JP2021048460A - 回路装置、発振器、電子機器及び移動体 - Google Patents

回路装置、発振器、電子機器及び移動体 Download PDF

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Abstract

【課題】ヒーターでの消費電流の増加が原因で電源電圧が不安定になることによるデータ転送エラーの発生等を抑制できる回路装置等の提供。【解決手段】回路装置２０は、振動子１０を発振させて発振信号ＯＳＣＫを生成する発振回路３０と、振動子１０に対応して設けられたヒーター２を制御するオーブン制御回路４０と、制御データＤＣＮを記憶する不揮発性メモリー７０と、不揮発性メモリー７０から転送される制御データＤＣＮを保持する保持回路８０と、保持回路８０に保持された制御データＤＣＮに基づく処理を行う処理回路５０を含む。処理回路５０は、電源電圧が供給された後、不揮発性メモリー７０から保持回路８０に制御データＤＣＮを転送する処理を行い、制御データＤＣＮの転送が終了した後、データ転送終了信号に基づいて、オーブン制御回路４０の動作を開始させる。【選択図】図１

Description

本発明は、回路装置、発振器、電子機器及び移動体等に関する。
従来より、ＯＣＸＯ（oven controlled crystal oscillator）と呼ばれる発振器が知られている。ＯＣＸＯは、例えば基地局、ネットワークルーター、測定機器等における基準信号源として用いられている。例えば特許文献１には、回路装置の外部に設けられた温度センサーを用いることで、温度検出データの温度分解能を向上させたＯＣＸＯが開示されている。
特開２０１７−１２３５５２号公報
ＯＣＸＯにおける温度補償処理等のデジタル信号処理は、例えば起動時にメモリーからレジスターに転送されたデータを用いて行うことができる。しかしながら、ＯＣＸＯにおいてオーブン制御を開始した直後は、周囲温度によってはヒーターでの消費電流が急激に増大することがあり、この消費電流の急激な増大を原因とする電圧降下により、電源電圧が一時的に不安定になってしまう。一方、デジタル信号処理の高度化に伴い、起動時にメモリーからレジスターに転送されるデータの量が増加しており、このデータ量の増加によりデータの転送時間が長くなってしまう。従って、このような長いデータ転送時間において、ヒーターでの消費電流の急激な増加が原因で電源電圧が不安定になると、データ転送エラーなどの問題が発生してしまう。
本開示の一態様は、振動子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、前記振動子に対応して設けられたヒーターを制御するオーブン制御回路と、制御データを記憶する不揮発性メモリーと、前記不揮発性メモリーから転送される前記制御データを保持する保持回路と、前記保持回路に保持された前記制御データに基づく処理を行う処理回路と、を含み、前記処理回路は、電源電圧が供給された後、前記不揮発性メモリーから前記保持回路に前記制御データを転送する処理を行い、前記制御データの転送が終了した後、データ転送終了信号に基づいて、前記オーブン制御回路の動作を開始させる回路装置に関係する。
本実施形態の回路装置の構成例。 本実施形態の回路装置の詳細な構成例。 レジスター、ＲＡＭの記憶内容の例。 本実施形態の回路装置の動作を説明する信号波形例。 本実施形態の回路装置の動作説明図。 オーブン制御回路の構成例。 ヒーターの構成例。 オペアンプの構成例。 発振器の構造例。 電子機器の構成例。 移動体の構成例。
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
１．回路装置
図１に本実施形態の回路装置２０の構成例を示す。回路装置２０は、振動子１０を発振させる発振回路３０と、オーブン制御回路４０と、処理回路５０と、不揮発性メモリー７０と、保持回路８０を含む。回路装置２０は、例えば半導体プロセスにより製造されるＩＣ（Integrated Circuit）であり、例えば半導体基板上に回路素子が形成された半導体チップである。また本実施形態の発振器４は振動子１０と回路装置２０を含む。また発振器４はヒーター２を含む。振動子１０は回路装置２０に電気的に接続されている。例えば振動子１０及び回路装置２０を収納するパッケージの内部配線、ボンディグワイヤー又は金属バンプ等を用いて、振動子１０と回路装置２０は電気的に接続されている。
振動子１０は、電気的な信号により機械的な振動を発生する素子である。具体的には振動子１０は、恒温槽を備える恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）に内蔵されている振動子である。振動子１０は、例えば水晶振動片などの振動片により実現できる。例えば振動子１０は、カット角がＡＴカットやＳＣカットなどの厚みすべり振動する水晶振動片などにより実現できる。なお本実施形態の振動子１０は、例えば厚みすべり振動型以外の振動片や、水晶以外の材料で形成された圧電振動片などの種々の振動片により実現できる。例えば振動子１０として、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子や、シリコン基板を用いて形成されたシリコン製振動子としてのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子等を採用してもよい。
発振回路３０は振動子１０を発振させて発振信号ＯＳＣＫを生成する。例えば発振回路３０は、回路装置２０の振動子接続用のパッドＴ１、Ｔ２を介して振動子１０に電気的に接続され、振動子１０を発振させることで発振信号ＯＳＣＫを生成する。例えば発振回路３０は、パッドＴ１、Ｔ２に接続される信号線Ｌ１、Ｌ２を介して振動子１０を駆動して、振動子１０を発振させる。発振回路３０は、パッドＴ１、Ｔ２との間に設けられた発振用の駆動回路などを含む。例えば発振回路３０は、駆動回路を実現するバイポーラートランジスターなどのトランジスターと、キャパシターや抵抗などの能動素子により実現できる。駆動回路は、発振回路３０のコア回路であり、駆動回路が、振動子１０を電流駆動又は電圧駆動することで、振動子１０を発振させる。発振回路３０としては、例えばピアース型、コルピッツ型、インバーター型又はハートレー型などの種々のタイプの発振回路を用いることができる。また発振回路３０に、可変容量回路を設け、この可変容量回路の容量の調整により、発振周波数を調整できるようにしてもよい。可変容量回路は、バラクターなどの可変容量素子により実現できる。なお本実施形態における接続は電気的な接続である。電気的な接続は、電気信号が伝達可能に接続されていることであり、電気信号による情報の伝達が可能となる接続である。電気的な接続は能動素子等を介した接続であってもよい。
オーブン制御回路４０は、振動子１０に対応して設けられたヒーター２を制御する。例えばオーブン制御回路４０は、恒温槽を有するオーブン型の振動子１０のオーブン制御を行う。即ちオーブン制御回路４０は、ヒーター２を制御することで、振動子１０が設けられるオーブンである恒温槽の温度制御を行う。恒温槽はシングルオーブン型であってもよいし、ダブルオーブン型であってもよい。具体的にはオーブン制御回路４０は、振動子１０に対応して設けられるオーブン制御用の温度センサーからの温度検出結果に基づいて、ヒーター２の発熱を制御する。温度センサーは例えば回路装置２０の外部に設けられる。なお回路装置２０の内部に設けられる温度センサーを用いてもよい。例えばオーブン制御回路４０は、オーブン制御用の電圧信号であるオーブン制御信号ＶＯＶをヒーター２に出力することで、ヒーター２の発熱温度を制御する。ヒーター制御信号であるオーブン制御信号ＶＯＶはパッドＴ３を介して、回路装置２０の外部に設けられるヒーター２に出力される。そしてオーブン制御回路４０は、恒温槽の温度であるオーブン温度が設定温度になるように温度調整を行う。ヒーター２は、例えばオーブン温度の調整用の発熱素子である。ヒーター２は、振動子１０に対応して設けられており、振動子１０に対応する場所に設けられている。具体的にはヒーター２は振動子１０と共に恒温槽内に配置されている。例えばヒーター２は振動子１０の近傍に配置される。
不揮発性メモリー７０は各種の情報を記憶する不揮発性タイプのメモリーである。具体的には不揮発性メモリー７０は制御データＤＣＮを記憶する。制御データＤＣＮは、回路装置２０の制御用のデータであり、回路装置２０の制御や動作のための各種の設定用のデータである。保持回路８０は各種の情報を一時的に記憶する回路である。具体的には保持回路８０は、不揮発性メモリー７０から転送される制御データＤＣＮを保持する。即ち保持回路８０は制御データＤＣＮを一時的に記憶する。不揮発性メモリー７０としては、例えばデータの電気的な消去が可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）や、ＦＡＭＯＳ（Floating gate Avalanche injection MOS）などを用いたＯＴＰ（One Time Programmable）のメモリーなどを用いることができる。或いは不揮発性メモリーは、ヒューズセルを用いたメモリーであってもよい。保持回路８０は後述の図２に示すようにレジスター８２やＲＡＭ８４により実現できる。
処理回路５０は各種の処理を行う。具体的には処理回路５０は、保持回路８０に保持された制御データＤＣＮに基づく処理を行う。例えば処理回路５０は、回路装置２０の各回路を制御するための処理を行ったり、温度補償処理やデジタルフィルター処理等のデジタル信号処理を行う。処理回路５０は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線によるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）の回路により実現できる。或いは処理回路５０を、ＣＰＵやＤＳＰなどのプロセッサーにより実現してもよい。
そして本実施形態では、処理回路５０は、電源電圧が供給された後、不揮発性メモリー７０から保持回路８０に制御データＤＣＮを転送する処理を行い、制御データＤＣＮの転送が終了した後、オーブン制御回路４０の動作を開始させる。具体的には後述の図２のデータ転送終了信号ＴＥＮＤに基づいて、オーブン制御回路４０の動作を開始させる。即ち、データ転送終了信号ＴＥＮＤがアクティブになったときに、オーブン制御回路４０の動作を開始させる。例えば処理回路５０は、回路装置２０に電源電圧が供給されると、不揮発性メモリー７０から保持回路８０に制御データＤＣＮを転送する指示を行う。例えば電源投入によりパワーオンリセットが解除されると、制御データＤＣＮの転送指示が行われる。これにより不揮発性メモリー７０に記憶されている制御データＤＣＮが読み出されて、保持回路８０に転送される。そして制御データＤＣＮが保持回路８０に転送されて保持された後に、処理回路５０はオーブン制御回路４０の動作を開始させる指示を行う。これによりオーブン制御回路４０が起動して、オーブン制御回路４０によるヒーター２の制御が行われるようになる。即ちオーブン制御回路４０が、温度センサーの温度検出結果に応じたオーブン制御信号ＶＯＶをヒーター２に出力し、これにより振動子１０が設けられた恒温槽の温度が制御されるようになる。例えば恒温槽の温度が一定範囲内になるように制御される。
例えばオーブン制御の起動時には、ヒーター２に消費電流が急激に流れてしまい、これにより回路装置２０に供給されるＶＤＤの電源電圧が変動したり、ＧＮＤの電源電圧が変動して、不安定になってしまう。このように電源電圧が不安定な状態で、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮが転送されると、データ転送エラーなどの問題が発生するおそれがある。例えば処理回路５０が、ＯＣＸＯにおける温度補償処理等のデジタル信号処理を行う場合には、不揮発性メモリー７０から保持回路８０に転送される制御データＤＣＮのデータ量が多くなるため、データ転送期間も長くなる。例えば制御データＤＣＮのデータ量が数百ビットである場合には、データ転送期間の長さは数μｓ程度であるが、高精度のデータ信号処理を行う場合には、データ転送期間の長さが数ｍｓ以上になってしまう。従って、このような長いデータ転送期間で、電源電圧が不安定になってしまうと、データ転送エラーにより、制御データＤＣＮとして誤ったデータが転送されてしまう事態が生じる。このような誤った制御データＤＣＮにより、回路装置２０の制御が行われたり、デジタル信号処理が行われると、回路装置２０が誤動作してしまったり、温度補償処理等のデジタル信号処理として誤った処理が行われてしまう問題が発生してしまう。
この点、本実施形態では、電源電圧が供給された後に、直ぐにはオーブン制御回路４０の動作は開始せずに、オーブン制御回路４０の動作開始前に、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送が行われる。そして保持回路８０への制御データＤＣＮの転送終了後に、オーブン制御回路４０の動作開始が指示されて、オーブン制御回路４０によるヒーター２の制御が開始する。このようにすれば、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮのデータ転送期間においては、オーブン制御回路４０の動作は開始せず、ヒーター２を制御するオーブン制御は行われないようになり、ヒーター２での消費電流の急激な増加が原因で電源電圧が不安定になってしまうのが防止される。従って、データ転送期間において電源電圧が不安定になることで誤った制御データＤＣＮが保持回路８０に転送されてしまう事態を抑制できるようになる。即ち、ヒーター２での急激な電流消費により電源電圧が不安定になる前に、制御データＤＣＮのデータ転送を終了できるため、データ転送が不正確になってしまうリスクを低減できるようになる。例えば適正なオーブンのフィードバック制御が行われるまでには、数秒の時間が必要であるため、数ｍｓ程度のデータ転送期間の終了を待っても、それによる悪影響は極めて小さい。
図２に回路装置２０の詳細な構成例を示す。なお本実施形態の回路装置２０は図２の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。例えば温度センサーや、温度センサーからの温度検出電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路などを回路装置２０に設けてもよい。
回路装置２０はパワーオンリセット回路２４を含む。パワーオンリセット回路２４は、外部からの電源電圧ＶＤＤが電源端子であるパッドＴ５を介して供給されて、パワーオンリセット信号ＸＰＯＲを出力する。この電源電圧ＶＤＤは、ヒーター２にも供給される。なおＧＮＤの電源電圧はＧＮＤ端子であるパッドＴ６を介して回路装置２０に入力され、回路装置２０が備える各回路に供給される。例えば電源電圧ＶＤＤは発振器４の外部接続端子を介して入力されて、回路装置２０やヒーター２に供給される。またヒーター２にはＧＮＤの電源電圧も供給される。そしてパワーオンリセット回路２４は、電源電圧ＶＤＤが供給されて、電源電圧ＶＤＤが所与の電圧以上になると、パワーオンリセット信号ＸＰＯＲをＬレベルからＨレベルに変化させて、例えば処理回路５０のリセット状態を解除する。パワーオンリセット信号ＸＰＯＲの「Ｘ」は負論理を意味し、パワーオンリセット信号ＸＰＯＲがＬレベルの場合には、処理回路５０はリセット状態になり、パワーオンリセット信号ＸＰＯＲがＨレベルになると、リセット状態が解除される。これにより処理回路５０が動作を開始して、例えば不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を指示する。具体的には処理回路５０は、転送開始信号ＴＳＴＡを不揮発性メモリー７０に出力することで、制御データＤＣＮの転送開始を指示する。
また回路装置２０は振幅検出回路２２を含む。振幅検出回路２２は、発振回路３０の発振信号ＯＳＣＫの振幅を検出する。振幅検出回路２２は、例えば発振信号ＯＳＣＫのピークを検出して保持するピーク検出回路などにより実現できる。そして振幅検出回路２２は、発振回路３０の動作がイネーブルになった後、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を超えたことを検出したときに、検出信号ＤＥＴをアクティブにする。例えば検出信号ＤＥＴをＬレベルからＨレベルに変化させる。処理回路５０は、振幅検出回路２２が、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を超えたことを検出したとき、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を開始する処理を行う。例えば処理回路５０は、パワーオンリセット信号ＸＰＯＲによるリセット状態の解除後、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を超えて、振幅検出回路２２からの検出信号ＤＥＴがアクティブになると、転送開始信号ＴＳＴＡをアクティブにして、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を指示する。
また回路装置２０は、クロック信号出力回路９０を含む。クロック信号出力回路９０は、発振回路３０から発振信号ＯＳＣＫが入力されて、発振信号ＯＳＣＫに基づくクロック信号ＣＬＫを、クロック出力端子であるパッドＴ４を介して外部に出力する。このクロック信号ＣＬＫは例えば発振器４の外部接続端子を介して発振器４の外部に出力される。クロック信号出力回路９０は、周波数調整回路９２とバッファー回路９４を含む。周波数調整回路９２は、発振信号ＯＳＣＫの周波数を調整して、所望の周波数のクロック信号ＣＬＫを生成する。バッファー回路９４は、生成されたクロック信号ＣＬＫをバッファリングしてパッドＴ４を介して外部に出力する。
周波数調整回路９２は、例えばフラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路などにより実現できる。フラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路は、発振信号ＯＳＣＫである基準クロック信号と、フラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路の出力クロック信号を分周回路により分周したフィードバッククロック信号との位相比較を行う。そしてデルタシグマ変調回路を用いて小数の分周比を設定することで、フラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路が実現される。そして例えば処理回路５０が、温度補償データに基づいて、周波数調整回路９２であるフラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路に設定される分周比データの設定処理を行うことで、温度補償処理が実現される。また分周比データの設定により、クロック信号ＣＬＫの周波数を、アプリケーションにより要求される所望の周波数に設定できる。バッファー回路９４はクロック信号ＣＬＫをバッファリングして外部に出力するための回路である。なお出力されるクロック信号ＣＬＫの信号形式は、シングルエンドのＣＭＯＳの信号形式であってもよい。或いは、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）、ＰＥＣＬ（Positive Emitter Coupled Logic）、ＨＣＳＬ（High Speed Current Steering Logic）、又は差動のＣＭＯＳ（Complementary MOS）などの信号形式であってもよい。またこれらの信号形式の中から所望の信号形式を選択できる構成になっていてもよい。
処理回路５０は、デジタル信号処理を行うデジタル信号処理回路５２を含む。デジタル信号処理回路５２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）として動作し、例えば振動子１０の発振周波数の温度補償処理を含むデジタル信号処理を行う。またデジタル信号処理回路５２は、デジタル信号処理としてデジタルフィルター処理を行う。例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）やＩＩＲ（Infinite Impulse Response）などのデジタルフィルター処理を行う。またデジタル信号処理回路５２は、エージング補正のためのデジタル信号処理を行ってもよい。例えばエージング補正のためのデジタル信号処理としてカルマンフィルター処理などを行う。またデジタル信号処理回路５２は、デジタル信号処理としてニューラルネットワーク処理を行ってもよい。例えば回路装置２０の外部に設けられた温度センサーや内部に設けられた温度センサーからの温度検出結果に基づいて、振動子１０の温度を類推するＡＩ（Artificial Intelligence）のニューラルネットワーク処理を行う。
また処理回路５０は、起動制御回路５４と転送制御回路５６を含む。起動制御回路５４は、オーブン制御回路４０の起動制御を行う。即ちオーブン制御回路４０の起動シーケンスの制御を行う。例えば起動制御回路５４は、オーブン制御の開始信号ＳＴＯＶをオーブン制御回路４０に出力することで、オーブン制御回路４０の起動制御を行う。転送制御回路５６は、不揮発性メモリー７０の転送制御を行う。即ち不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送制御を行う。例えば起動制御回路５４は、転送開始信号ＴＳＴＡを不揮発性メモリー７０に出力することで、制御データＤＣＮの転送制御を行う。これらの起動制御回路５４、転送制御回路５６の詳細については後述する。
保持回路８０は、レジスター８２とＲＡＭ８４を含む。レジスター８２は、制御データＤＣＮとして、回路装置２０の動作設定用の各種データを保持する。例えば制御データは、発振回路３０の動作を制御する動作制御データと、デジタル信号処理に用いるデジタル信号処理用データを含む。そしてレジスター８２は動作制御データを保持する。レジスター８２は、例えばフリップフロップ回路などにより実現できる。ＲＡＭ８４は、制御データＤＣＮとして各種のデータを記憶するメモリーであり、例えばＳＲＡＭなどにより実現できる。例えばＲＡＭ８４は、デジタル信号処理用データを保持する。即ちＲＡＭ８４は、制御データＤＣＮとして、デジタル信号処理回路５２が実行するデジタル信号処理に用いられるデジタル信号処理用データを保持する。このようにすれば、不揮発性メモリー７０からレジスター８２に転送された発振回路３０の動作制御データを用いて、発振回路３０の発振動作を開始させる制御が可能になる。具体的には処理回路５０が、発振回路３０に出力する発振の開始信号ＳＴＯＳをアクティブにすることで、発振回路３０の発振動作が開始する。そして、このようにして振動子１０を用いた発振回路３０の発振動作が開始されて、発振信号ＯＳＣＫが生成された後に、不揮発性メモリー７０からＲＡＭ８４に転送されたデジタル信号処理用データを用いて、デジタル信号処理回路５２による温度補償処理等のデジタル信号処理を実行できるようになる。
図３にレジスター８２とＲＡＭ８４の記憶内容の一例を示す。図３に示すように、レジスター８２には、例えば発振イネーブル、オーブン制御イネーブル、出力イネーブルなどの動作制御データが制御データＤＣＮとして記憶される。またレジスター８２には、周波数調整データが制御データＤＣＮとして記憶される。発振イネーブルのデータは、発振回路３０の動作をイネーブルにしたりディスエーブルにするビットデータであり、発振回路３０の動作制御データである。オーブン制御イネーブルのデータは、オーブン制御回路４０の動作をイネーブルしたりディスエーブルにするビットデータであり、オーブン制御回路４０の動作制御データである。出力イネーブルのデータは、クロック信号出力回路９０のクロック信号ＣＬＫの出力をイネーブルにしたりディスエーブルにするビットデータである。またレジスター８２には、クロック信号ＣＬＫの周波数を調整するための周波数調整データが制御データＤＣＮとして記憶される。この周波数調整データに基づいて、クロック信号ＣＬＫの周波数を、アプリケーションにより要求される所望の周波数に設定できる。例えば周波数調整回路９２がフラクショナル−Ｎ型のＰＬＬ回路により構成される場合には、ＰＬＬ回路の基準となる分周比を設定する分周比データが周波数調整データとしてレジスター８２に記憶される。
ＲＡＭ８４には、デジタル信号処理用データとして、温度補償処理に用いる温度補償係数データや、デジタルフィルター処理に用いるデジタルフィルター係数データが記憶される。なおデジタル信号処理用データは、温度補償係数データ及びデジタルフィルター係数データの少なくとも１つを含めばよい。温度補償係数データは、デジタル信号処理回路５２が行う温度補償処理用の係数データであり、振動子１０の周波数温度特性を補償する温度補償電圧が多項式により近似される場合の多項式の係数のデータである。例えば５次多項式により温度補償電圧が近似される場合には、多項式の０次係数、１次係数、２次係数、３次係数、４次係数、５次係数を設定するためのデータが温度補償係数データとしてＲＡＭ８４に記憶される。なお多項式の次数は５次に限定されず、４次以下であってもよいし、６次以上であってもよい。デジタルフィルター係数データは、デジタル信号処理回路５２が行うデジタルフィルター処理用の係数データである。デジタルフィルター係数データは、ＦＩＲのローパスフィルター等の係数データであってもよいし、カルマンフィルター処理用の係数データであってもよい。またＲＡＭ８４には、ニューラルネットワーク処理用のデータが記憶される。例えばデジタル信号処理回路５２が、回路装置２０の外部に設けられた温度センサーや回路装置２０の内部に設けられた温度センサーからの温度検出結果に基づくニューラルネットワーク処理により、振動子１０の温度を推定する場合に、このニューラルネットワーク処理に必要なデータが、ＲＡＭ８４に記憶される。例えばニューラルネットワーク処理の係数、ゲイン又はオフセットなどを設定するためのデータが記憶される。
このように本実施形態においてＲＡＭ８４に記憶されるデジタル信号処理用データは、温度補償係数データ及びデジタルフィルター係数データの少なくとも１つを含む。例えば温度補償係数データやデジタルフィルター係数データはデータ量が大きい。そしてＲＡＭ８４は、レジスター８２に比べて、少ない回路面積で、より大きなデータ量のデータを記憶可能である。従って、不揮発性メモリー７０から転送される制御データＤＣＮとして、温度補償係数データやデジタルフィルター係数データをＲＡＭ８４に記憶すれば、レジスター８２に記憶する場合に比べて、少ない回路面積でのデータ記憶が可能になり、回路装置２０の小規模化を図れる。
図４は、本実施形態の回路装置２０の動作を説明する信号波形例である。電源電圧ＶＤＤが供給された後、タイミングｔ１において、電源電圧ＶＤＤがパワーオンリセット解除のしきい値電圧を超えると、パワーオンリセット回路２４がパワーオンリセット信号ＸＰＯＲをＬレベルからＨレベルに変化させる。これにより処理回路５０のリセット状態が解除されて、処理回路５０が動作を開始する。そして処理回路５０が発振の開始信号ＳＴＯＳをアクティブにすることで、発振回路３０の発振動作が開始する。
またタイミングｔ１でリセット状態が解除されたときに、レジスター８２にはレジスター値の初期値が設定されている。例えば電源電圧ＶＤＤが供給された後、レジスター８２に保持されるレジスター値は初期値に設定される。具体的にはレジスター８２を構成する複数のフリップフロップ回路のうち、初期値として「０」を記憶するフリップフロップ回路はリセット端子がアクティブに設定され、初期値として「１」を記憶するフリップフロップ回路はセット端子がアクティブに設定される。これにより、これらの複数のフリップフロップ回路により保持されるレジスター値が初期値に設定される。そして、レジスター８２のレジスター値が初期値に設定されることで、このレジスター値により設定される回路装置２０の各種の設定値も初期値に設定される。即ちレジスター８２のレジスター値により設定される各種の設定信号の電圧レベルが、レジスター値の初期値に対応する電圧レベルに設定される。これにより回路装置２０の各回路は、レジスター値の初期値に応じた動作を行うようになる。例えば図２の発振動作の開始信号ＳＴＯＳは、レジスター値の初期値によりアクティブの電圧レベルになり、発振回路３０の発振動作がイネーブルになる。これにより、電源電圧ＶＤＤが供給された後、発振回路３０の発振動作が開始するようになる。一方、クロック信号出力回路９０のクロック信号ＣＬＫの出力については、レジスター値の初期値によりディスエーブルになり、電源電圧ＶＤＤが供給された後、直ぐにはクロック信号ＣＬＫが出力されないようになる。
このように本実施形態では、電源電圧ＶＤＤが供給された後、レジスター８２に初期値が設定される。そして電源電圧ＶＤＤが供給された後、不揮発性メモリー７０から保持回路８０に制御データＤＣＮが転送されるまでの間において、レジスター８２に初期値として設定された動作制御データに基づいて、発振回路３０の発振動作がイネーブルになる。このようにすれば、電源電圧ＶＤＤが供給された後、レジスター８２に初期値として設定された動作制御データに基づいて、発振回路３０の発振動作をイネーブルにして、発振動作を開始できるようになる。そして例えば発振回路３０の発振信号ＯＳＣＫに基づく動作クロック信号を用いて、回路装置２０の各回路を動作させることが可能になる。例えば発振信号ＯＳＣＫに基づく動作クロック信号により処理回路５０を動作させて、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送処理を実現できるようになる。
発振回路３０の発振動作が開始すると、振幅検出回路２２により発振信号ＯＳＣＫの振幅の検出が行われる。そしてタイミングｔ２において、振幅検出回路２２が、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定電圧である所定値を超えたことを検出すると、検出信号ＤＥＴがＬレベルからＨレベルに変化する。即ちアクティブの電圧レベルになる。検出信号ＤＥＴがアクティブになると、この検出信号ＤＥＴを受けた処理回路５０が、転送開始信号ＴＳＴＡをアクティブにして、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を開始させる。具体的には、まず不揮発性メモリー７０から保持回路８０のレジスター８２への制御データＤＣＮの転送が開始し、これによりレジスター８２には、制御データＤＣＮに対応するレジスター値が保持されるようになる。次にタイミングｔ３に示すように、レジスター８２への転送が終了すると、不揮発性メモリー７０から保持回路８０のＲＡＭ８４への制御データＤＣＮの転送が開始し、これによりＲＡＭ８４には、制御データＤＣＮに対応するＲＡＭ値が保持されるようになる。
このように本実施形態では、回路装置２０が、発振回路３０の発振信号ＯＳＣＫの振幅を検出する振幅検出回路２２を含む。そして発振回路３０の動作がイネーブルになった後、振幅検出回路２２が、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を超えたか否かを検出する。例えば電源電圧ＶＤＤが供給された後、発振回路３０が発振動作を開始し、振幅検出回路２２が、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を超えたか否かを検出する。そして図４のタイミングｔ２に示すように、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を超えたことが検出されると、処理回路５０は、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を開始する処理を行う。例えば図４では、まず不揮発性メモリー７０からレジスター８２への制御データＤＣＮの転送が開始し、転送が終了すると、不揮発性メモリー７０からＲＡＭ８４への制御データＤＣＮの転送が開始する。このようにすれば、発振信号ＯＳＣＫの振幅が適正な振幅レベルになった後に、制御データＤＣＮの転送処理を開始できるようになる。
例えば発振信号ＯＳＣＫが十分な振幅レベルに達していないと、発振信号ＯＳＣＫに基づく動作クロック信号に狭パルスが発生してしまい、この狭パルスが原因となって、処理回路５０などの回路の誤動作が発生してしまうおそれがある。例えば制御データＤＣＮの転送エラーなどが発生してしまう。この点、本実施形態では、図４のタイミングｔ２に示すように、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を越えた後に、制御データＤＣＮの転送処理が開始する。従って、発振信号ＯＳＣＫの振幅レベルが不十分なことに起因する狭パルスを原因とする制御データＤＣＮの転送エラーの発生を防止できるようになる。
タイミングｔ４に示すように、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送が終了すると、処理回路５０はデータ転送終了信号ＴＥＮＤをＬレベルからＨレベルに変化させて、アクティブの電圧レベルにする。そして処理回路５０は、オーブン制御の開始信号ＳＴＯＶをＬレベルからＨレベルに変化させて、アクティブの電圧レベルにする。これによりオーブン制御回路４０が、オーブン制御を開始して、オーブン制御電圧の出力信号であるオーブン制御信号ＶＯＶをヒーター２に出力し、オーブン制御回路４０によるヒーター２の制御が開始する。またＲＡＭ８４のＲＡＭ値により設定されたデジタル信号処理用データに基づいて、処理回路５０のデジタル信号処理回路５２が、温度補償処理等のデジタル信号処理を開始する。これにより温度補償されたクロック信号ＣＬＫが回路装置２０から出力されるようになる。
図５は本実施形態の詳細な動作の説明図である。図２、図５に示すように本実施形態では処理回路５０が、不揮発性メモリー７０の転送制御を行う転送制御回路５６と、オーブン制御回路４０の起動制御を行う起動制御回路５４を含む。そして転送制御回路５６は、電源電圧ＶＤＤが供給された後、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を指示する。例えば転送制御回路５６は、転送開始信号ＴＳＴＡをアクティブにすることで、制御データＤＣＮの転送を不揮発性メモリー７０に指示する。具体的には転送制御回路５６には、振幅検出回路２２からの検出信号ＤＥＴが入力されており、転送制御回路５６は、検出信号ＤＥＴがアクティブになったときに、転送開始信号ＴＳＴＡをアクティブにして、制御データＤＣＮの転送の開始を指示する。更に具体的には転送制御回路５６には、パワーオンリセット回路２４からのパワーオンリセット信号ＸＰＯＲが入力されている。そして転送制御回路５６は、パワーオンリセット信号ＸＰＯＲがＨレベルになってリセット状態が解除された後、検出信号ＤＥＴがアクティブになると、転送開始信号ＴＳＴＡをアクティブにして、制御データＤＣＮの転送の開始を指示する。このようにすることで、図４のタイミングｔ２に示すように、発振回路３０が発振動作を開始した後、発振信号ＯＳＣＫの振幅が所定値を超えたことを検出したときに、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を開始できるようになる。そして転送制御回路５６は、制御データＤＣＮの転送が終了した後、起動制御回路５４にデータ転送終了信号ＴＥＮＤを出力して、オーブン制御回路４０の動作を開始させる。即ちデータ転送終了信号ＴＥＮＤがアクティブになると、起動制御回路５４がオーブン制御の開始信号ＳＴＯＶをアクティブにし、この開始信号ＳＴＯＶを受けたオーブン制御回路４０が、ヒーター２を制御するオーブン制御を開始するようになる。
このようにすれば、電源電圧ＶＤＤが供給された後、転送制御回路５６を用いて制御データＤＣＮの転送を指示し、転送が終了すると、転送制御回路５６がデータ転送終了信号ＴＥＮＤを起動制御回路５４に出力することで、起動制御回路５４を用いてオーブン制御回路４０の動作を開始させることが可能になる。これにより、電源電圧ＶＤＤが供給された後に、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送を開始し、転送が終了した後に、オーブン制御回路４０によるオーブン制御を開始できるようになる。従って、ヒーター２の消費電流の急激な増加が原因で電源電圧ＶＤＤに不安定になって、データ転送エラーなどが発生してしまう事態を効果的に防止できるようになる。
また起動制御回路５４は、保持回路８０の制御データによって設定されるオーブン制御のイネーブル信号ＥＮＯＶがアクティブであり、且つ、データ転送終了信号ＴＥＮＤがアクティブになったときに、オーブン制御回路４０の動作を開始させる起動制御を行う。例えばオーブン制御のイネーブル信号ＥＮＯＶは、図３に示すようにレジスター８２のレジスター値により設定される。そしてレジスター値の初期値では、オーブン制御のイネーブルのビットがアクティブの設定になっており、電源電圧ＶＤＤが供給された後に、オーブン制御が開始される設定になっている。従って、電源電圧ＶＤＤが供給された後、保持回路８０のレジスター８２のレジスター値により設定されるオーブン制御のイネーブル信号ＥＮＯＶはアクティブになる。しかしながら、起動制御回路５４は、オーブン制御のイネーブル信号ＥＮＯＶがアクティブであっても、データ転送終了信号ＴＥＮＤがアクティブにならない限り、オーブン制御の開始信号ＳＴＯＶをアクティブにしない。そして起動制御回路５４は、オーブン制御のイネーブル信号ＥＮＯＶがアクティブであるときに、図４のタイミングｔ４に示すように、データ転送終了信号ＴＥＮＤがアクティブになったときに、オーブン制御の開始信号ＳＴＯＶをアクティブにして、オーブン制御回路４０の動作を開始させる。このようにすれば、電源電圧ＶＤＤが供給された後、不揮発性メモリー７０から保持回路８０への制御データＤＣＮの転送が終了したのを待って、オーブン制御回路４０の動作を開始できるようになる。従って、ヒーター２の消費電流の急激な増加が原因で電源電圧ＶＤＤに不安定になって、データ転送エラーなどが発生してしまう事態を効果的に防止できるようになる。
２．オーブン制御回路、ヒーター
図６にオーブン制御回路４０の構成例を示す。オーブン制御回路４０は、オペアンプＯＰＡ、電流源ＩＢＡ、抵抗ＲＡ１、ＲＡ２を含む。温度センサー３は、オーブン制御用の温度検出素子であり、発振器４内に設けられる。具体的には温度センサー３は振動子１０と共に恒温槽内に設けられる。図６では温度センサー３はダイオードにより実現されている。即ち温度センサー３はＰＮ接合により実現される。温度センサー３は、接続端子であるパッドＴ７を介してオーブン制御回路４０に接続される。電流源ＩＢＡは、パッドＴ７を介して温度センサー３にバイアス電流を供給し、ダイオードの順方向の電圧ＶＡ２がパッドＴ７を介してオーブン制御回路４０に入力される。電流源ＩＢＡは、例えばカレントミラー回路により実現できる。
オペアンプＯＰＡ、抵抗ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＡ３、キャパシターＣＡにより積分回路が構成されている。この積分回路はＰＩ制御回路（Proportional-Integral Controller）である。抵抗ＲＡ３、キャパシターＣＡは、積分回路の帰還抵抗、帰還キャパシターであり、パッドＴ８、Ｔ９の間に並列接続される。パッドＴ７、Ｔ８の電圧ＶＡ２、ＶＡ１は、オペアンプＯＰＡのイマジナリーショートにより同電圧となるように制御される。温度センサー３であるダイオードの順方向の電圧ＶＡ２が変化すると、その電圧ＶＡ２とパッドＴ８の電圧ＶＡ１が同一になるようにオペアンプＯＰＡが動作して、オーブン制御信号ＶＯＶが生成される。抵抗ＲＡ１、ＲＡ２は可変抵抗であり、その可変の抵抗値によってオーブン温度が設定される。
オーブン制御回路４０により生成されたオーブン制御信号ＶＯＶは、出力端子であるパッドＴ３を介して、発振器４内に設けられるヒーター２に出力される。ヒーター２は、発熱素子であるヒーター用トランジスターＴＢを含む。ヒーター用トランジスターＴＢは例えば発熱ＭＯＳトランジスターである。オーブン制御信号ＶＯＶによりヒーター用トランジスターＴＢのゲート電圧が制御されて、ヒーター２の発熱制御が実現される。
なお、図６に示すように、オーブン制御用の温度センサー３とヒーター２は、１つの半導体チップであるヒーターＩＣ１として構成されてもよい。また温度センサー３、オーブン制御回路４０の構成も図６の構成には限定されず、例えば温度センサー３としてサーミスターを用いてもよい。またヒーター２のヒーター用トランジスターとして、発熱ＭＯＳトランジスターではなく、発熱バイポーラートランジスターを用いてもよい。またヒーター２はペルチェ素子や発熱抵抗体により実現されるものであってもよい。
図７にヒーター２の構成例を示す。ヒーター２は、ヒーター用トランジスターＴＢと抵抗ＲＢ１、ＲＢ２を含む。オーブン制御信号ＶＯＶがヒーター用トランジスターＴＢのゲートに入力されて、抵抗ＲＢ１、ヒーター用トランジスターＴＢに電流が流れることで、ヒーター２の発熱が実現される。またヒーター用トランジスターＴＢのゲートノードとＧＮＤとの間にプルダウン用の抵抗ＲＢ２が設けられることで、ゲートノードをＧＮＤにプルダウンすることができる。これにより、オーブン制御回路４０のオーブン制御が起動する前の期間において、ヒーター用トランジスターＴＢをオフにして、電流が流れないようにすることが可能になる。
図８にオペアンプＯＰＡの構成例を示す。オペアンプＯＰＡは、トランジスターＴＣ１、Ｔ２、ＴＣ３、ＴＣ４、ＴＣ５により構成される差動部と、トランジスターＴＣ６、ＴＣ７により構成される出力部を有する。トランジスターＴＣ１、ＴＣ２によりカレントミラー回路が構成されており、差動対となるトランジスターＴＣ３、ＴＣ４のゲートに電圧ＶＡ１、ＶＡ２が入力される。またバイアス電流源となるトランジスターＴＣ５、ＴＣ７のゲートにはバイアス電圧ＶＢＳが入力される。オーブン制御の開始信号ＳＴＯＶが、トランジスターＴＣ８のゲートに入力され、負論理のオーブン制御の開始信号ＸＳＴＯＶが、トランジスターＴＣ９、ＴＣ１０のゲートに入力される。従って、オーブン制御の開始前において、開始信号ＳＴＯＶがＬレベルになることで、オペアンプＯＰＡの差動部の出力ノードＮＣ１がプルアップされ、開始信号ＸＳＴＯＶがＨレベルになることで、バイアス電圧ＶＢＳのバイアスノードＮＣ２及びオペアンプＯＰＡの出力ノードＮＣ３がプルダウンされる。これによりオペアンプＯＰＡの動作がディスエーブルにされ、オーブン制御回路４０の動作もディスエーブルにされる。そしてオーブン制御が開始されて、開始信号ＳＴＯＶ、ＸＳＴＯＶが、各々、Ｈレベル、Ｌレベルになると、トランジスターＴＣ８、ＴＣ９、ＴＣ１０がオフになり、上述したプルアップ、プルダウンが解除されて、オペアンプＯＰＡが通常動作状態に設定され、オーブン制御回路４０による適切なオーブン制御が行われるようになる。
３．発振器
図９に本実施形態の発振器４の構造例を示す。発振器４は、振動子１０と、回路装置２０と、振動子１０及び回路装置２０を収容するパッケージ５を有する。パッケージ５は、例えばセラミック等により形成され、その内側に気密封止された収容空間ＳＰ１を有する。具体的にはパッケージ５は、基板６と、基板６との間に収容空間ＳＰ１を形成するように設けられたケース７とにより構成されている。基板６の外側底面には、発振器４を外部デバイスと接続するための外部接続端子が形成されている。外部接続端子は例えばＶＤＤ、ＧＮＤ、ＣＬＫの端子などである。
またパッケージ５の収容空間ＳＰ１には、恒温槽となる容器１５が設けられている。容器１５は、ベース１６と、ベース１６との間に収容空間ＳＰ２を形成するように設けられたリッド１７とにより構成されている。そしてベース１６とリッド１７により形成される収容空間ＳＰ２に、振動子１０と回路装置２０とヒーター２が設けられている。また容器１５のベース１６は、パッケージ５の基板６の内側底面に設けられた支持部１２、１３により支持されている。
容器１５のベース１６の内側には段差部１８が設けられ、この段差部１８にヒーター２が配置される。具体的にはヒーター２として図６に示すようなヒーターＩＣ１が配置される。これにより容器１５の収容空間ＳＰ２である恒温槽内に温度センサー３を配置できるようになる。なおヒーター２とは別体の温度センサーを恒温槽内に配置してもよい。
振動子１０は、ヒーター２を介して段差部１８に支持される。そして振動子１０の下方に回路装置２０が配置される。ここで下方は、パッケージ５のケース７から基板６へと向かう方向である。具体的にはベース１６の内側底面の凹部に、半導体チップである回路装置２０が配置される。ベース１６の外側底面には回路部品１４が設けられる。回路部品１４は、例えばコンデンサー、抵抗又は温度センサーなどである。振動子１０と回路装置２０とは内部配線、端子電極又は導電性バンプなどを用いて電気的に接続される。
４．電子機器、移動体
図１０に、本実施形態の回路装置２０を含む電子機器５００の構成例を示す。電子機器５００は、本実施形態の回路装置２０と、回路装置２０の発振回路３０の発振信号ＯＳＣＫに基づくクロック信号ＣＬＫにより動作する処理装置５２０を含む。具体的には電子機器５００は、本実施形態の回路装置２０を有する発振器４を含み、処理装置５２０は、発振器４からのクロック信号ＣＬＫに基づいて動作する。また電子機器５００は、アンテナＡＮＴ、通信インターフェース５１０、操作インターフェース５３０、表示部５４０、メモリー５５０を含むことができる。なお電子機器５００は図１０の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
電子機器５００は、例えば基地局又はルーター等のネットワーク関連機器、距離、時間、流速又は流量等の物理量を計測する高精度の計測機器、生体情報を測定する生体情報測定機器、或いは車載機器などである。生体情報測定機器は例えば超音波測定装置、脈波計又は血圧測定装置等である。車載機器は自動運転用の機器等である。また電子機器５００は、頭部装着型表示装置や時計関連機器などのウェアラブル機器、ロボット、印刷装置、投影装置、スマートフォン等の携帯情報端末、コンテンツを配信するコンテンツ提供機器、或いはデジタルカメラ又はビデオカメラ等の映像機器などであってもよい。
また電子機器５００としては、５Ｇなどの次世代移動通信システムに用いられる機器がある。例えば次世代移動通信システムの基地局、リモートレディオヘッド（ＲＲＨ）又は携帯通信端末などの種々の機器に本実施形態の回路装置２０を用いることができる。次世代移動通信システムでは、時刻同期等のために高精度のクロック周波数が要望されており、高精度のクロック信号ＣＬＫを生成できる本実施形態の回路装置２０の適用例として好適である。
通信インターフェース５１０は、アンテナＡＮＴを介して外部からデータを受信したり、外部にデータを送信する処理を行う。プロセッサーである処理装置５２０は、電子機器５００の制御処理や、通信インターフェース５１０を介して送受信されるデータの種々のデジタル処理などを行う。処理装置５２０の機能は、例えばマイクロコンピューターなどのプロセッサーにより実現できる。操作インターフェース５３０は、ユーザーが入力操作を行うためのものであり、操作ボタンやタッチパネルディスプレイなどにより実現できる。表示部５４０は、各種の情報を表示するものであり、液晶や有機ＥＬなどのディスプレイにより実現できる。メモリー５５０は、データを記憶するものであり、その機能はＲＡＭやＲＯＭなどの半導体メモリーにより実現できる。
図１１に、本実施形態の回路装置２０を含む移動体の例を示す。移動体は、本実施形態の回路装置２０と、回路装置２０の発振回路３０の発振信号ＯＳＣＫに基づくクロック信号ＣＬＫにより動作する処理装置２２０を含む。具体的には移動体は、本実施形態の回路装置２０を有する発振器４を含み、処理装置２２０は、発振器４からのクロック信号ＣＬＫに基づいて動作する。本実施形態の回路装置２０は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。図１１は移動体の具体例としての自動車２０６を概略的に示している。自動車２０６には、本実施形態の回路装置２０が組み込まれる。具体的には、移動体である自動車２０６は、制御装置２０８を含み、制御装置２０８は、本実施形態の回路装置２０を含む発振器４と、発振器４により生成されたクロック信号ＣＬＫに基づき動作する処理装置２２０を含む。制御装置２０８は、例えば車体２０７の姿勢に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪２０９のブレーキを制御する。例えば制御装置２０８により、自動車２０６の自動運転を実現してもよい。なお本実施形態の回路装置２０が組み込まれる機器は、このような制御装置２０８には限定されず、自動車２０６等の移動体に設けられるメーターパネル機器やナビゲーション機器などの種々の車載機器に組み込むことが可能である。
以上に説明したように本実施形態の回路装置は、振動子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、振動子に対応して設けられたヒーターを制御するオーブン制御回路と、制御データを記憶する不揮発性メモリーと、不揮発性メモリーから転送される制御データを保持する保持回路と、保持回路に保持された制御データに基づく処理を行う処理回路を含む。そして処理回路は、電源電圧が供給された後、不揮発性メモリーから保持回路に制御データを転送する処理を行い、制御データの転送が終了した後、データ転送終了信号に基づいて、オーブン制御回路の動作を開始させる。
本実施形態によれば、発振回路が、振動子を発振させて発振信号を生成し、オーブン制御回路が、振動子に対応して設けられたヒーターを制御する。また不揮発性メモリーが、制御データを記憶し、保持回路が、不揮発性メモリーから転送される制御データを保持し、処理回路が、保持された制御データに基づく処理を行う。そして本実施形態によれば、電源電圧が供給された後、不揮発性メモリーから保持回路に制御データが転送され、制御データの転送が終了した後、オーブン制御回路の動作が開始する。このように本実施形態では、電源電圧が供給された後に、直ぐにはオーブン制御回路の動作は開始せずに、オーブン制御回路の動作開始前に、不揮発性メモリーから保持回路への制御データの転送が行われる。そして制御データの転送終了後に、オーブン制御回路によるヒーターの制御が開始する。このようにすれば、不揮発性メモリーから保持回路への制御データのデータ転送期間においては、オーブン制御回路の動作は開始せず、ヒーターを制御するオーブン制御は行われないようになる。従って、データ転送期間において電源電圧が不安定になることで誤った制御データが保持回路に転送されてしまうなどの事態を抑制できるようになる。
また本実施形態では、処理回路は、振動子の発振周波数の温度補償処理を含むデジタル信号処理を行うデジタル信号処理回路を含み、制御データは、発振回路の動作を制御する動作制御データと、デジタル信号処理に用いるデジタル信号処理用データと、を含み、保持回路は、動作制御データを保持するレジスターと、デジタル信号処理用データを保持するＲＡＭとを含んでもよい。
このようにすれば、不揮発性メモリーからレジスターに転送された発振回路の動作制御データを用いて、発振回路の発振動作を開始させる制御が可能になる。そして、このようにして振動子を用いた発振回路の発振動作が開始されて、発振信号が生成された後に、不揮発性メモリーからレジスターに転送されたデジタル信号処理用データを用いて、デジタル信号処理回路によるデジタル信号処理を実行できるようになる。
また本実施形態では、デジタル信号処理用データは、温度補償処理に用いる温度補償係数データと、デジタルフィルター処理に用いるデジタルフィルター係数データと、の少なくとも１つを含んでもよい。
このように不揮発性メモリーから転送される制御データとして、温度補償係数データ及びデジタルフィルター係数データの少なくとも１つをデジタル信号処理用データとしてＲＡＭに記憶すれば、レジスターに記憶する場合に比べて、少ない回路面積でのデータ記憶が可能になり、回路装置の小規模化を図れる。
また本実施形態では、電源電圧が供給された後、レジスターに初期値が設定され、電源電圧が供給された後、不揮発性メモリーから保持回路に制御データが転送されるまでの間において、レジスターに初期値として設定された動作制御データに基づいて、発振回路の発振動作がイネーブルになってもよい。
このようにすれば、電源電圧が供給された後、レジスターに初期値として設定された動作制御データに基づいて、発振回路の発振動作をイネーブルにして、発振動作を開始できるようになる。
また本実施形態では、発振信号の振幅を検出する振幅検出回路を含み、発振回路の動作がイネーブルになった後、振幅検出回路が、発振信号の振幅が所定値を超えたことを検出したとき、処理回路は、不揮発性メモリーから保持回路への制御データの転送を開始する処理を行ってもよい。
このようにすれば、発振回路の動作がイネーブルになった後、発振信号の振幅が適正な振幅レベルになったことを条件に、制御データの転送処理を開始でき、適切なデータ転送処理を実現できるようになる。
また本実施形態では、発振信号の振幅を検出する振幅検出回路を含み、電源電圧が供給された後、発振回路が発振動作を開始し、振幅検出回路が、発振信号の振幅が所定値を超えたことを検出したとき、処理回路は、不揮発性メモリーから保持回路への制御データの転送を開始する処理を行ってもよい。
このようにすれば、電源電圧が供給されて発振回路の発振動作が開始した後、発振信号の振幅が適正な振幅レベルになったことを条件に、制御データの転送処理を開始でき、適切なデータ転送処理を実現できるようになる。
また本実施形態では、処理回路は、不揮発性メモリーの転送制御を行う転送制御回路と、オーブン制御回路の起動制御を行う起動制御回路とを含み、転送制御回路は、電源電圧が供給された後、不揮発性メモリーから保持回路への制御データの転送を指示し、制御データの転送が終了した後、起動制御回路にデータ転送終了信号を出力して、オーブン制御回路の動作を開始させてもよい。
このようにすれば、電源電圧が供給された後、転送制御回路を用いて制御データの転送を指示し、転送が終了すると、転送制御回路がデータ転送終了信号を起動制御回路に出力することで、起動制御回路を用いてオーブン制御回路の動作を開始させることが可能になる。
また本実施形態では、起動制御回路は、保持回路の制御データによって設定されるオーブン制御のイネーブル信号がアクティブであり、且つ、データ転送終了信号がアクティブになったときに、オーブン制御回路の動作を開始させてもよい。
このようにすれば、オーブン制御のイネーブル信号がアクティブに設定されている場合にも、電源電圧の供給の後に、直ぐにはオーブン制御回路の動作は開始しないようになり、不揮発性メモリーから保持回路への制御データの転送が終了したのを待って、オーブン制御回路の動作を開始できるようになる。
また本実施形態は、上記に記載の回路装置と、振動子と、ヒーターと、を含む発振器に関係する。
また本実施形態は、上記に記載の回路装置と、発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置とを含む電子機器に関係する。
また本実施形態は、上記に記載の回路装置と、発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置とを含む移動体に関係する。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また回路装置、発振器、電子機器、移動体の構成・動作等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
１…ヒーターＩＣ、２…ヒーター、３…温度センサー、４…発振器、５…パッケージ、
６…基板、７…ケース、１０…振動子、１２、１３…支持部、１４…回路部品、
１５…容器、１６…ベース、１７…リッド、１８…段差部、２０…回路装置、
２２…振幅検出回路、２４…パワーオンリセット回路、３０…発振回路、
４０…オーブン制御回路、５０…処理回路、５２…デジタル信号処理回路、
５４…起動制御回路、５６…転送制御回路、７０…不揮発性メモリー、８０…保持回路、
８２…レジスター、８４…ＲＡＭ、９０…クロック信号出力回路、
９２…周波数調整回路、９４…バッファー回路
２０６…自動車、２０７…車体、２０８…制御装置、２０９…車輪、２２０…処理装置、
５００…電子機器、５１０…通信インターフェース、５２０…処理装置、
５３０…操作インターフェース、５４０…表示部、５５０…メモリー、
ＣＬＫ…クロック信号、ＤＣＮ…制御データ、ＤＥＴ…検出信号、
ＥＮＯＶ…イネーブル信号、ＯＰＡ…オペアンプ、ＯＳＣＫ…発振信号、
ＳＴＯＳ、ＳＴＯＶ…開始信号、Ｔ１〜Ｔ９…パッド、
ＴＢ…ヒーター用トランジスター、ＴＥＮＤ…データ転送終了信号、
ＴＳＴＡ…転送開始信号、ＶＤＤ…電源電圧、ＶＯＶ…オーブン制御信号、
ＸＰＯＲ…パワーオンリセット信号

Claims (11)

  1. 振動子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、
    前記振動子に対応して設けられたヒーターを制御するオーブン制御回路と、
    制御データを記憶する不揮発性メモリーと、
    前記不揮発性メモリーから転送される前記制御データを保持する保持回路と、
    前記保持回路に保持された前記制御データに基づく処理を行う処理回路と、
    を含み、
    前記処理回路は、
    電源電圧が供給された後、前記不揮発性メモリーから前記保持回路に前記制御データを転送する処理を行い、前記制御データの転送が終了した後、データ転送終了信号に基づいて、前記オーブン制御回路の動作を開始させることを特徴とする回路装置。
  2. 請求項１に記載の回路装置において、
    前記処理回路は、
    前記振動子の発振周波数の温度補償処理を含むデジタル信号処理を行うデジタル信号処理回路を含み、
    前記制御データは、
    前記発振回路の動作を制御する動作制御データと、
    デジタル信号処理に用いるデジタル信号処理用データと、を含み、
    前記保持回路は、
    前記動作制御データを保持するレジスターと、
    前記デジタル信号処理用データを保持するＲＡＭと、
    を含むことを特徴とする回路装置。
  3. 請求項２に記載の回路装置において、
    前記デジタル信号処理用データは、前記温度補償処理に用いる温度補償係数データと、デジタルフィルター処理に用いるデジタルフィルター係数データと、の少なくとも１つを含むことを特徴とする回路装置。
  4. 請求項２又は３に記載の回路装置において、
    前記電源電圧が供給された後、前記レジスターに初期値が設定され、
    前記電源電圧が供給された後、前記不揮発性メモリーから前記保持回路に前記制御データが転送されるまでの間において、前記レジスターに前記初期値として設定された前記動作制御データに基づいて、前記発振回路の発振動作がイネーブルになることを特徴とする回路装置。
  5. 請求項４に記載の回路装置において、
    前記発振信号の振幅を検出する振幅検出回路を含み、
    前記発振回路の動作がイネーブルになった後、前記振幅検出回路が、前記発振信号の振幅が所定値を超えたことを検出したとき、前記処理回路は、前記不揮発性メモリーから前記保持回路への前記制御データの転送を開始する処理を行うことを特徴とする回路装置。
  6. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記発振信号の振幅を検出する振幅検出回路を含み、
    前記電源電圧が供給された後、前記発振回路が発振動作を開始し、
    前記振幅検出回路が、前記発振信号の振幅が所定値を超えたことを検出したとき、前記処理回路は、前記不揮発性メモリーから前記保持回路への前記制御データの転送を開始する処理を行うことを特徴とする回路装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記処理回路は、
    前記不揮発性メモリーの転送制御を行う転送制御回路と、
    前記オーブン制御回路の起動制御を行う起動制御回路と、
    を含み、
    前記転送制御回路は、前記電源電圧が供給された後、前記不揮発性メモリーから前記保持回路への前記制御データの転送を指示し、前記制御データの転送が終了した後、前記起動制御回路に前記データ転送終了信号を出力して、前記オーブン制御回路の動作を開始させることを特徴とする回路装置。
  8. 請求項７に記載の回路装置において、
    前記起動制御回路は、
    前記保持回路の前記制御データによって設定されるオーブン制御のイネーブル信号がアクティブであり、且つ、前記データ転送終了信号がアクティブになったときに、前記オーブン制御回路の動作を開始させることを特徴とする回路装置。
  9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置と、
    前記振動子と、
    前記ヒーターと、
    を含むことを特徴とする発振器。
  10. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置と、
    前記発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置と、
    を含むことを特徴とする電子機器。
  11. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置と、
    前記発振信号に基づくクロック信号により動作する処理装置と、
    を含むことを特徴とする移動体。
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