JPH04298103A - Oscillation circuit - Google Patents

Oscillation circuit

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JPH04298103A
JPH04298103A JP6302791A JP6302791A JPH04298103A JP H04298103 A JPH04298103 A JP H04298103A JP 6302791 A JP6302791 A JP 6302791A JP 6302791 A JP6302791 A JP 6302791A JP H04298103 A JPH04298103 A JP H04298103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
drain
gate
pad
optional
Prior art date
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Pending
Application number
JP6302791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Shigemori
三喜男 重盛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH04298103A publication Critical patent/JPH04298103A/en
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To optimize an oscillating condition over a wide frequency range by making a feedback resistance value adjustable in an inverter oscillation circuit. CONSTITUTION:A feedback resistance between the drain and the gate of an inverter 1 is varied for 2 steps or over by combining 'connection' and 'nonconnection' of option pads 10, 12 to the terminal of a piezoelectric vibrator 7 connecting to a drain pad 6. When the oscillating frequency is low, the feedback resistance is increased without connecting the option pads and when the oscillating frequency is conversely high, the option pads are connected to decrease the feedback resistance, thereby optimizing the oscillating condition.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、インバーター方式で構
成する発振回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillation circuit constructed using an inverter system.

【0002】0002

【従来の技術】従来の発振回路の一例を図5に示す。2. Description of the Related Art An example of a conventional oscillation circuit is shown in FIG.

【0003】図において、101はインバーターで、た
とえば所望の発振周波数で動作可能な高速型のCMOS
のインバーターである。そしてこのインバーター101
に、ゲート容量102とドレイン容量103と、フィー
ドバック抵抗104が接続している。これに圧電振動子
107がゲートパッド105とドレインパッド106を
介してワイヤーボンディング等で接続される。108は
発振波形を増幅する出力バッファである。
In the figure, 101 is an inverter, for example, a high-speed CMOS that can operate at a desired oscillation frequency.
This is an inverter. And this inverter 101
A gate capacitor 102, a drain capacitor 103, and a feedback resistor 104 are connected to the gate capacitor 102 and the drain capacitor 103. A piezoelectric vibrator 107 is connected to this via a gate pad 105 and a drain pad 106 by wire bonding or the like. 108 is an output buffer that amplifies the oscillation waveform.

【0004】この様に構成した発振回路において、圧電
振動子が安定して発振する発振可能周波数帯を決定する
のは、インバーター101の増幅率とゲート容量102
とドレイン容量103とフィードバック抵抗104であ
る。この中で特に周波数帯を大きく変える事ができるの
は、フィードバック抵抗104であり具体的には、図4
に示す特性図に基づき抵抗値設定がされる。図4は、圧
電振動子から回路側を見た負性抵抗特性図であり、負性
抵抗が存在する周波数が発振可能である事を示し、又、
負性抵抗値が大きい程、発振余裕度がある(発振しやす
い)事を示す。この様にして見ると、低い周波数帯は高
抵抗で、高い周波数になる程抵抗値を小さくしていけば
良い事になる。例えば表1の様にフィードバック抵抗を
決定する。
In the oscillation circuit configured in this manner, the oscillation frequency band in which the piezoelectric vibrator stably oscillates is determined by the amplification factor of the inverter 101 and the gate capacitance 102.
, a drain capacitance 103 , and a feedback resistor 104 . Among these, the feedback resistor 104 can particularly change the frequency band significantly, and specifically, it is shown in FIG.
The resistance value is set based on the characteristic diagram shown in . FIG. 4 is a negative resistance characteristic diagram viewed from the piezoelectric vibrator to the circuit side, showing that the frequency where negative resistance exists can be oscillated, and
The larger the negative resistance value, the more oscillation margin there is (easier to oscillate). Looking at it this way, the resistance is high in the low frequency band, and the higher the frequency, the smaller the resistance value. For example, determine the feedback resistance as shown in Table 1.

【表1】 もし以上の様な設定変更をしないと、圧電振動子の所望
の次数で発振せず他の次数でつまり他の周波数で発振し
てしまう。たとえば基本波で10MHzの振動子をフィ
ードバック抵抗6KΩで発振させようとすると3次波の
30MHzで発振してしまう。3次波で60MHzの振
動子をフィードバック抵抗4KΩで発振させようとする
と基本波の20MHzで発振してしまう。したがって、
フィードバック抵抗は発振周波数に対して最適値を設定
しなければならない。
[Table 1] If the above settings are not changed, the piezoelectric vibrator will not oscillate at the desired order, but will oscillate at another order, that is, at another frequency. For example, if an attempt is made to oscillate a vibrator with a fundamental wave of 10 MHz using a feedback resistor of 6 KΩ, it will oscillate with a tertiary wave of 30 MHz. If you try to oscillate a 60MHz vibrator with a tertiary wave using a feedback resistance of 4KΩ, it will oscillate at the fundamental wave of 20MHz. therefore,
The feedback resistance must be set at an optimal value for the oscillation frequency.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の様な従
来の図5に示す様な構成の発振回路では、フィードバッ
ク抵抗が固定されているので発振周波数帯に応じてフィ
ードバック抵抗を設定しようとすると、発振周波数帯の
数だけ発振回路を用意する必要がある。発振回路をIC
化している場合は、その数だけICを用意しなければな
らない。
[Problem to be Solved by the Invention] However, in the conventional oscillation circuit having the configuration shown in FIG. 5, the feedback resistance is fixed, so when trying to set the feedback resistance according to the oscillation frequency band, , it is necessary to prepare as many oscillation circuits as there are oscillation frequency bands. IC oscillation circuit
If the number of ICs is the same, you must prepare the same number of ICs.

【0006】そこで本発明は、1種類の発振回路、特に
1種類の発振回路ICで広い周波数帯を最適な発振条件
で発振可能な発振回路を提供する事を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an oscillation circuit that can oscillate in a wide frequency band under optimal oscillation conditions using one type of oscillation circuit, particularly one type of oscillation circuit IC.

【0007】[0007]

【課題を解決する為の手段】上記の目的を達成するため
本発明の発振回路は、インバーターと、インバーターの
ゲートに接続されたゲート容量と、インバーターのドレ
インに接続されたドレイン容量と、インバーターのドレ
インとゲート間に接続されたフィードバック抵抗と、イ
ンバーターのゲートに接続されたゲートパッドと、イン
バーターのドレインに接続されたドレインパッドと、ゲ
ートパッドとドレインパッドに接続される圧電振動子と
、インバーターのゲートあるいはドレインに一端が接続
されているオプション抵抗と、そのオプション抵抗の他
の一端と接続されたオプションパッドとから発振回路を
構成している。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the oscillation circuit of the present invention includes an inverter, a gate capacitor connected to the gate of the inverter, a drain capacitor connected to the drain of the inverter, and a gate capacitor connected to the gate of the inverter. A feedback resistor connected between the drain and the gate, a gate pad connected to the gate of the inverter, a drain pad connected to the drain of the inverter, a piezoelectric vibrator connected to the gate pad and the drain pad, and a piezoelectric vibrator connected to the gate pad and the drain pad of the inverter. An oscillation circuit is constituted by an optional resistor whose one end is connected to the gate or drain, and an optional pad which is connected to the other end of the optional resistor.

【0008】[0008]

【作用】インバーターのゲートあるいはドレインからオ
プション抵抗を介して接続されるオプションパッドと圧
電振動子との接続を組合せる事により、フィードバック
抵抗とオプションパッドに接続されるオプション抵抗と
が並列接続され、インバーターのゲート、ドレイン間の
実質的なフィードバック抵抗値が可変できる。フィード
バック抵抗値が大きいと低周波側で負性抵抗が大きくな
り、逆にフィードバック抵抗値が小さいと高周波側で負
性抵抗が大きくなるので、発振周波数が低い時にはオプ
ションパッドを接続せず実質的なフィードバック抵抗値
を大きくし、発振周波数が高い時にはオプションパッド
を接続して実質的なフィードバック抵抗値を小さくする
事で発振条件が最適化される。これにより1つの発振回
路、特に1つの発振回路ICで広い範囲の周波数帯を発
振させる事ができる。
[Operation] By combining the connection between the optional pad connected from the gate or drain of the inverter via the optional resistor and the piezoelectric vibrator, the feedback resistor and the optional resistor connected to the optional pad are connected in parallel, and the inverter The actual feedback resistance between the gate and drain can be varied. If the feedback resistance value is large, the negative resistance will be large on the low frequency side, and conversely, if the feedback resistance value is small, the negative resistance will be large on the high frequency side, so when the oscillation frequency is low, the option pad is not connected and the The oscillation conditions are optimized by increasing the feedback resistance value and, when the oscillation frequency is high, by connecting an optional pad to reduce the actual feedback resistance value. This allows one oscillation circuit, especially one oscillation circuit IC, to oscillate over a wide frequency range.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明の一実施例を示す回路図で、1は、発振周
波帯の最も高い周波数で動作可能な高速型のCMOSの
インバーターである。2は、インバーターのゲートに接
続されるゲート容量、3はインバーターのドレインに接
続されるドレイン容量で、それぞれパターンの浮遊容量
、インバーターの寄生容量等の容量も含む。4は、フィ
ードバック抵抗でインバーターのゲートとドレイン間に
接続されインバーターの動作バイアスを決め、同時に発
振周波数帯を決める性質も持つ。5は、インバーターの
ゲートに接続されるゲートパッド、6は、インバーター
のドレインに接続されるドレインパッドであり、それぞ
れパッドから外部圧電振動子7とワイヤーボンディング
等によって接続される。8は発振波形を増幅し出力する
出力バッファである。9は、インバーターのゲートに一
端が接続されている第1のオプション抵抗で、他の一端
はオプションパッド10に接続されている。11は、9
と同様にインバーターのゲートに一端が接続されている
第2のオプション抵抗で、他の一端はオプションパッド
12に接続されている。
[Examples] Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and 1 is a high-speed CMOS inverter that can operate at the highest frequency of the oscillation frequency band. 2 is a gate capacitance connected to the gate of the inverter, and 3 is a drain capacitance connected to the drain of the inverter, each of which also includes capacitances such as stray capacitance of the pattern and parasitic capacitance of the inverter. 4 is a feedback resistor connected between the gate and drain of the inverter, which determines the operating bias of the inverter and also has the property of determining the oscillation frequency band. 5 is a gate pad connected to the gate of the inverter, 6 is a drain pad connected to the drain of the inverter, and each pad is connected to an external piezoelectric vibrator 7 by wire bonding or the like. 8 is an output buffer that amplifies and outputs the oscillation waveform. A first optional resistor 9 has one end connected to the gate of the inverter, and the other end connected to the optional pad 10. 11 is 9
Similarly, the second optional resistor has one end connected to the gate of the inverter, and the other end connected to the optional pad 12.

【0010】以上の様に構成した発振回路において、フ
ィードバック抵抗4と第1のオプション抵抗9と第2の
オプション抵抗11を一例として次の表2の様に設定す
る。
In the oscillation circuit configured as described above, the feedback resistor 4, first optional resistor 9, and second optional resistor 11 are set as shown in Table 2 below, by way of example.

【表2】 以上の発振回路を広い周波数帯を発振動作させる為に第
1と第2のオプション抵抗を図2にもとづき以下の様に
周波数帯ごとに使い分ける。まず、低い周波数ではゲー
トパッド5とドレインパッド6だけをそれぞれ圧電振動
子の両端子に接続して動作させる。次に中間周波数では
ゲートパッドとドレインパッドの他に第1のオプション
抵抗又は第2のオプション抵抗どちらかのオプションパ
ッド10又は12をドレインパッド6と接続されている
側の圧電振動子端子に接続する。これによりフィードバ
ック抵抗と、第1又は第2のオプション抵抗は並列接続
された事になり、実質的なフィードバック抵抗値は低下
し発振周波数帯は高周波側へ移動する。次に最も高い周
波数では、ゲートパッドとドレインパッドの他に第1及
び第2のオプション抵抗両方のオプションパッド10と
12をドレインパッド6と接続されている側の圧電振動
子端子に接続する。これにより実質的なフィードバック
抵抗値は更に低下し発振周波数帯は更に高周波側へ移動
する。
[Table 2] In order to cause the above oscillation circuit to oscillate over a wide frequency band, the first and second optional resistors are used for each frequency band as shown below based on FIG. First, at low frequencies, only the gate pad 5 and drain pad 6 are connected to both terminals of the piezoelectric vibrator and operated. Next, at the intermediate frequency, in addition to the gate pad and the drain pad, the optional pad 10 or 12 of either the first optional resistor or the second optional resistor is connected to the piezoelectric vibrator terminal on the side connected to the drain pad 6. . As a result, the feedback resistor and the first or second optional resistor are connected in parallel, the actual feedback resistance value decreases, and the oscillation frequency band shifts to the high frequency side. At the next highest frequency, in addition to the gate pad and the drain pad, the optional pads 10 and 12 of both the first and second optional resistors are connected to the piezoelectric vibrator terminal on the side connected to the drain pad 6. As a result, the actual feedback resistance value further decreases, and the oscillation frequency band shifts to a higher frequency side.

【0011】一例として5MHzから75MHzまで本
実施例の発振回路で発振動作させるとする場合、表3の
様にオプションパッドと圧電振動子をワイヤーボンディ
ング等によって接続する。
As an example, when the oscillation circuit of this embodiment is operated from 5 MHz to 75 MHz, the optional pads and the piezoelectric vibrator are connected by wire bonding or the like as shown in Table 3.

【表3】 以上の様に発振周波数帯に応じて実質的なフィードバッ
ク抵抗値を変化させ発振条件を最適値化させる事ができ
るので、1つの発振回路又は1つの発振用ICで広い周
波数帯をカバーする事ができる。
[Table 3] As described above, it is possible to optimize the oscillation conditions by changing the actual feedback resistance value according to the oscillation frequency band, so one oscillation circuit or one oscillation IC can handle a wide frequency band. It can be covered.

【0012】本実施例では、第1、第2のオプション抵
抗の一端がインバーターのゲートに接続されているが、
図3に示す様にインバーターのドレインに接続されてい
る構成でも同様の効果が上げられる。
In this embodiment, one ends of the first and second optional resistors are connected to the gate of the inverter.
A similar effect can be achieved with a configuration in which the inverter is connected to the drain of the inverter as shown in FIG.

【0013】又、本実施例では、2個のオプション抵抗
を接続できる様に構成したが、1個のオプション抵抗で
あっても、又3個以上のオプション抵抗であっても同様
の効果が上げられる。
Furthermore, in this embodiment, two optional resistors are connected, but the same effect can be obtained even if one optional resistor or three or more optional resistors are used. It will be done.

【0014】又、本実施例では、抵抗値をフィードバッ
ク抵抗を2MΩ、第1のオプション抵抗を6KΩ、第2
のオプション抵抗を4KΩと設定し広範囲に発振動作可
能としたが、第2の実施例としてフィードバック抵抗を
5KΩ、第1のオプション抵抗を100KΩ、第2のオ
プション抵抗を50KΩとし、第1の実施例で示した様
なオプションパッドの接続をすれば、実質的なフィード
バック抵抗値は5KΩ、4.7KΩ、4.5KΩ、4.
3KΩと小さな幅で抵抗値変化が可能となる。こうする
事によりIC内蔵抵抗は量産上一般的に±10〜20%
程度バラツキがあるが、このバラツキを補正し発振条件
を最適化し安定した発振させる事も可能になる。
In addition, in this embodiment, the resistance value feedback resistor is 2MΩ, the first option resistance is 6KΩ, and the second option resistance is 2MΩ.
The optional resistance was set to 4KΩ to enable oscillation operation over a wide range, but in the second embodiment, the feedback resistance was set to 5KΩ, the first option resistance was 100KΩ, and the second option resistance was 50KΩ. If you connect the optional pads as shown in , the actual feedback resistance values will be 5KΩ, 4.7KΩ, 4.5KΩ, 4.
It is possible to change the resistance value within a small width of 3KΩ. By doing this, the IC built-in resistance is generally ±10 to 20% in mass production.
Although there is a degree of variation, it is also possible to correct this variation and optimize the oscillation conditions to achieve stable oscillation.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明によれば、オプションパッドと圧
電振動子との接続を任意に組合せる事により、実質的な
フィードバック抵抗を可変させる事ができる為、1つの
発振回路又は1つの発振用ICで広い周波数帯を最適な
発振条件でカバーする事ができる。又、フィードバック
抵抗の量産バラツキを補正する様な構成とする事も可能
なので発振条件を最適化し安定した発振が可能となる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the substantial feedback resistance can be varied by arbitrarily combining the connection between the option pad and the piezoelectric vibrator. ICs can cover a wide frequency band under optimal oscillation conditions. Furthermore, it is possible to configure a configuration that corrects mass-produced variations in feedback resistors, so oscillation conditions can be optimized and stable oscillation can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示した発振回路図である。FIG. 1 is an oscillation circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の接続方法を示すワイヤーボ
ンディング図である。
FIG. 2 is a wire bonding diagram showing a connection method according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例を示す発振回路図である。FIG. 3 is an oscillation circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】フィードバック抵抗値による負性抵抗値の変化
を示す負性抵抗特性図。
FIG. 4 is a negative resistance characteristic diagram showing changes in negative resistance value due to feedback resistance value.

【図5】従来の発振回路の一例を示す発振回路図である
FIG. 5 is an oscillation circuit diagram showing an example of a conventional oscillation circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101  インバーター 2、102  ゲート容量 3、103  ドレイン容量 4、104  フィードバック抵抗 5、105  ゲートパッド 6、106  ドレインパッド 7、107  圧電振動子 8、108  出力バッファ 9  第1のオプション抵抗 10、12  オプションパッド 11  第2のオプション抵抗 1, 101 Inverter 2, 102 Gate capacity 3, 103 Drain capacity 4, 104 Feedback resistance 5, 105 Gate pad 6, 106 Drain pad 7, 107 Piezoelectric vibrator 8, 108 Output buffer 9 First option resistance 10, 12 Option pad 11 Second optional resistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インバーターと、インバーターのゲートに
接続されたゲート容量と、インバーターのドレインに接
続されたドレイン容量と、インバーターのドレインとゲ
ート間に接続されたフィードバック抵抗と、インバータ
ーのゲートに接続されたゲートパッドと、インバーター
のドレインに接続されたドレインパッドと、ゲートパッ
ドとドレインパッドに接続される圧電振動子と、インバ
ーターのゲート又はドレインに一端が接続されているオ
プション抵抗と、そのオプション抵抗の他の一端と接続
されたオプションパッドとからなることを特徴とする発
振回路。
Claim 1: An inverter, a gate capacitor connected to the gate of the inverter, a drain capacitor connected to the drain of the inverter, a feedback resistor connected between the drain and gate of the inverter, and a feedback resistor connected to the gate of the inverter. a drain pad connected to the drain of the inverter, a piezoelectric vibrator connected to the gate pad and drain pad, an optional resistor whose one end is connected to the gate or drain of the inverter, and the optional resistor. An oscillator circuit comprising an optional pad connected to one end of the other end.
JP6302791A 1991-03-27 1991-03-27 Oscillation circuit Pending JPH04298103A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023162737A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 Oscillator circuit

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WO2023162737A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 Oscillator circuit

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