JP2016134738A - 発振器、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
本適用例に係る発振器は、デジタル信号により、第1の基準電圧と第2の基準電圧との間の制御電圧を発生させる制御電圧発生手段と、前記制御電圧に応じた周波数の信号を出力する電圧制御発振回路と、を含み、前記制御電圧発生手段は、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧との間の電圧を発生させる抵抗分圧型の第1のD/A変換回路を含む。
ランジスター)等の、デジタル信号に応じて動作が変化する能動素子(アクティブ素子)が配置されていないため、第1のD/A変換回路に含まれるスイッチ群のオン/オフが動的に切り替わっても、当該抵抗群に流れる電流がほとんど変化しない。従って、本実施形態によれば、デジタル信号の変化時に発生する電流のピークノイズが小さいので、制御電圧発生手段から電源ノードを介して電圧制御発振回路に伝搬することで出力信号に重畳される雑音を低減させることができる。
上記適用例に係る発振器は、前記第1のD/A変換回路が発生した前記電圧から前記制御電圧を発生させる第2のD/A変換回路を含んでもよい。
上記適用例に係る発振器において、前記第2のD/A変換回路は、抵抗分割型であってもよい。
上記適用例に係る発振器は、前記第1のD/A変換回路が発生した前記電圧が入力され、当該電圧を前記第2のD/A変換回路に出力する演算増幅器を含んでもよい。
上記適用例に係る発振器において、前記デジタル信号のビット数が12ビット以上であってもよい。
上記適用例に係る発振器は、感温素子を含み、前記デジタル信号は、前記感温素子から出力される信号に基づく、前記電圧制御発振回路の周波数を調整するための信号であってもよい。
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの発振器を備えている。
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの発振器を備えている。
1−1.第1実施形態
図1は、本実施形態の発振器の斜視図である。また、図2は、第1実施形態の発振器の構成を示す図である。第1実施形態の発振器1は、外部端子から入力されるデジタル信号によって発振周波数が制御可能なデジタル制御発振器であり、図1及び図2に示すように、制御用集積回路(IC:Integrated Circuit)2、発振用集積回路(IC)3、水晶振動子4、並びに、制御用IC2、発振用IC3及び水晶振動子4が搭載されているパッケージ(容器)10を含んで構成されている。
ルインターフェース回路23は、3線式のインターフェース回路であるが、これに限られず、例えば、I2C(Inter-Integrated Circuit)バス対応の2線式のインターフェース回路であってもよい。
、少なくとも第1のD/A変換回路101を含み、他の構成要素は必須ではない。また、D/A変換回路25は、図4に示した構成要素以外の構成要素を含んでもよい。
端子と反転入力端子(−端子)が接続されており、非反転入力端子(+端子)の電圧(第2のD/A変換回路102が発生した電圧)を出力端子に伝搬させるボルテージフォロワーとして機能する。
のデジタルコードが入力され、当該mビットのデジタルコードの値に応じて、D/A変換回路101bに含まれる2N個のスイッチSW1のうち、2m個のスイッチ群(図6において破線で囲んだスイッチ群)のいずれかに含まれる2n個のスイッチSW1を同時にオン状態にするとともに、その他のスイッチSW1をすべてオフ状態にする。
チSW1を同時にオン状態にするとともに、その他のスイッチSW1をすべてオフ状態にする。
ぞれ接続され、他端が演算増幅器105cの非反転入力端子(+端子)と接続されている。2n+1個のスイッチSW2の各々は、例えば、Pチャネル型MOSトランジスター及びNチャネル型MOSトランジスターで構成された相補型アナログスイッチ(トランスファーゲート)であってもよい。このD/A変換回路102cは、図4の第2のD/A変換回路102に相当し、下位n+1ビットのデジタルコードの値に応じて、演算増幅器103cの出力電圧V1と演算増幅器104cの出力電圧V2との間の2n種類の電圧のいずれか1つを選択し、演算増幅器105cの非反転入力端子(+端子)に供給する。
第2実施形態の発振器は、制御用IC2の構成が第1実施形態の発振器と異なる。第2実施形態の発振器において、第1実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、以下では、重複する説明については省略し、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
回路)の周波数を調整することにより、温度によらず発振周波数をほぼ一定に保持するとともに、外部端子から入力されるデジタル信号によって発振周波数が制御可能な温度補償型発振器である。
第1実施形態又は第2実施形態の発振器1は、種々の変形実施が可能であり、以下に変形例の一部を示す。
上記の各実施形態の発振器1では、制御用IC2と発振用IC3の2チップのICと水晶振動子4で構成しているが、制御用IC2と発振用IC3の機能を有する1チップのICと水晶振動子4で構成してもよい。あるいは、3チップ以上のICと水晶振動子4で構成してもよい。例えば、制御用IC2からシリアルインターフェース回路23とデジタル演算回路24を削除し、シリアルインターフェース回路23とデジタル演算回路24を他のICとして構成することで、発振器1を3チップのICと水晶振動子4で構成してもよい。
上述したように、上記の各実施形態の発振器1において、制御用IC2(D/A変換回路25)が出力する制御信号に重畳する雑音は、周波数感度が高いため、発振器1の周波数精度を劣化させる大きな要因になる。そこで、この制御信号に重畳する雑音を確実に減衰させるために、上記の各実施形態の発振器1に、制御用IC2から発振用IC3まで制御信号が伝搬する信号経路上にローパスフィルターを設けてもよい。ローパスフィルターとしては、様々な構成の回路が考えられ、例えば、インダクターとバラクタ―ダイオード(可変容量素子)とを用いて構成されてもよい。制御信号に重畳される雑音は、制御用IC2の動作周波数や発振用IC3の発振周波数によって変わるため、バラクタ―ダイオードの容量値を変化させてローパスフィルターのカットオフ周波数を変えることができる。
図10は、本実施形態の電子機器の構成の一例を示す機能ブロック図である。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。
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。
図11は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図11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11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。
温度センサー、27 A/D変換回路、31 レギュレーター回路、32 増幅回路、33 出力回路、100 スイッチ制御回路、100a,100b−1,100b−2,100c−1,100c−2 デコーダー、101 第1のD/A変換回路、101a,101b,101c D/A変換回路、102 第2のD/A変換回路、102c D/A変換回路、103,103a,103b,103c 演算増幅器、104,104c 演算増幅器、105,105c 演算増幅器、300 電子機器、310 発振器、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 (8)
- デジタル信号により、第1の基準電圧と第2の基準電圧との間の制御電圧を発生させる制御電圧発生手段と、
前記制御電圧に応じた周波数の信号を出力する電圧制御発振回路と、を含み、
前記制御電圧発生手段は、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧との間の電圧を発生させる抵抗分圧型の第1のD/A変換回路を含む、発振器。 - 前記第1のD/A変換回路が発生した前記電圧から前記制御電圧を発生させる第2のD/A変換回路を含む、請求項1に記載の発振器。
- 前記第2のD/A変換回路は、抵抗分割型である、請求項1又は2に記載の発振器。
- 前記第1のD/A変換回路が発生した前記電圧が入力され、当該電圧を前記第2のD/A変換回路に出力する演算増幅器を含む、請求項2又は3に記載の発振器。
- 前記デジタル信号のビット数が12ビット以上である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発振器。
- 感温素子を含み、
前記デジタル信号は、前記感温素子から出力される信号に基づく、前記電圧制御発振回路の周波数を調整するための信号である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発振器。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発振器を備えている、電子機器。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発振器を備えている、移動体。
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