JP6217904B2 - 発振回路、振動デバイス、電子機器、移動体および振動デバイスの製造方法 - Google Patents

発振回路、振動デバイス、電子機器、移動体および振動デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、可変容量回路、発振回路、振動デバイス、電子機器、移動体および振動デバイスの製造方法等に関する。
可変容量回路は、可変容量素子を含み、可変容量素子に与える制御電圧を変化させることで容量値を調整することができる。可変容量素子は、例えばバリキャップ（variable capacitance diode）であり、バリキャップは端子間電圧（一方の端子が接地電圧の場合には制御電圧に等しい）に応じて容量値が変化する。可変容量回路は、例えば発振回路の負荷容量として用いられ、発振信号の周波数（以下、発振周波数ともいう）を調整するのに用いられることがある。
例えば、特許文献１の発明は、発振回路内に可変容量回路を含み、各可変容量素子に印加する固定電圧を切り替えることで、発振周波数についての電圧変動の影響を抑えることができる。
特開２００３−２５８５５３号公報 特開２００３−３２４３１６号公報
ここで、例えば発振素子を含む発振器の製造時には、発振素子の個体ばらつきに基づく発振周波数のずれを調整して、所望の周波数を出力させる必要がある。このとき、特許文献１の発振回路では、固定電圧を切り替えると、電圧−発振周波数特性が大きく変わってしまう。そのため、周波数可変幅も大きく変化することがあるので、一般に煩雑な調整手順が必要となり、発振周波数の調整を容易にはできない。
また、特許文献２の発振器に用いられる可変容量回路は、可変容量素子に印加する電圧を固定電圧または電源電圧に切り替えて、可変容量の容量値を最大値または最小値に制御するものである。しかし、この電圧の切り替えによって、電圧−発振周波数特性が大きく変わってしまい（例えば、特許文献２の図２（ｂ）参照）、周波数可変幅も大きく変化することがあるので、発振周波数の調整を容易にはできない。
ここで、可変容量回路の中には、可変容量素子自体をスイッチ回路によって切り離すことが可能なものも存在する。しかし、切り離す可変容量素子の数を変化させると、やはり電圧−発振周波数特性が大きく変わってしまう。そのため、発振回路の負荷容量として、このような可変容量回路を用いても、発振周波数の調整を容易にはできない。
逆に、電圧−発振周波数特性を切り替えたときに、その変化に一定の規則性があれば煩雑な調整手順は不要であると言える。また、特定の周波数（以下、特定周波数ともいう）を中心に発振周波数を変化させることができれば、発振周波数の調整を容易に実行できる。
本発明は、以上の事を鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、
例えば発振周波数といった容量値の変化に応じて変化する値を、容易に調整可能にする可変容量回路、発振回路、振動デバイス、電子機器、移動体および振動デバイスの製造方法を提供する。
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するものであり、以下の態様又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例に係る可変容量回路は、端子間に印加される端子間電圧によって容量値が制御される複数の可変容量素子を並列に接続し、前記複数の可変容量素子の合成容量値の可変特性は、基準容量値を含んで可変となる。
本適用例に係る可変容量回路によれば、複数の可変容量素子の合成容量値の可変特性（合成容量値の可変幅、合成容量の可変感度）は、基準容量値を含んで可変となる。そのため、本適用例に係る可変容量回路は、合成容量値の可変幅を変えても、ある端子間電圧を与えた場合には基準容量値を得ることができるため、容量値の変化に応じて変化する値を容易に調整できる。例えば、本適用例に係る可変容量回路を含む発振回路では、基準容量値に対応して特定周波数が定まり、特定周波数を中心に発振周波数を変化させることができるので、発振周波数の調整が容易になる。さらに、基準容量値に対応して特定周波数が定まるため、特定周波数を中心にして発振周波数可変幅（発振周波数可変感度）を調整することができるので、発振周波数可変幅の調整が容易になる。また、本適用例に係る可変容量回路によれば、複数の可変容量素子を並列に接続した構成をとるため、合成容量の可変幅と可変容量素子の個数とを対応づけることが可能である。
ここで、可変容量素子の端子間電圧は、端子間に印加されて容量値を制御する電圧である。また、基準容量値は、可変容量回路の基準となる容量値であり、電圧−合成容量値特性（例えば図３参照）が変化しても、ある端子間電圧を与えた場合に得られる容量値である。
［適用例２］
上記適用例に係る可変容量回路において、前記複数の可変容量素子のうち、少なくとも１つの可変容量素子の前記端子間電圧を、可変電圧である第１の電圧とし、他の可変容量素子の前記端子間電圧を、固定電圧である第２の電圧としてもよい。
本適用例に係る可変容量回路によれば、複数の可変容量素子のうち、一部について端子間電圧を第１の電圧とし、残りについて端子間電圧を第２の電圧とする。第１の電圧は可変電圧であり、第２の電圧は固定電圧である。端子間電圧を第２の電圧とした可変容量素子は、第１の電圧の変化によっても容量値が変化しない固定容量と扱うことができる。そのため、複数の可変容量素子のうち、いくつの端子間電圧を第１の電圧とするかによって、合成容量値の調整量が変化する。例えば、いくつの端子間電圧を第１の電圧とするかを指定するデータがメモリー等に記憶されている場合、そのデータを書き換えることで合成容量値の調整量の変更が可能である。
ここで、可変電圧とは動的に変更可能な電圧のことであり、第１の電圧は前記の制御電圧に対応させることができる。固定電圧とは可変電圧でない電圧であり、第２の電圧は少なくとも可変容量回路を含むデバイス等の使用時にはある電圧に固定されている。
［適用例３］
上記適用例に係る可変容量回路において、前記第２の電圧は、前記可変電圧の最小電圧
値よりも大きく、かつ前記可変電圧の最大電圧値よりも小さい電圧をとってもよい。
本適用例に係る可変容量回路によれば、第２の電圧は、可変電圧（第１の電圧）の最小電圧値よりも大きく、かつ可変電圧の最大電圧値よりも小さい電圧をとる。可変電圧である第１の電圧は、最小電圧値と最大電圧値との間で動的に変更可能であり、固定電圧である第２の電圧は、最小電圧値よりも大きく最大電圧値よりも小さいある電圧（例えばちょうど中間の電圧）をとる。このとき、基準容量値を、最小電圧値よりも大きく、かつ最大電圧値よりも小さいある電圧に対応させることができる。したがって、第１の電圧によって、可変容量回路の合成容量値を、基準容量値を中心にして前後に調整することができるので、例えば発振周波数を基準容量値に対応した特定周波数を中心にして調整を行うことができる。そして、このことに基づいて例えば発振周波数の調整を容易に行うことができる。ここで、最小電圧値、最大電圧値は、例えば可変容量素子の仕様で定まる下限の電圧値、上限の電圧値であってもよい。
［適用例４］
上記適用例に係る可変容量回路において、前記基準容量値は、前記複数の可変容量素子の全ての前記端子間電圧を前記第２の電圧としたときの合成容量値であってもよい。
本適用例に係る可変容量回路によれば、基準容量値は全ての可変容量素子の端子間電圧を第２の電圧としたときの合成容量値である。そのため、可変電圧である第１の電圧を、第２の電圧と同じにしたときに基準容量値が得られる。そして、このことに基づいて例えば発振周波数の調整を容易に行うことができる。
［適用例５］
上記適用例に係る可変容量回路において、前記複数の可変容量素子のそれぞれの前記端子間電圧を、前記第１の電圧とするか、前記第２の電圧とするか、制御する制御部を含んでもよい。
本適用例に係る可変容量回路によれば、制御部によって端子間電圧を第１の電圧とするか、第２の電圧とするかを変更可能である。そのため、制御部によって合成容量値の調整量を変えることができるので、例えば発振周波数の調整を容易にかつ効率的に行うことができる。
［適用例６］
上記適用例に係る可変容量回路において、前記制御部は、前記第１の電圧および前記第２の電圧の一方を排他的に選択するスイッチを含んでもよい。
本適用例に係る可変容量回路によれば、制御部はスイッチによって端子間電圧について、前記第１の電圧とするか、前記第２の電圧とするかを制御できる。そのため、制御部は、複雑な回路を要することなく、複数の可変容量素子のそれぞれの端子間電圧を制御できる。
［適用例７］
上記適用例に係る可変容量回路において、前記制御部は、前記複数の可変容量素子のそれぞれの前記端子間電圧を、前記第１の電圧とするか、前記第２の電圧とするか、設定するデータが記憶されている記憶部を含んでもよい。
本適用例に係る可変容量回路によれば、制御部は、端子間電圧を第１の電圧とするか、第２の電圧とするかを設定するデータが記憶されている記憶部を含む。そのため、記憶部のデータの書き換えにより柔軟に合成容量値の調整量を変えることができる。
ここで、記憶部は例えばフラッシュメモリー等の不揮発性メモリーであってもよいし、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）であってもよいし、他のメモリーであってもよい。
［適用例８］
上記適用例に係る可変容量回路において、前記制御部は、入力された制御信号に基づいて、前記複数の可変容量素子のそれぞれの前記端子間電圧を、前記第１の電圧とするか、前記第２の電圧とするか、制御してもよい。
本適用例に係る可変容量回路によれば、例えば可変容量回路の外部からの制御信号に基づいて、制御部が端子間電圧を第１の電圧とするか、第２の電圧とするかを変更可能である。そのため、本適用例に係る可変容量回路を含むデバイス等の製造後であっても、合成容量値の調整量を使用者等が変えることができる。例えば、制御信号によって、適切な電圧−合成容量値特性（例えば図３参照）を選択することが可能である。
［適用例９］
本適用例に係る発振回路は、発振部を発振させて発振信号を生成する発振回路であって、負荷容量として上記適用例に係る可変容量回路を含む。
本適用例に係る発振回路によれば、負荷容量として上記適用例に係る可変容量回路を含むので発振周波数を容易に調整できる。ここで、発振部は例えば水晶振動子、ＭＥＭＳ、音叉型水晶振動子等の発振素子であってもよいし、例えばＲＣ回路、ＬＣ回路等の電子部品で構成されていてもよい。
［適用例１０］
本適用例に係る振動デバイスは、前記適用例に係る発振回路と、前記発振部と、を含む。
本適用例に係る振動デバイスによれば、負荷容量として上記適用例に係る可変容量回路を発振回路に含んでいるので発振周波数を容易に調整できる。
［適用例１１］
本適用例に係る電子機器は、前記適用例に係る可変容量回路を含む。
［適用例１２］
本適用例に係る移動体は、前記適用例に係る可変容量回路を含む。
本適用例に係る電子機器、移動体によれば、負荷容量として上記適用例に係る可変容量回路を含んでいるので、容量値の変化に応じて変化する値（例えば、発振周波数）について容易に調整できる。
［適用例１３］
本適用例に係る振動デバイスの製造方法は、発振部と、負荷容量として前記適用例に係る可変容量回路を含み、前記発振部を発振させて発振信号を生成する発振回路と、を備える振動デバイスの製造方法であって、前記第１の電圧を変化させて、前記発振信号の周波数を測定する測定ステップと、基準となる周波数と前記測定ステップで測定された周波数とを比較する比較ステップと、前記比較ステップの結果に基づいて、前記制御部により前記端子間電圧の制御が行われる調整ステップと、を含む。
本適用例に係る振動デバイスの製造方法によれば、上記の測定ステップ、比較ステップ、調整ステップを含むことで、合成容量値の調整量を適切に変化させて、発振周波数を容易に調整できる。
本実施形態の可変容量回路の構成例を示す図。 負荷容量として本実施形態の可変容量回路を含む発振回路を説明する図。 第１の電圧と合成容量値の関係を説明する図。 第１の電圧と発振周波数の関係を説明する図。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、振動デバイスの構成例を示す図。 振動デバイスの製造方法を示すフローチャート。 電子機器の機能ブロック図。 電子機器の外観の一例を示す図。 移動体の一例を示す図。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１．可変容量回路、発振回路
［可変容量回路の構成］
図１は、本実施形態の可変容量回路１１の構成例を示す図である。可変容量回路１１は後述する発振回路１０の一部を構成し、具体的には調整可能な負荷容量として用いられる（図２参照）。
可変容量回路１１は、容量値の制御が可能な複数のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５（本発明の可変容量素子に対応）と、制御部ＣＴとを含む。バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５は、図１のように並列に接続されており、それぞれの容量値は制御部ＣＴによって制御可能である。なお、本実施形態の可変容量回路１１では１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５を含むが、１５個に限定されるわけではなく、その個数が多いほど後述する発振周波数の調整において分解能を高めることができる。
以下に、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５について詳しく説明するが、重複説明回避のため、バリキャップＶＣ１についてのみ説明する。そして、特に断らない限り、バリキャップＶＣ２・・・、ＶＣ１５についてもバリキャップＶＣ１と同じであるとする。なお、本実施形態の可変容量回路１１では、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５は同じ種類のもの（容量の中心値も可変幅も同じもの）を用いているが、一部または全てのバリキャップにおいて、容量値の中心値や可変幅が異なる種類のものを用いて構成されていてもよい。
バリキャップＶＣ１は、端子間に印加される端子間電圧の変化に伴って容量値が変化する。バリキャップＶＣ１の一方の端子（以下、第１の端子）は信号線１０２に接続されており、本実施形態では接地電圧となっている。なお、第１の端子の電圧レベルは接地電圧に限られるものではない。
バリキャップＶＣ１の他方の端子（以下、第２の端子）は、抵抗ＲＳ１を介して制御部ＣＴから電圧（後述する第１の電圧Ｖ１または第２の電圧Ｖ２）が与えられる。本実施形態では、端子間電圧が下がるとバリキャップＶＣ１の容量が増加し、端子間電圧が上がる
とバリキャップＶＣ１の容量が低下する。よって、バリキャップＶＣ１の容量値は制御部ＣＴによって制御可能である。
ここで、バリキャップＶＣ１の第２の端子は、固定容量ＣＰ１を介して信号線１０１にも接続されている。本実施形態では、信号線１０１は発振回路１０において水晶振動子２６に接続されており（図２参照）、固定容量ＣＰ１は直流成分をカットするために設けられている。
可変容量回路１１は、このような構成のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５を並列に接続した構成となっている。具体的には、バリキャップＶＣ２・・・、ＶＣ１５の第１の端子も信号線１０２に接続されている。また、バリキャップＶＣ２・・・、ＶＣ１５の第２の端子は、図１のようにそれぞれ固定容量ＣＰ２・・・、ＣＰ１５および抵抗ＲＳ２・・・、ＲＳ１５に接続されている。固定容量ＣＰ２・・・、ＣＰ１５の反対側の端子（バリキャップＶＣ２・・・、ＶＣ１５と接続されていない端子）も信号線１０１にも接続されている。なお、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の第１の端子は、全てが同一の信号線１０２に接続されることで同一の電圧レベルにされていなくてもよく、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の第１の端子の一部または全てが異なった電圧レベルにされていてもよい。
次に、制御部ＣＴについて説明する。制御部ＣＴは、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のそれぞれの第２の端子に、それぞれ抵抗ＲＳ１、ＲＳ２・・・、ＲＳ１５を介して電圧を印加する。本実施形態では、印加する電圧は、第１の電圧Ｖ１または第２の電圧Ｖ２である。
ここで、第１の電圧Ｖ１は可変電圧であり、第２の電圧Ｖ２は固定電圧である。バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の第２の端子には、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のそれぞれの容量値が最小となる最小電圧値Ｖｍｉｎ以上、かつバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のそれぞれの容量値が最大となる最大電圧値Ｖｍａｘ以下の電圧を印加することができる。このとき、第１の電圧Ｖ１は、最小電圧値Ｖｍｉｎ〜最大電圧値Ｖｍａｘの範囲で変化するが、第２の電圧Ｖ２は最小電圧値Ｖｍｉｎ〜最大電圧値Ｖｍａｘの範囲のある電圧に固定される。つまり、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のうち、制御部ＣＴによって第２の電圧Ｖ２を与えられたものは、第１の電圧Ｖ１の変化に影響されずに固定の容量値をもつことになる。
制御部ＣＴは、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のそれぞれの第２の端子に与える電圧を選択するスイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５を含む。スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５は、例えばトランスミッションゲート等を用いて構成されてもよいが、特定の構成に限定されるものではない。ここでは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５は、それぞれのセレクト信号がローレベル（Ｌ）であれば第１の電圧Ｖ１を選択し、ハイレベル（Ｈ）であれば第２の電圧Ｖ２を選択するとして説明する。
スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５は、互いに独立に第１の電圧Ｖ１または第２の電圧Ｖ２を選択する。図１の例では、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ１５は第２の電圧Ｖ２を選択しており、スイッチＳＷ２は第１の電圧Ｖ１を選択している。このとき、バリキャップＶＣ２は第１の電圧Ｖ１の変化に応じて容量値が変化するが、バリキャップＶＣ１とバリキャップＶＣ１５は、第１の電圧Ｖ１の変化に影響されずに固定の容量値をもつことになる。
制御部ＣＴは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５のそれぞれのセレクト信号の信号レベルを記憶する記憶部ＭＥを含む。本実施形態では、記憶部ＭＥの１５ビットのデータ（以下、設定データとする）の各ビットがスイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５
のそれぞれのセレクト信号の電圧レベルに対応する。例えば、設定データのｎビット目（ｎは整数で１〜１５のいずれか）が‘０’である場合に、そのビットに対応するセレクト信号はローレベル（Ｌ）となり、‘１’である場合に、そのビットに対応するセレクト信号はハイレベル（Ｈ）となる。なお、本実施形態の可変容量回路１１の記憶部ＭＥは、少なくともフラッシュメモリーを含み、設定データはフラッシュメモリーに記憶されているとする。
そして、記憶部ＭＥの設定データは、可変容量回路１１の外部から入力される制御信号１１０で変更可能である。つまり、可変容量回路１１の使用時において、第１の電圧Ｖ１が最小電圧値Ｖｍｉｎ〜最大電圧値Ｖｍａｘの範囲で可変であるだけでなく、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のそれぞれについて、第１の電圧Ｖ１を与えるか、第２の電圧Ｖ２を与えるかも変更可能である。詳細については後述するが、本実施形態の可変容量回路１１は、その使用時においても合成容量値の調整量を変更できるので、例えば発振周波数を所望の周波数となるように正確に調整できる。ここで、可変容量回路１１の使用時とは、例えば可変容量回路１１を含む発振器や電子機器等の使用時である。よって、可変容量回路１１の製造後においても合成容量値の調整量を変更可能である。
［発振回路の構成］
図２は、本実施形態の可変容量回路１１を含む発振回路１０を説明する図である。なお、図１と同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する。
図２のように、発振回路１０は水晶振動子２６（本発明の発振部に対応）と接続され、水晶振動子２６を発振させて発振信号を生成し、差動信号に変換して非反転出力信号ＤＯ、反転出力信号ＤＯｂを出力する。つまり、発振回路１０は、水晶振動子２６と接続されて、温度補償等をしていない水晶発振器２０、すなわちＳＰＸＯ（Simple Packaged Crystal Oscillator）を構成している。ここで、発振回路１０は１チップ化された半導体集積回路（integrated circuit、IC）であってもよい。
ここで、可変容量回路１１は、調整可能な負荷容量として発振回路１０に含まれる。図２の例では、発振回路１０は、アナログ増幅器として機能する帰還抵抗Ｒｆを備えたインバーター２４と、２つの可変容量回路１１−１、１１−２を含む。そして、図２に示すように発振回路１０は水晶振動子２６と接続されて発振ループを形成している。また、発振回路１０は出力回路１３を含み、発振信号を差動信号に変換して出力する。出力回路１３は、例えばＰＥＣＬ（Positive Emitter Coupled Logic）やＬＶＰＥＣＬ（Low Voltage PECL）等であってもよいが、特に限定されるものではなく、シングルエンド出力を行ってもよい。
ここで、可変容量回路１１−１と可変容量回路１１−２の構成は同一であるが、可変容量回路１１−１の信号線１０１−１は発振回路１０のインバーター２４の入力端子側に接続され、可変容量回路１１−２の信号線１０１−２はインバーター２４の出力端子側に接続されている。なお、制御信号１１０、第１の電圧Ｖ１、第２の電圧Ｖ２および信号線１０２は、可変容量回路１１−１と可変容量回路１１−２とで共通である。なお、可変容量回路１１−１、１１−２のどちらか一方だけが発振回路１０に含まれる構成であってもよい。また、可変容量回路１１−１、可変容量回路１１−２において、制御信号１１０、第１の電圧Ｖ１、第２の電圧Ｖ２および信号線１０２は共通である必要なく、可変容量回路ごとに異なっていてもよい。さらに、可変容量回路１１−１、１１−２のどちらか一方だけが発振回路１０に含まれるとともに、水晶振動子２６とインバーター２４との間に配置される構成でもよい。
発振回路１０は、所望の周波数の発振信号を出力する必要があるが、例えば接続される
水晶振動子２６の個体差により発振周波数がばらつくことがある。そのため、発振回路１０は、所望の周波数が得られるように、負荷容量を調整できる機能を備えることが多い。
例えば、特許文献２の発明も、制御電圧（本実施形態の可変容量回路１１の第１の電圧Ｖ１に対応）を変化させることで発振周波数を調整できる。しかし、スイッチ（特許文献２の図２（ａ）のＳ８〜Ｓ１１）の設定によって電圧−発振周波数特性が大きく変化し（特許文献２の図２（ｂ）参照）、その特性の変化を把握することは困難であり、結果として発振周波数の調整手順が煩雑になり、調整時間もかかる。
しかし、本実施形態の可変容量回路１１では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５をどのように設定しても、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の合成容量値は必ず基準容量値を含んで変化する。そのため、発振回路１０の発振信号について、電圧−発振周波数特性は特定周波数（基準容量値に基づく発振周波数）を中心として傾きが変化する。電圧−発振周波数特性がこのような規則性を有するため、発振回路１０では、容易に発振周波数を調整することができる。ここで、可変容量回路１１では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５の設定によらず、可変電圧である第１の電圧Ｖ１を第２の電圧Ｖ２とすれば、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の合成容量値が基準容量値となる。そのため、発振回路１０でも、第１の電圧Ｖ１を第２の電圧Ｖ２とすれば、特定周波数が得られる。
［可変容量回路の合成容量値］
以下に、本実施形態の可変容量回路１１のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の合成容量値の変化や、電圧−発振周波数特性について図３、図４を参照して説明する。なお、図１、図２と同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する。
図３は、本実施形態の可変容量回路１１の第１の電圧Ｖ１と合成容量値の関係を説明する図である。横軸は第１の電圧Ｖ１を表し、縦軸は合成容量値を表す。第１の電圧Ｖ１は、最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘの範囲で可変である。ここで、図３のＶ２は、第２の電圧Ｖ２と同じ電圧である。例えば、第２の電圧Ｖ２はＶｍｉｎとＶｍａｘのちょうど中間の電圧、すなわち（Ｖｍｉｎ＋Ｖｍａｘ）／２で表される固定電圧であってもよい。このとき、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の合成容量値の中心値と基準容量値とを対応させることができる。また、図３のＣｓｔが基準容量値である。
ここで、本実施形態の可変容量回路１１のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の合成容量値は、第１の電圧Ｖ１の値に応じて変化するが、その特性曲線（電圧−合成容量値特性）は図３のＣＫＶｎ（ｎ＝０、３、６、９、１２、１５）である。ここで、特性曲線の名称に含まれる数字のｎは、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のうちいくつに第２の電圧Ｖ２が与えられているかを表す。前記のように、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のうち、制御部ＣＴによって第２の電圧Ｖ２を与えられたものは、第１の電圧Ｖ１の変化に影響されずに固定の容量値をもつことになる。よって、特性曲線の名称に含まれる数字のｎは、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のうち固定容量として扱われているものの数を表す。
例えば、図３のＣＫＶ１５では、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の容量値は第１の電圧Ｖ１の変化に影響されないため、合成容量値は基準容量値Ｃｓｔのままである。また、例えば図３のＣＫＶ０では、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の容量値は全て第１の電圧Ｖ１の値に応じて変化する。そのため、合成容量値の変化が最も大きくなる。しかし、図３のＣＫＶ０についても、第１の電圧Ｖ１の値をＶ２とした場合には、合成容量値は基準容量値Ｃｓｔとなる。このことは、図３のＣＫＶ３、ＣＫＶ６、ＣＫＶ９、ＣＫＶ１２についても同様である。
つまり、本実施形態の可変容量回路１１の合成容量値は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５をどのように設定しても、必ず基準容量値Ｃｓｔを含んで変化する。そして、第１の電圧Ｖ１の値をＶ２とした場合には、本実施形態の可変容量回路１１の合成容量値は基準容量値Ｃｓｔとなる。なお、図示の都合上、図３ではＣＫＶｎ（ｎ＝１、２、４、５、７、８、１０、１１、１３、１４）の表示を省略しているが、これらの特性曲線についても必ず基準容量値Ｃｓｔを含んで変化する。
図４は、本実施形態の可変容量回路１１の第１の電圧Ｖ１と、可変容量回路１１を含む発振回路１０からの発振周波数との関係を説明する図である。なお、図３と同じ要素については同じ符号を付しており説明を省略する。図４では、横軸は第１の電圧Ｖ１を表し、縦軸は発振周波数を表す。図４のＦ０は、第１の電圧Ｖ１をＶ２とした場合に対応する、すなわち、基準容量値Ｃｓｔに対応する発振周波数である。このＦ０が所望の周波数であれば、制御信号１１０でスイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５の設定を変更する必要もない。しかし、例えば水晶振動子２６の個体差により、図４のようにＦ０と所望の周波数であるＦ１とに差がある場合には調整が必要である。
ここで、本実施形態の可変容量回路１１を含む発振回路１０の発振周波数は、第１の電圧Ｖ１の値に応じて変化するが、その特性曲線（電圧−発振周波数特性）は図４のＦＫＶｎ（ｎ＝０、３、６、９、１２、１５）である。ここで、特性曲線の名称に含まれる数字のｎは、図３と同じく、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のうちいくつに第２の電圧Ｖ２が与えられているかを表す。つまり、図４のＦＫＶｎは、図３の数字のｎが同じＣＫＶｎに対応する特性曲線である。なお、ＦＫＶｎ（ｎ＝１、２、４、５、７、８、１０、１１、１３、１４）については、図３と同様に、表示を省略している。
例えば、図４のＦＫＶ１５では、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の容量値は第１の電圧Ｖ１の変化に影響されないため、合成容量値は基準容量値Ｃｓｔのままであり、発振周波数もＦ０で変化しない。また、例えば図４のＦＫＶ０では、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の容量値は全て第１の電圧Ｖ１の値に応じて変化する。そのため、合成容量値の変化が最も大きくなり、発振周波数の変化の幅も最も大きい。
ここで、可変容量回路１１の合成容量値は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５をどのように設定しても、必ず基準容量値Ｃｓｔを含んで変化するため、図４の特性曲線（電圧−発振周波数特性）も必ずＦ０を含んで変化することになる。よって、本実施形態の可変容量回路１１を含む発振回路１０については、スイッチの設定によって電圧−発振周波数特性が大きく変化して特性の変化を把握することが困難になるという問題は生じない。つまり、図４のＦＫＶｎの変化については、ｎの数が大きくなるにつれて発振周波数の可変幅が小さくなるが、ｎがいくつであっても可変幅の中心は必ずＦ０であるという規則性がある。そして、Ｆ０を基準に調整を行うことで、複雑な手順を必要とせず、容易に所望の周波数を得ることができる。この手順について図４を用いて具体的に説明する。なお、以下の具体例では、説明の都合上、不図示のＦＫＶｎ（ｎ＝１、２、４、５、７、８、１０、１１、１３、１４）については考慮せずに説明する。
まず、ＦＫＶ９の特性曲線で第１の電圧Ｖ１を最大電圧値Ｖｍａｘとしたときの発振周波数とＦ０との差は、Ｆ１とＦ０の差よりも小さい。よって、ＦＫＶ９、ＦＫＶ１２、ＦＫＶ１５では所望の周波数であるＦ１は得られないことがわかる。一方、ＦＫＶ６の特性曲線で第１の電圧Ｖ１を最大電圧値Ｖｍａｘとしたときの発振周波数とＦ０との差は、Ｆ１とＦ０の差よりも大きい。よって、特性曲線としてＦＫＶ０、ＦＫＶ３、ＦＫＶ６を用いることでＦ１に調整することが可能である。
特性曲線がＦＫＶ０、ＦＫＶ３、ＦＫＶ６の場合には、それぞれ第１の電圧Ｖ１をＶａ、Ｖｂ、Ｖｃとすることで、発振周波数をＦ１にすることはできる。しかし、調整量が異なるこれらの特性曲線の中で、最適と思われる特性曲線を選択すべきである。ここで、第１の電圧Ｖ１に微小な変動ΔＶが生じた場合を考える。特性曲線の変化率（第１の電圧Ｖ１の変化に対する発振周波数の変化）はＦＫＶ０が最も大きく、ＦＫＶ６が最も小さい。そのため、第１の電圧Ｖ１の微小変動に対しても、発振周波数がＦ１から大きく乖離しないＦＫＶ６を特性曲線として選択することが好ましい。つまり、図４の例では、制御信号１１０によって、１５個のバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のうち６つに第２の電圧Ｖ２を与えるように制御して、第１の電圧Ｖ１をＶｃとすることで、発振周波数をＦ１に調整する。
このように、本実施形態の可変容量回路１１は、複数の可変容量素子（バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５）の合成容量値が基準容量値Ｃｓｔを含んで可変となる。そのため、可変容量回路１１は、容量値の変化に応じて変化する値の容易な調整を可能にする。例えば、可変容量回路１１を含む発振回路１０は、その発振周波数を容易に調整できる。
また、本実施形態では、発振部の例である水晶振動子２６の個体差に起因する発振回路１０の発振周波数のずれを調整する方法について述べたが、上記可変容量回路１１は本実施形態以外の調整にも使用することができる。
個体差が調整された水晶振動子２６を用いれば、図４のＦ０と所望の周波数であるＦ１とに差は生じないため、上記可変容量回路１１を発振周波数可変幅（周波数可変感度）の調整用回路として使用することができる。
上記可変容量回路１１を用いることで、発振回路１０の発振周波数は、図４に示すように第２の電圧Ｖ２を基準として第１の電圧Ｖ１の変化に対する発振周波数可変幅（発振周波数可変感度）を変更することができる。したがって、前記可変容量回路１１の複数の可変容量素子（バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５）に与える電圧を変えることで発振周波数可変幅を変更した場合でも、第２の電圧Ｖ２を基準として発振周波数可変幅が変わるため、発振回路１０の発振周波数可変幅の調整を容易に行うことができる。
２．振動デバイス
［振動デバイスの構成］
本実施形態の振動デバイス２００は、可変容量回路１１を含む発振回路１０、発振回路１０により発振する発振素子２３０を含むものである。振動デバイス２００としては、例えば、発振素子２３０として振動子を備えた発振器や発振素子２３０として振動型のセンサー素子２４０を備えた物理量センサー等が挙げられる。
図５（Ａ）に、振動デバイス２００の一例である発振器の構成例を示す。図５（Ａ）に示す振動デバイス２００（発振器）は、発振素子２３０として水晶振動子２６を用いた場合、図２の水晶発振器２０に対応する。発振素子２３０としては、他にＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）共振子、水晶音叉型振動子等を用いてもよい。
発振回路１０は、発振素子２３０を一定の周波数で発振させる。そして、得られた発振信号は出力回路１３によってクロック信号として出力される。ここで、クロック信号の周波数について所望の周波数とのずれがある場合には、発振回路１０の負荷容量を調整する。具体的には、制御信号１１０によって可変容量回路１１の設定データを変更して、所望
の周波数が得られるように調整する。
また、制御信号１１０によって可変容量回路１１の設定データを変更することで、発振回路１０の周波数可変感度を所望の感度が得られるように調整することもできる。
本実施形態の振動デバイス２００である発振器は、ＳＰＸＯだけでなく、電圧制御型発振器（ＶＣＸＯやＶＣＳＯ等）、温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）、電圧制御温度補償型発振器（ＶＣ−ＴＣＸＯ）、恒温型発振器（ＯＣＸＯ等）等であってもよい。
図５（Ｂ）に、振動デバイス２００の別の例である物理量センサーの構成例を示す。図５（Ｂ）に示す振動デバイス２００（物理量センサー）は、可変容量回路１１を含む発振回路１０と、水晶等を材料とするセンサー素子２４０と、検出回路２５０とを含む。
発振回路１０はセンサー素子２４０を一定の周波数で発振させる。このとき、発振周波数が所望の周波数と異なる場合には、制御信号１１０によって可変容量回路１１の設定データを変更して、所望の周波数が得られるように調整を行う。
センサー素子２４０は、一定の周波数で振動しながら、加わった物理量（例えば、角速度や加速度等）の大きさに応じた検出信号を出力する。
検出回路２５０は、センサー素子２４０の検出信号の検波や直流化を行い、センサー素子２４０に加わった物理量の大きさに応じた信号レベルの物理量信号を出力する。
振動デバイス２００である物理量センサーとしては、角速度センサー（ジャイロセンサー）や加速度センサー等が挙げられる。
振動デバイス２００は、発振回路１０が負荷容量として可変容量回路１１を含むことで、発振周波数を容易に調整できる。
［振動デバイスの製造方法］
本実施形態の振動デバイス２００は、例えば発振素子２３０の個体差による発振周波数のばらつきを調整して出荷する必要がある。つまり、振動デバイス２００は、製造出荷時にその発振周波数を所望の周波数に調整する必要がある。さらに、振動デバイス２００は、発振周波数可変幅（発振周波数可変感度）の調整を行って出荷する場合もある。本実施形態の振動デバイス２００は、発振回路１０が負荷容量として可変容量回路１１を含むことで、以下の製造方法を採ることにより、適切な設定データを選択して、容易に発振周波数の調整または発振周波数可変幅の調整をすることができる。
図６は振動デバイス２００の発振周波数の調整を行うための製造方法を示すフローチャートである。なお、この例では振動デバイス２００は発振器（図５（Ａ）参照）であるものとして説明する。まず、可変容量回路１１を含む発振器を組み立てる（Ｓ１０）。このとき、初期設定として、可変容量回路１１の記憶部ＭＥには、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５のセレクト信号の電圧レベルに対応するデフォルトの設定データが記憶されているとする。
そして、発振器に電源が投入されて、可変容量回路１１に含まれるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のそれぞれには、初期設定に従って第１の電圧Ｖ１、または第２の電圧Ｖ２が与えられる（Ｓ１２）。そして、発振器は所望の周波数（以下、所望周波数ともいう）と設定データとの関係を示すフラグを有する。このフラグは、所望周波数を得られる場合には１に、所望周波数を得られない場合には０に設定される。発振周波数の
調整を行う前には、このフラグは０に設定される（Ｓ１４）。
なお、このフラグは例えば記憶部ＭＥのレジスターに割り当てられ、発振器の外部からアクセス可能であってもよい。また、この例では発振器は複数の発振回路１０含んでいるが（図２参照）、記憶部ＭＥの設定データは１つの制御信号１１０で同時に書き換えられ、フラグも同時に変化するものとする。
ステップＳ１４の後、振動デバイス２００の発振周波数を調整する工程が開始される。まず、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまで変化させて発振周波数を測定する（Ｓ２０）。ステップＳ２０によって、現在の設定データでの発振周波数の調整可能範囲がわかる。なお、ステップＳ２０では最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまでを連続的に変化させる必要はなく、例えば、最小電圧値Ｖｍｉｎ、第２の電圧Ｖ２、最大電圧値Ｖｍａｘと離散的に変化させてもよい。なお、第２の電圧Ｖ２に対応する発振周波数のＦ０（図４参照）は設定データによらず共通である。よって、既にＦ０を測定していれば、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎ、最大電圧値Ｖｍａｘとした場合の発振周波数だけを測定してもよい。
そして、所望の周波数が測定された発振周波数の範囲内にあるか否かが判定される（Ｓ３０）。現在の設定データによっても所望の周波数が得られる場合には（Ｓ３０Ｙ）、フラグを１にする（Ｓ３２）。ここで、現在の設定データが、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の全ての端子間電圧を第２の電圧Ｖ２にするものか否かを判定する（Ｓ３４）。もし全ての端子間電圧が固定電圧の第２の電圧Ｖ２であれば（Ｓ３４Ｙ）、第２の電圧Ｖ２に対応する発振周波数のＦ０（図４参照）が所望周波数のＦ１（図４参照）に等しい理想的な場合に該当するので、これ以上の調整は不要であり、一連の処理を終了する。
しかし、現在の設定データが、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の少なくとも１つの端子間電圧を第１の電圧Ｖ１とするものであれば（Ｓ３４Ｎ）、制御信号１１０によって設定データを変更する。つまり、端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の個数を増やす制御信号１１０を生成し（Ｓ３６）、ステップＳ２０に戻る。
ここで、ステップＳ３０で、現在の設定データでは所望の周波数が得られない場合には（Ｓ３０Ｎ）、現在の設定データがバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の全ての端子間電圧を第１の電圧Ｖ１とするものであるか否かを判定する（Ｓ４４）。もし全ての端子間電圧が第１の電圧Ｖ１であれば（Ｓ４４Ｙ）、最も発振周波数の可変範囲を広くとっても（図４のＦＫＶ０参照）、所望周波数が得られない場合に該当するので、フラグの値が０のまま異常終了する。
しかし、現在の設定データが、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の少なくとも１つの端子間電圧を第２の電圧Ｖ２とするものであれば（Ｓ４４Ｎ）、制御信号１１０によって設定データを変更する。つまり、端子間電圧が第１の電圧Ｖ１であるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の個数を増やす制御信号１１０を生成して（Ｓ４６）、発振周波数の可変範囲を広げる。
そして、フラグの値が１であるか否かを判定する（Ｓ４８）。フラグの値が０である場合には（Ｓ４８Ｎ）、ステップＳ２０に戻る。フラグの値が１である場合には（Ｓ４８Ｙ）、ステップＳ４６によって所望の周波数が得ることができる１つ前の設定データに戻っているので正常終了する。
なお、図６の振動デバイス２００の製造方法を示すフローチャートで、ステップＳ２０が本発明の測定ステップに、ステップＳ３０が本発明の比較ステップに、ステップＳ３６およびステップＳ４６が本発明の調整ステップに対応する。なお、ステップＳ３６およびステップＳ４６においては、制御部ＣＴは、生成された制御信号を受け取って、書き換えられた設定データに従った制御をしている。
［第１の具体例］
ここで、図４の例を用いて、図６のフローチャートを説明する。図４の例では、制御信号１１０によってＦＫＶ６に対応する設定データを書き込み、第１の電圧Ｖ１にＶｃを与えることで、所望の周波数であるＦ１を得られる。図４のＦＫＶ０やＦＫＶ３でもＦ１を得ることはできるが、発振周波数の安定性の観点からＦＫＶ６を選択することが好ましい。
まず、最初の例として、デフォルトの設定データが図４のＦＫＶ９に対応するものである場合を説明する。発振器が組み立てられて（Ｓ１０）、初期設定に従い図４のＦＫＶ９の特性曲線が得られる（Ｓ１２）。フラグは所望周波数のＦ１が得られないことを示す０に設定される（Ｓ１４）。そして、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまで変化させて発振周波数を測定する（Ｓ２０）。このとき、所望の周波数であるＦ１は、測定された発振周波数の範囲内にはない（Ｓ３０Ｎ）。つまり、ＦＫＶ９に従って調整可能な上限の発振周波数よりもＦ１の方が高い。
そして、現在の設定データでは、９つのバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の端子間電圧は第２の電圧Ｖ２である（Ｓ４４Ｎ）。そこで、さらに端子間電圧が第１の電圧Ｖ１であるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５を増やして、発振周波数の可変範囲を広げるための制御信号１１０を生成する（Ｓ４６）。つまり、図４のＦＫＶ６に対応する設定データを記憶部ＭＥに書き込む制御信号１１０を生成する。このときフラグの値は０であるから（Ｓ４８Ｎ）、ステップＳ２０に戻る。
再び、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまで変化させて発振周波数を測定するが（Ｓ２０）、設定データは図４のＦＫＶ６に対応するものとなっており、所望の周波数であるＦ１は、測定された発振周波数の範囲内にある（Ｓ３０Ｙ）。
そして、フラグが１に設定されて（Ｓ３２）、全ての端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるわけではないので（Ｓ３４Ｎ）、端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５を現在よりも増やす制御信号１１０を生成する（Ｓ３６）。つまり、図４のＦＫＶ９に対応する設定データを記憶部ＭＥに書き込む制御信号１１０を生成し、ステップＳ２０に戻る。
このとき、設定データは初期設定（デフォルトの設定データ）と同じであるため、前記のようにステップＳ２０、ステップＳ３０Ｎ、ステップＳ４４Ｎ、ステップＳ４６まで同じように進む。つまり、図４のＦＫＶ６に対応する設定データを記憶部ＭＥに書き込む制御信号１１０を生成する。
ここで、フラグの値は１になっているから（Ｓ４８Ｙ）、図４のＦＫＶ６に対応する設定データが記憶部ＭＥに書き込まれた状態で正常終了する。その後、第１の電圧Ｖ１をＶｃとすることで、発振周波数をＦ１にすることができる。
［第２の具体例］
図４の別の例を用いて、図６のフローチャートを説明する。別の例では、デフォルトの設定データが図４のＦＫＶ３に対応するものであるとする。発振器が組み立てられて（Ｓ
１０）、初期設定に従い図４のＦＫＶ３の特性曲線が得られる（Ｓ１２）。フラグは所望周波数のＦ１が得られないことを示す０に設定される（Ｓ１４）。そして、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまで変化させて発振周波数を測定する（Ｓ２０）。デフォルトの設定データは図４のＦＫＶ３に対応するものとなっており、所望の周波数であるＦ１は、測定された発振周波数の範囲内にある（Ｓ３０Ｙ）。
そして、フラグが１に設定されて（Ｓ３２）、全ての端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるわけではないので（Ｓ３４Ｎ）、端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５を現在よりも増やす制御信号１１０を生成する（Ｓ３６）。つまり、図４のＦＫＶ６に対応する設定データを記憶部ＭＥに書き込む制御信号１１０を生成し、ステップＳ２０に戻る。
再び、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまで変化させて発振周波数を測定するが（Ｓ２０）、設定データは図４のＦＫＶ６に対応するものとなっており、所望の周波数であるＦ１は、測定された発振周波数の範囲内にある（Ｓ３０Ｙ）。
そして、フラグが１に設定（上書き）されて（Ｓ３２）、全ての端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるわけではないので（Ｓ３４Ｎ）、端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５を現在よりも増やす制御信号１１０を生成する（Ｓ３６）。つまり、図４のＦＫＶ９に対応する設定データを記憶部ＭＥに書き込む制御信号１１０を生成し、ステップＳ２０に戻る。
このとき、設定データは第１の具体例の初期設定（デフォルトの設定データ）と同じであるため、前記のようにステップＳ２０、ステップＳ３０Ｎ、ステップＳ４４Ｎ、ステップＳ４６まで同じように進む。つまり、図４のＦＫＶ６に対応する設定データを記憶部ＭＥに書き込む制御信号１１０を生成する。
ここで、フラグの値は１になっているから（Ｓ４８Ｙ）、図４のＦＫＶ６に対応する設定データが記憶部ＭＥに書き込まれた状態で正常終了する。その後、第１の電圧Ｖ１をＶｃとすることで、発振周波数をＦ１にすることができる。
以上のように、図６のフローチャートに従うことで、合成容量値の調整量を適切に変化させて（つまり、適切な設定データを選択して）、発振周波数が所望の周波数となるように容易に調整できる。なお、前記の具体例では、端子間電圧が第１の電圧Ｖ１（または第２の電圧Ｖ２）であるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の個数を変える場合に（ステップＳ３６、Ｓ４６）、図４の図示した特性曲線にあわせて３個単位で変化させているが、それ以外を単位として（例えば、１個単位で）変化させてもよい。
［第３の具体例］
振動デバイス２００の発振周波数可変幅の調整を行うための製造方法を以下に示す。なお、この例では振動デバイス２００は発振器（図５（Ａ）参照）であるものとして説明する。まず、可変容量回路１１を含む発振器を組み立てる。このとき、初期設定として、可変容量回路１１の記憶部ＭＥには、スイッチＳＷ１、ＳＷ２・・・、ＳＷ１５のセレクト信号の電圧レベルに対応するデフォルトの設定データが記憶されているとする。
そして、発振器に電源が投入されて、可変容量回路１１に含まれるバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５のそれぞれには、初期設定に従って第１の電圧Ｖ１、または第２の電圧Ｖ２が与えられる。そのとき、少なくとも１つのバリキャップには第１の電圧が与えられるようする。その後、振動デバイス２００の発振周波数可変幅を調整する工程が開始される。
まず、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまで変化させて発振周波数を測定することで、現在の設定データでの発振周波数の最小値および最大値がわかる。なお、このとき、第１の電圧Ｖ１は最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまでを連続的に変化させる必要はなく、例えば、最小電圧値Ｖｍｉｎ、第２の電圧Ｖ２、最大電圧値Ｖｍａｘと離散的に変化させてもよい。なお、第２の電圧Ｖ２に対応する発振周波数のＦ０（図４参照）は設定データによらず共通である。よって、既にＦ０を測定していれば、第１の電圧Ｖ１を最小電圧値Ｖｍｉｎ、最大電圧値Ｖｍａｘとした場合の発振周波数だけを測定してもよい。
そして、測定された発振周波数を基に発振周波数可変幅が判定され、現在の設定データによって所望の発振周波数可変幅が得られる場合には、現在の設定データが書き込まれた記憶部ＭＥの内容は変更しない。
所望の発振周波数可変幅が得られなかった場合であって、現在の設定データが、バリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の少なくとも１つの端子間電圧を第２の電圧Ｖ２とするものであれば、制御信号１１０によって設定データを変更する。つまり、端子間電圧が第２の電圧Ｖ２であるバリキャップのうち、少なくとも１つのバリキャップの端子間電圧を第１の電圧Ｖ１にする制御信号１１０を生成し、第１の電圧を最小電圧値Ｖｍｉｎから最大電圧値Ｖｍａｘまで変化させて発振周波数の最小値および最大値を測定し、発振周波数可変幅が判定され、現在の設定データによって所望の発振周波数可変幅が得られる場合には、現在の設定データが書き込まれた記憶部ＭＥの内容は変更しない。
上記工程を、発振周波数可変幅が所望の発振周波数可変幅になるまで繰り返し、所望の発振周波数可変幅となる設定値が記憶部ＭＥの内容が決定される。
また、現在の設定データがバリキャップＶＣ１、ＶＣ２・・・、ＶＣ１５の全ての端子間電圧を第１の電圧Ｖ１とするものであれば、所望の発振周波数可変幅が得られない場合に該当するので、発振周波数可変幅を調整する工程を終了する。
３．電子機器
本実施形態の電子機器３００について、図７〜図８を用いて説明する。なお、図１〜図６と同じ要素については同じ番号、符号を付しており説明を省略する。
図７は、電子機器３００の機能ブロック図である。電子機器３００は、可変容量回路１１を含む発振回路１０と発振素子２３０とを含む振動デバイス２００、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５０、通信部３６０、表示部３７０、音出力部３８０を含んで構成されている。なお、電子機器３００は、図７の構成要素（各部）の一部を省略又は変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
振動デバイス２００は、図５（Ａ）の発振器に対応する。振動デバイス２００は、可変容量回路１１を含む発振回路１０からのクロック信号をＣＰＵ３２０だけでなく各部に供給する（図示は省略）。
ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、振動デバイス２００が出力するクロック信号を用いて各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、ＣＰＵ３２０は、操作部３３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部３６０を制御する処理、表示部３７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部３８０に各種の音を出力させる処理等を行う。
操作部３３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ３２０に出力する。
ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
ＲＡＭ３５０は、ＣＰＵ３２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３３０から入力されたデータ、ＣＰＵ３２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
通信部３６０は、ＣＰＵ３２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
表示部３７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ３２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。
そして、音出力部３８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
電子機器３００は、ＣＰＵ３２０が、制御信号１１０によって、発振回路１０が含む可変容量回路１１の設定データを調整可能である。そのため、クロック信号の発振周波数について万一ずれが生じた場合でも容易に調整できる。
電子機器３００としては種々が考えられる。例えば、ネットワークサーバー、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
図８は、電子機器３００の一例であるネットワークサーバーの外観の一例を示す図である。電子機器３００であるネットワークサーバーは、表示部３７０としてＬＣＤを備えている。そして、電子機器３００であるネットワークサーバーでは、制御信号１１０によって、発振回路１０が含む可変容量回路１１の設定データを調整可能である。そのため、クロック信号の発振周波数について万一ずれが生じた場合でも容易に調整できる。その結果として、正確なクロック信号を利用できるので信頼性が高まる。
４．移動体
本実施形態の移動体４００について、図９を用いて説明する。
図９は、本実施形態の移動体４００の一例を示す図（上面図）である。図９に示す移動体４００は、発振部４１０、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー４２０、４３０、４４０、バッテリー４５
０、バックアップ用バッテリー４６０を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体４００は、図９の構成要素（各部）の一部を省略又は変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
発振部４１０は、発振回路１０を含む振動デバイス２００（発振器）に対応する。発振回路１０は可変容量回路１１を含む。ここで、移動体４００のシステムは、発振部４１０すなわち発振回路１０を含む振動デバイス２００（発振器）からクロック信号を受け取る。そして、可変容量回路１１が含まれることで、このクロック信号の発振周波数について万一ずれが生じた場合でも容易に調整できる。そのため、移動体４００のシステムは、正確なクロック信号を利用できるので信頼性が高まる。
なお、このような移動体４００としては様々なものが考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
５．その他
本発明は、前記の実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
１０ 発振回路、１１ 可変容量回路、１３ 出力回路、２０ 水晶発振器、２４ インバーター、２６ 水晶振動子、１０１ 信号線、１０２ 信号線、１１０ 制御信号、２００ 振動デバイス、２３０ 発振素子、２４０ センサー素子、２５０ 検出回路、３００ 電子機器、３２０ ＣＰＵ、３３０ 操作部、３４０ ＲＯＭ、３５０ ＲＡＭ、３６０ 通信部、３７０ 表示部、３８０ 音出力部、４００ 移動体、４１０ 発振部、４２０ コントローラー、４３０ コントローラー、４５０ バッテリー、４６０ バックアップ用バッテリー、ＣＰ１ 固定容量、ＣＰ２ 固定容量、ＣＴ 制御部、Ｃｓｔ
基準容量値、ＤＯ 非反転出力信号、ＤＯｂ 反転出力信号、ＭＥ 記憶部、ＲＳ１ 抵抗、ＲＳ２ 抵抗、Ｒｆ 帰還抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ１５ スイッチ、Ｖ１ 第１の電圧、Ｖ２ 第２の電圧、ＶＣ１〜ＶＣ１５ バリキャップ、Ｖｍａｘ 最大電圧値、Ｖｍｉｎ 最小電圧値

Claims (10)

  1. 端子間に印加される端子間電圧によって容量値が制御される複数の可変容量素子を並列に接続し、前記複数の可変容量素子の合成容量値の可変特性は、基準容量値を含んで可変となる可変容量回路を含み、前記可変容量回路を負荷容量として発振部を発振させて発振信号を生成する発振回路であって、
    前記可変容量回路は、
    少なくとも１つの可変容量素子の前記端子間電圧を、可変電圧である第１の電圧とし、
    他の可変容量素子の前記端子間電圧を、固定電圧である第２の電圧とする制御部を含み、
    前記基準容量値は、前記複数の可変容量素子の全ての前記端子間電圧を前記第２の電圧としたときの合成容量値であり、
    前記第１の電圧が前記第２の電圧であるときの発振周波数が、前記制御部の制御によらず共通である、発振回路。
  2. 前記第２の電圧は、
    前記可変電圧の最小電圧値よりも大きく、かつ前記可変電圧の最大電圧値よりも小さい電圧をとる、
    請求項１に記載の発振回路。
  3. 前記制御部は、
    前記第１の電圧および前記第２の電圧の一方を排他的に選択するスイッチを含む、
    請求項１又は２に記載の発振回路。
  4. 前記制御部は、
    前記複数の可変容量素子のそれぞれの前記端子間電圧を、前記第１の電圧とするか、前記第２の電圧とするか、設定するデータが記憶されている記憶部を含む、
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発振回路。
  5. 前記制御部は、
    入力された制御信号に基づいて、前記複数の可変容量素子のそれぞれの前記端子間電圧を、前記第１の電圧とするか、前記第２の電圧とするか、制御する、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発振回路。
  6. 前記複数の可変容量素子の各々の一端に前記第１の電圧又は前記第２の電圧が印加され、
    前記複数の可変容量素子の各々の他端に接地電圧が印加され、
    前記複数の可変容量素子の前記各々の一端は、固定容量を介して前記発振部に接続されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発振回路。
  7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発振回路と、
    前記発振部と、
    を含む振動デバイス。
  8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発振回路を含む電子機器。
  9. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発振回路を含む移動体。
  10. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発振回路と、前記発振部と、を備える振動デバイスの製造方法であって、
    前記第１の電圧を変化させて、前記発振信号の周波数を測定する測定ステップと、
    基準となる周波数と前記測定ステップで測定された周波数とを比較する比較ステップと、
    前記比較ステップの結果に基づいて、前記制御部により前記端子間電圧の制御が行われる調整ステップと、を含む、
    振動デバイスの製造方法。
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