JP5631135B2 - 多出力水晶発振器 - Google Patents
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Description
水晶発振器に対する小型化の要求は強く、超小型水晶発振器は、1つの水晶片(振動子)と発振回路を含む1つのICチップとが電気的に接続されて、セラミックパッケージに格納されている。
そのため、従来の小型水晶発振器は、1種類の周波数を出力するものであり、複数の周波数が必要な電子機器では、基本的には周波数の数だけ水晶発振器が必要である。
尚、水晶発振器に関する技術としては、特開2006−303609号公報「信号発振器」(出願人:松下電器産業株式会社、特許文献1)、特開2001−53607号公報「周波数シンセサイザ及び装置」(出願人:富士通株式会社、特許文献2)がある。
特許文献1には、電圧制御発振器からの出力に分周器を多段に備え、複数の周波数を出力する信号発振器が記載されている。
また、特許文献2には、基準信号に基づいて中間信号を生成する第1のPLL回路と、第1のPLL回路の出力を基準信号としてシンセサイザ出力を得る第2のPLL回路を備えた周波数シンセサイザが記載されている。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る多出力水晶発振器は、水晶片と、発振回路を含むICとを1つずつ備え、発振回路からの出力に複数の分周回路を直列に接続し、発振回路及び各分周回路の出力をそれぞれ分岐して、スイッチ及びバッファを介して出力可能とした構成であり、発振回路及び複数の分周回路の内、スイッチをオンとした発振回路又は分周回路からの出力周波数を発振器出力として取り出すことができ、1つの発振器で、ユーザのニーズに応じて所望の周波数を出力して、種々の電子機器に対応可能とし、消費電力の増大を防ぐことができるものである。
本発明の第1の実施の形態に係る多出力水晶発振器について図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る多出力水晶発振器の構成ブロック図である。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る多出力水晶発振器(第1の多出力水晶発振器)は、水晶振動子10と、発振回路1と、発振回路1の出力に直列に接続されたn個の分周回路2-1,2-2,…,2-nと、それぞれ分岐された発振回路1及び各分周回路2の出力に設けられたスイッチ(SW)4-1,4-2,…4-n+1と、各周波数を取り出すバッファ3-1,3-2,…,3n+1とを備えている。
また、発振器出力を取り出す出力電極は、第1の多出力水晶発振器が収納されたケースの裏面に設けられ、生成可能な周波数の数と同数の電極が設けられている。
複数の分周回路2-1,2-2,…,2-nは、入力された周波数を1/2にする回路であり、分周回路2-1の出力周波数は発振回路1からの出力周波数(原振)の2分周出力、分周回路2-2の出力周波数は原振の4分周出力となり、…以下同様にして、8分周、16分周…、分周回路2-nからの出力周波数は原振の2n分周の周波数となる。
図1の例では、スイッチ4-1は原振出力を取り出すためのスイッチであり、スイッチ4-2は2分周出力を取り出すためのスイッチであり、以下同様にしてスイッチ4-n+1は2n分周出力を取り出すスイッチである。
これにより、単一の水晶振動子10及び発振回路1を用いた構成で、複数周波数を出力可能な発振器を実現するものである。
但し、最初からn+1種類の周波数全てを出力させることが要求されている場合には、スイッチ4を設けない構成としても構わない。
尚、分周回路2が多段に接続されているため遅延が発生するが、各バッファ3間でタイミングを合わせる必要はない。
これにより、2分周回路のみで構成する場合とは異なる周波数を生成でき、ユーザのニーズに合わせて種々の周波数を発振器出力とすることができるものである。
次に、第1の多出力水晶発振器の動作について図1を用いて説明する。
発振回路1から出力された原振周波数は、直列に接続された分周回路2によって、順次2分周される。つまり、原振周波数は、分周回路2-1で2分周され、後段の分周回路2-2で更に2分周されて4分周周波数となり、分周回路2-3で更に2分周されて8分周周波数に変換され、…以下同様にして分周回路2-nで2n分周周波数が生成される。
このようにして第1の多出力水晶発振器の動作が行われるものである。
例えば、原振52MHzの水晶振動子10を用いて、スイッチ4-1とスイッチ4-2をオンとすれば、52MHzと2分周出力の26MHzとを同時に出力させることができるものである。
更に、スイッチ4-3、スイッチ4-4をオンとすれば、13MHz、6.5MHzが出力されるものである。
同様にして、3分周回路が混ざった構成であっても、所望の周波数を生成する分周回路の出力におけるスイッチをオンとすることで、ニーズに応じた周波数を出力させることができるものである。
本発明の第1の実施の形態に係る多出力水晶発振器によれば、1つの水晶振動子10及び発振回路1を備えた水晶発振器において、発振回路1の出力に直列に接続されたn個の分周回路2-1,2-2,…,2-nと、分岐された発振回路1及び各分周回路2の出力に設けられたスイッチ4-1,4-2,…4-n+1と、各周波数を安定して取り出すバッファ3-1,3-2,…,3n+1とを備え、予め所望の周波数を生成する発振回路1又は分周回路2の出力に設けられたスイッチ4をオンに設定し、他のスイッチをオフに設定しておくことにより、1つの発振器から複数の周波数を出力させることができ、複数の水晶発振器を用いずに済み、適用される機器の小型化及び低消費電力化を図ることができる効果がある。
次に、本発明の第2の実施の形態に係る多出力水晶発振器について図2を用いて説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態に係る多出力水晶発振器の構成ブロック図である。
図2に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る多出力水晶発振器(第2の多出力水晶発振器)は、発振回路1の出力を2つに分岐して、一方にn個の2分周回路21-1,21-2,…,21-nを直列に接続し、他方にn個の3分周回路22-1,22-2,…,22-nを直列に接続した構成である。
尚、第1の多出力水晶発振器と同様に、発振回路1及び各分周回路21,22の出力は分岐されて、それぞれ、スイッチ4,41,42及びバッファ3,31,32を介して発振器出力に接続されている。
また、生成可能な全ての周波数を出力する場合には、スイッチ4,41,42は設けなくても構わない。
本発明の第2の実施の形態に係る多出力水晶発振器によれば、1つの水晶振動子10及び発振回路1を備えた水晶発振器において、発振回路1の出力を2つに分岐し、一方にn個の2分周回路21-1,21-2,…,21-nを直列に接続し、他方にn個の3分周回路22-1,22-2,…,22-nを直列に接続し、分岐された発振回路1及び各分周回路21,22の出力に設けられたスイッチ4,41,42と、各周波数を安定して取り出すバッファ3,31,32とを備え、予め所望の周波数を生成する発振回路1又は分周回路21又は22の出力に設けられたスイッチ4をオンに設定し、他のスイッチをオフに設定しておくことにより、1つの発振器で、原振周波数と2分周系列の周波数と3分周系列の周波数の中から所望の複数の周波数を出力させることができ、複数の水晶発振器を用いずに済み、適用される機器の小型化及び低消費電力化を図ることができる効果がある。
次に、本発明の第3の実施の形態に係る多出力水晶発振器について図3を用いて説明する。図3は、本発明の第3の実施の形態に係る多出力水晶発振器の構成ブロック図である。
図3に示すように、本発明の第3の実施の形態に係る多出力水晶発振器(第3の多出力水晶発振器)は、2分周回路21と3分周回路22とを並列に接続し、スイッチ4によって一方を選択して後段及び出力用のバッファ3に出力する構成を、多段に直列接続したものである。
具体的には、並列接続された2分周回路21-1と3分周回路22-1の分岐点に設けられたスイッチ4-1が、いずれかの分周回路に接続して、当該分周回路の出力を後段のスイッチ4-2に接続すると共にバッファ3-2に出力する。次の段では、スイッチ4-2が、2分周回路21-2と3分周回路22-2の一方に接続して後段のスイッチ4-3及びバッファ3-3に出力し、以下同様にしてn段目では2分周回路21-n又は3分周回路22-nのいずれかが選択されてバッファ3-n+1に出力されるようになっている。
そして、各バッファ3からの出力は、それぞれ特定の出力端子から出力される。
また、各バッファ3の出力側にスイッチを設けて、出力を選択するようにしてもよい。
尚、第3の多出力水晶発振器においては、各スイッチ4は予め2分周回路21側又は3分周回路22側に切り替えて設定されている。
本発明の第3の実施の形態に係る多出力水晶発振器によれば、1つの水晶振動子10及び発振回路1を備えた水晶発振器において、1組の2分周回路21と3分周回路22とを並列に接続し、スイッチ4によって一方を選択して後段及び出力用のバッファ3に出力する構成を、多段に直列接続して、各段毎に2分周回路21又は3分周回路22のいずれかをスイッチ4によって接続するようにしているので、接続される2分周回路21と3分周回路22の組み合わせによって、様々な周波数を生成することができ、多様なユーザのニーズに応じた発振器とすることができる効果がある。
次に、本発明の第4の実施の形態に係る多出力水晶発振器について図4を用いて説明する。図4は、本発明の第4の実施の形態に係る多出力水晶発振器の構成ブロック図である。
電子機器の種類によっては、多くの周波数が必要なこともあれば、少ない種類(2種類程度)の周波数で十分な場合もある。本発明の第4の実施の形態に係る多出力水晶発振器(第4の多出力水晶発振器)は、このようなユーザにとって使い勝手のよい多出力水晶発振器を提供するものである。
そして、第4の多出力水晶発振器の特徴として、発振回路1及び分周回路2を前段のグループと後段のグループの2つに分け、各グループ毎に発振回路1及び分周回路2の出力を並列接続して、グループ毎に1つの周波数を選択して出力するものである。
2種類の周波数を必要とするユーザにとって使い勝手のよい多出力水晶発振器を低コストで提供することができるものである。
本発明の第4の実施の形態に係る多出力水晶発振器によれば、1つの水晶振動子10及び発振回路1を備えた水晶発振器において、発振回路1の出力に複数の分周回路2を直列に接続し、発振回路1及び各分周器の分岐された出力にそれぞれスイッチ4を設け、発振回路1及び分周回路2を前段と後段の2つのグループに分割し、外部からの操作でスイッチ4を制御して、各グループの中から1つの周波数を選択して出力端子に出力するものであり、ユーザが2種類の周波数を任意に選択することができ、使い勝手を向上させることができる効果がある。
次に、本発明の第5の実施の形態に係る多出力水晶発振器について図5を用いて説明する。図5は、本発明の第5の実施の形態に係る多出力水晶発振器の構成ブロック図である。
図5に示すように、本発明の第5の実施の形態に係る多出力水晶発振器(第5の多出力水晶発振器)は、水晶振動子10と、発振回路1と、発振回路1の出力に直列に接続されたn個の分周回路2-1,2-2,…,2-nと、それぞれ分岐された発振回路1及び各分周回路2の出力に設けられたバッファ3-1,3-2,…,3n+1と、第5の多出力水晶発振器の特徴部分であるセレクタ5とを備えている。
また、セレクタ5も発振回路1及び分周回路2と同一のICチップ内に作成することが可能である。
これにより、ユーザは発振回路1及び分周回路2で生成される複数の周波数信号の中から、ニーズに合わせて2つの周波数を選択して出力させることができるものである。
また、ここでは発振器出力端子を2つとしているが、必要に応じて端子の数を増やして、出力周波数の数を多くしてもかまわない。
本発明の第5の実施の形態に係る多出力水晶発振器によれば、1つの水晶振動子10及び発振回路1を備えた水晶発振器において、発振回路1の出力に複数の分周回路2を接続し、発振回路1及び各分周器の分岐された出力にそれぞれバッファ3を設け、各バッファ3からの出力信号をセレクタ5に入力し、セレクタ5が外部からの制御信号に基づいて選択されたバッファ3の出力を発振器出力として端子A又は端子Bに出力するようにしているので、ユーザは、2種類の周波数を外部から任意に選択することができ、使い勝手を向上させることができる効果がある。
Claims (4)
- 水晶振動子と発振回路とを1つずつ備えた多出力水晶発振器であって、
前記発振回路からの出力に直列に接続された複数の分周回路と、
前記発振回路と前記各分周回路の出力を入力し、外部からの制御信号に従って前記発振回路又は前記分周回路からの出力の内、2つを選択して、第1の出力端子と第2の出力端子に出力させるセレクタと、
前記発振回路又は前記各分周回路からの出力を入力し、前記セレクタに出力する複数のバッファとを備え、
前記セレクタは、前記制御信号に基づいて、前記複数のバッファの内、第1の出力端子用に指定されたバッファを前記第1の出力端子に接続し、第2の出力端子用に指定されたバッファを前記第2の出力端子に接続することを特徴とする多出力水晶発振器。 - 水晶振動子と発振回路とを1つずつ備えた多出力水晶発振器であって、
前記発振回路からの出力に直列に接続された複数の分周回路と、
分岐された前記発振回路及び前記各分周回路の出力に設けられた複数のスイッチと、
前記各スイッチからの出力を入力し、出力端子に出力する複数のバッファとを備え、
前記発振回路及び前記複数の分周回路を前段と後段の2つのグループに分割して、前記グループ毎に前記複数のスイッチの出力を並列に接続し、
前記前段のグループにおける複数のスイッチが、前記前段のグループの前記発振回路又は前記分周回路の出力の1つを選択して、選択したスイッチに対応するバッファを介して第1の出力端子に出力させ、前記後段のグループにおける複数のスイッチが、前記後段のグループの分周回路の出力の1つを選択して、選択したスイッチに対応するバッファを介して第2の出力端子に出力させることを特徴とする多出力水晶発振器。 - 水晶振動子と発振回路とを1つずつ備えた多出力水晶発振器であって、
2分周回路と3分周回路とを並列に接続した回路を前記発振回路の出力に直列に多段に接続し、
前記多段に接続した段毎に前記並列に接続した2分周回路又は3分周回路のいずれかを選択して出力させるスイッチと、
前記発振回路又は前記各分周回路からの出力を入力し、出力端子に出力する複数のバッファとを備えたことを特徴とする多出力水晶発振器。 - 水晶振動子と発振回路とを1つずつ備えた多出力水晶発振器であって、
2つに分岐された前記発振回路の出力の一方に直列に接続された複数の2分周回路と、
前記分岐された他方に直列に接続された複数の3分周回路と、
前記発振回路の出力と、前記各2分周回路の出力及び前記各3分周回路の出力に設けられ、それぞれの出力/非出力を選択する複数のスイッチと、
前記各スイッチからの出力を入力し、出力端子に出力する複数のバッファとを備えたことを特徴とする多出力水晶発振器。
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