JPH04207608A

JPH04207608A - 水晶発振器

Info

Publication number: JPH04207608A
Application number: JP33728790A
Authority: JP
Inventors: Toshio Shinada; 品田　敏夫; Kazumasa Yamaguchi; 山口　和正; Yoshiyuki Shimura; 志村　芳幸
Original assignee: KOYO SEIMITSU KK
Current assignee: KOYO SEIMITSU KK
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】口発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は電子応用機器や電気通信用機器に適用されるＩ
Ｃインバータを用いた水晶発振器に関する。

（従来の技術）従来、電子応用機器や電気通信用機器に用いられる安定
な高周波数源として、多くの水晶発振器が用いられてい
る。これらの水晶発振器はトランジスタ増幅回路を用い
るか、ＩＣインバータを利用して形成するのが一般的で
ある。特に小型化のためにはＩＣインバータを用いるこ
とが多い。

ＩＣインバータは多くの場合、その入出力端子間に水晶
振動子を接続し、各端子とアース間には電気的容量を接
続して、コルピッツ回路を形成させる。第３図はこの種
の最も一般的なＩＣインバータを用いた水晶発振器の原
理構成図である。ＩＣインバータ１、水晶振動子２、Ｉ
Ｃインバータの入出力端子ａ、　ｂとアース５間に挿入
された容量性リアクタンス３．４によりコルピッツ回路
が形成されている。この場合、ＩＣインバータ１が良好
な周波数特性を持ち、水晶振動子２が最も一般的な設計
である場合、ＩＣインバータ１が、水晶振動子の多くの
振動姿態に対応してしまうので、水晶振動子２の有する
数次までの倍調波周波数において発振する可能性がある
。

このような場合、入出力端子ａ、ｂ間に水晶振動子２と
並列に抵抗をいれ、端子負荷容量と共に調整を行い、か
つ、水晶振動子２の設計を、目的の次数の倍調波の共振
インピーダンスを、基本波または他の次数の倍調波の共
振インピーダンスより低くする必要がある。

第４図は従来使用されている水晶発振器の回路図で、第
３図の回路における負荷容量Ｓの代わりに、端子ａとア
ース５間の直流カット用の容量８、及び、容量６とイン
ダクタンス７の組合せの並列共振回路を形成する。そし
てその並列共振周波数を水晶振動子の基本波周波数と３
次倍調波周波数の間に設定するとき、端子ａとアース５
間のりアクタンスが基本波周波数においては誘導性リア
クタンス、３次倍調波周波数においては容量性リアクタ
ンスとなる。このため、基本波周波数では発振条件を満
たさす抑圧することになり、３次倍調波周波数では発振
条件を満たすので、３次倍調波周波数のみを得ることが
出来る。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、時に設定した周波数で発振していたものが、温
度、その他の外部要因の変化により１次低次の倍調波周
波数に移行したり、１次高次の倍調波周波数に移行した
りすることがある。上記の第４図の回路の例では、５次
倍調波周波数に移行することがあることが知られている
。本発明は安定して倍調波を発振することができる水晶
発振回路を得ることを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記の問題点を解決するために、並列共振回路がその共
振周波数よりも低い周波数においては誘導性リアクタン
スとなり、高い周波数では容量性リアクタンスとなるこ
ととともに、直列共振回路がその共振周波数よりも高い
周波数においては誘導性リアクタンスとなり、低い周波
数では容量性リアクタンスとなるということを利用する
。

各入出力端子とアースの間に、直列共振回路及び並列共
振回路を負荷インピーダンスとして組み入れる。並列共
振回路の共振周波数を、発振目的倍調波周波数とその発
振目的倍調波周波数よりも１次低次の倍調波周波数の中
間に設定する。また、直列共振回路の共振周波数を、発
振目的倍調波周波数とその発振目的倍調波周波数よりも
１次高次の倍調波周波数の中間に設定する。このように
設定された各共振回路によって、目的とする倍調波周波
数から１次低次の倍調波周波数や１次高次の倍調波周波
数に移行するのを防ぐことが出来る。

（作用）本発明の作用を図面と共に説明する。第１図は本発明の
倍調波選択形水晶発振回路の原理図である。ＩＣインバ
ータ１、水晶振動子２、アース５、並列共振回路を形成
する電気容量６とインダクタンス７、直流カット用の容
量８、直列共振回路を形成する電気容量９とインダクタ
ンス１ｏからなる。ここで並列共振回路の共振周波数を
、発振目的倍調波周波数と発振目的倍調波周波数より１
次低次の倍調波周波数の中間の値に設定し、また、直列
共振回路の共振周波数を、発振目的倍調波周波数と発振
目的倍調波周波数よりも１次高次の倍調波周波数の中間
に設定する。

上記のように設定されたことによって、端子ａとアース
５間の並列共振回路は、発振目的倍調波周波数より１次
低次の倍調波周波数において誘導性を示し、また、端子
すとアース５間の直列共振回路は、発振目的倍調波周波
数より１次高次の倍調波周波数において誘導性を示す。

そのため、発振目的倍調波周波数よりも１次低次の倍調
波周波数及び１次高次の倍調波周波数においては発振条
件を満たすことが出来ない。また、発振目的倍調波周波
数においては、並列共振回路、直列共振回路ともに容量
性リアクタンスを形成し、コルピッツ発振条件を満たす
。

このように、並列共振回路の共振周波数を、発振目的倍
調波周波数と発振目的倍調波周波数より１次低次の倍調
波周波数の中間に設定し、かつ、直列共振回路の共振周
波数を、発振目的倍調波周波数と発振目的倍調波周波数
よりも１次高次の倍調波周波数の中間に設定することに
より、発振目的倍調波周波数よりも１次低次の倍調波周
波数や１次高次の倍調波周波数への移行を抑止し、目的
とする倍調波周波数選択形の回路を構成することが出来
る。

なお、並列共振回路及び直列共振回路の各共振周波数を
選択することにより、任意の倍調波周波数選択形水晶発
振器を得ることが出来る。

（実施例）本発明の倍調波周波数選択形水晶発振器の回路図の一実
施例を第４図に示す。ＩＣインバータ１、水晶振動子２
、アース５、並列共振回路を形成する電気容量６とイン
ダクタンス７、直流カット用の容量８、直列共振回路を
形成する電気容量９とインダクタンス１０に、実際の回
路形成にあたって、共振回路の良好性、周波数選択度を
表す値Ｑ（＝２π・（回路の蓄積エネルギー）／（１周
期中の消費エネルギー））及び位相を調整するために並列共振回路に抵抗１１、直
列共振回路に抵抗１２、入出力端子ａＮ　ｂ間に水晶振
動子２と並列に抵抗１Ｓを付加したものである。

［発明の効果］本発明の発振器により、発振目的倍調波周波数から１次
低次の倍調波周波数や１次高次の倍調波周波数への移行
を防ぎ、安定した電気的振動源を得ることが出来た。ま
た、任意の倍調波周波数を有する、水晶発振器を形成す
ることも出来るなとの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水晶発振器の原理図、第２図は本発明
の実施例の回路図、第３図は一般的なコルピッツ水晶発
振回路の原理図、第４図は従来の水晶発振器の回路図で
ある。１・・・ＩＣインバータ、２・・・水晶振動子、３．４
・・・容量性リアクタンス、５・・・アース、６・・・
並列共振回路における電気容量、７・・・並列共振回路
におけるインダクタンス、８・・・直流カット用電気容
量、９・・・直列共振回路における電気容量、１０・・
・直列共振回路におけるインダクタンス、１１，１２゜
１３・・・調整用抵抗、ａ、　　ｂ・・・入出力端子。第３図第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＩＣインバータを用いる水晶発振器において、そ
の入出力端子間に水晶振動子、入出力各端子とアースの
間に、直列共振回路および並列共振回路を負荷インピー
ダンスとして組み入れ、前記並列共振回路の共振周波数
を発振目的倍調波周波数とその発振目的倍調波周波数よ
りも１次低次の倍調波周波数の中間に設定し、かつ、前
記直列共振回路の共振周波数を発振目的倍調波周波数と
その発振目的倍調波周波数よりも１次高次の倍調波周波
数の中間に設定したことを特徴とする水晶発振器。