JP6798778B2 - 発振モジュール、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Description
本適用例に係る発振モジュールは、第1のコイルと、第2のコイルと、を有する発振回路と、前記発振回路よりも後段に設けられ、第3のコイルを有するフィルター回路と、を含み、前記第1のコイル、前記第2のコイル及び前記第3のコイルは、集積回路の一部であり、前記集積回路の平面視で、前記第3のコイルは、前記第1のコイルの中心と前記第2のコイルの中心とから等距離にある仮想直線と交差するように配置されている。
生させる磁界の向きが逆になって互いに弱め合う。従って、本適用例に係る発振モジュールによれば、発振回路が有する第1のコイル及び第2のコイルとフィルター回路が有する第3のコイルとの磁界結合の影響による発振信号の劣化を低減させることができる。
上記適用例に係る発振モジュールにおいて、前記発振回路は、可変容量素子を含み、前記可変容量素子は、前記集積回路の一部であり、前記集積回路の平面視で、前記可変容量素子は、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間に配置されていてもよい。
上記適用例に係る発振モジュールにおいて、前記発振回路は、差動増幅器を含み、前記差動増幅器は、前記集積回路の一部であり、前記集積回路の平面視で、前記差動増幅器は、前記可変容量素子と前記第3のコイルとの間に配置されていてもよい。
上記適用例に係る発振モジュールにおいて、前記集積回路は、前記第1のコイルと接続されている第1のパッドと、前記第2のコイルと接続されている第2のパッドと、を含み、前記第1のコイルと前記第1のパッドとの距離は、前記第3のコイルと前記第1のパッドとの距離よりも短く、かつ、前記第2のコイルと前記第2のパッドとの距離は、前記第3のコイルと前記第2のパッドとの距離よりも短くてもよい。
上記適用例に係る発振モジュールにおいて、前記発振回路は、第1の入力ポートと、第2の入力ポートと、第1の出力ポートと、第2の出力ポートと、を有するSAWフィルターを有し、前記第1のパッドは前記第1の出力ポートと接続され、前記第2のパッドは前記第2の出力ポートと接続されていてもよい。
AW発振器を実現することができる。
上記適用例に係る発振モジュールにおいて、前記第1の出力ポートから前記第1の入力ポートに伝搬する信号と、前記第2の出力ポートから前記第2の入力ポートに伝搬する信号とは互いに逆相であってもよい。
上記適用例に係る発振モジュールにおいて、前記発振回路は、差動で動作してもよい。
上記適用例に係る発振モジュールは、前記フィルター回路よりも後段に設けられている出力回路を含み、前記発振回路は、差動信号を出力し、前記発振回路から前記出力回路に至る信号経路上にある回路は差動で動作してもよい。
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの発振モジュールを備えている。
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの発振モジュールを備えている。
1−1.発振モジュールの構造
図1は、本実施形態の発振モジュール1の構造の一例を示す図であり、発振モジュール1の斜視図である。また、図2は発振モジュール1を図1のA−A’で切断した断面図であり、図3は発振モジュール1を図1のB−B’で切断した断面図である。なお、図1〜図3では、リッド(蓋)が無い状態の発振モジュール1が図示されているが、実際には、パッケージ4の開口が不図示のリッド(蓋)で覆われて発振モジュール1が構成されている。
ポートIP1、第2の入力ポートIP2、第1の出力ポートOP1及び第2の出力ポートOP2として機能する4つの電極が設けられている。そして、図1及び図3に示すように、SAWフィルター2の第1の入力ポートIP1、第2の入力ポートIP2、第1の出力ポートOP1及び第2の出力ポートOP2とパッケージ4の第3層4Cの上面に設けられている4つの電極6Aとがそれぞれワイヤー5Aによりボンディングされている。
すべて長辺2X側に設けることができるので、パッケージ4の内部におけるSAWフィルター2の長辺側の空間を効率よく利用し、短辺側の空間を小さくすることができるので、発振モジュール1の小型化が可能である。
図6は、本実施形態の発振モジュール1の機能構成の一例を示すブロック図である。図6に示すように、本実施形態の発振モジュール1は、SAWフィルター2、位相シフト回路10、差動増幅器20(第1の差動増幅器)、コンデンサー32、コンデンサー34、差動増幅器40(第2の差動増幅器)、コンデンサー52、コンデンサー54、逓倍回路60、ハイパスフィルター70(フィルター回路)、出力回路80を含んで構成されている。なお、本実施形態の発振モジュール1は、適宜、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
幅器40、コンデンサー52、コンデンサー54、逓倍回路60、ハイパスフィルター70及び出力回路80は、集積回路3に含まれている。すなわち、これらの各回路は集積回路3の一部である。
)トランジスター23、NMOSトランジスター24、定電流源25、NMOSトランジスター26、NMOSトランジスター27、抵抗28及び抵抗29を含んで構成されている。図7では、例えば、入力端子IP20が非反転入力端子であり、入力端子IN20が反転入力端子である。また、出力端子OP20が非反転出力端子であり、出力端子ON20が反転出力端子である。
の第1の出力ポートOP1から第1の入力ポートIP1に至る帰還経路の配線と、SAWフィルター2の第1の出力ポートOP1から第1の入力ポートIP1に至る帰還経路の配線との、長さ、抵抗及び容量の差や製造誤差に起因して生じる差動増幅器20が有する素子の特性の差等の分だけ、位相差が180°と異なる場合も含む概念である。
出力端子T5と接続され、出力回路80の反転出力端子は集積回路3の出力端子T6と接続されている。集積回路3の出力端子T5は、発振モジュール1の外部端子であるCP端子と接続されており、集積回路3の出力端子T6は、発振モジュール1の外部端子であるCN端子と接続されている。そして、出力回路80が変換した差動信号(発振信号)は、集積回路3の出力端子T5及び出力端子T6を経由して、発振モジュール1のCP端子及びCN端子から外部に出力される。
本実施形態の発振モジュール1では、集積回路3から出力される差動信号の周波数精度を向上させるために、集積回路3のレイアウトを工夫している。図14は、集積回路3に含まれる各回路(一部を除く)のレイアウト配置の一例を示す図である。図14は、集積回路3を、半導体基板上の、各種の素子(トランジスターや抵抗など)が積層されている面と直交する方向から平面視した図である。また、図15は、図14のレイアウト配置図のうち、入力端子T1、入力端子T2、位相シフト回路10、差動増幅器20及びハイパスフィルター70の部分を拡大した図である。図15には、位相シフト回路10に含まれるコイル11、コイル12、可変容量素子13及びハイパスフィルター70に含まれるコイル74のレイアウト配置や一部の配線パターンも図示されている。
いに弱め合う。そして、コイル11の配線パターンとコイル12の配線パターンが同じであれば、理想的には、コイル11のインダクタンスとコイル12のインダクタンスは同じであり、かつ、電流I1と電流I2も等しい。実際には、配線や各種の素子の製造ばらつきなどを考慮しても、コイル11のインダクタンスとコイル12のインダクタンスとの差や電流I1と電流I2との差は小さいので、仮想直線VL上では、コイル11が発生させる磁界の強度とコイル12が発生させる磁界の強度とがほぼ等しく、ほとんど打ち消し合うことになる。従って、仮想直線VLと交差するように配置されているコイル74とコイル11及びコイル12との磁界結合により、ハイパスフィルター70が出力する2f0の信号に重畳されるf0の信号のレベルを小さくすることができ、発振モジュール1は、周波数精度の高い発振信号を出力することができる。
されるノイズレベルを小さくすることができる。
上記の実施形態では、図15に示したように、コイル74は、その中心O3が仮想直線VL上になるように配置されているが、コイル74は仮想直線VLと交差するように配置されていればよく、図16や図17に示すように、中心O3が仮想直線VL上になくてもよい。
ーや基板配線のインダクタンス値に応じた可変幅で発振周波数を変化させることができる。
図18は、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である。本実施形態の電子機器300は、発振モジュール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を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図18の構成要素(各部)の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
図19は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図19に示す移動体400は、発振モジュール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19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。
…ROM、350…RAM、360…通信部、370…表示部、400…移動体、410…発振モジュール、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、IP1…第1の入力ポート、IP2…第2の入力ポート、OP1…第1の出力ポート、OP2…第2の出力ポート、IP20…入力端子、IP40…入力端子、IP60…入力端子、IP70…入力端子、IP80…入力端子、IN20…入力端子、IN40…入力端子、IN60…入力端子、IN70…入力端子、IN80…入力端子、OP20…出力端子、OP40…出力端子、OP60…出力端子、OP70…出力端子、OP80…出力端子、ON20…出力端子、ON40…出力端子、ON60…出力端子、ON70…出力端子、ON80…出力端子、O1…コイル11の中心、O2…コイル12の中心、P…O1とO2の中点、L…O1とO2を結ぶ線分、VL…中点Pを通り線分Lと直交する仮想直線(O1とO2とから等距離にある直線)、I1…コイル11に流れる電流、I2…コイル12に流れる電流、T1…入力端子、T2…入力端子、T3…出力端子、T4…出力端子、T5…出力端子、T6…出力端子、T7…電源端子、T8…接地端子
Claims (11)
- 第1のコイルと、第2のコイルと、可変容量素子と、を有する発振回路と、
前記発振回路よりも後段に設けられ、第3のコイルを有するフィルター回路と、を含み、
前記可変容量素子、前記第1のコイル、前記第2のコイル及び前記第3のコイルは、集積回路の一部であり、
前記集積回路の平面視で、前記第3のコイルは、前記第1のコイルの中心と前記第2のコイルの中心とから等距離にある仮想直線と交差するように配置されており、
前記集積回路の平面視で、前記可変容量素子は、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間に配置されている、発振モジュール。 - 前記発振回路は、差動増幅器を含み、
前記差動増幅器は、前記集積回路の一部であり、
前記集積回路の平面視で、前記差動増幅器は、前記可変容量素子と前記第3のコイルとの間に配置されている、請求項1に記載の発振モジュール。 - 前記集積回路は、前記第1のコイルと接続されている第1のパッドと、前記第2のコイルと接続されている第2のパッドと、を含み、
前記第1のコイルと前記第1のパッドとの距離は、前記第3のコイルと前記第1のパッドとの距離よりも短く、かつ、前記第2のコイルと前記第2のパッドとの距離は、前記第3のコイルと前記第2のパッドとの距離よりも短い、請求項1又は2に記載の発振モジュール。 - 前記発振回路は、
第1の入力ポートと、第2の入力ポートと、第1の出力ポートと、第2の出力ポートと、を有するSAWフィルターを有し、
前記第1のパッドは前記第1の出力ポートと接続され、前記第2のパッドは前記第2の出力ポートと接続されている、請求項3に記載の発振モジュール。 - 前記第1の出力ポートから前記第1の入力ポートに伝搬する信号と、前記第2の出力ポートから前記第2の入力ポートに伝搬する信号とは互いに逆相である、請求項4に記載の発振モジュール。
- 前記発振回路は、差動で動作する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発振モジュール。
- 前記フィルター回路よりも後段に設けられている出力回路を含み、
前記発振回路は、差動信号を出力し、
前記発振回路から前記出力回路に至る信号経路上にある回路は差動で動作する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発振モジュール。 - SAW共振子と、
前記SAW共振子に電気的に接続された集積回路と、を備え、
前記集積回路は可変容量素子、第1のコイル、第2のコイル、及び第3のコイルを含み、
前記第1のコイル、前記第2のコイル、及び前記第3のコイルは、前記集積回路に集積化されたスパイラルインダクターであり、
前記集積回路の平面視で、前記第3のコイルは、前記第1のコイルの中心と前記第2のコイルの中心とから等距離にある仮想直線と交差するように配置されており、
前記集積回路の平面視で、前記可変容量素子は、前記第1のコイルと前記第2のコイルとの間に配置されている、発振モジュール。 - 前記集積回路は、差動増幅器を含み、
前記集積回路の平面視で、前記差動増幅器は、前記可変容量素子と前記第3のコイルとの間に配置されている、請求項8に記載の発振モジュール。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発振モジュールを備えている、電子機器。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発振モジュールを備えている、移動体。
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