JP2018164125A - Crystal oscillator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystal oscillator capable of improving floor noise and noise close to carrier frequencies at the same time, thereby having good phase noise characteristics.SOLUTION: A crystal oscillator includes a Colpitts oscillation circuit. In the crystal oscillator, one end of a crystal resonator X is connected to a base of a transistor Tr1 for oscillation, while the other end thereof is connected, through an output coupling capacitor C4, to a transistor Tr2 for amplification serving as a buffer amplifier section; one end of an output impedance element R10 is connected between the other end of the crystal resonator X and the output coupling capacitor C4, while the other end thereof is grounded; and an output signal is obtained through the transistor Tr2 for amplification. The impedance value of the output impedance element R10 is equal to or more than three times the equivalent series resistance of the crystal resonator X, and the impedance value of the output coupling capacitor C4 is less than the impedance value of the output impedance element R10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コルピッツ回路を備えた水晶発振器に係り、特にフロアノイズとキャリア近傍ノイズを同時に改善でき、良好な位相雑音特性を備えた水晶発振器に関する。   The present invention relates to a crystal oscillator provided with a Colpitts circuit, and more particularly to a crystal oscillator capable of simultaneously improving floor noise and near-carrier noise and having good phase noise characteristics.

[先行技術の説明:図9]
従来の水晶発振器として、一般的なコルピッツ発振器の構成について図9を用いて説明する。図9は、一般的なコルピッツ発振器の構成例を示す回路図である。
図9に示すように、従来の水晶発振器は、水晶振動子Xと、水晶振動子Xの発振周波数信号を増幅する発振用トランジスタTrとを備えている。
トランジスタTrのコレクタは電源端子1に接続され、エミッタは抵抗R14を介して接地されている。
[Description of Prior Art: FIG. 9]
A configuration of a general Colpitts oscillator as a conventional crystal oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a general Colpitts oscillator.
As shown in FIG. 9, the conventional crystal oscillator includes a crystal resonator X and an oscillation transistor Tr that amplifies an oscillation frequency signal of the crystal resonator X.
The collector of the transistor Tr is connected to the power supply terminal 1, and the emitter is grounded via the resistor R14.

トランジスタTrのベースと水晶振動子Xとの間の点に、コンデンサC11の一端が接続され、コンデンサC11の他端にコンデンサC12の一端が接続され、その他端が接地されている。
そして、トランジスタTrのエミッタは、出力端子2に接続されると共に、コンデンサC11とC12の間の点に接続されている。
One end of the capacitor C11 is connected to a point between the base of the transistor Tr and the crystal unit X, one end of the capacitor C12 is connected to the other end of the capacitor C11, and the other end is grounded.
The emitter of the transistor Tr is connected to the output terminal 2 and to a point between the capacitors C11 and C12.

また、トランジスタTrのベースに接続する水晶振動子Xの一端は、電源端子1とアースとの間に直列に接続されたバイアス用の抵抗R11とR12の接続点に接続されている。
水晶振動子Xの他端は、コンデンサC14を介して接地されている。
One end of the crystal resonator X connected to the base of the transistor Tr is connected to a connection point between bias resistors R11 and R12 connected in series between the power supply terminal 1 and the ground.
The other end of the crystal unit X is grounded via a capacitor C14.

更に、トランジスタTrのコレクタと電源端子1との間の点に、コンデンサC13の一端が接続され、他端が接地されている。
つまり、従来の水晶発振器は、トランジスタTr側から出力を取り出す構成である。
Further, one end of the capacitor C13 is connected to a point between the collector of the transistor Tr and the power supply terminal 1, and the other end is grounded.
That is, the conventional crystal oscillator has a configuration in which an output is extracted from the transistor Tr side.

[フロアノイズとキャリア近傍ノイズ:図10]
一般に、従来の水晶発振器では、水晶振動子のドライブ電流を大きくすることにより、C/Nを改善してホワイトノイズ(フロアノイズ)の低ノイズ化を実現していた。
しかし、ドライブ電流を大きくすると、非線形歪の影響も大きくなるため、キャリア近傍ノイズは劣化してしまう。
[Floor noise and near-carrier noise: Fig. 10]
In general, in the conventional crystal oscillator, the C / N is improved by increasing the drive current of the crystal resonator, and the white noise (floor noise) is reduced.
However, when the drive current is increased, the influence of nonlinear distortion also increases, so that the noise near the carrier deteriorates.

ここで、図9に示した従来の水晶発振器におけるフロアノイズとキャリア近傍ノイズの関係について図10を用いて説明する。図10は、従来の水晶発振器におけるフロアノイズとキャリア近傍ノイズの関係を示す説明図である。
図10では、水晶振動子のドライブ電流を変えた場合の位相雑音特性を示している。
Here, the relationship between floor noise and carrier vicinity noise in the conventional crystal oscillator shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between floor noise and near-carrier noise in a conventional crystal oscillator.
FIG. 10 shows the phase noise characteristics when the drive current of the crystal resonator is changed.

図10に示すように、水晶振動子のドライブ電流が小さい場合には、オフセット周波数の小さい領域に相当するキャリア近傍ノイズは低減できるものの、オフセット周波数の大きい領域に相当するフロアノイズは低減できない。
反対に、水晶振動子のドライブ電流が大きい場合には、フロアノイズは低減できるが、キャリア近傍ノイズは低減できない。
このように、フロアノイズとキャリア近傍ノイズはトレードオフの関係にある。
As shown in FIG. 10, when the drive current of the crystal resonator is small, the carrier vicinity noise corresponding to the region having a small offset frequency can be reduced, but the floor noise corresponding to the region having a large offset frequency cannot be reduced.
On the contrary, when the drive current of the crystal resonator is large, the floor noise can be reduced, but the near-carrier noise cannot be reduced.
Thus, the floor noise and the carrier vicinity noise are in a trade-off relationship.

[別の従来の水晶発振器(1):図11]
そこで、信号歪を低減し、位相雑音の低減を図るために、水晶振動子とグランド端子との間に直列にインピーダンス素子を設け、それらの間から信号電圧を取り出す水晶発振器(別の従来の水晶発振器)が考案されている(特許文献1)。ここで、出力端子は、水晶振動子において、発振用トランジスタに接続される側とは反対側に設けられている。
[Another Conventional Crystal Oscillator (1): FIG. 11]
Therefore, in order to reduce signal distortion and reduce phase noise, an impedance element is provided in series between the crystal resonator and the ground terminal, and a crystal oscillator (another conventional crystal that extracts the signal voltage from the impedance element) is provided. Has been devised (Patent Document 1). Here, the output terminal is provided on the opposite side of the crystal resonator from the side connected to the oscillation transistor.

別の従来の水晶発振器について図11を用いて説明する。図11は、別の従来の水晶発振器の構成例を示す回路図である。
図11に示すように、別の従来の水晶発振器は、基本的な構成は図9に示した従来の水晶発振器と同様であるが、出力端子2の位置が異なっている。図9と同様の構成部分には同一の符号を付しており、説明は省略する。
別の従来の水晶発振器では、出力端子2は、水晶振動子Xにおいて、トランジスタTrに接続される側とは反対側に、抵抗R15を介して接続されている。
Another conventional crystal oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of another conventional crystal oscillator.
As shown in FIG. 11, another conventional crystal oscillator has the same basic configuration as the conventional crystal oscillator shown in FIG. 9, but the position of the output terminal 2 is different. Components similar to those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In another conventional crystal oscillator, the output terminal 2 is connected to the side of the crystal resonator X opposite to the side connected to the transistor Tr via a resistor R15.

このような構成において、出力信号を大きくする(C/N(Carrier to Noise Ratio)を向上させる)ためには、インピーダンス素子のインピーダンス値を大きくする必要がある。
しかし、インピーダンス値を大きくすると、発振回路の負荷が大きくなって回路Qが低下し、発振が不安定になる。
In such a configuration, in order to increase the output signal (improve C / N (Carrier to Noise Ratio)), it is necessary to increase the impedance value of the impedance element.
However, when the impedance value is increased, the load of the oscillation circuit increases, the circuit Q decreases, and oscillation becomes unstable.

特許文献1では、出力インピーダンス抵抗R15のインピーダンス値を小さくしているが、C/Nの改善はできないため、ホワイトノイズ(フロアノイズ)による位相雑音特性を低減することは困難となる。   In Patent Document 1, although the impedance value of the output impedance resistor R15 is made small, it is difficult to reduce the phase noise characteristic due to white noise (floor noise) because C / N cannot be improved.

[別の従来の水晶発振器(2)]
また、更に別の従来の水晶発振器としては、出力部にベース接地回路を設ける構成がある(特許文献2、FIG.2参照)。
出力部にベース接地回路を設ける構成とすることにより、出力インピーダンスを小さくしても大きな出力信号を取り出すことができるものである。
しかしながら、この構成では、発振回路にアクティブ素子が追加されることにより、位相雑音特性が劣化してしまう。
[Another conventional crystal oscillator (2)]
Further, as another conventional crystal oscillator, there is a configuration in which a grounded base circuit is provided in the output section (see Patent Document 2, FIG. 2).
By providing a base ground circuit in the output unit, a large output signal can be extracted even if the output impedance is reduced.
However, in this configuration, the addition of an active element to the oscillation circuit deteriorates the phase noise characteristics.

[位相雑音のモデル]
一般的に、発振器の回路特性から位相雑音特性を評価する方法として、Leesonのモデルがよく用いられる(非特許文献1参照)。
Leesonのモデルでは、式に含まれる回路Q(負荷Q)が大きいほど位相雑音特性が良好となることが示されている。
[Model of phase noise]
In general, Leeson's model is often used as a method for evaluating phase noise characteristics from circuit characteristics of an oscillator (see Non-Patent Document 1).
Leeson's model shows that the larger the circuit Q (load Q) included in the equation, the better the phase noise characteristics.

[負荷抵抗と位相雑音]
負荷抵抗を水晶振動子に直列に追加すると、水晶振動子の負荷Qが劣化することは知られている。
しかしながら、このような追加抵抗を設けたとしても、発振ループとしての回路Qが劣化するとは限らない。
[Load resistance and phase noise]
It is known that when a load resistance is added in series with a crystal resonator, the load Q of the crystal resonator is deteriorated.
However, even if such an additional resistor is provided, the circuit Q as an oscillation loop does not always deteriorate.

つまり、インピーダンス素子は、発振ループ回路のQの定義として一般的に用いられる、周波数−位相傾斜の値には直接関係しない。このことは、大きなインピーダンス値を持つインピーダンス素子を回路ループに挿入しても、位相雑音の劣化には直接影響しないことを意味している(非特許文献2参照)。   That is, the impedance element is not directly related to the frequency-phase tilt value that is generally used as the definition of Q of the oscillation loop circuit. This means that even if an impedance element having a large impedance value is inserted into the circuit loop, it does not directly affect the deterioration of the phase noise (see Non-Patent Document 2).

[関連技術]
尚、水晶発振器の位相雑音に関する従来技術として、実開昭58−173915号公報(キンセキ株式会社、特許文献1)、米国特許第4283691号明細書(特許文献2)、D.B.Leeson: “A simple model of feedback oscillator noise spectrum”,Proc.IEEE,Vol.54,pp.329-330(1966)(非特許文献1)、坂元他「複数の水晶振動子を用いた発振回路におけるキャリア近傍位相雑音の検討」,電気学会論文誌C,Vol.135,No.1,pp.12-17(2014)(非特許文献2)がある。
[Related technologies]
As conventional techniques related to phase noise of a crystal oscillator, Japanese Utility Model Publication No. 58-173915 (Kinseki Co., Ltd., Patent Document 1), US Pat. No. 4,283,691 (Patent Document 2), DBLeeson: “A simple model of feedback oscillator noise spectrum ”, Proc. IEEE, Vol. 54, pp. 329-330 (1966) (Non-Patent Document 1), Sakamoto et al. , IEEJ Transactions C, Vol.135, No.1, pp.12-17 (2014) (Non-patent Document 2).

非特許文献1には、増幅回路と共振器による閉ループ回路の位相雑音解析モデルが記載されている。
非特許文献2には、位相雑音特性の良し悪しを決定する回路Q(負荷Q)を、周波数−位相傾斜の値で決まる式で定式化することが記載されている。
Non-Patent Document 1 describes a phase noise analysis model of a closed loop circuit including an amplifier circuit and a resonator.
Non-Patent Document 2 describes that the circuit Q (load Q) for determining whether the phase noise characteristic is good or bad is formulated by an expression determined by the value of the frequency-phase inclination.

実開昭58−173915号公報Japanese Utility Model Publication No. 58-173915 米国特許第4283691号明細書US Pat. No. 4,283,691

D.B.Leeson: “A simple model of feedback oscillator noise spectrum”,Proc.IEEE,Vol.54,pp.329-330(1966)D.B.Leeson: “A simple model of feedback oscillator noise spectrum”, Proc. IEEE, Vol. 54, pp. 329-330 (1966) 坂元他「複数の水晶振動子を用いた発振回路におけるキャリア近傍位相雑音の検討」,電気学会論文誌C,Vol.135,No.1,pp.12-17(2014)Sakamoto et al. “Examination of near-carrier phase noise in oscillation circuit using multiple crystal units”, IEEJ Transactions C, Vol.135, No.1, pp.12-17 (2014)

上述したように、従来の水晶発振器では、キャリア近傍ノイズとフロアノイズとがトレードオフの関係にあるため、両者を共に低減することはできず、位相雑音特性の良好な水晶発振器を実現することが困難であるという問題点があった。   As described above, the conventional crystal oscillator has a trade-off relationship between the near-carrier noise and the floor noise. Therefore, it is impossible to reduce both of them, and it is possible to realize a crystal oscillator with good phase noise characteristics. There was a problem that it was difficult.

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、キャリア近傍ノイズとフロアノイズとを同時に低減し、位相雑音特性の良好な水晶発振器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a crystal oscillator having good phase noise characteristics by simultaneously reducing near-carrier noise and floor noise.

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、水晶振動子と発振用トランジスタとを有するコルピッツ発振回路を備えた水晶発振器であって、水晶振動子において、発振用トランジスタに接続する側とは反対側に接続するバッファアンプ部と、バッファアンプ部を介して出力信号を出力する出力端子と、水晶振動子とバッファアンプ部との間に接続された出力結合コンデンサと、水晶振動子と出力結合コンデンサとの間に一端が接続し、他端がグランドレベルに接続されたインピーダンス素子とを備え、インピーダンス素子のインピーダンス値は、水晶振動子の等価直列抵抗値の3倍以上であり、出力結合コンデンサのインピーダンス値は、インピーダンス素子のインピーダンス値よりも小さいことを特徴としている。   The present invention for solving the problems of the above conventional example is a crystal oscillator including a Colpitts oscillation circuit having a crystal resonator and an oscillation transistor, the crystal resonator including a side connected to the oscillation transistor; The buffer amplifier connected to the opposite side, the output terminal that outputs the output signal through the buffer amplifier, the output coupling capacitor connected between the crystal oscillator and the buffer amplifier, the crystal oscillator and the output An impedance element having one end connected to the coupling capacitor and the other end connected to the ground level. The impedance value of the impedance element is more than three times the equivalent series resistance value of the crystal resonator, and the output coupling The capacitor is characterized in that the impedance value is smaller than the impedance value of the impedance element.

また、本発明は、上記水晶発振器において、出力結合コンデンサの容量値は100pF以上であることを特徴としている。   According to the present invention, in the crystal oscillator, the capacitance value of the output coupling capacitor is 100 pF or more.

また、本発明は、上記水晶発振器において、コルピッツ回路によって形成される発振ループの負荷に応じて、発振用トランジスタの負性抵抗を発振ループを発振可能とする値としたことを特徴としている。   The present invention is also characterized in that, in the crystal oscillator, the negative resistance of the oscillation transistor is set to a value that enables the oscillation loop to oscillate in accordance with the load of the oscillation loop formed by the Colpitts circuit.

また、本発明は、上記水晶発振器において、インピーダンス素子に直列に、インピーダンス素子よりもインピーダンス値の小さい別のインピーダンス素子を備えたことを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that the crystal oscillator includes another impedance element having an impedance value smaller than that of the impedance element in series with the impedance element.

また、本発明は、上記水晶発振器において、インピーダンス素子の代わりに、発振周波数におけるインピーダンス値が水晶振動子の等価直列抵抗値の3倍以上となるリアクタンス素子を備えたことを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that the crystal oscillator includes a reactance element having an impedance value at an oscillation frequency of three times or more of an equivalent series resistance value of the crystal resonator, instead of the impedance element.

本発明によれば、水晶振動子と発振用トランジスタとを有するコルピッツ発振回路を備えた水晶発振器であって、水晶振動子において、発振用トランジスタに接続する側とは反対側に接続するバッファアンプ部と、バッファアンプ部を介して出力信号を出力する出力端子と、水晶振動子とバッファアンプ部との間に接続された出力結合コンデンサと、水晶振動子と出力結合コンデンサとの間に一端が接続し、他端がグランドレベルに接続されたインピーダンス素子とを備え、インピーダンス素子のインピーダンス値は、水晶振動子の等価直列抵抗値の3倍以上であり、出力結合コンデンサのインピーダンス値は、インピーダンス素子のインピーダンス値よりも小さい水晶発振器としているので、インピーダンス素子と出力結合コンデンサの作用により出力レベルを増大させてフロアノイズを低減すると共に、インピーダンス素子によって水晶ドライブ電流を抑えて非線形歪を抑制して、キャリア近傍ノイズを抑制でき、良好な位相雑音特性を得ることができる効果がある。   According to the present invention, there is provided a crystal oscillator including a Colpitts oscillation circuit having a crystal resonator and an oscillation transistor, the buffer amplifier unit being connected to the side opposite to the side connected to the oscillation transistor in the crystal resonator And an output terminal for outputting an output signal via the buffer amplifier section, an output coupling capacitor connected between the crystal oscillator and the buffer amplifier section, and one end connected between the crystal oscillator and the output coupling capacitor And an impedance element having the other end connected to the ground level, the impedance value of the impedance element being at least three times the equivalent series resistance value of the crystal resonator, and the impedance value of the output coupling capacitor being Since the crystal oscillator is smaller than the impedance value, the impedance element and output coupling capacitor As a result, the output level can be increased to reduce floor noise, and the impedance drive element can suppress the crystal drive current to suppress nonlinear distortion, thereby suppressing near-carrier noise and obtaining good phase noise characteristics. .

また、本発明によれば、コルピッツ回路によって形成される発振ループの負荷に応じて、発振用トランジスタの負性抵抗を前記発振ループを発振可能とする値とした上記水晶発振器としているので、安定した発振動作を行うことができる効果がある。   In addition, according to the present invention, since the above-described crystal oscillator has the negative resistance of the oscillation transistor set to a value that enables the oscillation loop to oscillate according to the load of the oscillation loop formed by the Colpitts circuit, There is an effect that an oscillation operation can be performed.

また、本発明によれば、インピーダンス素子に直列に、インピーダンス素子よりもインピーダンス値の小さい別のインピーダンス素子を備えた上記水晶発振器としているので、出力インピーダンス値を適切に微調整することができ、最適な位相雑音特性とすることができる効果がある   In addition, according to the present invention, since the above-described crystal oscillator includes another impedance element having an impedance value smaller than that of the impedance element in series with the impedance element, the output impedance value can be appropriately fine-tuned and optimized. There is an effect that it can be made to be a phase noise characteristic

本水晶発振器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of this crystal oscillator. 本水晶発振器の水晶振動子のドライブ電流特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the drive current characteristic of the crystal oscillator of this crystal oscillator. 本水晶発振器のキャリア近傍ノイズ特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the carrier vicinity noise characteristic of this crystal oscillator. 本水晶発振器の出力レベルの特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the characteristic of the output level of this crystal oscillator. 本水晶発振器のフロアノイズ特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the floor noise characteristic of this crystal oscillator. 出力結合コンデンサC4の容量値に対する本水晶振動子の出力特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output characteristic of this crystal oscillator with respect to the capacitance value of the output coupling capacitor C4. 出力結合コンデンサC4の容量値に対するフロアノイズ特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the floor noise characteristic with respect to the capacitance value of the output coupling capacitor C4. 本水晶発振器において、調整用インピーダンス素子を設けた構成例を示す部分回路図である。FIG. 4 is a partial circuit diagram illustrating a configuration example in which an adjustment impedance element is provided in the present crystal oscillator. 一般的なコルピッツ発振器の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a general Colpitts oscillator. フロアノイズとキャリア近傍ノイズの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between floor noise and carrier vicinity noise. 別の従来の水晶発振器の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of another conventional crystal oscillator.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る水晶発振器(本水晶発振器)は、コルピッツ発振回路を備え、水晶振動子の一端が発振用トランジスタに接続され、他端が出力結合コンデンサを介してバッファアンプ部に接続され、水晶振動子の他端と出力結合コンデンサとの間の点に出力インピーダンス素子の一端が接続され、他端が接地され、バッファアンプ部を介して出力信号を得る構成であり、出力インピーダンス素子のインピーダンス値は、水晶振動子の等価直列抵抗の3倍以上とすると共に、出力結合コンデンサのインピーダンス値は、出力インピーダンス素子のインピーダンス値よりも小さいものとしており、出力インピーダンス素子のインピーダンス値を十分大きくし、且つ出力結合コンデンサのインピーダンス値を小さくすることにより、出力レベルを増大させてフロアノイズを低減すると共に、水晶ドライブ電流を抑えて、キャリア近傍ノイズを抑制できるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
A crystal oscillator according to an embodiment of the present invention (the present crystal oscillator) includes a Colpitts oscillation circuit, one end of a crystal resonator is connected to an oscillation transistor, and the other end is connected to a buffer amplifier unit via an output coupling capacitor. One end of the output impedance element is connected to a point between the other end of the crystal unit and the output coupling capacitor, the other end is grounded, and an output signal is obtained via the buffer amplifier unit. The impedance value of the output impedance is 3 times or more of the equivalent series resistance of the crystal resonator, and the impedance value of the output coupling capacitor is smaller than the impedance value of the output impedance element. And by reducing the impedance value of the output coupling capacitor Increase the level while reducing the floor noise, by suppressing the crystal drive current, in which the carrier near the noise can be suppressed.

[本水晶発振器の構成:図1]
本水晶発振器の構成について図1を用いて説明する。図1は、本水晶発振器の構成を示す回路図である。
図1に示すように、本水晶発振器は、コルピッツ発振器であり、水晶振動子Xと、発振用トランジスタTr1と、増幅用トランジスタTr2とを備えている。増幅用トランジスタTr2は請求項におけるバッファアンプ部に相当している。
[Configuration of the present crystal oscillator: FIG. 1]
The configuration of the present crystal oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the present crystal oscillator.
As shown in FIG. 1, the present crystal oscillator is a Colpitts oscillator, and includes a crystal resonator X, an oscillation transistor Tr1, and an amplification transistor Tr2. The amplifying transistor Tr2 corresponds to the buffer amplifier section in the claims.

発振用トランジスタTr1のコレクタは、抵抗R3を介して電源端子1に接続され、エミッタは、抵抗R4を介して接地されている。
また、直列接続の抵抗R1とR2が発振用トランジスタTr1に並列に設けられ、発振用トランジスタTr1のベースが、抵抗R1とR2の間の点に接続され、更に水晶振動子Xの一端に接続されている。
The collector of the oscillation transistor Tr1 is connected to the power supply terminal 1 via a resistor R3, and the emitter is grounded via a resistor R4.
In addition, series-connected resistors R1 and R2 are provided in parallel to the oscillation transistor Tr1, and the base of the oscillation transistor Tr1 is connected to a point between the resistors R1 and R2 and further connected to one end of the crystal unit X. ing.

また、抵抗R2に並列に、直列接続のコンデンサC1とC2が接続され、発振用トランジスタTr1のエミッタが、直列接続のコンデンサC3及びコイルL1を介して、コンデンサC1とC2の間の点に接続されている。   Further, series-connected capacitors C1 and C2 are connected in parallel to the resistor R2, and the emitter of the oscillation transistor Tr1 is connected to a point between the capacitors C1 and C2 via the series-connected capacitor C3 and the coil L1. ing.

本水晶発振器の特徴として、水晶振動子Xの他端とグランドレベルとの間に、出力インピーダンス素子R10が直列に接続されている。
後述するように、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値は、水晶振動子の等価抵抗の3倍以上としている点が特徴となっている。
そして、水晶振動子Xの他端と出力インピーダンス素子R10の間の点が、出力結合コンデンサC4を介して増幅用トランジスタTr2のベースに接続されている。
As a feature of the present crystal oscillator, an output impedance element R10 is connected in series between the other end of the crystal unit X and the ground level.
As will be described later, the impedance value of the output impedance element R10 is characterized in that it is at least three times the equivalent resistance of the crystal resonator.
A point between the other end of the crystal unit X and the output impedance element R10 is connected to the base of the amplifying transistor Tr2 via the output coupling capacitor C4.

増幅用トランジスタTr2のコレクタには電源端子1が接続され、コレクタと電源端子1との間に、トランス10とコンデンサC5の並列回路が接続されている。トランス10の出力側には出力端子2が設けられている。
増幅用トランジスタTr2のエミッタは、抵抗R7を介して接地されている。
更に、抵抗R5とR6の直列回路が増幅用トランジスタTr2に並列に接続され、抵抗R5とR6の間の点が、増幅用トランジスタTr2のベースに接続されている。
A power supply terminal 1 is connected to the collector of the amplifying transistor Tr2, and a parallel circuit of a transformer 10 and a capacitor C5 is connected between the collector and the power supply terminal 1. An output terminal 2 is provided on the output side of the transformer 10.
The emitter of the amplifying transistor Tr2 is grounded via a resistor R7.
Further, a series circuit of resistors R5 and R6 is connected in parallel to the amplifying transistor Tr2, and a point between the resistors R5 and R6 is connected to the base of the amplifying transistor Tr2.

つまり、本水晶発振器は、水晶振動子Xの、発振用トランジスタTr1に接続されていない側とグランド端子との間に、大きなインピーダンス値を持つ出力インピーダンス素子R10を設け、水晶振動子Xと出力インピーダンス素子R10との間から、出力結合コンデンサC4及びバッファアンプ部である増幅用トランジスタTr2を介して出力信号を取り出す構成である。   In other words, the present crystal oscillator is provided with an output impedance element R10 having a large impedance value between the side of the crystal resonator X not connected to the oscillation transistor Tr1 and the ground terminal, and the crystal resonator X and the output impedance. In this configuration, an output signal is extracted from the element R10 via an output coupling capacitor C4 and an amplifying transistor Tr2 which is a buffer amplifier unit.

[出力インピーダンス素子]
出力インピーダンス素子R10は、発振ループの中に含まれるため、出力信号電圧を生み出すインピーダンスとしてだけではなく、発振ループの負荷と見ることもできる。
一般的には、発振ループの負荷が大きくなると、位相雑音特性に悪影響を及ぼすことが知られているが、上述したように、インピーダンス素子は発振ループ回路のQを直接劣化させるものではない。
[Output impedance element]
Since the output impedance element R10 is included in the oscillation loop, it can be regarded not only as an impedance for generating an output signal voltage but also as a load of the oscillation loop.
In general, it is known that when the load of the oscillation loop is increased, the phase noise characteristics are adversely affected. However, as described above, the impedance element does not directly degrade the Q of the oscillation loop circuit.

そこで、本水晶発振器では、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値を、水晶振動子の等価直列抵抗の3倍以上となるよう十分大きい値として、大きな出力信号電圧を得られるようにしている。
出力信号電圧を増大させることにより、C/Nを向上させ、フロアノイズを改善させることができるものである。
Therefore, in this crystal oscillator, the impedance value of the output impedance element R10 is set to a sufficiently large value so as to be three times or more the equivalent series resistance of the crystal resonator so that a large output signal voltage can be obtained.
By increasing the output signal voltage, C / N can be improved and floor noise can be improved.

更に、出力インピーダンス素子R10は、発振ループの負荷としての機能により、水晶振動子Xのドライブ電流を低減して、水晶電流過多による水晶振動子Xの非線形歪を抑制することができる。   Furthermore, the output impedance element R10 can reduce the drive current of the crystal resonator X by the function as a load of the oscillation loop, and can suppress nonlinear distortion of the crystal resonator X due to excessive crystal current.

つまり、本水晶発振器では、出力インピーダンス素子R10を、単なる出力インピーダンスとしてだけでなく、非線形歪抑制素子としても利用して、水晶振動子Xのドライブ電流(水晶電流)を低減させ、非線形歪みを抑制することにより、キャリア近傍ノイズの改善を図るものである。   In other words, in this crystal oscillator, the output impedance element R10 is used not only as an output impedance but also as a nonlinear distortion suppression element, thereby reducing the drive current (crystal current) of the crystal unit X and suppressing nonlinear distortion. By doing so, the noise in the vicinity of the carrier is improved.

また、出力インピーダンス素子R10の代わりに、コンデンサ等のリアクタンス素子を用いることも可能であるが、発振周波数でのインピーダンス値が、水晶振動子Xの等価直列抵抗値の3倍以上のものを用いる必要がある。   In addition, a reactance element such as a capacitor can be used instead of the output impedance element R10. However, it is necessary to use an impedance value at the oscillation frequency that is three times or more the equivalent series resistance value of the crystal unit X. There is.

[出力結合コンデンサ]
出力結合コンデンサC4は、発振回路部とバッファアンプ部(増幅用トランジスタTr2)との電気的結合の強さを調整する素子である。
一般的には、出力結合コンデンサのインピーダンスを小さくすると(容量値を大きくすると)、発振部とバッファアンプ部との結合が強くなる。
これによって出力レベルが大きくなるものである。
[Output coupling capacitor]
The output coupling capacitor C4 is an element that adjusts the strength of electrical coupling between the oscillation circuit unit and the buffer amplifier unit (amplifying transistor Tr2).
Generally, when the impedance of the output coupling capacitor is reduced (when the capacitance value is increased), the coupling between the oscillation unit and the buffer amplifier unit becomes stronger.
This increases the output level.

つまり、本水晶発振器では、出力インピーダンス素子R10に加えて、出力結合コンデンサC4の作用によっても出力レベルの増大を図り、フロアノイズを低減するものである。
本水晶発振器では、出力結合コンデンサC4として、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値よりも小さいインピーダンス値となるものを用いている。これは、増幅用トランジスタTr2を適正に動作させるためである。
That is, in this crystal oscillator, the output level is increased by the action of the output coupling capacitor C4 in addition to the output impedance element R10, and floor noise is reduced.
In this crystal oscillator, an output coupling capacitor C4 having an impedance value smaller than the impedance value of the output impedance element R10 is used. This is because the amplifying transistor Tr2 is properly operated.

[出力インピーダンス素子による本水晶発振器の特性:図2〜図5]
本水晶発振器において、出力インピーダンス素子R10の抵抗値を可変した場合の各種特性について説明する。
[水晶電流特性:図2]
図2は、本水晶発振器の水晶振動子のドライブ電流特性を示す説明図である。
図2に示すように、出力インピーダンス値の増加に伴い、水晶振動子のドライブ電流は低減している。
[Characteristics of this crystal oscillator by output impedance element: FIGS. 2 to 5]
In the present crystal oscillator, various characteristics when the resistance value of the output impedance element R10 is varied will be described.
[Crystal current characteristics: Fig. 2]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing drive current characteristics of the crystal resonator of the present crystal oscillator.
As shown in FIG. 2, as the output impedance value increases, the drive current of the crystal resonator decreases.

[キャリア近傍ノイズ特性:図3]
図3は、本水晶発振器のキャリア近傍ノイズ特性を示す説明図である。
図3に示すように、出力インピーダンス値が増加すると、図2に示した水晶電流の低減に伴って、キャリア近傍ノイズが大幅に低減することがわかる。
[Near carrier noise characteristics: Fig. 3]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing near-carrier noise characteristics of the present crystal oscillator.
As shown in FIG. 3, it can be seen that when the output impedance value is increased, the near-carrier noise is significantly reduced as the crystal current shown in FIG. 2 is reduced.

[出力特性:図4]
図4は、本水晶発振器の出力レベルの特性を示す説明図である。
図4に示すように、出力インピーダンス値が増加すると、出力レベルが増大している。
[Output characteristics: Fig. 4]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the characteristics of the output level of the present crystal oscillator.
As shown in FIG. 4, as the output impedance value increases, the output level increases.

[フロアノイズ特性:図5]
図5は、本水晶発振器のフロアノイズ特性を示す説明図である。
図5に示すように、出力インピーダンス値が増加すると、図4に示した出力レベルの増大に伴って、フロアノイズが低減している。
[Floor noise characteristics: Fig. 5]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the floor noise characteristics of the present crystal oscillator.
As shown in FIG. 5, when the output impedance value increases, the floor noise decreases with the increase of the output level shown in FIG.

つまり、図3及び図5に示したように、本水晶発振器では、出力インピーダンス値が大きい(例えば1500ohm以上の)領域において、キャリア近傍ノイズとフロアノイズの両方が十分に低減されていることがわかる。   That is, as shown in FIGS. 3 and 5, it can be seen that in this crystal oscillator, both near-carrier noise and floor noise are sufficiently reduced in a region where the output impedance value is large (for example, 1500 ohms or more). .

このように、キャリア近傍ノイズとフロアノイズを同時に改善する特性は、従来の回路構成では見られなかった特性であり、本水晶発振器の位相雑音特性が極めて良好となることを示している。
尚、図2〜図5で示したように、小さなインピーダンス値の出力インピーダンス素子を設けた場合には、キャリア近傍ノイズ及びフロアノイズを改善する効果は十分ではない。
As described above, the characteristic of improving the near-carrier noise and the floor noise at the same time is a characteristic that has not been seen in the conventional circuit configuration, and indicates that the phase noise characteristic of the present crystal oscillator is extremely good.
As shown in FIGS. 2 to 5, when an output impedance element having a small impedance value is provided, the effect of improving near-carrier noise and floor noise is not sufficient.

[出力結合コンデンサによる本水晶発振器の特性:図6,図7]
出力結合コンデンサC4の容量値(インピーダンス値)を変えた場合の各種特性について説明する。
[出力特性:図6]
図6は、出力結合コンデンサC4の容量値に対する本水晶振動子の出力特性を示す説明図である。
図6に示すように、出力結合コンデンサC4の容量値が増大すると(インピーダンス値が小さくなると)、出力レベルが増大する。尚、容量値が100pFを超えると、出力レベルはほぼ横ばいとなる。
[Characteristics of this crystal oscillator with output coupling capacitor: Fig. 6 and Fig. 7]
Various characteristics when the capacitance value (impedance value) of the output coupling capacitor C4 is changed will be described.
[Output characteristics: Fig. 6]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the output characteristics of the present crystal resonator with respect to the capacitance value of the output coupling capacitor C4.
As shown in FIG. 6, when the capacitance value of the output coupling capacitor C4 increases (when the impedance value decreases), the output level increases. Incidentally, when the capacitance value exceeds 100 pF, the output level becomes almost flat.

[フロアノイズ特性:図7]
図7は、出力結合コンデンサC4の容量値に対するフロアノイズ特性を示す説明図である。図では、オフセット周波数10kHzにおける位相雑音を示している。
一般的には、フロアノイズは出力結合コンデンサの値に大きく依存しないものとされているが、本水晶発振器においては、図7に示すように、出力結合コンデンサC4の容量値が増大すると(インピーダンス値が小さくなると)フロアノイズが低減している。
[Floor noise characteristics: Fig. 7]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing floor noise characteristics with respect to the capacitance value of the output coupling capacitor C4. In the figure, phase noise at an offset frequency of 10 kHz is shown.
In general, the floor noise does not greatly depend on the value of the output coupling capacitor. However, in this crystal oscillator, as shown in FIG. 7, when the capacitance value of the output coupling capacitor C4 increases (impedance value). Floor noise is reduced).

本水晶発振器では、バッファアンプ部となる増幅用トランジスタTr2も発振ループの一部として機能しており、出力結合コンデンサC4は発振回路部とバッファアンプ部との結合の強さを調整するだけでなく、発振ループ内のインピーダンス特性にも影響を与えているためであると考えられる。   In this crystal oscillator, the amplifying transistor Tr2 serving as the buffer amplifier unit also functions as a part of the oscillation loop, and the output coupling capacitor C4 not only adjusts the strength of coupling between the oscillation circuit unit and the buffer amplifier unit. This is considered to be because the impedance characteristics in the oscillation loop are also affected.

つまり、本水晶発振器では、図2〜5に示した出力インピーダンス素子R10の作用に加えて、出力結合コンデンサC4による出力レベル増大の作用によって、フロアノイズを大幅に低減することができるものである。   That is, in the present crystal oscillator, the floor noise can be greatly reduced by the action of increasing the output level by the output coupling capacitor C4 in addition to the action of the output impedance element R10 shown in FIGS.

そして、図2〜図7に示した特性を考慮すると、本水晶発振器においては、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値を大きくすると共に、出力結合コンデンサC4のインピーダンス値を小さくすれば、位相雑音特性を効果的に改善することができることがわかる。   In consideration of the characteristics shown in FIGS. 2 to 7, in the present crystal oscillator, the phase noise characteristics can be effectively obtained by increasing the impedance value of the output impedance element R10 and decreasing the impedance value of the output coupling capacitor C4. It can be seen that this can be improved.

本水晶発振器では、出力結合コンデンサC4のインピーダンス値は、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値(水晶振動子Xの等価直列抵抗値の3倍以上)よりも小さくしており、特に、容量値を100pF以上とすることが望ましい。   In this crystal oscillator, the impedance value of the output coupling capacitor C4 is smaller than the impedance value of the output impedance element R10 (more than three times the equivalent series resistance value of the crystal unit X), and in particular, the capacitance value is 100 pF or more. Is desirable.

更に、上述した出力インピーダンス素子R10の水晶ドライブ電流低減の作用によってキャリア近傍ノイズを抑制することができるため、本水晶発振器では、フロアノイズとキャリアキャリア近傍ノイズを共に改善して、良好な位相雑音特性とすることができるものである。   Furthermore, since the above-mentioned output impedance element R10 can suppress the near-carrier noise by the action of reducing the crystal drive current, the present crystal oscillator improves both the floor noise and the near-carrier-carrier noise, and has good phase noise characteristics. It can be said that.

[発振条件]
本水晶発振器では、水晶振動子Xの等価直列抵抗値の3倍以上のインピーダンス値を備えた出力インピーダンス素子R10を発振ループ内に設けているため、発振ループが余裕を持って発振条件を満たすようにするためには、それに見合う負性抵抗を備えなければならない。
具体的には、十分な負性抵抗が得られるように発振用トランジスタTr1を選択する必要があるが、その一方で、アクティブ素子であるトランジスタからはノイズが発生して位相雑音特性が劣化する。
[Oscillation condition]
In the present crystal oscillator, the output impedance element R10 having an impedance value more than three times the equivalent series resistance value of the crystal unit X is provided in the oscillation loop, so that the oscillation loop satisfies the oscillation condition with a margin. In order to achieve this, it must have a negative resistance commensurate with it.
Specifically, it is necessary to select the oscillation transistor Tr1 so as to obtain a sufficient negative resistance. On the other hand, noise is generated from the transistor which is an active element, and the phase noise characteristic is deteriorated.

そこで、出力インピーダンス素子R10による水晶電流低減の効果と、発振用トランジスタTr1によるノイズ発生とを勘案して、発振用トランジスタTr1を適切に選択すると共に、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値を適切に調整する。   Therefore, the oscillation transistor Tr1 is appropriately selected and the impedance value of the output impedance element R10 is appropriately adjusted in consideration of the effect of reducing the crystal current by the output impedance element R10 and the generation of noise by the oscillation transistor Tr1. .

これにより、本水晶発振器は、安定した発振動作を行うと共に、アクティブ素子からのノイズをできるだけ抑制しつつ、十分に水晶電流を低減して、位相雑音特性を最適化することができるものとしている。   As a result, the present crystal oscillator can perform stable oscillation operation and suppress the noise from the active element as much as possible, while sufficiently reducing the crystal current and optimizing the phase noise characteristics.

[調整用インピーダンス素子:図8]
出力インピーダンスのインピーダンス値を調整するための構成について図8を用いて説明する。図8は、本水晶発振器において、調整用インピーダンス素子を設けた構成例を示す部分回路図である。
図8では、図1に示した本水晶発振器において、出力インピーダンス素子R10に直列に、調整用インピーダンス素子R20を設けた構成を示している。調整用インピーダンス素子R20以外の構成部分は図1と同様であり、ここでは図示を省略している。
[Adjustment impedance element: Fig. 8]
A configuration for adjusting the impedance value of the output impedance will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a partial circuit diagram showing a configuration example in which an adjustment impedance element is provided in the present crystal oscillator.
FIG. 8 shows a configuration in which an adjustment impedance element R20 is provided in series with the output impedance element R10 in the crystal oscillator shown in FIG. The components other than the adjustment impedance element R20 are the same as those in FIG. 1, and are not shown here.

出力インピーダンス素子R10は、基準となるインピーダンス値(水晶振動子Xの等価直列抵抗値の3倍以上)を備えたものであり、調整用インピーダンス素子R20は、それよりも小さなインピーダンス値を備えたインピーダンス素子である。
調整用インピーダンス素子R20として、可変抵抗器などの可変インピーダンス素子を配置することにより、出力インピーダンス値の微調整が可能となるものである。
The output impedance element R10 has a reference impedance value (more than three times the equivalent series resistance value of the crystal unit X), and the adjustment impedance element R20 has an impedance value smaller than that. It is an element.
By arranging a variable impedance element such as a variable resistor as the adjustment impedance element R20, the output impedance value can be finely adjusted.

[実施の形態の効果]
本発明の実施の形態に係る水晶発振器によれば、コルピッツ発振回路を備え、水晶振動子Xの一端が発振用トランジスタTr1のベースに接続され、他端が出力インピーダンス素子R10を介して接地され、水晶振動子Xの他端と出力インピーダンス素子R10との間に、出力結合コンデンサC4を介してバッファアンプ部となる増幅用トランジスタTr2が接続され、増幅用トランジスタTr2を介して出力信号を得る構成であり、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値は、水晶振動子Xの等価直列抵抗の3倍以上とすると共に、出力結合コンデンサC4のインピーダンス値を出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値よりも小さいものとしており、出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値を十分大きくし、出力結合コンデンサC4のインピーダンス値を十分小さくすることにより、出力レベルを増大させてフロアノイズを低減すると共に、発振ループ内の負荷とすることで水晶ドライブ電流を抑えて、キャリア近傍ノイズを抑制でき、フロアノイズとキャリア近傍ノイズを同時に改善して、良好な位相雑音特性とすることができる効果がある。
[Effect of the embodiment]
The crystal oscillator according to the embodiment of the present invention includes a Colpitts oscillation circuit, one end of the crystal resonator X is connected to the base of the oscillation transistor Tr1, and the other end is grounded via the output impedance element R10. An amplification transistor Tr2 serving as a buffer amplifier section is connected between the other end of the crystal unit X and the output impedance element R10 via an output coupling capacitor C4, and an output signal is obtained via the amplification transistor Tr2. Yes, the impedance value of the output impedance element R10 is three times or more the equivalent series resistance of the crystal unit X, and the impedance value of the output coupling capacitor C4 is smaller than the impedance value of the output impedance element R10. Increase the impedance value of impedance element R10 sufficiently By making the impedance value of the output coupling capacitor C4 sufficiently small, the output level is increased to reduce the floor noise, and the load in the oscillation loop is used to suppress the crystal drive current, thereby suppressing the near-carrier noise. There is an effect that floor noise and near-carrier noise can be improved at the same time to obtain good phase noise characteristics.

また、本水晶発振器によれば、発振ループ内の負荷となる出力インピーダンス素子R10のインピーダンス値に応じて、十分な負性抵抗を備える発振用トランジスタTr1を設けているので、発振ループを安定して発振させることができる効果がある。   Further, according to the present crystal oscillator, since the oscillation transistor Tr1 having a sufficient negative resistance is provided according to the impedance value of the output impedance element R10 serving as a load in the oscillation loop, the oscillation loop can be stabilized. There is an effect of being able to oscillate.

また、本水晶発振器によれば、出力インピーダンス素子R10に直列に、インピーダンス値が小さい調整用インピーダンス素子R20を設けているので、出力インピーダンス値を適切に微調整することができ、最適な位相雑音特性とすることができる効果がある。   Further, according to the present crystal oscillator, since the adjustment impedance element R20 having a small impedance value is provided in series with the output impedance element R10, the output impedance value can be finely adjusted appropriately, and the optimum phase noise characteristic can be obtained. There is an effect that can be.

本発明は、特にフロアノイズとキャリア近傍ノイズを同時に改善でき、良好な位相雑音特性を備えた水晶発振器に適している。   The present invention is particularly suitable for a crystal oscillator that can improve floor noise and near-carrier noise at the same time and has good phase noise characteristics.

1…電源端子、 2…出力端子、 10…トランス、 X…水晶振動子、 Tr,Tr1…発振用トランジスタ、 Tr2…増幅用トランジスタ、 R10…出力インピーダンス素子、 R20…調整用インピーダンス素子、 R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R11,R12,R14,R15…抵抗、 C4…出力結合コンデンサ、 C1,C2,C3,C5,C11,C12,C13,C14…コンデンサ、 L1…コイル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply terminal, 2 ... Output terminal, 10 ... Transformer, X ... Crystal resonator, Tr, Tr1 ... Oscillation transistor, Tr2 ... Amplification transistor, R10 ... Output impedance element, R20 ... Adjustment impedance element, R1, R2 , R3, R4, R5, R6, R7, R11, R12, R14, R15 ... resistors, C4 ... output coupling capacitors, C1, C2, C3, C5, C11, C12, C13, C14 ... capacitors, L1 ... coils

Claims (5)

水晶振動子と発振用トランジスタとを有するコルピッツ発振回路を備えた水晶発振器であって、
前記水晶振動子において、前記発振用トランジスタに接続する側とは反対側に接続するバッファアンプ部と、
前記バッファアンプ部を介して出力信号を出力する出力端子と、
前記水晶振動子と前記バッファアンプ部との間に接続された出力結合コンデンサと、
前記水晶振動子と前記出力結合コンデンサとの間に一端が接続し、他端がグランドレベルに接続されたインピーダンス素子とを備え、
前記インピーダンス素子のインピーダンス値は、前記水晶振動子の等価直列抵抗値の3倍以上であり、
前記出力結合コンデンサのインピーダンス値は、前記インピーダンス素子のインピーダンス値よりも小さいことを特徴とする水晶発振器。
A crystal oscillator including a Colpitts oscillation circuit having a crystal resonator and an oscillation transistor,
In the crystal unit, a buffer amplifier unit connected to a side opposite to the side connected to the oscillation transistor,
An output terminal for outputting an output signal via the buffer amplifier unit;
An output coupling capacitor connected between the crystal resonator and the buffer amplifier unit;
An impedance element having one end connected between the crystal resonator and the output coupling capacitor and the other end connected to a ground level,
The impedance value of the impedance element is at least three times the equivalent series resistance value of the crystal resonator,
A crystal oscillator, wherein an impedance value of the output coupling capacitor is smaller than an impedance value of the impedance element.
出力結合コンデンサの容量値は100pF以上であることを特徴とする請求項1記載の水晶発振器。   2. The crystal oscillator according to claim 1, wherein the capacitance value of the output coupling capacitor is 100 pF or more. コルピッツ回路によって形成される発振ループの負荷に応じて、発振用トランジスタの負性抵抗を前記発振ループを発振可能とする値としたことを特徴とする請求項1又は2記載の水晶発振器。   3. The crystal oscillator according to claim 1, wherein the negative resistance of the oscillation transistor is set to a value enabling the oscillation loop to oscillate in accordance with a load of the oscillation loop formed by a Colpitts circuit. インピーダンス素子に直列に、前記インピーダンス素子よりもインピーダンス値の小さい別のインピーダンス素子を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の水晶発振器。   4. The crystal oscillator according to claim 1, further comprising another impedance element having an impedance value smaller than that of the impedance element in series with the impedance element. インピーダンス素子の代わりに、発振周波数におけるインピーダンス値が水晶振動子の等価直列抵抗値の3倍以上となるリアクタンス素子を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の水晶発振器。   5. The crystal oscillator according to claim 1, further comprising a reactance element having an impedance value at an oscillation frequency that is at least three times an equivalent series resistance value of the crystal resonator, instead of the impedance element.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0563446A (en) * 1991-08-31 1993-03-12 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Piezoelectric oscillator
JP2000252749A (en) * 1999-02-26 2000-09-14 Toyo Commun Equip Co Ltd Piezoelectric oscillator
JP2005341473A (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Low-noise crystal oscillator
JP2007028504A (en) * 2005-07-21 2007-02-01 Epson Toyocom Corp Piezoelectric oscillator
JP2015046779A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 日本電波工業株式会社 Vibrator package and oscillator
JP2015076670A (en) * 2013-10-07 2015-04-20 株式会社大真空 Piezoelectric oscillator
JP2016171479A (en) * 2015-03-13 2016-09-23 株式会社デバイス技研 Vibrator analyzing method and system therefor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0563446A (en) * 1991-08-31 1993-03-12 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Piezoelectric oscillator
JP2000252749A (en) * 1999-02-26 2000-09-14 Toyo Commun Equip Co Ltd Piezoelectric oscillator
JP2005341473A (en) * 2004-05-31 2005-12-08 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Low-noise crystal oscillator
JP2007028504A (en) * 2005-07-21 2007-02-01 Epson Toyocom Corp Piezoelectric oscillator
JP2015046779A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 日本電波工業株式会社 Vibrator package and oscillator
JP2015076670A (en) * 2013-10-07 2015-04-20 株式会社大真空 Piezoelectric oscillator
JP2016171479A (en) * 2015-03-13 2016-09-23 株式会社デバイス技研 Vibrator analyzing method and system therefor

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