JP2798046B2 - 水晶発振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶発振器に関
し、特にプリント基板取り付け型水晶発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水晶振動発振器は、高安定な基準
周波数の発振源として広く用いられている。そして、そ
の形状においても種々の形状がある。この中で、通信機
の分野では、高安定な水晶発振器が必要となるため、水
晶振動子と発振回路を金属ケース内に封止した水晶発振
器が用いられている。また、通信機の小型化に伴なっ
て、金属ケース付水晶発振器が直接プリント基板に取り
付けられる構造となっている。

【０００３】例えば、図３は、従来の水晶発振器１の基
本ブロック図を示したものである。水晶発振器１は、発
振回路１１と水晶振動子１２とによって高安定な水晶発
振回路が構成されている。ここに水晶発振器１には電源
端子１３と、発振器出力１４と、グランド端子１５，１
６の端子を有している。これら端子は、水晶発振器１の
内部において発振回路１１に接続されている。

【０００４】また、図４は、従来のプリント基板型水晶
発振器１がプリント基板７上に取り付けられた場合の外
観を示すため平面図を図４（ａ）に、正面図を図４
（ｂ）に示してある。

【０００５】本図において、水晶発振器１は直方体形状
をした金属ケースでできており、端子１３〜１６はプリ
ント基板に取り付けられるような構造となっている。こ
れらリード端子の中で１３は水晶発振器１の発振回路を
動作させるための電源端子である。

【０００６】また、１５，１６はグランド端子であり、
１４は発振出力端子である。これらリード端子はプリン
ト基板７のパターン２０を介して電源が電源端子１３に
供給され、発振出力端子１４の出力はパターン２１を介
して通信機の回路へ供給される。

【０００７】かかる水晶発振器は、正常動作時には問題
がないが、発振出力が異常となった場合にその原因と考
えられるものとして主に、水晶振動子自体の異常による
故障と発振回路のトランジスタ等の半導体素子や、電気
部品の故障とに分けられる。

【０００８】しかしながら、水晶発振器はケース内に封
止されて水晶振動子と発振回路が一体化されているた
め、その故障原因を切り分けるのは非常に困難となる。
よって、従来は、故障発生した場合には、原因の如何に
かかわらず水晶発振器全体の交換を行っていた。

【０００９】以上説明した構成は、例えば実公平４−８
０１１７号公報に記載がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】通信機のプリント基板
に取り付けられた水晶発振器が不具合を生じた場合、従
来の技術では不具合原因が発振回路か水晶振動子かを識
別するのに、プリント基板より水晶発振器を取り除し、
再度単品の状態で解析するため、多大の工数を要し、ま
た即時に判定出来ない問題を有していた。また水晶振動
子のみが不良でも水晶発振器全体を、取り替えるため装
置稼動率が悪くなる問題も有していた。

【００１１】本発明は、かかる従来例の有する問題点を
改善し、水晶発振器の不具合時に即時に故障原因を診断
し、かつ水晶振動子が不具合の場合には振動子を外部よ
り交換するのみで修理可能な水晶発振器を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の水晶発振器は、
プリント基板上に取り付けられ、第１の水晶振動子と発
振回路とを共にケース内に内蔵した水晶発振器におい
て、前記水晶発振器が正常時は、前記発振回路に前記第
１の水晶振動子を前記水晶発振器の外部で接続し、前記
水晶発振器が異常時は、前記水晶発振器の外部に第２の
水晶振動子を取り付け、前記発振回路に前記水晶発振器
の外部に接続することを特徴としている。

【００１３】上記構成を具備することにより本発明は、
水晶発振器内部の水晶振動子が切り離され、水晶発振器
が正常に動作すれば、原因は水晶振動子であり、交換し
ても正常に動作しなければ発振回路が原因であると即時
に診断可能となる。

【００１４】また、水晶振動子が原因の場合には外付水
晶振動子の状態で再稼動可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の水晶発振器１の
構成を示すブロック図である。

【００１６】本図において、水晶発振器１の内部には発
振回路１１と水晶振動子１２を有する点においては図３
の従来の構成と変わるものではない。

【００１７】本発明で特徴とするのは、水晶振動子１２
と発振回路１１との良否を識別するために、水晶発振器
１の外部に水晶振動子１２と置換可能な水晶振動子２を
取り付けられるよう構成されている点にある。

【００１８】すなわち、発振回路１１の発振素子となる
水晶振動子１２の一端が本水晶振動子１２の外部端子１
９として出力されている。さらに、発振回路１１と水晶
振動子１２との間の接続間の信号も外部に出力端子１８
を介して出力されている。さらに、発振回路１１の水晶
振動子が接続される他の片端についても第２の水晶振動
子取り付け端子１７を介して外部に出力されている。

【００１９】一方、水晶発振器１の外部では、水晶振動
子１２の取り付け端子１９からの信号はプリント基板７
のパターン４を介してアナログスイッチ３に入力され
る。第１の水晶振動子取り付け端子１８からの信号はパ
ターン５を介して水晶振動子２に接続され、さらに、パ
ターン６を介してアナログスイッチ３に入力される。

【００２０】アナログスイッチ３は、制御信号３０によ
って制御され、パターン４又はパターン６から接続され
た信号のどちらか一方を選択し第２の水晶振動子取り付
け端子１７に入力する。

【００２１】以上説明した図１の構成について、その動
作に関して以下に説明する。

【００２２】すなわち、水晶発振器１が正常である場合
には、水晶発振器１の内部の水晶振動子１２を用いて発
振動作をさせるため、アナログスイッチ３はパターン４
側の信号を選択するよう制御出力信号２０が与えられ
る。

【００２３】次に、水晶発振器１が異常となった場合
に、アナログスイッチ３の制御信号３０により、パター
ン６側へ切り替える。この結果、外部に取り付けた水晶
振動子２を用いることによって水晶発振器１の出力が正
常になれば水晶振動子１２が不良であることが判明す
る。

【００２４】ここで、一般に水晶発振器の発振周波数が
高周波数となると、水晶振動子と発振回路間の経路に生
ずるインダクタンスも発振周波数に影響を与える。その
ため、本発明では、発振回路１１と水晶振動子１２間の
距離を最短になるようプリント基板７上のパターン配置
を考慮している。また、プリント基板７におけるパター
ンの長さにおいても、外部の水晶振動子２を利用するか
しないかでパターン長が異ならないよう考慮している。
すなわち、パターン４の長さは、パターン５と６とを加
えた長さに等しくしてインダクタンスの変化がない構成
をしている。

【００２５】本発明の水晶振動子２は、常に取り付ける
必要はなくアナログスイッチ３がパターン６側に切り換
えられた場合に、すなわち、故障の原因解明時に取り付
ければ良い。そのため、プリント基板７上に水晶振動子
２を取りはずしが容易なようにソケット端子を設けるこ
ともできる。

【００２６】また、本発明はアナログスイッチ３を用い
て外部制御信号３０にて信号切替を行っているが、他の
方法、例えば、切替えるべき信号に２端子を用意し、端
子間を手動式にストラップしたりオープンにすることに
よっても可能である。

【００２７】図２は、本発明の水晶発振器１のプリント
基板７へ実装した場合の平面図（図２（ａ））と正面図
（図２（ｂ））を示したものである。図２（ａ）で示す
ように図４（ａ）と比較して、水晶発振器１には、水晶
振動子切替用に端子１７から１９までが用意されてい
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、アナログスイッチを切り替え
ることにより水晶発振器の内部水晶振動子が切り離さ
れ、かつ外部に正常な水晶振動子を取り付けることがで
きるため水晶発振器をパネルから取り除さずに、不具合
原因が水晶振動子か水晶発振回路かを即時に判別するこ
とができる効果を有する。

【００２９】また、外部に正常な水晶振動子を取り付け
るため、水晶発振器の不具合原因が水晶振動子の場合、
内部水晶振動子を取り除さずに、再稼動させることが出
来る効果も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水晶発振器のブロック図である。

【図２】本発明のプリント基板上の外観図である。

【図３】従来の水晶発振器のブロック図である。

【図４】従来の水晶発振器のプリント基板上の外観図で
ある。

【符号の説明】

１ 水晶発振器 ２，１２ 水晶振動子 ３ アナログスイッチ ４，５，６，２０，２１ プリント基板のパターン ７ プリント基板 １１ 発振回路 １３ 電源端子 １４ 発振器出力端子 １５，１６ グランド端子 １７ 第２の水晶振動子取り付け端子 １８ 第１の水晶振動子取り付け端子 １９ 水晶振動子１２の取り付け端子

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板上に取り付けられ、第１の
   水晶振動子と発振回路とを共にケース内に内蔵した水晶
   発振器において、 前記水晶発振器が正常時は、前記発振回路に前記第１の
   水晶振動子を前記水晶発振器の外部で接続し、 前記水晶発振器が異常時は、前記水晶発振器の外部に第
   ２の水晶振動子を取り付け、前記発振回路に前記水晶発
   振器の外部で接続することを特徴とする水晶発振器。
2. 【請求項２】 プリント基板上に取り付けられ、第１の
   水晶振動子と発振回路とを共にケースに内蔵した水晶発
   振器において、 前記水晶発振器に、前記発振回路に水晶振動子を接続す
   る一の端子と前記第１の水晶振動子の一の端子との間の
   接続信号を前記水晶発振器の外部に取り出す第１の端子
   と、 前記第１の水晶振動子の他の一の端子の信号を前記水晶
   発振器の外部に取り出す第２の端子と、 前記発振回路に水晶振動子を接続する他の一の端子を前
   記水晶発振器の外部に取り出す第３の端子とを有し、 前記水晶発振器の外部のプリント基板上に前記第１の端
   子と第２の水晶振動子を介して切替器とを接続する第１
   のパターンと、 前記第２の端子から前記切替器に接続する第２のパター
   ンと、 前記第１、第２のパターンの信号を切り替え前記第３の
   端子へ接続する前記切替器とを有することを特徴とする
   水晶発振器。
3. 【請求項３】 前記第２の水晶発振器は、プリント基板
   上設けられたソケット端子を用いて取りはずしができる
   ことを特徴とする請求項１，２記載の水晶発振器。
4. 【請求項４】 前記第１のパターンと前記第２のパター
   ンの長さを同じにすることを特徴とする請求項２記載の
   水晶発振器。
5. 【請求項５】 前記切替器は、アナログスイッチを用い
   て、制御信号によって前記第１、第２のパターンの信号
   を切り替えることを特徴とする請求項２記載の水晶発振
   器。