JPH05121939A - 水晶制御発振器回路 - Google Patents
水晶制御発振器回路Info
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- JPH05121939A JPH05121939A JP4099995A JP9999592A JPH05121939A JP H05121939 A JPH05121939 A JP H05121939A JP 4099995 A JP4099995 A JP 4099995A JP 9999592 A JP9999592 A JP 9999592A JP H05121939 A JPH05121939 A JP H05121939A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
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- H03B1/00—Details
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/0002—Types of oscillators
- H03B2200/0012—Pierce oscillator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03B2200/006—Functional aspects of oscillators
- H03B2200/007—Generation of oscillations based on harmonic frequencies, e.g. overtone oscillators
-
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- H03B2200/0098—Functional aspects of oscillators having a balanced output signal
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 一つの外部水晶のみを必要とする完全にモノ
リシックとして製造できる水晶発振器回路を提供する。 【構成】 第一と第二のトランジスタが差動対を形成す
るように接続される水晶発振器回路が提供される。第二
のトランジスタが発振器に対する反転利得段として機能
し、二つのコンデンサが本質的に誘導子として機能する
水晶と直列帰還経路を完結するために提供される。これ
らコンデンサはデバイス寄生の影響を最小にするために
十分に大きく、そしてモノリシック実現のために十分に
小さくされる。 【効果】 この回路からの方形波出力は発振器利得段か
ら完全に隔離され、従ってこれに続く論理ゲートは発振
器性能にはなんの影響も持たず、ＡＣ結合コンデンサを
必要とすることなくＤＣ結合が使用できる。この回路
は、完全にモノリシックであり、一つの外部水晶のみで
済む。
リシックとして製造できる水晶発振器回路を提供する。 【構成】 第一と第二のトランジスタが差動対を形成す
るように接続される水晶発振器回路が提供される。第二
のトランジスタが発振器に対する反転利得段として機能
し、二つのコンデンサが本質的に誘導子として機能する
水晶と直列帰還経路を完結するために提供される。これ
らコンデンサはデバイス寄生の影響を最小にするために
十分に大きく、そしてモノリシック実現のために十分に
小さくされる。 【効果】 この回路からの方形波出力は発振器利得段か
ら完全に隔離され、従ってこれに続く論理ゲートは発振
器性能にはなんの影響も持たず、ＡＣ結合コンデンサを
必要とすることなくＤＣ結合が使用できる。この回路
は、完全にモノリシックであり、一つの外部水晶のみで
済む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波数信号を発生す
るための水晶発振器回路、より詳細には、生来の基本周
波数抑制を持つ高周波数のモノリシック第三オーバート
ーン（調波（overtone））水晶発振器回路に関する。
るための水晶発振器回路、より詳細には、生来の基本周
波数抑制を持つ高周波数のモノリシック第三オーバート
ーン（調波（overtone））水晶発振器回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ケネディー（Kennedy ）に１９８６年７
月１５日付けで交付された、『二重モード水晶位相シフ
トトランジスタ発振器（DUALMODE CRYSTAL PHASE SHIFT
TRANSISTOR OSCILLATOR ）』という名称の合衆国特許
第４，６００，８９９号は、出力から入力への帰還ルー
プを持つ増幅器を含む発振器を開示するが、この帰還ル
ープは共振器、例えば、所定の周波数において増幅器の
発振を行なう水晶を含む。この増幅器に結合された平衡
変調器は同一周波数にて変動する電圧を生成し、この電
圧は、ゼロ以上の振幅にて増幅器と同期して或はこの位
相と１８０°ずれて選択的に変動する。この電圧が増幅
器の出力と９０°位相をずらして帰還ループ内に選択的
に挿入され、こうして、これが挿入されたとき、増幅器
の発振の周波数は、所定の周波数から増幅器と電圧の位
相関係に依存する方向に電圧の振幅に依存する量だけ変
動する。
月１５日付けで交付された、『二重モード水晶位相シフ
トトランジスタ発振器（DUALMODE CRYSTAL PHASE SHIFT
TRANSISTOR OSCILLATOR ）』という名称の合衆国特許
第４，６００，８９９号は、出力から入力への帰還ルー
プを持つ増幅器を含む発振器を開示するが、この帰還ル
ープは共振器、例えば、所定の周波数において増幅器の
発振を行なう水晶を含む。この増幅器に結合された平衡
変調器は同一周波数にて変動する電圧を生成し、この電
圧は、ゼロ以上の振幅にて増幅器と同期して或はこの位
相と１８０°ずれて選択的に変動する。この電圧が増幅
器の出力と９０°位相をずらして帰還ループ内に選択的
に挿入され、こうして、これが挿入されたとき、増幅器
の発振の周波数は、所定の周波数から増幅器と電圧の位
相関係に依存する方向に電圧の振幅に依存する量だけ変
動する。
【０００３】この特許は水晶制御発振器から電圧制御発
振器を作る方法について開示する。第三オーバートーン
の用途に水晶発振器が使用できるか否かの示唆はない。
これは、基本モードでの水晶発振器に制限され、この革
新的な部分は、これが追加の回路によって電圧制御発振
器としても使用できることである。
振器を作る方法について開示する。第三オーバートーン
の用途に水晶発振器が使用できるか否かの示唆はない。
これは、基本モードでの水晶発振器に制限され、この革
新的な部分は、これが追加の回路によって電圧制御発振
器としても使用できることである。
【０００４】１９６２年９月１８日付けでギンディ（Gi
ndi ）に交付された、『鋭いエッジの出力パルスを生成
するためのフリーラニングパルス生成器（FREE-RUNNING
PULSE GENERATOR FOR PRODUCING STEEP EDGE OUTPUT P
ULSES）』という名称の合衆国特許第３，０５４，９６
７号は予めに選択された反復速度にて実質的に長方形の
出力パルスを発生するためのトランジスタを使用するパ
ルス発生器を開示するが、こうして生成されるパルスは
１メガサイクル以上の周波数において正確にタイミング
を含せる目的のための鋭いエッジ部分を持つ。この特許
は、動作の正しい周波数を選択するために誘導子及び変
圧器を使用する。本発明の重要な目的の一つは、周波数
選択のためのこのような誘導要素の使用を回避すること
にある。
ndi ）に交付された、『鋭いエッジの出力パルスを生成
するためのフリーラニングパルス生成器（FREE-RUNNING
PULSE GENERATOR FOR PRODUCING STEEP EDGE OUTPUT P
ULSES）』という名称の合衆国特許第３，０５４，９６
７号は予めに選択された反復速度にて実質的に長方形の
出力パルスを発生するためのトランジスタを使用するパ
ルス発生器を開示するが、こうして生成されるパルスは
１メガサイクル以上の周波数において正確にタイミング
を含せる目的のための鋭いエッジ部分を持つ。この特許
は、動作の正しい周波数を選択するために誘導子及び変
圧器を使用する。本発明の重要な目的の一つは、周波数
選択のためのこのような誘導要素の使用を回避すること
にある。
【０００５】１９８１年１０月２７日付けでゲース（Go
erth）に交付された、『ＭＯＳコンデンサを含む水晶発
振器（CRYSTAL OSCILLATOR INCLUDING A MOS-CAPACITO
R）』という名称の合衆国特許第４，２９７，６５４号
は基板上のエピタキシャル層内に提供されるゾーンとゾ
ーン上の絶縁層上の導電層と間にＭＯＳコンデンサを持
つ半導体素子を開示するが、ここでは、差動増幅器を持
つ可同調発振器、制御電圧によって制御される電流分配
器、並びにＭＯＳコンデンサ及び位相シフト素子と差動
増幅器の入力との間に存在するフィールドバック経路を
含む位相シフト要素から成る構造が使用される。このフ
ィールドバック経路は水晶発振器及びエミッタ・フォロ
アトランジスタを含む。このゾーンと反対の導電タイプ
の基板との間の漂遊キャパシタンスは接続電極を通じて
固定された電位が加えられる反対の導電タイプのさらに
もう一つのゾーンによって大きく低減される。この接続
ポイントは、回路の供給電圧のためのものであり、第一
の導電タイプのこのもう一つのゾーンはエミッタ・フォ
ロアトランジスタのエミッタ・ベース電流経路に並列に
接続される。
erth）に交付された、『ＭＯＳコンデンサを含む水晶発
振器（CRYSTAL OSCILLATOR INCLUDING A MOS-CAPACITO
R）』という名称の合衆国特許第４，２９７，６５４号
は基板上のエピタキシャル層内に提供されるゾーンとゾ
ーン上の絶縁層上の導電層と間にＭＯＳコンデンサを持
つ半導体素子を開示するが、ここでは、差動増幅器を持
つ可同調発振器、制御電圧によって制御される電流分配
器、並びにＭＯＳコンデンサ及び位相シフト素子と差動
増幅器の入力との間に存在するフィールドバック経路を
含む位相シフト要素から成る構造が使用される。このフ
ィールドバック経路は水晶発振器及びエミッタ・フォロ
アトランジスタを含む。このゾーンと反対の導電タイプ
の基板との間の漂遊キャパシタンスは接続電極を通じて
固定された電位が加えられる反対の導電タイプのさらに
もう一つのゾーンによって大きく低減される。この接続
ポイントは、回路の供給電圧のためのものであり、第一
の導電タイプのこのもう一つのゾーンはエミッタ・フォ
ロアトランジスタのエミッタ・ベース電流経路に並列に
接続される。
【０００６】この特許は、集積回路内に使用されるオン
チップＭＯＳコンデンサ、例えば、モノリシック形式で
の任意の発振器回路上の寄生効果をいかに低減するかに
ついて述べる。これは、水晶発振器回路設計の分野とい
うよりもむしろ半導体デバイス物理及び集積に関する。
チップＭＯＳコンデンサ、例えば、モノリシック形式で
の任意の発振器回路上の寄生効果をいかに低減するかに
ついて述べる。これは、水晶発振器回路設計の分野とい
うよりもむしろ半導体デバイス物理及び集積に関する。
【０００７】１９５７年６月１８日付けでグリーンスパ
ン（Greenspan ）らに交付された、『水晶制御緩和発振
器（CRYSTAL-CONTROLLED RELAXATION OSCILATOR ）』と
いう名称の合衆国特許第２，７９６，５２２号は緩和発
振器、より具体的には、圧電水晶によって緩和発振器の
周波数を安定化させるための方法及び装置に関する。こ
の発振器は、マルチバイブレータを含み、この出力周波
数は圧電水晶のある調波或はサブ調波と同期される。こ
の圧電水晶はマルチバイブレータの格子回路に結合さ
れ、この水晶及び電子管は水晶が結合された格子回路内
において電子管が点火する前に直ちに水晶発振器として
機能する。この水晶発振器に加えて、この回路は、低Ｑ
振幅不安定発振器として共振し、これら周波数は水晶周
波数のある調波或はサブ調波に固定される。この低Ｑ発
振器は振幅が不安定なために、この回路の一連の発振
は、次第に増加する振幅の出力電圧を生成し、マルチバ
イブレータの電子管の点火はこれら電圧ピークの一つに
よって制御される。これらピークの振幅は、特に点火の
直前の期間において急速に増加するために、この回路
は、一連の電圧ピークを簡単に差別することができる。
この特許は、水晶の追加によって周波数が一層安定化さ
れる緩和発振器について述べる。緩和発振器は、低Ｑ再
生回路であり、この挙動は、非常に高いＱを持つ水晶発
振器とは全く異なる。これは、緩和発振器の乏しい安定
性を向上させる試みである。
ン（Greenspan ）らに交付された、『水晶制御緩和発振
器（CRYSTAL-CONTROLLED RELAXATION OSCILATOR ）』と
いう名称の合衆国特許第２，７９６，５２２号は緩和発
振器、より具体的には、圧電水晶によって緩和発振器の
周波数を安定化させるための方法及び装置に関する。こ
の発振器は、マルチバイブレータを含み、この出力周波
数は圧電水晶のある調波或はサブ調波と同期される。こ
の圧電水晶はマルチバイブレータの格子回路に結合さ
れ、この水晶及び電子管は水晶が結合された格子回路内
において電子管が点火する前に直ちに水晶発振器として
機能する。この水晶発振器に加えて、この回路は、低Ｑ
振幅不安定発振器として共振し、これら周波数は水晶周
波数のある調波或はサブ調波に固定される。この低Ｑ発
振器は振幅が不安定なために、この回路の一連の発振
は、次第に増加する振幅の出力電圧を生成し、マルチバ
イブレータの電子管の点火はこれら電圧ピークの一つに
よって制御される。これらピークの振幅は、特に点火の
直前の期間において急速に増加するために、この回路
は、一連の電圧ピークを簡単に差別することができる。
この特許は、水晶の追加によって周波数が一層安定化さ
れる緩和発振器について述べる。緩和発振器は、低Ｑ再
生回路であり、この挙動は、非常に高いＱを持つ水晶発
振器とは全く異なる。これは、緩和発振器の乏しい安定
性を向上させる試みである。
【０００８】１９８９年９月５日付けでバーナート（Ba
rnert ）に交付された、『低減された調波を持つ発振器
（OSCILLATOR WITH REDUCED HARMONICS ）』という名称
の合衆国特許第４，８６４，２５６号は低減された調波
を持つ発振信号を生成するための発振器を開示する。こ
の発振器は、比較的高速のスイッチング速度を持つが、
しかし、発振器によって出力される調波が低減されるよ
うな比較的遅い上昇及び下降時間を持つ発振信号を生成
する発振器段を持つ。一つの実施例においては、この発
振器は、低パワーショットキー回路を持つ出力段を含
み、第二の実施例においては、この出力段は、発振器の
上昇及び下降時間を増加するために発振器の出力段を横
断して接続されたコンデンサを含む。この特許は、発振
器出力の鋭い（速い）遷移によって生成される望ましく
ない調波をいかに低減するかの問題に向けられる。従っ
て、この設計は、主に、発振器の出力遷移の速度を落と
すための手段として機能する（発振器自体ではなく）出
力バッファ段に関する。
rnert ）に交付された、『低減された調波を持つ発振器
（OSCILLATOR WITH REDUCED HARMONICS ）』という名称
の合衆国特許第４，８６４，２５６号は低減された調波
を持つ発振信号を生成するための発振器を開示する。こ
の発振器は、比較的高速のスイッチング速度を持つが、
しかし、発振器によって出力される調波が低減されるよ
うな比較的遅い上昇及び下降時間を持つ発振信号を生成
する発振器段を持つ。一つの実施例においては、この発
振器は、低パワーショットキー回路を持つ出力段を含
み、第二の実施例においては、この出力段は、発振器の
上昇及び下降時間を増加するために発振器の出力段を横
断して接続されたコンデンサを含む。この特許は、発振
器出力の鋭い（速い）遷移によって生成される望ましく
ない調波をいかに低減するかの問題に向けられる。従っ
て、この設計は、主に、発振器の出力遷移の速度を落と
すための手段として機能する（発振器自体ではなく）出
力バッファ段に関する。
【０００９】１９８７年１２月１日付けでスギタ（Sugi
ta）らに交付された、『平坦タイプの厚さの剪断モード
水晶発振器（PLANAR TYPE THICNESS SHEAR MODE QUARTZ
OSCILATOR）』という名称の合衆国特許第４，７１０，
７３１号は、チューニング回路内のコイル或はコンデン
サを必要としない発振器回路によって動作される平坦タ
イプの剪断モード水晶共振器を開示するが、ここでは、
共振器の直径と厚さとの間の比が第三オーバートーン内
において安定な発振を与えるように設計される。発振器
回路の負の抵抗と水晶共振器の水晶インピーダンスとの
間の差は、第三オーバートーンの場合の方が、他の発振
モードにおける差よりも大きい。
ta）らに交付された、『平坦タイプの厚さの剪断モード
水晶発振器（PLANAR TYPE THICNESS SHEAR MODE QUARTZ
OSCILATOR）』という名称の合衆国特許第４，７１０，
７３１号は、チューニング回路内のコイル或はコンデン
サを必要としない発振器回路によって動作される平坦タ
イプの剪断モード水晶共振器を開示するが、ここでは、
共振器の直径と厚さとの間の比が第三オーバートーン内
において安定な発振を与えるように設計される。発振器
回路の負の抵抗と水晶共振器の水晶インピーダンスとの
間の差は、第三オーバートーンの場合の方が、他の発振
モードにおける差よりも大きい。
【００１０】この特許に示される回路は、この特許の狙
が単に強い第三オーバートーン応答を持つ（つまり、第
三オーバートーンモードにおける水晶損失がそれが接続
された発振器回路によって提供される負の抵抗より小さ
いことが期待される）特別の水晶デバイスの設計にある
ためにオーバートーン選択のための帰還抵抗体を含まな
い。この特許は、これを水晶デバイスの厚さ及び直径の
注意深い設計によって達成することを試みる。このアプ
ローチは、発振器回路自体が十分な負の抵抗を与えるよ
うに正しく設計されてない場合、失敗する可能性を持
つ。
が単に強い第三オーバートーン応答を持つ（つまり、第
三オーバートーンモードにおける水晶損失がそれが接続
された発振器回路によって提供される負の抵抗より小さ
いことが期待される）特別の水晶デバイスの設計にある
ためにオーバートーン選択のための帰還抵抗体を含まな
い。この特許は、これを水晶デバイスの厚さ及び直径の
注意深い設計によって達成することを試みる。このアプ
ローチは、発振器回路自体が十分な負の抵抗を与えるよ
うに正しく設計されてない場合、失敗する可能性を持
つ。
【００１１】１９７７年８月２日付けでヤマシロ（Yama
shiro ）らに交付された、『水晶制御発振器内で使用さ
れる始動回路（INITIATION CIRCUIT IN A CRYSTAL-CONT
ROLLED OSCILLATOR ）』という名称の合衆国特許第４，
０３９，９７３号は帰還回路内に水晶が提供される相補
ＭＯＳインバータを含む水晶制御発振器回路を開示する
が、ここでは、このＭＯＳインバータに始動時のみに並
列に接続されるもう一つの相補ＭＯＳインバータから成
る始動回路が提供される。この発振器回路は始動時に二
つの相補ＭＯＳインバータの並列回路接続を含み、従っ
て、大きなドライブパワー及び短い発振開始時間を持
つ。通常の発振時には一つの相補ＭＯＳインバータがカ
ットオフされるために、パワー消費が低減される。
shiro ）らに交付された、『水晶制御発振器内で使用さ
れる始動回路（INITIATION CIRCUIT IN A CRYSTAL-CONT
ROLLED OSCILLATOR ）』という名称の合衆国特許第４，
０３９，９７３号は帰還回路内に水晶が提供される相補
ＭＯＳインバータを含む水晶制御発振器回路を開示する
が、ここでは、このＭＯＳインバータに始動時のみに並
列に接続されるもう一つの相補ＭＯＳインバータから成
る始動回路が提供される。この発振器回路は始動時に二
つの相補ＭＯＳインバータの並列回路接続を含み、従っ
て、大きなドライブパワー及び短い発振開始時間を持
つ。通常の発振時には一つの相補ＭＯＳインバータがカ
ットオフされるために、パワー消費が低減される。
【００１２】この特許は水晶発振器起動（始動）回路に
制限される。この発明の革新は、これを使用しなければ
ＣＭＯＳ（相補ＭＯＳ）水晶発振器実現においては長時
間を要する発振器始動（起動）の際の要求される速度の
向上を与えるＭＯＳインバータである。
制限される。この発明の革新は、これを使用しなければ
ＣＭＯＳ（相補ＭＯＳ）水晶発振器実現においては長時
間を要する発振器始動（起動）の際の要求される速度の
向上を与えるＭＯＳインバータである。
【００１３】１９７２年１０月１７日付けでマンシニ
（Mancini ）に交付された、『水晶制御デジタル論理ゲ
ート発振器（CRYSTAL CONTROLLED DIGITAL LOGIC GATE
OSCILLATOR ）』という名称の合衆国特許第３，６９
９，４７６号は高周波数水晶制御発振器回路を開示する
が、これは、動作の増幅モードにおいてデジタル論理ゲ
ートを利用し、正弦波或は方形波出力信号を生成する。
（Mancini ）に交付された、『水晶制御デジタル論理ゲ
ート発振器（CRYSTAL CONTROLLED DIGITAL LOGIC GATE
OSCILLATOR ）』という名称の合衆国特許第３，６９
９，４７６号は高周波数水晶制御発振器回路を開示する
が、これは、動作の増幅モードにおいてデジタル論理ゲ
ートを利用し、正弦波或は方形波出力信号を生成する。
【００１４】この特許は、本質的に、従来のピアス発振
器を開示する。抵抗体及び誘導子がスプリアス発振を抑
制するため及びこの特許の発明である論理ゲートを水晶
と結合するために直列に加えられる。
器を開示する。抵抗体及び誘導子がスプリアス発振を抑
制するため及びこの特許の発明である論理ゲートを水晶
と結合するために直列に加えられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、一つの外部水晶のみを必要とする完全にモノリシッ
クとして製造できる水晶発振器回路を提供することにあ
る。
は、一つの外部水晶のみを必要とする完全にモノリシッ
クとして製造できる水晶発振器回路を提供することにあ
る。
【００１６】本発明のもう一つの目的は、タンク回路を
必要とすることなく本来的に基本周波数を抑制し、バイ
アシングに影響を与えない水晶発振器回路を提供するこ
とにある。
必要とすることなく本来的に基本周波数を抑制し、バイ
アシングに影響を与えない水晶発振器回路を提供するこ
とにある。
【００１７】本発明のさらにもう一つの目的は、正弦出
力に加えて完全に分離された方形波出力を持ち、また３
５ＭＨｚから７０ＭＨｚの周波数において第三オーバー
トーン水晶による信頼性の高い高周波数動作を持つ水晶
発振器回路を提供することにある。
力に加えて完全に分離された方形波出力を持ち、また３
５ＭＨｚから７０ＭＨｚの周波数において第三オーバー
トーン水晶による信頼性の高い高周波数動作を持つ水晶
発振器回路を提供することにある。
【００１８】
【実施例】水晶発振器は様々な電子システム内におい
て、基準クロック周波数を生成するために広く使用され
ている。図１に示される先行技術によるピアス発振器
は、一般的には、第三オーバートーン水晶とともに使用
される。水晶１２を短絡するように接続される帰還抵抗
体１０は、バイアスのため及び基本周波数抑制のための
両方に使用される。抵抗体１０は、基本周波数の所で水
晶１２によって見られる負の抵抗を相殺するのに十分に
小さく、そして、第三オーバートーン周波数にて発振が
開始されるために十分に大きくなければならない。出力
負荷は乏しい分離に起因し回路性能に強い影響を持つ。
さらに、トランジスタバイアス電流は、抵抗体１０及び
１４並びに、結果として、特に、高周波数において不安
定な設計となり易いトランジスタパラメータの強い関数
である。最後に、図１の回路は、大きな結合コンデンサ
及びバイアスレベルの純抵抗値への強い依存のためにモ
ノリシック集積には適さない。
て、基準クロック周波数を生成するために広く使用され
ている。図１に示される先行技術によるピアス発振器
は、一般的には、第三オーバートーン水晶とともに使用
される。水晶１２を短絡するように接続される帰還抵抗
体１０は、バイアスのため及び基本周波数抑制のための
両方に使用される。抵抗体１０は、基本周波数の所で水
晶１２によって見られる負の抵抗を相殺するのに十分に
小さく、そして、第三オーバートーン周波数にて発振が
開始されるために十分に大きくなければならない。出力
負荷は乏しい分離に起因し回路性能に強い影響を持つ。
さらに、トランジスタバイアス電流は、抵抗体１０及び
１４並びに、結果として、特に、高周波数において不安
定な設計となり易いトランジスタパラメータの強い関数
である。最後に、図１の回路は、大きな結合コンデンサ
及びバイアスレベルの純抵抗値への強い依存のためにモ
ノリシック集積には適さない。
【００１９】図２に示される本発明の一つの実施例は、
第一と第二のトランジスタが差動対を形成するように接
続された水晶発振器回路である。第二のトランジスタは
この発振器に対する反転利得段として機能し、二つのコ
ンデンサが本質的に誘導子として機能する水晶と直列の
帰還経路を完成するように提供される。これらコンデン
サはデバイス寄生の影響を小さくするために十分に大き
く、そしてモノリシック実現のために十分に小さく設計
される。
第一と第二のトランジスタが差動対を形成するように接
続された水晶発振器回路である。第二のトランジスタは
この発振器に対する反転利得段として機能し、二つのコ
ンデンサが本質的に誘導子として機能する水晶と直列の
帰還経路を完成するように提供される。これらコンデン
サはデバイス寄生の影響を小さくするために十分に大き
く、そしてモノリシック実現のために十分に小さく設計
される。
【００２０】この回路からの方形波出力は発振器利得段
から完全に絶縁され、従って、これに続く論理ゲートは
発振器性能になんの影響を与えず、ＤＣ結合がＡＣ結合
コンデンサを必要とすること無しに使用できる。
から完全に絶縁され、従って、これに続く論理ゲートは
発振器性能になんの影響を与えず、ＤＣ結合がＡＣ結合
コンデンサを必要とすること無しに使用できる。
【００２１】より詳細には、図２の回路構成において
は、トランジスタ１６とトランジスタ１８が差動ペアを
構成する。コンデンサ２０及び２２は、本質的に誘導子
として機能する水晶２４と直列の帰還経路を完成する。
これらコンデンサ２０及び２２は、デバイス寄生の影響
を小さくするために十分に大きくなければならず、そし
てモノリシック実現のために十分に小さく（全体で３０
ｐＦあるいはそれ以下）なければらなない。それ以上で
水晶が負の抵抗を見る最小周波数は、理論的に、以下に
よって示される。
は、トランジスタ１６とトランジスタ１８が差動ペアを
構成する。コンデンサ２０及び２２は、本質的に誘導子
として機能する水晶２４と直列の帰還経路を完成する。
これらコンデンサ２０及び２２は、デバイス寄生の影響
を小さくするために十分に大きくなければならず、そし
てモノリシック実現のために十分に小さく（全体で３０
ｐＦあるいはそれ以下）なければらなない。それ以上で
水晶が負の抵抗を見る最小周波数は、理論的に、以下に
よって示される。
【００２２】 ｆmin ＝略１／（２π（Ｒ1 Ｃ1 Ｒ2 Ｃ2 ）1/2 ） ここで、Ｒ1 及びＲ2 は、それぞれ、コンデンサ２０及
び２２によって見られる等価ＡＣ抵抗である。例えば、
コンデンサ２０及び２２がそれぞれ１０ｐＦ、Ｒ1 が１
Ｋオーム及びＲ2 が４００オームとして選択された場
合、ｆmin は２５ＭＨｚとなる。これは、この回路が、
７５ＭＨｚという高い第三オーバートーン周波数に対し
て基本モード抑制を与えることを意味する。図２の回路
においては、Ｒ1 は抵抗体２６及び２８によって制御さ
れ、Ｒ2 は抵抗体３０によって制御される。
び２２によって見られる等価ＡＣ抵抗である。例えば、
コンデンサ２０及び２２がそれぞれ１０ｐＦ、Ｒ1 が１
Ｋオーム及びＲ2 が４００オームとして選択された場
合、ｆmin は２５ＭＨｚとなる。これは、この回路が、
７５ＭＨｚという高い第三オーバートーン周波数に対し
て基本モード抑制を与えることを意味する。図２の回路
においては、Ｒ1 は抵抗体２６及び２８によって制御さ
れ、Ｒ2 は抵抗体３０によって制御される。
【００２３】出力リード３４上の方形波出力は発振器利
得段から完全に絶縁されることに注意する。従って、後
に続く論理ゲートは発振器性能になんの影響も与えず、
ＤＣ結合がＡＣ結合コンデンサを必要とすることなく使
用できる。方形波出力のピークからピークまでの値は、
抵抗体３２の抵抗値に電流源４６を流れる電流を掛ける
ことによって与えられる。
得段から完全に絶縁されることに注意する。従って、後
に続く論理ゲートは発振器性能になんの影響も与えず、
ＤＣ結合がＡＣ結合コンデンサを必要とすることなく使
用できる。方形波出力のピークからピークまでの値は、
抵抗体３２の抵抗値に電流源４６を流れる電流を掛ける
ことによって与えられる。
【００２４】一例としての特定の実施例においては、キ
ャパシタンスＣ1 ＝Ｃ2 ＝９±１ｐＦである。抵抗体値
は、抵抗体３０＝抵抗体３２＝４００オーム及び抵抗体
２６プラス抵抗体２８＝１．５Ｋオームである。差動対
のテイル電流（tail current）は約４ｍＡである。この
モノリシック回路に対しては従来の３ＧＨｚシリコンバ
イポーラ技術が想定される。
ャパシタンスＣ1 ＝Ｃ2 ＝９±１ｐＦである。抵抗体値
は、抵抗体３０＝抵抗体３２＝４００オーム及び抵抗体
２６プラス抵抗体２８＝１．５Ｋオームである。差動対
のテイル電流（tail current）は約４ｍＡである。この
モノリシック回路に対しては従来の３ＧＨｚシリコンバ
イポーラ技術が想定される。
【００２５】水晶分路のキャパシタンスは５ｐＦのオー
ダーである。帰還コンデンサ２０及び２２は、薄膜酸化
物コンデンサ層又は接合コンデンサを使用して簡単にチ
ップ上に置くことができる。負の抵抗は２３ＭＨｚ以上
でのみ得られ、この規模は、３５から７０ＭＨｚにおい
ては５０オームより大きい。典型的な第三オーバートー
ン水晶は２５オーム或はそれ以下の直列抵抗値を持つ。
従って、この回路は、３５から７０ＭＨｚにおいて信頼
できる始動及び基本モード抑制に対する優れた安全マー
ジンを持つ。出力リード３４上の方形波出力は、１．６
ボルトの大きさのピークからピーク値を持つ。正弦出力
信号が出力リード３６上に提供されるが、これは、出力
リード３４上の方形波信号から絶縁される。
ダーである。帰還コンデンサ２０及び２２は、薄膜酸化
物コンデンサ層又は接合コンデンサを使用して簡単にチ
ップ上に置くことができる。負の抵抗は２３ＭＨｚ以上
でのみ得られ、この規模は、３５から７０ＭＨｚにおい
ては５０オームより大きい。典型的な第三オーバートー
ン水晶は２５オーム或はそれ以下の直列抵抗値を持つ。
従って、この回路は、３５から７０ＭＨｚにおいて信頼
できる始動及び基本モード抑制に対する優れた安全マー
ジンを持つ。出力リード３４上の方形波出力は、１．６
ボルトの大きさのピークからピーク値を持つ。正弦出力
信号が出力リード３６上に提供されるが、これは、出力
リード３４上の方形波信号から絶縁される。
【００２６】第一と第二のトランジスタが差動対を形成
するように接続され、第二のトランジスタが発振器に対
する反転利得段として機能する水晶発振器回路について
説明された。二つのコンデンサが本質的に誘導子として
機能する水晶と直列の帰還経路を完結するように提供さ
れる。これらコンデンサはデバイス寄生の影響を小さく
するために十分に大きく、そしてモノリシック実現のた
めに十分に小さく設計される。
するように接続され、第二のトランジスタが発振器に対
する反転利得段として機能する水晶発振器回路について
説明された。二つのコンデンサが本質的に誘導子として
機能する水晶と直列の帰還経路を完結するように提供さ
れる。これらコンデンサはデバイス寄生の影響を小さく
するために十分に大きく、そしてモノリシック実現のた
めに十分に小さく設計される。
【００２７】この回路からの方形波出力は発振器利得段
から完全に絶縁され、従って後に続く論理ゲートは発振
器性能にいかなる影響も与えず、ＤＣ結合をＡＣ結合を
必要とすることなく使用することができる。
から完全に絶縁され、従って後に続く論理ゲートは発振
器性能にいかなる影響も与えず、ＤＣ結合をＡＣ結合を
必要とすることなく使用することができる。
【００２８】説明の回路は、完全なモノリシックとして
製造することができ、外部水晶のみを必要とする。この
回路は、タンク回路或は帰還抵抗体を必要とすることな
く基本周波数を抑制し、バイアシングには影響を与えな
い。この回路は、正弦出力に加えて完全に絶縁された方
形波出力を持ち、また３５ＭＨｚから７０ＭＨｚの周波
数において、第三オーバートーン水晶による信頼できる
高周波数動作を達成する。
製造することができ、外部水晶のみを必要とする。この
回路は、タンク回路或は帰還抵抗体を必要とすることな
く基本周波数を抑制し、バイアシングには影響を与えな
い。この回路は、正弦出力に加えて完全に絶縁された方
形波出力を持ち、また３５ＭＨｚから７０ＭＨｚの周波
数において、第三オーバートーン水晶による信頼できる
高周波数動作を達成する。
【図１】本発明を説明するために使用される先行技術に
よる発振器回路を簡略的に説明する図面である。
よる発振器回路を簡略的に説明する図面である。
【図２】本発明の原理に従う水晶発振器回路の一つの実
施例を簡略的に説明する図面である。
施例を簡略的に説明する図面である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 水晶制御発振器回路
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波数信号を発生す
るための水晶発振器回路、より詳細には、生来の基本周
波数抑制を持つ高周波数のモノリシック第三オーバート
ーン（調波（ｏｖｅｒｔｏｎｅ））水晶発振器回路に関
する。
るための水晶発振器回路、より詳細には、生来の基本周
波数抑制を持つ高周波数のモノリシック第三オーバート
ーン（調波（ｏｖｅｒｔｏｎｅ））水晶発振器回路に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ケネディー（Ｋｅｎｎｅｄｙ）に１９８
６年７月１５日付けで交付された、『二重モード水晶位
相シフトトランジスタ発振器（ＤＵＡＬ ＭＯＤＥ Ｃ
ＲＹＳＴＡＬ ＰＨＡＳＥ ＳＨＩＦＴ ＴＲＡＮＳＩ
ＳＴＯＲ ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ）」』という名称の合
衆国特許第４，６００，８９９号は、出力から入力への
帰還ループを持つ増幅器を含む発振器を開示するが、こ
の帰還ループは共振器、例えば、所定の周波数において
増幅器の発振を行なう水晶を含む。この増幅器に結合さ
れた平衡変調器は同一周波数にて変動する電圧を生成
し、この電圧は、ゼロ以上の振幅にて増幅器と同期して
或はこの位相と１８０°ずれて選択的に変動する。この
電圧が増幅器の出力と９０°位相をずらして帰還ループ
内に選択的に挿入され、こうして、これが挿入されたと
き、増幅器の発振の周波数は、所定の周波数から増幅器
と電圧の位相関係に依存する方向に電圧の振幅に依存す
る量だけ変動する。
６年７月１５日付けで交付された、『二重モード水晶位
相シフトトランジスタ発振器（ＤＵＡＬ ＭＯＤＥ Ｃ
ＲＹＳＴＡＬ ＰＨＡＳＥ ＳＨＩＦＴ ＴＲＡＮＳＩ
ＳＴＯＲ ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ）」』という名称の合
衆国特許第４，６００，８９９号は、出力から入力への
帰還ループを持つ増幅器を含む発振器を開示するが、こ
の帰還ループは共振器、例えば、所定の周波数において
増幅器の発振を行なう水晶を含む。この増幅器に結合さ
れた平衡変調器は同一周波数にて変動する電圧を生成
し、この電圧は、ゼロ以上の振幅にて増幅器と同期して
或はこの位相と１８０°ずれて選択的に変動する。この
電圧が増幅器の出力と９０°位相をずらして帰還ループ
内に選択的に挿入され、こうして、これが挿入されたと
き、増幅器の発振の周波数は、所定の周波数から増幅器
と電圧の位相関係に依存する方向に電圧の振幅に依存す
る量だけ変動する。
【０００３】この特許は水晶制御発振器から電圧制御発
振器を作る方法について開示する。第三オーバートーン
の用途に水晶発振器が使用できるか否かの示唆はない。
これは、基本モードでの水晶発振器に制限され、この革
新的な部分は、これが追加の回路によって電圧制御発振
器としても使用できることである。
振器を作る方法について開示する。第三オーバートーン
の用途に水晶発振器が使用できるか否かの示唆はない。
これは、基本モードでの水晶発振器に制限され、この革
新的な部分は、これが追加の回路によって電圧制御発振
器としても使用できることである。
【０００４】１９６２年９月１８日付けでギンディ（Ｇ
ｉｎｄｉ）に交付された、『鋭いエッジの出力パルスを
生成するためのフリーラニングパルス生成器（ＦＲＥＥ
−ＲＵＮＮＩＮＧ ＰＵＬＳＥ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ
ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧＳＴＥＥＰ ＥＤＧＥ Ｏ
ＵＴＰＵＴ ＰＵＬＳＥＳ）』という名称の合衆国特
許第３，０５４，９６７号は予めに選択された反復速度
にて実質的に長方形の出力パルスを発生するためのトラ
ンジスタを使用するパルス発生器を開示するが、こうし
て生成されるパルスは１メガサイクル以上の周波数にお
いて正確にタイミングを含せる目的のための鋭いエッジ
部分を持つ。この特許は、動作の正しい周波数を選択す
るために誘導子及び変圧器を使用する。本発明の重要な
目的の一つは、周波数選択のためのこのような誘導要素
の使用を回避することにある。
ｉｎｄｉ）に交付された、『鋭いエッジの出力パルスを
生成するためのフリーラニングパルス生成器（ＦＲＥＥ
−ＲＵＮＮＩＮＧ ＰＵＬＳＥ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ
ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧＳＴＥＥＰ ＥＤＧＥ Ｏ
ＵＴＰＵＴ ＰＵＬＳＥＳ）』という名称の合衆国特
許第３，０５４，９６７号は予めに選択された反復速度
にて実質的に長方形の出力パルスを発生するためのトラ
ンジスタを使用するパルス発生器を開示するが、こうし
て生成されるパルスは１メガサイクル以上の周波数にお
いて正確にタイミングを含せる目的のための鋭いエッジ
部分を持つ。この特許は、動作の正しい周波数を選択す
るために誘導子及び変圧器を使用する。本発明の重要な
目的の一つは、周波数選択のためのこのような誘導要素
の使用を回避することにある。
【０００５】１９８１年１０月２７日付けでゲース（Ｇ
ｏｒｔｈ）に交付された、『ＭＯＳコンデンサを含む水
晶発振器（ＣＲＹＳＴＡＬ ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ Ｉ
ＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＭＯＳ−ＣＡＰＡＣＩＴＯ
Ｒ）』という名称の合衆国特許第４，２９７，６５４号
は基板上のエピタキシャル層内に提供されるゾーンとゾ
ーン上の絶縁層上の導電層と間にＭＯＳコンデンサを持
つ半導体素子を開示するが、ここでは、差動増幅器を持
つ可同調発振器、制御電圧によって制御される電流分配
器、並びにＭＯＳコンデンサ及び位相シフト素子と差動
増幅器の入力との間に存在するフィールドバック経路を
含む位相シフト要素から成る構造が使用される。このフ
ィールドバック経路は水晶発振器及びエミッタ・フォロ
アトランジスタを含む。このゾーンと反対の導電タイプ
の基板との間の漂遊キャパシタンスは接続電極を通じて
固定された電位が加えられる反対の導電タイプのさらに
もう一つのゾーンによって大きく低減される。この接続
ポイントは、回路の供給電圧のためのものであり、第一
の導電タイプのこのもう一つのゾーンはエミッタ・フォ
ロアトランジスタのエミッタ・ベース電流経路に並列に
接続される。
ｏｒｔｈ）に交付された、『ＭＯＳコンデンサを含む水
晶発振器（ＣＲＹＳＴＡＬ ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ Ｉ
ＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＭＯＳ−ＣＡＰＡＣＩＴＯ
Ｒ）』という名称の合衆国特許第４，２９７，６５４号
は基板上のエピタキシャル層内に提供されるゾーンとゾ
ーン上の絶縁層上の導電層と間にＭＯＳコンデンサを持
つ半導体素子を開示するが、ここでは、差動増幅器を持
つ可同調発振器、制御電圧によって制御される電流分配
器、並びにＭＯＳコンデンサ及び位相シフト素子と差動
増幅器の入力との間に存在するフィールドバック経路を
含む位相シフト要素から成る構造が使用される。このフ
ィールドバック経路は水晶発振器及びエミッタ・フォロ
アトランジスタを含む。このゾーンと反対の導電タイプ
の基板との間の漂遊キャパシタンスは接続電極を通じて
固定された電位が加えられる反対の導電タイプのさらに
もう一つのゾーンによって大きく低減される。この接続
ポイントは、回路の供給電圧のためのものであり、第一
の導電タイプのこのもう一つのゾーンはエミッタ・フォ
ロアトランジスタのエミッタ・ベース電流経路に並列に
接続される。
【０００６】この特許は、集積回路内に使用されるオン
チップＭＯＳコンデンサ、例えば、モノリシック形式で
の任意の発振器回路上の寄生効果をいかに低減するかに
ついて述べる。これは、水晶発振器回路設計の分野とい
うよりもむしろ半導体デバイス物理及び集積に関する。
チップＭＯＳコンデンサ、例えば、モノリシック形式で
の任意の発振器回路上の寄生効果をいかに低減するかに
ついて述べる。これは、水晶発振器回路設計の分野とい
うよりもむしろ半導体デバイス物理及び集積に関する。
【０００７】１９５７年６月１８日付けでグリーンスパ
ン（Ｇｒｅｅｎｓｐａｎ）らに交付された、『水晶制御
緩和発振器（ＣＲＹＳＴＡＬ−ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ
ＲＥＬＡＸＡＴＩＯＮ ＯＳＣＩＬＡＴＯＲ）』という
名称の合衆国特許第２，７９６，５２２号は緩和発振
器、より具体的には、圧電水晶によって緩和発振器の周
波数を安定化させるための方法及び装置に関する。この
発振器は、マルチバイブレータを含み、この出力周波数
は圧電水晶のある調波或はサブ調波と同期される。この
圧電水晶はマルチバイブレータの格子回路に結合され、
この水晶及び電子管は水晶が結合された格子回路内にお
いて電子管が点火する前に直ちに水晶発振器として機能
する。この水晶発振器に加えて、この回路は、低Ｑ振幅
不安定発振器として共振し、これら周波数は水晶周波数
のある調波或はサブ調波に固定される。この低Ｑ発振器
は振幅が不安定なために、この回路の一連の発振は、次
第に増加する振幅の出力電圧を生成し、マルチバイブレ
ータの電子管の点火はこれら雷圧ピークの一つによって
制御される。これらピークの振幅は、特に点火の直前の
期間において急速に増加するために、この回路は、一連
の電圧ピークを簡単に差別することができる。この特許
は、水晶の追加によって周波数が一層安定化される緩和
発振器について述べる。緩和発振器は、低Ｑ再生回路で
あり、この挙動は、非常に高いＱを持つ水晶発振器とは
全く異なる。これは、緩和発振器の乏しい安定性を向上
させる試みである。
ン（Ｇｒｅｅｎｓｐａｎ）らに交付された、『水晶制御
緩和発振器（ＣＲＹＳＴＡＬ−ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ
ＲＥＬＡＸＡＴＩＯＮ ＯＳＣＩＬＡＴＯＲ）』という
名称の合衆国特許第２，７９６，５２２号は緩和発振
器、より具体的には、圧電水晶によって緩和発振器の周
波数を安定化させるための方法及び装置に関する。この
発振器は、マルチバイブレータを含み、この出力周波数
は圧電水晶のある調波或はサブ調波と同期される。この
圧電水晶はマルチバイブレータの格子回路に結合され、
この水晶及び電子管は水晶が結合された格子回路内にお
いて電子管が点火する前に直ちに水晶発振器として機能
する。この水晶発振器に加えて、この回路は、低Ｑ振幅
不安定発振器として共振し、これら周波数は水晶周波数
のある調波或はサブ調波に固定される。この低Ｑ発振器
は振幅が不安定なために、この回路の一連の発振は、次
第に増加する振幅の出力電圧を生成し、マルチバイブレ
ータの電子管の点火はこれら雷圧ピークの一つによって
制御される。これらピークの振幅は、特に点火の直前の
期間において急速に増加するために、この回路は、一連
の電圧ピークを簡単に差別することができる。この特許
は、水晶の追加によって周波数が一層安定化される緩和
発振器について述べる。緩和発振器は、低Ｑ再生回路で
あり、この挙動は、非常に高いＱを持つ水晶発振器とは
全く異なる。これは、緩和発振器の乏しい安定性を向上
させる試みである。
【０００８】１９８９年９月５日付けでバーナート（Ｂ
ａｒｎｅｒｔ）に交付された、『低減された調波を持つ
発振器（ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣ
ＥＤＨＡＲＭＯＮＩＣＳ）』という名称の合衆国特許第
４，８６４，２５６号は低減された調波を持つ発振信号
を生成するための発振器を開示する。この発振器は、比
較的高速のスイッチング速度を持つが、しかし、発振器
によって出力される調波が低減されるような比較的遅い
上昇及び下降時間を持つ発振信号を生成する発振器段を
持つ。一つの実施例においては、この発振器は、低パワ
ーショットキー回路を持つ出力段を含み、第二の実施例
においては、この出力段は、発振器の上昇及び下降時間
を増加するために発振器の出力段を横断して接続された
コンデンサを含む。この特許は、発振器出力の鋭い（速
い）遷移によって生成される望ましくない調波をいかに
低減するかの問題に向けられる。従って、この設計は、
主に、発振器の出力遷移の速度を落とすための手段とし
て機能する（発振器自体ではなく）出力バッファ段に関
する。
ａｒｎｅｒｔ）に交付された、『低減された調波を持つ
発振器（ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣ
ＥＤＨＡＲＭＯＮＩＣＳ）』という名称の合衆国特許第
４，８６４，２５６号は低減された調波を持つ発振信号
を生成するための発振器を開示する。この発振器は、比
較的高速のスイッチング速度を持つが、しかし、発振器
によって出力される調波が低減されるような比較的遅い
上昇及び下降時間を持つ発振信号を生成する発振器段を
持つ。一つの実施例においては、この発振器は、低パワ
ーショットキー回路を持つ出力段を含み、第二の実施例
においては、この出力段は、発振器の上昇及び下降時間
を増加するために発振器の出力段を横断して接続された
コンデンサを含む。この特許は、発振器出力の鋭い（速
い）遷移によって生成される望ましくない調波をいかに
低減するかの問題に向けられる。従って、この設計は、
主に、発振器の出力遷移の速度を落とすための手段とし
て機能する（発振器自体ではなく）出力バッファ段に関
する。
【０００９】１９８７年１２月１日付けでスギタ（Ｓｕ
ｇｉｔａ）らに交付された、『平坦タイプの厚さの剪断
モード水晶発振器（ＰＬＡＮＡＲ ＴＹＰＥ ＴＨＩＣ
ＮＥＳＳ ＳＨＥＡＲ ＭＯＤＥ ＱＵＡＲＴＺ ＯＳ
Ｃ ＩＬＡＴＯＲ）』という名称の合衆国特許第４，７
１０，７３１号は、チューニング回路内のコイル或はコ
ンデンサを必要としない発振器回路によって動作される
平坦タイプの剪断モード水晶共振器を開示するが、ここ
では、共振器の直径と厚さとの間の比が第三オーバート
ーン内において安定な発振を与えるように設計される。
発振器回路の負の抵抗と水晶共振器の水晶インピーダン
スとの間の差は、第三オーバートーンの場合の方が、他
の発振モードにおける差よりも大きい。
ｇｉｔａ）らに交付された、『平坦タイプの厚さの剪断
モード水晶発振器（ＰＬＡＮＡＲ ＴＹＰＥ ＴＨＩＣ
ＮＥＳＳ ＳＨＥＡＲ ＭＯＤＥ ＱＵＡＲＴＺ ＯＳ
Ｃ ＩＬＡＴＯＲ）』という名称の合衆国特許第４，７
１０，７３１号は、チューニング回路内のコイル或はコ
ンデンサを必要としない発振器回路によって動作される
平坦タイプの剪断モード水晶共振器を開示するが、ここ
では、共振器の直径と厚さとの間の比が第三オーバート
ーン内において安定な発振を与えるように設計される。
発振器回路の負の抵抗と水晶共振器の水晶インピーダン
スとの間の差は、第三オーバートーンの場合の方が、他
の発振モードにおける差よりも大きい。
【００１０】この特許に示される回路は、この特許の狙
が単に強い第三オーバートーン応答を持つ（つまり、第
三オーバートーンモードにおける水晶損失がそれが接続
された発振器回路によって提供される負の抵抗より小さ
いことが期待される）特別の水晶デバイスの設計にある
ためにオーバートーン選択のための帰還抵抗体を含まな
い。この特許は、これを水晶デバイスの厚さ及び直径の
注意深い設計によって達成することを試みる。このアプ
ローチは、発振器回路自体が十分な負の抵抗を与えるよ
うに正しく設計されてない場合、失敗する可能性を持
つ。
が単に強い第三オーバートーン応答を持つ（つまり、第
三オーバートーンモードにおける水晶損失がそれが接続
された発振器回路によって提供される負の抵抗より小さ
いことが期待される）特別の水晶デバイスの設計にある
ためにオーバートーン選択のための帰還抵抗体を含まな
い。この特許は、これを水晶デバイスの厚さ及び直径の
注意深い設計によって達成することを試みる。このアプ
ローチは、発振器回路自体が十分な負の抵抗を与えるよ
うに正しく設計されてない場合、失敗する可能性を持
つ。
【００１１】１９７７年８月２日付けでヤマシロ（Ｙａ
ｍａｓｈｉｒｏ）らに交付された、『水晶制御発振器内
で使用される始動回路（ＩＮＩＴＩＡＴＩＯＮ ＣＩＲ
ＣＵＩＴ ＩＮ Ａ ＣＲＹＳＴＡＬ−ＣＯＮＴＲＯＬ
ＬＥＤ ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ）』という名称の合衆国
特許第４，０３９，９７３号は帰還回路内に水晶が提供
される相補ＭＯＳインバータを含む水晶制御発振器回路
を開示するが、ここでは、このＭＯＳインバータに始動
時のみに並列に接続されるもう一つの相補ＭＯＳインバ
ータから成る始動回路が提供される。この発振器回路は
始動時に二つの相補ＭＯＳインバータの並列回路接続を
含み、従って、大きなドライブパワー及び短い発振開始
時間を持つ。通常の発振時には一つの相補ＭＯＳインバ
ータがカットオフされるために、パワー消費が低減され
る。
ｍａｓｈｉｒｏ）らに交付された、『水晶制御発振器内
で使用される始動回路（ＩＮＩＴＩＡＴＩＯＮ ＣＩＲ
ＣＵＩＴ ＩＮ Ａ ＣＲＹＳＴＡＬ−ＣＯＮＴＲＯＬ
ＬＥＤ ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲ）』という名称の合衆国
特許第４，０３９，９７３号は帰還回路内に水晶が提供
される相補ＭＯＳインバータを含む水晶制御発振器回路
を開示するが、ここでは、このＭＯＳインバータに始動
時のみに並列に接続されるもう一つの相補ＭＯＳインバ
ータから成る始動回路が提供される。この発振器回路は
始動時に二つの相補ＭＯＳインバータの並列回路接続を
含み、従って、大きなドライブパワー及び短い発振開始
時間を持つ。通常の発振時には一つの相補ＭＯＳインバ
ータがカットオフされるために、パワー消費が低減され
る。
【００１２】この特許は水晶発振器起動（始動）回路に
制限される。この発明の革新は、これを使用しなければ
ＣＭＯＳ（相補ＭＯＳ）水晶発振器実現においては長時
間を要する発振器始動（起動）の際の要求される速度の
向上を与えるＭＯＳインバータである。
制限される。この発明の革新は、これを使用しなければ
ＣＭＯＳ（相補ＭＯＳ）水晶発振器実現においては長時
間を要する発振器始動（起動）の際の要求される速度の
向上を与えるＭＯＳインバータである。
【００１３】１９７２年１０月１７日付けでマンシニ
（Ｍａｎｃｉｎｉ）に交付された、『水晶制御デジタル
論理ゲート発振器（ＣＲＹＳＴＡＬ ＣＯＮＴＲＯＬＬ
ＥＤＤＩＧＩＴＡＬ ＬＯＧＩＣ ＧＡＴＥ ＯＳＣＩ
ＬＬＡＴＯＲ ）』という名称の合衆国特許第３，６９
９，４７６号は高周波数水晶制御発振器回路を開示する
が、これは、動作の増幅モードにおいてデジタル論理ゲ
ートを利用し、正弦波或は方形波出力信号を生成する。
（Ｍａｎｃｉｎｉ）に交付された、『水晶制御デジタル
論理ゲート発振器（ＣＲＹＳＴＡＬ ＣＯＮＴＲＯＬＬ
ＥＤＤＩＧＩＴＡＬ ＬＯＧＩＣ ＧＡＴＥ ＯＳＣＩ
ＬＬＡＴＯＲ ）』という名称の合衆国特許第３，６９
９，４７６号は高周波数水晶制御発振器回路を開示する
が、これは、動作の増幅モードにおいてデジタル論理ゲ
ートを利用し、正弦波或は方形波出力信号を生成する。
【００１４】この特許は、本質的に、従来のピアス発振
器を開示する。抵抗体及び誘導子がスプリアス発振を抑
制するため及びこの特許の発明である論理ゲートを水晶
と結合するために直列に加えられる。
器を開示する。抵抗体及び誘導子がスプリアス発振を抑
制するため及びこの特許の発明である論理ゲートを水晶
と結合するために直列に加えられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、一つの外部水晶のみを必要とする完全にモノリシッ
クとして製造できる水晶発振器回路を提供することにあ
る。
は、一つの外部水晶のみを必要とする完全にモノリシッ
クとして製造できる水晶発振器回路を提供することにあ
る。
【００１６】本発明のもう一つの目的は、タンク回路を
必要とすることなく本来的に基本周波数を抑制し、バイ
アシングに影響を与えない水晶発振器回路を提供するこ
とにある。
必要とすることなく本来的に基本周波数を抑制し、バイ
アシングに影響を与えない水晶発振器回路を提供するこ
とにある。
【００１７】本発明のさらにもう一つの目的は、正弦出
力に加えて完全に分離された方形波出力を持ち、また３
５ＭＨｚから７０ＭＨｚの周波数において第三オーバー
トーン水晶による信頼性の高い高周波数動作を持つ水晶
発振器回路を提供することにある。
力に加えて完全に分離された方形波出力を持ち、また３
５ＭＨｚから７０ＭＨｚの周波数において第三オーバー
トーン水晶による信頼性の高い高周波数動作を持つ水晶
発振器回路を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の水晶制御発振器回路は、互いのエミッタ同士が
電流源に接続される第１及び第２トランジスタと、各々
の一端が上記第１及び第２トランジスタの各コレクタに
夫々接続され、各々の他端が共に雷圧源に接続される第
１及び第２抵抗と、一端が上記第２トランジスタのコレ
クタに接続され、他端が上記第２トランジスタのベース
に接続される水晶子と、一端が上記第２トランジスタの
コレクタ及び上記水晶子相互の接続点に接続され、他端
が接地電位に接続される第１コンデンサと、一端が上記
水晶子及び上記第２トランジスタのベース相互の接続点
に接続され、他端が接地電位に接続される第２コンデン
サと、を備える水晶制御発振器回路において、上記水晶
子、上記第１及び第２コンデンサ、上記第１及び第２ト
ランジスタは、第３調波及び基本モード抑制を持つ信号
を発生する発振器回路を構成することを特徴とする。
本発明の水晶制御発振器回路は、互いのエミッタ同士が
電流源に接続される第１及び第２トランジスタと、各々
の一端が上記第１及び第２トランジスタの各コレクタに
夫々接続され、各々の他端が共に雷圧源に接続される第
１及び第２抵抗と、一端が上記第２トランジスタのコレ
クタに接続され、他端が上記第２トランジスタのベース
に接続される水晶子と、一端が上記第２トランジスタの
コレクタ及び上記水晶子相互の接続点に接続され、他端
が接地電位に接続される第１コンデンサと、一端が上記
水晶子及び上記第２トランジスタのベース相互の接続点
に接続され、他端が接地電位に接続される第２コンデン
サと、を備える水晶制御発振器回路において、上記水晶
子、上記第１及び第２コンデンサ、上記第１及び第２ト
ランジスタは、第３調波及び基本モード抑制を持つ信号
を発生する発振器回路を構成することを特徴とする。
【００１９】
【実施例】水晶発振器は様々な電子システム内におい
て、基準クロック周波数を生成するために広く使用され
ている。図１に示される先行技術によるピアス発振器
は、一般的には、第三オーバートーン水晶とともに使用
される。水晶１２を短絡するように接続される帰還抵抗
体１０は、バイアスのため及び基本周波数抑制のための
両方に使用される。抵抗体１０は、基本周波数の所で水
晶１２によって見られる負の抵抗を相殺するのに十分に
小さく、そして、第三オーバートーン周波数にて発振が
開始されるために十分に大きくなければならない。出力
負荷は乏しい分離に起因し回路性能に強い影響を持つ。
さらに、トランジスタバイアス電流は、抵抗体１０及び
１４並びに、結果として、特に、高周波数において不安
定な設計となり易いトランジスタパラメータの強い関数
である。最後に、図１の回路は、大きな結合コンデンサ
及びバイアスレベルの純抵抗値への強い依存のためにモ
ノリシック集積には適さない。
て、基準クロック周波数を生成するために広く使用され
ている。図１に示される先行技術によるピアス発振器
は、一般的には、第三オーバートーン水晶とともに使用
される。水晶１２を短絡するように接続される帰還抵抗
体１０は、バイアスのため及び基本周波数抑制のための
両方に使用される。抵抗体１０は、基本周波数の所で水
晶１２によって見られる負の抵抗を相殺するのに十分に
小さく、そして、第三オーバートーン周波数にて発振が
開始されるために十分に大きくなければならない。出力
負荷は乏しい分離に起因し回路性能に強い影響を持つ。
さらに、トランジスタバイアス電流は、抵抗体１０及び
１４並びに、結果として、特に、高周波数において不安
定な設計となり易いトランジスタパラメータの強い関数
である。最後に、図１の回路は、大きな結合コンデンサ
及びバイアスレベルの純抵抗値への強い依存のためにモ
ノリシック集積には適さない。
【００２０】図２に示される本発明の一つの実施例は、
第一と第二のトランジスタが差動対を形成するように接
続された水晶発振器回路である。第二のトランジスタは
この発振器に対する反転利得段として機能し、二つのコ
ンデンサが本質的に誘導子として機能する水晶と直列の
帰還経路を完成するように提供される。これらコンデン
サはデバイス寄生の影響を小さくするために十分に大き
く、そしてモノリシック実現のために十分に小さく設計
される。
第一と第二のトランジスタが差動対を形成するように接
続された水晶発振器回路である。第二のトランジスタは
この発振器に対する反転利得段として機能し、二つのコ
ンデンサが本質的に誘導子として機能する水晶と直列の
帰還経路を完成するように提供される。これらコンデン
サはデバイス寄生の影響を小さくするために十分に大き
く、そしてモノリシック実現のために十分に小さく設計
される。
【００２１】この回路からの方形波出力は発振器利得段
から完全に絶縁され、従って、これに続く論理ゲートは
発振器性能になんの影響を与えず、ＤＣ結合がＡＣ結合
コンデンサを必要とすること無しに使用できる。
から完全に絶縁され、従って、これに続く論理ゲートは
発振器性能になんの影響を与えず、ＤＣ結合がＡＣ結合
コンデンサを必要とすること無しに使用できる。
【００２２】より詳細には、図２の回路構成において
は、トランジスタ１６とトランジスタ１８が差動ペアを
構成する。コンデンサ２０及び２２は、本質的に誘導子
として機能する水晶２４と直列の帰還経路を完成する。
これらコンデンサ２０及び２２は、デバイス寄生の影響
を小さくするために十分に大きくなければならず、そし
てモノリシック実現のために十分に小さく（全体で３０
ｐＦあるいはそれ以下）なければらなない。それ以上で
水晶が負の抵抗を見る最小周波数は、理論的に、以下に
よって示される。
は、トランジスタ１６とトランジスタ１８が差動ペアを
構成する。コンデンサ２０及び２２は、本質的に誘導子
として機能する水晶２４と直列の帰還経路を完成する。
これらコンデンサ２０及び２２は、デバイス寄生の影響
を小さくするために十分に大きくなければならず、そし
てモノリシック実現のために十分に小さく（全体で３０
ｐＦあるいはそれ以下）なければらなない。それ以上で
水晶が負の抵抗を見る最小周波数は、理論的に、以下に
よって示される。
【００２３】 ｆｍｉｎ＝略１／（２π（Ｒ１ Ｃ１ Ｒ２ Ｃ２）１／２） ここで、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、コンデンサ２０及
び２２によって見られる等価ＡＣ抵抗である。例えば、
コンデンサ２０及び２２がそれぞれ１０ｐＦ、Ｒ１が１
Ｋオーム及びＲ２が４００オームとして選択された場
合、ｆｍｉｎは２５ＭＨｚとなる。これは、この回路
が、７５ＭＨｚという高い第三オーバートーン周波数に
対して基本モード抑制を与えることを意味する。図２の
回路においては、Ｒ１は抵抗体２６及び２８によって制
御され、Ｒ２は抵抗体３０によって制御される。
び２２によって見られる等価ＡＣ抵抗である。例えば、
コンデンサ２０及び２２がそれぞれ１０ｐＦ、Ｒ１が１
Ｋオーム及びＲ２が４００オームとして選択された場
合、ｆｍｉｎは２５ＭＨｚとなる。これは、この回路
が、７５ＭＨｚという高い第三オーバートーン周波数に
対して基本モード抑制を与えることを意味する。図２の
回路においては、Ｒ１は抵抗体２６及び２８によって制
御され、Ｒ２は抵抗体３０によって制御される。
【００２４】出力リード３４上の方形波出力は発振器利
得段から完全に絶縁されることに注意する。従って、後
に続く論理ゲートは発振器性能になんの影響も与えず、
ＤＣ結合がＡＣ結合コンデンサを必要とすることなく使
用できる。方形波出力のピークからピークまでの値は、
抵抗体３２の抵抗値に電流源４６を流れる電流を掛ける
ことによって与えられる。
得段から完全に絶縁されることに注意する。従って、後
に続く論理ゲートは発振器性能になんの影響も与えず、
ＤＣ結合がＡＣ結合コンデンサを必要とすることなく使
用できる。方形波出力のピークからピークまでの値は、
抵抗体３２の抵抗値に電流源４６を流れる電流を掛ける
ことによって与えられる。
【００２５】一例としての特定の実施例においては、キ
ャパシタンスＣ１＝Ｃ２＝９±１ｐＦである。抵抗体値
は、抵抗体３０＝抵抗体３２＝４００オーム及び抵抗体
２６プラス抵抗体２８＝１．５Ｋオームである。差動対
のテイル電流（ｔａｉｌ ｃｕｒｒｅｎｔ）は約４ｍＡ
である。このモノリシック回路に対しては従来の３ＧＨ
ｚシリコンバイポーラ技術が想定される。
ャパシタンスＣ１＝Ｃ２＝９±１ｐＦである。抵抗体値
は、抵抗体３０＝抵抗体３２＝４００オーム及び抵抗体
２６プラス抵抗体２８＝１．５Ｋオームである。差動対
のテイル電流（ｔａｉｌ ｃｕｒｒｅｎｔ）は約４ｍＡ
である。このモノリシック回路に対しては従来の３ＧＨ
ｚシリコンバイポーラ技術が想定される。
【００２６】水晶分路のキャパシタンスは５ｐＦのオー
ダーである。帰還コンデンサ２０及び２２は、薄膜酸化
物コンデンサ層又は接合コンデンサを使用して簡単にチ
ップ上に置くことができる。負の抵抗は２３ＭＨｚ以上
でのみ得られ、この規模は、３５から７０ＭＨｚにおい
ては５０オームより大きい。典型的な第三オーバートー
ン水晶は２５オーム或はそれ以下の直列抵抗値を持つ。
従って、この回路は、３５から７０ＭＨｚにおいて信頼
できる始動及び基本モード抑制に対する優れた安全マー
ジンを持つ。出力リード３４上の方形波出力は、１．６
ボルトの大きさのピークからピーク値を持つ。正弦出力
信号が出力リード３６上に提供されるが、これは、出力
リード３４上の方形波信号から絶縁される。
ダーである。帰還コンデンサ２０及び２２は、薄膜酸化
物コンデンサ層又は接合コンデンサを使用して簡単にチ
ップ上に置くことができる。負の抵抗は２３ＭＨｚ以上
でのみ得られ、この規模は、３５から７０ＭＨｚにおい
ては５０オームより大きい。典型的な第三オーバートー
ン水晶は２５オーム或はそれ以下の直列抵抗値を持つ。
従って、この回路は、３５から７０ＭＨｚにおいて信頼
できる始動及び基本モード抑制に対する優れた安全マー
ジンを持つ。出力リード３４上の方形波出力は、１．６
ボルトの大きさのピークからピーク値を持つ。正弦出力
信号が出力リード３６上に提供されるが、これは、出力
リード３４上の方形波信号から絶縁される。
【００２７】第一と第二のトランジスタが差動対を形成
するように接続され、第二のトランジスタが発振器に対
する反転利得段として機能する水晶発振器回路について
説明された。二つのコンデンサが本質的に誘導子として
機能する水晶と直列の帰還経路を完結するように提供さ
れる。これらコンデンサはデバイス寄生の影響を小さく
するために十分に大きく、そしてモノリシック実現のた
めに十分に小さく設計される。
するように接続され、第二のトランジスタが発振器に対
する反転利得段として機能する水晶発振器回路について
説明された。二つのコンデンサが本質的に誘導子として
機能する水晶と直列の帰還経路を完結するように提供さ
れる。これらコンデンサはデバイス寄生の影響を小さく
するために十分に大きく、そしてモノリシック実現のた
めに十分に小さく設計される。
【００２８】この回路からの方形波出力は発振器利得段
から完全に絶縁され、従って後に続く論理ゲートは発振
器性能にいかなる影響も与えず、ＤＣ結合をＡＣ結合を
必要とすることなく使用することができる。
から完全に絶縁され、従って後に続く論理ゲートは発振
器性能にいかなる影響も与えず、ＤＣ結合をＡＣ結合を
必要とすることなく使用することができる。
【００２９】
【発明の効果】説明の回路は、完全なモノリシックとし
て製造することができ、外部水晶のみを必要とする。こ
の回路は、タンク回路或は帰還抵抗体を必要とすること
なく基本周波数を抑制し、バイアシングには影響を与え
ない。この回路は、正弦出力に加えて完全に絶縁された
方形波出力を持ち、また３５ＭＨｚから７０ＭＨｚ周波
数において、第三オーバートーン水晶による信頼できる
高周波数動作を達成する。
て製造することができ、外部水晶のみを必要とする。こ
の回路は、タンク回路或は帰還抵抗体を必要とすること
なく基本周波数を抑制し、バイアシングには影響を与え
ない。この回路は、正弦出力に加えて完全に絶縁された
方形波出力を持ち、また３５ＭＨｚから７０ＭＨｚ周波
数において、第三オーバートーン水晶による信頼できる
高周波数動作を達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するために使用される先行技術に
よる発振器回路を簡略的に説明する図面である。
よる発振器回路を簡略的に説明する図面である。
【図２】本発明の原理に従う水晶発振器回路の一つの実
施例を簡略的に説明する図面である。
施例を簡略的に説明する図面である。
【符号の説明】 １６，１８ トランジスタ ２０，２２ コンデンサ ２４ 水晶子
Claims (4)
- 【請求項１】互いのエミッタ同士が電流源に接続される
第１及び第２トランジスタと、 各々の一端が前記第１及び第２トランジスタの各コレク
タに夫々接続され、各々の他端が共に電圧源に接続され
る第１及び第２抵抗と、 一端が前記第２トランジスタのコレクタに接続され、他
端が前記第２トランジスタのベースに接続される水晶子
と、 一端が前記第２トランジスタのコレクタ及び前記水晶子
相互の接続点に接続され、他端が接地電位に接続される
第１コンデンサと、 一端が前記水晶子及び前記第２トランジスタのベース相
互の接続点に接続され、他端が接地電位に接続される第
２コンデンサと、 を備える水晶制御発振器回路であって、 前記水晶子、前記第１及び第２コンデンサ、前記第１及
び第２トランジスタは、 第３調波及び基本モード抑制を持つ信号を発生する発振
器回路を構成することを特徴とする水晶制御発振器回
路。 - 【請求項２】前記第１トランジスタのコレクタ及び前記
第１抵抗相互の接続点に接続される第１出力リードと、
前記第２トランジスタのコレクタ及び前記第２抵抗相互
の接続点に接続される第２の出力リードとを更に含み、 前記発振器回路によって生成される前記信号は前記出力
リードを横断して第３調波及び基本モード抑制を持つ方
形波信号として出現することを特徴とする請求項１記載
の水晶制御発振器回路。 - 【請求項３】各々の一端が互いに共通のノードに接続さ
れる第３乃至第５抵抗とを更に含み、 前記第３抵抗の他端は前記電圧源に接続され、前記第４
抵抗の他端は前記第２トランジスタのベースに接続さ
れ、前記第５抵抗の他端は前記第１トランジスタのベー
スに接続されることを特徴とする請求項２記載の水晶制
御発振器回路。 - 【請求項４】前記共通のノード及び前記接地電位間に直
列に接続される第６抵抗及び少なくとも１つのダイオー
ドを更に含むことを特徴とする請求項３記載の水晶制御
発振器回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/703,232 US5113153A (en) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | High-frequency monolithic oscillator structure for third-overtone crystals |
| US703232 | 1996-08-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121939A true JPH05121939A (ja) | 1993-05-18 |
| JP2516299B2 JP2516299B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=24824575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4099995A Expired - Lifetime JP2516299B2 (ja) | 1991-05-20 | 1992-04-20 | 水晶発振器回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5113153A (ja) |
| JP (1) | JP2516299B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008035409A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 感知装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5416448A (en) * | 1993-08-18 | 1995-05-16 | Sandia Corporation | Oscillator circuit for use with high loss quartz resonator sensors |
| JPH08233581A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-09-13 | Yoshiro Tomikawa | 静電型変換手段の駆動装置 |
| JPH08307199A (ja) * | 1995-01-11 | 1996-11-22 | Yoshiro Tomikawa | 静電型変換手段の容量成分低減回路および静電型変換手段の駆動装置ならびに検出装置 |
| DE19611610A1 (de) * | 1996-03-23 | 1997-09-25 | Philips Patentverwaltung | Oszillaotr |
| US7324561B1 (en) | 2003-06-13 | 2008-01-29 | Silicon Clocks Inc. | Systems and methods for generating an output oscillation signal with low jitter |
| US7098753B1 (en) | 2003-06-13 | 2006-08-29 | Silicon Clocks, Inc. | Oscillator with variable reference |
| US7002422B1 (en) | 2004-04-01 | 2006-02-21 | Pericom Semiconductor Corp. | Current-mirrored crystal-oscillator circuit without feedback to reduce power consumption |
| DE102006010978B4 (de) * | 2006-03-09 | 2015-01-22 | Austriamicrosystems Ag | Oszillatoranordnung und Verfahren zum Betrieb eines Schwingquarzes |
| US20110095832A1 (en) * | 2009-10-22 | 2011-04-28 | Orest Fedan | Fast start, low power oscillator system |
| US8519800B1 (en) | 2011-09-28 | 2013-08-27 | Integrated Device Technology Inc. | Third overtone crystal-based oscillators having tunable all-pass RC filters therein |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5487051A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-11 | Japan Radio Co Ltd | Crystal oscillator |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2796522A (en) * | 1953-08-21 | 1957-06-18 | Greenspan Martin | Crystal-controlled relaxation oscillator |
| US3054967A (en) * | 1958-12-31 | 1962-09-18 | Ibm | Free-running pulse generator for producing steep edge output pulses |
| US3378790A (en) * | 1966-11-07 | 1968-04-16 | Fairchild Camera Instr Co | Readily integrable color oscillator circuit |
| US3699476A (en) * | 1971-03-05 | 1972-10-17 | Rca Corp | Crystal controlled digital logic gate oscillator |
| JPS51123044A (en) * | 1975-04-21 | 1976-10-27 | Hitachi Ltd | Starting circuit in the oscillation circuit |
| US4214252A (en) * | 1977-08-06 | 1980-07-22 | U.S. Philips Corporation | Semiconductor device having a MOS-capacitor |
| US4600899A (en) * | 1985-02-11 | 1986-07-15 | General Motors Corporation | Dual mode crystal phase shift transistor oscillator |
| JPS6216611A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Seikosha Co Ltd | 平板状厚みすべり水晶振動子 |
| US4864256A (en) * | 1988-09-09 | 1989-09-05 | Spectrum Control, Inc. | Oscillator with reduced harmonics |
-
1991
- 1991-05-20 US US07/703,232 patent/US5113153A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-20 JP JP4099995A patent/JP2516299B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5487051A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-11 | Japan Radio Co Ltd | Crystal oscillator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008035409A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 感知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2516299B2 (ja) | 1996-07-24 |
| US5113153A (en) | 1992-05-12 |
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