JP5971838B2 - Piezoelectric oscillator - Google Patents
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Description
本発明は、反射素子を用いた圧電発振器に係り、特に、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ると共に、反射素子の特性に応じて安定して発振させることができる圧電発振器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator using a reflective element, and in particular, a piezoelectric device capable of achieving high frequency and frequency stabilization using the reflective characteristics of the reflective element, and capable of stably oscillating according to the characteristics of the reflective element. It relates to an oscillator.
[従来の技術]
圧電発振器では、コルピッツ型、ピアース型等の回路がある。
従来の発振器は、共振器の位相を制御して発振させる回路を用いて、その周波数を制御していた。
従来の圧電発振器について、コルピッツ回路の水晶発振回路とインバータ回路の水晶発振回路について説明する。
[Conventional technology]
Piezoelectric oscillators include Colpitts type and Pierce type circuits.
Conventional oscillators control the frequency using a circuit that oscillates by controlling the phase of the resonator.
Regarding a conventional piezoelectric oscillator, a crystal oscillator circuit of a Colpitts circuit and a crystal oscillator circuit of an inverter circuit will be described.
[コルピッツ型水晶発振回路:図5]
従来のコルピッツ型水晶発振回路について図5を参照しながら説明する。図5は、従来のコルピッツ型水晶発振回路の回路図である。
従来のコルピッツ型水晶発振回路は、図5に示すように、水晶振動子Xの一端が発振用のトランジスタTrのベースに接続し、水晶振動子Xの他端が接地している。
そして、トランジスタTrのコレクタには電源電圧Vが抵抗Rcを介して印加されると共にコンデンサを介して出力端子(OUTPUT)が設けられている。
また、トランジスタTrのエミッタは抵抗REを介して接地している。
[Colpitts-type crystal oscillation circuit: Fig. 5]
A conventional Colpitts crystal oscillation circuit will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional Colpitts crystal oscillation circuit.
In the conventional Colpitts-type crystal oscillation circuit, as shown in FIG. 5, one end of the crystal resonator X is connected to the base of the oscillation transistor Tr, and the other end of the crystal resonator X is grounded.
A power supply voltage V is applied to the collector of the transistor Tr via a resistor Rc, and an output terminal (OUTPUT) is provided via a capacitor.
The emitter of the transistor Tr is grounded via a resistor RE.
トランジスタTrのベースには、電源電圧Vが抵抗RAを介して印加され、当該ベースは抵抗RBを介して接地している。
更に当該ベースには容量C1,C2の直列接続の一端が接続し、他端が接地され、容量C1と容量C2の間の点がエミッタに接続している。
以上の構成の従来のコルピッツ型水晶発振回路で発振動作が行われる。
A power supply voltage V is applied to the base of the transistor Tr via a resistor RA, and the base is grounded via a resistor RB.
Further, one end of the series connection of the capacitors C1 and C2 is connected to the base, the other end is grounded, and a point between the capacitors C1 and C2 is connected to the emitter.
The oscillation operation is performed by the conventional Colpitts type crystal oscillation circuit having the above configuration.
[インバータ型水晶発振回路:図6]
従来のインバータ型水晶発振回路について図6を参照しながら説明する。図6は、従来のインバータ型水晶発振回路の回路図である。
従来のインバータ型水晶発振回路は、図6に示すように、インバータICの入力側に水晶振動子Xの一端が接続し、インバータICの出力側に水晶振動子Xの他端が接続し、更に入力側と出力側が抵抗RFを介して接続している。
[Inverter type crystal oscillation circuit: Fig. 6]
A conventional inverter type crystal oscillation circuit will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional inverter type crystal oscillation circuit.
As shown in FIG. 6, the conventional inverter type crystal oscillation circuit has one end of the crystal unit X connected to the input side of the inverter IC, the other end of the crystal unit X connected to the output side of the inverter IC, The input side and the output side are connected via a resistor RF.
入力側には容量Cgの一端が接続し、他端が接地され、出力側には容量Cdの一端が接続され、他端が接地され、また、出力側には出力端子(OUTPUT)が設けられている。
以上の構成の従来のインバータ型水晶発振回路で発振動作が行われる。
One end of the capacitor Cg is connected to the input side, the other end is grounded, one end of the capacitor Cd is connected to the output side, the other end is grounded, and an output terminal (OUTPUT) is provided on the output side. ing.
The oscillation operation is performed by the conventional inverter type crystal oscillation circuit having the above configuration.
[関連技術]
尚、関連する先行技術として、特開平10−112612号公報「高周波発振回路」(株式会社村田製作所、特許文献1)、特開平05−304175号公報「電界効果トランジスタおよび高周波信号発振器および周波数変換回路」(日本電気株式会社、特許文献2)、特開平10−242755号公報「マイクロ波発振器」(株式会社村田製作所、特許文献3)、特開2006−42010号公報「高周波発振回路、高周波機器、および高周波発振回路の特性調整方法」(株式会社村田製作所、特許文献4)、特開2001−085947号公報「コルピッツ水晶発振回路」(東洋通信機株式会社、特許文献5)、特開2002−246842号公報「マイクロ波発振器」(アルプス電気株式会社、特許文献6)がある。
[Related technologies]
As related prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-112612 “High Frequency Oscillation Circuit” (Murata Manufacturing Co., Ltd., Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-304175 “Field Effect Transistor, High Frequency Signal Oscillator and Frequency Conversion Circuit” (NEC Corporation, Patent Document 2), Japanese Patent Laid-Open No. 10-242755, “Microwave Oscillator” (Murata Manufacturing Co., Ltd., Patent Document 3), Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-42010, “High Frequency Oscillation Circuit, High Frequency Device, And characteristic adjustment method of high-frequency oscillation circuit "(Murata Manufacturing Co., Ltd., Patent Document 4), Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-085947," Colpitts Crystal Oscillation Circuit "(Toyo Communication Equipment Co., Ltd., Patent Document 5), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-246842. No. “Microwave Oscillator” (Alps Electric Co., Ltd., Patent Document 6).
特許文献1には、高周波発振回路において、出力フィルタで発振条件を設定することが示されている。
特許文献2には、帯域反射型発振器において、2つ以上のゲートパッド(ゲート端子)を備え、発振条件と出力整合条件を分けて設定することが記載されている。
Patent Document 1 discloses that an oscillation condition is set by an output filter in a high-frequency oscillation circuit.
特許文献3には、マイクロ波発振器において、マイクロストリップライン上にトランジスタを実装し、誘電体同軸共振器の内導体を、引出電極を介してマイクロストリップラインの所定位置に近接させることが記載されている。
特許文献4には、高周波発振回路において、共振回路と増幅回路を接続するFETのドレイン端側に特性調整用のオープンスタブを設け、トリミング又は誘電体チップの付加により特性を調整することが記載されている。
Patent Document 4 describes that, in a high-frequency oscillation circuit, an open stub for adjusting characteristics is provided on the drain end side of an FET that connects a resonance circuit and an amplifier circuit, and characteristics are adjusted by trimming or addition of a dielectric chip. ing.
特許文献5には、水晶発振器において、エミッタ側に圧電発振器を接続して、SCカットの水晶振動子の出力を帰還し、コンデンサを介してベースに接続することで発振器同時の負性抵抗を確保することが記載されている。
特許文献6には、マイクロ波発振器において、誘電体共振器をバラクタダイオードを用いて制御して、ベース側に入力することが記載されている。
更に、非特許文献1には、反射型の発振器の例が記載されている。
In
Further, Non-Patent Document 1 describes an example of a reflective oscillator.
しかしながら、従来の圧電発振器では、周波数が高周波になるに従い、その波長が短くなることから、プリント基板の線路長、共振子からパッケージまでの線路長、共振子搭載時のずれなどを考慮する必要があり、またこれらにより線路長がずれることから、所望の周波数からずれてしまい、周波数を調整するために位相調整がセンシティブとなり、高安定化させることが難しくなっているという問題点があった。 However, in the conventional piezoelectric oscillator, the wavelength becomes shorter as the frequency becomes higher. Therefore, it is necessary to consider the line length of the printed circuit board, the line length from the resonator to the package, and the deviation when the resonator is mounted. In addition, since the line length is shifted due to these, the frequency is shifted from a desired frequency, and the phase adjustment becomes sensitive to adjust the frequency, which makes it difficult to achieve high stability.
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ることができ、更に反射素子の特性に応じて起動条件を緩和して安定して発振させることができる圧電発振器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 it is possible to achieve high frequency and frequency stabilization using the reflection characteristics of the reflection element, and further, the start-up conditions are relaxed and stabilized according to the characteristics of the reflection element. An object of the present invention is to provide a piezoelectric oscillator that can oscillate.
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、トランジスタを備えた圧電発振器であって、トランジスタのゲートには並列接続のコイルと第1のコンデンサとを有するLC共振器が接続され、トランジスタのドレインには電源電圧が印加され、トランジスタのソースには反射素子としての圧電共振器が接続され、トランジスタのドレイン側に出力端子が設けられ、LC共振器に並列にバリキャップダイオードが接続され、バリキャップダイオードのカソード側がトランジスタのゲートに接続されると共に、カソード側に時定数回路を介して電源電圧が印加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 is a piezoelectric oscillator including a transistor, and an LC resonator having a parallel-connected coil and a first capacitor is connected to a gate of the transistor, and the transistor A power supply voltage is applied to the drain of the transistor, a piezoelectric resonator as a reflective element is connected to the source of the transistor, an output terminal is provided on the drain side of the transistor, a varicap diode is connected in parallel to the LC resonator, The cathode side of the varicap diode is connected to the gate of the transistor, and a power supply voltage is applied to the cathode side via a time constant circuit.
また、本発明は、上記圧電発振器において、バリキャップダイオードのアノード側に第2のコンデンサが接続され、バリキャップダイオードのカソード側に第3のコンデンサが接続され、バリキャップダイオードのカソード側と第3のコンデンサとの間の点に時定数回路が接続されたことを特徴としている。 According to the present invention, in the piezoelectric oscillator, a second capacitor is connected to the anode side of the varicap diode, a third capacitor is connected to the cathode side of the varicap diode, and the cathode side of the varicap diode is connected to the third side. A time constant circuit is connected to a point between the capacitor and the capacitor.
また、上記従来例の問題点を解決するための本発明は、トランジスタを備えた圧電発振器であって、トランジスタのゲートには並列接続のコイルと第1のコンデンサとを有するLC共振器が接続され、トランジスタのドレインには電源電圧が印加され、トランジスタのソースには反射素子としての圧電共振器が接続され、トランジスタのドレイン側に出力端子が設けられ、LC共振器において、第1のコンデンサに直列にバリキャップダイオードが接続され、バリキャップダイオードのカソード側がトランジスタのゲートに接続されると共に、カソード側に時定数回路を介して電源電圧が印加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 is a piezoelectric oscillator including a transistor, and an LC resonator having a coil connected in parallel and a first capacitor is connected to the gate of the transistor. , the drain of the transistor is applied a power supply voltage, the source of the transistor is a piezoelectric resonator connected as a reflective element, an output terminal is provided on the drain side of the transistor, the LC resonators, series with the first capacitor And a cathode side of the varicap diode is connected to the gate of the transistor, and a power supply voltage is applied to the cathode side via a time constant circuit.
また、本発明は、上記圧電発振器において、LC共振器における、バリキャップダイオードのカソード側に第4のコンデンサが接続され、バリキャップダイオードのカソード側と前記第4のコンデンサとの間の点に時定数回路が接続されたことを特徴とする。 According to the present invention, in the piezoelectric oscillator described above, a fourth capacitor is connected to the cathode side of the varicap diode in the LC resonator, and at a point between the cathode side of the varicap diode and the fourth capacitor. A constant circuit is connected.
また、本発明は、上記圧電発振器において、時定数回路が、バリキャップダイオードのカソード側に一端が接続すると共に他端が電源電圧に接続する抵抗と、抵抗とバリキャップダイオードのカソード側との間の点に一端が接続すると共に他端が接地する第5のコンデンサとを有することを特徴としている。 According to the present invention, in the piezoelectric oscillator, the time constant circuit includes a resistor having one end connected to the cathode side of the varicap diode and the other end connected to the power supply voltage, and between the resistor and the cathode side of the varicap diode. And a fifth capacitor having one end connected to this point and the other end grounded.
本発明によれば、トランジスタを備えた圧電発振器であって、トランジスタのゲートには並列接続のコイルと第1のコンデンサとを有するLC共振器が接続され、トランジスタのドレインには電源電圧が印加され、トランジスタのソースには反射素子としての圧電共振器が接続され、トランジスタのドレイン側に出力端子が設けられ、LC共振器に並列にバリキャップダイオードが接続され、バリキャップダイオードのカソード側がトランジスタのゲートに接続されると共に、カソード側に時定数回路を介して電源電圧が印加されている圧電発振器としているので、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ると共に、圧電共振器の特性に応じてLC共振器の容量を広い範囲で可変し、起動条件を緩和して安定して発振させることができ、種々の圧電共振器に対応可能として汎用性を向上させることができる効果がある。 According to the present invention, there is provided a piezoelectric oscillator including a transistor, wherein an LC resonator having a parallel-connected coil and a first capacitor is connected to a gate of the transistor, and a power supply voltage is applied to a drain of the transistor. A piezoelectric resonator as a reflective element is connected to the source of the transistor, an output terminal is provided on the drain side of the transistor, a varicap diode is connected in parallel to the LC resonator, and the cathode side of the varicap diode is the gate of the transistor And a piezoelectric oscillator in which a power supply voltage is applied to the cathode side via a time constant circuit. Therefore, the reflection characteristics of the reflective element are used to increase the frequency and stabilize the frequency, and the piezoelectric resonator The LC resonator capacity can be varied over a wide range according to the characteristics, and the start-up conditions can be relaxed to oscillate stably Bets can be, there is an effect capable of improving the versatility as possible corresponding to various piezoelectric resonator.
また、本発明によれば、トランジスタを備えた圧電発振器であって、トランジスタのゲートには並列接続のコイルと第1のコンデンサとを有するLC共振器が接続され、トランジスタのドレインには電源電圧が印加され、トランジスタのソースには反射素子としての圧電共振器が接続され、トランジスタのドレイン側に出力端子が設けられ、LC共振器において、第1のコンデンサに直列にバリキャップダイオードが接続され、バリキャップダイオードのカソード側がトランジスタのゲートに接続されると共に、カソード側に時定数回路を介して電源電圧が印加されている圧電発振器としているので、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ると共に、圧電共振器の特性に応じてLC共振器の容量を特定の範囲で可変し、起動条件を緩和して安定して発振させることができる効果がある。
According to the present invention, there is provided a piezoelectric oscillator including a transistor, wherein an LC resonator having a parallel-connected coil and a first capacitor is connected to a gate of the transistor, and a power supply voltage is connected to a drain of the transistor. is applied to the source of the transistor is connected to the piezoelectric resonator as a reflective element, it is provided the drain side to the output terminal of the transistor, the LC resonator, the variable capacitance diode is connected in series with the first capacitor, Bali Since the cathode side of the cap diode is connected to the gate of the transistor and the power supply voltage is applied to the cathode side via a time constant circuit, the reflection characteristics of the reflective element are used to increase the frequency and stabilize the frequency. The capacitance of the LC resonator can be varied within a specific range according to the characteristics of the piezoelectric resonator, and And relaxing the condition is effective which can be stably oscillated.
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圧電発振器は、トランジスタのゲートにLC共振回路が接続され、ドレインに出力端子が接続され、当該出力端子側に電源電圧が印加され、ソースに反射素子が接続され、更に、LC共振回路に並列にバリキャップダイオードが接続され、バリキャップダイオードが時定数回路を介して電源電圧に接続されたものであり、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ると共に、バリキャップダイオードに印加される電圧を時定数に応じて徐々に変化させて、反射素子の特性に応じてLC共振回路の共振周波数をより広い範囲で調整可能として、安定して発振させることができ、また、種々の反射素子に対応可能とし、汎用性を向上させるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
In the piezoelectric oscillator according to the embodiment of the present invention, the LC resonance circuit is connected to the gate of the transistor, the output terminal is connected to the drain, the power supply voltage is applied to the output terminal side, the reflective element is connected to the source, In addition, a varicap diode is connected in parallel to the LC resonance circuit, and the varicap diode is connected to the power supply voltage via a time constant circuit. The reflection characteristics of the reflective element are used to increase the frequency and stabilize the frequency. At the same time, the voltage applied to the varicap diode is gradually changed according to the time constant, so that the resonance frequency of the LC resonance circuit can be adjusted in a wider range according to the characteristics of the reflective element, and the oscillation is stably performed. In addition, it is possible to deal with various reflecting elements and improve versatility.
また、本発明の実施の形態に係る圧電発振器は、トランジスタのゲートにLC共振回路が接続され、ドレインに出力端子が接続され、当該出力端子側に電源電圧が印加され、ソースに反射素子が接続され、更に、LC共振回路のコンデンサに直列にバリキャップダイオードが接続され、バリキャップダイオードが時定数回路を介して電源電圧に接続されたものであり、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ると共に、バリキャップダイオードに印加される電圧を時定数に応じて徐々に変化させて、反射素子の特性に応じてLC共振回路の共振周波数を特定の範囲で細かく調整可能として、安定して発振させることができるものである。 Also, in the piezoelectric oscillator according to the embodiment of the present invention, the LC resonant circuit is connected to the gate of the transistor, the output terminal is connected to the drain, the power supply voltage is applied to the output terminal side, and the reflective element is connected to the source In addition, a varicap diode is connected in series with the capacitor of the LC resonance circuit, and the varicap diode is connected to the power supply voltage via a time constant circuit. While stabilizing the frequency, the voltage applied to the varicap diode is gradually changed according to the time constant, and the resonance frequency of the LC resonance circuit can be finely adjusted within a specific range according to the characteristics of the reflective element. It can oscillate stably.
[第1の実施形態の圧電発振器:図1]
本発明の第1の実施形態に係る圧電発振器について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る圧電発振器の回路図である。
本発明の第1の実施形態に係る圧電発振器(第1の圧電発振器)は、図1に示すように、基本的な構成部分として、トランジスタ1と、コイル(L1)2と、コンデンサ(C1)3と、インピーダンスとなる抵抗(R2)4と、反射素子の圧電共振器5と、抵抗(R3)6と、出力端子(OUTPUT)10とを備え、更に、第1の圧電発振器の特徴部分として、バリキャップダイオード7と、抵抗(R4)8と、コンデンサ(C2)9とを備えている。
[Piezoelectric Oscillator of First Embodiment: FIG. 1]
A piezoelectric oscillator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a circuit diagram of a piezoelectric oscillator according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the piezoelectric oscillator (first piezoelectric oscillator) according to the first embodiment of the present invention includes a transistor 1, a coil (L1) 2, and a capacitor (C1) as basic components. 3, a resistor (R 2) 4 serving as an impedance, a
[実施の形態の圧電発振器の基本的な構成部分]
まず、第1の圧電発振器の基本的な構成部分について説明する。尚、この基本的な構成部分は、後述する第2〜第4の実施形態においても共通である。
コイル(L1)2とコンデンサ(C1)3とは並列に接続されて、LC共振器を構成しており、周波数の発振動作を行う。コンデンサ(C1)3は、請求項に記載した第1のコンデンサに相当している。
[Basic Components of Piezoelectric Oscillator of Embodiment]
First, basic components of the first piezoelectric oscillator will be described. This basic component is common to the second to fourth embodiments described later.
The coil (L1) 2 and the capacitor (C1) 3 are connected in parallel to constitute an LC resonator, and perform an oscillation operation at a frequency. The capacitor (C1) 3 corresponds to the first capacitor recited in the claims.
トランジスタ1は、電界効果型トランジスタ(FET; Field Effect Transistor)であり、発振周波数を増幅する。トランジスタ1のドレイン(D)には出力端子10が接続され、ソース(S)には反射素子の圧電共振器5が接続され、ゲート(G)には、コイル(L1)2とコンデンサ(C1)3とから成るLC共振器の一端が接続されている。
LC共振器の他端は、抵抗(R2)4を介して接地されている。
また、出力端子7側に電源電圧が抵抗(R3)6を介して印加されるようになっている。
The transistor 1 is a field effect transistor (FET) and amplifies the oscillation frequency. An
The other end of the LC resonator is grounded via a resistor (R2) 4.
A power supply voltage is applied to the
尚、トランジスタ1は、FETトランジスタの代わりにNPN型トランジスタとしてもよい。この場合、NPN型トランジスタのゲートはFETトランジスタのベース、ドレインはコレクタ、ソースはエミッタとして動作するものである。 The transistor 1 may be an NPN transistor instead of the FET transistor. In this case, the gate of the NPN transistor operates as the base of the FET transistor, the drain operates as the collector, and the source operates as the emitter.
反射素子の圧電共振器5は、反射特性を用いて共振させるものである。
具体的には、圧電共振器5を反射素子として共振させることで、高周波にて周波数を安定化させることができる。
The
Specifically, by resonating the
上述した基本的な構成部分においては、コイル(L1)2とコンデンサ(C1)3とから成るLC共振器での発振周波数と、反射素子である圧電共振器5の共振周波数とが等しくなると発振が起動される。
In the basic components described above, oscillation occurs when the oscillation frequency of the LC resonator composed of the coil (L1) 2 and the capacitor (C1) 3 is equal to the resonance frequency of the
発振周波数は、LC共振器を構成するコイル(L1)2、コンデンサ(C1)3の素子定数や、圧電共振器5の特性によって決まり、通常は、実装される圧電共振器5の共振特性に合わせてLC共振器の素子を適切に選択することにより構成される。このような構成とすることで、高周波に対応可能とし、周波数の安定化を図るものである。
The oscillation frequency is determined by the element constants of the coil (L 1) 2 and the capacitor (C 1) 3 constituting the LC resonator and the characteristics of the
しかしながら、基本的な構成部分のみの場合、圧電共振器5の特性によってLC共振器の共振周波数帯が固定され、更に高周波になると、一層狭い周波数帯での発振となって起動条件が非常に厳しくなり、調整が困難である。
However, in the case of only the basic components, the resonance frequency band of the LC resonator is fixed by the characteristics of the
[第1の圧電発振器の特徴部分]
そこで、第1の圧電発振器では、上述した基本的な構成部分に、更に、コイル(L1)2とコンデンサ(C1)3とから成るLC共振器に並列に容量を可変するバリキャップダイオード7を接続し、更に、バリキャップダイオード7と電源電圧(Vcc)との間に、抵抗(R4)8とコンデンサ(C2)9とから成る時定数回路を備えている。
つまり、バリキャップダイオード7は、時定数回路を介して電源電圧(Vcc)が印加されるものである。
[Characteristics of the first piezoelectric oscillator]
Therefore, in the first piezoelectric oscillator, a
That is, the power supply voltage (Vcc) is applied to the
時定数回路においては、抵抗(R4)8の一端が電源電圧(Vcc)に接続され、他端がコンデンサ(C2)9の一端に接続され、コンデンサ(C2)9の他端が接地されている。抵抗(R4)8、コンデンサ(C2)9は、請求項における抵抗、第5のコンデンサにそれぞれ相当している。
そして、抵抗(R4)8の他端とのコンデンサ(C2)9の一端との間の点にバリキャップダイオード7のカソード側及びLC共振器の一端が接続している。
In the time constant circuit, one end of the resistor (R4) 8 is connected to the power supply voltage (Vcc), the other end is connected to one end of the capacitor (C2) 9, and the other end of the capacitor (C2) 9 is grounded. . The resistor (R4) 8 and the capacitor (C2) 9 correspond to the resistor and the fifth capacitor in the claims, respectively.
The cathode side of the
時定数回路は、電源投入時にバリキャップダイオード7に印加される電圧をその時定数に応じて徐々に増加させるものであり、それに伴ってLC共振器のコンデンサ部の容量を一定の範囲内で変化させるものである。時定数回路の特性は、抵抗(R4)8とコンデンサ(C2)9の素子定数によって決まり、所望の発振器出力が得られるよう適宜選択される。
これにより、LC共振器の共振特性をある程度の幅で変化させることができ、圧電共振器5の特性に応じた容量になったときに特定の周波数で発振する。
The time constant circuit gradually increases the voltage applied to the
As a result, the resonance characteristics of the LC resonator can be changed within a certain range, and when the capacitance according to the characteristics of the
図1の構成例においては、バリキャップダイオード7と並列にコンデンサ(C1)3が接続されていることから、バリキャップダイオード7に掛かる電圧変化を大きくすることができ、可変できる容量を広く取ることができるものである。
電源投入後、バリキャップダイオード7に印加される電圧が変化することで容量が変化し、コイル(L1)2、コンデンサ(C1)3、バリキャップダイオード7により共振した周波数が、圧電共振器5の共振周波数となった場合に発振状態となる。
すなわち、第1の圧電発振器では、高周波になると非常に厳しくなる発振の起動条件を緩和して、調整を容易にし、より広い周波数範囲で安定して発振させることができるものである。
In the configuration example of FIG. 1, since the capacitor (C1) 3 is connected in parallel with the
After the power is turned on, the capacitance is changed by changing the voltage applied to the
That is, in the first piezoelectric oscillator, the starting condition of oscillation that becomes very severe at a high frequency is relaxed, adjustment is facilitated, and oscillation can be stably performed in a wider frequency range.
特に、第1の圧電発振器では、LC共振器の容量の可変範囲が広いため、特性の異なる圧電共振器5が実装された場合でも、バリキャップダイオード7及び時定数回路によりLC共振器の容量を調整して異なる周波数での発振を起動することができ、より広い周波数範囲で安定した発振を提供することができるものであり、種々の圧電共振器5を用いて発振器を構成することができ、汎用性を向上させるものである。
In particular, in the first piezoelectric oscillator, since the variable range of the capacitance of the LC resonator is wide, even when the
[第2の実施形態の圧電発振器:図2]
次に、本発明の第2の実施形態に係る圧電発振器について図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の第2の実施形態に係る圧電発振器の回路図である。
図2に示すように、本発明の第2の実施形態に係る圧電発振器(第2の圧電発振器)は、LC共振器において、コンデンサ(C1)3に直列にバリキャップダイオード7が接続され、バリキャップダイオードのカソード側に第1の圧電発振器と同様の時定数回路が接続されている。
他の構成部分は、第1の圧電発振器と同様であり、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ることができるものである。
[Piezoelectric Oscillator of Second Embodiment: FIG. 2]
Next, a piezoelectric oscillator according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of a piezoelectric oscillator according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the piezoelectric oscillator (second piezoelectric oscillator) according to the second embodiment of the present invention includes a
The other components are the same as those of the first piezoelectric oscillator, and can achieve high frequency and frequency stabilization using the reflection characteristics of the reflection element.
第2の圧電発振器では、LC共振器の容量は、直列接続のコンデンサ(C1)3とバリキャップダイオード7により決まり、ある程度の範囲で容量を可変することができるものであるが、容量を可変する範囲は、第1及び第2の圧電発振器よりも狭くなる。
In the second piezoelectric oscillator, the capacitance of the LC resonator is determined by the series-connected capacitor (C1) 3 and the
それでも、バリキャップダイオード7及び時定数回路を備えない場合に比べて、発振起動条件を緩和することができ、特に、LC共振器の周波数を特定の狭い周波数範囲で細かく調整することが可能となり、圧電共振器5の特性に応じた調整を容易にし、安定した発振周波数を出力することができるものである。
Still, compared to the case where the
[第3の実施形態の圧電発振器:図3]
次に、本発明の第3の実施形態に係る圧電発振器について図3を参照しながら説明する。図3は、本発明の第3の実施形態に係る圧電発振器の回路図である。
図3に示すように、本発明の第3の実施形態に係る圧電発振器(第3の圧電発振器)は、第2の圧電発振器とほぼ同様の構成であり、LC共振器において、バリキャップダイオード7のカソード側に、更にコンデンサ(C5)13が接続され、バリキャップダイオード7のカソードとコンデンサ(C5)13との間の点に時定数回路が接続された構成となっている。
コンデンサ(C5)13は、請求項に記載した第4のコンデンサに相当している。
[Piezoelectric Oscillator of Third Embodiment: FIG. 3]
Next, a piezoelectric oscillator according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of a piezoelectric oscillator according to the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the piezoelectric oscillator (third piezoelectric oscillator) according to the third embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the second piezoelectric oscillator. In the LC resonator, the
The capacitor (C5) 13 corresponds to the fourth capacitor described in the claims.
第3の圧電発振器においては、第2の圧電発振器よりLC共振器における容量可変範囲をより細かく設計することができ、第2の圧電発振器と同様に発振起動条件を緩和して、LC共振器の周波数を特定の狭い周波数範囲で細かく調整することが可能となり、圧電共振器5の特性に応じた調整を容易にし、安定した発振周波数を出力することができるものである。
In the third piezoelectric oscillator, the capacitance variable range in the LC resonator can be designed more finely than in the second piezoelectric oscillator, and the oscillation starting condition is relaxed in the same manner as in the second piezoelectric oscillator. The frequency can be finely adjusted within a specific narrow frequency range, the adjustment according to the characteristics of the
[第4の実施形態の圧電発振器:図4]
次に、本発明の第4の実施形態に係る圧電発振器について図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の第4の実施形態に係る圧電発振器の回路図である。
図4に示すように、本発明の第4の実施形態に係る圧電発振器(第4の圧電発振器)は、コイル(L1)2とコンデンサ(C1)3とから成るLC共振器に並列にバリキャップダイオード7が接続されており、更に、バリキャップダイオード7のアノード側にコンデンサ(C3)11が接続され、カソード側にコンデンサ(C4)12が接続されている。
コンデンサ(C3)11、コンデンサ(C4)12は、それぞれ、請求項に記載した第2のコンデンサ、第3のコンデンサに相当している。
[Piezoelectric Oscillator of Fourth Embodiment: FIG. 4]
Next, a piezoelectric oscillator according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of a piezoelectric oscillator according to the fourth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, a piezoelectric oscillator according to a fourth embodiment of the present invention (fourth piezoelectric oscillator) is a varicap in parallel with an LC resonator composed of a coil (L1) 2 and a capacitor (C1) 3. A
The capacitor (C3) 11 and the capacitor (C4) 12 respectively correspond to the second capacitor and the third capacitor described in the claims.
そして、バリキャップダイオード7のカソード側とコンデンサ(C4)12との間の点に、第3の圧電発振器と同様の時定数回路が接続され、バリキャップダイオード7に時定数回路を介して電源電圧が印加されるようになっている。
これにより、バリキャップダイオード7に印加される電圧が除所に増加し、LC共振器の容量が圧電共振器5の特性に応じた容量となったところで発振を起動でき、LC共振器の発振周波数を特定の範囲内で可変することができるものである。
尚、それ以外の第4の圧電発振器の基本的な構成部分は、上述した第1〜第3の圧電発振器と同様であるため、説明は省略する。
A time constant circuit similar to the third piezoelectric oscillator is connected to a point between the cathode side of the
As a result, the voltage applied to the
Since the other basic components of the fourth piezoelectric oscillator are the same as those of the first to third piezoelectric oscillators described above, description thereof is omitted.
第4の圧電発振器においても、第1〜第3の圧電発振器と同様に、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ると共に、LC共振器の容量を特定の範囲で可変として起動条件を緩和し、LC共振器をより広い周波数範囲で発振させることができ、圧電共振器5の特性に応じた調整を容易にし、異なる特性の圧電共振器5が実装されても安定した発振周波数を出力することができるものである。
尚、第4の圧電発振器におけるLC共振器の容量可変範囲は、コイル(L1)2と並列でバリキャップダイオード7と直列になるように、コンデンサ(C3)11とコンデンサ(C4)12が2つ接続されていることから、容量値はこの3つの合成容量となり、第1の圧電発振器と比べ容量可変範囲は狭くなる。
In the fourth piezoelectric oscillator, similarly to the first to third piezoelectric oscillators, the reflection characteristics of the reflecting element are used to increase the frequency and stabilize the frequency, and the capacitance of the LC resonator can be varied within a specific range. The start-up conditions can be relaxed, the LC resonator can oscillate in a wider frequency range, adjustment according to the characteristics of the
Note that the capacitance variable range of the LC resonator in the fourth piezoelectric oscillator is two capacitors (C3) 11 and two capacitors (C4) 12 so as to be in series with the
[実施の形態の効果]
本発明の第1の実施形態に係る圧電発振器によれば、トランジスタ1のゲートにコイル(L1)2とコンデンサ(C1)3が並列接続されたLC共振回路が接続され、ドレインに出力端子10が接続され、当該出力端子10側に電源電圧(Vcc)が印加され、ソースに反射素子としての圧電共振器5が接続され、更に、LC共振器に並列にバリキャップダイオード7が接続され、バリキャップダイオード7のカソード側に、抵抗(R4)8及びコンデンサ(C2)9から成る時定数回路を介して電源電圧(Vcc)が印加される構成としているので、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ると共に、LC共振器の容量を広い範囲で可変し、またバリキャップダイオード7に印加される電圧を徐々に増加させることで、圧電共振器5の特性に応じた起動条件を緩和して安定した発振を得ることができ、更に、種々の圧電共振器5に対応可能として汎用性を向上させることができる効果がある。
[Effect of the embodiment]
According to the piezoelectric oscillator according to the first embodiment of the present invention, the LC resonance circuit in which the coil (L1) 2 and the capacitor (C1) 3 are connected in parallel is connected to the gate of the transistor 1, and the
また、本発明の第2の実施形態に係る圧電発振器によれば、コイル(L1)2とコンデンサ(C1)3が並列接続されたLC共振器の、コンデンサ(C1)3に直列にバリキャップダイオード7が接続され、バリキャップダイオード7のカソード側に時定数回路が接続された構成であり、LC共振器の容量を特定の範囲で可変し、更にバリキャップダイオード7に印加される電圧を徐々に増加させて、圧電共振器5の特性に応じた起動条件を緩和して安定した発振を得ることができる効果がある。
Further, according to the piezoelectric oscillator according to the second embodiment of the present invention, the varicap diode is connected in series with the capacitor (C1) 3 of the LC resonator in which the coil (L1) 2 and the capacitor (C1) 3 are connected in parallel. 7 is connected, and a time constant circuit is connected to the cathode side of the
本発明は、反射素子の反射特性を用いて高周波化、周波数安定化を図ることができると共に、反射素子の特性に応じて安定して発振させることができる圧電発振器に適している。 The present invention is suitable for a piezoelectric oscillator that can increase the frequency and stabilize the frequency using the reflection characteristics of the reflection element and can oscillate stably according to the characteristics of the reflection element.
1...トランジスタ、 2...コイル(L1)、 3...コンデンサ(C1)、 4...抵抗(R2)、 5...圧電共振器、 6...抵抗(R3)、 7...バリキャップダイオード、 8...抵抗(R4)、 9...コンデンサ(C2)、 10...出力端子 1 ... transistor, 2 ... coil (L1), 3 ... capacitor (C1), 4 ... resistance (R2), 5 ... piezoelectric resonator, 6 ... resistance (R3), 7 ... varicap diode, 8 ... resistor (R4), 9 ... capacitor (C2), 10 ... output terminal
Claims (5)
前記トランジスタのゲートには並列接続のコイルと第1のコンデンサとを有するLC共振器が接続され、
前記トランジスタのドレインには電源電圧が印加され、
前記トランジスタのソースには反射素子としての圧電共振器が接続され、
前記トランジスタのドレイン側に出力端子が設けられ、
前記LC共振器に並列にバリキャップダイオードが接続され、
前記バリキャップダイオードのカソード側が前記トランジスタのゲートに接続されると共に、前記カソード側に時定数回路を介して電源電圧が印加されていることを特徴とする圧電発振器。 A piezoelectric oscillator including a transistor,
An LC resonator having a parallel-connected coil and a first capacitor is connected to the gate of the transistor,
A power supply voltage is applied to the drain of the transistor,
A piezoelectric resonator as a reflective element is connected to the source of the transistor,
An output terminal is provided on the drain side of the transistor;
A varicap diode is connected in parallel to the LC resonator,
A piezoelectric oscillator, wherein a cathode side of the varicap diode is connected to a gate of the transistor, and a power supply voltage is applied to the cathode side via a time constant circuit.
前記バリキャップダイオードのカソード側と前記第3のコンデンサとの間の点に時定数回路が接続されたことを特徴とする請求項1記載の圧電発振器。 A second capacitor is connected to the anode side of the varicap diode, and a third capacitor is connected to the cathode side of the varicap diode;
2. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a time constant circuit is connected to a point between the cathode side of the varicap diode and the third capacitor.
前記トランジスタのゲートには並列接続のコイルと第1のコンデンサとを有するLC共振器が接続され、
前記トランジスタのドレインには電源電圧が印加され、
前記トランジスタのソースには反射素子としての圧電共振器が接続され、
前記トランジスタのドレイン側に出力端子が設けられ、
前記LC共振器において、前記第1のコンデンサに直列にバリキャップダイオードが接続され、
前記バリキャップダイオードのカソード側が前記トランジスタのゲートに接続されると共に、前記カソード側に時定数回路を介して電源電圧が印加されていることを特徴とする圧電発振器。 A piezoelectric oscillator including a transistor,
An LC resonator having a parallel-connected coil and a first capacitor is connected to the gate of the transistor,
A power supply voltage is applied to the drain of the transistor,
A piezoelectric resonator as a reflective element is connected to the source of the transistor,
An output terminal is provided on the drain side of the transistor;
In the LC resonator , a varicap diode is connected in series with the first capacitor,
A piezoelectric oscillator, wherein a cathode side of the varicap diode is connected to a gate of the transistor, and a power supply voltage is applied to the cathode side via a time constant circuit.
前記バリキャップダイオードのカソード側と前記第4のコンデンサとの間の点に時定数回路が接続されたことを特徴とする請求項3記載の圧電発振器。 In the LC resonator, a fourth capacitor is connected to the cathode side of the varicap diode,
4. The piezoelectric oscillator according to claim 3, wherein a time constant circuit is connected to a point between the cathode side of the varicap diode and the fourth capacitor.
前記抵抗と前記バリキャップダイオードのカソード側との間の点に一端が接続すると共に他端が接地する第5のコンデンサとを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の圧電発振器。 A time constant circuit, a resistor having one end connected to the cathode side of the varicap diode and the other end connected to the power supply voltage;
5. The piezoelectric oscillator according to claim 1, further comprising a fifth capacitor having one end connected to a point between the resistor and the cathode side of the varicap diode and the other end grounded. .
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