JP2015091111A - 発振回路、発振器、電子機器、移動体及び発振器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数調整誤差を低減させることが可能な発振回路、発振器、電子機器、移動体及び発振器の製造方法を提供すること。【解決手段】発振回路２は、周波数調整用回路２０と、出力される電圧が可変に設定可能な可変容量制御回路１０と、バラクター３７を備え、周波数調整用回路２０からの信号および可変容量制御回路１０からの信号が入力される発振用回路３０と、Ｔ１端子からの信号を、周波数調整用回路２０および可変容量制御回路１０のどちらか一方に出力する３端子スイッチ５１と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、発振回路、発振器、電子機器、移動体及び発振器の製造方法に関する。

水晶振動子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子などの振動子（圧電振動子）を用いた各種の発振器が開発されている。近年、発振器の小型化の要求が大きく、必要最小限の端子しか持たない発振器が存在する。例えば、電源端子、電圧制御端子（ＶＣ端子）、出力端子、グランド端子の４端子のみを有する電圧制御型温度補償水晶発振器（ＶＣ−ＴＣＸＯ）もある。このような端子数の少ない発振器では、検査用あるいは調整用の専用端子を設けることができない。

そこで、特許文献１には、水晶振動子の検査用端子を他の端子と兼用することで小型化が可能な水晶発振器が開示されている。

特開２００９−２０１０９７号公報

前述した４端子の電圧制御型温度補償水晶発振器（ＶＣ−ＴＣＸＯ）において、温度補償特性を調整するために温度補償特性の調整用の端子を制御端子と兼用した場合、この制御端子は、通常動作時には、例えば、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）回路と接続され、温度補償特性の調整時には温度補償回路に接続される。従って、発振回路が備える周波数制御用の可変容量素子には、通常動作時はＡＦＣ回路を介して制御端子の入力電圧に応じた電圧が印加されるが、温度補償特性の調整時は制御端子とＡＦＣ回路が切り離されるため制御端子の入力電圧に応じた電圧が印加されない。そのため、温度補償特性の調整時には、周波数制御用の可変容量素子の容量値が通常動作時と異なった状態で温度補償特性を調整することになるため、通常動作時に温度補償が正しく行われても発振回路の負荷容量が異なってしまうため、発振回路の周波数精度が劣化するおそれがある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、周波数精度の劣化を低減させることが可能な発振回路、発振器、電子機器、移動体及び発振器の製造方法を提供することができる。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係る発振回路は、周波数制御手段と、出力される電圧が可変に設定可能な容量制御手段と、容量可変手段を備え、前記周波数制御手段からの信号および前記容量制御手段からの信号が入力される発振手段と、電圧を印加する手段からの信号が入力され、前記容量制御手段への出力を選択する第１の選択手段と、を含む。

本適用例に係る発振回路によれば、第１の選択手段により、電圧を印加する手段からの信号を容量制御手段へ出力するかが選択され、さらに、容量制御手段から出力される電圧
を、第１の選択手段が電圧を印加する手段からの信号を容量制御手段に出力させる時に容量制御手段から出力される電圧に近づけるように設定した状態で、周波数制御手段により制御される周波数の調整を行うことにより、周波数精度の劣化を低減させることができる。

［適用例２］
本適用例に係る発振回路は、第１端子と、可変容量素子を備えている発振用回路と、前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、前記第１端子と、前記可変容量制御回路との電気的な接続を切り替える第１の切り替え部と、を含み、前記可変容量制御回路から出力される電圧が可変に設定可能である。

発振用回路は、例えば、ピアース発振回路、インバーター型発振回路、コルピッツ発振回路、ハートレー発振回路などの種々の発振回路の一部であってもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、第１の切り替え部により、第１端子と可変容量制御回路との電気的な接続を切り替え、可変容量制御回路から出力される電圧を、第１端子と可変容量制御回路とが電気的に接続されている時に可変容量制御回路から出力される電圧に近づけるように設定した状態で、例えば、発振用回路の調整を行うことにより、周波数精度の劣化を低減させることができる。

［適用例３］
上記適用例に係る発振回路において、前記第１の切り替え部は、前記第１端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続が切り離されるように制御され、前記可変容量制御回路から出力される電圧が設定されてもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、第１の切り替え部は、第１端子と可変容量制御回路との電気的な接続が切り離されるように制御されるため、可変容量制御回路には第１端子からの信号が印加されなくなる。このため、可変容量制御回路は、第１端子からの信号に影響されずに、可変容量制御回路の設定の変更のみで出力する電圧が設定される。したがって、可変容量制御回路から出力される電圧を、第１端子と可変容量制御回路とが電気的に接続されている時に可変容量制御回路から出力される電圧に近づけるように設定した状態で、発振回路の調整を行うことにより、周波数精度の劣化を低減させることができる。

［適用例４］
上記適用例に係る発振回路において、前記第１の切り替え部は、前記第１端子と、前記周波数調整用回路および前記可変容量制御回路のどちらか一方との電気的な接続を切り替えてもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、第１の切り替え部により、第１端子と周波数調整用回路とを電気的に接続させ、さらに、可変容量制御回路から出力される電圧を、第１端子と可変容量制御回路とが電気的に接続されている時に可変容量制御回路から出力される電圧に近づけるように設定した状態で、周波数調整用回路、例えば温度補償回路等による温度補償特性の調整を行うことにより、周波数精度の劣化を低減させることができる。

［適用例５］
上記適用例に係る発振回路において、前記可変容量制御回路は、ＡＦＣ回路と、出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、前記ＡＦＣ回路と前記電圧発生回路との電気的な接続を切り替える第２の切り替え部と、を備えていてもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、第２の切り替え部によりＡＦＣ回路と電圧発生回路とを電気的に接続させ、さらに、電圧発生回路が出力する電圧を、第１端子とＡＦＣ回路とを電気的に接続させる時にＡＦＣ回路に入力される電圧に近づけるように設定した状態で、周波数調整用回路、例えば温度補償回路による温度補償特性の調整を行うことにより、周波数精度の劣化を低減させることができる。

［適用例６］
上記適用例に係る発振回路において、前記可変容量制御回路は、ＡＦＣ回路と、出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、前記ＡＦＣ回路および前記電圧発生回路のどちらか一方と、前記可変容量素子の前記一方の端子との電気的な接続を切り替える第２の切り替え部と、を備えていてもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、第２の切り替え部によりＡＦＣ回路と可変容量素子の前記一方の端子とを電気的に接続させ、さらに、電圧発生回路が出力する電圧を、第１端子とＡＦＣ回路とを電気的に接続させる時にＡＦＣ回路から出力される電圧に近づけるように設定した状態で、周波数調整用回路、例えば温度補償回路による温度補償特性の調整を行うことにより、周波数精度の劣化を低減させることができる。

［適用例７］
上記適用例に係る発振回路は、前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含んでいてもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、可変容量制御回路を制御するためのデータを記憶できるとともに、当該データを自由に変更することができる。

［適用例８］
上記適用例に係る発振回路は、前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含み、前記メモリーは、前記ＡＦＣ回路を制御するための第１のデータと前記電圧発生回路を制御するための第２のデータとが記憶され、前記第１のデータと前記第２のデータとが記憶される記憶領域が共用されてもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、ＡＦＣ回路を制御するためのデータと電圧発生回路と制御するためのデータとを、同一のメモリー内の同一のアドレスに記憶させている。このため、可変容量回路を制御するためのデータを少ないメモリー容量で記憶できる。

［適用例９］
上記適用例に係る発振回路において、前記可変容量制御回路を制御するためのデータは、３ビット以上であってもよい。

本適用例に係る発振回路によれば、可変容量制御回路を制御するためのデータを３ビット以上とすることで、可変容量制御回路から出力される電圧を細かく設定することがでるため、電圧発生回路が出力する電圧を、第１端子と可変容量制御回路とが電気的に接続されている時に可変容量制御回路から出力される電圧に近づけるように設定できるので、周波数調整用回路、例えば温度補償回路による温度補償特性の調整を行うときに、周波数精度の劣化をさらに低減させることができる。

［適用例１０］
本適用例に係る発振器は、上記のいずれかの発振回路と、振動子と、を備えている。

［適用例１１］
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの発振回路、又は、上記の発振器を含む。

［適用例１２］
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの発振回路、又は、上記の発振器を含む。

これらの適用例に係る電子機器及び移動体によれば、発振回路又は発振器の周波数精度の劣化を低減させることができるので、より信頼性の高い電子機器及び移動体を実現することができる。

［適用例１３］
本適用例に係る発振器の製造方法は、第１端子と、可変容量素子を備えている発振用回路と、前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、前記第１端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続を切り替える第１の切り替え部と、を含み、前記可変容量制御回路から出力される電圧が可変に設定可能な発振回路と、振動子とを準備する工程と、前記発振回路と前記振動子とを電気的に接続する工程と、前記第１の切り替え部を、前記第１端子と前記可変容量制御回路とが電気的に切り離されるように制御するとともに、前記可変容量制御回路から出力される電圧を設定する工程と、前記発振回路の特性を調べる工程と、を含む。

本適用例に係る発振器の製造方法によれば、第１端子と可変容量制御回路とを電気的に切り離し、さらに、可変容量制御回路から出力される電圧を設定した状態で、発振回路の特性、例えば、温度補償回路の特性を調べることで、温度補償回路による温度補償特性の調整を精度よく行うことができる。従って、周波数精度の劣化を低減させた発振器を製造することができる。

第１実施形態の発振器の機能ブロック図。 モード切り替え動作を説明するためのタイミングチャート図。 図３（Ａ）は振動子特性測定モードでのスイッチの接続状態を示す図であり、図３（Ｂ）は温度補償調整モードでのスイッチの接続状態を示す図。 ＶＣ端子の電圧と電圧ＶＦＡＣとの関係を示すグラフ。 第１実施形態の発振器の製造方法の一例を示すフローチャート図。 図５の工程Ｓ２０〜Ｓ７０の詳細なフローチャート図。 第１実施形態の発振器の変形例の機能ブロック図。 第２実施形態の発振器の機能ブロック図。 第３実施形態の発振器の機能ブロック図。 本実施形態の電子機器の機能ブロック図。 本実施形態の電子機器の外観の一例を示す図。 本実施形態の移動体の一例を示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．発振器
１−１．第１実施形態
［発振器の構成］
図１は第１実施形態の発振器の機能ブロック図である。図１に示すように、第１実施形
態の発振器１は、発振回路２と振動子３とを含んで構成されており、発振回路２と振動子３は不図示のパッケージに収容されている。

本実施形態の発振器１は、電圧制御型の温度補償発振器であり、電源端子であるＶＣＣ端子，接地端子であるＶＳＳ端子、制御端子であるＶＣ端子及び出力端子であるＯＵＴ端子の４個の外部端子が設けられている。ＶＣＣ端子には電源電圧が供給され、ＶＳＳ端子は接地される。ＶＣ端子には周波数制御用の信号が入力され、ＯＵＴ端子からはＶＣ端子の電圧に応じた周波数の、温度補償された発振信号が出力される。

本実施形態では、振動子３は、基板材料として水晶を用いた水晶振動子であり、例えば、ＡＴカットやＳＣカットの水晶振動子が用いられる。振動子３は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子であってもよい。また、振動子３の基板材料としては、水晶の他、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いることができる。振動子３の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。

発振回路２は、６個の端子Ｔ１〜Ｔ６を有しており、Ｔ１端子（「外部からの電圧を印加する手段」及び「第１端子」の一例）は外部端子であるＶＣ端子と接続され、Ｔ２端子は外部端子であるＯＵＴ端子と接続され、Ｔ３端子は外部端子であるＶＣＣ端子と接続され、Ｔ４端子は外部端子であるＶＳＳ端子と接続されている。また、Ｔ５端子は振動子３の一方の端子と接続され、Ｔ６端子は振動子３の他方の端子と接続されている。

本実施形態では、発振回路２は、可変容量制御回路１０（「容量制御手段」の一例）、温度補償回路２０（「周波数制御手段」及び「周波数調整用回路」の一例）、発振用回路３０（「発振手段」の一例）、出力バッファー４０、３端子スイッチ５１（「第１の選択手段」及び「第１の切り替え部」の一例）、３端子スイッチ５２、メモリー６１、メモリー６２、メモリー６３、スイッチ制御回路７０、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路８０を含んで構成されている。なお、本実施形態の発振回路２は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。

可変容量制御回路１０は、ＡＦＣ回路１１、電圧発生回路（電圧選択回路）１２及び３端子スイッチ１３を含んで構成されている。

ＡＦＣ回路１１は、演算増幅器１１１、抵抗値がＲ１の抵抗１１２、抵抗値がＲ２の可変抵抗１１３、演算増幅器１１４、抵抗値がＲ３の抵抗１１５、抵抗値がＲ４の抵抗１１６を含んで構成されている。

抵抗１１２は、３端子スイッチ５１の第３端子と演算増幅器１１１の反転入力端子（−端子）との間に接続されており、可変抵抗１１３は、演算増幅器１１１の反転入力端子（−端子）と出力端子との間に接続されている。また、演算増幅器１１１の非反転入力端子（＋端子）には一定電圧Ｖ１が入力される。

抵抗１１５は、演算増幅器１１１の出力端子と演算増幅器１１４の反転入力端子（−端子）との間に接続されており、抵抗１１６は、演算増幅器１１４の反転入力端子（−端子）と出力端子との間に接続されている。また、演算増幅器１１４の非反転入力端子（＋端子）には一定電圧Ｖ２が入力され、演算増幅器１１４の出力端子は３端子スイッチ１３の第１端子と接続されている。

可変抵抗１１３の抵抗値Ｒ２は、メモリー６２に記憶されているゲイン調整値に応じた
抵抗値となる。

このように構成されているＡＦＣ回路１１において、入力電圧をＶＡＦＣ＿ＩＮとすると、演算増幅器１１１の出力電圧ＶＡは次式（１）で表される。

また、演算増幅器１１４の出力電圧ＶＢは次式（２）で表される。

電圧発生回路１２は、ｎ＋１個の抵抗１２１−０〜１２１−ｎ及びｎ個の２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎを含んで構成されている。

ｎ＋１個の抵抗１２１−０〜１２１−ｎは、電源とグランドの間に、この順に直列に接続されている。

各２端子スイッチ１２２−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）は、第１端子が抵抗１２１−（ｋ−１）と抵抗１２１−ｋとの接続点と接続されており、第２端子が３端子スイッチ１３の第２端子と接続されている。

ｎ個の２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎは、メモリー６１に記憶されている選択値（「可変容量制御回路を制御するためのデータ」の一例）に応じていずれか１つがオン状態（第１端子と第２端子が電気的に接続される状態）となり、他はオフ状態（第１端子と第２端子が電気的に遮断される状態）となる。従って、電圧発生回路１２の出力電圧（３端子スイッチ１３の第２端子に供給される電圧）ＶＳは、メモリー６１に記憶されている選択値に応じた電圧値となる。

３端子スイッチ１３は、スイッチ制御回路７０からの制御信号に応じて、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態と、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態のいずれかとなる。

温度補償回路２０は、温度センサー２１、３端子スイッチ２２、関数発生回路２３及び加算器２４を含んで構成されている。

温度センサー２１の出力端子は、３端子スイッチ２２の第１端子と接続されており、３端子スイッチ２２の第２端子は、３端子スイッチ５１の第２端子と接続されている。

３端子スイッチ２２は、スイッチ制御回路７０からの制御信号に応じて、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態と、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態のいずれかとなる。

本実施形態では、振動子３（水晶振動子）の周波数温度特性が温度を変数とする３次式で近似できるため、関数発生回路２３は、３次関数発生回路２３１、１次関数発生回路２
３２及び０次関数発生回路２３３を含んで構成されている。

３次関数発生回路２３１は、入力端子が３端子スイッチ２２の第３端子と接続されており、３端子スイッチ２２の第３端子の電圧を変数として、メモリー６３に記憶されている３次係数に応じた３次関数の電圧を発生して出力する。

１次関数発生回路２３２は、入力端子が３端子スイッチ２２の第３端子と接続されており、３端子スイッチ２２の第３端子の電圧を変数として、メモリー６３に記憶されている１次係数に応じた１次関数の電圧を発生して出力する。

０次関数発生回路２３３は、メモリー６３に記憶されている０次係数（定数）に応じた一定電圧を発生して出力する。

加算器２４は、３次関数発生回路２３１の出力電圧、１次関数発生回路２３２の出力電圧及び０次関数発生回路２３３の出力電圧を加算して出力する。加算器２４の出力端子は、３端子スイッチ５２の第１端子と接続されている。

発振用回路３０は、Ｔ５端子及びＴ６端子と接続され、振動子３を発振させる。図１の例では、発振用回路３０は、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスター３１、抵抗３２，３３、コンデンサー３４，３５、バラクター（可変容量ダイオード）３６、バラクター３７（「容量可変手段」及び「可変容量素子」の一例）、抵抗３８、抵抗３９を含んで構成されている。

バイポーラトランジスター３１は、ベース端子がＴ６端子と接続され、コレクター端子がＴ５端子と接続され、エミッター端子が接地されている。

抵抗３２は、バイポーラトランジスター３１のベース端子とコレクター端子との間に接続されており、抵抗３３は、電源とバイポーラトランジスター３１のコレクター端子との間に接続されている。

コンデンサー３４は、バイポーラトランジスター３１のコレクター端子とバラクター３６のカソード端子との間に接続されており、コンデンサー３５は、バイポーラトランジスター３１のベース端子とバラクター３７のカソード端子との間に接続されている。

バラクター３６のアノード端子及びバラクター３７のアノード端子は接地されている。

抵抗３８は、３端子スイッチ５２の第３端子とバラクター３６のカソード端子との間に接続されており、抵抗３９は、３端子スイッチ１３の第３端子とバラクター３７のカソード端子との間に接続されている。

このように構成されている発振用回路３０は、バイポーラトランジスター３１を増幅素子として、Ｔ６端子から入力される振動子３の出力信号を増幅し、Ｔ５端子を介してこの増幅した信号を振動子３の入力信号として供給する。なお、発振用回路３０は、増幅素子として、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスター、電界効果トランジスター（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）、金属酸化膜型電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、サイリスター等を用いて実現されてもよい。

発振用回路３０の出力信号である、バイポーラトランジスター３１のコレクター端子の信号は出力バッファー４０に入力され、出力バッファー４０の出力信号はＴ２端子を介し
てＯＵＴ端子から外部に出力される。

３端子スイッチ５１は、第１端子がＴ１端子と接続され、第２端子が３端子スイッチ２２の第２端子と接続され、第３端子が抵抗１１２の一方の端子と接続されている。

３端子スイッチ５１は、スイッチ制御回路７０からの制御信号に応じて、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態と、第１端子と第２端子とが電気的に接続される第２状態のいずれかとなる。

３端子スイッチ５２は、第１端子が加算器２４の出力端子と接続され、第２端子には一定電圧Ｖ３が入力され、第３端子が抵抗３８の一方の端子と接続されている。

３端子スイッチ５２は、スイッチ制御回路７０からの制御信号に応じて、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態と、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態のいずれかとなる。

スイッチ制御回路７０は、設定されているモードに応じて、３端子スイッチ５１、３端子スイッチ５２、３端子スイッチ１３及び３端子スイッチ２２をそれぞれ制御する制御信号を生成する。

インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路８０は、ＶＣＣ端子の電圧が閾値よりも高いか低いかを判定し、ＶＣＣ端子の電圧が閾値よりも高い時に、Ｔ１端子を介してＶＣ端子から外部入力されるクロック信号ＳＣＬＫとＴ２端子を介してＯＵＴ端子から外部入力されるデータ信号ＤＡＴＡを受け付け、不図示の内部レジスターあるいは内部メモリーに対してデータの読み書きを行う。

［発振回路のモード］
本実施形態では、発振回路２は、ＶＣＣ端子に電源投入時に通常動作モードに設定される。また、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路８０を介して、温度補償調整モードや振動子特性測定モードを含む複数のモードのいずれかに切り替えることが可能になっている。図２は、このモード切り替え動作を説明するためのタイミングチャートである。図２の横軸は時間、縦軸は電圧に対応する。図２のタイミングチャートでは、ＶＣＣ端子（Ｔ３端子）の電圧、ＶＣ端子（Ｔ１端子）から入力されるクロック信号ＳＣＬＫ、ＯＵＴ端子（Ｔ２端子）から入力されるデータ信号ＤＡＴＡが示されている。

図２に示される例では、ＶＣＣ端子の電圧は、時刻ｔ０で０Ｖ、時刻ｔ１で電圧ＶＤＤＬとなり、時刻ｔ２で基準値Ｖｔｈとなり、その後に電圧ＶＤＤＨまで上昇する。ＶＣＣ端子の電圧がＶＤＤＨである期間に入力されたクロック信号ＳＣＬＫの最初のパルスの立ち下がり時刻である時刻ｔ３で通信がイネーブルとなる。クロック信号ＳＣＬＫの次のパルスはテストモード設定用のパルスであり、その後の５つのパルスに同期して入力された５ビットのデータ信号ＤＡＴＡに応じて、テストモードの種類が選択される。ＶＣＣ端子の電圧がＶＤＤＬに戻る時刻ｔ４で選択されたテストモードに移行する。この５ビットのデータ信号ＤＡＴＡを所定の値に設定することで発振回路２を選択されたテストモードに設定することができる。

通常動作モードでは、図１に示す通り、３端子スイッチ１３は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、３端子スイッチ２２は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、３端子スイッチ５１は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、３端子スイッチ５２は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となる。

従って、通常動作モードでは、バラクター３６のカソード端子には、温度センサー２１の出力電圧に基づいて生成された関数発生回路２３の出力電圧が印加され、振動子３の周波数温度特性が補正（温度補償）される。また、ＶＣ端子の電圧に基づいて生成されたＡＦＣ回路の出力電圧ＶＢがＶＡＦＣとしてバラクター３７のカソード端子に印加され、発振周波数が制御される。すなわち、本実施形態の発振器１は、電圧制御型温度補償水晶発振器（ＶＣ−ＴＣＸＯ）であり、例えば、Ｖ２＝Ｖ１，Ｒ３＝Ｒ４として、式（１）を式（２）に代入して整理すると、通常動作モードでのＶＡＦＣは次式（３）で表される。

式（３）によって示されるように、ＡＦＣ回路１１のゲインはＲ２／Ｒ１であり、ＶＡＦＣはＶＡＦＣ＿ＩＮ、すなわちＶＣ端子の電圧によって制御される。

図４は、Ｖ１＝Ｖ２＝０．９Ｖ、Ｒ３＝Ｒ４とした時、ＡＦＣ回路１１のゲイン（Ｒ２／Ｒ１）を０．４倍、０．５倍、０．６倍とした場合のＶＣ端子の電圧（＝ＶＡＦＣ＿ＩＮ）と電圧ＶＦＡＣとの関係を示す図である。例えば、ＡＦＣ回路１１のゲインが０．５倍の時、ＶＣ端子の電圧＝０．９Ｖ±０．７ＶとするとＶＡＦＣ＝０．９Ｖ±０．３５Ｖであり、ＶＣ端子の電圧＝１．２Ｖ±１ＶとするとＶＡＦＣ＝１．０５Ｖ±０．５Ｖである。

また、振動子特性測定モードでは、図３（Ａ）に示す通り、３端子スイッチ１３は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、３端子スイッチ２２は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、３端子スイッチ５１は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、３端子スイッチ５２は、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態となる。なお、図３（Ａ）では、一部の構成の図示及び関数発生回路２３、発振用回路３０、ＡＦＣ回路１１、電圧発生回路１２の内部構成の図示を省略しているが、それぞれ図１と同じである。

従って、振動子特性測定モードでは、バラクター３６のカソード端子には、一定電圧Ｖ３が印加され、振動子３の周波数温度特性が補正（温度補償）されない。また、バラクター３７のカソード端子には、ＶＣ端子の電圧に基づいて生成されたＡＦＣ回路の出力電圧ＶＡＦＣが印加され、発振周波数が制御される。従って、ＶＣ端子から一定電圧を入力し、所望の温度範囲で温度を振った時にＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定することで、振動子３の周波数温度特性を取得することができる。

また、温度補償調整モードでは、図３（Ｂ）に示す通り、３端子スイッチ１３は、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態となり、３端子スイッチ２２は、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態となり、３端子スイッチ５１は、第１端子と第２端子とが電気的に接続される第２状態となり、３端子スイッチ５２は、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となる。なお、図３（Ｂ）では、一部の構成の図示及び関数発生回路２３、発振用回路３０、ＡＦＣ回路１１、電圧発生回路１２の内部構成の図示を省略しているが、それぞれ図１と同じである。

従って、温度補償調整モードでは、バラクター３６のカソード端子には、ＶＣ端子の電圧に基づいて生成された関数発生回路２３の出力電圧が印加され、バラクター３７のカソード端子には、電圧発生回路１２が発生（選択）する一定電圧ＶＳが印加される。従って
、一定の温度（例えば２５℃）で、所望の温度範囲で温度を振った時の温度センサー２１の出力電圧に相当する電圧をＶＣ端子から入力し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定することで、３次関数電圧、１次関数電圧及び０次関数電圧の情報を取得し、振動子３の周波数温度特性を補正（温度補償）して所望の温度範囲での発振周波数を目標の周波数に近づけるための最適な３次係数、１次係数、０次係数（定数）を計算することができる。

ここで、例えば、Ｖ１＝Ｖ２＝０．９Ｖ、Ｒ３＝Ｒ４とした時、仮に、ＶＣ端子に入力される電圧範囲に関係なくＶＳを０．９Ｖに固定した場合、通常動作モード時にＶＣ端子の電圧＝０．９Ｖ±０．７ＶのようにＶＣ端子の中心電圧が０．９Ｖであれば、通常動作モード時にＶＣ端子を介してバラクター３７のカソード端子に印加される電圧の中心電圧と、温度補償調整モード時にバラクター３７のカソード端子に印加される電圧が一致する。そのため、温度補償調整モードでのバラクター３７の容量値は、通常動作モードでＶＣ端子の電圧が中心電圧の時のバラクター３７の容量値と一致し、通常動作モードでＶＣ端子の電圧が中心電圧の時に温度補償された発振周波数は目標の周波数と一致する。ところが、ＶＣ端子の電圧＝１．２Ｖ±１ＶのようにＶＣ端子の中心電圧が０．９Ｖではない場合は、通常動作モード時にＶＣ端子の電圧が中心電圧１．２Ｖの時にバラクター３７のカソード端子に印加される電圧は１．０５Ｖとなり、温度補償調整モード時にバラクター３７のカソード端子に印加される電圧は０．９Ｖとなり、通常モードと温度補償調整モードとでバラクター３７のカソード端子に印加される電圧が一致しない。そのため、温度補償調整モードでのバラクター３７の容量値は、通常動作モードでＶＣ端子の電圧が中心電圧の時のバラクター３７の容量値と一致せず、通常動作モードでＶＣ端子の電圧が中心電圧の時に温度補償された発振周波数は目標の周波数からずれてしまう。

そこで、本実施形態の発振器１では、メモリー６１に記憶される選択値に応じて電圧ＶＳを選択可能に構成しており、温度補償調整モードにおいてバラクター３７のカソード端子に印加される電圧ＶＳとして、通常動作モードでＶＣ端子の電圧が中心電圧の時にバラクター３７のカソード端子に印加される電圧に最も近い電圧を選択することで、最適な温度補償調整を行うことが可能に構成されている。

また、バラクター３７に印加される電圧ＶＳは、細かく設定できる方がバラクター３７の容量値を細かく調整可能になる。温度補償モードにおいて、バラクター３７の容量値を調整するために印加される電圧ＶＳの電圧ステップが０．１Ｖ以上であると、温度補償モード時と通常動作モード時でのバラクター３７に印加される電圧が異なることによるバラクター３７の容量値変化が大きくなり、温度補償モードで最適な温度補償調整を行うことができなくなる。このため、温度補償モード時にバラクター３７に印加される電圧ＶＳの電圧ステップを、０．１Ｖ以下、望ましくは０．０５Ｖ以下とすることで、温度補償モード時に最適な温度補償調整を行うことができるようになる。

例えば、通常動作モード時にＶＣ端子に印加される電圧の中心電圧（ＶＡＦＣ＿ＩＮの中心電圧）は、一般的に０．９Ｖから１．６Ｖ程度であり、Ｖ１＝Ｖ２＝０．９Ｖ、Ｒ３＝Ｒ４、ＡＦＣ回路１１のゲイン（Ｒ２／Ｒ１）を０．５倍とした場合の電圧ＶＳは、式（３）から０．９Ｖから１．２５Ｖ程度となる。従って、電圧ＶＳの電圧ステップを０．０５Ｖ以下とするためには、電圧ＶＳが０．９Ｖから１．２５Ｖ程度（０．３５Ｖ幅）であるため、電圧ＶＳを設定するために必要なメモリー量としては３ｂｉｔ（８通り）以上あれば、電圧ＶＳの電圧ステップを０．４３７５Ｖと０．０５Ｖ以下にすることができ、最適な温度補償調整を行うことができるようになる。なお、電圧ＶＳを設定するためのメモリー量として、上記ＶＡＦＣ＿ＩＮの中心電圧、Ｖ１、Ｖ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を例示して計算したが、これに限らず、ＶＡＦＣ＿ＩＮの中心電圧、Ｖ１、Ｖ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の値に応じて、電圧ＶＳの電圧ステップを０．１Ｖ以下、望ましくは０
．０５Ｖ以下と値とするようにメモリー量を適宜設定することができる。

［発振器の製造方法］
図５は、第１実施形態の発振器の製造方法の一例を示すフローチャート図である。本実施形態の発振器の製造方法は、図５に示す工程Ｓ１０〜Ｓ８０を含む。ただし、本実施形態の発振器の製造方法は、工程Ｓ１０〜Ｓ８０の一部を省略又は変更し、あるいは、他の工程を追加してもよい。

図５に示すように、本実施形態では、まず、発振回路２と振動子３を準備し、発振回路２と振動子３とを電気的に接続する（工程Ｓ１０）。

次に、３端子スイッチ５１を、ＶＣ端子と発振用回路３０とが電気的に接続されるように制御する（工程Ｓ２０）。

次に、振動子３の周波数温度特性を測定する（工程Ｓ３０）。

次に、３端子スイッチ５１を、ＶＣ端子と温度補償回路２０とが電気的に接続されるように制御する（工程Ｓ４０）。

次に、可変容量制御回路１０の出力電圧ＶＡＦＣを設定する（工程Ｓ５０）。

次に、ＶＣ端子に印加される電圧を変化させながら温度補償回路２０の特性を調べる（工程Ｓ６０）。

次に、工程Ｓ６０で調べた温度補償回路２０の特性に基づき、温度補償用の係数値を計算する（工程Ｓ７０）。

次に、工程Ｓ７０で得られた温度補償用の係数値をメモリー６３に書き込む（工程Ｓ８０）。

図６は、図５の工程Ｓ２０〜Ｓ７０の詳細なフローチャート図である。図６に示すように、本実施形態では、工程Ｓ２０として、発振回路２を振動子特性測定モードに設定する（Ｓ２１）。これにより、３端子スイッチ１３、３端子スイッチ２２、３端子スイッチ５１及び３端子スイッチ５２は、それぞれ図３（Ａ）のような接続状態になる。

また、工程Ｓ３０としては、まず、所望の温度範囲の５点以上の温度での振動子３の周波数温度特性を測定する（Ｓ３１）。具体的には、例えば、発振器１を恒温槽に収容し、ＶＣ端子に通常動作モード時の中心電圧を印加した状態で、恒温槽の温度を変えながら、５点以上の温度でＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。

次に、工程Ｓ３１の測定により得られた振動子３の周波数温度特性の式を最小二乗法で近似し、０次関数の成分、１次関数の成分、３次関数の成分を抽出する（Ｓ３２）。

また、工程Ｓ４０として、発振回路２を温度補償調整モードに設定する（Ｓ４１）。これにより、３端子スイッチ１３、３端子スイッチ２２、３端子スイッチ５１及び３端子スイッチ５２は、それぞれ図３（Ｂ）のような接続状態になり、ＶＣ端子とＡＦＣ回路１１との電気的な接続が切断され、ＶＣ端子と温度補償回路２０とが電気的に接続される。

また、工程Ｓ５０として、電圧発生回路１２の出力電圧ＶＳを選択する（Ｓ５１）。具体的には、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧をＶＡＦＣ＿ＩＮとして、電圧ＶＳが
式（１）及び式（２）より計算される電圧ＶＢに最も近くなるような選択値をメモリー６１に書き込む。例えば、Ｖ１＝Ｖ２＝０．９Ｖ、Ｒ３＝Ｒ４、Ｒ２／Ｒ１＝０．５とした時、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧が０．９ＶであればＶＳが０．９Ｖに最も近くなる選択値を書き込み、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧が１．２ＶであればＶＳが１．０５Ｖに最も近くなる選択値を書き込む。

また、工程Ｓ６０としては、まず、発振器１の温度を基準温度に設定する（Ｓ６１）。具体的には、例えば、発振器１を収容する恒温槽の温度を基準温度に設定する。

次に、ＶＣ端子に、温度センサー２１の出力電圧に相当する電圧を印加する（Ｓ６２）。具体的には、所望の温度範囲に含まれる第１温度での温度センサー２１の出力電圧と等しい第１電圧をＶＣ端子に印加する。

次に、０次、１次、３次の各係数をそれぞれ最小値（ＭＩＮ）に設定した時の周波数をそれぞれ測定する（Ｓ６３）。具体的には、１次係数と３次係数を０に設定するとともに０次係数を最小値（ＭＩＮ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。また、０次係数と３次係数を０に設定するとともに１次係数を最小値（ＭＩＮ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。また、０次係数と１次係数を０に設定するとともに３次係数を最小値（ＭＩＮ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。

次に、０次、１次、３次の各係数をそれぞれ基準値（ＴＹＰ）に設定した時の周波数をそれぞれ測定する（Ｓ６４）。具体的には、１次係数と３次係数を０に設定するとともに０次係数を基準値（ＴＹＰ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。また、０次係数と３次係数を０に設定するとともに１次係数を基準値（ＴＹＰ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。また、０次係数と１次係数を０に設定するとともに３次係数を基準値（ＴＹＰ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。

次に、０次、１次、３次の各係数をそれぞれ最大値（ＭＡＸ）に設定した時の周波数をそれぞれ測定する（Ｓ６５）。具体的には、１次係数と３次係数を０に設定するとともに０次係数を最大値（ＭＡＸ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。また、０次係数と３次係数を０に設定するとともに１次係数を最大値（ＭＡＸ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。また、０次係数と１次係数を０に設定するとともに３次係数を最大値（ＭＡＸ）に設定し、ＯＵＴ端子から出力される発振信号の周波数を測定する。

次に、所望の温度範囲での温度センサー２１の出力電圧の範囲に対応させたＶＣ端子の電圧の掃引が終了していない場合（Ｓ６６のＮ）には、所望の温度範囲に含まれる第２温度での温度センサー２１の出力電圧と等しい第２電圧をＶＣ端子に印加し（Ｓ６２）、工程Ｓ６３以降を再度行う。

そして、ＶＣ端子の電圧の掃引が終了した場合（Ｓ６６のＹ）には、工程Ｓ７０として、工程Ｓ６１〜Ｓ６６での周波数の測定結果に基づき、工程Ｓ３２で近似式から抽出した０次関数成分、１次関数成分、３次関数成分を最も打ち消す、０次、１次、３次の各係数値を選択する（Ｓ７１）。具体的には、工程Ｓ６１〜Ｓ６６での周波数の測定結果から、０次係数が最小値（ＭＩＮ）、基準値（ＴＹＰ）、最大値（ＭＡＸ）のそれぞれに設定された時のＶＣ端子の電圧値（温度センサー２１の電圧値に相当する）を変数とする０次関数電圧の式をそれぞれ計算し、これらの計算結果を基に０次関数電圧が工程Ｓ３２で抽出した０次関数成分を最も打ち消す０次係数値を選択する。同様に、１次係数が最小値（Ｍ
ＩＮ）、基準値（ＴＹＰ）、最大値（ＭＡＸ）のそれぞれに設定された時のＶＣ端子の電圧値を変数とする１次関数電圧の式をそれぞれ計算し、これらの計算結果を基に１次関数電圧が工程Ｓ３２で抽出した１次関数成分を最も打ち消す１次係数値を選択する。同様に、３次係数が最小値（ＭＩＮ）、基準値（ＴＹＰ）、最大値（ＭＡＸ）のそれぞれに設定された時のＶＣ端子の電圧値を変数とする３次関数電圧の式をそれぞれ計算し、これらの計算結果を基に３次関数電圧が工程Ｓ３２で抽出した３次関数成分を最も打ち消す３次係数値を選択する。

なお、０次関数電圧は、ＶＣ端子の電圧値（温度センサー２１の電圧値に相当する）によって変化しないので、０次係数を最小値（ＭＩＮ）、基準値（ＴＹＰ）、最大値（ＭＡＸ）にそれぞれ設定した時の周波数は、例えばＶＣ端子が第１電圧の時のみ、工程Ｓ６３、Ｓ６４、Ｓ６５でそれぞれ測定するようにしてもよい。

なお、上記製造方法の一例以外にも、例えば、工程Ｓ４０において、３端子スイッチ５１をＶＣ端子と発振用回路３０とが電気的に接続されるように制御し、工程Ｓ６０において、ＶＣ端子に印加される電圧を変化させながら発振用回路３０の特性を調べる等の方法を用いて、発振器１を製造することもできる。

以上に説明したように、第１実施形態の発振器によれば、電圧発生回路１２の出力電圧を、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時の演算増幅器１１４の出力電圧（ＡＦＣ回路の出力電圧）ＶＢに最も近い電圧に設定した状態で、温度補償特性の調整を行うことができる。これにより、バラクター３７に印加される電圧が、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時にバラクター３７に印加される電圧に最も近い状態で、すなわち、バラクター３７の容量値が、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時の容量値とほぼ一致した状態で、温度補償特性の調整を行うことができるので、温度補償特性の調整誤差を低減させることができる。従って、本実施形態によれば、周波数温度特性が良好な発振器を提供することができる。また、第１実施例では、メモリー６１、メモリー６２、及びメモリー６３をそれぞれ別々の構成として説明したが、例えば、メモリー６２のみを有し、メモリー６１、及びメモリー６３の機能をメモリー６２に備えていてもよい。さらに、メモリー６１、メモリー６２、メモリー６３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリーなどの書き換え可能な不揮発性メモリーなど、種々の公知の不揮発性メモリー、及びＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）など、種々の公知の揮発性メモリーを採用できる。

［変形例］
図７は、第１実施形態の発振器１の変形例の機能ブロック図である。図７において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。

図１に示した第１実施形態の発振器１では、３端子スイッチ１３により、電圧ＶＡＦＣとして、電圧ＶＢと電圧ＶＳのいずれか一方のみが選択されるため、選択されなかった方はどのような電圧値になっていても構わない。そこで、図７の変形例では、ｎ個の２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎのいずれをオン状態とするかを選択する選択値の記憶領域とＡＦＣ回路１１のゲイン調整値の記憶領域を共通にする。すなわち、図１では存在したメモリー６１は図７では存在せず、メモリー６２において、ＡＦＣ回路１１のゲイン調整値のアドレスと２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎの選択値のアドレスを共通にし、当該アドレスに対応する記憶領域が共用される。

そして、図７と図３（Ａ）にそれぞれ示すように、通常動作モードと振動子特性測定モード（ＶＣ端子とＡＦＣ回路１１とが電気的に接続され、ＡＦＣ回路１１と発振用回路３
０とが電気的に接続されている状態）では、３端子スイッチ１３により電圧ＶＡＦＣとして電圧ＶＢが選択されるので、メモリー６２の所定の記憶領域に記憶された値（第１のデータの一例）はＡＦＣ回路１１のゲイン調整値として使用される。

また、図３（Ｂ）に示すように、温度補償調整モード（ＶＣ端子とＡＦＣ回路１１とが電気的に切り離され、電圧発生回路１２と発振用回路３０とが電気的に接続されている状態）では、３端子スイッチ１３により電圧ＶＡＦＣとして電圧ＶＳが選択されるので、メモリー６２の所定の記憶領域に記憶された値（第２のデータの一例）は２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎの選択値として使用される。

この変形例の発振器１によれば、２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎの選択値の記憶用のメモリー及びＡＦＣ回路１１のゲイン調整値の記憶用のメモリーとしてメモリー６２を兼用するので小型化に有利である。この変形例の発振器１は、その他、第１実施形態の発振器１と同様の効果を奏する。

１−２．第２実施形態
図８は第２実施形態の発振器の機能ブロック図である。図８に示すように、第２実施形態の発振器１は、発振回路２と振動子３とを含んで構成されており、発振回路２と振動子３は不図示のパッケージに収容されている。図８において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。

図８に示すように、第２実施形態の発振器１は、第１実施形態（図１）と比較して、３端子スイッチ１３の位置が異なる。すなわち、３端子スイッチ１３（「第２の切り替え部」の一例）は、第１端子が３端子スイッチ５１の第３端子と接続され、第２端子には電圧発生回路１２の出力端子が接続され、第３端子が抵抗１１２の一方の端子と接続されている。図８に示す第２実施形態の発振器１のその他の構成は、第１実施形態（図１）と同様であるので、その説明を省略する。

第１実施形態と同様に、第２実施形態の発振器１でも、発振回路２は、電源投入時に通常動作モードに設定され、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路８０を介して、温度補償調整モードや振動子特性測定モードを含む複数のモードのいずれかに切り替えることが可能になっている。通常動作モード、振動子特性測定モード、温度補償調整モードの各々における、３端子スイッチ５１、３端子スイッチ５２及び３端子スイッチ２２の接続状態は、第１実施形態と同様である。

３端子スイッチ１３は、通常動作モードと振動子特性測定モードでは、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、３端子スイッチ５１の第３端子の電圧ＶＡＦＣ＿ＩＮ（ＶＣ端子の電圧と等しい）がＡＦＣ回路１１に入力される。従って、通常動作モードと振動子特性測定モードでは、ＶＣ端子の電圧に基づいて生成されたＡＦＣ回路の出力電圧ＶＢがＶＡＦＣとしてバラクター３７のカソード端子に印加され、発振周波数が制御される。

また、３端子スイッチ１３は、温度補償調整モードでは、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態となり、電圧発生回路１２の出力電圧ＶＳがＡＦＣ回路１１に入力される。従って、温度補償調整モードでは、電圧発生回路１２が発生（選択）する一定電圧ＶＳに基づいて生成されたＡＦＣ回路の出力電圧ＶＢがＶＡＦＣとしてバラクター３７のカソード端子に印加される。

そして、第２実施形態の発振器１では、温度補償調整モードにおいてバラクター３７のカソード端子に印加される電圧が、通常動作モードでＶＣ端子の電圧が中心電圧の時にバ
ラクター３７のカソード端子に印加される電圧に最も近い電圧となるように電圧ＶＳを選択することで、最適な温度補償調整を行うことが可能に構成されている。

第２実施形態の発振器の製造方法のフローチャートは、第１実施形態（図５及び図６）と同様であるため、その図示及び説明を省略する。

ただし、第２実施形態では、図６の工程Ｓ５１において、電圧ＶＳが通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧に最も近くなるような選択値をメモリー６１に書き込む。例えば、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧が０．９ＶであればＶＳが０．９Ｖに最も近くなる選択値を書き込み、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧が１．２ＶであればＶＳが１．２Ｖに最も近くなる選択値を書き込む。

以上に説明したように、第２実施形態の発振器によれば、電圧発生回路１２の出力電圧を、通常動作時にＶＣ端子に印加される中心電圧に最も近い電圧に設定した状態で、温度補償特性の調整を行うことができる。これにより、バラクター３７に印加される電圧が、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時にバラクター３７に印加される電圧に最も近い状態で、すなわち、バラクター３７の容量値が、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時の容量値とほぼ一致した状態で、温度補償特性の調整を行うことができるので、温度補償特性の調整誤差を低減させることができる。従って、本実施形態によれば、周波数温度特性が良好な発振器を提供することができる。

このように、第２実施形態の発振器によれば、電圧発生回路１２の出力電圧を、通常動作時にＶＣ端子に印加される中心電圧に最も近い電圧に設定すればよいので、電圧発生回路１２の出力電圧の設定が極めて容易である。

１−３．第３実施形態
図９は第３実施形態の発振器の機能ブロック図である。図９に示すように、第３実施形態の発振器１は、発振回路２と振動子３とを含んで構成されており、発振回路２と振動子３は不図示のパッケージに収容されている。図９において、図１及び図８と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。

図９に示すように、第３実施形態の発振器１は、第１実施形態（図１）及び第２実施形態（図８）と比較して、３端子スイッチ１３の位置が異なる。すなわち、３端子スイッチ１３（「第２の切り替え部」の一例）は、第１端子には一定電圧Ｖ１が入力され、第２端子には電圧発生回路１２の出力電圧ＶＳが入力され、第３端子が演算増幅器１１１の非反転入力端子（＋端子）と接続されている。図９に示す第３実施形態の発振器１のその他の構成は、第１実施形態（図１）及び第２実施形態（図８）と同様であるので、その説明を省略する。

第１実施形態及び第２実施形態と同様に、第３実施形態の発振器１でも、発振回路２は、電源投入時に通常動作モードに設定され、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路８０を介して、温度補償調整モードや振動子特性測定モードを含む複数のモードのいずれかに切り替えることが可能になっている。通常動作モード、振動子特性測定モード、温度補償調整モードの各々における、３端子スイッチ５１、３端子スイッチ５２及び３端子スイッチ２２の接続状態は、第１実施形態と同様である。

３端子スイッチ１３は、通常動作モードと振動子特性測定モードでは、第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、一定電圧Ｖ１が演算増幅器１１１の非反転入力端子（＋端子）に入力される。従って、通常動作モードと振動子特性測定モードでは、ＶＣ端子の電圧に基づいて生成されたＡＦＣ回路の出力電圧ＶＢがＶＡＦＣとしてバラ
クター３７のカソード端子に印加され、発振周波数が制御される。

また、３端子スイッチ１３は、温度補償調整モードでは、第２端子と第３端子とが電気的に接続される第２状態となり、電圧発生回路１２の出力電圧ＶＳが演算増幅器１１１の非反転入力端子（＋端子）に入力される。また、温度補償調整モードでは、３端子スイッチ５１が第１端子と第２端子が電気的に接続される第２状態となるため、電圧発生回路１２が発生（選択）する一定電圧ＶＳに基づいて生成されたＡＦＣ回路の出力電圧ＶＢがＶＡＦＣとしてバラクター３７のカソード端子に印加される。

そして、第３実施形態の発振器１では、温度補償調整モードにおいてバラクター３７のカソード端子に印加される電圧が、通常動作モードでＶＣ端子の電圧が中心電圧の時にバラクター３７のカソード端子に印加される電圧に最も近い電圧となるように電圧ＶＳを選択することで、最適な温度補償調整を行うことが可能に構成されている。

第３実施形態の発振器の製造方法のフローチャートは、第１実施形態（図５及び図６）と同様であるため、その図示及び説明を省略する。

ただし、第３実施形態では、温度補償調整モード時に、演算増幅器１１１と可変抵抗１１３によりボルテージフォロワーが構成され、演算増幅器１１１の出力電圧が電圧ＶＳと等しくなるので、図６の工程Ｓ５１では、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧をＶＡＦＣ＿ＩＮとして、電圧ＶＳが式（１）より計算される電圧ＶＡに最も近くなるような選択値をメモリー６１に書き込む。例えば、Ｖ１＝０．９Ｖ、Ｒ２／Ｒ１＝０．５とした時、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧が０．９ＶであればＶＳが０．９Ｖに最も近くなる選択値を書き込み、通常動作モード時のＶＣ端子の中心電圧が１．２ＶであればＶＳが０．７５Ｖに最も近くなる選択値を書き込む。

以上に説明したように、第３実施形態の発振器によれば、電圧発生回路１２の出力電圧を、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時の演算増幅器１１１の出力電圧ＶＡに最も近い電圧に設定した状態で、温度補償特性の調整を行うことができる。これにより、バラクター３７に印加される電圧が、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時にバラクター３７に印加される電圧に最も近い状態で、すなわち、バラクター３７の容量値が、通常動作時にＶＣ端子に中心電圧が印加された時の容量値とほぼ一致した状態で、温度補償特性の調整を行うことができるので、温度補償特性の調整誤差を低減させることができる。従って、本実施形態によれば、周波数温度特性が良好な発振器を提供することができる。

［変形例］
図９に示した第３実施形態の発振器１では、通常動作モードと振動子特性測定モード（ＶＣ端子とＡＦＣ回路１１とが電気的に接続され、ＡＦＣ回路１１と発振用回路３０とが電気的に接続されている状態）では、３端子スイッチ１３が第１端子と第３端子とが電気的に接続される第１状態となり、電圧発生回路１２は、出力端子がオープンとなるため機能しない。従って、通常動作モードと振動子特性測定モードでは、メモリー６１に記憶されている選択値は発振回路２の動作に影響しない。一方、温度補償調整モードでは、３端子スイッチ５１が第１端子と第２端子とが電気的に接続される第２状態となるため、演算増幅器１１１と可変抵抗１１３はボルテージフォロワーとして機能し、演算増幅器１１１の出力電圧ＶＡは、可変抵抗１１３の抵抗値Ｒ２に関係なく電圧発生回路１２の出力電圧ＶＳと等しくなる。従って、温度補償調整モードでは、メモリー６２に記憶されているゲイン調整値は発振回路２の動作に影響しない。

そこで、上述した第１実施形態の変形例と同様に、第３実施形態の発振器１を、ｎ個の
２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎのいずれをオン状態とするかを選択する選択値（第２のデータの一例）の記憶領域とＡＦＣ回路１１のゲイン調整値（第１のデータの一例）の記憶領域を共通にするように変形してもよい。すなわち、この変形例では、図９では存在したメモリー６１は存在せず、メモリー６２において、ＡＦＣ回路１１のゲイン調整値のアドレスと２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎの選択値のアドレスを共通にし、当該アドレスに対応する記憶領域が共用される。

そして、通常動作モードと振動子特性測定モードでは、可変容量制御回路１０の出力電圧ＶＡＦＣがＶＣ端子の電圧に基づくＡＦＣ回路１１の出力電圧となるので、メモリー６２の所定の記憶領域に記憶された値はＡＦＣ回路１１のゲイン調整値として使用される。

また、温度補償調整モードでは、可変容量制御回路１０の出力電圧ＶＡＦＣが電圧発生回路１２の出力電圧ＶＳに基づく電圧となるので、メモリー６２の所定の記憶領域に記憶された値は２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎの選択値として使用される。

この変形例の発振器１によれば、２端子スイッチ１２２−１〜１２２−ｎの選択値の記憶用のメモリー及びＡＦＣ回路１１のゲイン調整値の記憶用のメモリーとしてメモリー６２を兼用するので小型化に有利である。この変形例の発振器１は、その他、第３実施形態の発振器１と同様の効果を奏する。

２．電子機器
図１０は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図である。また、図１１は、本実施形態の電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。

本実施形態の電子機器３００は、発振器３１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５０、通信部３６０、表示部３７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１０の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

発振器３１０は、発振回路３１２と振動子３１３とを備えている。発振回路３１２は、振動子３１３を発振させてクロック信号を発生させる。このクロック信号は発振器３１０のＯＵＴ端子からＣＰＵ３２０に出力される。

ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、発振器３１０から入力されるクロック信号に同期して各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、ＣＰＵ３２０は、操作部３３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部３６０を制御する処理、表示部３７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。

操作部３３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ３２０に出力する。

ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。

ＲＡＭ３５０は、ＣＰＵ３２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３３０から入力されたデータ、ＣＰＵ３２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。

通信部３６０は、ＣＰＵ３２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。

表示部３７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ３２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部３７０には操作部３３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。

発振回路３１２として例えば上述した各実施形態の発振回路２を適用し、又は、発振器３１０として例えば上述した各実施形態の発振器１を適用することにより、信頼性の高い電子機器を実現することができる。

このような電子機器３００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。

３．移動体
図１２は、本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）である。図１２に示す移動体４００は、発振器４１０、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー４２０，４３０，４４０、バッテリー４５０、バックアップ用バッテリー４６０を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図１２の構成要素（各部）の一部を省略し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

発振器４１０は、不図示の発振回路と振動子とを備えており、発振回路は振動子を発振させてクロック信号を発生させる。このクロック信号は発振器４１０の外部端子からコントローラー４２０，４３０，４４０に出力される。

バッテリー４５０は、発振器４１０及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。バックアップ用バッテリー４６０は、バッテリー４５０の出力電圧が閾値よりも低下した時、発振器４１０及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。

発振器４１０が備える発振回路として例えば上述した各実施形態の発振回路２を適用し、又は、発振器４１０として例えば上述した各実施形態の発振器１を適用することにより、信頼性の高い移動体を実現することができる。

このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。

本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１ 発振器、２ 発振回路、１０ 可変容量制御回路、１１ ＡＦＣ回路、１２ 電圧発生回路（電圧選択回路）、１３ ３端子スイッチ、２０ 温度補償回路、２１ 温度センサー、２２ ３端子スイッチ、２３ 関数発生回路、２４ 加算器、３０ 発振用回路、３１ バイポーラトランジスター、３２ 抵抗、３３ 抵抗、３４ コンデンサー、３５
コンデンサー、３６ バラクター、３７ バラクター、３８ 抵抗、３９ 抵抗、４０
出力バッファー、５１ ３端子スイッチ、５２ ３端子スイッチ、６１ メモリー、６２ メモリー、６３ メモリー、７０ スイッチ制御回路、８０ インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路、１１１ 演算増幅器、１１２ 抵抗、１１３ 可変抵抗、１１４ 演算増幅器、１１５ 抵抗、１１６ 抵抗、１２１−０〜１２１−ｎ 抵抗、１２２−１〜１２２−ｎ ２端子スイッチ、２３１ ３次関数発生回路、２３２ １次関数発生回路、２３３
０次関数発生回路、３００ 電子機器、３１０ 発振器、３１２ 発振回路、３１３ 振動子、３２０ ＣＰＵ、３３０ 操作部、３４０ ＲＯＭ、３５０ ＲＡＭ、３６０ 通信部、３７０ 表示部、４００ 移動体、４１０ 発振器、４２０，４３０，４４０ コントローラー、４５０ バッテリー、４６０ バックアップ用バッテリー

Claims (13)

1. 周波数制御手段と、
   出力される電圧が可変に設定可能な容量制御手段と、
   容量可変手段を備え、前記周波数制御手段からの信号および前記容量制御手段からの信号が入力される発振手段と、
   電圧を印加する手段からの信号が入力され、前記容量制御手段への出力を選択する第１の選択手段と、
   を含む、発振回路。
2. 第１端子と、
   可変容量素子を備えている発振用回路と、
   前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、
   前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、
   前記第１端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続を切り替える第１の切り替え部と、を含み、
   前記可変容量制御回路から出力される電圧が可変に設定可能である、発振回路。
3. 前記第１の切り替え部は、前記第１端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続が切り離されるように制御され、前記可変容量制御回路から出力される電圧が設定される、請求項２に記載の発振回路。
4. 前記第１の切り替え部は、前記第１端子と、前記周波数調整用回路および前記可変容量制御回路のどちらか一方との電気的な接続を切り替える、請求項２又は３に記載の発振回路。
5. 前記可変容量制御回路は、
   ＡＦＣ回路と、
   出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、
   前記ＡＦＣ回路と前記電圧発生回路との電気的な接続を切り替える第２の切り替え部と、を備えている、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の発振回路。
6. 前記可変容量制御回路は、
   ＡＦＣ回路と、
   出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、
   前記ＡＦＣ回路および前記電圧発生回路のどちらか一方と、前記可変容量素子の前記一方の端子との電気的な接続を切り替える第２の切り替え部と、を備えている、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の発振回路。
7. 前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含む、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の発振回路。
8. 前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含み、
   前記メモリーは、前記ＡＦＣ回路を制御するための第１のデータと前記電圧発生回路を制御するための第２のデータとが記憶され、前記第１のデータと前記第２のデータとが記憶される記憶領域が共用される、請求項５又は６に記載の発振回路。
9. 前記可変容量制御回路を制御するためのデータは、３ビット以上である、請求項７又は８に記載の発振回路。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発振回路と、振動子と、を備えている、発振器。
11. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発振回路または請求項１０に記載の発振器を含む、電子機器。
12. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発振回路または請求項１０に記載の発振器を含む、移動体。
13. 第１端子と、可変容量素子を備えている発振用回路と、前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、前記第１端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続を切り替える第１の切り替え部と、を含み、前記可変容量制御回路から出力される電圧が可変に設定可能な発振回路と、振動子とを準備する工程と、
    前記発振回路と前記振動子とを電気的に接続する工程と、
    前記第１の切り替え部を、前記第１端子と前記可変容量制御回路とが電気的に切り離されるように制御するとともに、前記可変容量制御回路から出力される電圧を設定する工程と、
    前記発振回路の特性を調べる工程と、を含む、発振器の製造方法。

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