JPH04211502A - 水晶発振器 - Google Patents
水晶発振器Info
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- JPH04211502A JPH04211502A JP3028508A JP2850891A JPH04211502A JP H04211502 A JPH04211502 A JP H04211502A JP 3028508 A JP3028508 A JP 3028508A JP 2850891 A JP2850891 A JP 2850891A JP H04211502 A JPH04211502 A JP H04211502A
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 117
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水晶発振器に関し、特に
携帯装置に付加された時計の基準クロック信号を発生す
る水晶発振器に関する。
携帯装置に付加された時計の基準クロック信号を発生す
る水晶発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、時計機能が使用者の利便性向上の
ために付加されている携帯電話等の携帯装置がある。携
帯装置には小型化と低コストが追求されるため、用いら
れる能動回路の大部分は１チップのＩＣ回路に搭載され
る。時計を動作させる回路も同様に１チップＩＣ回路に
含まれることが多い。また、携帯装置は、本来の目的の
機能が動作されないときは、バッテリ・セービングのた
めに電源をオフとすることが望ましい。しかし、時計は
、常に電源を供給されないと正常に機能しない。時計に
は一般に正確さが要求されるため、時計の基準クロック
信号は水晶発振器によって発生される。しかしながら、
水晶発振器は比較的大きい電流を要求する。そこで、水
晶発振器に使用される電流の低減が、携帯装置の消費電
流の低減のために必要となる。即ち、水晶発振器の消費
電流の低減がバッテリ・セービングの効果を向上させる
。このため、従来の携帯装置においては、本来の機能動
作時以外のときには、水晶発振器を低い電源電圧によっ
て動作させることが行われている。
ために付加されている携帯電話等の携帯装置がある。携
帯装置には小型化と低コストが追求されるため、用いら
れる能動回路の大部分は１チップのＩＣ回路に搭載され
る。時計を動作させる回路も同様に１チップＩＣ回路に
含まれることが多い。また、携帯装置は、本来の目的の
機能が動作されないときは、バッテリ・セービングのた
めに電源をオフとすることが望ましい。しかし、時計は
、常に電源を供給されないと正常に機能しない。時計に
は一般に正確さが要求されるため、時計の基準クロック
信号は水晶発振器によって発生される。しかしながら、
水晶発振器は比較的大きい電流を要求する。そこで、水
晶発振器に使用される電流の低減が、携帯装置の消費電
流の低減のために必要となる。即ち、水晶発振器の消費
電流の低減がバッテリ・セービングの効果を向上させる
。このため、従来の携帯装置においては、本来の機能動
作時以外のときには、水晶発振器を低い電源電圧によっ
て動作させることが行われている。
【０００３】一例として、携帯電話装置に用いられるＩ
Ｃ回路であるμＰＤ７５００８（日本電気（株）製）の
動作別の消費電流について説明する。このＩＣ回路は、
携帯電話機能，時計機能およびその他の機能を動作させ
るための１チップ・マイクロプロセッサである。このＩ
Ｃ回路は、５Ｖの電源電圧を要求する、ディジタル信号
によって制御動作を行うＣＰＵ回路を主な構成要素とし
ている。また、時計機能のために水晶発振器用の能動回
路も有している。携帯電話装置は、ごく短い時間使用さ
れる装置動作モードと、０．５秒間に数ｍ秒使用される
待機モードと、常に使用される時計モードとを有してい
る。装置動作モードおよび待機モードでは、水晶発振器
用の回路は、ＣＰＵ回路とのデータ交換が必要であるた
め、５Ｖの電源電圧を必要とする。時計モード時には、
水晶発振器はＣＰＵ回路とのデータ交換は必要ないため
、電源電圧は水晶発振回路の動作に必要な電圧が用意さ
れればよい。携帯電話装置の各動作における所要の電圧
・電流は、装置動作モードにおいて５Ｖ，２．５ｍＡ、
待機モードにおいて５Ｖ，９０μＡである。時計モード
における消費電流は、５Ｖ電源を用いると２５μＡ必要
であるが、３Ｖ電源を用いた場合には５．５μＡでよい
。これらのデータからわかるように、携帯装置の動作時
間の大部分を占る時計モードのとき、３Ｖ電源を用いる
ことはバッテリ・セービングの上から大いに効果がある
。
Ｃ回路であるμＰＤ７５００８（日本電気（株）製）の
動作別の消費電流について説明する。このＩＣ回路は、
携帯電話機能，時計機能およびその他の機能を動作させ
るための１チップ・マイクロプロセッサである。このＩ
Ｃ回路は、５Ｖの電源電圧を要求する、ディジタル信号
によって制御動作を行うＣＰＵ回路を主な構成要素とし
ている。また、時計機能のために水晶発振器用の能動回
路も有している。携帯電話装置は、ごく短い時間使用さ
れる装置動作モードと、０．５秒間に数ｍ秒使用される
待機モードと、常に使用される時計モードとを有してい
る。装置動作モードおよび待機モードでは、水晶発振器
用の回路は、ＣＰＵ回路とのデータ交換が必要であるた
め、５Ｖの電源電圧を必要とする。時計モード時には、
水晶発振器はＣＰＵ回路とのデータ交換は必要ないため
、電源電圧は水晶発振回路の動作に必要な電圧が用意さ
れればよい。携帯電話装置の各動作における所要の電圧
・電流は、装置動作モードにおいて５Ｖ，２．５ｍＡ、
待機モードにおいて５Ｖ，９０μＡである。時計モード
における消費電流は、５Ｖ電源を用いると２５μＡ必要
であるが、３Ｖ電源を用いた場合には５．５μＡでよい
。これらのデータからわかるように、携帯装置の動作時
間の大部分を占る時計モードのとき、３Ｖ電源を用いる
ことはバッテリ・セービングの上から大いに効果がある
。
【０００４】しかしながら、水晶発振器の発振周波数は
、電源電圧によって変化する。従って、携帯装置の時計
モードにおいてバッテリ・セービングのために電源電圧
を低下させると水晶発振器の発振周波数が変化し、必要
な時計の精度が十分に得られないという問題があった。
、電源電圧によって変化する。従って、携帯装置の時計
モードにおいてバッテリ・セービングのために電源電圧
を低下させると水晶発振器の発振周波数が変化し、必要
な時計の精度が十分に得られないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電源
電圧の変化による発振周波数の変化が補償された水晶発
振器を提供することにある。
電圧の変化による発振周波数の変化が補償された水晶発
振器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の水晶発振器は、
異なる電圧の電力が供給されうる電源端子と、この電源
端子につながれ、発振周波数が供給される電源電圧の変
化に依存する水晶発振回路とを有する。本発明の水晶発
振器は、周波数補償用のコンデンサを備え、さらにこの
コンデンサを水晶発振回路に付加したり、切り離したり
する制御スイッチを備える。水晶発振回路は付加された
コンデンサの容量に従って周波数変化を生じる。電源電
圧検出部が制御スイッチに接続され、水晶発振回路に供
給される電源電圧を予め定められた基準電圧と比較して
基準電圧に対する電源電圧の高低に従った制御信号を出
力する。制御スイッチは、電源電圧検出部からの制御信
号によってオン・オフ制御され、水晶発振回路の周波数
補償用のコンデンサを付加したり断としたりする。水晶
発振回路が電源電圧が低くなると発振周波数が低くなる
特性を有しているならば、電源電圧が低いときは、周波
数補償用のコンデンサは水晶発振器の発振周波数が高く
なるように、水晶発振回路へ付加または断とされる。逆
に、水晶発振回路が電源電圧が低くなると発振周波数が
高くなる特性を有しているならば、電源電圧が低いとき
は、周波数補償用のコンデンサは水晶発振器の発振周波
数が低くなるように、水晶発振回路へ付加または断とさ
れる。
異なる電圧の電力が供給されうる電源端子と、この電源
端子につながれ、発振周波数が供給される電源電圧の変
化に依存する水晶発振回路とを有する。本発明の水晶発
振器は、周波数補償用のコンデンサを備え、さらにこの
コンデンサを水晶発振回路に付加したり、切り離したり
する制御スイッチを備える。水晶発振回路は付加された
コンデンサの容量に従って周波数変化を生じる。電源電
圧検出部が制御スイッチに接続され、水晶発振回路に供
給される電源電圧を予め定められた基準電圧と比較して
基準電圧に対する電源電圧の高低に従った制御信号を出
力する。制御スイッチは、電源電圧検出部からの制御信
号によってオン・オフ制御され、水晶発振回路の周波数
補償用のコンデンサを付加したり断としたりする。水晶
発振回路が電源電圧が低くなると発振周波数が低くなる
特性を有しているならば、電源電圧が低いときは、周波
数補償用のコンデンサは水晶発振器の発振周波数が高く
なるように、水晶発振回路へ付加または断とされる。逆
に、水晶発振回路が電源電圧が低くなると発振周波数が
高くなる特性を有しているならば、電源電圧が低いとき
は、周波数補償用のコンデンサは水晶発振器の発振周波
数が低くなるように、水晶発振回路へ付加または断とさ
れる。
【０００７】
【実施例】図１を参照すると、水晶振動子２の両端が端
子Ｂ，Ｄに接続された水晶発振回路１の発振周波数は電
圧依存性を有している。以後、この例における水晶発振
回路１は、電源端子Ａから供給される電源の電圧が高く
なると発振周波数が高くなるものとして説明する。電源
電圧検出部３は、水晶発振回路１に供給される電源電圧
を予め定められた基準電圧と比較する。そして、電源電
圧検出部３は、電源電圧が基準電圧より高い場合には第
１の制御信号を発生し、電源電圧が基準電圧より低い場
合には第２の制御信号を発生する。コンデンサ４は、一
端は水晶発振回路１の周波数制御端子とされる端子Ｂに
接続されており、他端は制御スイッチ５の一端に接続さ
れている。制御スイッチ５の他端は接地されている。
子Ｂ，Ｄに接続された水晶発振回路１の発振周波数は電
圧依存性を有している。以後、この例における水晶発振
回路１は、電源端子Ａから供給される電源の電圧が高く
なると発振周波数が高くなるものとして説明する。電源
電圧検出部３は、水晶発振回路１に供給される電源電圧
を予め定められた基準電圧と比較する。そして、電源電
圧検出部３は、電源電圧が基準電圧より高い場合には第
１の制御信号を発生し、電源電圧が基準電圧より低い場
合には第２の制御信号を発生する。コンデンサ４は、一
端は水晶発振回路１の周波数制御端子とされる端子Ｂに
接続されており、他端は制御スイッチ５の一端に接続さ
れている。制御スイッチ５の他端は接地されている。
【０００８】電源電圧検出部３からの第１の制御信号は
、制御スイッチ５の制御端子Ｃに印加され、制御スイッ
チ５の接点をオンとする。制御スイッチ５がオンとされ
たときは、コンデンサ４の他端が接地され、コンデンサ
４が水晶発振回路１の周波数制御端子Ｂに付加される。 水晶発振回路１は周波数制御端子Ｂにコンデンサ４が付
加されると、発振周波数が低くなる特性を有している。 コンデンサ４の容量値は、水晶発振回路１の発振周波数
の電源電圧依存性および付加容量依存性を考慮して、水
晶発振器に所要の周波数安定度が得られるように選ばれ
る。
、制御スイッチ５の制御端子Ｃに印加され、制御スイッ
チ５の接点をオンとする。制御スイッチ５がオンとされ
たときは、コンデンサ４の他端が接地され、コンデンサ
４が水晶発振回路１の周波数制御端子Ｂに付加される。 水晶発振回路１は周波数制御端子Ｂにコンデンサ４が付
加されると、発振周波数が低くなる特性を有している。 コンデンサ４の容量値は、水晶発振回路１の発振周波数
の電源電圧依存性および付加容量依存性を考慮して、水
晶発振器に所要の周波数安定度が得られるように選ばれ
る。
【０００９】一方、電源電圧検出部３からの第２の制御
信号は、制御スイッチ５をオフとする。このときは、コ
ンデンサ４の他端が接地されないので、コンデサ３は水
晶発振回路１には付加されず、水晶発振器１の発振周波
数を補償しない。
信号は、制御スイッチ５をオフとする。このときは、コ
ンデンサ４の他端が接地されないので、コンデサ３は水
晶発振回路１には付加されず、水晶発振器１の発振周波
数を補償しない。
【００１０】この水晶発振器は、電源電圧の低いときが
標準状態と見なされ、発振周波数の補償は行われない。 しかし、電源電圧が高くなって水晶発振回路１の発振周
波数が高くなると、コンデンサ４が周波数制御端子Ｂへ
付加される。そして、電源電圧の変動による周波数変動
分（増加分）だけ水晶発振回路１の発振周波数が低下さ
れて、周波数補償がなされる。
標準状態と見なされ、発振周波数の補償は行われない。 しかし、電源電圧が高くなって水晶発振回路１の発振周
波数が高くなると、コンデンサ４が周波数制御端子Ｂへ
付加される。そして、電源電圧の変動による周波数変動
分（増加分）だけ水晶発振回路１の発振周波数が低下さ
れて、周波数補償がなされる。
【００１１】なお、図１においては、水晶発振回路１の
発振周波数は電源電圧が高くなると上昇するとして説明
した。逆に、水晶発振回路１が電源電圧が高くなると発
振周波数が低くなるような特性を有する場合においては
、電源電圧検出部３の出力する第１および第２の制御信
号の論理値を反転させ、電源電圧が基準電圧より低い場
合にコンデンサ４を付加するようにすればよい。
発振周波数は電源電圧が高くなると上昇するとして説明
した。逆に、水晶発振回路１が電源電圧が高くなると発
振周波数が低くなるような特性を有する場合においては
、電源電圧検出部３の出力する第１および第２の制御信
号の論理値を反転させ、電源電圧が基準電圧より低い場
合にコンデンサ４を付加するようにすればよい。
【００１２】以上説明した水晶発振器の動作を要約する
と、水晶発振回路１の発振周波数が供給される電源電圧
の変化によって変動すると、電源電圧検出部３が電源電
圧の変化を検出する。電源電圧検出部３は、電源電圧の
変化に応じて制御信号を出力する。制御スイッチ４は、
制御信号に従って周波数補償用のコンデンサ４を水晶発
振回路１に付加、あるいは断とする。この結果、水晶発
振器は、電源電圧の変化に伴なう発振周波数の変動が補
償される。
と、水晶発振回路１の発振周波数が供給される電源電圧
の変化によって変動すると、電源電圧検出部３が電源電
圧の変化を検出する。電源電圧検出部３は、電源電圧の
変化に応じて制御信号を出力する。制御スイッチ４は、
制御信号に従って周波数補償用のコンデンサ４を水晶発
振回路１に付加、あるいは断とする。この結果、水晶発
振器は、電源電圧の変化に伴なう発振周波数の変動が補
償される。
【００１３】図２を参照すると、図１に用いられる水晶
発振回路の一例は、能動回路としてインバータ２１を有
する。高抵抗値を有する抵抗器２２は、インバータ２１
の入出力端子間に接続され、インバータ２１のバイアス
を設定する。インバータ２１は設定されたバイアス点付
近の線形領域で動作する。インバータ２１は、電源端子
Ａと接地との間に接続され、電源電圧が与えられている
。抵抗器２３は、一端がインバータ２１の出力端子に接
続され、他端は端子Ｄに接続されて水晶振動子２の一端
に結合される。抵抗器２３は、水晶振動子２への励振電
流を調整するためのものである。コンデンサ２４は端子
Ｄとと接地間に接続される。コンデンサ２５は周波数制
御端子Ｂと接地間に接続される。周波数制御端子Ｂは、
また、インバータ２１の入力端子に接続されている。イ
ンバータ２１と抵抗器２２と抵抗器２３とは１チップ・
マイクロプロセッサ等のＩＣ回路に含まれることが多い
。
発振回路の一例は、能動回路としてインバータ２１を有
する。高抵抗値を有する抵抗器２２は、インバータ２１
の入出力端子間に接続され、インバータ２１のバイアス
を設定する。インバータ２１は設定されたバイアス点付
近の線形領域で動作する。インバータ２１は、電源端子
Ａと接地との間に接続され、電源電圧が与えられている
。抵抗器２３は、一端がインバータ２１の出力端子に接
続され、他端は端子Ｄに接続されて水晶振動子２の一端
に結合される。抵抗器２３は、水晶振動子２への励振電
流を調整するためのものである。コンデンサ２４は端子
Ｄとと接地間に接続される。コンデンサ２５は周波数制
御端子Ｂと接地間に接続される。周波数制御端子Ｂは、
また、インバータ２１の入力端子に接続されている。イ
ンバータ２１と抵抗器２２と抵抗器２３とは１チップ・
マイクロプロセッサ等のＩＣ回路に含まれることが多い
。
【００１４】この水晶発振回路１は、水晶振動子２を誘
導性リアクタンスとして使用するピアス無調整発振回路
である。コンデンサ２４，２５は水晶振動子２と共に、
水晶発振回路の同調回路の一部を構成する。発生された
信号はインバータ２１の出力端から取り出される。水晶
発振回路１は、線形領域で動作するインバータ２１に与
えられる電源端子Ａの電源電圧が変化すると、発振周波
数が変化する。即ち、水晶発振回路の発振周波数は、電
源電圧が低くなると低下する。
導性リアクタンスとして使用するピアス無調整発振回路
である。コンデンサ２４，２５は水晶振動子２と共に、
水晶発振回路の同調回路の一部を構成する。発生された
信号はインバータ２１の出力端から取り出される。水晶
発振回路１は、線形領域で動作するインバータ２１に与
えられる電源端子Ａの電源電圧が変化すると、発振周波
数が変化する。即ち、水晶発振回路の発振周波数は、電
源電圧が低くなると低下する。
【００１５】図３を参照して、図２に示される構成を有
する水晶発振回路の発振周波数の電圧依存性について説
明する。水晶発振回路のインバータ２１と抵抗器２２と
抵抗器２３は１チップ・マイクロプロセッサであるμＰ
Ｄ７５００８に含まれている。この水晶発振回路の発振
周波数は、電源電圧が５Ｖのとき、３２．７６８ｋＨｚ
である。電源電圧が３Ｖになると、発振周波数は４・５
ＰＰＭ（１０のマイナス６乗）だけ低下する。なお、コ
ンデンサ２４の容量値は３３ｐＦ、コンデンサ２５の容
量値は２２ｐＦであった。
する水晶発振回路の発振周波数の電圧依存性について説
明する。水晶発振回路のインバータ２１と抵抗器２２と
抵抗器２３は１チップ・マイクロプロセッサであるμＰ
Ｄ７５００８に含まれている。この水晶発振回路の発振
周波数は、電源電圧が５Ｖのとき、３２．７６８ｋＨｚ
である。電源電圧が３Ｖになると、発振周波数は４・５
ＰＰＭ（１０のマイナス６乗）だけ低下する。なお、コ
ンデンサ２４の容量値は３３ｐＦ、コンデンサ２５の容
量値は２２ｐＦであった。
【００１６】図４を参照すると、図３の電圧周波数特性
を有する水晶発振回路において、周波数制御端子Ｂに接
続される、コンデンサ２５の容量値の変化に対する発振
周波数の変化が示される。水晶発振回路の電源電圧５Ｖ
，コンデンサ２６の容量値２２ｐＦのとき、水晶発振回
路の発振周波数は３２．７６８ｋＨｚであることが示さ
れている。そして、コンデンサ２５の容量値が１７ｐＦ
に減らされると、水晶発振回路の発振周波数は４．５Ｐ
ＰＭ上昇する。従って、図２に示す水晶発振回路１が用
いられ、所要の発振周波数として３２．７６８ｋＨｚが
必要とされるときは、電源電圧が３Ｖのときを標準状態
とすると、標準状態では、コンデンサ２５の容量値を１
７ｐＦとする必要がある。また、電源電圧が５Ｖのとき
は、コンデンサ２５の容量値は、標準状態から５ｐＦだ
け増される必要がある。つまり図１の回路におけるコン
デンサ４の容量値は５ｐＦ必要である。逆にいえば、図
１の実施例において、コンデンサ４の容量値を５ｐＦに
設定することによって、水晶発振器の発振周波数の電圧
依存性を１ＰＰＭ以下に改善することができる。
を有する水晶発振回路において、周波数制御端子Ｂに接
続される、コンデンサ２５の容量値の変化に対する発振
周波数の変化が示される。水晶発振回路の電源電圧５Ｖ
，コンデンサ２６の容量値２２ｐＦのとき、水晶発振回
路の発振周波数は３２．７６８ｋＨｚであることが示さ
れている。そして、コンデンサ２５の容量値が１７ｐＦ
に減らされると、水晶発振回路の発振周波数は４．５Ｐ
ＰＭ上昇する。従って、図２に示す水晶発振回路１が用
いられ、所要の発振周波数として３２．７６８ｋＨｚが
必要とされるときは、電源電圧が３Ｖのときを標準状態
とすると、標準状態では、コンデンサ２５の容量値を１
７ｐＦとする必要がある。また、電源電圧が５Ｖのとき
は、コンデンサ２５の容量値は、標準状態から５ｐＦだ
け増される必要がある。つまり図１の回路におけるコン
デンサ４の容量値は５ｐＦ必要である。逆にいえば、図
１の実施例において、コンデンサ４の容量値を５ｐＦに
設定することによって、水晶発振器の発振周波数の電圧
依存性を１ＰＰＭ以下に改善することができる。
【００１７】図５を参照すると、図１に示された制御ス
イッチ５の一例として、ＮＰＮトランジスタ５１が使用
されている。ＮＰＮトランジスタ５１のベースは制御ス
イッチ１における制御端子Ｃとされ、エミッタは接地さ
れている。図１にも示されているコンデンサ４の他端が
、ＮＰＮトランジスタ５１のコレクタに接続される。
イッチ５の一例として、ＮＰＮトランジスタ５１が使用
されている。ＮＰＮトランジスタ５１のベースは制御ス
イッチ１における制御端子Ｃとされ、エミッタは接地さ
れている。図１にも示されているコンデンサ４の他端が
、ＮＰＮトランジスタ５１のコレクタに接続される。
【００１８】ＮＰＮトランジスタ５１のベース，即ち制
御端子Ｃに、ハイレベルの第１の制御信号が入力される
と、ＮＰＮトランジスタ５１はオンとなり、コレクタに
接続されたコンデンサ４の他端は接地される。その結果
、コンデンサ４は水晶発振回路１の周波数制御端子Ｂに
付加される。逆に、ローレベルである第２の制御信号が
ＮＰＮトランジスタ５１のベースへ入力されると、ＮＰ
Ｎトランジスタ５１はオフとなり、コレクタに接続され
たコンデンサ４は周波数制御端子Ｂに付加されることは
ない。
御端子Ｃに、ハイレベルの第１の制御信号が入力される
と、ＮＰＮトランジスタ５１はオンとなり、コレクタに
接続されたコンデンサ４の他端は接地される。その結果
、コンデンサ４は水晶発振回路１の周波数制御端子Ｂに
付加される。逆に、ローレベルである第２の制御信号が
ＮＰＮトランジスタ５１のベースへ入力されると、ＮＰ
Ｎトランジスタ５１はオフとなり、コレクタに接続され
たコンデンサ４は周波数制御端子Ｂに付加されることは
ない。
【００１９】図６を参照すると、図１に示された電源電
圧検出部３の一例は、ディジタル回路を用いる比較器６
１によって、電源端子Ａの電圧が電池６２の発生する基
準電圧と比較される。比較器６１の電源と一方の入力は
電源端子Ａから供給される。電池６２の発生する電圧が
４Ｖであると、電源端子Ａの電圧が５Ｖのときは、比較
器６１は論理値“１”を出力する。また、電源端子Ａの
電圧が３Ｖのときは、比較器６１は論理値“０”を出力
する。このように、電源電圧検出部３は、電池６２の発
生する基準電圧との比較によって、水晶発振回路１の電
源電圧を２値検出し、検出結果を制御スイッチ３の制御
端子Ｃに出力する。尚、電源電圧検出部３として反転論
理の出力が必要な場合には、比較器６１の出力にインバ
ータを接続すればよい。比較器６１は、ＣＭＯＳ回路を
用いれば、消費電流を極めて少なくすることができる。 電池６２も、電流を出力することが必要とされないので
、長寿命である。
圧検出部３の一例は、ディジタル回路を用いる比較器６
１によって、電源端子Ａの電圧が電池６２の発生する基
準電圧と比較される。比較器６１の電源と一方の入力は
電源端子Ａから供給される。電池６２の発生する電圧が
４Ｖであると、電源端子Ａの電圧が５Ｖのときは、比較
器６１は論理値“１”を出力する。また、電源端子Ａの
電圧が３Ｖのときは、比較器６１は論理値“０”を出力
する。このように、電源電圧検出部３は、電池６２の発
生する基準電圧との比較によって、水晶発振回路１の電
源電圧を２値検出し、検出結果を制御スイッチ３の制御
端子Ｃに出力する。尚、電源電圧検出部３として反転論
理の出力が必要な場合には、比較器６１の出力にインバ
ータを接続すればよい。比較器６１は、ＣＭＯＳ回路を
用いれば、消費電流を極めて少なくすることができる。 電池６２も、電流を出力することが必要とされないので
、長寿命である。
【００２０】図７を参照すると、本発明による水晶発振
器の第２の実施例は、図１の回路のコンデンサ４に代え
て、コンデンサ７１および７２が使用される。コンデン
サ７１は、コンデンサ４と同様に周波数制御端子ＢとＮ
ＰＮトランジスタ５１のコレクタ間に接続される。コン
デンサ７２はＮＰＮトランジスタ５１のコレクタと接地
間に接続されている。この回路においては、ＮＰＮトラ
ンジスタ５１のベース，即ち制御端子Ｃにハイレベルの
制御信号が入力されたときは、コンデンサ６２の両端が
接地される。その結果、水晶発振回路１の周波数制御端
子Ｂにコンデンサ７１が付加され、水晶発振回路１の発
振周波数が変化する。例えば、μＰＤ７５００８を使用
した水晶発振回路の場合は、発振周波数が低下する。ま
た、ＮＰＮトランジスタ５１のベースにローレベルの制
御信号が入力されたときは、コンデンサ７１にコンデン
サ７２が直列に接続される。その結果、周波数制御端子
Ｂに付加される容量値が減少するので、μＰＤ７５００
８を使用した水晶発振回路の場合は、制御端子Ｃにハイ
レベレの制御信号が入力さることにより発振周波数は上
昇する。
器の第２の実施例は、図１の回路のコンデンサ４に代え
て、コンデンサ７１および７２が使用される。コンデン
サ７１は、コンデンサ４と同様に周波数制御端子ＢとＮ
ＰＮトランジスタ５１のコレクタ間に接続される。コン
デンサ７２はＮＰＮトランジスタ５１のコレクタと接地
間に接続されている。この回路においては、ＮＰＮトラ
ンジスタ５１のベース，即ち制御端子Ｃにハイレベルの
制御信号が入力されたときは、コンデンサ６２の両端が
接地される。その結果、水晶発振回路１の周波数制御端
子Ｂにコンデンサ７１が付加され、水晶発振回路１の発
振周波数が変化する。例えば、μＰＤ７５００８を使用
した水晶発振回路の場合は、発振周波数が低下する。ま
た、ＮＰＮトランジスタ５１のベースにローレベルの制
御信号が入力されたときは、コンデンサ７１にコンデン
サ７２が直列に接続される。その結果、周波数制御端子
Ｂに付加される容量値が減少するので、μＰＤ７５００
８を使用した水晶発振回路の場合は、制御端子Ｃにハイ
レベレの制御信号が入力さることにより発振周波数は上
昇する。
【００２１】従って、図７の回路を使用すれば、電源電
圧が高くなると発振周波数が低くなる水晶発振回路が使
用される場合にも、電源電圧が高いときに制御端子Ｃに
入力される第１の制御信号は、図１の実施例通りの制御
スイッチ５をオンとする論理出力でよく、反転論理が入
力される必要はない。
圧が高くなると発振周波数が低くなる水晶発振回路が使
用される場合にも、電源電圧が高いときに制御端子Ｃに
入力される第１の制御信号は、図１の実施例通りの制御
スイッチ５をオンとする論理出力でよく、反転論理が入
力される必要はない。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明による水晶発
振器は、周波数補償用のコンデンサを備え、さらにこの
コンデンサを水晶発振回路に付加したり、切り離したり
する制御スイッチを備える。また、電源電圧検出部が制
御スイッチに接続され、水晶発振回路に供給される電源
電圧を予め定められた基準電圧と比較して基準電圧に対
する電源電圧の高低に従った制御信号を出力する。制御
スイッチは、電源電圧検出部からの制御信号によってオ
ン・オフ制御され、水晶発振回路の周波数補償用のコン
デンサを付加したり断としたりする。水晶発振回路が電
源電圧が低くなると発振周波数が低くなる特性を有して
いるならば、電源電圧が低いときは、周波数補償用のコ
ンデンサは水晶発振器の発振周波数が高くなるように、
水晶発振回路へ付加または断とされる。逆に、水晶発振
回路が電源電圧が低くなると発振周波数が高くなる特性
を有しているならば、電源電圧が低いときは、周波数補
償用のコンデンサは水晶発振器の発振周波数が低くなる
ように、水晶発振回路へ付加または断とされる。このよ
うにして、本発明による水晶発振器は、電源電圧の変化
による発振周波数の変化が補償される。
振器は、周波数補償用のコンデンサを備え、さらにこの
コンデンサを水晶発振回路に付加したり、切り離したり
する制御スイッチを備える。また、電源電圧検出部が制
御スイッチに接続され、水晶発振回路に供給される電源
電圧を予め定められた基準電圧と比較して基準電圧に対
する電源電圧の高低に従った制御信号を出力する。制御
スイッチは、電源電圧検出部からの制御信号によってオ
ン・オフ制御され、水晶発振回路の周波数補償用のコン
デンサを付加したり断としたりする。水晶発振回路が電
源電圧が低くなると発振周波数が低くなる特性を有して
いるならば、電源電圧が低いときは、周波数補償用のコ
ンデンサは水晶発振器の発振周波数が高くなるように、
水晶発振回路へ付加または断とされる。逆に、水晶発振
回路が電源電圧が低くなると発振周波数が高くなる特性
を有しているならば、電源電圧が低いときは、周波数補
償用のコンデンサは水晶発振器の発振周波数が低くなる
ように、水晶発振回路へ付加または断とされる。このよ
うにして、本発明による水晶発振器は、電源電圧の変化
による発振周波数の変化が補償される。
【図１】本発明による水晶発振器の一実施例のブロック
図である。
図である。
【図２】図１の水晶発振回路の一例を示す回路図である
。
。
【図３】図２の水晶発振回路の電圧−周波数特性の一例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】図２の水晶発振回路への周波数補償用コンデン
サの付加による発振周波数の変化の一例を示す図である
。
サの付加による発振周波数の変化の一例を示す図である
。
【図５】図１の実施例の制御スイッチの一例を示す回路
図である。
図である。
【図６】図１の実施例の電源電圧検出部の一例を示す回
路図である。
路図である。
【図７】他の実施例による水晶発振器の一部の回路図で
ある。
ある。
１ 水晶発振回路
２ 水晶振動子
３ 電源電圧検出部
４，２４，２５，７１，７２ コンデンサ５
制御スイッチ ２１ インバータ ２２，２３ 抵抗器 ５１ ＮＰＮトランジスタ ６１ 比較器 ６２ 電池 Ａ 電源端子 Ｂ 周波数制御端子 Ｃ 制御端子 Ｄ 端子
制御スイッチ ２１ インバータ ２２，２３ 抵抗器 ５１ ＮＰＮトランジスタ ６１ 比較器 ６２ 電池 Ａ 電源端子 Ｂ 周波数制御端子 Ｃ 制御端子 Ｄ 端子
Claims (14)
- 【請求項１】 発振周波数が電源電圧および周波数制
御端子へ付加された容量値にそれぞれ依存する水晶発振
回路と、前記水晶発振回路の周波数補償のためのコンデ
ンサと、前記水晶発振回路に供給される電源電圧を予め
定められた基準電圧と比較し、比較結果に従った制御信
号を出力する電源電圧検出器と、前記コンデンサと結合
し、前記制御信号の制御端子への入力によってオン・オ
フされ、このオン・オフにより前記周波数制御端子への
前記コンデンサの接続・被接続を行う制御スイッチとを
含む水晶発振器。 - 【請求項２】 電源電圧が高いとき高い発振周波数の
信号を発生し、且つ周波数制御端子への容量の付加によ
って前記発振周波数が低下する水晶発振回路と、一端が
前記周波数制御端子に接続されたコンデンサと、前記水
晶発振回路に供給される電源電圧を予め定められた基準
電圧と比較し、前記電源電圧が前記基準電圧より高いと
き第１の制御信号を送出し、前記電源電圧が前記基準電
圧より低いとき第２の制御信号を送出する電源電圧検出
器と、一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が
接地され、前記第１の制御信号の制御端子への入力によ
ってオンとされ、前記第２の制御信号の前記制御端子へ
の入力によってオフとされる制御スイッチとを含む水晶
発振器。 - 【請求項３】 電源電圧の高いとき高い発振周波数の
信号を発生し、且つ周波数制御端子への容量の付加によ
って前記発振周波数が上昇する水晶発振回路と、一端が
前記周波数制御端子に接続されたコンデンサと、前記水
晶発振回路に供給される電源電圧を予め定められた基準
電圧と比較し、前記電源電圧が前記基準電圧より高いと
き第１の制御信号を送出し、前記電源電圧が前記基準電
圧より低いとき第２の制御信号を送出する電源電圧検出
器と、一端が前記コンデンサの他端に接続され、他端が
接地され、前記第１の制御信号の制御端子への入力によ
ってオフとされ、前記第２の制御信号の前記制御端子へ
の入力によってオンとされる制御スイッチとを含む水晶
発振器。 - 【請求項４】 電源電圧の高いとき高い発振周波数の
信号を発生し、且つ周波数制御端子への容量の付加によ
って前記発振周波数が低下する水晶発振回路と、一端が
前記周波数制御端子に接続された第１のコンデンサと、
前記水晶発振回路に供給される電源電圧を予め定められ
た基準電圧と比較し、前記電源電圧が前記基準電圧より
高いとき第１の制御信号を送出し、前記電源電圧が前記
基準電圧より低いとき第２の制御信号を送出する電源電
圧検出器と、一端が前記第１のコンデンサの他端に接続
され他端が接地された第２のコンデンサと、一端が前記
第１のコンデンサの他端に接続され、他端が接地され、
前記第１の制御信号の制御端子への入力によってオンと
され、前記第２の制御信号の前記制御端子への入力によ
ってオフとされる制御スイッチとを含む水晶発振器。 - 【請求項５】 前記制御スイッチは、コレクタが前記
第１のコンデンサの他端に接続され、エミッタが接地さ
れ、ベースが前記制御端子に接続されているＮＰＮトラ
ンジスタを含む請求項４記載の水晶発振器。 - 【請求項６】 電源電圧の高いとき高い発振周波数の
信号を発生し、且つ周波数制御端子への容量の付加によ
って前記発振周波数が上昇する水晶発振回路と、一端が
前記周波数制御端子に接続された第１のコンデンサと、
前記水晶発振回路に供給される電源電圧を予め定められ
た基準電圧と比較し、前記電源電圧が前記基準電圧より
高いとき第１の制御信号を送出し、前記電源電圧が前記
基準電圧より低いとき第２の制御信号を送出する電源電
圧検出器と、一端が前記第１のコンデンサの他端に接続
され他端が接地された第４のコンデンサと、一端が前記
第１のコンデンサの他端に接続され、他端が接地され、
前記第１の制御信号の制御端子への入力によってオンと
され、前記第２の制御信号の前記制御端子への入力によ
ってオフとされる制御スイッチとを含む水晶発振器。 - 【請求項７】 前記制御スイッチは、コレクタが前記
第３のコンデンサの他端に接続され、エミッタが接地さ
れ、ベースが前記制御端子に接続されているＮＰＮトラ
ンジスタを含む請求項６記載の水晶発振器。 - 【請求項８】 前記水晶発振回路は、電源電圧が高い
とき低い発振周波数の信号を発生し、且つ周波数制御端
子への容量の付加によって前記発振周波数が低下し、前
記コンデンサは、一端が前記周波数制御端子に接続され
、前記電源電圧検出器は、前記電源電圧が前記基準電圧
より高いとき第１の制御信号を送出し、前記電源電圧が
前記基準電圧より低いとき第２の制御信号を送出し、前
記制御スイッチは、一端が前記コンデンサの他端に接続
され、他端が接地され、前記第１の制御信号の制御端子
への入力によってオフとされ、前記第２の制御信号の前
記制御端子への入力によってオンとされる請求項１記載
の水晶発振器。 - 【請求項９】 前記水晶発振回路は、電源電圧の高い
とき低い発振周波数の信号を発生し、且つ周波数制御端
子への容量の付加によって前記発振周波数が上昇し、前
記コンデンサは、一端が前記周波数制御端子に接続され
、前記電源電圧検出器は、前記電源電圧が前記基準電圧
より高いとき第１の制御信号を送出し、前記電源電圧が
前記基準電圧より低いとき第２の制御信号を送出し、前
記制御スイッチは、一端が前記コンデンサの他端に接続
され、他端が接地され、前記第１の制御信号の前記制御
端子への入力によってオンとされ、前記第２の制御信号
の制御端子への入力によってオフとされる請求項１記載
の水晶発振器。 - 【請求項１０】 電源電圧の変化および周波数制御端
子への容量の付加によってそれぞれ発振周波数が変化す
る水晶発振回路と、一端が前記周波数制御端子に接続さ
れた第１のコンデンサと、前記水晶発振回路に供給され
る電源電圧を予め定められた基準電圧と比較し、前記電
源電圧が前記基準電圧より高いとき第１の制御信号を送
出し、前記電源電圧が前記基準電圧より低いとき第２の
制御信号を送出する電源電圧検出器と、一端が前記第１
のコンデンサの他端に接続され他端が接地された第２の
コンデンサと、一端が前記第１のコンデンサの他端に接
続され、他端が接地され、前記第１の制御信号の制御端
子への入力によってオンおよびオフの一方とされ、前記
第２の制御信号の前記制御端子への入力によってオンお
よびオフの他方とされる制御スイッチとを含む水晶発振
器。 - 【請求項１１】 前記制御スイッチは、コレクタが前
記第１のコンデンサの他端に接続され、エミッタが接地
され、ベースが前記制御端子とされているＮＰＮトラン
ジスタを含む請求項１０記載の水晶発振器。 - 【請求項１２】 前記水晶発振回路は、電源電圧の高
いとき低い発振周波数の信号を発生し、且つ周波数制御
端子への容量の付加によって前記発振周波数が上昇し、
前記制御スイッチは、前記第１の制御信号の前記制御端
子への入力によってオンとされ、前記第２の制御信号の
前記制御端子への入力によってオフとされる請求項１０
記載の水晶発振器。 - 【請求項１３】 前記水晶発振回路は、電源電圧の高
いとき低い発振周波数の信号を発生し、且つ周波数制御
端子への容量の付加によって前記発振周波数が低下し、
前記制御スイッチは、前記第１の制御信号の前記制御端
子への入力によってオフとされ、前記第２の制御信号の
前記制御端子への入力によってオンとされる請求項１０
記載の水晶発振器。 - 【請求項１４】 前記制御スイッチは、コレクタが前
記コンデンサの他端に接続され、エミッタが接地され、
ベースが前記制御端子に接続されているＮＰＮトランジ
スタを含む請求項８または９記載の水晶発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3028508A JPH04211502A (ja) | 1990-03-27 | 1991-02-22 | 水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7801990 | 1990-03-27 | ||
| JP2-78019 | 1990-03-27 | ||
| JP3028508A JPH04211502A (ja) | 1990-03-27 | 1991-02-22 | 水晶発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04211502A true JPH04211502A (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=26366613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3028508A Pending JPH04211502A (ja) | 1990-03-27 | 1991-02-22 | 水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04211502A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07311289A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-11-28 | Nec Corp | 電子時計及び時刻補正方法 |
| JP2009128217A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Max Co Ltd | 電子装置および時刻補正方法 |
| JP2009177522A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶発振器の周波数調整方法 |
| JP2013121098A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Seiko Epson Corp | 発振回路、及び電子機器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149462A (en) * | 1976-06-08 | 1977-12-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Power supply voltage compensating oscillator circuit for electronic watches |
| JPS54153555A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-03 | Nippon Precision Circuits | Crystal oscillator circuit |
| JPH01256202A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Nec Corp | Ｃｍｏｓ水晶発振回路 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3028508A patent/JPH04211502A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149462A (en) * | 1976-06-08 | 1977-12-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Power supply voltage compensating oscillator circuit for electronic watches |
| JPS54153555A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-03 | Nippon Precision Circuits | Crystal oscillator circuit |
| JPH01256202A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Nec Corp | Ｃｍｏｓ水晶発振回路 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07311289A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-11-28 | Nec Corp | 電子時計及び時刻補正方法 |
| JP2009128217A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Max Co Ltd | 電子装置および時刻補正方法 |
| JP2009177522A (ja) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶発振器の周波数調整方法 |
| JP2013121098A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Seiko Epson Corp | 発振回路、及び電子機器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991019 |