JP6274397B2 - 発振回路、発振器、電子機器、移動体及び発振器の製造方法 - Google Patents
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Description
本適用例に係る発振回路は、周波数制御手段と、出力される電圧が可変に設定可能な容量制御手段と、容量可変手段を備え、前記周波数制御手段からの信号および前記容量制御手段からの信号が入力される発振手段と、電圧を印加する手段からの信号が入力され、前記容量制御手段への出力を選択する第1の選択手段と、を含む。
を、第1の選択手段が電圧を印加する手段からの信号を容量制御手段に出力させる時に容量制御手段から出力される電圧に近づけるように設定した状態で、周波数制御手段により制御される周波数の調整を行うことにより、周波数精度の劣化を低減させることができる。
本適用例に係る発振回路は、第1端子と、可変容量素子を備えている発振用回路と、前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、前記第1端子と、前記可変容量制御回路との電気的な接続を切り替える第1の切り替え部と、を含み、前記可変容量制御回路から出力される電圧が可変に設定可能である。
上記適用例に係る発振回路において、前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続が切り離されるように制御され、前記可変容量制御回路から出力される電圧が設定されてもよい。
上記適用例に係る発振回路において、前記第1の切り替え部は、前記第1端子と、前記周波数調整用回路および前記可変容量制御回路のどちらか一方との電気的な接続を切り替えてもよい。
上記適用例に係る発振回路において、前記可変容量制御回路は、AFC回路と、出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、前記AFC回路と前記電圧発生回路との電気的な接続を切り替える第2の切り替え部と、を備えていてもよい。
上記適用例に係る発振回路において、前記可変容量制御回路は、AFC回路と、出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、前記AFC回路および前記電圧発生回路のどちらか一方と、前記可変容量素子の前記一方の端子との電気的な接続を切り替える第2の切り替え部と、を備えていてもよい。
上記適用例に係る発振回路は、前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含んでいてもよい。
上記適用例に係る発振回路は、前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含み、前記メモリーは、前記AFC回路を制御するための第1のデータと前記電圧発生回路を制御するための第2のデータとが記憶され、前記第1のデータと前記第2のデータとが記憶される記憶領域が共用されてもよい。
上記適用例に係る発振回路において、前記可変容量制御回路を制御するためのデータは、3ビット以上であってもよい。
本適用例に係る発振器は、上記のいずれかの発振回路と、振動子と、を備えている。
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの発振回路、又は、上記の発振器を含む。
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの発振回路、又は、上記の発振器を含む。
本適用例に係る発振器の製造方法は、第1端子と、可変容量素子を備えている発振用回路と、前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、前記第1端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続を切り替える第1の切り替え部と、を含み、前記可変容量制御回路から出力される電圧が可変に設定可能な発振回路と、振動子とを準備する工程と、前記発振回路と前記振動子とを電気的に接続する工程と、前記第1の切り替え部を、前記第1端子と前記可変容量制御回路とが電気的に切り離されるように制御するとともに、前記可変容量制御回路から出力される電圧を設定する工程と、前記発振回路の特性を調べる工程と、を含む。
1−1.第1実施形態
[発振器の構成]
図1は第1実施形態の発振器の機能ブロック図である。図1に示すように、第1実施形
態の発振器1は、発振回路2と振動子3とを含んで構成されており、発振回路2と振動子3は不図示のパッケージに収容されている。
抵抗値となる。
32及び0次関数発生回路233を含んで構成されている。
てOUT端子から外部に出力される。
本実施形態では、発振回路2は、VCC端子に電源投入時に通常動作モードに設定される。また、インターフェース(I/F)回路80を介して、温度補償調整モードや振動子特性測定モードを含む複数のモードのいずれかに切り替えることが可能になっている。図2は、このモード切り替え動作を説明するためのタイミングチャートである。図2の横軸は時間、縦軸は電圧に対応する。図2のタイミングチャートでは、VCC端子(T3端子)の電圧、VC端子(T1端子)から入力されるクロック信号SCLK、OUT端子(T2端子)から入力されるデータ信号DATAが示されている。
、一定の温度(例えば25℃)で、所望の温度範囲で温度を振った時の温度センサー21の出力電圧に相当する電圧をVC端子から入力し、OUT端子から出力される発振信号の周波数を測定することで、3次関数電圧、1次関数電圧及び0次関数電圧の情報を取得し、振動子3の周波数温度特性を補正(温度補償)して所望の温度範囲での発振周波数を目標の周波数に近づけるための最適な3次係数、1次係数、0次係数(定数)を計算することができる。
.05V以下と値とするようにメモリー量を適宜設定することができる。
図5は、第1実施形態の発振器の製造方法の一例を示すフローチャート図である。本実施形態の発振器の製造方法は、図5に示す工程S10〜S80を含む。ただし、本実施形態の発振器の製造方法は、工程S10〜S80の一部を省略又は変更し、あるいは、他の工程を追加してもよい。
式(1)及び式(2)より計算される電圧VBに最も近くなるような選択値をメモリー61に書き込む。例えば、V1=V2=0.9V、R3=R4、R2/R1=0.5とした時、通常動作モード時のVC端子の中心電圧が0.9VであればVSが0.9Vに最も近くなる選択値を書き込み、通常動作モード時のVC端子の中心電圧が1.2VであればVSが1.05Vに最も近くなる選択値を書き込む。
IN)、基準値(TYP)、最大値(MAX)のそれぞれに設定された時のVC端子の電圧値を変数とする1次関数電圧の式をそれぞれ計算し、これらの計算結果を基に1次関数電圧が工程S32で抽出した1次関数成分を最も打ち消す1次係数値を選択する。同様に、3次係数が最小値(MIN)、基準値(TYP)、最大値(MAX)のそれぞれに設定された時のVC端子の電圧値を変数とする3次関数電圧の式をそれぞれ計算し、これらの計算結果を基に3次関数電圧が工程S32で抽出した3次関数成分を最も打ち消す3次係数値を選択する。
図7は、第1実施形態の発振器1の変形例の機能ブロック図である。図7において、図1と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。
0とが電気的に接続されている状態)では、3端子スイッチ13により電圧VAFCとして電圧VBが選択されるので、メモリー62の所定の記憶領域に記憶された値(第1のデータの一例)はAFC回路11のゲイン調整値として使用される。
図8は第2実施形態の発振器の機能ブロック図である。図8に示すように、第2実施形態の発振器1は、発振回路2と振動子3とを含んで構成されており、発振回路2と振動子3は不図示のパッケージに収容されている。図8において、図1と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。
ラクター37のカソード端子に印加される電圧に最も近い電圧となるように電圧VSを選択することで、最適な温度補償調整を行うことが可能に構成されている。
図9は第3実施形態の発振器の機能ブロック図である。図9に示すように、第3実施形態の発振器1は、発振回路2と振動子3とを含んで構成されており、発振回路2と振動子3は不図示のパッケージに収容されている。図9において、図1及び図8と同じ構成要素には同じ符号を付しており、その説明を省略する。
クター37のカソード端子に印加され、発振周波数が制御される。
図9に示した第3実施形態の発振器1では、通常動作モードと振動子特性測定モード(VC端子とAFC回路11とが電気的に接続され、AFC回路11と発振用回路30とが電気的に接続されている状態)では、3端子スイッチ13が第1端子と第3端子とが電気的に接続される第1状態となり、電圧発生回路12は、出力端子がオープンとなるため機能しない。従って、通常動作モードと振動子特性測定モードでは、メモリー61に記憶されている選択値は発振回路2の動作に影響しない。一方、温度補償調整モードでは、3端子スイッチ51が第1端子と第2端子とが電気的に接続される第2状態となるため、演算増幅器111と可変抵抗113はボルテージフォロワーとして機能し、演算増幅器111の出力電圧VAは、可変抵抗113の抵抗値R2に関係なく電圧発生回路12の出力電圧VSと等しくなる。従って、温度補償調整モードでは、メモリー62に記憶されているゲイン調整値は発振回路2の動作に影響しない。
2端子スイッチ122−1〜122−nのいずれをオン状態とするかを選択する選択値(第2のデータの一例)の記憶領域とAFC回路11のゲイン調整値(第1のデータの一例)の記憶領域を共通にするように変形してもよい。すなわち、この変形例では、図9では存在したメモリー61は存在せず、メモリー62において、AFC回路11のゲイン調整値のアドレスと2端子スイッチ122−1〜122−nの選択値のアドレスを共通にし、当該アドレスに対応する記憶領域が共用される。
図10は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図である。また、図11は、本実施形態の電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。
図12は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図12に示す移動体400は、発振器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450、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は、図12の構成要素(各部)の一部を省略し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
コンデンサー、36 バラクター、37 バラクター、38 抵抗、39 抵抗、40
出力バッファー、51 3端子スイッチ、52 3端子スイッチ、61 メモリー、62 メモリー、63 メモリー、70 スイッチ制御回路、80 インターフェース(I/F)回路、111 演算増幅器、112 抵抗、113 可変抵抗、114 演算増幅器、115 抵抗、116 抵抗、121−0〜121−n 抵抗、122−1〜122−n 2端子スイッチ、231 3次関数発生回路、232 1次関数発生回路、233
0次関数発生回路、300 電子機器、310 発振器、312 発振回路、313 振動子、320 CPU、330 操作部、340 ROM、350 RAM、360 通信部、370 表示部、400 移動体、410 発振器、420,430,440 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
Claims (11)
- 第1端子と、
可変容量素子を備えている発振用回路と、
前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、
前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、
前記第1端子と、前記周波数調整用回路および前記可変容量制御回路のどちらか一方との電気的な接続を切り替える第1の切り替え部と、を含み、
前記可変容量制御回路は、
AFC回路と、
出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、
前記AFC回路および前記電圧発生回路のどちらか一方と、前記可変容量素子の前記一方の端子との電気的な接続を切り替える第2の切り替え部と、を備え、
通常動作モードでは、
前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記可変容量制御回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記AFC回路と前記可変容量素子の前記一方の端子とを電気的に接続し、
前記周波数調整用回路の調整モードでは、
前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記周波数調整用回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記電圧発生回路と前記可変容量素子の前記一方の端子とを電気的に接続する、発振回路。 - 第1端子と、
可変容量素子を備えている発振用回路と、
前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、
可変容量制御回路と、
前記第1端子と、前記周波数調整用回路および前記可変容量制御回路のどちらか一方との電気的な接続を切り替える第1の切り替え部と、を含み、
前記可変容量制御回路は、
前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されているAFC回路と、
出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、
前記AFC回路と前記電圧発生回路との電気的な接続を切り替える第2の切り替え部と、を備え、
通常動作モードでは、
前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記可変容量制御回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記AFC回路と前記電圧発生回路とを電気的に切り離し、
前記周波数調整用回路の調整モードでは、
前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記周波数調整用回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記AFC回路と前記電圧発生回路とを電気的に接続する、発振回路。 - 前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記可変容量制御回路との電気的な接続が切り離されるように制御され、前記可変容量制御回路から出力される電圧が設定される、請求項1又は2に記載の発振回路。
- 前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の発振回路。
- 前記可変容量制御回路から出力される電圧を制御するためのデータが記憶されるメモリーをさらに含み、
前記メモリーは、前記AFC回路を制御するための第1のデータと前記電圧発生回路を制御するための第2のデータとが記憶され、前記第1のデータと前記第2のデータとが記憶される記憶領域が共用される、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発振回路。 - 前記可変容量制御回路を制御するためのデータは、3ビット以上である、請求項4又は5に記載の発振回路。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発振回路と、振動子と、を備えている、発振器。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発振回路または請求項7に記載の発振器を含む、電子機器。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発振回路または請求項7に記載の発振器を含む、移動体。
- 第1端子と、可変容量素子を備えている発振用回路と、前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されている可変容量制御回路と、前記第1端子と、前記周波数調整用回路および前記可変容量制御回路のどちらか一方との電気的な接続を切り替える第1の切り替え部と、を含み、前記可変容量制御回路は、AFC回路と、出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、前記AFC回路および前記電圧発生回路のどちらか一方と、前記可変容量素子の前記一方の端子との電気的な接続を切り替える第2の切り替え部と、を備え、通常動作モードでは、前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記可変容量制御回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記AFC回路と前記可変容量素子の前記一方の端子とを電気的に接続し、前記周波数調整用回路の調整モードでは、前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記周波数調整用回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記電圧発生回路と前記可変容量素子の前記一方の端子とを電気的に接続する、発振回路と、振動子とを準備する工程と、
前記発振回路と前記振動子とを電気的に接続する工程と、
前記調整モードに設定するとともに、前記電圧発生回路から出力される電圧を、選択可能な電圧のうちで、前記通常動作モードにおいて前記可変容量素子の前記一方の端子に印加される電圧に最も近い電圧に設定する工程と、
前記発振回路の特性を調べる工程と、を含む、発振器の製造方法。 - 第1端子と、可変容量素子を備えている発振用回路と、前記発振用回路と電気的に接続されている周波数調整用回路と、可変容量制御回路と、前記第1端子と、前記周波数調整用回路および前記可変容量制御回路のどちらか一方との電気的な接続を切り替える第1の切り替え部と、を含み、前記可変容量制御回路は、前記可変容量素子の一方の端子と電気的に接続されているAFC回路と、出力する電圧を可変に設定可能な電圧発生回路と、前記AFC回路と前記電圧発生回路との電気的な接続を切り替える第2の切り替え部と、を備え、通常動作モードでは、前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記可変容量制御回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記AFC回路と前記電圧発生回路とを電気的に切り離し、前記周波数調整用回路の調整モードでは、前記第1の切り替え部は、前記第1端子と前記周波数調整用回路とを電気的に接続し、かつ、前記第2の切り替え部は、前記AFC回路と前記電圧発生回路とを電気的に接続する、発振回路と、振動子とを準備する工程と、
前記発振回路と前記振動子とを電気的に接続する工程と、
前記調整モードに設定するとともに、前記電圧発生回路から出力される電圧を、選択可能な電圧のうちで、前記通常動作モードにおいて前記可変容量素子の前記一方の端子に印加される電圧に最も近い電圧に設定する工程と、
前記発振回路の特性を調べる工程と、を含む、発振器の製造方法。
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