されており、例えば温度補償水晶発振器がある。この温度補償水晶発振器は、圧電素子として水晶振動子を使用する水晶発振回路と、当該水晶発振回路の周波数温度特性を補償するための温度補償回路とを有し、例えば携帯電話機に搭載され使用される。 Conventionally, various oscillators have been developed, such as a temperature compensated crystal oscillator. This temperature-compensated crystal oscillator has a crystal oscillation circuit that uses a crystal resonator as a piezoelectric element and a temperature compensation circuit for compensating the frequency temperature characteristics of the crystal oscillation circuit. The
ここで図5に、かかる温度補償水晶発振器の一例として発振器10の構成を示す。この発振器10を形成する水晶発振回路20は、圧電素子として水晶振動子X10を有し、所望の発振周波数を有する出力信号を生成する。
FIG. 5 shows a configuration of an
水晶振動子X10の一端は、帰還抵抗としての抵抗R10の一端に接続されると共に、インバータINV10の入力端子に接続されている。また、水晶振動子X10の一端と、グランドGNDとの間には、可変コンデンサC10が接続されている。 One end of the crystal unit X10 is connected to one end of a resistor R10 as a feedback resistor and to the input terminal of the inverter INV10. A variable capacitor C10 is connected between one end of the crystal unit X10 and the ground GND.
一方、水晶振動子X10の他端は、抵抗R10の他端に接続されると共に、インバータINV10の出力端子に接続されている。また、水晶振動子X10の他端と、グランドGNDとの間には、可変コンデンサC20が接続されている。 On the other hand, the other end of the crystal unit X10 is connected to the other end of the resistor R10 and to the output terminal of the inverter INV10. A variable capacitor C20 is connected between the other end of the crystal unit X10 and the ground GND.
インバータINV10の出力端子には、バッファとしてのインバータINV20の入力端子が接続され、当該インバータINV20の出力端子から、所望の発振周波数を有する出力信号Foutが出力される。 The output terminal of the inverter INV10 is connected to the input terminal of the inverter INV20 as a buffer, and an output signal Fout having a desired oscillation frequency is output from the output terminal of the inverter INV20.
温度補償回路30は、温度の変化にかかわらず、一定の発振周波数を有する出力信号Foutを発振器10から出力させるため、水晶発振回路20の周波数温度特性を補償するための回路である。
The
具体的には、温度補償回路30は、水晶発振回路20の周囲の温度を測定するための温度センサを有し、当該温度センサによって得られた温度に基づいて、所望の補償電圧を生成する。
Specifically, the
そして温度補償回路30は、この補償電圧を可変コンデンサC10及びC20に印加し、これら可変コンデンサC10及びC20の容量を変化させることにより、出力信号Foutの発振周波数を調整して温度補償を行う。
The
また、発振器10は、当該発振器10が搭載される携帯電話機内の他の信号処理回路から、制御電圧入力端子Vcを介して入力される制御電圧を、可変コンデンサC10及びC20に印加することにより、可変コンデンサC10及びC20の容量を変化させ、出力信号Foutの発振周波数を調整する。
Further, the
これにより、水晶振動子X10の特性の経年変化や、温度補償回路30による温度補償のずれなどを調整し、出力信号Foutの発振周波数を微調整する。
Thereby, the secular change of the characteristics of the crystal unit X10, the deviation of temperature compensation by the
このようにして、温度補償回路30から供給される補償電圧と、制御電圧入力端子Vcから入力される制御電圧とを加算した電圧が、可変コンデンサC10及びC20に印加される。
In this way, a voltage obtained by adding the compensation voltage supplied from the
一方、電源電圧Vddは、参照電圧生成回路50に供給され、参照電圧生成回路50は、この電源電圧Vddを基に参照電圧を生成し、当該生成した参照電圧を、インバータINV10及びINV20の電源端子並びに温度補償回路30に印加する。
On the other hand, the power supply voltage Vdd is supplied to the reference
これにより、インバータINV10及びINV20並びに温度補償回路30は、いずれも動作状態になることにより、インバータINV20は、所望の発振周波数を有する出力信号Foutを出力する。
As a result, the inverters INV10 and INV20 and the
以下、温度補償水晶発振器に関する文献名を記載する。
ところで、かかる発振器10においては、消費電流の低減などを目的として、インバータINV10及びINV20並びに温度補償回路30に、参照電圧を印加する電圧印加方法として、それぞれ異なる複数の電圧印加方法を採用することにより、複数の動作モードが提案及び開発されている。
By the way, in the
従って、発振器10を製造する際には、例えばユーザから要求される複数の動作モード毎に、複数種類の発振器10をそれぞれ別個に製造しなければならず、発振器10を製造する際に手間がかかるという問題があった。
Therefore, when manufacturing the
本発明は、製造上の手間を大幅に低減することができる発振器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the oscillator which can reduce the effort on manufacture significantly.
本発明の一態様による発振器は、圧電素子と、少なくとも一端が前記圧電素子の一端に接続された抵抗と、少なくとも入力端子が前記圧電素子の一端に接続された第1のインバータと、前記圧電素子とグランドとの間に接続された可変容量素子と、前記第1のインバータの出力端子に接続された第2のインバータと、予め用意されている複数の動作モードの中から選択された前記動作モードに対応するデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記データに基づいて、前記動作モードを判定する判定部と、前記第1のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、前記可変電流源として動作する場合には、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えらると、前記第1のインバータに供給する電流を増加させ、前記出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられると、前記第1のインバータに供給する電流を減少させる電流源と、前記電流源に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、オン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする無効状態と、前記スイッチング機能を有効にする有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記電流源に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記電流源に印加することを制限する電流源用スイッチと、前記第2のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記第2のインバータに印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記第2のインバータに印加することを制限するインバータ用スイッチとを備える。 An oscillator according to an aspect of the present invention includes a piezoelectric element, a resistor having at least one end connected to one end of the piezoelectric element, a first inverter having at least an input terminal connected to one end of the piezoelectric element, and the piezoelectric element. A variable capacitance element connected between the first and second inverters, a second inverter connected to the output terminal of the first inverter, and the operation mode selected from a plurality of operation modes prepared in advance. A storage unit that stores data corresponding to the determination unit, a determination unit that determines the operation mode based on the data stored in the storage unit, and a determination unit that is connected to a power supply terminal of the first inverter. Output as a constant current source or a variable current source based on the operation mode determined by the above, and when operating as the variable current source, an output having a desired oscillation frequency When an output request signal requesting to output a signal is given, an output stop signal for increasing the current supplied to the first inverter and stopping outputting the output signal is given. A current source that reduces the current supplied to one inverter, and an invalid state that is connected to the current source and that disables the switching function after being fixed to an on state based on the operation mode determined by the determination unit And an effective state that enables the switching function, and when the effective state is selected, when the output request signal is given, the switch is turned on and the predetermined voltage is A current source switch for switching to an off state and applying the predetermined voltage to the current source when applied to a current source and receiving the output stop signal; When one of the invalid state and the valid state is selected based on the operation mode that is connected to the power supply terminal of the second inverter and is determined by the determination unit, and the valid state is selected. When the output request signal is given, the switch is turned on to apply a predetermined voltage to the second inverter, and when the output stop signal is given, the switch is turned off and the predetermined voltage is applied to the second inverter. And an inverter switch that restricts application to the two inverters.
また、本発明の一態様による発振器は、前記可変容量素子の容量を変化させるための補償電圧を生成し、前記補償電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償部と、前記温度補償部に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記温度補償部に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記温度補償部に印加することを制限する温度補償部用スイッチとをさらに備える。 The oscillator according to one aspect of the present invention generates a compensation voltage for changing the capacitance of the variable capacitance element, and applies the compensation voltage to the variable capacitance element, and is connected to the temperature compensation unit. And selecting either the invalid state or the valid state based on the operation mode determined by the determination unit, and the output request signal is given when the valid state is selected. Switching to an ON state and applying a predetermined voltage to the temperature compensation unit, and when the output stop signal is given, the temperature is switched to an OFF state and restricting the application of the predetermined voltage to the temperature compensation unit And a compensation unit switch.
また、本発明の一態様による発振器は、前記記憶部は、前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記無効状態にする第1の動作モードに対応する第1のデータと、前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第2の動作モードに対応する第2のデータと、前記電流源を前記可変電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチを前記無効状態にし、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第3の動作モードに対応する第3のデータとの中から選択されたいずれかの前記データを記憶する。 In the oscillator according to one aspect of the present invention, the storage unit operates the current source as the constant current source, and the current source switch, the inverter switch, and the temperature compensation unit switch are in the invalid state. The first data corresponding to the first operation mode to be set, and the current source is operated as the constant current source, and the current source switch, the inverter switch, and the temperature compensation unit switch are in the valid state. The second data corresponding to the second operation mode to be set, and the current source is operated as the variable current source, the current source switch is disabled, and the inverter switch and the temperature compensation unit are operated. One of the data selected from the third data corresponding to the third operation mode for setting the switch to the valid state is stored. .
本発明の発振器によれば、動作モード毎に異なる発振器をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器を製造する際の手間を低減することができる。また、単一の発振器を、複数の動作モードで動作させることができることから、発振器を製造する際に必要となる部材の数を削減することができる。 According to the oscillator of the present invention, it is not necessary to separately manufacture different oscillators for each operation mode, and the labor for manufacturing the oscillator can be reduced accordingly. In addition, since a single oscillator can be operated in a plurality of operation modes, the number of members required for manufacturing the oscillator can be reduced.
また、本発明の発振器によれば、温度補償部を有する場合も同様に、動作モード毎に異なる発振器をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器を製造する際の手間を低減することができる。 In addition, according to the oscillator of the present invention, it is not necessary to separately manufacture different oscillators for each operation mode even when the temperature compensation unit is provided, and accordingly, labor for manufacturing the oscillator can be reduced accordingly. Can do.
また、本発明の発振器によれば、動作モードに対応するデータを記憶部に記憶させるだけで、単一の発振器を、第1乃至第3の動作モードの中から選択された所望の動作モードで動作させることができる。 Further, according to the oscillator of the present invention, a single oscillator can be operated in a desired operation mode selected from the first to third operation modes only by storing data corresponding to the operation mode in the storage unit. It can be operated.
図1に、本発明の実施の形態による発振器100の構成を示す。この発振器100は、例えば携帯電話機などの電子機器に搭載され、当該携帯電話機において要求される発振周波数を有する出力信号Foutを生成し出力する。かかる携帯電話機は、発振器100から出力される出力信号Foutを基準信号として使用することにより、内蔵する各種回路の動作を制御する。
FIG. 1 shows a configuration of an
発振器100を形成する水晶発振回路200は、圧電素子として水晶振動子X100を有し、所望の発振周波数を有する出力信号を生成する。なお、本実施の形態の場合、圧電素子として水晶振動子X100を使用したが、例えば圧電セラミックなど、他の種々の圧電素子を使用することができる。
A crystal oscillation circuit 200 forming the
水晶振動子X100の一端は、帰還抵抗としての抵抗R100の一端に接続されると共に、第1のインバータに対応するインバータINV100の入力端子に接続されている。また、水晶振動子X100の一端と、グランドGNDとの間には、可変コンデンサC100が接続されている。 One end of the crystal unit X100 is connected to one end of a resistor R100 as a feedback resistor, and is also connected to an input terminal of an inverter INV100 corresponding to the first inverter. A variable capacitor C100 is connected between one end of the crystal unit X100 and the ground GND.
一方、水晶振動子X100の他端は、抵抗R100の他端に接続されると共に、インバータINV100の出力端子に接続されている。また、水晶振動子X100の他端と、グランドGNDとの間には、可変コンデンサC200が接続されている。 On the other hand, the other end of the crystal unit X100 is connected to the other end of the resistor R100 and to the output terminal of the inverter INV100. Further, a variable capacitor C200 is connected between the other end of the crystal unit X100 and the ground GND.
可変コンデンサC100及びC200は、印加される電圧に応じて、出力信号Foutの発振周波数を調整するための可変容量素子として動作する。なお、この場合、可変コンデンサC100及びC200ではなく、可変容量ダイオードを使用しても良い。 The variable capacitors C100 and C200 operate as a variable capacitance element for adjusting the oscillation frequency of the output signal Fout according to the applied voltage. In this case, a variable capacitance diode may be used instead of the variable capacitors C100 and C200.
インバータINV100の出力端子には、第2のインバータに対応する、バッファとしてのインバータINV200の入力端子が接続され、当該インバータINV200の出力端子から、所望の発振周波数を有する出力信号Foutが出力される。 The output terminal of the inverter INV100 is connected to the input terminal of an inverter INV200 corresponding to the second inverter as a buffer, and an output signal Fout having a desired oscillation frequency is output from the output terminal of the inverter INV200.
温度補償回路300は、温度補償部に対応し、温度の変化にかかわらず、一定の発振周波数を有する出力信号Foutを発振器100から出力させるため、水晶発振回路200の周波数温度特性を補償するための回路である。
The
具体的には、温度補償回路300は、水晶発振回路200の周囲の温度を測定するための温度センサを有し、当該温度センサによって得られた温度に基づいて、所望の補償電圧を生成する。
Specifically, the
そして温度補償回路300は、この補償電圧を可変コンデンサC100及びC200に印加し、これら可変コンデンサC100及びC200の容量を変化させることにより、出力信号Foutの発振周波数を調整して温度補償を行う。
The
また、発振器100は、当該発振器100が搭載される携帯電話機内の他の信号処理回路から、制御電圧入力端子Vcを介して入力される制御電圧を、可変コンデンサC100及びC200に印加することにより、可変コンデンサC100及びC200の容量を変化させ、出力信号Foutの発振周波数を調整する。なお、この制御電圧は、常に、制御電圧入力端子Vcから入力され、可変コンデンサC100及びC200に印加される。
Further, the
これにより、水晶振動子X100の特性の経年変化や、温度補償回路300による温度補償のずれなどを調整し、出力信号Foutの発振周波数を微調整する。
Thus, the secular change of the characteristics of the crystal unit X100, the temperature compensation shift by the
このようにして、温度補償回路300から供給される補償電圧と、制御電圧入力端子Vcから入力される制御電圧とを加算した電圧が、可変コンデンサC100及びC200に印加される。
In this way, a voltage obtained by adding the compensation voltage supplied from the
なお、この場合、水晶振動子X100の他端とグランドGNDとの間に、さらに別の可変コンデンサを接続し、可変コンデンサC100及びC200には、温度補償回路300から供給される補償電圧を印加し、新たに接続された可変コンデンサには、制御電圧入力端子Vcから入力される制御電圧を印加するようにしても良い。
In this case, another variable capacitor is connected between the other end of the crystal unit X100 and the ground GND, and a compensation voltage supplied from the
一方、電源電圧Vddは、参照電圧生成回路500に供給され、参照電圧生成回路500は、この電源電圧Vddを基に参照電圧を生成し、これを制御回路400に出力する。制御回路400は、水晶発振回路200、インバータINV200及び温度補償回路300の動作状態を制御するための回路であり、スイッチSW10〜SW30及び電流源VIを有する。
On the other hand, the power supply voltage Vdd is supplied to the reference
具体的には、インバータ用スイッチに対応するスイッチSW10は、参照電圧生成回路500と、インバータINV200の電源端子との間に接続され、温度補償部用スイッチに対応するスイッチSW20は、参照電圧生成回路500と、温度補償回路300との間に接続され、電流源用スイッチに対応するスイッチSW30及び電流源VIの直列回路は、参照電圧生成回路500と、インバータINV100の電源端子との間に接続されている。
Specifically, the switch SW10 corresponding to the inverter switch is connected between the reference
ところで、かかる発振器100の場合、当該発振器100が動作する動作モードとして、複数の動作モードが予め用意され、発振器100は、これら複数の動作モードの中から選択された動作モードで動作する。
In the case of such an
具体的には、動作モードとしては、通常モードと、節電モードと、高速動作節電モードとがある。通常モードは、第1の動作モードに対応し、発振器100に電源電圧Vddが供給されている限り常に動作するモードである。節電モードは、第2の動作モードに対応し、発振器100が搭載される携帯電話機の間欠動作に対応して動作することにより、消費電流を低減するモードである。
Specifically, the operation modes include a normal mode, a power saving mode, and a high speed operation power saving mode. The normal mode corresponds to the first operation mode and is a mode that always operates as long as the power supply voltage Vdd is supplied to the
高速動作節電モードは、第3の動作モードに対応し、携帯電話機の間欠動作に対応して動作することにより、消費電流を低減しつつも、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとするタイミングで、発振周波数が安定状態に維持されている出力信号Foutを直ちに出力することにより、高速に動作するモードである。 The high-speed operation power saving mode corresponds to the third operation mode, and operates in response to the intermittent operation of the mobile phone, thereby reducing the current consumption and the timing when the mobile phone starts to communicate with the base station. In this mode, the output signal Fout whose oscillation frequency is maintained in a stable state is immediately output, thereby operating at high speed.
かかる動作モードに対応するデータは、データ入出力端子DIO及びクロック端子CLKを介して記憶部としてのメモリ600に書き込まれ、記憶される。例えば図2に示すように、動作モードに対応するデータは、メモリ600のアドレス“001”に記憶され、発振器100は、メモリ600に第1のデータ“00”が記憶されている場合には、通常モードで動作し、第2のデータ“01”が記憶されている場合には、節電モードで動作し、第3のデータ“10”が記憶されている場合には、高速動作節電モードで動作する。
Data corresponding to such an operation mode is written and stored in the
ここで、メモリ600に第1のデータ“00”が記憶され、発振器100が通常モードで動作する場合について説明する。この場合、判定部に対応するスイッチ制御回路700は、メモリ600にアクセスすることにより、メモリ600に記憶されている第1のデータ“00”を読み出すと、動作モードとして通常モードが選択されていると判定し、当該発振器100を通常モードで動作させるように制御回路400を制御する。
Here, a case where the first data “00” is stored in the
すなわち、スイッチ制御回路700は、電流源VIを定電流源として動作させると共に、スイッチSW10〜SW30をオン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする状態(以下、これを無効状態と呼ぶ)にする。
That is, the
この場合、参照電圧生成回路500によって生成された参照電圧は、電流源VI、インバータINV200の電源端子及び温度補償回路300に印加される。電流源VIは、参照電圧が印加されることに応じて、所定の電流すなわちインバータINV100を動作させる動作電流を生成し、これをインバータINV100の電源端子に供給する。
In this case, the reference voltage generated by the reference
これにより、インバータINV100及びINV200並びに温度補償回路300は、いずれも動作状態になることにより、インバータINV200は、所望の発振周波数を有する出力信号Foutを出力する。
As a result, the inverters INV100 and INV200 and the
続いて、メモリ600に第2のデータ“01”が記憶され、発振器100が節電モードで動作する場合について説明する。この場合、スイッチ制御回路700は、メモリ600にアクセスすることにより、メモリ600に記憶されている第2のデータ“01”を読み出すと、動作モードとして節電モードが選択されていると判定し、当該発振器100を節電モードで動作させるように制御回路400を制御する。
Next, a case where the second data “01” is stored in the
すなわち、スイッチ制御回路700は、電流源VIを定電流源として動作させると共に、スイッチSW10〜SW30のスイッチング機能を有効にする状態(以下、これを有効状態と呼ぶ)にする。これにより、スイッチSW10〜SW30は、外部(携帯電話機に搭載される他の信号処理回路)から供給される制御信号S10に基づいて、その接続状態を切り換える。
In other words, the
ところで、一般に、携帯電話機は、一定の時間間隔毎に基地局と通信するようになされており、間欠的に動作する。これにより、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、制御信号S10として、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられ、スイッチSW10〜SW30は、いずれもオフ状態にされる。 By the way, in general, a mobile phone communicates with a base station at regular time intervals and operates intermittently. Thereby, when the mobile phone is not communicating with the base station, an output stop signal for stopping outputting an output signal having a desired oscillation frequency is given as the control signal S10, and the switches SW10 to SW30 are Both are turned off.
この場合、参照電圧生成回路500によって生成された参照電圧は、電流源VI、インバータINV200の電源端子及び温度補償回路300に印加されない。従ってインバータINV100の電源端子にも、インバータINV100を動作させる動作電流が供給されない。
In this case, the reference voltage generated by the reference
これにより、インバータINV100及びINV200並びに温度補償回路300は、非動作状態になり、発振器100は、携帯電話機によって必要とされる所望の発振周波数を有する出力信号Foutを出力することを停止する。
As a result, the inverters INV100 and INV200 and the
これに対して、携帯電話機が基地局と通信している場合には、制御信号S10として、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えられ、スイッチSW10〜SW30は、いずれもオン状態にされる。 On the other hand, when the mobile phone is communicating with the base station, an output request signal requesting to output an output signal having a desired oscillation frequency is given as the control signal S10, and the switches SW10 to SW30 are provided. Are turned on.
この場合、参照電圧生成回路500によって生成された参照電圧は、電流源VI、インバータINV200の電源端子及び温度補償回路300に印加される。よって、電流源VIは、参照電圧が印加されることにより、所定の電流すなわちインバータINV100を動作させる動作電流を生成し、これをインバータINV100の電源端子に供給する。
In this case, the reference voltage generated by the reference
これにより、インバータINV100及びINV200並びに温度補償回路300は、いずれも動作状態になり、発振器100は、所望の発振周波数を有する出力信号Foutを出力する。
As a result, the inverters INV100 and INV200 and the
続いて、メモリ600に第3のデータ“10”が記憶され、発振器100が高速動作節電モードで動作する場合について説明する。この場合、スイッチ制御回路700は、メモリ600にアクセスすることにより、メモリ600に記憶されている第3のデータ“10”を読み出すと、動作モードとして高速動作節電モードが選択されていると判定し、当該発振器100を高速動作節電モードで動作させるように制御回路400を制御する。
Next, a case where the third data “10” is stored in the
すなわち、スイッチ制御回路700は、電流源VIを可変電流源として動作させると共に、スイッチSW30を無効状態にし、スイッチSW10及びスイッチSW20を有効状態にする。
That is, the
具体的には、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、制御信号S10として、出力停止信号が与えられ、電流源VIは、インバータINV100に供給する電流を、水晶発振回路200から出力される出力信号の発振周波数が安定状態を維持する程度の必要最低限の電流に減少させる共に、スイッチSW10及びSW20はオフ状態にされ、インバータINV200及び温度補償回路300は非動作状態になる。
Specifically, when the mobile phone is not communicating with the base station, an output stop signal is given as the control signal S10, and the current source VI outputs the current supplied to the inverter INV100 from the crystal oscillation circuit 200. In addition to reducing the oscillation frequency of the output signal to the minimum necessary current to maintain a stable state, the switches SW10 and SW20 are turned off, and the inverter INV200 and the
この場合、水晶発振回路200は、発振周波数が安定状態に維持された出力信号を生成するが、インバータINV200は非動作状態にあるため、発振器100は、携帯電話機によって必要とされる所望の発振周波数を有する出力信号Foutを出力することを停止する。
In this case, the crystal oscillation circuit 200 generates an output signal whose oscillation frequency is maintained in a stable state. However, since the inverter INV200 is in a non-operation state, the
この状態において、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとして、制御信号S10として出力要求信号が与えられると、電流源VIは、インバータINV100に供給する電流を増加させる共に、スイッチSW10及びSW20はオン状態にされ、インバータINV200及び温度補償回路300は動作状態になる。
In this state, when the mobile phone attempts to start communication with the base station and an output request signal is given as the control signal S10, the current source VI increases the current supplied to the inverter INV100 and the switches SW10 and SW20 are turned on. The inverter INV200 and the
これにより、発振器100は、かかる出力要求信号が与えられたタイミングで、発振周波数が既に安定状態に維持された出力信号Foutを直ちに外部に出力し、出力要求信号が与えられている間、当該出力信号Foutを出力し続ける。
As a result, the
このように本実施の形態によれば、動作モードに対応するデータをメモリ600に記憶させるだけで、単一の発振器100を、複数の動作モードの中から選択された所望の動作モードで動作させることができる。従って、動作モード毎に異なる発振器100をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器100を製造する際の手間を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, only by storing data corresponding to the operation mode in the
因みに、動作モードに対応するデータをメモリ600に書き込む際に使用されるデータ入出力端子DIO及びクロック端子CLKは、発振器100のうち種々の位置に形成される。
Incidentally, the data input / output terminal DIO and the clock terminal CLK used when writing data corresponding to the operation mode in the
図3に、電源電圧入力端子Vddと、グランド端子GNDと、出力端子OUTと、制御電圧入力端子又は制御信号入力端子として機能する外部接続端子Vc/Scとが形成された面と同一の面に、データ入出力端子DIO及びクロック端子CLKが形成された発振器100の一例を示す。
In FIG. 3, the same surface as that on which the power supply voltage input terminal Vdd, the ground terminal GND, the output terminal OUT, and the external connection terminal Vc / Sc functioning as a control voltage input terminal or a control signal input terminal are formed. 1 shows an example of an
また図4に、電源電圧入力端子Vddと、グランド端子GNDと、出力端子OUTと、制御電圧入力端子又は制御信号入力端子として機能する外部接続端子Vc/Scとが形成された面に対する側面に、データ入出力端子DIO及びクロック端子CLKが形成された発振器100の一例を示す。
Further, in FIG. 4, a side surface on which the power supply voltage input terminal Vdd, the ground terminal GND, the output terminal OUT, and the external connection terminal Vc / Sc functioning as a control voltage input terminal or a control signal input terminal are formed. An example of an
なお、メモリアクセス方法としては、図3及び図4に示す2線式ではなく、例えば3線式又は4線式を採用しても良く、この場合、当該メモリアクセス方法に対応する端子数を必要とする。 As the memory access method, for example, a 3-wire type or a 4-wire type may be adopted instead of the 2-wire type shown in FIGS. 3 and 4, and in this case, the number of terminals corresponding to the memory access method is required. And
なお、上述の実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、水晶振動子X100及び可変コンデンサC200の接続点と、水晶振動子X100の他端との間に、抵抗を接続しても良い。また、水晶振動子X100の他端、可変コンデンサC200の一端、抵抗R100の他端、インバータINV100の出力端子を接続するための接続線のうち、当該接続線及び水晶振動子X100の接続点と、当該接続線及び抵抗R100の接続点との間に、抵抗を接続しても良い。 The above-described embodiment is an example and does not limit the present invention. For example, a resistor may be connected between the connection point of the crystal unit X100 and the variable capacitor C200 and the other end of the crystal unit X100. Of the connection lines for connecting the other end of the crystal unit X100, one end of the variable capacitor C200, the other end of the resistor R100, and the output terminal of the inverter INV100, the connection line and the connection point of the crystal unit X100, A resistor may be connected between the connection line and the connection point of the resistor R100.
また、上述の実施の形態においては、携帯電話機に発振器100を搭載する場合について述べたが、例えばGPS機能を有するナビゲーション装置など、他の種々の電子機器に発振器100を搭載するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the
また、温度補償回路300を設けることなく、制御電圧入力端子Vcを介して入力される制御電圧のみを可変コンデンサC100及びC200に印加して、出力信号Foutの発振周波数を調整するようにしても良い。
In addition, without providing the
また、上述の実施の形態においては、記憶部として、メモリ600を適用する場合について述べたが、予め用意されている複数の動作モードの中から選択された動作モードに対応するデータを記憶する、他の種々の記憶部を適用するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the
また、上述の実施の形態においては、判定部として、スイッチ制御回路700を適用する場合について述べたが、メモリ600に記憶されているデータに基づいて、動作モードを判定する、他の種々の判定部を適用するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the
また、上述の実施の形態においては、電流源として、電流源VIを適用する場合について述べたが、インバータINV100の電源端子に接続され、スイッチ制御回路700によって判定された動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、可変電流源として動作する場合には、出力要求信号が与えられると、インバータINV100に供給する電流を増加させ、出力停止信号が与えられると、インバータINV100に供給する電流を減少させる、他の種々の電流源を適用するようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the case where the current source VI is applied as the current source has been described. However, the current source VI is connected to the power supply terminal of the inverter INV100 and is determined based on the operation mode determined by the
また、上述の実施の形態においては、電流源用スイッチとして、スイッチSW30を適用する場合について述べたが、電流源VIに接続され、スイッチ制御回路700によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を電流源VIに印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧を電流源VIに印加することを制限する、他の種々の電流源用スイッチを適用するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the switch SW30 is applied as the current source switch has been described. However, the invalid state is determined based on the operation mode that is connected to the current source VI and determined by the
また、上述の実施の形態においては、インバータ用スイッチとして、スイッチSW10を適用する場合について述べたが、インバータINV200の電源端子に接続され、スイッチ制御回路700によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧をインバータINV200に印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧をインバータINV200に印加することを制限する、他の種々のインバータ用スイッチを適用するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the switch SW10 is applied as the inverter switch has been described. However, the switch SW10 is invalid based on the operation mode connected to the power supply terminal of the inverter INV200 and determined by the
また、上述の実施の形態においては、温度補償部用スイッチとして、スイッチSW20を適用する場合について述べたが、温度補償回路300に接続され、スイッチ制御回路700によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を温度補償回路300に印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧を温度補償回路300に印加することを制限する、他の種々の温度補償部用スイッチを適用するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the switch SW20 is applied as the temperature compensation unit switch has been described. However, based on the operation mode connected to the
10、100 発振器
20、200 水晶発振回路
30、300 温度補償回路
400 制御回路
50、500 参照電圧生成回路
600 メモリ
700 スイッチ制御回路
X10、X100 水晶振動子
R10、R100 抵抗
C10、C20、C100、C200 可変コンデンサ
INV10、INV20、INV100、INV200 インバータ
SW10、SW20、SW30 スイッチ
VI 電流源
10, 100 Oscillator 20, 200
Claims (3)
少なくとも一端が前記圧電素子の一端に接続された抵抗と、
少なくとも入力端子が前記圧電素子の一端に接続された第1のインバータと、
前記圧電素子とグランドとの間に接続された可変容量素子と、
前記第1のインバータの出力端子に接続された第2のインバータと、
予め用意されている複数の動作モードの中から選択された前記動作モードに対応するデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記データに基づいて、前記動作モードを判定する判定部と、
前記第1のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、前記可変電流源として動作する場合には、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えられると、前記第1のインバータに供給する電流を増加させ、前記出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられると、前記第1のインバータに供給する電流を減少させる電流源と、
前記電流源に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、オン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする無効状態と、前記スイッチング機能を有効にする有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記電流源に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記電流源に印加することを制限する電流源用スイッチと、
前記第2のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記第2のインバータに印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記第2のインバータに印加することを制限するインバータ用スイッチと
を備えることを特徴とする発振器。 A piezoelectric element;
A resistor having at least one end connected to one end of the piezoelectric element;
A first inverter having at least an input terminal connected to one end of the piezoelectric element;
A variable capacitance element connected between the piezoelectric element and the ground;
A second inverter connected to the output terminal of the first inverter;
A storage unit for storing data corresponding to the operation mode selected from a plurality of operation modes prepared in advance;
A determination unit that determines the operation mode based on the data stored in the storage unit;
When connected to the power supply terminal of the first inverter and operates as a constant current source or a variable current source based on the operation mode determined by the determination unit, When an output request signal requesting to output an output signal having an oscillation frequency is given, an output stop signal for increasing the current supplied to the first inverter and stopping outputting the output signal is given. And a current source that reduces the current supplied to the first inverter;
Based on the operation mode determined by the determination unit and connected to the current source, an invalid state in which the switching function is disabled after being fixed to an on state and an effective state in which the switching function is enabled When the output request signal is given, when the output request signal is given, a predetermined voltage is applied to the current source, and the output stop signal is given. A switch for current source for switching to an off state and restricting application of the predetermined voltage to the current source;
When connected to the power supply terminal of the second inverter and selects either the invalid state or the valid state based on the operation mode determined by the determination unit, and the valid state is selected When the output request signal is given, the switch is turned on and a predetermined voltage is applied to the second inverter. When the output stop signal is given, the switch is turned off and the predetermined voltage is set to the second inverter. An oscillator comprising: an inverter switch that restricts application to the second inverter.
前記温度補償部に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記温度補償部に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記温度補償部に印加することを制限する温度補償部用スイッチと
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の発振器。 A temperature compensation unit that generates a compensation voltage for changing the capacitance of the variable capacitance element, and applies the compensation voltage to the variable capacitance element;
Based on the operation mode determined by the determination unit connected to the temperature compensation unit, the invalid state and the valid state are selected, and when the valid state is selected, When an output request signal is given, the switch is turned on and a predetermined voltage is applied to the temperature compensator. When the output stop signal is given, the switch is turned off and the predetermined voltage is applied to the temperature compensator. The oscillator according to claim 1, further comprising: a switch for a temperature compensation unit that restricts the operation.
前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記無効状態にする第1の動作モードに対応する第1のデータと、
前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第2の動作モードに対応する第2のデータと、
前記電流源を前記可変電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチを前記無効状態にし、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第3の動作モードに対応する第3のデータとの中から選択されたいずれかの前記データを記憶する
ことを特徴とする請求項2に記載の発振器。
The storage unit
Operating the current source as the constant current source, and first data corresponding to a first operation mode for setting the current source switch, the inverter switch, and the temperature compensation unit switch to the invalid state;
Operating the current source as the constant current source, and second data corresponding to a second operation mode for setting the current source switch, the inverter switch, and the temperature compensation unit switch in the valid state;
The current source is operated as the variable current source, the current source switch is set to the invalid state, and the inverter switch and the temperature compensation unit switch are set to the valid state. The oscillator according to claim 2, wherein any one of the data selected from among the three data is stored.
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