JP5465891B2 - Crystal oscillation circuit - Google Patents
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Description
本発明は、水晶発振回路に係り、特に、伸長コイルが挿入された場合で、水晶振動子の直列アームでの発振を確実に行わせることができる水晶発振回路に関する。 The present invention relates to a crystal oscillation circuit, and more particularly, to a crystal oscillation circuit that can reliably perform oscillation with a series arm of a crystal resonator when an extension coil is inserted.
[従来の技術]
[一般的な水晶発振回路:図13]
一般的な水晶発振回路について図13を参照しながら説明する。図13は、一般的な水晶発振回路の回路図である。
図13に示すように、一般的な水晶発振回路は、特定の周波数を発振する水晶振動子XL と、水晶振動子XL の一端がベースに接続し、発振された周波数を増幅するトランジスタQと、トランジスタQのコレクタには発振回路電源が抵抗R2 を介して接続し、コレクタは抵抗R1 を介してベースに接続し、またコレクタが水晶振動子XL の他端に接続し、当該他端はコンデンサC1 の一端が接続すると共に他端が接地され、トランジスタQのベースはコンデンサC2 の一端が接続すると共の他端が接地され、トランジスタQのエミッタは接地されている。
[Conventional technology]
[General crystal oscillation circuit: Fig. 13]
A general crystal oscillation circuit will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a circuit diagram of a general crystal oscillation circuit.
As shown in FIG. 13, a general crystal oscillation circuit includes a crystal resonator XL that oscillates a specific frequency, a transistor Q that has one end of the crystal resonator XL connected to the base, and amplifies the oscillated frequency, The oscillation circuit power supply is connected to the collector of the transistor Q via a resistor R2, the collector is connected to the base via a resistor R1, the collector is connected to the other end of the crystal resonator XL, and the other end is a capacitor C1. One end of the transistor Q is connected and the other end is grounded. The base of the transistor Q is connected to the other end of the capacitor C2, and the other end is grounded. The emitter of the transistor Q is grounded.
[等価回路:図14]
図13の回路の等価回路を図14に示す。図14は、一般的な水晶発振回路の等価回路の図である。
図14(a)に示すように、左側が水晶振動子(Crystal unit)XL であり、右側が負荷容量CL と負性抵抗−Rの直列接続の発振回路(Oscillator)である。
[Equivalent circuit: FIG. 14]
FIG. 14 shows an equivalent circuit of the circuit of FIG. FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of a general crystal oscillation circuit.
As shown in FIG. 14A, the left side is a crystal unit XL, and the right side is an oscillation circuit (Oscillator) in which a load capacitance CL and a negative resistance -R are connected in series.
そして、図14(a)の等価回路において水晶振動子を4素子等価回路とした等価回路で示したのが図14(b)である。図14(b)に示すように、水晶振動子は、直列接続(直列アーム)の直列抵抗R1 、直列容量C1 、直列インダクタンスL1 と並列接続(並列アーム)の並列容量C0 で表すことができ、発振回路は、負荷容量CL (=−Xc :発振回路のリアクタンス)と、負性抵抗−Rの直列接続で表すことができる。 FIG. 14B shows an equivalent circuit in which the crystal resonator is a four-element equivalent circuit in the equivalent circuit of FIG. As shown in FIG. 14B, the crystal resonator can be represented by a series connection (series arm) series resistance R1, a series capacity C1, a series inductance L1 and a parallel connection (parallel arm) parallel capacity C0. The oscillation circuit can be represented by a series connection of a load capacitance CL (= -Xc: reactance of the oscillation circuit) and a negative resistance -R.
尚、図13で用いた容量C1 、抵抗R1 と、図14(b)の直列容量C1 、直列抵抗R1 とは、便宜上同じ符号を用いたが、容量値、抵抗値は異なっている。
また、以下の説明では、CL を負荷容量とし、XL を水晶振動子のリアクタンスとし、RL を負荷時共振抵抗として用いる。
Note that the capacitance C1 and the resistance R1 used in FIG. 13 and the series capacitance C1 and the series resistance R1 in FIG.
In the following description, CL is used as a load capacitance, XL is used as a reactance of the crystal resonator, and RL is used as a resonance resistance during load.
水晶振動子をRL +XL で表したとき、発振開始条件は、RL ≦|−R|であり、発振定常状態では、RL =|−R|となり、発振回路の−Rが発振開始後に減少して、水晶振動子の負荷時共振抵抗による電力損失分を常に補い続けるようになり、発振が継続する。 When the crystal resonator is represented by RL + XL, the oscillation start condition is RL ≦ | −R |, and in the steady state of oscillation, RL = | −R |, and −R of the oscillation circuit decreases after the oscillation starts. As a result, the power loss due to the resonance resistance when the crystal resonator is loaded is always compensated, and the oscillation continues.
また、この時の発振周波数条件は、XL −Xc =0となる。
共振条件現象(位相=0°)の時、発振回路側は容量性となり、水晶振動子側は誘導性となる。
The oscillation frequency condition at this time is XL−Xc = 0.
When the resonance condition phenomenon (phase = 0 °), the oscillation circuit side is capacitive and the crystal resonator side is inductive.
[伸長コイル挿入の水晶発振回路:図15]
水晶振動子XL とトランジスタQのベースとの間に、伸長コイルを挿入した場合(発振回路側に伸長コイルを挿入した場合)、発振回路側が誘導性となり、水晶振動子の並列容量C0 と誘導性となった発振回路側とが共振することがある。
[Crystal oscillation circuit with extension coil inserted: Fig. 15]
When an extension coil is inserted between the crystal unit XL and the base of the transistor Q (when an extension coil is inserted on the oscillation circuit side), the oscillation circuit side becomes inductive, and the parallel capacitance C0 and inductivity of the crystal unit The oscillation circuit side that has become may resonate.
伸長コイルを挿入した水晶発振回路について図15を参照しながら説明する。図15は、伸長コイルを挿入した水晶発振回路の回路図である。
図15に示すように、図13との相違点は、水晶振動子XL とトランジスタQのベースとの間に、伸長コイルを挿入したことである。
A crystal oscillation circuit with an extension coil inserted will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a circuit diagram of a crystal oscillation circuit in which an extension coil is inserted.
As shown in FIG. 15, the difference from FIG. 13 is that an extension coil is inserted between the crystal unit XL and the base of the transistor Q.
[等価回路:図16]
また、図15の等価回路について図14と同様に表した図を図16に示す。図16は、伸長コイルを挿入した水晶発振回路の等価回路の図である。
図16(a)の左側が水晶振動子であり、右側がインダクタL1 と負性抵抗−Rの直列接続の発振回路である。
[Equivalent circuit: FIG. 16]
FIG. 16 is a diagram showing the equivalent circuit of FIG. 15 in the same manner as FIG. FIG. 16 is a diagram of an equivalent circuit of a crystal oscillation circuit in which an extension coil is inserted.
The left side of FIG. 16A is a crystal resonator, and the right side is an oscillation circuit in which an inductor L1 and a negative resistance -R are connected in series.
また、図16(a)の等価回路について図14(b)と同様に水晶振動子を等価定数回路とした時の等価回路で示したのが図16(b)である。図16(b)に示すように、水晶振動子は、直列接続(直列アーム)の直列抵抗R1 、直列容量C1 、直列インダクタンスL1 と並列接続(並列アーム)の並列容量C0 で表すことができ、発振回路は、発振回路のリアクタンス+Xc と、負性抵抗−Rの直列接続で表すことができる。
尚、図15で用いた容量C1 、抵抗R1 、伸長コイルL1 と、図16(b)の直列容量C1 、直列抵抗R1 、直列インダクタンスL1 とは、便宜上同じ符号を用いたが、容量値、抵抗値、インダクタンスの値は異なっている。
FIG. 16 (b) shows the equivalent circuit of FIG. 16 (a) as an equivalent circuit when the crystal unit is an equivalent constant circuit as in FIG. 14 (b). As shown in FIG. 16B, the crystal resonator can be represented by a series connection (series arm) series resistance R1, a series capacity C1, a series inductance L1 and a parallel connection (parallel arm) parallel capacity C0. The oscillation circuit can be represented by a series connection of a reactance + Xc of the oscillation circuit and a negative resistance -R.
The capacitance C1, resistance R1, and extension coil L1 used in FIG. 15 and the series capacitance C1, series resistance R1, and series inductance L1 in FIG. Values and inductance values are different.
[図15の発振回路の特性:図17]
図15の発振回路の特性について図17を参照しながら説明する。図17は、伸長コイル挿入の水晶発振回路の利得、位相特性を示す図である。
図17において、上側の図は周波数に対する利得特性を示すもので、横軸が周波数、縦軸が利得を示している。また、図17の下側の図は周波数に対する位相特性を示すもので、横軸が周波数、縦軸が位相を示している。
[Characteristics of the oscillation circuit of FIG. 15: FIG. 17]
The characteristics of the oscillation circuit of FIG. 15 will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram showing gain and phase characteristics of a crystal oscillation circuit with an extension coil inserted.
In FIG. 17, the upper diagram shows gain characteristics with respect to frequency, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing gain. The lower diagram of FIG. 17 shows the phase characteristics with respect to the frequency, with the horizontal axis indicating the frequency and the vertical axis indicating the phase.
図17に示すように、発振条件は、位相反転のポイント(位相反転1,2)で、利得が1以上である場合に、発振するものである。
従って、位相反転2のポイント(具体的には、1.2GHz付近の高域の周波数)で、発振してしまうことになり、本来想定する水晶発振点となる位相反転1のポイント以外のポイントで発振するという不具合が発生することになる。
As shown in FIG. 17, the oscillation condition is to oscillate when the gain is 1 or more at the point of phase inversion (
Therefore, it oscillates at the point of phase reversal 2 (specifically, a high frequency around 1.2 GHz), and at a point other than the point of
[関連技術]
尚、関連する先行技術として、特開平04−137805号公報「水晶発振回路」(出願人:フアナツク株式会社)がある(特許文献1)。
特許文献1には、CMOSインバータMを使用して構成されるコルピッツ型水晶発振回路において、水晶振動子XL の両端に第3のキャパシタCx が並列接続されている。
この水晶発振回路は、目的とする周波数以外の周波数において、安定した発振状態となることがないようにしたものである。
[Related technologies]
Incidentally, as a related prior art, there is "Crystal oscillation circuit" of Japanese Patent Laid-Open No. 04-137805 (Applicant: Juanatsu Co., Ltd.) (Patent Document 1).
In
This crystal oscillation circuit is designed to prevent a stable oscillation state at a frequency other than the target frequency.
しかしながら、上記図15の水晶発振回路では、伸長コイルを用いているため、水晶振動子の直列アーム(C1 ,L1 ,R1 )の容量と回路側のインピーダンスが共振し、目的とする水晶振動子の直列アーム以外の周波数で発振し、水晶振動子本来の発振が妨げられるという問題点があった。 However, since the crystal oscillation circuit of FIG. 15 uses an extension coil, the capacitance of the series arm (C1, L1, R1) of the crystal resonator and the impedance on the circuit side resonate, and the target crystal resonator There is a problem in that oscillation occurs at a frequency other than the series arm, and the original oscillation of the crystal unit is hindered.
また、先行文献1では、水晶発振回路における安定発振状態を実現するものではあるが、伸長コイルが挿入された場合の水晶発振回路において、水晶振動子の直列アームでの振動を確実に行わせるものではない。
Further, although the
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、伸長コイルが挿入された場合で、水晶振動子の直列アームでの発振を確実に行わせ、本来の発振周波数以外における無用な発振を抑えることができる水晶発振回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the case where the extension coil is inserted, the oscillation with the series arm of the crystal resonator is surely performed, and unnecessary oscillation other than the original oscillation frequency is suppressed. An object of the present invention is to provide a crystal oscillation circuit capable of performing
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、特定の周波数を発振する水晶振動子と、水晶振動子で発振された周波数を増幅するトランジスタとを有する水晶発振回路であって、水晶振動子の一端とトランジスタのベースとの間に伸長コイルが接続され、トランジスタのコレクタは第1の抵抗を介してベースに接続され、コレクタには発振回路電源が第2の抵抗を介して接続され、コレクタが水晶振動子の他端に接続され、当該他端は第1のコンデンサの一端が接続すると共に他端が接地され、トランジスタのベースには第2のコンデンサの一端が接続すると共の他端が接地され、トランジスタのエミッタは接地され、水晶振動子に並列に付加コンデンサが接続され、当該付加コンデンサは、水晶振動子を等価定数回路とした時の等価回路での直列アームによる位相反転が特定の発振周波数でのみ発生するよう設定されていることを特徴としている。 The present invention for solving the problems of the conventional example described above is a crystal oscillation circuit having a crystal resonator that oscillates a specific frequency and a transistor that amplifies the frequency oscillated by the crystal resonator. An extension coil is connected between one end of the child and the base of the transistor, a collector of the transistor is connected to the base via a first resistor, and an oscillation circuit power supply is connected to the collector via a second resistor, The collector is connected to the other end of the crystal unit, the other end is connected to one end of the first capacitor and the other end is grounded, and the other end is connected to one end of the second capacitor connected to the base of the transistor. There is grounded, the emitter of the transistor is grounded, is connected additional capacitor in parallel to the crystal oscillator, the additional capacitor equivalent circuit at the time of the crystal oscillator equivalent constant circuit Phase inversion is characterized that you have been set to occur only on certain oscillation frequency due to the series arm.
本発明は、上記水晶発振回路において、第1のコンデンサを可変コンデンサとしたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the crystal oscillation circuit, the first capacitor is a variable capacitor.
本発明は、上記水晶発振回路において、第2のコンデンサを可変コンデンサとしたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the crystal oscillation circuit, the second capacitor is a variable capacitor.
本発明は、上記水晶発振回路において、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサの双方を可変コンデンサとしたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the crystal oscillation circuit, both the first capacitor and the second capacitor are variable capacitors.
本発明は、上記水晶発振回路において、回路内の温度を検出し、検出した温度の変動に応じて発振周波数が一定となるよう可変コンデンサに対する制御電圧を発生させる温度補償電圧発生回路を有することを特徴とする。 The present invention includes a temperature compensation voltage generation circuit for detecting a temperature in the crystal oscillation circuit and generating a control voltage for the variable capacitor so that the oscillation frequency is constant according to the detected temperature fluctuation. Features.
本発明は、上記水晶発振回路において、付加コンデンサの値を0.4pF〜1.0pFとしたことを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the crystal oscillation circuit, the value of the additional capacitor is set to 0.4 pF to 1.0 pF .
本発明によれば、水晶振動子と、トランジスタとを有する水晶発振回路であって、水晶振動子の一端とトランジスタのベースとの間に伸長コイルが接続され、トランジスタのコレクタは第1の抵抗を介してベースに接続され、コレクタには発振回路電源が第2の抵抗を介して接続され、コレクタが水晶振動子の他端に接続され、当該他端は第1のコンデンサの一端が接続すると共に他端が接地され、トランジスタのベースには第2のコンデンサの一端が接続すると共の他端が接地され、トランジスタのエミッタは接地され、水晶振動子に並列に付加コンデンサが接続され、当該付加コンデンサは、水晶振動子を等価定数回路とした時の等価回路での直列アームによる位相反転が特定の発振周波数でのみ発生するよう設定されている構成としているので、水晶振動子での発振を確実に行わせ、本来の発振周波数以外における無用な発振を抑えることができる効果がある。
According to the present invention, there is provided a crystal oscillation circuit having a crystal resonator and a transistor, wherein an extension coil is connected between one end of the crystal resonator and the base of the transistor, and the collector of the transistor has a first resistance. And the collector is connected to the other end of the crystal resonator, and the other end is connected to one end of the first capacitor. the other end is grounded, the base of the transistor is grounded other end of the co Once the second capacitor is connected, the emitter of the transistor is grounded, additional capacitor is connected in parallel to the crystal oscillator, the additional capacitors, as a phase inversion by a series arm that is configured to occur only in a specific oscillation frequency of the equivalent circuit when the crystal oscillator equivalent constant circuit Runode, not reliably performed the oscillation of a crystal oscillator, there is an effect that it is possible to suppress an unnecessary oscillation in other than the original oscillation frequency.
本発明によれば、第1のコンデンサ又は第2のコンデンサ、若しくは、第1のコンデンサ及び第2のコンデンサの双方を可変コンデンサとした上記水晶発振回路としているので、発振周波数を容易に調整できる効果がある。 According to the present invention, since the above-described crystal oscillation circuit using the first capacitor or the second capacitor, or both the first capacitor and the second capacitor as variable capacitors, the oscillation frequency can be easily adjusted. There is.
本発明によれば、回路内の温度を検出し、検出した温度の変動に応じて発振周波数が一定となるよう可変コンデンサに対する制御電圧を発生させる温度補償電圧発生回路を有する上記水晶発振回路としているので、発振周波数を安定化できる効果がある。 According to the present invention, the crystal oscillation circuit includes the temperature compensation voltage generation circuit that detects the temperature in the circuit and generates a control voltage for the variable capacitor so that the oscillation frequency becomes constant according to the detected temperature fluctuation. Therefore, there is an effect that the oscillation frequency can be stabilized.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る水晶発振回路は、水晶振動子の出力側とトランジスタのベースとの間に伸長コイルが挿入された構成において、水晶振動子に並列に付加容量を接続するようにしたものであり、水晶振動子の直列アームでの発振を確実に行わせ、本来の発振周波数以外における無用な発振を抑えることができる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
In the crystal oscillation circuit according to the embodiment of the present invention, an additional capacitor is connected in parallel to the crystal resonator in the configuration in which the extension coil is inserted between the output side of the crystal resonator and the base of the transistor. Therefore, it is possible to reliably oscillate with the series arm of the crystal resonator, and to suppress unnecessary oscillation other than the original oscillation frequency.
また、本発明の実施の形態に係る水晶発振回路は、回路内に設けられたコンデンサを可変コンデンサとしたものであり、発振周波数の調整を容易に行うことができるものである。 Further, the crystal oscillation circuit according to the embodiment of the present invention uses a variable capacitor as a capacitor provided in the circuit, and can easily adjust the oscillation frequency.
また、本発明の実施の形態に係る水晶発振回路は、伸長コイルとトランジスタのベースとの間に可変コンデンサを直列に接続したものであり、発振周波数の調整を容易に行うことができるものである。 In addition, the crystal oscillation circuit according to the embodiment of the present invention includes a variable capacitor connected in series between the extension coil and the base of the transistor, and can easily adjust the oscillation frequency. .
また、本発明の実施の形態に係る水晶発振回路は、回路内に設けられたコンデンサを可変コンデンサとし、当該可変コンデンサを温度補償電圧発生回路により制御するようにしたものであり、回路内の温度変化に応じて発振周波数を安定化できるものである。 The crystal oscillation circuit according to the embodiment of the present invention is such that a capacitor provided in the circuit is a variable capacitor, and the variable capacitor is controlled by a temperature compensation voltage generation circuit. The oscillation frequency can be stabilized according to the change.
また、本発明の実施の形態に係る水晶発振回路は、伸長コイルとトランジスタのベースとの間に可変コンデンサを直列に接続し、当該可変コンデンサを温度補償電圧発生回路により制御するようにしたものであり、回路内の温度変化に応じて発振周波数を安定化できるものである。 In the crystal oscillation circuit according to the embodiment of the present invention, a variable capacitor is connected in series between the extension coil and the base of the transistor, and the variable capacitor is controlled by a temperature compensation voltage generation circuit. Yes, the oscillation frequency can be stabilized according to the temperature change in the circuit.
[本水晶発振回路:図1]
本発明の実施の形態に係る水晶発振回路について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る水晶発振回路の回路図である。
本発明の実施の形態に係る水晶発振回路(第1の水晶発振回路)は、図1に示すように、特定の周波数を発振する水晶振動子XL と、水晶振動子XL で発振された周波数を増幅するトランジスタQと、水晶振動子XL の一端が接続し、他端がトランジスタQのベースに接続する伸長コイルL1 と有し、トランジスタQのコレクタには発振回路電源が抵抗R2 を介して接続し、コレクタは抵抗R1 を介してベースに接続し、またコレクタが水晶振動子XL の他端に接続し、当該他端はコンデンサC1 の一端が接続すると共に他端が接地され、トランジスタQのベースはコンデンサC2 の一端が接続すると共の他端が接地され、トランジスタQのエミッタは接地され、水晶振動子XL に並列に付加容量(付加コンデンサ)Cx が接続されている。
[This crystal oscillation circuit: Fig. 1]
A crystal oscillation circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram of a crystal oscillation circuit according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the crystal oscillation circuit (first crystal oscillation circuit) according to the embodiment of the present invention has a crystal oscillator XL that oscillates a specific frequency and a frequency oscillated by the crystal oscillator XL. The transistor Q to be amplified is connected to one end of the crystal unit XL and the other end is connected to the base of the transistor Q. The extension coil L1 is connected to the collector of the transistor Q via the resistor R2. The collector is connected to the base via the resistor R1, the collector is connected to the other end of the crystal unit XL, the other end is connected to one end of the capacitor C1, and the other end is grounded. When one end of the capacitor C2 is connected, the other end is grounded, the emitter of the transistor Q is grounded, and an additional capacitor (additional capacitor) Cx is connected in parallel with the crystal resonator XL.
[水晶振動子の等価回路:図2]
次に、図1における水晶振動子の等価回路について図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の等価回路の図である。
水晶振動子の等価回路は、図2に示すように、直列アームとして、コイルL1 と、コンデンサC1 と、抵抗R1 とが直列に接続されており、並列アームとして、コンデンサC0 が直列アームに並列に接続されている。
[Equivalent circuit of crystal unit: Fig. 2]
Next, an equivalent circuit of the crystal unit in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram of an equivalent circuit of the crystal resonator according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the equivalent circuit of the crystal unit is such that a coil L1, a capacitor C1, and a resistor R1 are connected in series as a series arm, and a capacitor C0 is connected in parallel to the series arm as a parallel arm. It is connected.
[第1の水晶発振回路の特性:図3]
次に、第1の水晶発振回路の特性について、図3を参照しながら説明する。図3は、実施の形態に係る発振回路の利得、位相特性を示す図である。
図3に示すように、発振条件は、位相反転のポイントで利得が1以上であるため、発振するのは、位相反転1のポイントのみであり、それ以外で発振しないものとなっている。
これは、付加コンデンサCx を設けたことにより、位相特性をずらして共振しないようにしたためである。
[Characteristics of the first crystal oscillation circuit: FIG. 3]
Next, the characteristics of the first crystal oscillation circuit will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating gain and phase characteristics of the oscillation circuit according to the embodiment.
As shown in FIG. 3, since the oscillation condition is that the gain is 1 or more at the point of phase inversion, oscillation occurs only at the point of
This is because by providing the additional capacitor Cx, the phase characteristics are shifted to prevent resonance.
[容量Cx を付加した時の特性:図4]
そして、第1の水晶発振回路のように、水晶振動子XL の入出力端子に容量(コンデンサ)Cx を付加した時の特性について、図4を参照しながら説明する。図4は、容量Cx を付加した時の利得特性、位相特性を示す図である。
図4には、容量(付加コンデンサ)Cx の値を0〜1.0pFに変化させた場合の利得特性と位相特性が示されている。
尚、並列アームのコンデンサC0 (C
para)を0.5pFとした場合である。
周波数が640MHz近辺で直列アーム(L1 R1 C1 )による位相反転が発生し、本来の目的とする発振が為される。
[Characteristics when capacitance Cx is added: Fig. 4]
The characteristics when a capacitor (capacitor) Cx is added to the input / output terminal of the crystal resonator XL as in the first crystal oscillation circuit will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing gain characteristics and phase characteristics when the capacitor Cx is added.
FIG. 4 shows gain characteristics and phase characteristics when the value of the capacitance (additional capacitor) Cx is changed from 0 to 1.0 pF.
The parallel arm capacitor C0 (C
para) is 0.5 pF.
When the frequency is around 640 MHz, phase inversion occurs due to the series arm (L1 R1 C1), and the original intended oscillation is performed.
付加コンデンサの値が0pFであるということは、コンデンサが設けられていないことになるため、図17に示した特性と同様に、別の位相反転ポイントで発振してしまうことになる。
また、付加コンデンサが設けられていても、0〜0.3pFの小さい値であれば、まだ、別のポイントで位相反転があり、別の周波数で発振してしまう。
When the value of the additional capacitor is 0 pF, the capacitor is not provided, and therefore, oscillation occurs at another phase inversion point as in the characteristics shown in FIG.
Even if an additional capacitor is provided, if it is a small value of 0 to 0.3 pF, there is still a phase inversion at another point, and oscillation occurs at another frequency.
ただし、付加コンデンサCx の値が0.4〜1.0pFの範囲では、別のポイントで位相反転が発生せず、別の周波数で発振しないことが分かる。従って、付加コンデンサCx の値としては、0.4pF以上、特に、0.4〜1.0pFが適正である。 However, it can be seen that when the value of the additional capacitor Cx is in the range of 0.4 to 1.0 pF, phase inversion does not occur at another point and oscillation does not occur at another frequency. Accordingly, the value of the additional capacitor Cx is 0.4 pF or more, particularly 0.4 to 1.0 pF.
[第2〜5の水晶発振回路:図5〜8]
次に、本発明の実施の形態に係る第2〜5の水晶発振回路の構成について、図5〜8を参照しながら説明する。図5は、第2の水晶発振回路の回路図であり、図6は、第3の水晶発振回路の回路図であり、図7は、第4の水晶発振回路の回路図であり、図8は、第5の水晶発振回路の回路図である。
尚、第2〜5の水晶発振回路は、出力段にアンプ1と、出力端子OUT1,OUT2を備える出力ドライバ2が設けられている。
[Second to fifth crystal oscillation circuits: FIGS. 5 to 8]
Next, configurations of the second to fifth crystal oscillation circuits according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 is a circuit diagram of the second crystal oscillation circuit, FIG. 6 is a circuit diagram of the third crystal oscillation circuit, and FIG. 7 is a circuit diagram of the fourth crystal oscillation circuit. These are the circuit diagrams of the 5th crystal oscillation circuit.
In the second to fifth crystal oscillation circuits, an
第2の水晶発振回路は、図5に示すように、コンデンサC1 を可変容量(可変コンデンサ)とし、発振回路における発振周波数を調整可能としたものである。
第3の水晶発振回路は、図6に示すように、コンデンサC2 を可変容量(可変コンデンサ)とし、発振回路における発振周波数を調整可能としたものである。
第4の水晶発振回路は、図7に示すように、コンデンサC1 及びC2 を可変容量(可変コンデンサ)とし、発振回路における発振周波数を調整可能としたものである。
ここで、可変コンデンサは、外部からの電圧によって周波数を可変にするバリキャップダイオードを使用する。
As shown in FIG. 5, the second crystal oscillation circuit uses a capacitor C1 as a variable capacitor (variable capacitor) so that the oscillation frequency in the oscillation circuit can be adjusted.
As shown in FIG. 6, the third crystal oscillation circuit uses a capacitor C2 as a variable capacitor (variable capacitor) so that the oscillation frequency in the oscillation circuit can be adjusted.
As shown in FIG. 7, the fourth crystal oscillation circuit uses capacitors C1 and C2 as variable capacitors (variable capacitors) so that the oscillation frequency in the oscillation circuit can be adjusted.
Here, the variable capacitor uses a varicap diode that makes the frequency variable by an external voltage.
第5の水晶発振回路は、図8に示すように、伸長コイルL1 とトランジスタQのベースとの間に可変コンデンサC3 を直列に接続した構成である。この可変コンデンサC3 の容量を調整することで、発振回路における発振周波数を調整可能としたものである。
また、第5の水晶発振回路における容量C1 又はC2 の一方、若しくは容量C1 及びC2 の双方を可変容量(可変コンデンサ)として、発振回路における発振周波数を調整可能としてもよい。
As shown in FIG. 8, the fifth crystal oscillation circuit has a configuration in which a variable capacitor C3 is connected in series between the extension coil L1 and the base of the transistor Q. By adjusting the capacitance of the variable capacitor C3, the oscillation frequency in the oscillation circuit can be adjusted.
Further, the oscillation frequency in the oscillation circuit may be adjustable by setting one of the capacitors C1 and C2 in the fifth crystal oscillation circuit or both of the capacitors C1 and C2 as variable capacitors (variable capacitors).
[第6〜9の水晶発振回路:図9〜12]
次に、本発明の実施の形態に係る第6〜9の水晶発振回路の構成について、図9〜12を参照しながら説明する。図9は、第6の水晶発振回路の回路図であり、図10は、第7の水晶発振回路の回路図であり、図11は、第8の水晶発振回路の回路図であり、図12は、第9の水晶発振回路の回路図である。
尚、第6〜9の水晶発振回路は、出力段にアンプ1と、出力端子OUT1,OUT2を備える出力ドライバ2が設けられている。
[Sixth to ninth crystal oscillation circuits: FIGS. 9 to 12]
Next, configurations of the sixth to ninth crystal oscillation circuits according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 is a circuit diagram of the sixth crystal oscillation circuit, FIG. 10 is a circuit diagram of the seventh crystal oscillation circuit, and FIG. 11 is a circuit diagram of the eighth crystal oscillation circuit. These are circuit diagrams of a ninth crystal oscillation circuit.
The sixth to ninth crystal oscillation circuits are provided with an
また、第6〜9の水晶発振回路は、回路内部に温度補償電圧発生回路3を備えている。
温度補償電圧発生回路3は、回路内の温度を検出し、検出した温度に応じて発振周波数が一定となるよう可変コンデンサを制御する。
具体的には、温度補償電圧発生回路3で検出された温度がΔtだけ変動すれば、通常周波数がΔf変動するため、Δfの変動分を抑えるよう可変コンデンサを制御する。
The sixth to ninth crystal oscillation circuits include a temperature compensation
The temperature compensation
Specifically, if the temperature detected by the temperature compensation
第6の水晶発振回路は、図9に示すように、コンデンサC1 を可変容量(可変コンデンサ)とし、当該可変コンデンサの容量を温度補償電圧発生回路3により制御して、発振回路における発振周波数の安定化を図るものである。
第7の水晶発振回路は、図10に示すように、コンデンサC2 を可変容量(可変コンデンサ)とし、当該可変コンデンサの容量を温度補償電圧発生回路3により制御して、発振回路における発振周波数の安定化を図るものである。
第8の水晶発振回路は、図11に示すように、コンデンサC1 及びC2 を可変容量(可変コンデンサ)とし、当該2つの可変コンデンサの容量を温度補償電圧発生回路3により制御して、発振回路における発振周波数の安定化を図るものである。
ここで、可変コンデンサは、外部からの電圧によって周波数を可変にするバリキャップダイオードを使用する。
As shown in FIG. 9, in the sixth crystal oscillation circuit, the capacitor C1 is a variable capacitor (variable capacitor), and the capacitance of the variable capacitor is controlled by the temperature compensation
In the seventh crystal oscillation circuit, as shown in FIG. 10, the capacitor C2 is a variable capacitor (variable capacitor), and the temperature of the variable capacitor is controlled by the temperature compensation
As shown in FIG. 11, the eighth crystal oscillation circuit uses capacitors C1 and C2 as variable capacitors (variable capacitors), and controls the capacitances of the two variable capacitors by the temperature compensation
Here, the variable capacitor uses a varicap diode that makes the frequency variable by an external voltage.
第9の水晶発振回路は、図12に示すように、伸長コイルL1 とトランジスタQのベースとの間に可変コンデンサC3 を直列に接続した構成である。この可変コンデンサC3 の容量を温度補償電圧発生回路3により制御して、発振回路における発振周波数の安定化を図るものである。
また、第9の水晶発振回路における容量C1 又はC2 の一方、若しくは容量C1 及びC2 の双方を可変容量(可変コンデンサ)として、これら可変コンデンサの容量を温度補償電圧発生回路3により制御して、発振回路における発振周波数を調整可能としてもよい。
As shown in FIG. 12, the ninth crystal oscillation circuit has a configuration in which a variable capacitor C3 is connected in series between the extension coil L1 and the base of the transistor Q. The capacitance of the variable capacitor C3 is controlled by the temperature compensation
Further, one of the capacitors C1 and C2 or both of the capacitors C1 and C2 in the ninth crystal oscillation circuit is made a variable capacitor (variable capacitor), and the capacitance of these variable capacitors is controlled by the temperature compensation
[実施の形態の効果]
第1の水晶発振回路によれば、水晶振動子XL の出力側とトランジスタQのベースとの間に伸長コイルL1 が挿入された構成において、水晶振動子XL に並列に付加容量Cx を接続することで、水晶振動子における直列アームでの発振を確実に行わせ、本来の発振周波数以外における無用な発振を抑えることができる効果がある。
特に、負荷容量Cx の値は、0.4pF以上が効果的である。
[Effect of the embodiment]
According to the first crystal oscillation circuit, in the configuration in which the extension coil L1 is inserted between the output side of the crystal unit XL and the base of the transistor Q, the additional capacitor Cx is connected in parallel to the crystal unit XL. Thus, there is an effect that the oscillation with the series arm in the crystal resonator can be reliably performed, and unnecessary oscillations other than the original oscillation frequency can be suppressed.
In particular, the load capacitance Cx is effectively 0.4 pF or more.
第2〜4の水晶発振回路によれば、回路内のコンデンサを可変コンデンサとしたものであり、発振周波数の調整を容易に行うことができる効果がある。 According to the second to fourth crystal oscillation circuits, the capacitor in the circuit is a variable capacitor, and there is an effect that the oscillation frequency can be easily adjusted.
第5の水晶発振回路によれば、伸長コイルL1 とトランジスタQのベースとの間に可変コンデンサを直列に接続したものであり、発振周波数の調整を容易に行うことができる効果がある。 According to the fifth crystal oscillation circuit, the variable capacitor is connected in series between the extension coil L1 and the base of the transistor Q, and the oscillation frequency can be easily adjusted.
第6〜8の水晶発振回路によれば、回路内のコンデンサを可変コンデンサとし、当該可変コンデンサを温度補償電圧発生回路3により制御するようにしたものであり、回路内の温度変化に応じて発振周波数を安定化できる効果がある。
According to the sixth to eighth crystal oscillation circuits, the capacitor in the circuit is a variable capacitor, and the variable capacitor is controlled by the temperature compensation
第9の水晶発振回路によれば、伸長コイルL1 とトランジスタQのベースとの間に可変コンデンサを直列に接続し、当該可変コンデンサを温度補償電圧発生回路3により制御するようにしたものであり、回路内の温度変化に応じて発振周波数を安定化できる効果がある。
According to the ninth crystal oscillation circuit, a variable capacitor is connected in series between the extension coil L1 and the base of the transistor Q, and the variable capacitor is controlled by the temperature compensation
本発明は、伸長コイルが挿入された場合で、水晶振動子の直列アームでの発振を確実に行わせることができる水晶発振回路に好適である。 The present invention is suitable for a crystal oscillation circuit capable of surely oscillating with a series arm of a crystal resonator when an extension coil is inserted.
1…アンプ、 2…出力ドライバ、 3…温度補償電圧発生回路、 C…容量(コンデンサ)、 L…コイル、 Q…トランジスタ、 R…抵抗、 X…水晶振動子
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記水晶振動子の一端と前記トランジスタのベースとの間に伸長コイルが接続され、前記トランジスタのコレクタは第1の抵抗を介して前記ベースに接続され、前記コレクタには発振回路電源が第2の抵抗を介して接続され、前記コレクタが前記水晶振動子の他端に接続され、当該他端は第1のコンデンサの一端が接続すると共に他端が接地され、前記トランジスタのベースには第2のコンデンサの一端が接続すると共の他端が接地され、前記トランジスタのエミッタは接地され、前記水晶振動子に並列に付加コンデンサが接続され、
当該付加コンデンサは、前記水晶振動子を等価定数回路とした時の等価回路での直列アームによる位相反転が特定の発振周波数でのみ発生するよう設定されていることを特徴とする水晶発振回路。 A crystal oscillation circuit having a crystal resonator that oscillates a specific frequency and a transistor that amplifies the frequency oscillated by the crystal resonator,
An extension coil is connected between one end of the crystal resonator and the base of the transistor, a collector of the transistor is connected to the base via a first resistor, and an oscillation circuit power supply is connected to the collector at the second Connected through a resistor, the collector is connected to the other end of the crystal resonator, the other end is connected to one end of a first capacitor and the other end is grounded, and the base of the transistor is connected to a second When one end of the capacitor is connected, the other end is grounded, the emitter of the transistor is grounded, and an additional capacitor is connected in parallel to the crystal unit ,
The additional capacitor, crystal oscillator circuit, characterized that you have been set so that the phase inversion due to the series arm of the equivalent circuit when the equivalent constant circuit the crystal oscillator is generated only at a specific oscillation frequency.
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