JP2020005298A - Oscillator, electronic apparatus, and mobile body - Google Patents

Oscillator, electronic apparatus, and mobile body Download PDF

Info

Publication number
JP2020005298A
JP2020005298A JP2019162772A JP2019162772A JP2020005298A JP 2020005298 A JP2020005298 A JP 2020005298A JP 2019162772 A JP2019162772 A JP 2019162772A JP 2019162772 A JP2019162772 A JP 2019162772A JP 2020005298 A JP2020005298 A JP 2020005298A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oscillator
frequency
temperature
circuit
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2019162772A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
直久 小幡
Naohisa Obata
直久 小幡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2019162772A priority Critical patent/JP2020005298A/en
Publication of JP2020005298A publication Critical patent/JP2020005298A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

To provide an oscillator excellent in frequency control compared with the conventional art.SOLUTION: An oscillator 1 includes: a vibration element 3; an oscillation circuit 10; and a temperature compensation circuit 40, for example, as a frequency control circuit. An equivalent series capacitance C1(fF) when a resonance frequency of the vibration element 3 is defined as Fr(MHz) satisfies C1≥0.00279×Fr-0.05684×Fr+2.69481.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、発振器、電子機器及び移動体に関する。   The present invention relates to an oscillator, an electronic device, and a moving object.

温度補償型水晶発振器(TCXO:Temperature Compensated CrystalOscillator)は、水晶振動子と当該水晶振動子を発振させるための集積回路(IC:Integrated Circuit)を有し、当該ICが所定の温度範囲で水晶振動子の発振周波数の所望の周波数(公称周波数)からのずれ(周波数偏差)を補償(温度補償)することにより、高い周波数精度が得られる。温度補償型水晶発振器(TCXO)の振動子としては、ATカット振動子が利用される。ATカット振動子は、周波数温度特性が3次曲線を呈するため、他のカットの振動子と比べて、広い温度範囲で安定した周波数が得られるという利点がある。近年、フォトリソグラフィ技術を水晶の加工に応用することでATカット振動子の小型化が進んでいる。ATカット振動子は、例えば特許文献1に記載されている。温度補償型水晶発振器(TCXO)は、例えば特許文献2に記載されている。   A temperature-compensated crystal oscillator (TCXO: Temperature Compensated Crystal Oscillator) includes a crystal oscillator and an integrated circuit (IC) for oscillating the crystal oscillator, and the IC operates in a predetermined temperature range. By compensating (temperature compensating) for a deviation (frequency deviation) of the oscillation frequency from a desired frequency (nominal frequency), high frequency accuracy can be obtained. An AT-cut resonator is used as a resonator of a temperature compensated crystal oscillator (TCXO). Since the AT-cut vibrator exhibits a cubic curve in frequency temperature characteristics, there is an advantage that a stable frequency can be obtained in a wide temperature range as compared with vibrators of other cuts. In recent years, the size reduction of AT-cut vibrators has been promoted by applying photolithography technology to crystal processing. An AT-cut vibrator is described in Patent Document 1, for example. A temperature-compensated crystal oscillator (TCXO) is described in, for example, Patent Document 2.

特開2005−094410号公報JP 2005-094410 A 特開2013−243481号公報JP 2013-243481 A

しかしながら、ATカット振動子の小型化に伴って、ATカット振動子の周波数可変感度(素子感度)が小さくなるため、例えば、所望の温度範囲でのATカット振動子の周波数偏差の幅よりも大きい周波数可変幅を実現するために、ICが可変容量素子に印加する電圧(温度補償電圧)の可変範囲を広くする必要が生じる。そうすると、可変容量素子に、容量値がほぼ線形に変化する電圧範囲を超えた温度補償電圧が印加されることになり、温度補償精度が劣化し、温度補償型発振器の出力周波数が温度に応じて変動するため、周波数偏差が大きくなるという問題があった。   However, as the size of the AT-cut resonator decreases, the frequency-variable sensitivity (element sensitivity) of the AT-cut resonator decreases, and therefore, for example, is larger than the width of the frequency deviation of the AT-cut resonator in a desired temperature range. In order to realize the frequency variable width, it is necessary to widen the variable range of the voltage (temperature compensation voltage) applied to the variable capacitance element by the IC. Then, the temperature compensation voltage exceeding the voltage range in which the capacitance value changes almost linearly is applied to the variable capacitance element, the temperature compensation accuracy is deteriorated, and the output frequency of the temperature compensated oscillator is changed according to the temperature. Due to the fluctuation, there is a problem that the frequency deviation increases.

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、従来よりも周波数制御に優れる発振器を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該発振器を用いた電子機器及び移動体を提供することができる。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and according to some aspects of the present invention, it is possible to provide an oscillator that is more excellent in frequency control than a conventional oscillator. Further, according to some embodiments of the present invention, an electronic device and a moving object using the oscillator can be provided.

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。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本適用例に係る発振器は、振動素子と、発振回路及び周波数制御回路と、を含み、前記振動素子の共振周波数をFr(MHz)としたときの等価直列容量C1(fF)が、C1≧0.00279×Fr2−0.05684×Fr+2.69481を満たす。
[Application Example 1]
The oscillator according to this application example includes a vibrating element, an oscillation circuit, and a frequency control circuit. When the resonance frequency of the vibrating element is Fr (MHz), the equivalent series capacitance C1 (fF) is C1 ≧ 0. .00279 × Fr 2 −0.05684 × Fr + 2.669481.

振動素子と発振回路とにより、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が構成されてもよい。   Various oscillating circuits such as a Pierce oscillating circuit, an inverter-type oscillating circuit, a Colpitts oscillating circuit, and a Hartley oscillating circuit may be configured by the oscillating element and the oscillating circuit.

本適用例によれば、C1≧0.00279×Fr2−0.05684×Fr+2.69481という条件で規定される高い周波数可変感度を有する振動素子を用いることにより、従来よりも周波数制御に優れる発振器を実現することができ、例えば、従来よりも周波数偏差が小さい温度補償型の発振器を実現することができる。 According to this application example, by using the vibrating element having a high frequency variable sensitivity defined by the condition of C1 ≧ 0.00279 × Fr 2 −0.05684 × Fr + 2.669481, the oscillator having more excellent frequency control than the conventional oscillator is used. For example, it is possible to realize a temperature-compensated oscillator having a smaller frequency deviation than the conventional one.

[適用例2]
上記適用例に係る発振器は、前記等価直列容量C1が1.5fFよりも大きくてもよい。
[Application Example 2]
In the oscillator according to the application example, the equivalent series capacitance C1 may be larger than 1.5 fF.

本適用例に係る発振器は、等価直列容量C1が1.5fFよりも大きいという条件で規定される高い周波数可変感度を有する振動素子を用いることにより、従来よりも周波数制御に優れる発振器を実現することができ、例えば、従来よりも周波数偏差が小さい温度補償型の発振器を実現することができる。   The oscillator according to this application example realizes an oscillator that is more excellent in frequency control than the conventional one by using a vibrating element having a high frequency variable sensitivity defined on the condition that the equivalent series capacitance C1 is larger than 1.5 fF. For example, it is possible to realize a temperature-compensated oscillator having a smaller frequency deviation than the conventional one.

[適用例3]
上記適用例に係る発振器は、前記周波数制御回路は入力された電圧に対して発振周波数を変化させるものであり、前記入力された電圧に対する周波数の変化率は、42ppm/V以上であってもよい。
[Application Example 3]
In the oscillator according to the application example, the frequency control circuit may change an oscillation frequency with respect to an input voltage, and a rate of change of the frequency with respect to the input voltage may be equal to or greater than 42 ppm / V. .

本適用例によれば、周波数の変化率が42ppm/V以上という条件で規定される高い周波数可変感度を有する振動素子を用いることにより、従来よりも周波数制御に優れる発振器を実現することができ、例えば、従来よりも周波数偏差が小さい温度補償型の発振器を実現することができる。   According to this application example, by using the vibrating element having a high frequency variable sensitivity defined by the condition that the rate of change of the frequency is 42 ppm / V or more, it is possible to realize an oscillator that is more excellent in frequency control than before, For example, it is possible to realize a temperature-compensated oscillator having a smaller frequency deviation than the conventional one.

[適用例4]
上記適用例に係る発振器は、等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比C0/C1をγとしたとき、γ≧0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929を満たしてもよい。
[Application Example 4]
The oscillator according to the above application example satisfies γ ≧ 0.022 × Fr 2 −4.969 × Fr + 417.929, where γ is the capacitance ratio C0 / C1 between the equivalent parallel capacitance C0 and the equivalent series capacitance C1. Good.

本適用例によれば、γ≧0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929という条件で規定される高い周波数可変感度を有する振動素子を用いることにより、従来よりも周波数制御に優れる発振器を実現することができ、例えば、従来よりも周波数偏差が小さい温度補償型の発振器を実現することができる。 According to this application example, by using a vibrating element having a high frequency variable sensitivity defined by the condition of γ ≧ 0.022 × Fr 2 −4.969 × Fr + 417.929, an oscillator that is more excellent in frequency control than before is used. For example, it is possible to realize a temperature-compensated oscillator having a smaller frequency deviation than the conventional one.

[適用例5]
上記適用例に係る発振器は、−40℃以上+85℃以下の温度範囲で、周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下であってもよい。
[Application Example 5]
The oscillator according to the above application example may have a frequency deviation of not less than -150 ppb and not more than +150 ppb in a temperature range of not less than -40 ° C and not more than + 85 ° C.

本適用例に係る発振器は、−40℃以上+85℃以下の温度範囲で、周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下というOCXOの周波数温度特性に迫る、他に類を見ない発振器である。従って、例えば、OCXOが利用されているような高い周波数精度が要求される電子機器にも本適用例に係る発振器を利用可能である。   The oscillator according to this application example is a unique oscillator that approaches the frequency temperature characteristic of OCXO having a frequency deviation of −150 ppb or more and +150 ppb or less in a temperature range of −40 ° C. or more and + 85 ° C. or less. Therefore, for example, the oscillator according to this application example can be used in an electronic device that requires high frequency accuracy such as an OCXO.

[適用例6]
上記適用例に係る発振器は、前記振動素子の周波数温度特性の3次以上の近似式に対する前記振動素子の周波数偏差が、−150ppb以上+150ppb以下であってもよい。
[Application Example 6]
In the oscillator according to the application example, a frequency deviation of the vibrating element with respect to a third-order or more approximate expression of a frequency-temperature characteristic of the vibrating element may be equal to or more than -150 ppb and equal to or less than +150 ppb.

本適用例によれば、発振回路や周波数制御回路の温度特性のばらつきを考慮しても、周波数温度特性が−150ppb以上+150ppb以下の発振器を実現しやすくなるので、発振器の歩留りを向上させることができる。   According to this application example, an oscillator having a frequency-temperature characteristic of −150 ppb or more and +150 ppb or less can be easily realized even when the variation in the temperature characteristics of the oscillation circuit and the frequency control circuit is taken into consideration, so that the yield of the oscillator can be improved. it can.

[適用例7]
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。
[Application Example 7]
An electronic device according to this application example includes any one of the oscillators described above.

[適用例8]
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。
[Application Example 8]
The moving body according to this application example includes any of the oscillators described above.

これらの適用例によれば、従来よりも周波数制御に優れる発振器を用いるので、例えば、信頼性の高い電子機器及び移動体を実現することも可能である。   According to these application examples, since an oscillator having better frequency control than that of the related art is used, it is possible to realize, for example, an electronic device and a mobile body with high reliability.

本実施形態の発振器の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the oscillator according to the embodiment. 図2(A)は本実施形態の発振器の断面図、図2(B)は本実施形態の発振器の上面図、図2(C)は発振器の底面図。2A is a cross-sectional view of the oscillator according to the present embodiment, FIG. 2B is a top view of the oscillator of the present embodiment, and FIG. 2C is a bottom view of the oscillator. 本実施形態の発振器の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of the oscillator according to the embodiment. 発振器の製造方法の手順の一例を示すフローチャート図。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a procedure of a method of manufacturing the oscillator. 温度補償電圧と補償電圧感度との関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship between a temperature compensation voltage and compensation voltage sensitivity. 発振器の周波数偏差の実測値をプロットした図。The figure which plotted the actual measurement value of the frequency deviation of an oscillator. 発振器の周波数温度特性の実測値を示す図。FIG. 4 is a diagram showing actually measured values of frequency temperature characteristics of an oscillator. 振動素子の等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the vibration element. 発振器の補償電圧感度をプロットした図。The figure which plotted the compensation voltage sensitivity of the oscillator. 発振器の周波数と等価直列容量との関係を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an oscillator frequency and an equivalent series capacitance. 発振器の周波数と、等価並列容量と等価直列容量との容量比との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the frequency of an oscillator, and the capacitance ratio of equivalent parallel capacitance and equivalent series capacitance. 振動素子の周波数偏差についての説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a frequency deviation of a vibration element. 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。FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an example of a configuration of the electronic apparatus according to the embodiment. 本実施形態の電子機器の外観の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an external appearance of the electronic apparatus according to the embodiment. 本実施形態の移動体の一例を示す図。The figure which shows an example of the moving body of this embodiment.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the invention described in the claims. In addition, all of the configurations described below are not necessarily essential components of the invention.

1.発振器
[発振器の構成]
図1及び図2は、本実施形態の発振器の構造の一例を示す図である。図1は、発振器の斜視図であり、図2(A)は図1のA−A’断面図である。また、図2(B)は、発振器の上面図であり、図2(C)は、発振器の底面図である。ただし、図2(B)は、図2(A)のリッド5が無い状態で図示されている。
1. Oscillator [Configuration of oscillator]
1 and 2 are diagrams illustrating an example of the structure of the oscillator according to the present embodiment. FIG. 1 is a perspective view of the oscillator, and FIG. 2A is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 2B is a top view of the oscillator, and FIG. 2C is a bottom view of the oscillator. However, FIG. 2 (B) is shown without the lid 5 of FIG. 2 (A).

図1及び図2(A)に示すように、本実施形態の発振器1は、半導体装置である集積回路(IC:Integrated Circuit)2、振動素子(振動片)3、パッケージ4、リッド(蓋)5、外部端子(外部電極)6を含んで構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2A, an oscillator 1 according to the present embodiment includes an integrated circuit (IC) 2, a vibrating element (vibrating piece) 3, a package 4, a lid (lid), which are semiconductor devices. 5, and external terminals (external electrodes) 6.

振動素子3としては、例えば、水晶振動素子、SAW(Surface Acoustic Wave)共振素子、その他の圧電振動素子やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振動素子などを用いることができる。振動素子3の基板材料としては、水晶、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。振動素子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。   As the vibration element 3, for example, a crystal vibration element, a surface acoustic wave (SAW) resonance element, another piezoelectric vibration element, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) vibration element, or the like can be used. As the substrate material of the vibration element 3, a piezoelectric single crystal such as quartz, lithium tantalate, lithium niobate, a piezoelectric ceramic such as lead zirconate titanate, or a silicon semiconductor material can be used. As the excitation means of the vibration element 3, a device using a piezoelectric effect or an electrostatic drive using Coulomb force may be used.

パッケージ4は、集積回路(IC)2と振動素子3とを同一空間内に収容する。具体的には、パッケージ4には、凹部が設けられており、リッド5で凹部を覆うことによって集積回路(IC)2と振動素子3とを収容する。パッケージ4の内部又は凹部の表面には、集積回路(IC)2の2つの端子(後述する図3のXO端子及びXI端子)と振動素子3の2つの端子(励振電極3a及び3b)とをそれぞれ電気的に接続するための不図示の配線が設けられている。また、パッケージ4の内部又は凹部の表面には、各外部端子6と電気的に接続された不図示の配線が設けられており、各配線と集積回路(IC)2の各端子とは金等のボンディングワイヤー7でボンディングされている。   The package 4 houses the integrated circuit (IC) 2 and the vibration element 3 in the same space. Specifically, the package 4 is provided with a concave portion, and the integrated circuit (IC) 2 and the vibration element 3 are accommodated by covering the concave portion with the lid 5. Two terminals of the integrated circuit (IC) 2 (XO terminal and XI terminal in FIG. 3 described later) and two terminals of the vibration element 3 (excitation electrodes 3a and 3b) are provided inside the package 4 or on the surface of the concave portion. Wiring (not shown) for electrical connection is provided. In addition, wiring (not shown) electrically connected to each external terminal 6 is provided inside the package 4 or on the surface of the concave portion, and each wiring and each terminal of the integrated circuit (IC) 2 are made of gold or the like. Bonding wire 7.

図2(C)に示すように、発振器1は底面(パッケージ4の裏面)に、電源端子である外部端子VDD1,接地端子である外部端子VSS1、周波数制御用の信号が入力される端子である外部端子VC1及び出力端子である外部端子OUT1の4個の外部端子6が設けられている。外部端子VDD1には電源電圧が供給され、外部端子VSS1は接地される。   As shown in FIG. 2C, the oscillator 1 has an external terminal VDD serving as a power supply terminal, an external terminal VSS1 serving as a ground terminal, and a terminal to which a signal for frequency control is input on the bottom surface (the back surface of the package 4). Four external terminals 6, an external terminal VC1 and an external terminal OUT1 which is an output terminal, are provided. A power supply voltage is supplied to the external terminal VDD1, and the external terminal VSS1 is grounded.

振動素子3は、その表面及び裏面にそれぞれ金属の励振電極3a及び3bを有しており、励振電極3a及び3bを含む振動素子3の質量に応じた所望の周波数(発振器1に要求される周波数)で発振する。   The vibrating element 3 has metal excitation electrodes 3a and 3b on its front and back surfaces, respectively, and has a desired frequency (frequency required for the oscillator 1) according to the mass of the vibration element 3 including the excitation electrodes 3a and 3b. ).

本実施形態では、振動素子3は、パッケージ(容器)8に収容されている(振動素子3は、ベース8a上に配置されている電極パッド11と導電性接着材等の接続部材12にて固定されている)。パッケージ8は、ベース8aとベース8aを封止しているリッド(蓋)8bとを含み、ベース8aは、リジン等の接着部材9によってパッケージ4に接合されている。また、集積回路(IC)2は、接着部材9によってリッド8bに接合されている。   In the present embodiment, the vibration element 3 is housed in a package (container) 8 (the vibration element 3 is fixed to an electrode pad 11 disposed on a base 8a with a connection member 12 such as a conductive adhesive). Has been). The package 8 includes a base 8a and a lid (lid) 8b sealing the base 8a, and the base 8a is joined to the package 4 by an adhesive member 9 such as lysine. Further, the integrated circuit (IC) 2 is joined to the lid 8b by the adhesive member 9.

すなわち、図2(B)に示すように、発振器1を上面から視た平面視で、集積回路(IC)2とパッケージ8(振動素子3)とは重なっており、振動素子3を収容するパッケージ8のリッド8bに集積回路(IC)2が直付けされている。これにより、集積回路(IC)2の発熱が振動素子3に短時間で伝導するため、集積回路(IC)2と振動素子3の温度差が小さくなり、周波数制御回路として後述する例えば温度補償回路40による温度補償の誤差が小さい。従って、図2(A)〜図2(C)に示す発振器1の構造は、周波数精度を向上させるためにより有効である。なお、リッド8bの材料は熱伝導率が高い金属であることが望ましい。   That is, as shown in FIG. 2B, when the oscillator 1 is viewed in a plan view from above, the integrated circuit (IC) 2 and the package 8 (the vibrating element 3) overlap, and the package accommodating the vibrating element 3 is provided. The integrated circuit (IC) 2 is directly attached to the lid 8b of the eighth. As a result, the heat generated by the integrated circuit (IC) 2 is conducted to the vibration element 3 in a short time, so that the temperature difference between the integrated circuit (IC) 2 and the vibration element 3 is reduced, and a frequency control circuit, such as a temperature compensation circuit described later, is used. The error of the temperature compensation by 40 is small. Therefore, the structure of the oscillator 1 shown in FIGS. 2A to 2C is more effective for improving the frequency accuracy. The material of the lid 8b is desirably a metal having high thermal conductivity.

図3は発振器1の機能ブロック図である。図3に示すように、発振器1は、振動素子3と振動素子3を発振させるための集積回路(IC)2とを含む発振器であり、集積回路(IC)2と振動素子3はパッケージ4に収容されている。   FIG. 3 is a functional block diagram of the oscillator 1. As shown in FIG. 3, the oscillator 1 is an oscillator including a vibrating element 3 and an integrated circuit (IC) 2 for oscillating the vibrating element 3, and the integrated circuit (IC) 2 and the vibrating element 3 are mounted on a package 4. Is contained.

集積回路(IC)2は、電源端子であるVDD端子、接地端子であるVSS端子、出力端子であるOUT端子、周波数を制御する信号が入力される端子であるVC端子、振動素子3との接続端子であるXI端子及びXO端子が設けられている。VDD端子、VSS端子、OUT端子及びVC端子は、集積回路(IC)2の表面に露出しており、それぞれ、パッケージ4に設けられた外部端子VDD1,VSS1,OUT1,VC1と接続されている。また、XI端子は振動素子3の一端(一方の端子)と接続され、XO端子は振動素子3の他端(他方の端子)と接続される。   The integrated circuit (IC) 2 is connected to a VDD terminal serving as a power supply terminal, a VSS terminal serving as a ground terminal, an OUT terminal serving as an output terminal, a VC terminal serving as a terminal to which a signal for controlling frequency is input, and a connection with the vibration element 3. An XI terminal and an XO terminal, which are terminals, are provided. The VDD terminal, the VSS terminal, the OUT terminal, and the VC terminal are exposed on the surface of the integrated circuit (IC) 2 and are connected to the external terminals VDD1, VSS1, OUT1, and VC1 provided in the package 4, respectively. The XI terminal is connected to one end (one terminal) of the vibration element 3, and the XO terminal is connected to the other end (the other terminal) of the vibration element 3.

本実施形態では、集積回路(IC)2は、発振回路10、出力回路20、周波数調整回路30、AFC(Automatic Frequency Control)回路32、温度補償回路40、温度センサー50、レギュレーター回路60、記憶部70、及びシリアルインターフェース(I/F)回路80を含んで構成されている。なお、集積回路(IC)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。   In the present embodiment, the integrated circuit (IC) 2 includes an oscillation circuit 10, an output circuit 20, a frequency adjustment circuit 30, an AFC (Automatic Frequency Control) circuit 32, a temperature compensation circuit 40, a temperature sensor 50, a regulator circuit 60, and a storage unit. 70, and a serial interface (I / F) circuit 80. Note that the integrated circuit (IC) 2 may have a configuration in which some of these elements are omitted or changed, or other elements are added.

レギュレーター回路60は、VDD端子から供給される電源電圧VDD(正の電圧)に基づき、発振回路10、周波数調整回路30、AFC回路32、温度補償回路40、出力回路20の一部又は全部の電源電圧または基準電圧となる一定電圧を生成する。   The regulator circuit 60 supplies power to a part or all of the oscillation circuit 10, the frequency adjustment circuit 30, the AFC circuit 32, the temperature compensation circuit 40, and the output circuit 20 based on the power supply voltage VDD (positive voltage) supplied from the VDD terminal. Generate a constant voltage to be a voltage or a reference voltage.

記憶部70は、不揮発性メモリー72とレジスター74とを有しており、外部端子から、シリアルインターフェース回路80を介して、不揮発性メモリー72又はレジスター74に対するリード/ライトが可能に構成されている。本実施形態では、発振器1の外部端子と接続される集積回路(IC)2の端子はVDD,VSS,OUT,VCの4つしかないため、シリアルインターフェース回路80は、例えば、VDD端子の電圧が閾値よりも高い時に、VC端子から入力されるクロック信号とOUT端子から入力されるデータ信号を受け付け、不揮発性メモリー72あるいはレジスター74に対してデータのリード/ライトを行う。   The storage unit 70 has a nonvolatile memory 72 and a register 74, and is configured to be able to read / write the nonvolatile memory 72 or the register 74 from an external terminal via a serial interface circuit 80. In the present embodiment, since there are only four terminals of the integrated circuit (IC) 2 connected to the external terminal of the oscillator 1, VDD, VSS, OUT, and VC, the serial interface circuit 80 outputs, for example, a voltage of the VDD terminal. When the voltage is higher than the threshold value, a clock signal input from the VC terminal and a data signal input from the OUT terminal are received, and data is read / written from / to the nonvolatile memory 72 or the register 74.

不揮発性メモリー72は、各種の制御データを記憶するための記憶部であり、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種々の不揮発性メモリーであってもよいし、ワンタイムPROM(One Time Programmable Read Only Memory)のような書き換え不可能な種々の不揮発性メモリーであってもよい。   The nonvolatile memory 72 is a storage unit for storing various control data, and may be, for example, various rewritable nonvolatile memories such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) and a flash memory. However, various non-rewritable nonvolatile memories such as a one-time programmable read only memory (PROM) may be used.

不揮発性メモリー72には、周波数調整回路30を制御するための周波数調整データや、周波数制御回路としての例えば温度補償回路40を制御するための温度補償データ(1次補償データ、・・・、n次補償データ)が記憶される。さらに、不揮発性メモリー72には、出力回路20やAFC回路32をそれぞれ制御するためのデータ(不図示)も記憶される。   The nonvolatile memory 72 stores frequency adjustment data for controlling the frequency adjustment circuit 30 and temperature compensation data for controlling, for example, the temperature compensation circuit 40 as the frequency control circuit (primary compensation data,..., N). Next compensation data) is stored. Further, the nonvolatile memory 72 also stores data (not shown) for controlling the output circuit 20 and the AFC circuit 32, respectively.

周波数調整データは、発振器1の周波数を調整するためのデータであり、発振器1の周波数が所望の周波数からずれていた場合に、周波数調整データを書き換えることで、発振器1の周波数が所望の周波数に近づくように微調整することができる。   The frequency adjustment data is data for adjusting the frequency of the oscillator 1. When the frequency of the oscillator 1 deviates from a desired frequency, the frequency adjustment data is rewritten so that the frequency of the oscillator 1 becomes the desired frequency. It can be fine-tuned to get closer.

温度補償データ(1次補償データ、・・・、n次補償データ)は、発振器1の温度補償調整工程において算出される、発振器1の周波数温度特性の補正用のデータであり、例えば、振動素子3の周波数温度特性の各次数成分に応じた1次〜n次の係数値であってもよい。ここで、温度補償データの最大次数nとしては、振動素子3の周波数温度特性を打ち消し、さらに、集積回路(IC)2の温度特性の影響も補正可能な値が選択される。例えば、nは振動素子3の周波数温度特性の主要な次数よりも大きい整数値であってもよい。例えば、振動素子3がATカット水晶振動素子であれば、周波数温度特性は3次曲線を呈し、その主要な次数は3であるので、nとして3よりも大きい整数値(例えば、5又は6)が選択されてもよい。なお、温度補償データは、1次〜n次のすべての次数の補償データを含んでもよいし、1次〜n次のうちの一部の次数の補償データのみを含んでもよい。   The temperature compensation data (first-order compensation data,..., N-order compensation data) is data for correcting the frequency-temperature characteristic of the oscillator 1, which is calculated in the temperature compensation adjustment step of the oscillator 1. The first to n-th coefficient values corresponding to the respective order components of the frequency temperature characteristic of No. 3 may be used. Here, as the maximum order n of the temperature compensation data, a value that cancels the frequency-temperature characteristics of the vibrating element 3 and can also correct the influence of the temperature characteristics of the integrated circuit (IC) 2 is selected. For example, n may be an integer value larger than the main order of the frequency temperature characteristics of the vibration element 3. For example, if the vibrating element 3 is an AT-cut quartz vibrating element, the frequency-temperature characteristic exhibits a cubic curve, and its main order is 3, so that n is an integer value larger than 3 (for example, 5 or 6). May be selected. Note that the temperature compensation data may include compensation data of all the first to nth orders, or may include only compensation data of a part of the first to nth orders.

不揮発性メモリー72に記憶されている各データは、集積回路(IC)2の電源投入時(VDD端子の電圧が0Vから所望の電圧まで立ち上がる時)に不揮発性メモリー72からレジスター74に転送され、レジスター74に保持される。そして、周波数調整回路30にはレジスター74に保持される周波数調整データが入力され、温度補償回路40にはレジスター74に保持される温度補償データ(1次補償データ、・・・、n次補償データ)が入力され、出力回路20やAFC回路32にもレジスター74に保持される各制御用のデータが入力される。   Each data stored in the nonvolatile memory 72 is transferred from the nonvolatile memory 72 to the register 74 when the power of the integrated circuit (IC) 2 is turned on (when the voltage of the VDD terminal rises from 0 V to a desired voltage), It is held in the register 74. Then, the frequency adjustment data held in the register 74 is input to the frequency adjustment circuit 30, and the temperature compensation data (first-order compensation data,..., N-order compensation data) held in the register 74 is input to the temperature compensation circuit 40. ) Is input, and each control data held in the register 74 is also input to the output circuit 20 and the AFC circuit 32.

不揮発性メモリー72が書き換え不可能である場合には、発振器1の検査時において、外部端子からシリアルインターフェース回路80を介して、不揮発性メモリー72から転送される各データが保持されるレジスター74の各ビットに直接各データが書き込まれて発振器1が所望の特性を満たすように調整・選択され、調整・選択された各データが最終的に不揮発性メモリー72に書き込まれる。また、不揮発性メモリー72が書き換え可能である場合には、発振器1の検査時において、外部端子からシリアルインターフェース回路80を介して、不揮発性メモリー72に各データが書き込まれるようにしてもよい。ただし、不揮発性メモリー72への書き込みは一般に時間がかかるため、発振器1の検査時には、検査時間を短縮するために、外部端子からシリアルインターフェース回路80を介してレジスター74の各ビットに直接各データが書き込まれ、調整・選択された各データが最終的に不揮発性メモリー72に書き込まれるようにしてもよい。   When the nonvolatile memory 72 cannot be rewritten, when the oscillator 1 is inspected, each data of the register 74 in which each data transferred from the external memory via the serial interface circuit 80 via the serial interface circuit 80 is held is stored. Each data is directly written to the bit, and the oscillator 1 is adjusted and selected so as to satisfy a desired characteristic, and the adjusted and selected data is finally written to the nonvolatile memory 72. When the nonvolatile memory 72 is rewritable, each data may be written to the nonvolatile memory 72 from an external terminal via the serial interface circuit 80 when the oscillator 1 is inspected. However, since writing to the non-volatile memory 72 generally takes a long time, when the oscillator 1 is inspected, each data is directly written to each bit of the register 74 from an external terminal via the serial interface circuit 80 in order to shorten the inspection time. Each data that has been written and adjusted / selected may be finally written to the nonvolatile memory 72.

発振回路10は、振動素子3の出力信号を増幅して振動素子3にフィードバックすることで、振動素子3を発振させ、振動素子3の発振に基づく発振信号を出力する。例えば、レジスター74に保持された制御データによって、発振回路10の発振段電流が制御されてもよい。   The oscillation circuit 10 oscillates the oscillation element 3 by amplifying the output signal of the oscillation element 3 and feeds it back to the oscillation element 3, and outputs an oscillation signal based on the oscillation of the oscillation element 3. For example, the oscillation stage current of the oscillation circuit 10 may be controlled by the control data held in the register 74.

周波数調整回路30は、レジスター74に保持された周波数調整データに応じた電圧を発生させて、発振回路10の負荷容量として機能する可変容量素子(不図示)の一端に印加する。これにより、所定の温度(例えば、25℃)かつVC端子の電圧が所定の電圧(例えば、VDD/2)となる条件下での発振回路10の発振周波数(基準周波数)がほぼ所望の周波数となるように制御(微調整)される。   The frequency adjustment circuit 30 generates a voltage corresponding to the frequency adjustment data held in the register 74 and applies the generated voltage to one end of a variable capacitance element (not shown) functioning as a load capacitance of the oscillation circuit 10. As a result, the oscillation frequency (reference frequency) of the oscillation circuit 10 at a predetermined temperature (for example, 25 ° C.) and the voltage of the VC terminal becomes a predetermined voltage (for example, VDD / 2) becomes substantially the desired frequency. Is controlled (fine-tuned).

AFC回路32は、VC端子の電圧に応じた電圧を発生させて、発振回路10の負荷容量として機能する可変容量素子(不図示)の一端に印加する。これにより、発振回路10の発振周波数(振動素子3の発振周波数)が、VC端子の電圧値に基づき制御される。例えば、レジスター74に保持された制御データによって、AFC回路32のゲインが制御されてもよい。   The AFC circuit 32 generates a voltage corresponding to the voltage of the VC terminal and applies the generated voltage to one end of a variable capacitance element (not shown) functioning as a load capacitance of the oscillation circuit 10. Thereby, the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 (the oscillation frequency of the vibration element 3) is controlled based on the voltage value of the VC terminal. For example, the gain of the AFC circuit 32 may be controlled by the control data held in the register 74.

温度センサー50は、その周辺の温度に応じた信号(例えば、温度に応じた電圧)を出力する感温素子である。温度センサー50は、温度が高いほど出力電圧が高い正極性のものであってもよいし、温度が高いほど出力電圧が低い負極性のものであってもよい。なお、温度センサー50としては、発振器1の動作が保証される所望の温度範囲において、温度変化に対して出力電圧ができるだけ線形に変化するものが望ましい。   The temperature sensor 50 is a temperature-sensitive element that outputs a signal (for example, a voltage corresponding to the temperature) according to a temperature around the temperature sensor 50. The temperature sensor 50 may be of a positive polarity having a higher output voltage as the temperature is higher, or may be of a negative polarity having a lower output voltage as the temperature is higher. It is desirable that the temperature sensor 50 be such that the output voltage changes as linearly as possible with a temperature change in a desired temperature range in which the operation of the oscillator 1 is guaranteed.

温度補償回路40は、温度センサー50からの出力信号が入力され、振動素子3の周波数温度特性を補償するための電圧(温度補償電圧)を発生させて、発振回路10の負荷容量として機能する可変容量素子(不図示)の一端に印加する。これにより、発振回路10の発振周波数が、温度によらずほぼ一定になるように制御される。本実施形態では、温度補償回路40は、1次電圧発生回路41−1〜n次電圧発生回路41−n及び加算回路42を含んで構成されている。   The temperature compensation circuit 40 receives the output signal from the temperature sensor 50, generates a voltage (temperature compensation voltage) for compensating the frequency-temperature characteristics of the vibrating element 3, and functions as a load capacitance of the oscillation circuit 10. It is applied to one end of a capacitive element (not shown). Thus, the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 is controlled so as to be substantially constant regardless of the temperature. In the present embodiment, the temperature compensating circuit 40 includes primary voltage generating circuits 41-1 to n-th voltage generating circuits 41-n and an adding circuit 42.

1次電圧発生回路41−1〜n次電圧発生回路41−nは、それぞれ、温度センサー50からの出力信号が入力され、レジスター74に保持された1次補償データ〜n次補償データに応じて、周波数温度特性の1次成分からn次成分を補償するための1次補償電圧〜n次補償電圧を発生させる。   Primary voltage generation circuits 41-1 to n-th voltage generation circuits 41-n receive an output signal from the temperature sensor 50 and respond to the primary compensation data to the n-th compensation data held in the register 74, respectively. And a primary compensation voltage to an n-th compensation voltage for compensating the n-th component from the first-order component of the frequency temperature characteristic.

加算回路42は、1次電圧発生回路41−1〜n次電圧発生回路41−nがそれぞれ発生させる1次補償電圧〜n次補償電圧を加算して出力する。この加算回路42の出力電圧が温度補償回路40の出力電圧(温度補償電圧)となる。   The adding circuit 42 adds and outputs the primary compensation voltage to the n-th compensation voltage generated by the primary voltage generation circuits 41-1 to 41-n, respectively. The output voltage of the adder circuit 42 becomes the output voltage (temperature compensation voltage) of the temperature compensation circuit 40.

出力回路20は、発振回路10が出力する発振信号が入力され、外部出力用の発振信号を生成し、OUT端子を介して外部に出力する。例えば、レジスター74に保持された制御データによって、出力回路20における発振信号の分周比や出力レベルが制御されてもよい。   The output circuit 20 receives an oscillation signal output from the oscillation circuit 10, generates an oscillation signal for external output, and outputs the oscillation signal to the outside via the OUT terminal. For example, the frequency division ratio and output level of the oscillation signal in the output circuit 20 may be controlled by the control data held in the register 74.

このように構成された発振器1は、所望の温度範囲において、温度によらず、外部端子VC1の電圧に応じた一定の周波数の発振信号を出力する電圧制御型の温度補償型発振器(振動素子3が水晶振動素子であればVC−TCXO(Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator))として機能する。   The oscillator 1 configured in this manner is a voltage-controlled temperature-compensated oscillator (oscillating element 3) that outputs an oscillation signal of a constant frequency according to the voltage of the external terminal VC1 regardless of the temperature within a desired temperature range. If it is a crystal vibrating element, it functions as a VC-TCXO (Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator).

[発振器の製造方法]
図4は、本実施形態の発振器1の製造方法の手順の一例を示すフローチャート図である。図4の工程S10〜S70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。また、可能な範囲で、各工程の順番を適宜変更してもよい。
[Oscillator manufacturing method]
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a procedure of a method of manufacturing the oscillator 1 according to the present embodiment. A part of steps S10 to S70 in FIG. 4 may be omitted or changed, or another step may be added. In addition, the order of each step may be appropriately changed to the extent possible.

図4の例では、まず、パッケージ4に集積回路(IC)2と振動素子3(振動素子3を収容したパッケージ8)を搭載する(S10)。工程S10により、集積回路(IC)2と振動素子3は、パッケージ4の内部又は凹部の表面に設けられた配線によって接続され、集積回路(IC)2に電源を供給すると集積回路(IC)2と振動素子3とが電気的に接続される状態になる。   In the example of FIG. 4, first, the integrated circuit (IC) 2 and the vibration element 3 (the package 8 containing the vibration element 3) are mounted on the package 4 (S10). In step S10, the integrated circuit (IC) 2 and the vibrating element 3 are connected by wiring provided inside the package 4 or on the surface of the concave portion, and when power is supplied to the integrated circuit (IC) 2, the integrated circuit (IC) 2 And the vibration element 3 are electrically connected.

次に、リッド5によりパッケージ4を封止し、熱処理を行ってリッド5をパッケージ4に接着させる(S20)。この工程S20により、発振器1の組み立てが完了する。   Next, the package 4 is sealed with the lid 5, and heat treatment is performed to adhere the lid 5 to the package 4 (S20). By this step S20, the assembly of the oscillator 1 is completed.

次に、発振器1の基準周波数(基準温度T0(例えば、25℃)での周波数)を調整する(S30)。この工程S30では、基準温度T0で発振器1を発振させて周波数を測定し、周波数偏差が0に近づくように周波数調整データを決定する。   Next, the reference frequency (frequency at the reference temperature T0 (for example, 25 ° C.)) of the oscillator 1 is adjusted (S30). In this step S30, the frequency is measured by oscillating the oscillator 1 at the reference temperature T0, and the frequency adjustment data is determined so that the frequency deviation approaches zero.

次に、発振器1のVC感度を調整する(S40)。この工程S40では、基準温度T0において、外部端子VC1に所定の電圧(例えば、0VやVDD)を印加した状態で発振器1を発振させて周波数を測定し、所望のVC感度が得られるように、AFC回路32の調整データを決定する。   Next, the VC sensitivity of the oscillator 1 is adjusted (S40). In this step S40, at the reference temperature T0, the oscillator 1 is oscillated in a state where a predetermined voltage (for example, 0 V or VDD) is applied to the external terminal VC1, the frequency is measured, and a desired VC sensitivity is obtained. The adjustment data of the AFC circuit 32 is determined.

次に、発振器1の温度補償調整を行う(S50)。この温度補償調整工程S50では、所望の温度範囲(例えば、−40℃以上85℃以下)において、複数の温度で発振器1の周波数を測定し、測定結果に基づいて、発振器1の周波数温度特性を補正するための温度補償データ(1次補償データ、・・・、n次補償データ)を生成する。具体的には、温度補償データの算出プログラムが、複数の温度での周波数の測定結果を用いて、発振器1の周波数温度特性(振動素子3の周波数温度特性と集積回路(IC)2の温度特性を含む)を、温度(温度センサー50の出力電圧)を変数とするn次の式で近似し、近似式に応じた温度補償データ(1次補償データ、・・・、n次補償データ)を生成する。例えば、温度補償データの算出プログラムは、基準温度T0における周波数偏差を0とし、かつ、所望の温度範囲での周波数偏差の幅を小さくするような温度補償データ(1次補償データ、・・・、n次補償データ)を生成する。   Next, the temperature compensation of the oscillator 1 is adjusted (S50). In the temperature compensation adjustment step S50, the frequency of the oscillator 1 is measured at a plurality of temperatures in a desired temperature range (for example, −40 ° C. or more and 85 ° C. or less), and the frequency temperature characteristic of the oscillator 1 is determined based on the measurement result. Generate temperature compensation data (primary compensation data,..., N-order compensation data) for correction. More specifically, the temperature compensation data calculation program uses the frequency measurement results at a plurality of temperatures to calculate the frequency temperature characteristics of the oscillator 1 (the frequency temperature characteristics of the vibrating element 3 and the temperature characteristics of the integrated circuit (IC) 2). ) Is approximated by an n-th order equation with temperature (output voltage of the temperature sensor 50) as a variable, and temperature compensation data (first order compensation data,..., N-th order compensation data) corresponding to the approximation equation is obtained. Generate. For example, the temperature compensation data calculation program sets temperature compensation data (primary compensation data,..., Etc.) such that the frequency deviation at the reference temperature T0 is 0 and the width of the frequency deviation in a desired temperature range is reduced. n-order compensation data).

次に、記憶部70の不揮発性メモリー72に、工程S30、S40及びS50で得られた各データを記憶させる(S60)。   Next, the data obtained in steps S30, S40, and S50 are stored in the non-volatile memory 72 of the storage unit 70 (S60).

最後に、発振器1の周波数温度特性を測定し、良否を判定する(S70)。この工程S70では、温度を徐々に変化させながら発振器1の周波数を測定し、所望の温度範囲(例えば、−40℃以上85℃以下)において周波数偏差が所定範囲内にあるか否かを評価し、周波数偏差が所定範囲内にあれば良品、所定範囲内になければ不良品と判定する。   Finally, the frequency temperature characteristics of the oscillator 1 are measured, and the quality is determined (S70). In this step S70, the frequency of the oscillator 1 is measured while gradually changing the temperature, and it is evaluated whether or not the frequency deviation is within a predetermined range in a desired temperature range (for example, −40 ° C. or more and 85 ° C. or less). If the frequency deviation is within the predetermined range, it is determined to be good, and if not, the product is determined to be defective.

[発振器の周波数温度特性]
発振器1の周波数温度特性は、振動素子3の周波数可変感度(素子感度)と相関がある。図5は、温度補償電圧と補償電圧感度(温度補償電圧の変化に対する周波数変化の度合い)との関係の一例を示す図である。図5において、横軸は温度補償電圧(単位:V)、縦軸は補償電圧感度(単位:ppm/V)である。実線は、周波数可変感度の高い振動素子3を用いた場合のグラフであり、破線は、周波数可変感度の低い振動素子3を用いた場合のグラフである。
[Oscillator frequency temperature characteristics]
The frequency temperature characteristic of the oscillator 1 has a correlation with the frequency variable sensitivity (element sensitivity) of the vibration element 3. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a relationship between the temperature compensation voltage and the compensation voltage sensitivity (the degree of frequency change with respect to a change in the temperature compensation voltage). In FIG. 5, the horizontal axis represents the temperature compensation voltage (unit: V), and the vertical axis represents the compensation voltage sensitivity (unit: ppm / V). The solid line is a graph when the vibration element 3 having high frequency variable sensitivity is used, and the broken line is a graph when the vibration element 3 having low frequency variable sensitivity is used.

図5に示すように、周波数可変感度が低い振動素子3を用いた場合、発振器1の周波数可変幅を、所望の温度範囲(例えば、−40℃〜+85℃)での振動素子3の周波数偏差の幅よりも大きくするために、集積回路(IC)2は温度補償電圧の可変範囲(図5のΔV2)を広くする必要が生じる。そうすると、可変容量素子(例えば、バラクター)に、補償電圧感度がほぼ一定となる電圧範囲を超えた温度補償電圧が印加されることになり、温度補償精度が劣化するため、発振器1の周波数温度特性が劣化する。これに対して、周波数可変感度が高い振動素子3を用いた場合、集積回路(IC)2は温度補償電圧の可変範囲(図5のΔV1)を狭くすることができる。そうすると、可変容量素子に印加される温度補償電圧は、補償電圧感度がほぼ一定となる電圧範囲内となり、発振器1の周波数温度特性が向上する。   As shown in FIG. 5, when the vibrating element 3 having low frequency variable sensitivity is used, the frequency variable width of the oscillator 1 is set to be equal to the frequency deviation of the vibrating element 3 in a desired temperature range (for example, −40 ° C. to + 85 ° C.). In this case, it is necessary for the integrated circuit (IC) 2 to widen the variable range of the temperature compensation voltage (ΔV2 in FIG. 5). Then, a temperature compensation voltage exceeding a voltage range in which the compensation voltage sensitivity becomes substantially constant is applied to the variable capacitance element (for example, a varactor), and the temperature compensation accuracy is deteriorated. Deteriorates. On the other hand, when the vibrating element 3 having high frequency variable sensitivity is used, the integrated circuit (IC) 2 can narrow the variable range of the temperature compensation voltage (ΔV1 in FIG. 5). Then, the temperature compensation voltage applied to the variable capacitance element falls within a voltage range where the compensation voltage sensitivity is substantially constant, and the frequency temperature characteristics of the oscillator 1 are improved.

すなわち、振動素子3の周波数可変感度が高いほど、所望の温度範囲における発振器1の周波数偏差を小さくすることができる。そして、振動素子3の周波数可変感度が高いほど補償電圧感度も高くなるから、補償電圧感度が高いほど、所望の温度範囲における発振器1の周波数偏差を小さくすることができると言える。   That is, the higher the frequency variable sensitivity of the vibrating element 3, the smaller the frequency deviation of the oscillator 1 in a desired temperature range. Since the compensation voltage sensitivity increases as the frequency variable sensitivity of the vibrating element 3 increases, it can be said that the frequency deviation of the oscillator 1 in a desired temperature range can be reduced as the compensation voltage sensitivity increases.

図6は、振動素子3として周波数可変感度の異なる3つの振動素子の各々を用いた、公称周波数が19.2MHzである発振器1の周波数偏差の実測値(−40℃〜+85℃での発振器1の周波数偏差(絶対値)の最悪値)をプロットした図である。図6において、横軸は温度補償電圧の可変範囲の中心電圧での補償電圧感度(単位:ppm/V)であり、縦軸は発振器1の周波数偏差(最悪値)(単位:ppm)である。実線は、プロットされた3点(A点,B点,C点)に対して2次の多項式で近似した曲線であり、横軸をx、縦軸をyとすると、y=0.036x2−0.3242x+7.4074を満たす曲線である。図6に示すように、補償電圧感度が32ppm/V程度の発振器1の周波数偏差(最悪値)(A点)は0.7ppmを越えているのに対して、補償電圧感度が41ppm/V程度の発振器1の周波数偏差(最悪値)(B点)は0.2ppmよりも小さい。さらに、補償電圧感度が47ppm/V程度の発振器1の周波数偏差(最悪値)(C点)は0.15ppmよりも小さい。 FIG. 6 shows measured values of the frequency deviation of the oscillator 1 having a nominal frequency of 19.2 MHz (oscillator 1 at −40 ° C. to + 85 ° C.) using each of three vibrating elements having different frequency variable sensitivities as the vibrating element 3. FIG. 4 is a diagram in which the worst value of the frequency deviation (absolute value) of the data is plotted. In FIG. 6, the horizontal axis represents the compensation voltage sensitivity (unit: ppm / V) at the center voltage of the variable range of the temperature compensation voltage, and the vertical axis represents the frequency deviation (worst value) of the oscillator 1 (unit: ppm). . The solid line is a curve obtained by approximating the plotted three points (points A, B, and C) by a quadratic polynomial. Assuming that the horizontal axis is x and the vertical axis is y, y = 0.036x 2 The curve satisfies −0.3242x + 7.4074. As shown in FIG. 6, the frequency deviation (worst value) (point A) of the oscillator 1 having the compensation voltage sensitivity of about 32 ppm / V exceeds 0.7 ppm, while the compensation voltage sensitivity is about 41 ppm / V. The frequency deviation (worst value) (point B) of the oscillator 1 is smaller than 0.2 ppm. Further, the frequency deviation (worst value) (point C) of the oscillator 1 having the compensation voltage sensitivity of about 47 ppm / V is smaller than 0.15 ppm.

図7(A)及び図7(B)に、それぞれ、A点に対応する発振器1の周波数温度特性の実測値及びC点に対応する発振器1の周波数温度特性の実測値を示す。図7(A)及び図7(B)において、横軸は温度(単位:℃)であり、縦軸は周波数偏差(単位:ppm)である。図7(A)に示すように、A点に対応する補償電圧感度が32ppm/V程度の発振器1は、−40℃付近で周波数偏差(絶対値)が最も大きく、0.7ppmを越えている。これに対して、図7(B)に示すように、C点に対応する補償電圧感度が47ppm/V程度の発振器1は、−40℃〜+85℃の温度範囲で周波数偏差が±0.15ppm(±150ppb:−150ppb以上+150ppb以下)の範囲にある。   7 (A) and 7 (B) show measured values of the frequency temperature characteristic of the oscillator 1 corresponding to the point A and measured values of the frequency temperature characteristic of the oscillator 1 corresponding to the point C, respectively. 7A and 7B, the horizontal axis represents temperature (unit: ° C.), and the vertical axis represents frequency deviation (unit: ppm). As shown in FIG. 7A, the oscillator 1 having a compensation voltage sensitivity of about 32 ppm / V corresponding to the point A has the largest frequency deviation (absolute value) around −40 ° C. and exceeds 0.7 ppm. . On the other hand, as shown in FIG. 7B, the oscillator 1 having a compensation voltage sensitivity of about 47 ppm / V corresponding to the point C has a frequency deviation of ± 0.15 ppm in a temperature range of −40 ° C. to + 85 ° C. (± 150 ppb: -150 ppb or more and +150 ppb or less).

0℃以上+70℃以下、−5℃以上+85℃以下、−40℃以上+85℃以下の温度範囲は市場に存在する発振器の周波数温度特性を規定する代表的な温度範囲であり、少なくとも、−5℃以上+85℃以下あるいは−40℃以上+85℃以下の温度範囲で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の特性を有する温度補償型の発振器はこれまで存在していない。すなわち、図6のC点の実測値(図7(B)の実測値)が得られた発振器1は、他に類を見ない新規な温度補償型の発振器であり、例えば、OCXOが利用されているような高い周波数精度が要求される電子機器にも利用可能である。   The temperature ranges of 0 ° C. to + 70 ° C., −5 ° C. to + 85 ° C., and −40 ° C. to + 85 ° C. are typical temperature ranges that define the frequency temperature characteristics of the oscillators on the market. There has not been a temperature-compensated oscillator having a frequency deviation of -150 ppb or more and +150 ppb or less in a temperature range of not less than + 85 ° C or not less than -40 ° C and not more than + 85 ° C. That is, the oscillator 1 from which the actual measurement value at the point C in FIG. 6 (the actual measurement value in FIG. 7B) is obtained is a unique temperature-compensated oscillator unlike any other, and for example, OCXO is used. It can also be used for electronic devices that require such high frequency accuracy.

そして、図6の近似曲線より、補償電圧感度(温度補償電圧の可変範囲の中心電圧での補償電圧感度)が42ppm/V以上である19.2MHzの発振器1は、−40℃以上+85℃以下の温度範囲で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下であると言える。ただし、振動素子3の周波数可変感度が高すぎると、温度補償電圧の可変範囲が狭くなりすぎて温度補償精度が劣化し、発振器1の周波数偏差が大きくなる場合もあり得る。従って、図6の近似曲線より、−40℃以上+85℃以下の温度範囲で19.2MHzの発振器1の周波数偏差を−150ppb以上+150ppb以下とするためには、補償電圧感度(温度補償電圧の可変範囲の中心電圧での補償電圧感度)が47ppm/V以下であることが好ましい。   According to the approximate curve in FIG. 6, the 19.2 MHz oscillator 1 whose compensation voltage sensitivity (compensation voltage sensitivity at the center voltage of the variable range of the temperature compensation voltage) is 42 ppm / V or more is −40 ° C. or more and + 85 ° C. or less. It can be said that the frequency deviation is -150 ppb or more and +150 ppb or less in the temperature range of. However, if the frequency variable sensitivity of the vibrating element 3 is too high, the variable range of the temperature compensation voltage becomes too narrow, the temperature compensation accuracy deteriorates, and the frequency deviation of the oscillator 1 may increase. Therefore, according to the approximation curve of FIG. 6, in order to make the frequency deviation of the oscillator 1 of 19.2 MHz in the temperature range of −40 ° C. to + 85 ° C. to −150 ppb to +150 ppb, the compensation voltage sensitivity (variable temperature compensation voltage) The compensation voltage sensitivity at the center voltage of the range) is preferably 47 ppm / V or less.

振動素子3として、従来の温度補償型発振器では使用されていなかった周波数可変感度の高い振動素子を用いることで、補償電圧感度が42ppm/V以上47ppm/V以下の発振器1を実現することができる。   By using a vibrating element having high frequency variable sensitivity, which has not been used in the conventional temperature-compensated oscillator, as the vibrating element 3, the oscillator 1 having a compensation voltage sensitivity of not less than 42 ppm / V and not more than 47 ppm / V can be realized. .

振動素子3の周波数可変感度は、振動素子3の励振電極3a,3bのサイズに比例して大きくなるため、励振電極3a,3bを大きくすることにより周波数可変感度の高い振動素子3を実現することができる。ただし、励振電極3a,3bを大きくしすぎると、振動素子3が大きくなりすぎて発振器1の小型化の妨げとなり、また、振動素子3の周波数可変感度が高くなりすぎて発振器1の周波数温度特性が劣化する場合もあるので、励振電極3a,3b(振動素子3)を適切なサイズにすることが望ましい。   Since the frequency variable sensitivity of the vibration element 3 increases in proportion to the size of the excitation electrodes 3a and 3b of the vibration element 3, it is possible to realize the vibration element 3 with high frequency variable sensitivity by increasing the excitation electrodes 3a and 3b. Can be. However, if the excitation electrodes 3a and 3b are too large, the vibrating element 3 becomes too large and hinders downsizing of the oscillator 1, and the frequency variable sensitivity of the vibrating element 3 becomes too high and the frequency temperature characteristic of the oscillator 1 becomes too high. In some cases, the size of the excitation electrodes 3a and 3b (the vibrating element 3) is preferably set to an appropriate size.

ここで、図8に示す振動素子3の等価回路において、等価並列容量C0は、励振電極3a,3bの面積及び励振電極3a,3bの間隔によって決まり、等価並列容量C0が大きいほど等価直列容量C1も大きくなるので、等価直列容量C1と補償電圧感度との間には相関がある。   Here, in the equivalent circuit of the vibrating element 3 shown in FIG. 8, the equivalent parallel capacitance C0 is determined by the area of the excitation electrodes 3a and 3b and the interval between the excitation electrodes 3a and 3b. As the equivalent parallel capacitance C0 increases, the equivalent series capacitance C1 increases. Therefore, there is a correlation between the equivalent series capacitance C1 and the compensation voltage sensitivity.

図9は、振動素子3として等価直列容量C1が異なる4つの振動素子の各々を用いた発振器1の補償電圧感度をプロットした図である。図9において、横軸は等価直列容量C1(単位:fF)であり、縦軸は温度補償電圧の可変範囲の中心電圧での補償電圧感度(単位:ppm/V)である。実線は、プロットされた4点(D点,E点,F点,G点)に対して線形近似した直線であり、横軸をx、縦軸をyとすると、y=6.793x+31.662を満たす直線である。図9の近似直線より、振動素子3として等価直列容量C1が1.5fFよりも大きい振動素子を用いた発振器1は、補償電圧感度(温度補償電圧の可変範囲の中心電圧での補償電圧感度)が42ppm/V以上であると言える。また、振動素子3として等価直列容量C1が2.5fFよりも小さい振動素子を用いた発振器1は、補償電圧感度(温度補償電圧の可変範囲の中心電圧での補償電圧感度)が47ppm/V以下である。   FIG. 9 is a diagram plotting the compensation voltage sensitivity of the oscillator 1 using each of the four vibrating elements having a different equivalent series capacitance C1 as the vibrating element 3. In FIG. 9, the horizontal axis is the equivalent series capacitance C1 (unit: fF), and the vertical axis is the compensation voltage sensitivity (unit: ppm / V) at the center voltage of the variable range of the temperature compensation voltage. The solid line is a straight line that is linearly approximated to the plotted four points (D point, E point, F point, and G point). Assuming that the horizontal axis is x and the vertical axis is y, y = 6.793x + 31.662. Is a straight line that satisfies According to the approximation straight line in FIG. 9, the oscillator 1 using the vibrating element having the equivalent series capacitance C1 larger than 1.5 fF as the vibrating element 3 has the compensation voltage sensitivity (compensation voltage sensitivity at the center voltage of the variable range of the temperature compensation voltage). Is 42 ppm / V or more. The oscillator 1 using the vibrating element having an equivalent series capacitance C1 smaller than 2.5 fF as the vibrating element 3 has a compensation voltage sensitivity (compensation voltage sensitivity at the center voltage of the variable range of the temperature compensation voltage) of 47 ppm / V or less. It is.

すなわち、振動素子3として等価直列容量C1が1.5fFよりも大きく2.5fFよりも小さい振動素子を用いることで、補償電圧感度(温度補償電圧の可変範囲の中心電圧での補償電圧感度)が42ppm/V以上47ppm/V以下となり、−40℃以上+85℃以下の温度範囲で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下である19.2MHzの発振器1を実現可能である。   That is, by using a vibrating element whose equivalent series capacitance C1 is larger than 1.5 fF and smaller than 2.5 fF as the vibrating element 3, the compensation voltage sensitivity (compensation voltage sensitivity at the center voltage of the variable range of the temperature compensation voltage) is improved. The oscillator 1 of 42 ppm / V or more and 47 ppm / V or less and having a frequency deviation of -150 ppb or more and +150 ppb or less in a temperature range of -40 ° C or more and + 85 ° C or less can be realized.

ところで、発振器1の周波数が高いほど、振動素子3として共振周波数の高い振動素子が用いられる。共振周波数Frは、図8の等価回路における等価直列容量C1と等価直列インダクタンスL1を用いて、式(1)で表される。   By the way, as the frequency of the oscillator 1 increases, a vibration element having a higher resonance frequency is used as the vibration element 3. The resonance frequency Fr is expressed by Expression (1) using the equivalent series capacitance C1 and the equivalent series inductance L1 in the equivalent circuit of FIG.

Figure 2020005298
Figure 2020005298

共振周波数の高い振動素子3ほど、振動片が薄くなって質量が小さくなるため等価直列インダクタンスL1が小さくなり、励振電極3a,3bの間隔が小さくなるため等価直列容量C1は大きくなる。そして、等価直列容量C1が大きくなるため、発振器1の補償電圧感度が高くなる。   As the vibrating element 3 has a higher resonance frequency, the vibrating reed becomes thinner and the mass becomes smaller, so that the equivalent series inductance L1 becomes smaller, and the interval between the excitation electrodes 3a, 3b becomes smaller, so that the equivalent series capacitance C1 becomes larger. Since the equivalent series capacitance C1 increases, the compensation voltage sensitivity of the oscillator 1 increases.

図10は、発振器1の周波数と等価直列容量C1との関係を示す図であり、横軸は発振器1の公称周波数(振動素子3の共振周波数)(単位:MHz)であり、縦軸は等価直列容量C1(単位:fF)である。図10において、H点,I点,J点,K点,L点は、振動素子3として励振電極のサイズが同じであって共振周波数が異なる5つの振動素子の各々を用いた発振器1における等価直列容量C1の実測値をプロットしたものである。また、M点,N点,O点は、振動素子3として励振電極のサイズが同じであって共振周波数が異なる3つの振動素子の各々を用いた発振器1における等価直列容量C1の実測値をプロットしたものである。H点,I点,J点,K点,L点に対応する振動素子は、M点,N点,O点に対応する振動素子よりもサイズが大きく、周波数可変感度が高いものである。実線は、プロットされた5点(H点,I点,J点,K点,L点)に対して2次の多項式で近似した曲線であり、横軸をx、縦軸をyとすると、y=0.00279x2−0.05684x+2.69481を満たす曲線である。また、破線は、プロットされた3点(M点,N点,O点)に対して線形近似した直線であり、横軸をx、縦軸をyとすると、y=0.06x+0.55を満たす直線である。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the frequency of the oscillator 1 and the equivalent series capacitance C1, where the horizontal axis is the nominal frequency of the oscillator 1 (the resonance frequency of the vibrating element 3) (unit: MHz), and the vertical axis is the equivalent. This is the series capacitance C1 (unit: fF). In FIG. 10, points H, I, J, K, and L are equivalent in the oscillator 1 using each of the five vibration elements having the same excitation electrode size and different resonance frequency as the vibration element 3. It is a plot of the measured value of the series capacitance C1. The points M, N, and O plot actual measured values of the equivalent series capacitance C1 in the oscillator 1 using each of the three vibrating elements having the same excitation electrode size and different resonance frequency as the vibrating element 3. It was done. The vibrating elements corresponding to the H point, the I point, the J point, the K point, and the L point are larger in size and higher in frequency variable sensitivity than the vibrating elements corresponding to the M point, the N point, and the O point. The solid line is a curve obtained by approximating the plotted five points (H point, I point, J point, K point, and L point) with a quadratic polynomial. Assuming that the horizontal axis is x and the vertical axis is y, is a curve that satisfies the y = 0.00279x 2 -0.05684x + 2.69481. The broken line is a straight line that is linearly approximated to the three plotted points (M point, N point, and O point). If the horizontal axis is x and the vertical axis is y, y = 0.06x + 0.55. It is a straight line that satisfies.

上述した通り、発振器1では等価直列容量C1が1.5fFよりも大きければ、補償電圧感度が42ppm/V以上であると言えるので、H点,I点,J点,K点,L点,M点,N点,O点に対応する発振器1は、いずれも補償電圧感度が42ppm/V以上である。また、破線で示される近似直線より、振動素子3の共振周波数をFrとしたときの等価直列容量C1が、C1≧0.06×Fr+0.55(fF)を満たす発振器1は、補償電圧感度が42ppm/V以上であると言えるので、−40℃以上+85℃以下で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の周波数温度特性を満たすことが可能である。さらに、実線で示される近似曲線より、振動素子3の共振周波数をFr(MHz)としたときの等価直列容量C1(fF)が、C1≧0.00279×Fr2−0.05684×Fr+2.69481を満たす発振器1は、補償電圧感度が42ppm/Vよりも相当高いと言えるので、−40℃以上+85℃以下で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の周波数温度特性をより満たしやすい。 As described above, in the oscillator 1, if the equivalent series capacitance C1 is larger than 1.5 fF, it can be said that the compensation voltage sensitivity is 42 ppm / V or more, so that the points H, I, J, K, L, M The oscillator 1 corresponding to the points N, O has a compensation voltage sensitivity of 42 ppm / V or more. Further, based on the approximate straight line indicated by the broken line, the oscillator 1 whose equivalent series capacitance C1 satisfies C1 ≧ 0.06 × Fr + 0.55 (fF) when the resonance frequency of the vibrating element 3 is Fr has a compensation voltage sensitivity. Since it can be said that it is 42 ppm / V or more, it is possible to satisfy the frequency temperature characteristic in which the frequency deviation is −150 ppb or more and +150 ppb or less at −40 ° C. or more and + 85 ° C. or less. Further, from the approximate curve shown by the solid line, the equivalent series capacitance C1 (fF) when the resonance frequency of the vibrating element 3 is Fr (MHz) is C1 ≧ 0.00279 × Fr 2 −0.05684 × Fr + 2.669481. Since it can be said that the oscillator 1 that satisfies the above condition has a compensation voltage sensitivity considerably higher than 42 ppm / V, it is easier to satisfy the frequency temperature characteristic of the frequency deviation of −150 ppb to +150 ppb at −40 ° C. or more and + 85 ° C. or less.

なお、上述した通り、19.2MHzの発振器1では、−150ppb以上+150ppb以下の周波数偏差を満たすためには、補償電圧感度が47ppm/以下(等価直列容量C1が2.5fF以下)であることが好ましいが、発振器1の周波数に応じて補償電圧感度(等価直列容量C1)の上限値は異なる。従って、発振器1の周波数に応じて、振動素子3の励振電極3a,3b(振動素子3)を適切なサイズにすることが望ましい。   As described above, in the 19.2 MHz oscillator 1, the compensation voltage sensitivity may be 47 ppm / or less (the equivalent series capacitance C1 is 2.5 fF or less) in order to satisfy the frequency deviation of −150 ppb or more and +150 ppb or less. Preferably, the upper limit of the compensation voltage sensitivity (equivalent series capacitance C1) differs according to the frequency of the oscillator 1. Therefore, it is desirable that the excitation electrodes 3a and 3b (the vibrating element 3) of the vibrating element 3 have an appropriate size according to the frequency of the oscillator 1.

図10では、周波数温度特性に優れた発振器1の条件を発振器1の周波数と等価直列容量C1との関係で規定したが、発振器1の周波数と、等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比γ(=C0/C1)との関係で規定することもできる。図11は、発振器1の周波数と容量比γとの関係を示す図であり、横軸は発振器1の公称周波数(振動素子3の共振周波数)(単位:MHz)であり、縦軸は容量比γである。図11において、P点,Q点,R点,S点,T点は、振動素子3として図10のH点,I点,J点,K点,L点に対応する5つの振動素子の各々を用いた発振器1における容量比γの実測値をプロットしたものである。実線は、プロットされた5点(P点,Q点,R点,S点,T点)に対して2次の多項式で近似した曲線であり、横軸をx、縦軸をyとすると、y=0.022x2−4.969x+417.929を満たす曲線である。この近似曲線より、振動素子3の共振周波数をFr(MHz)としたときの等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比γ(=C0/C1)が、γ≧0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929を満たす発振器1は、−40℃以上+85℃以下で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の周波数温度特性を満たしやすいと言える。 In FIG. 10, the conditions of the oscillator 1 having excellent frequency temperature characteristics are defined by the relationship between the frequency of the oscillator 1 and the equivalent series capacitance C1, but the frequency of the oscillator 1 and the capacitance of the equivalent parallel capacitance C0 and the equivalent series capacitance C1 are defined. It can also be defined in relation to the ratio γ (= C0 / C1). FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the frequency of the oscillator 1 and the capacitance ratio γ, where the horizontal axis represents the nominal frequency of the oscillator 1 (the resonance frequency of the vibrating element 3) (unit: MHz), and the vertical axis represents the capacitance ratio. γ. In FIG. 11, points P, Q, R, S, and T correspond to five vibrating elements corresponding to points H, I, J, K, and L in FIG. Is a plot of the actually measured value of the capacitance ratio γ in the oscillator 1 using the equation (1). The solid line is a curve obtained by approximating the plotted five points (P point, Q point, R point, S point, and T point) by a quadratic polynomial. Assuming that the horizontal axis is x and the vertical axis is y, is a curve that satisfies the y = 0.022x 2 -4.969x + 417.929. From this approximate curve, the capacitance ratio γ (= C0 / C1) between the equivalent parallel capacitance C0 and the equivalent series capacitance C1 when the resonance frequency of the vibrating element 3 is Fr (MHz) is γ ≧ 0.022 × Fr 2 It can be said that the oscillator 1 that satisfies −4.969 × Fr + 417.929 easily satisfies the frequency temperature characteristic of −150 ppb to +150 ppb at −40 ° C. to + 85 ° C.

[効果]
以上に説明したように、本実施形態によれば、等価直列容量C1が1.5fFよりも大きい振動素子3あるいは補償電圧感度が42ppm/V以上の振動素子3を用いることで、−40℃以上+85℃以下の温度範囲で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の特性を有し、OCXOが利用されているような高い周波数精度が要求される電子機器にも利用可能な、他に類を見ない新規な温度補償型の発振器1を実現可能である。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, by using the vibrating element 3 whose equivalent series capacitance C1 is larger than 1.5 fF or the vibrating element 3 whose compensation voltage sensitivity is 42 ppm / V or more, -40 ° C. or more It has the characteristic that the frequency deviation is -150 ppb or more and +150 ppb or less in the temperature range of + 85 ° C. or less, and it can be used for electronic devices that require high frequency accuracy such as OCXO. A new temperature-compensated oscillator 1 can be realized.

特に、振動素子の共振周波数をFr(MHz)としたとき、等価直列容量C1(fF)がC1≧0.00279×Fr2−0.05684×Fr+2.69481を満たし、あるいは、等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比γ(=C0/C1)がγ≧0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929を満たす振動素子3を用いることで、補償電圧感度が42ppm/Vよりも相当高く、周波数精度がより高い発振器を実現可能である。 In particular, when the resonance frequency of the vibrating element is Fr (MHz), the equivalent series capacitance C1 (fF) satisfies C1 ≧ 0.00279 × Fr 2 −0.05684 × Fr + 2.669481, or the equivalent parallel capacitance C0. By using the vibrating element 3 whose capacitance ratio γ (= C0 / C1) to the equivalent series capacitance C1 satisfies γ ≧ 0.022 × Fr 2 −4.969 × Fr + 417.929, the compensation voltage sensitivity becomes higher than 42 ppm / V. Therefore, an oscillator having higher frequency accuracy can be realized.

なお、図4の温度補償調整工程S50では、発振器1の周波数温度特性(振動素子3の周波数温度特性と集積回路(IC)2の温度特性を含む)を、温度(温度センサー50の出力電圧)を変数とするn次の式で近似し、近似式に応じた温度補償データ(1次補償データ、・・・、n次補償データ)を生成するので、上記の特性を実現するためには、発振器1の周波数温度特性をより正確に近似することが求められる。ここで、発振器1の周波数温度特性において振動素子3の周波数温度特性が支配的であるため、振動素子3の周波数温度特性をより正確に近似すること、言い換えれば、振動素子3の周波数温度特性の近似式に対する周波数偏差が小さいことが望ましい。   In the temperature compensation adjustment step S50 in FIG. 4, the frequency temperature characteristics of the oscillator 1 (including the frequency temperature characteristics of the vibrating element 3 and the temperature characteristics of the integrated circuit (IC) 2) are changed to the temperature (output voltage of the temperature sensor 50). Is approximated by an n-th order equation having the following equation, and temperature compensation data (first order compensation data,..., N-th order compensation data) corresponding to the approximation equation is generated. It is required to more accurately approximate the frequency temperature characteristics of the oscillator 1. Here, since the frequency temperature characteristic of the vibrating element 3 is dominant in the frequency temperature characteristic of the oscillator 1, the frequency temperature characteristic of the vibrating element 3 is more accurately approximated, in other words, the frequency temperature characteristic of the vibrating element 3 is reduced. It is desirable that the frequency deviation with respect to the approximate expression be small.

例えば、振動素子3がATカット振動素子であれば、図12に示すように、その周波数温度特性(図12の実線)は3次曲線を呈する(主要な次数が3である)ので、振動素子3の周波数温度特性の3次以上の近似式(図12の破線)に対する振動素子3の周波数偏差dF/Fが、0℃以上+70℃以下、−5℃以上+85℃以下、あるいは−40℃以上+85℃以下で−150ppb以上+150ppb以下であることが望ましい。このようにすれば、温度補償調整工程S50において、集積回路(IC)2の温度特性のばらつきを考慮しても、0℃以上+70℃以下、−5℃以上+85℃以下、あるいは−40℃以上+85℃以下で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の発振器1を実現するための温度補償データを生成しやすくなる。その結果、図4の工程S70において、周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の範囲内か否かを評価すると良品となる確率が高くなるので、歩留りを向上させることができる。   For example, if the vibrating element 3 is an AT-cut vibrating element, its frequency temperature characteristic (solid line in FIG. 12) exhibits a cubic curve (the main order is 3) as shown in FIG. The frequency deviation dF / F of the vibrating element 3 with respect to the third-order or higher approximation formula (broken line in FIG. 12) of the frequency temperature characteristic of No. 3 is 0 ° C. or more and + 70 ° C. or less, -5 ° C. or more and + 85 ° C. It is desirable that the temperature be -150 ppb or higher and +150 ppb or lower at + 85 ° C or lower. In this way, in the temperature compensation adjustment step S50, even if the variation in the temperature characteristics of the integrated circuit (IC) 2 is taken into consideration, the temperature is 0 ° C or more and + 70 ° C or less, -5 ° C or more and + 85 ° C or less, or -40 ° C or more. Temperature compensation data for realizing the oscillator 1 having a frequency deviation of −150 ppb or more and +150 ppb or less at + 85 ° C. or less is easily generated. As a result, in step S70 of FIG. 4, if the frequency deviation is evaluated to be within the range of −150 ppb or more and +150 ppb or less, the probability of a non-defective product increases, and the yield can be improved.

振動素子3の周波数温度特性は、励振電極3a、3bの位置や形状、振動素子3の形状や寸法などのパラメーターによって変化するため、振動素子3の設計段階において、例えば、量産時における特性ばらつきの上限や下限でも周波数温度特性にディップが生じないようにパラメーター値を決定することで、−40℃以上+85℃以下で周波数偏差dF/Fが−150ppb以上+150ppb以下である振動素子3を実現可能である。   Since the frequency temperature characteristics of the vibrating element 3 change depending on parameters such as the positions and shapes of the excitation electrodes 3a and 3b and the shape and dimensions of the vibrating element 3, in the design stage of the vibrating element 3, for example, variations in characteristics during mass production may occur. By determining the parameter value so that no dip occurs in the frequency temperature characteristic even at the upper limit and the lower limit, it is possible to realize the vibrating element 3 in which the frequency deviation dF / F is −150 ppb or more and +150 ppb or less at −40 ° C. or more and + 85 ° C. or less. is there.

さらに、温度補償調整工程S50において、生成される温度補償データに、集積回路(IC)2の温度特性をより反映させるために、周波数を測定する温度の数を多くすることや、発振器1の周波数温度特性をより高次の式で近似することも有効である。例えば、振動素子3がATカット振動素子であれば、−40℃以上+85℃において10点以上の温度で周波数を測定し、発振器1の周波数温度特性を5次以上の式で近似するのが望ましい。このようにすれば、温度補償調整工程において、集積回路(IC)2の温度特性も加味して、−40℃以上+85℃以下で周波数温度特性−150ppb以上+150ppb以下の発振器1を実現するための温度補償データを生成しやすくなる。その結果、歩留りをさらに向上させることができる。   Further, in the temperature compensation adjustment step S50, in order to further reflect the temperature characteristics of the integrated circuit (IC) 2 in the temperature compensation data generated, the number of temperatures for measuring the frequency may be increased, or the frequency of the oscillator 1 may be increased. It is also effective to approximate the temperature characteristics by a higher-order equation. For example, if the vibrating element 3 is an AT-cut vibrating element, it is desirable that the frequency be measured at a temperature of 10 points or more at −40 ° C. or more and + 85 ° C., and the frequency temperature characteristic of the oscillator 1 be approximated by a fifth-order or more equation . With this configuration, in the temperature compensation adjustment step, the oscillator 1 having a frequency temperature characteristic of −150 ppb or more and +150 ppb or less at −40 ° C. or more and + 85 ° C. or less taking into account the temperature characteristic of the integrated circuit (IC) 2 It becomes easier to generate temperature compensation data. As a result, the yield can be further improved.

なお、上述した本実施形態の発振器1は、温度補償機能と電圧制御機能(周波数制御機能)を有する発振器(VC−TCXO等)であるが、電圧制御機能(周波数制御機能)を有さない温度補償型発振器(TCXO等)であってもよい。また、上述した本実施形態の発振器1は、周波数制御回路としてのAFC回路32を備えた、温度補償機能を有さない電圧制御型発振器(VCXO等)であってもよい。   The oscillator 1 of the present embodiment described above is an oscillator (such as a VC-TCXO) having a temperature compensation function and a voltage control function (frequency control function), but has a temperature that does not have a voltage control function (frequency control function). It may be a compensated oscillator (TCXO or the like). Further, the above-described oscillator 1 of the present embodiment may be a voltage-controlled oscillator (such as a VCXO) having no temperature compensation function and having an AFC circuit 32 as a frequency control circuit.

2.電子機器
図13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。また、図14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。
2. Electronic Device FIG. 13 is a functional block diagram illustrating an example of a configuration of the electronic device according to the present embodiment. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the external appearance of a smartphone that is an example of the electronic apparatus according to the embodiment.

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13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。   The electronic device 300 of the present embodiment includes an oscillator 310, a CPU (Central Processing Unit) 320, an operation unit 330, a ROM (Read Only Memory) 340, a RAM (Random Access Memory) 350, a communication unit 360, and a display unit 370. It is configured. Note that the electronic device of the present embodiment may have a configuration in which some of the components (each unit) in FIG. 13 are omitted or changed, or other components are added.

発振器310は、集積回路(IC)312と振動素子313とを備えている。集積回路(IC)312は、振動素子313を発振させて発振信号を発生させる。この発振信号は発振器310の外部端子からCPU320に出力される。   The oscillator 310 includes an integrated circuit (IC) 312 and a vibration element 313. The integrated circuit (IC) 312 oscillates the vibration element 313 to generate an oscillation signal. This oscillation signal is output from the external terminal of the oscillator 310 to the CPU 320.

CPU320は、ROM340等に記憶されているプログラムに従い、発振器310から入力される発振信号をクロック信号と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。   The CPU 320 performs various calculation processes and control processes using an oscillation signal input from the oscillator 310 as a clock signal according to a program stored in the ROM 340 or the like. More specifically, the CPU 320 performs various processes in accordance with an operation signal from the operation unit 330, a process for controlling the communication unit 360 to perform data communication with an external device, and a process for displaying various information on the display unit 370. And the like for transmitting the display signal.

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。   The operation unit 330 is an input device including an operation key, a button switch, and the like, and outputs an operation signal according to a user operation to the CPU 320.

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。   The ROM 340 stores programs, data, and the like for the CPU 320 to perform various calculation processes and control processes.

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。   The RAM 350 is used as a work area of the CPU 320, and temporarily stores programs and data read from the ROM 340, data input from the operation unit 330, calculation results executed by the CPU 320 according to various programs, and the like.

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。   The communication unit 360 performs various controls for establishing data communication between the CPU 320 and the external device.

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。   The display unit 370 is a display device including an LCD (Liquid Crystal Display) and displays various information based on a display signal input from the CPU 320. The display unit 370 may be provided with a touch panel functioning as the operation unit 330.

発振器310として例えば上述した本実施形態の発振器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。   By applying the above-described oscillator 1 of the present embodiment as the oscillator 310, for example, a highly reliable electronic device can be realized.

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)、フライトシミュレーター、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。   Various electronic devices can be considered as the electronic device 300, for example, personal computers (for example, mobile personal computers, laptop personal computers, tablet personal computers), mobile terminals such as smartphones and mobile phones, and the like. Digital cameras, inkjet type ejection devices (eg, inkjet printers), storage area network devices such as routers and switches, local area network devices, mobile terminal base station devices, televisions, video cameras, video recorders, car navigation devices, real-time Clock device, pager, electronic organizer (including with communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game machine, game controller, word processor, word processor Stations, video phones, TV monitors for security, electronic binoculars, POS terminals, medical equipment (for example, electronic thermometers, sphygmomanometers, blood glucose meters, electrocardiogram measuring devices, ultrasonic diagnostic devices, electronic endoscopes), fish finder, various measurements Examples include devices, instruments (for example, instruments for vehicles, aircraft, and ships), flight simulators, head mounted displays, motion traces, motion tracking, motion controllers, and PDRs (pedestrian position and orientation measurement).

本実施形態の電子機器300の一例として、上述した発振器310を基準信号源、あるいは電圧可変型発振器(VCO)等として用いて、例えば、端末と有線または無線で通信を行う端末基地局用装置等として機能する伝送装置が挙げられる。発振器310として、例えば上述した本実施形態の発振器1を適用することにより、例えば通信基地局などに利用可能な、周波数精度の高い、高性能、高信頼性を所望される電子機器300を従来よりも低コストで実現することも可能である。   As an example of the electronic device 300 of the present embodiment, a terminal base station device or the like that performs wired or wireless communication with a terminal by using the oscillator 310 described above as a reference signal source or a variable voltage oscillator (VCO) or the like A transmission device that functions as a communication device. By applying, for example, the above-described oscillator 1 of the present embodiment as the oscillator 310, an electronic device 300 that is desired to have high frequency accuracy, high performance, and high reliability, which can be used for a communication base station, for example, can be provided. Can also be realized at low cost.

3.移動体
図15は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図15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15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。
3. Moving Object FIG. 15 is a diagram (top view) illustrating an example of the moving object of the present embodiment. A moving object 400 shown in FIG. 15 includes an oscillator 410, controllers 420, 430, and 440 that perform various controls such as an engine system, a brake system, and a keyless entry system, a battery 450, and a backup battery 460. Note that the moving object of the present embodiment may have a configuration in which some of the components (each unit) in FIG. 15 are omitted, or other components are added.

発振器410は、不図示の集積回路(IC)と振動素子とを備えており、集積回路(IC)は振動素子を発振させて発振信号を発生させる。この発振信号は発振器410の外部端子からコントローラー420,430,440に出力され、例えばクロック信号として用いられる。   The oscillator 410 includes an unillustrated integrated circuit (IC) and a vibration element, and the integrated circuit (IC) oscillates the vibration element to generate an oscillation signal. This oscillation signal is output from an external terminal of the oscillator 410 to the controllers 420, 430, and 440, and is used, for example, as a clock signal.

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。   Battery 450 supplies power to oscillator 410 and controllers 420, 430, and 440. The backup battery 460 supplies power to the oscillator 410 and the controllers 420, 430, and 440 when the output voltage of the battery 450 drops below a threshold.

発振器410として例えば上述した本実施形態の発振器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。   By applying, for example, the oscillator 1 of the present embodiment described above as the oscillator 410, a highly reliable moving object can be realized.

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。   As the moving body 400, various moving bodies can be considered, and examples thereof include an automobile (including an electric vehicle), an aircraft such as a jet aircraft and a helicopter, a ship, a rocket, an artificial satellite, and the like.

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。   The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

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。   The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, each embodiment and each modified example can be appropriately combined.

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。   The invention includes substantially the same configuration as the configuration described in the embodiment (for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same object and effect). Further, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. Further, the invention includes a configuration having the same operation and effect as the configuration described in the embodiment, or a configuration capable of achieving the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

1 発振器、2 集積回路(IC)、3 振動素子、3a,3b 励振電極、4 パッケージ、5 リッド、6 外部端子(外部電極)、7 ボンディングワイヤー、8 パッケージ、8a ベース、8b リッド、9 接着部材、10 発振回路、11 電極パッド、12 接続部材、20 出力回路、30 周波数調整回路、32 AFC回路、40 温度補償回路、41−1 1次電圧発生回路、41−n n次電圧発生回路、42 加算回路、50 温度センサー、60 レギュレーター回路、70 記憶部、72 不揮発性メモリー、74 レジスター、80 シリアルインターフェース(I/F)回路、300 電子機器、310 発振器、312 集積回路(IC)、313 振動素子、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 1 oscillator, 2 integrated circuit (IC), 3 vibrating element, 3a, 3b excitation electrode, 4 package, 5 lid, 6 external terminal (external electrode), 7 bonding wire, 8 package, 8a base, 8b lid, 9 adhesive member Reference Signs List 10 oscillation circuit 11 electrode pad 12 connection member 20 output circuit 30 frequency adjustment circuit 32 AFC circuit 40 temperature compensation circuit 41-1 primary voltage generation circuit 41-n nth voltage generation circuit 42 Adder circuit, 50 temperature sensor, 60 regulator circuit, 70 storage unit, 72 non-volatile memory, 74 register, 80 serial interface (I / F) circuit, 300 electronic equipment, 310 oscillator, 312 integrated circuit (IC), 313 vibrating element , 320 CPU, 330 operation unit, 340 ROM, 350 R M, 360 communication unit, 370 display unit, 400 mobile, 410 oscillator, 420, 430 and 440 controllers, 450 battery, 460 backup battery

[適用例4]
上記適用例に係る発振器は、等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比C0/C1をγとしたとき、γ0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929を満たしてもよい。
[Application Example 4]
The oscillator according to the above application example satisfies γ 0.022 × Fr 2 −4.969 × Fr + 417.929, where γ is the capacitance ratio C0 / C1 between the equivalent parallel capacitance C0 and the equivalent series capacitance C1. Good.

本適用例によれば、γ0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929という条件で規定される高い周波数可変感度を有する振動素子を用いることにより、従来よりも周波数制御に優れる発振器を実現することができ、例えば、従来よりも周波数偏差が小さい温度補償型の発振器を実現することができる。 According to this application example, by using a vibrating element having a high frequency variable sensitivity defined by the condition of γ 0.022 × Fr 2 −4.969 × Fr + 417.929, an oscillator that is more excellent in frequency control than before is used. For example, it is possible to realize a temperature-compensated oscillator having a smaller frequency deviation than the conventional one.

図10では、周波数温度特性に優れた発振器1の条件を発振器1の周波数と等価直列容量C1との関係で規定したが、発振器1の周波数と、等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比γ(=C0/C1)との関係で規定することもできる。図11は、発振器1の周波数と容量比γとの関係を示す図であり、横軸は発振器1の公称周波数(振動素子3の共振周波数)(単位:MHz)であり、縦軸は容量比γである。図11において、P点,Q点,R点,S点,T点は、振動素子3として図10のH点,I点,J点,K点,L点に対応する5つの振動素子の各々を用いた発振器1における容量比γの実測値をプロットしたものである。実線は、プロットされた5点(P点,Q点,R点,S点,T点)に対して2次の多項式で近似した曲線であり、横軸をx、縦軸をyとすると、y=0.022x2−4.969x+417.929を満たす曲線である。この近似曲線より、振動素子3の共振周波数をFr(MHz)としたときの等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比γ(=C0/C1)が、γ0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929を満たす発振器1は、−40℃以上+85℃以下で周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下の周波数温度特性を満たしやすいと言える。 In FIG. 10, the conditions of the oscillator 1 having excellent frequency temperature characteristics are defined by the relationship between the frequency of the oscillator 1 and the equivalent series capacitance C1, but the frequency of the oscillator 1 and the capacitance of the equivalent parallel capacitance C0 and the equivalent series capacitance C1 are defined. It can also be defined in relation to the ratio γ (= C0 / C1). FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the frequency of the oscillator 1 and the capacitance ratio γ, where the horizontal axis represents the nominal frequency of the oscillator 1 (the resonance frequency of the vibrating element 3) (unit: MHz), and the vertical axis represents the capacitance ratio. γ. In FIG. 11, points P, Q, R, S, and T correspond to five vibrating elements corresponding to points H, I, J, K, and L in FIG. Is a plot of the actually measured value of the capacitance ratio γ in the oscillator 1 using the equation (1). The solid line is a curve obtained by approximating the plotted five points (P point, Q point, R point, S point, and T point) with a quadratic polynomial. Assuming that the horizontal axis is x and the vertical axis is y, is a curve that satisfies the y = 0.022x 2 -4.969x + 417.929. From this approximate curve, the capacitance ratio γ (= C0 / C1) between the equivalent parallel capacitance C0 and the equivalent series capacitance C1 when the resonance frequency of the vibrating element 3 is Fr (MHz) is γ 0.022 × Fr 2 It can be said that the oscillator 1 that satisfies −4.969 × Fr + 417.929 easily satisfies the frequency temperature characteristic of −150 ppb to +150 ppb at −40 ° C. to + 85 ° C.

特に、振動素子の共振周波数をFr(MHz)としたとき、等価直列容量C1(fF)がC1≧0.00279×Fr2−0.05684×Fr+2.69481を満たし、あるいは、等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比γ(=C0/C1)がγ0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929を満たす振動素子3を用いることで、補償電圧感度が42ppm/Vよりも相当高く、周波数精度がより高い発振器を実現可能である。

In particular, when the resonance frequency of the vibrating element is Fr (MHz), the equivalent series capacitance C1 (fF) satisfies C1 ≧ 0.00279 × Fr 2 −0.05684 × Fr + 2.669481, or the equivalent parallel capacitance C0. By using the vibrating element 3 whose capacitance ratio γ (= C0 / C1) to the equivalent series capacitance C1 satisfies γ 0.022 × Fr 2 −4.969 × Fr + 417.929, the compensation voltage sensitivity becomes higher than 42 ppm / V. Therefore, an oscillator having higher frequency accuracy can be realized.

Claims (8)

振動素子と、発振回路及び周波数制御回路と、を含み、
前記振動素子の共振周波数をFr(MHz)としたときの等価直列容量C1(fF)が、
C1≧0.00279×Fr2−0.05684×Fr+2.69481
を満たす、発振器。
Including a vibration element, an oscillation circuit and a frequency control circuit,
When the resonance frequency of the vibration element is Fr (MHz), the equivalent series capacitance C1 (fF) is
C1 ≧ 0.00279 × Fr 2 −0.05684 × Fr + 2.669481
Meet the oscillator.
前記等価直列容量C1が1.5fFよりも大きい、請求項1に記載の発振器。   The oscillator according to claim 1, wherein the equivalent series capacitance C1 is larger than 1.5 fF. 前記周波数制御回路は入力された電圧に対して発振周波数を変化させるものであり、
前記入力された電圧に対する周波数の変化率は、42ppm/V以上である、請求項1又は2に記載の発振器。
The frequency control circuit changes the oscillation frequency with respect to the input voltage,
3. The oscillator according to claim 1, wherein a change rate of a frequency with respect to the input voltage is 42 ppm / V or more. 4.
等価並列容量C0と等価直列容量C1との容量比C0/C1をγとしたとき、
γ≧0.022×Fr2−4.969×Fr+417.929
を満たす、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発振器。
When the capacitance ratio C0 / C1 between the equivalent parallel capacitance C0 and the equivalent series capacitance C1 is γ,
γ ≧ 0.022 × Fr 2 −4.969 × Fr + 417.929
The oscillator according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the following.
−40℃以上+85℃以下の温度範囲で、周波数偏差が−150ppb以上+150ppb以下である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発振器。   5. The oscillator according to claim 1, wherein a frequency deviation is in a range from −150 ppb to +150 ppb in a temperature range from −40 ° C. to + 85 ° C. 前記振動素子の周波数温度特性の3次以上の近似式に対する前記振動素子の周波数偏差が、−150ppb以上+150ppb以下である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発振器。   The oscillator according to any one of claims 1 to 5, wherein a frequency deviation of the vibrating element with respect to a third-order or more approximate expression of a frequency temperature characteristic of the vibrating element is equal to or more than -150 ppb and equal to or less than +150 ppb. 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。   An electronic device comprising the oscillator according to claim 1. 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。   A moving object comprising the oscillator according to claim 1.
JP2019162772A 2019-09-06 2019-09-06 Oscillator, electronic apparatus, and mobile body Withdrawn JP2020005298A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019162772A JP2020005298A (en) 2019-09-06 2019-09-06 Oscillator, electronic apparatus, and mobile body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019162772A JP2020005298A (en) 2019-09-06 2019-09-06 Oscillator, electronic apparatus, and mobile body

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015067358A Division JP2016187153A (en) 2015-03-27 2015-03-27 Oscillator, electronic apparatus, and mobile body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020005298A true JP2020005298A (en) 2020-01-09

Family

ID=69100716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019162772A Withdrawn JP2020005298A (en) 2019-09-06 2019-09-06 Oscillator, electronic apparatus, and mobile body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020005298A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006028A (en) * 2003-06-11 2005-01-06 Toyo Commun Equip Co Ltd Temperature compensated piezoelectric oscillator
JP2005217773A (en) * 2004-01-29 2005-08-11 Toyo Commun Equip Co Ltd Voltage-controlled piezoelectric oscillator
JP2009027451A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Surface-mounting type crystal oscillator
JP2014053663A (en) * 2012-09-05 2014-03-20 Seiko Epson Corp Electronic device, electronic apparatus, and moving body
JP2014116791A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Oscillation device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005006028A (en) * 2003-06-11 2005-01-06 Toyo Commun Equip Co Ltd Temperature compensated piezoelectric oscillator
JP2005217773A (en) * 2004-01-29 2005-08-11 Toyo Commun Equip Co Ltd Voltage-controlled piezoelectric oscillator
JP2009027451A (en) * 2007-07-19 2009-02-05 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Surface-mounting type crystal oscillator
JP2014053663A (en) * 2012-09-05 2014-03-20 Seiko Epson Corp Electronic device, electronic apparatus, and moving body
JP2014116791A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Oscillation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10090843B2 (en) Oscillator including first and second containers for housing resonator and semiconductor device
US9444467B2 (en) Oscillator, electronic device and moving object
US9252789B2 (en) Oscillator circuit, vibratory device, electronic apparatus, moving object, method of adjusting vibratory device, and sensitivity adjustment circuit
US10069499B2 (en) Method of manufacturing oscillator, oscillator, electronic apparatus, and moving object
CN107204743B (en) Oscillator, electronic apparatus, and moving object
US10075171B2 (en) Oscillator, electronic apparatus, and moving object
US10389363B2 (en) Oscillator, electronic apparatus, and vehicle
JP7035604B2 (en) Temperature-compensated oscillators, electronic devices and mobiles
JP6710914B2 (en) Electronic device, electronic equipment and mobile body
JP2018157377A (en) Oscillator, electronic apparatus, and movable body
US20150123743A1 (en) Oscillation circuit, oscillator, electronic device, mobile object, and oscillator manufacturing method
CN107231148B (en) Oscillator, electronic apparatus, and moving object
JP6862835B2 (en) Oscillators, electronics and mobiles
US9660581B2 (en) Oscillation circuit, electronic apparatus, moving object, and method of adjusting oscillation circuit
JP2016178605A (en) Method of manufacturing oscillator
JP2020005298A (en) Oscillator, electronic apparatus, and mobile body
JP6891929B2 (en) Temperature-compensated crystal oscillators, electronics and mobiles
JP6569258B2 (en) Oscillator, electronic device and moving object
JP2016178602A (en) Method of manufacturing oscillator
JP6623535B2 (en) Oscillators, electronics and moving objects
JP2016187155A (en) Method of manufacturing oscillator
JP2016178607A (en) Method of manufacturing oscillator
JP2016178603A (en) Method of manufacturing oscillator
JP2016178604A (en) Method of manufacturing oscillator
JP2016152540A (en) Adjustment method of oscillation circuit, oscillation circuit, electronic apparatus and mobile

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190927

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190927

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200728

RD07 Notification of extinguishment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427

Effective date: 20200803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200825

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20201026