JP6705243B2 - 発振器、電子機器及び移動体 - Google Patents

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Description

本発明は、発振器、電子機器及び移動体に関する。
通信機器あるいは測定器等の基準の周波数信号源に用いられる水晶発振器は、温度変化に対して高い精度で出力周波数が安定していることが要求される。一般に、水晶発振器の中でも極めて高い周波数安定度が得られるものとして、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）が知られている。さらに、近年、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）の特性向上も目覚ましく、ＯＣＸＯの周波数精度や周波数安定度に迫るものも開発されつつある。
このような高精度の発振器は、例えば、携帯電話の基地局などに用いられ、デジタル制御により周波数を制御可能であることが要求される場合がある。例えば、特許文献１には、Ｄ／Ａ変換器、振動子、発振ループ回路を有し、Ｄ／Ａ変換器に対する入力信号を変化させることにより発振器から出力される周波数が可変する圧電発振器が開示されている。
また、基地局などで用いられる恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）の場合、発振信号とは別に、温度が安定し、使用可能になったことを示すオーブンアラーム信号などの情報を外部に出力することが求められる場合がある。例えば、特許文献２には、電源投入後における発振装置の発振周波数が安定したことを外部に報知する恒温槽付き発振器を含む発振装置が開示されている。
特開２０１１−１０１２１２号公報 特開２０１４−１９２５７８号公報
しかしながら、発振器を小型化するために、特許文献１に記載の発振器のようにＤ／Ａ変換器と発振回路を同一のＩＣに集積化すると、デジタル信号である通信信号に起因するノイズが発振回路に回り込み、発振信号のノイズ特性が悪化してしまうおそれがある。
本発明は、以上のような問題点に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、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることが可能な発振器を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該発振器を用いた電子機器及び移動体を提供することができる。
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例に係る発振器は、発振回路と、前記発振回路の動作状態に基づく動作状態信号を生成する動作状態信号生成回路と、第１の集積回路と、を備え、前記発振回路及び前記動作状態信号生成回路は、前記第１の集積回路の外部に設けられており、前記第１の集積回路は、第１のデジタルインターフェース回路と、前記第１のデジタルインターフェース
回路を介して入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して前記発振回路の周波数を制御するための周波数制御信号を生成するＤ／Ａ変換回路と、前記動作状態信号が入力される端子と、を有する。
発振回路は、例えば、ピアース発振回路、インバーター型発振回路、コルピッツ発振回路、ハートレー発振回路、ＬＣ発振回路などの種々の発振回路であってもよい。
発振回路の動作状態に基づく動作状態信号は、例えば、発振回路から出力される発振信号の周波数が安定したか否かを示す信号であってもよいし、発振回路に含まれる素子の温度が安定したか否かを示す信号であってもよい。
本適用例に係る発振器によれば、発振回路が第１の集積回路の外部に設けられているので、第１の集積回路の第１のデジタルインターフェース回路を介して入力される周波数制御用のデジタル信号（通信信号）に起因するノイズが発振回路に回り込みにくい。従って、本適用例に係る発振器によれば、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
また、本適用例に係る発振器によれば、第１の集積回路は動作状態信号が入力される端子を有するので、第１の集積回路を介して動作状態信号を外部に出力することができる。
［適用例２］
上記適用例に係る発振器において、前記第１の集積回路は、前記第１のデジタルインターフェース回路を介して前記動作状態信号に基づく信号を出力してもよい。
本適用例に係る発振器によれば、発振回路が第１の集積回路の外部に設けられているので、第１の集積回路の第１のデジタルインターフェース回路を介して入力される動作状態信号の出力を要求するデジタル信号（通信信号）に起因するノイズや、第１のデジタルインターフェース回路を介して出力される動作状態信号に基づく信号（例えば、動作状態信号に応じたデジタル信号）に起因するノイズが発振回路に回り込みにくい。従って、本適用例に係る発振器によれば、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
また、本適用例に係る発振器によれば、第１の集積回路の第１のデジタルインターフェース回路を動作状態信号の出力に兼用することができるので、小型化にも有利である。
［適用例３］
上記適用例に係る発振器は、振動子をさらに備え、前記発振回路は、前記振動子を発振させてもよい。
本適用例によれば、例えば、水晶発振器等の発振器において、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
［適用例４］
上記適用例に係る発振器において、前記動作状態信号は、前記振動子の温度が所望の状態であるかを示す信号であってもよい。
本適用例に係る発振器によれば、振動子の温度が所望の状態であるか（例えば、振動子の温度が安定した状態であるか否か、あるいは、振動子の温度が設定値に達した状態であるか否か）を外部に報知することができる。
［適用例５］
上記適用例に係る発振器は、前記振動子の温度を制御するための温度制御素子をさらに備えてもよい。
本適用例によれば、例えば、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）等の発振器において、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
［適用例６］
上記適用例に係る発振器は、前記第１の集積回路が搭載されている第１の基板をさらに備え、前記第１の基板は、前記第１のデジタルインターフェース回路と電気的に接続されているデジタル配線と、シールド配線と、を有し、前記第１の基板の平面視において、前記シールド配線の少なくとも一部が前記デジタル配線と重なっていてもよい。
本適用例に係る発振器によれば、第１の基板は、少なくとも一部がデジタル配線と重なっているシールド配線を有するので、当該デジタル配線を伝搬するデジタル信号（通信信号）が発生させるノイズは、シールド配線のシールド効果により、第１の基板の周辺に放出されにくくなる。従って、本適用例に係る発振器によれば、デジタル信号（通信信号）に起因するノイズが発振回路に回り込みにくいので、発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
［適用例７］
上記適用例に係る発振器は、前記発振回路の少なくとも一部と前記動作状態信号生成回路の少なくとも一部とが搭載されている第２の基板をさらに備えてもよい。
本適用例に係る発振器によれば、発振回路の少なくとも一部と動作状態信号生成回路の少なくとも一部とが、第１の集積回路が搭載されている第１の基板とは異なる第２の基板に搭載されているので、第１の基板に設けられているデジタル配線を伝搬するデジタル信号（通信信号）が発生させるノイズが発振回路に回り込みにくく、発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
［適用例８］
上記適用例に係る発振器において、前記第２の基板は、前記振動子と前記第１の基板との間に設けられていてもよい。
本適用例に係る発振器によれば、振動子と第２の基板に搭載されている発振回路とを接続する配線が短くなるので発振信号のノイズ特性が向上し、第２の基板に搭載されている動作状態信号生成回路と第１の基板に搭載されている第１の集積回路とを接続する配線が短くなるので、小型化にも有利である。
［適用例９］
上記適用例に係る発振器は、前記発振回路の少なくとも一部と、前記動作状態信号生成回路の少なくとも一部とを有する第２の集積回路をさらに備えてもよい。
本適用例に係る発振器によれば、発振回路の少なくとも一部と動作状態信号生成回路の少なくとも一部とが集積化されるので、小型化に有利である。
［適用例１０］
上記適用例に係る発振器において、前記第２の集積回路は、第２のデジタルインターフェース回路と、前記第２のデジタルインターフェース回路を介して入力されるデジタル信号に基づく情報を記憶する記憶部と、を有し、前記動作状態信号生成回路と前記第２のデ
ジタルインターフェース回路とは電気的に接続されていなくてもよい。
本適用例に係る発振器によれば、例えば、発振回路が発振を開始する前に、第２のデジタルインターフェース回路を介して、特性の調整用の情報を記憶部に記憶させることにより発振信号の特性が向上し、発振回路が発振を開始した後は、第２のデジタルインターフェース回路を介して動作状態信号が読み出されることがないので、通信信号に起因するノイズによって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
［適用例１１］
上記適用例に係る発振器は、第１の外部端子と、前記第１の外部端子とは異なる第２の外部端子と、をさらに備え、前記第２の集積回路は、第２のデジタルインターフェース回路と、前記第２のデジタルインターフェース回路を介して入力されるデジタル信号に基づく情報を記憶する記憶部と、を有し、前記第１のデジタルインターフェース回路は前記第１の外部端子と電気的に接続されており、前記第２のデジタルインターフェース回路は前記第２の外部端子と電気的に接続されていてもよい。
本適用例に係る発振器によれば、例えば、発振回路が発振を開始する前に、第２の外部端子を用いて、第２のデジタルインターフェース回路を介して特性の調整用の情報を記憶部に記憶させることで、発振信号の特性を向上させることができる。そして、発振回路が発振を開始した後は、第１の外部端子を用いて、第１のデジタルインターフェース回路を介して動作状態信号が読み出されるようにすることで、第２の外部端子を用いて、第２のデジタルインターフェース回路を介して動作状態信号が読み出されることがないので、通信信号に起因するノイズによって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
［適用例１２］
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの発振器を備えている。
［適用例１３］
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの発振器を備えている。
これらの適用例によれば、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることが可能な発振器を備えているので、例えば、信頼性の電子機器及び移動体を実現することも可能である。
第１実施形態の発振器の機能ブロック図。 発振回路の構成例を示す図。 温度制御回路及び動作状態信号生成回路の構成例を示す図。 周囲温度の変化に対する振動子の温度変化及びＩＣの温度変化を表す図。 第１実施形態に係る発振器を模式的に示す平面図 第１実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る発振器におけるベース基板の平面図。 本実施形態の電子機器の構成の一例を示す機能ブロック図。 本実施形態の電子機器の外観の一例を示す図。 本実施形態の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
明する実施の形態は、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．発振器
１−１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の発振器の機能ブロック図の一例である。図１に示すように、第１実施形態の発振器１は、振動子２０、Ｄ／Ａ変換集積回路（ＩＣ）５（第１の集積回路の一例）、発振用集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）６（第２の集積回路の一例）、可変容量素子７、可変容量素子８、温度制御素子４０及び温度センサー５０を含んで構成されている。ただし、本実施形態の発振器１は、図１に示した構成要素の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を追加した構成としてもよい。
図１に示すように、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、基準電圧生成回路７０、Ｄ／Ａ変換回路８０及びデジタルインターフェース回路９０（第１のデジタルインターフェース回路の一例）を含んで構成されている。ただし、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、これらの構成要素の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を追加した構成としてもよい。
デジタルインターフェース回路９０は、発振器１の外部端子１ａ（第１の外部端子）と電気的に接続されており、外部端子１ａから入力される信号（発振回路３０の周波数を制御するためのデジタルデータを含む信号）を取得し、Ｎビットのデータ信号に変換してＤ／Ａ変換回路８０に出力する。
基準電圧生成回路７０は、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の外部（発振器１の外部）から供給される電源電圧ＶＣＣを基に、Ｄ／Ａ変換回路８０の高電位側基準電圧ＶＤＨ及び低電位側基準電圧ＶＤＬを生成する。
Ｄ／Ａ変換回路８０は、デジタルインターフェース回路９０を介して入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して発振回路３０の周波数を制御するための周波数制御信号を生成する。具体的には、Ｄ／Ａ変換回路８０は、デジタルインターフェース回路９０が出力するＮビットのデータ信号（発振回路３０の周波数を制御するためのデジタルデータ）が入力され、当該Ｎビットのデータ信号を、高電位側基準電圧ＶＤＨと低電位側基準電圧ＶＤＬの間の電圧のアナログ信号に変換して出力する。Ｄ／Ａ変換回路８０としては、よく知られている、抵抗分圧型（電圧分配型、抵抗ストリング型、あるいは電圧ポテンショメータ型とも呼ばれる）、抵抗ラダー型（Ｒ−２Ｒラダー型等）、容量アレイ型、デルタ・シグマ型などの種々のタイプのものを用いることができる。
Ｄ／Ａ変換回路８０が出力するアナログ信号の電圧（制御電圧）ＶＣは、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の外部の可変容量素子８に印加され、制御電圧ＶＣに応じて可変容量素子８の容量値が変化する。可変容量素子８は、例えば、一端に印加される制御電圧ＶＣに応じて容量値が変化するバリキャップダイオード（バラクタ―）であってもよい。
図１に示すように、発振用ＩＣ６は、温度補償回路１０、温度センサー１３、発振用回路３２、温度制御回路６０、基準電圧生成回路７２、デジタルインターフェース回路９２（第２のデジタルインターフェース回路の一例）、記憶部１００及び動作状態信号生成回路１１０を含んで構成されている。ただし、発振用ＩＣ６は、これらの構成要素の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を追加した構成としてもよい。
温度補償回路１０は、温度センサー１３と接続され、温度センサー１３の出力信号に応じて、発振回路３０の出力信号の周波数温度特性を補正するための温度補償電圧ＴＣを生成する。
温度センサー１３は、例えば、その周辺の温度に応じた電圧を出力するものであり、温度が高いほど出力電圧が高い正極性のものであってもよいし、温度が高いほど出力電圧が低い負極性のものであってもよい。
温度補償回路１０が出力する温度補償電圧ＴＣは、発振用ＩＣ６の外部の可変容量素子７に印加され、温度補償電圧ＴＣに応じて可変容量素子７の容量値が変化する。可変容量素子７は、例えば、一端に印加される温度補償電圧ＴＣに応じて容量値が変化するバリキャップダイオード（バラクタ―）であってもよい。
発振用回路３２は、発振用ＩＣ６の端子に外付けされる可変容量素子７、可変容量素子８及びその他の電子部品（不図示）とともに、振動子２０を発振させる発振回路３０を構成する。すなわち、本実施形態では、発振用ＩＣ６は、発振回路３０の一部である発振用回路３２を有しているが、発振用ＩＣ６が発振回路３０の少なくとも一部を有する構成、例えば、発振回路３０の全部を有する構成であってもよい。
発振回路３０は、可変容量素子７の容量値及び可変容量素子８の容量値に応じた周波数で振動子２０を発振させ、発振信号ＶＯを出力する。発振回路３０が出力する発振信号ＶＯは、発振用ＩＣ６の外部（発振器１の外部）に出力される。
振動子２０としては、例えば、ＳＣカット、ＡＴカットあるいはＢＴカットの水晶振動子、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子などを用いることができる。また、振動子２０として、例えば、水晶振動子以外の圧電振動子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子などを用いることもできる。振動子２０の基板材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、またはシリコン半導体材料等を用いることができる。また、振動子２０の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。
振動子２０は、不図示の恒温槽（「オーブン」ともいう）に収容されている。後述するように、図６の収容室２ｃが恒温槽（オーブン）に相当する。
温度制御回路６０は、振動子２０の近くに配置され、振動子２０の温度（恒温槽の温度）を検出する温度センサー５０の出力電圧に基づいて、振動子２０の温度を制御するための温度制御素子４０の動作を制御する。具体的には、温度制御回路６０は、温度センサー５０の出力電圧に応じて、振動子２０の温度を一定に保つように温度制御素子４０の動作を制御する。
温度制御素子４０としては、例えば、電流を流すことで発熱する発熱素子（パワートランジスターや抵抗等）を用いてもよいし、吸熱素子（ペルチェ素子など）を用いてもよい。また、温度センサー５０としては、例えば、サーミスター（ＮＴＣサーミスター（Negative Temperature Coefficient）やＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスターなど）や白金抵抗などを用いることができる。
例えば、正の傾きの温度特性を有する温度センサー５０を振動子２０の近くに配置しておき、温度制御回路６０は、温度センサー５０の出力電圧が基準値よりも低い時は温度制御素子４０に電流を流して発熱させ、温度センサー５０の出力電圧が基準値よりも高い時は温度制御素子４０に電流を流さないように制御してもよい。
基準電圧生成回路７２は、発振用ＩＣ６の外部（発振器１の外部）から供給される電源
電圧ＶＣＣを基に、発振回路３０の電源電圧ＶＡ、温度補償回路１０の基準電圧ＶＲＥＦ１、温度制御回路６０の基準電圧ＶＲＥＦ２等を生成する。
記憶部１００は、デジタルインターフェース回路９２を介して入力されるデジタル信号に基づく情報を記憶する。例えば、記憶部１００は、不図示の不揮発性のメモリーやレジスターを含んで構成され、不揮発性メモリーには、温度補償回路１０の設定情報等が記憶されている。不揮発性メモリーは、例えば、ＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）メモリー等のフラッシュメモリーやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等で実現することができる。
不揮発性メモリーに記憶されている各設定情報は、発振用ＩＣ６の電源投入時（電源電圧ＶＣＣが０Ｖから所望の電圧まで立ち上がる時）に不揮発性メモリーからレジスターに転送され、レジスターに保持される。そしてレジスターに保持された各設定情報が温度補償回路１０等に供給される。
デジタルインターフェース回路９２は、発振器１の外部端子１ａとは異なる外部端子１ｂ（第２の外部端子）と電気的に接続されており、外部端子１ｂから入力される信号を取得し、記憶部１００（不揮発性メモリー及びレジスター）に対するリード／ライトを行う。デジタルインターフェース回路９２は、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスに対応したインターフェース回路であってもよいし、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バスに対応したインターフェース回路であってもよい。
動作状態信号生成回路１１０は、発振回路３０の動作状態に基づく動作状態信号を生成する。図示の例では、動作状態信号生成回路１１０は、温度制御回路６０からの信号に基づき、動作状態信号として、振動子２０の温度が所望の状態であるかを示すオーブンアラーム信号ＯＡを生成する。ここで、所望の状態とは、例えば振動子２０の温度が安定した状態であってもよく、また温度が設定値に達した状態であってもよい。振動子２０の温度は、温度センサー５０の出力電圧に基づいて判断されてもよく、また、温度制御素子４０の制御電圧に基づいて判断されてもよい。動作状態信号生成回路１１０は、発振回路３０の動作状態に基づく動作状態信号として、オーブンアラーム信号ＯＡに限らず、例えば、発振回路３０から出力される発振信号ＶＯの周波数が安定したか否かを示す信号を生成してもよい。また、動作状態信号生成回路１１０は、発振回路３０から出力される発振信号ＶＯの振幅や、発振器１が起動してからの経過時間に基づいて、発振回路３０が利用可能となったことを示す信号を生成してもよい。
本実施形態では、発振用ＩＣ６は、動作状態信号生成回路１１０の全部を有しているが、発振用ＩＣ６が動作状態信号生成回路１１０の少なくとも一部を有する構成であってもよい。
図１に示すように、発振回路３０（発振用回路３２、可変容量素子７および可変容量素子８等）は、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の外部に設けられている。そのため、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５のデジタルインターフェース回路９０を介して入力される周波数制御用のデジタル信号（通信信号）に起因するノイズが発振回路３０に回り込みにくく、通信信号によって発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれが低減される。
また、動作状態信号生成回路１１０もＤ／Ａ変換ＩＣ５の外部に設けられており、動作状態信号生成回路１１０が生成した動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）は、発振用ＩＣ６から出力され、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の端子５ａに入力される。すなわち、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）が入力される端子５ａを有している。そして、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は、デジタルインターフェース回路９０を介して、動作
状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）を外部に出力する。具体的には、制御装置等の外部の装置が発振器１の外部端子１ａと電気的に接続され、デジタルインターフェース回路９０は、当該外部の装置から外部端子１ａに入力される動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）の出力を要求するコマンドデータを取得すると、そのときの動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）の電圧レベル（ハイレベル／ローレベル）に対応するビットデータを含むシリアルデータ信号（動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）に基づく信号の一例）を外部端子１ａに出力する。外部の装置は、外部端子１ａから出力されるシリアルデータ信号を取得し、発振器１の発振回路３０の動作状態を認識することができる。
そのため、制御装置等の外部の装置は、発振器１の外部端子１ｂを用いて、デジタルインターフェース回路９２を介して動作状態信号に基づくシリアルデータ信号を読み出す必要がなく、外部端子１ｂと電気的に接続されなくてもよい。外部端子１ｂは、例えば、制御装置等の外部の装置が外部端子１ａと接続されて発振器１が発振を開始する前に、発振器１の検査工程において検査装置と電気的に接続され、検査装置がデジタルインターフェース回路９２を介して記憶部１００に各種の設定情報等を書き込むために使用される。
なお、動作状態信号生成回路１１０とデジタルインターフェース回路９２とは電気的に接続されていなくてもよい。このような構成とした場合、外部の装置は、デジタルインターフェース回路９２を介して動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）を読み出すことができなくなる。そのため、外部の装置は、必ず、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５のデジタルインターフェース回路９０を介して動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）を読み出すことになり、デジタルインターフェース回路９０を介して入力される動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）の出力を要求するコマンドデータに起因するノイズや、デジタルインターフェース回路９０を介して出力される動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）に応じたシリアルデータ信号に起因するノイズも発振回路３０に回り込みにくく、通信信号によって発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれが低減される。
図２は、発振回路３０の構成例を示す図である。図２に示す発振回路３０では、可変容量素子８（バリキャップダイオード）の一端に制御電圧ＶＣが印加され、この電圧値に応じて可変容量素子８の容量値が変化し、これにより発振周波数が変化する。また、可変容量素子７（バリキャップダイオード）の一端に温度補償電圧ＴＣが印加され、この電圧値に応じて可変容量素子７の容量値が変化し、これにより温度によらず発振周波数がほぼ一定に保たれる。
図３は、温度制御回路６０及び動作状態信号生成回路１１０の構成例を示す図である。図３では、温度制御素子４０としてＮＰＮ型パワートランジスターが用いられており、温度センサー５０としてＮＴＣサーミスターが用いられている。図３に示す温度制御回路６０では、温度が低下すると温度センサー５０（ＮＴＣサーミスター）の抵抗値が上昇し、演算増幅器の入力電位差が大きくなる。逆に、温度が上昇すると温度センサー５０（ＮＴＣサーミスター）の抵抗値が低下し、演算増幅器の入力電位差が小さくなる。演算増幅器の出力電圧は入力電位差に比例する。温度制御素子４０（ＮＰＮ型パワートランジスター）は、演算増幅器の出力電圧が所定の電圧値よりも高い時は電圧値が高いほど電流が流れて発熱量が大きくなり、演算増幅器の出力電圧が所定の電圧値よりも低い時は電流が流れず発熱量が徐々に低下する。したがって、温度センサー５０（ＮＴＣサーミスター）の抵抗値が所望の値になるように、すなわち所望の温度に保つように温度制御素子４０の動作が制御される。
動作状態信号生成回路１１０は、コンパレーター１１１を備え、コンパレーター１１１の非反転入力端子には、温度制御素子４０の入力信号（ＮＰＮ型パワートランジスターのベース端子への入力信号）が入力される。また、コンパレーター１１１の反転入力端子に
は、基準電圧Ｖｒｅｇ（例えば、基準電圧生成回路７２が生成する）とグラウンドとの間を抵抗分割して生成される基準信号Ｖｒが入力される。例えば、基準信号Ｖｒの電圧は、温度制御素子４０（ＮＰＮ型パワートランジスター）がオンからオフ又はオフからオンに切り替わる時（恒温槽の温度（振動子２０の温度）が設定温度に一致する時）の温度制御素子４０の入力信号（ＮＰＮ型パワートランジスターのベース端子への入力信号）の電圧値と一致するように設定される。そして、コンパレーター１１１の出力信号は、振動子２０の温度が安定したか否かを示す動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）として、発振用ＩＣ６の外部に出力される。
なお、コンパレーター１１１の非反転入力端子には、温度制御素子４０の入力信号（ＮＰＮ型パワートランジスターのベース端子への入力信号）に代えて、温度センサー５０の出力信号が入力されるようにしてもよい。この場合、例えば、コンパレーター１１１の反転入力端子に入力される基準信号Ｖｒの電圧は、恒温槽の温度（振動子２０の温度）が設定温度に一致する時の温度センサー５０の出力電圧値と一致するように設定される。このようにしても、コンパレーター１１１の出力信号は、振動子２０の温度が安定したか否かを示す動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）として機能する。
外部装置から、発振器１の外部端子１ａ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の入力端子）に動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）の読み出し要求コマンドが入力された場合、デジタルインターフェース回路９０は、発振器１の外部端子１ａ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の出力端子）を介して、外部装置に動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）を出力する。より具体的には、動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）がハイレベルの時は、振動子２０の温度が安定していない（振動子２０の温度が設定温度に達していない）ことを表し、動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）がローレベルの時は、振動子２０の温度が安定している（振動子２０の温度が設定温度に達している）ことを表す。
このような構成の本実施形態の発振器１では、温度制御回路６０により、振動子２０やＩＣ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５や発振用ＩＣ６）の温度特性に応じて決まる発振回路３０の出力信号の周波数温度特性に基づき、恒温槽の内部温度を所望の温度（例えば、振動子２０がＳＣカット水晶振動子であれば、周波数温度特性の三次曲線において上に凸の頂点となる温度）に保つように制御される。
しかしながら、実際には、恒温槽内の温度は、発振器１の周囲温度に応じて変化するため一定ではない。図４は、発振器１の周囲温度の変化による振動子２０の温度変化及びＩＣ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５や発振用ＩＣ６）の温度変化の様子を示す図である。例えば、振動子２０は温度制御素子４０に近く、かつ、容器に収容されているため、周囲温度の影響を受けにくいものの、図４に示すように、周囲温度が−４０℃〜９０℃の範囲で変化すると振動子２０温度もわずかに変化する。また、例えば、温度制御素子４０から離れた場所にあるＩＣ（Ｄ／Ａ変換ＩＣ５や発振用ＩＣ６）の温度は、振動子２０よりも周囲温度の影響を受けやすく、周囲温度が高いほど高くなる傾向がある。
本実施形態では、温度補償回路１０により、周囲温度の変化による振動子２０の温度変化やＩＣの温度変化に起因して生じる周波数偏差が補正される。特に、周囲温度の変化によるＩＣの温度変化が大きいために、温度補償回路１０は、温度センサー５０とは別に発振用ＩＣ６の内部に設けられ、その温度をより正確に検出する温度センサー１３の出力信号に基づいて、温度補償電圧ＴＣを発生させることにより、主としてＩＣの温度変化に起因して生じる周波数偏差が補正される。これにより、従来のＯＣＸＯよりも高い周波数安定性を実現することができる。
図５は、第１実施形態に係る発振器１を模式的に示す平面図である。図６は、第１実施
形態に係る発振器１を模式的に示す断面図であり、図５のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
図５および図６に示すように、本実施形態に係る発振器１は、さらに、第１容器２と、第２容器３と、支持基板４（第２の基板の一例）と、第１支持体４ａと、第２支持体４ｂと、を含んで構成されている。
第１容器２は、図５および図６に示すように、振動子２０を収容している。なお、第１容器２は、発振器１を構成するその他の部材を収容していてもよい。第１容器２は、パッケージ２ａと、リッド２ｂと、を含んで構成されている。なお、便宜上、図５では、リッド２ｂの図示を省略している。
パッケージ２ａは、例えば、セラミックパッケージである。パッケージ２ａは、例えば、セラミックグリーンシートを成形して積層した後、焼成して形成されたセラミック積層パッケージである。パッケージ２ａは凹部を有し、凹部内の空間（収容室）２ｃに振動子２０が収容されている。図示の例では、パッケージ２ａの上部には開口部が設けられ、当該開口部をリッド２ｂで覆うことにより収容室２ｃが形成されている。収容室２ｃは、例えば、減圧雰囲気（真空状態）である。なお、収容室２ｃは、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気であってもよい。
なお、図示はしないが、パッケージ２ａには、振動子２０の励振電極２０ｂ，２０ｃに電気的に接続されている電極や、パッケージ２ａの下面に設けられた端子と振動子２０とを電気的に接続するための配線等が設けられている。
リッド２ｂは、パッケージ２ａの開口部を覆っている。リッド２ｂの形状は、例えば、板状である。リッド２ｂとしては、例えば、パッケージ２ａと同じ材質の板部材（例えばセラミックスプレート）や、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼などの金属板を用いることができる。リッド２ｂは、例えば、シールリング、低融点ガラス、接着剤などの接合部材２ｄを介して、パッケージ２ａに接続されている。
発振器１では、第１容器２の内部（第１容器２で形成される空間（収容室２ｃ））を恒温槽（オーブン）として、温度制御素子４０により第１容器２の内部（恒温槽内部）の温度を一定に保つように制御されている。
振動子２０は、第１容器２の内部に収容されている。振動子２０は、パッケージ２ａに搭載（配置）されている。図示の例では、振動子２０は、接合部材２２を介してパッケージ２ａ上に接合されている。接合部材２２としては、例えば、銀ペースト、半田、導電性接着剤（樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤）等が挙げられる。
振動子２０は、例えば、ＳＣカットの水晶振動子である。振動子２０は、水晶基板２０ａと、励振電極２０ｂ，２０ｃと、を有している。なお、便宜上、図５では、振動子２０を簡略化して図示している。
水晶基板２０ａとしては、ＳＣカット水晶基板（圧電基板）が用いられる。水晶基板２０ａの平面形状（水晶基板２０ａの厚さ方向からみた形状）は、例えば、円、楕円、四角形、その他の多角形等である。
第１励振電極２０ｂと第２励振電極２０ｃは、水晶基板２０ａを挟んで設けられている。励振電極２０ｂ，２０ｃは、水晶基板２０ａに電圧を印加して水晶基板２０ａを振動させる。
第１励振電極２０ｂは、水晶基板２０ａの下面に設けられている。第１励振電極２０ｂは、水晶基板２０ａの下面に設けられている引出電極および接合部材２２を介して、パッケージ２ａ上に設けられた不図示の電極と電気的に接続されている。
第２励振電極２０ｃは、水晶基板２０ａの上面に設けられている。第２励振電極２０ｃは、水晶基板２０ａの上面に設けられている引出電極、およびボンディングワイヤー２４を介して、パッケージ２ａ上に設けられた電極（図示せず）に電気的に接続されている。なお、図５では、便宜上、ボンディングワイヤー２４の図示を省略している。励振電極２０ｂ，２０ｃとしては、例えば、水晶基板２０ａ側からクロム、金をこの順で積層したものを用いる。
温度制御素子４０は、第１容器２の外面２ｅに配置されている。温度制御素子４０が配置されている第１容器２の外面２ｅは、パッケージ２ａの下面であり、支持基板４の主面４ｃ（支持基板４の上面）と対向する面である。温度制御素子４０は、樹脂等の接合部材（図示せず）によって第１容器２の外面２ｅに接合されている。
温度制御素子４０は、例えばヒーターであり、電流を流すことで発熱する素子（パワートランジスターや抵抗等）を用いることができる。温度制御素子４０は、第１容器２の内部の温度（振動子２０の温度）を制御する。温度制御素子４０は、温度制御回路６０によって、第１容器２の内部（収容室２ｃ）の温度が一定（または、ほぼ一定）になるように制御される。
温度センサー５０は、第１容器２の外面２ｅに配置されている。温度センサー５０は、温度制御素子４０とともに、支持基板４と対向する第１容器２の外面２ｅに配置されている。温度センサー５０は、樹脂等の接合部材（図示せず）によって第１容器２の外面２ｅに接合されている。
なお、図示の例では、温度制御素子４０と温度センサー５０とは、それぞれ別の素子として第１容器２の外面２ｅに配置されているが、温度制御素子４０（例えばパワートランジスター）と温度センサー５０とが１つの半導体素子を構成し、当該半導体素子が第１容器２の外面２ｅに配置されていてもよい。
また、第１容器２の外面２ｅには、発振用ＩＣ６と振動子２０、温度制御素子４０または温度センサー５０とを電気的に接続するための電極２ｆが設けられている。
第２容器３は、ベース基板３ａ（第１の基板の一例）と、カバー３ｂと、を含んで構成されている。なお、便宜上、図５では、カバー３ｂの図示を省略している。
カバー３ｂは、ベース基板３ａに被せられて、ベース基板３ａとともに空間３ｃを形成する。カバー３ｂの材質は、例えば、金属や樹脂などである。カバー３ｂとして、例えば、４２アロイ（鉄ニッケル合金）等の熱伝導率の低い鉄系の合金にニッケルめっきを施したものを用いてもよい。カバー３ｂは、ベース基板３ａ上に半田等を用いて固定されている。空間３ｃは、例えば、減圧雰囲気（真空状態）である。なお、空間３ｃは、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気であってもよく、また大気開放されていてもよい。空間３ｃ（第２容器３の内部）には、第１容器２、支持基板４、第１支持体４ａ、第２支持体４ｂ、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５、発振用ＩＣ６、温度制御素子４０および温度センサー５０が収容されている。なお、図示しないが、空間３ｃ（第２容器３の内部）には、可変容量素子７、可変容量素子８およびその他の電子部品（抵抗、コンデンサー、コイル等）も収容されている。
ベース基板３ａは、絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂や、セラミック等の材料で構成されている。ベース基板３ａの下面には、第２容器３の内部に収容されている素子と外部の装置等とを電気的に接続するための外部端子３ｄが設けられている。
ベース基板３ａの上面には、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５が配置（搭載）されている。振動子２０、温度制御素子４０および温度センサー５０の各端子は、それぞれＤ／Ａ変換ＩＣ５または発振用ＩＣ６の所望の各端子と不図示の配線パターンで電気的に接続されている。なお、ベース基板３ａ上には、不図示の電子部品（抵抗、コンデンサー、コイル等）も配置（搭載）されており、これらの各端子は、それぞれＤ／Ａ変換ＩＣ５または発振用ＩＣ６の所望の各端子と不図示の配線パターンで電気的に接続されている。
また、ベース基板３ａは、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５の所望の各端子と所望の外部端子３ｄとを電気的に接続する配線３ｆを有する。所望の配線３ｆは、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５のデジタルインターフェース回路９０（図１参照）と電気的に接続されており、発振器１が電子機器等に組み込まれた状態で発振する際に、制御装置等の外部の装置は、外部端子３ｄからデジタルインターフェース回路９０を介してＤ／Ａ変換回路８０（図１参照）にアクセスすることができる。図示の例では、配線３ｆは、ベース基板３ａの内層に設けられている。なお、デジタルインターフェース回路９０と電気的に接続されている各外部端子３ｄは、図１に示した外部端子１ａに相当する。
また、ベース基板３ａは、外部端子３ｇを有する。各外部端子３ｇは、不図示の配線パターンを介して、発振用ＩＣ６のデジタルインターフェース回路９２（図１参照）の各端子と電気的に接続されている。例えば、デジタルインターフェース回路９２がＩ２Ｃバスに対応したインターフェース回路であれば、図示の例のように、ベース基板３ａには、シリアルクロック信号の入力端子とシリアルデータ信号の入出力端子に相当する２つの外部端子３ｇが設けられる。ただし、外部端子３ｄとは異なり、発振器１が電子機器等に組み込まれた状態で発振する際には、外部端子３ｇは制御装置等の外部の装置とは電気的に接続されず、外部の装置は、デジタルインターフェース回路９２を介して記憶部１００（図１参照）にアクセスすることができない。外部端子３ｇは、例えば、発振器１の出荷前の調整工程において、調整装置が、プローブを接触させて、デジタルインターフェース回路９２を介して記憶部１００にアクセスするための端子である。なお、各外部端子３ｇは、図１に示した外部端子１ｂに相当する。
また、ベース基板３ａの上面には、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５または外部端子３ｄと発振用ＩＣ６とを電気的に接続するための電極３ｅが設けられている。
支持基板４は、第２支持体４ｂを介してベース基板３ａに搭載されている。支持基板４は、第２支持体４ｂによって支持されることで、ベース基板３ａから離間している。すなわち、支持基板４とベース基板３ａとの間には空隙があり、支持基板４とベース基板３ａとは接していない。支持基板４は、例えば、板状の部材である。支持基板４の材質は、例えば、セラミックや、ガラスエポキシ樹脂等である。
支持基板４には、第１支持体４ａを介して第１容器２が搭載されている。第１容器２は、第１支持体４ａによって支持されることで、支持基板４から離間している。すなわち、支持基板４と第１容器２（パッケージ２ａ）との間には空隙があり、支持基板４と第１容器２（パッケージ２ａ）とは接していない。
このように、支持基板４は、第１容器２（パッケージ２ａ）とベース基板３ａとの間に設けられている。換言すれば、支持基板４は、振動子２０とベース基板３ａとの間に設け
られている。
支持基板４の上面には、発振回路３０（図１参照）の少なくとも一部と動作状態信号生成回路１１０（図１参照）の少なくとも一部が搭載されている。図示の例では、支持基板４の上面には、発振回路３０の一部である発振用回路３２（図１参照）と動作状態信号生成回路１１０の全部とを有する発振用ＩＣ６が搭載（配置）されている。発振用ＩＣ６は、温度制御素子４０が配置されている第１容器２の外面２ｅと対向する支持基板４の主面４ｃに設けられている。発振用ＩＣ６は、例えば、平面視で温度制御素子４０と重なるように配置されている。発振用ＩＣ６は、温度制御素子４０の近傍に設けられていることが好ましい。なお、支持基板４には、不図示の可変容量素子７、可変容量素子８も配置（搭載）されており、これらの各端子は、それぞれＤ／Ａ変換ＩＣ５または発振用ＩＣ６の所望の各端子と不図示の配線パターンで電気的に接続されている。また、発振器１を構成するその他の部材が搭載されていてもよい。支持基板４には、図示はしないが、支持基板４に搭載された素子に電気的に接続された配線（例えば、発振用ＩＣ６とＤ／Ａ変換ＩＣ５とを電気的に接続するための配線や、発振用ＩＣ６に発振器１の外部から電源電圧ＶＣＣを供給するための配線等）等が設けられている。
また、支持基板４の上面には、発振用ＩＣ６と振動子２０、温度制御素子４０または温度センサー５０とを電気的に接続するための電極４ｅが設けられている。さらに、支持基板４の下面には、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５または外部端子３ｄと発振用ＩＣ６とを電気的に接続するための電極４ｄが設けられている。
第１支持体４ａは、支持基板４上に設けられ、第１容器２を支持している。第１支持体４ａは複数（図示の例では１６個）設けられており、複数の第１支持体４ａによって第１容器２が支持されている。第１容器２は、第１支持体４ａによって支持されることで、支持基板４から離間している。
第２支持体４ｂは、ベース基板３ａ上に設けられ、支持基板４を支持している。第２支持体４ｂは複数（図示の例では１２個）設けられており、複数の第２支持体４ｂによって支持基板４が支持されている。
第１支持体４ａは導電性の部材であり、その両端は、それぞれ支持基板４の上面に設けられている電極４ｅと第１容器２の外面２ｅに設けられている電極２ｆとに接着固定されている。各第１支持体４ａによって各電極２ｆと各電極４ｅとが電気的に接続されており、これにより、発振用ＩＣ６と振動子２０、温度制御素子４０または温度センサー５０とが電気的に接続されている。
第２支持体４ｂは導電性の部材であり、その両端は、それぞれベース基板３ａの外面に形成されている電極３ｅと支持基板４の外面に形成されている電極４ｄとに接着固定されている。各第２支持体４ｂによって各電極３ｅと各電極４ｄとが電気的に接続されており、これにより、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５または外部端子３ｄと発振用ＩＣ６とが電気的に接続されている。
また、第２支持体４ｂの熱伝導率は、第１支持体４ａの熱伝導率よりも小さい。これにより、第２支持体４ｂを第１支持体４ａに比べて熱が伝わりにくくすることができる。例えば、第１支持体４ａの材質として、金、銅、タングステン、銀、アルミニウムのいずれか一種、もしくはそれらの材料を一種以上含む合金を用い、第２支持体４ｂの材質として、鉄、チタン、白金のいずれか一種、もしくはそれらの材料を一種以上含む合金を用いる。特に、第１支持体４ａの材質としては銅系の材料が好ましく、第２支持体４ｂの材質としては鉄系の合金であるコバール、４２アロイを用いることが好ましい。
本実施形態に係る発振器１では、温度制御素子４０で発生した熱は、パッケージ２ａに伝わり、パッケージ２ａおよび接合部材２２を介して振動子２０に伝わる。これにより、振動子２０および第１容器２の内部が加熱される。また、温度制御素子４０で発生した熱は、パッケージ２ａ、第１支持体４ａ、および支持基板４を介して発振用ＩＣ６に伝わる。さらに、温度制御素子４０で発生した熱は、輻射熱として温度制御素子４０と発振用ＩＣ６との間の空間を介して、発振用ＩＣ６に伝わる。このように温度制御素子４０で発生した熱は熱伝導および放射により発振用ＩＣ６に伝わり、発振用ＩＣ６が加熱される。温度制御素子４０は温度制御回路６０によって温度を一定に保つように制御されるため、振動子２０の温度および発振用ＩＣ６の温度は一定（ほぼ一定）に保たれる。
なお、図示の例では、発振用ＩＣ６は支持基板４に搭載されているため、発振器１の周囲温度の影響を受けにくい。従って、発振器１の周囲温度の変化による発振用ＩＣ６の温度変化が小さく、発振用ＩＣ６と振動子２０との温度差も小さい。温度制御回路６０による温度制御と温度補償回路１０による温度補償の両方に温度センサー５０を兼用してもよい。この場合、発振用ＩＣ６の温度センサー１３（図１参照）は不要であるから、製造コストの削減や小型化に有利である。
以上に説明した第１実施形態に係る発振器１によれば、発振回路３０がＤ／Ａ変換ＩＣ５の外部に設けられているので、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５のデジタルインターフェース回路９０を介して入力される周波数制御用のデジタル信号（通信信号）に起因するノイズが発振回路３０に回り込みにくく、通信信号によって発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
また、第１実施形態に係る発振器１によれば、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５は動作状態信号が入力される端子５ａを有するので、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５のデジタルインターフェース回路９０を介して動作状態信号（オーブンアラーム信号ＯＡ）を外部に出力することができる。そして、発振回路３０がＤ／Ａ変換ＩＣ５の外部に設けられているので、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５のデジタルインターフェース回路９０を介して入力される動作状態信号の出力を要求するデジタル信号（通信信号）に起因するノイズや、デジタルインターフェース回路９０を介して出力される動作状態信号に応じたデジタル信号に起因するノイズも発振回路３０に回り込みにくく、通信信号によって発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれをさらに低減させることができる。
また、第１実施形態に係る発振器１によれば、発振回路３０が発振を開始する前に、発振用ＩＣ６のデジタルインターフェース回路９２を介して、各種の設定情報を記憶部１００に記憶させることにより発振信号ＶＯの特性が向上し、発振回路３０が発振を開始した後は、発振用ＩＣ６のデジタルインターフェース回路９２を介して動作状態信号が読み出されることがないので、通信信号に起因するノイズによって発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれを低減させることができる。
また、第１実施形態に係る発振器１によれば、発振用ＩＣ６が、Ｄ／Ａ変換ＩＣ５が搭載されているベース基板３ａとは異なる支持基板４に搭載されているので、ベース基板３ａに設けられている配線３ｆ（デジタル配線）を伝搬するデジタル信号（通信信号）が発生させるノイズが発振回路３０に回り込みにくく、発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれをさらに低減させることができる。
また、第１実施形態に係る発振器１によれば、発振用ＩＣ６が搭載された支持基板４は振動子２０とベース基板３ａとの間に設けられているため、振動子２０と支持基板４に搭載されている発振用ＩＣ６とを接続する配線が短くなるので発振信号ＶＯのノイズ特性が
向上し、発振用ＩＣ６とベース基板３ａに搭載されている第１の集積回路とを接続する配線が短くなるので、小型化にも有利である。
１−２．第２実施形態
第２実施形態に係る発振器１の機能ブロック図は、図１と同様であるため、その図示及び説明を省略する。また、第２実施形態に係る発振器１の平面図は、図５と同様であるため、その図示及び説明を省略する。
図７は、第２実施形態に係る発振器１を模式的に示す断面図であり、図５のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。また、図８は、第２実施形態に係る発振器１におけるベース基板３ａの平面図である。第２実施形態に係る発振器１において、第１実施形態に係る発振器１と同様の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。なお、図８において、以下の説明において必要のない配線や素子等の一部の図示は省略されている。
図７および図８に示すように、第２実施形態に係る発振器１は、第１実施形態に係る発振器１と同様の構造を有し、さらに、ベース基板３ａの上面にシールド配線３ｈが設けられている。図８において破線で図示されている２つの外部端子３ｄは、デジタルインターフェース回路９０に接続される外部端子である。例えば、デジタルインターフェース回路９０がＩ２Ｃバスに対応したインターフェース回路であれば、一方の外部端子３ｄはシリアルクロック信号の入力端子に相当し、他方の外部端子３ｄはシリアルデータ信号の入出力端子に相当する。また、２つの外部端子３ｄとＤ／Ａ変換ＩＣ５の２つの端子は、それぞれ破線で図示されている２つの配線３ｆにより、電気的に接続されている。すなわち、配線３ｆはデジタル信号である通信信号が伝搬する配線である。シールド配線３ｈは、配線３ｆを伝搬する通信信号が発生させるノイズをシールドするための配線であり、不図示の配線によりグラウンドと電気的に接続されている。なお、シールド配線３ｈは、発振器１のグラウンド配線の一部であってもよい。また、シールド配線３ｈはベース基板３ａの上面でなく、内層（配線３ｆの上層）に設けられていてもよい。
図８に示すように、ベース基板３ａの平面視において、シールド配線３ｈの少なくとも一部が、配線３ｆ（デジタル配線）と重なっている。すなわち、シールド配線３ｈは、発振用ＩＣ６が搭載されている支持基板４と配線３ｆとの間に設けられている。従って、第２実施形態に係る発振器１によれば、第１実施形態に係る発振器１と同様の効果を奏するとともに、シールド配線３ｈにより、第１実施形態に係る発振器１よりも、配線３ｆを伝搬する通信信号が発生させるノイズが発振回路３０に回り込みにくいため、発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれをさらに低減させることができる。
１−３．変形例
上述した各実施形態では、温度制御素子４０と温度センサー５０とは別体であるが、一体化されていてもよい。また、温度制御素子４０及び温度センサー５０の少なくとも一方が発振用ＩＣ６と一体化されていてもよい。
また、上述した各実施形態では、発振器１は、外部の装置と接続するための外部端子３ｄがベース基板３ａの下面に設けられている、いわゆる表面実装型の発振器であるが、柱状の金属ピンを外部端子とする、いわゆるピン型の発振器であってもよい。
また、上述した各実施形態では、発振用ＩＣ６は、特性を調整するための情報を記憶部１００に記憶させる目的でデジタルインターフェース回路９２を有しているが、例えば、発振用ＩＣ６が特性を調整する必要が無ければ、デジタルインターフェース回路９２及びデジタルインターフェース回路９２にアクセスするための端子（通信用の端子）を有していなくてもよい。この場合、発振器１が発振しているときに誤って発振用ＩＣ６に通信信
号が入力されることもないので、通信信号によって発振信号ＶＯのノイズ特性が悪化するおそれをさらに低減させることができる。
また、上述した各実施形態の発振器１は、温度補償機能を有する恒温槽型発振器であるが、温度補償機能のない（温度補償回路１０を備えていない）恒温槽型発振器であってもよい。また、発振器１は、恒温槽型発振器でなくてもよく、例えば、温度補償機能を有する温度補償発振器（例えば、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator））、周波数制御機能を有する電圧制御発振器（例えば、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator））、温度補償機能と周波数制御機能を有する発振器（例えば、ＶＣ−ＴＣＸＯ（Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator））等であってもよい。
２．電子機器
図９は、本実施形態に係る電子機器３００の機能ブロック図である。なお、上述された各実施形態や各変形例と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
本実施形態に係る電子機器３００は、発振器１を含む電子機器３００である。図９に示される例では、電子機器３００は、発振器１、逓倍回路３１０、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、本実施形態に係る電子機器３００は、図９に示される構成要素（各部）の一部を省略また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。
発振器１は、所望の周波数の発振信号を出力するものであり、その構成は、例えば、上述した各実施形態や各変形例において説明した通りである。
逓倍回路３１０は、クロックパルスをＣＰＵ３２０だけでなく各部に供給する（図示は省略）。クロックパルスは、例えば、発振器１からの発振信号から所望の高調波信号を逓倍回路３１０で取り出した信号であってもよいし、発振器１からの発振信号を、ＰＬＬシンセサイザーを有する逓倍回路３１０で逓倍した信号であってもよい（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、逓倍回路３１０が出力するクロックパルス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したが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）や電気泳動ディスプレイ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。
音出力部３８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
本実施形態に係る電子機器３００によれば、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることが可能な発振器１を備えているので、より信頼性の高い電子機器３００を実現できる。
このような電子機器３００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール、ネットワーク機器、放送機器、人工衛星や基地局で利用される通信機器、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）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルカメラ、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、移動体端末基地局用機器、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、リアルタイムクロック装置、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（Point Of Sale）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）、フライトシミュレーター、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１０は、電子機器３００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。電子機器３００であるスマートフォンは、操作部３３０としてボタンを、表示部３７０としてＬＣＤを備えている。そして、電子機器３００であるスマートフォンは、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることが可能な発振器１を備えているので、より信頼性の高い電子機器３００を実現できる。
また、本実施形態の電子機器３００の他の一例として、発振器１を基準信号源として用いて、例えば、端末と有線または無線で通信を行う端末基地局用装置等として機能する伝送装置が挙げられる。通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることが可能な発振器１を用いることにより、例えば通信基地局などに利用可能な、従来よりも周波数精度の高い、高性能、高信頼性を所望される電子機器３００を実現することも可能である。
また、本実施形態の電子機器３００の他の一例として、通信部３６０が外部クロック信号を受信し、ＣＰＵ３２０（処理部）が、当該外部クロック信号と発振器１の出力信号あるいは逓倍回路３１０の出力信号（内部クロック信号）とに基づいて、発振器１の周波数を制御する周波数制御部と、を含む、通信装置であってもよい。この通信装置は、例えば、ストレータム３などの基幹系ネットワーク機器やフェムトセルに使用される通信機器であってもよい。
３．移動体
図１１は、本実施形態に係る移動体４００の一例を示す図（上面図）である。なお、上述された各実施形態や各変形例と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略す
る。
本実施形態に係る移動体４００は、発振器１を含む移動体４００である。図１１に示される例では、移動体４００は、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、コントローラー４３０、コントローラー４４０、バッテリー４５０および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、本実施形態に係る移動体４００は、図１１に示される構成要素（各部）の一部を省略また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。
発振器１は、所望の周波数の発振信号を出力するものであり、その構成は、例えば、上述した各実施形態や各変形例において説明した通りである。この発振信号は発振器１の外部端子からコントローラー４２０，４３０，４４０に出力され、例えばクロック信号として用いられる。
バッテリー４５０は、発振器１及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。バックアップ用バッテリー４６０は、バッテリー４５０の出力電圧が閾値よりも低下した時、発振器１及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。
本実施形態に係る移動体４００によれば、通信信号によって発振信号のノイズ特性が悪化するおそれを低減させることが可能な発振器１を備えているので、より信頼性の高い移動体４００を実現することができる。
このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、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。
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
上述した実施形態は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態や各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、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また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。
１…発振器、１ａ…外部端子、１ｂ…外部端子、２…第１容器、２ａ…パッケージ、２ｂ…リッド、２ｃ…収容室、２ｄ…接合部材、２ｅ…外面、２ｆ…電極、３…第２容器、３ａ…ベース基板、３ｂ…カバー、３ｃ…空間、３ｄ…外部端子、３ｅ…電極、３ｆ…配線、３ｇ…外部端子、３ｈ…シールド配線、４…支持基板、４ａ…第１支持体、４ｂ…第２支持体、４ｃ…主面、４ｄ…電極、４ｅ…電極、５…Ｄ／Ａ変換ＩＣ、５ａ…端子、６…発振用ＩＣ、７…可変容量素子、８…可変容量素子、１０…温度補償回路、１３…温度センサー、２０…振動子、２０ａ…水晶基板、２０ｂ…第１励振電極、２０ｃ…第２励振電極、２２…接合部材、２４…ボンディングワイヤー、３０…発振回路、３２…発振用回路、４０…温度制御素子、５０…温度センサー、６０…温度制御回路、７０…基準電圧生成回路、７２…基準電圧生成回路、８０…Ｄ／Ａ変換回路、９０…デジタルインターフェー
ス回路、９２…デジタルインターフェース回路、１００…記憶部、１１０…動作状態信号生成回路、１１１…コンパレーター、３００…電子機器、３１０…逓倍回路、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、４２０…コントローラー、４３０…コントローラー、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)

  1. 振動子と、
    前記振動子を発振させる発振回路と、
    前記発振回路の動作状態に基づく動作状態信号を生成する動作状態信号生成回路と、
    第１の集積回路と、を備え、
    前記発振回路及び前記動作状態信号生成回路は、前記第１の集積回路の外部に設けられており、
    前記第１の集積回路は、
    第１のデジタルインターフェース回路と、
    前記第１のデジタルインターフェース回路を介して入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して前記発振回路の周波数を制御するための周波数制御信号を生成するＤ／Ａ変換回路と、
    前記動作状態信号が入力される端子と、を有し、
    前記動作状態信号は、前記振動子の温度が所望の状態であるかを示す信号である、発振器。
  2. 前記第１の集積回路は、
    前記第１のデジタルインターフェース回路を介して前記動作状態信号に基づく信号を出力する、請求項１に記載の発振器。
  3. 前記振動子の温度を制御するための温度制御素子をさらに備える、請求項１又は２に記載の発振器。
  4. 前記第１の集積回路が搭載されている第１の基板をさらに備え、
    前記第１の基板は、
    前記第１のデジタルインターフェース回路と電気的に接続されているデジタル配線と、
    シールド配線と、を有し、
    前記第１の基板の平面視において、前記シールド配線の少なくとも一部が前記デジタル配線と重なっている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発振器。
  5. 前記発振回路の少なくとも一部と前記動作状態信号生成回路の少なくとも一部とが搭載されている第２の基板をさらに備える、請求項４に記載の発振器。
  6. 前記第２の基板は、前記振動子と前記第１の基板との間に設けられている、請求項５に記載の発振器。
  7. 前記発振回路の少なくとも一部と、前記動作状態信号生成回路の少なくとも一部とを有する第２の集積回路をさらに備える、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発振器。
  8. 前記第２の集積回路は、
    第２のデジタルインターフェース回路と、
    前記第２のデジタルインターフェース回路を介して入力されるデジタル信号に基づく情報を記憶する記憶部と、を有し、
    前記動作状態信号生成回路と前記第２のデジタルインターフェース回路とは電気的に接続されていない、請求項７に記載の発振器。
  9. 第１の外部端子と、前記第１の外部端子とは異なる第２の外部端子と、をさらに備え、
    前記第２の集積回路は、
    第２のデジタルインターフェース回路と、
    前記第２のデジタルインターフェース回路を介して入力されるデジタル信号に基づく情報を記憶する記憶部と、を有し、
    前記第１のデジタルインターフェース回路は前記第１の外部端子と電気的に接続されており、前記第２のデジタルインターフェース回路は前記第２の外部端子と電気的に接続されている、請求項７に記載の発振器。
  10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発振器を備えた、電子機器。
  11. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発振器を備えた、移動体。
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