JPH06177645A - 発振回路 - Google Patents
発振回路Info
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- JPH06177645A JPH06177645A JP4326922A JP32692292A JPH06177645A JP H06177645 A JPH06177645 A JP H06177645A JP 4326922 A JP4326922 A JP 4326922A JP 32692292 A JP32692292 A JP 32692292A JP H06177645 A JPH06177645 A JP H06177645A
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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
- H03B5/366—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 and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current
- H03B5/368—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 and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current the means being voltage variable capacitance diodes
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/0002—Types of oscillators
- H03B2200/0008—Colpitts oscillator
-
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- H03B2200/006—Functional aspects of oscillators
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-
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- 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
- H03B2201/00—Aspects of oscillators relating to varying the frequency of the oscillations
- H03B2201/02—Varying the frequency of the oscillations by electronic means
- H03B2201/0208—Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means being an element with a variable capacitance, e.g. capacitance diode
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、発振レベルが低下した場合に共振
回路の抵抗値を下げ、発振レベルの低下および停止を防
止できるようにする。 【構成】 発振器の出力レベルを検出する出力レベル検
出回路と、水晶振動子のインピーダンスを可変するため
に接続された可変インピーダンス回路と、出力レベル検
出回路の検出信号によって可変インピーダンス回路を制
御するインピーダンス制御回路とを備え、発振回路の出
力レベルを検出し、発振器の出力レベルが小さくなった
場合には、水晶振動子の抵抗分が小さくなる周波数で発
振するように水晶振動子のリアクタンスＸL を変化させ
る。
回路の抵抗値を下げ、発振レベルの低下および停止を防
止できるようにする。 【構成】 発振器の出力レベルを検出する出力レベル検
出回路と、水晶振動子のインピーダンスを可変するため
に接続された可変インピーダンス回路と、出力レベル検
出回路の検出信号によって可変インピーダンス回路を制
御するインピーダンス制御回路とを備え、発振回路の出
力レベルを検出し、発振器の出力レベルが小さくなった
場合には、水晶振動子の抵抗分が小さくなる周波数で発
振するように水晶振動子のリアクタンスＸL を変化させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子装置のクロック信号
源として利用するに適する。本発明は、発振レベルの低
下、あるいは停止を防ぐことができる水晶振動子を用い
た発振回路に関する。
源として利用するに適する。本発明は、発振レベルの低
下、あるいは停止を防ぐことができる水晶振動子を用い
た発振回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の発振回路、特に水晶振動子を用い
た発振回路では、水晶振動子の周波数に対する抵抗分特
性と、発振器の負性抵抗（−Ｒ０）の関係が、 ｜発振器負性抵抗｜＞｜水晶振動子抵抗｜ を満たした場合に発振動作を持続する。
た発振回路では、水晶振動子の周波数に対する抵抗分特
性と、発振器の負性抵抗（−Ｒ０）の関係が、 ｜発振器負性抵抗｜＞｜水晶振動子抵抗｜ を満たした場合に発振動作を持続する。
【０００３】ここで図３に示す従来技術における発振回
路の一例をあげて説明する。まず、発振器を構成するト
ランジスタＴｒ１の動作点を決定するために、回路電流
設定抵抗Ｒ１、バイアス電圧設定抵抗Ｒ２およびＲ３が
設けられる。回路電流設定抵抗Ｒ１は発振回路の動作電
流を決定し、バイアス電圧設定抵抗Ｒ２およびＲ３はト
ランジスタＴｒ１のバイアス電圧を決定する。発振器の
コンデンサＣ３はトランジスタＴｒ１のコレクタ端子を
接地させるために接続されている。次いで、発振器のコ
ンデンサＣ１、Ｃ２および水晶振動子Ｘ１について説明
する。コンデンサＣ１、Ｃ２および水晶振動子Ｘ１は発
振回路の帰還部を構成しており、図４にその等価回路を
示す。発振条件を満たすためには、水晶振動子Ｘ１が誘
導リアクタンス特性を有することが条件となる。すなわ
ち、水晶振動子Ｘ１が誘導リアクタンス特性を示す周波
数で発振することになる。
路の一例をあげて説明する。まず、発振器を構成するト
ランジスタＴｒ１の動作点を決定するために、回路電流
設定抵抗Ｒ１、バイアス電圧設定抵抗Ｒ２およびＲ３が
設けられる。回路電流設定抵抗Ｒ１は発振回路の動作電
流を決定し、バイアス電圧設定抵抗Ｒ２およびＲ３はト
ランジスタＴｒ１のバイアス電圧を決定する。発振器の
コンデンサＣ３はトランジスタＴｒ１のコレクタ端子を
接地させるために接続されている。次いで、発振器のコ
ンデンサＣ１、Ｃ２および水晶振動子Ｘ１について説明
する。コンデンサＣ１、Ｃ２および水晶振動子Ｘ１は発
振回路の帰還部を構成しており、図４にその等価回路を
示す。発振条件を満たすためには、水晶振動子Ｘ１が誘
導リアクタンス特性を有することが条件となる。すなわ
ち、水晶振動子Ｘ１が誘導リアクタンス特性を示す周波
数で発振することになる。
【０００４】次に、水晶振動子Ｘ１のインピーダンス特
性と発振器のインピーダンス特性について図５を参照し
て説明する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３に示す
Ａ点での水晶振動子Ｘ１と発振器のそれぞれのインピー
ダンス特性を示したグラフである。
性と発振器のインピーダンス特性について図５を参照し
て説明する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３に示す
Ａ点での水晶振動子Ｘ１と発振器のそれぞれのインピー
ダンス特性を示したグラフである。
【０００５】まず、図５（ａ）は水晶振動子Ｘ１のイン
ピーダンス特性を示したものである。一般的な水晶振動
子では共振周波数Ｆ0 より周波数が高くなると抵抗分Ｒ
X は大きくなる傾向がある。同図（ｂ）は発振器のイン
ピーダンス特性を示したもので、発振器のインピーダン
ス（負性抵抗−Ｒ0 、リアクタンスＸC ）はトランジス
タＴｒ１と、コンデンサＣ１、Ｃ２によって決定され一
般に周波数に対するインピーダンスの変化は小さい。同
図（Ｃ）は発振状態にある発振器の発振レベルＰ0 と負
性抵抗−Ｒ0 について示したグラフである。発振レベル
が大きくなると負性抵抗は小さくなる傾向がある。
ピーダンス特性を示したものである。一般的な水晶振動
子では共振周波数Ｆ0 より周波数が高くなると抵抗分Ｒ
X は大きくなる傾向がある。同図（ｂ）は発振器のイン
ピーダンス特性を示したもので、発振器のインピーダン
ス（負性抵抗−Ｒ0 、リアクタンスＸC ）はトランジス
タＴｒ１と、コンデンサＣ１、Ｃ２によって決定され一
般に周波数に対するインピーダンスの変化は小さい。同
図（Ｃ）は発振状態にある発振器の発振レベルＰ0 と負
性抵抗−Ｒ0 について示したグラフである。発振レベル
が大きくなると負性抵抗は小さくなる傾向がある。
【０００６】次に、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す
発振条件について説明する。まず、発振器の容量リアク
タンスＸC と水晶振動子Ｘ１の誘導リアクタンスＸL の
絶対値が一致する周波数で発振が始まる（Ｂ点）。次
に、発振の始まる周波数での水晶振動子Ｘ１の抵抗値Ｒ
X が発振器の負性抵抗−Ｒ0 の絶対値より小さい場合に
発振動作が持続し、発振レベルが大きくなり、｜ＲX ｜
＝｜−Ｒ0 ｜となる発振レベルで発振が安定する。以上
の条件によって従来の発振回路は動作する。
発振条件について説明する。まず、発振器の容量リアク
タンスＸC と水晶振動子Ｘ１の誘導リアクタンスＸL の
絶対値が一致する周波数で発振が始まる（Ｂ点）。次
に、発振の始まる周波数での水晶振動子Ｘ１の抵抗値Ｒ
X が発振器の負性抵抗−Ｒ0 の絶対値より小さい場合に
発振動作が持続し、発振レベルが大きくなり、｜ＲX ｜
＝｜−Ｒ0 ｜となる発振レベルで発振が安定する。以上
の条件によって従来の発振回路は動作する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術で
は、図８に示すように発振器の負性抵抗が周囲温度の変
動などによって小さくなった場合、発振レベルが小さく
なってしまう問題があり、さらに、発振器の負性抵抗が
水晶振動子の抵抗値より小さくなった場合には発振動作
が停止してしまう問題がある。
は、図８に示すように発振器の負性抵抗が周囲温度の変
動などによって小さくなった場合、発振レベルが小さく
なってしまう問題があり、さらに、発振器の負性抵抗が
水晶振動子の抵抗値より小さくなった場合には発振動作
が停止してしまう問題がある。
【０００８】本発明はこのうような問題を解決するもの
で、温度などの影響によって生じる発振レベルの低下、
あるいは発振停止を防止することができる発振回路を提
供することを目的とする。
で、温度などの影響によって生じる発振レベルの低下、
あるいは発振停止を防止することができる発振回路を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶振動子を
含む共振回路と、この水晶振動子を励振する能動素子と
を備えた発振回路において、前記共振回路に可変インピ
ーダンス回路が接続され、前記能動素子の出力に接続さ
れた出力レベル検出回路と、この出力レベル検出回路の
検出レベルに応じて前記可変インピーダンス回路を制御
するインピーダンス制御回路とを備えたことを特徴とす
る。
含む共振回路と、この水晶振動子を励振する能動素子と
を備えた発振回路において、前記共振回路に可変インピ
ーダンス回路が接続され、前記能動素子の出力に接続さ
れた出力レベル検出回路と、この出力レベル検出回路の
検出レベルに応じて前記可変インピーダンス回路を制御
するインピーダンス制御回路とを備えたことを特徴とす
る。
【００１０】前記インピーダンス制御回路は、前記出力
レベル検出回路の検出レベルが小さくなったときに、前
記水晶振動子の等価抵抗分が小さくなるように前記可変
インピーダンス回路を制御することが望ましく、前記可
変インピーダンス回路は水晶振動子に直列に接続された
バラクタダイオードで構成することができる。
レベル検出回路の検出レベルが小さくなったときに、前
記水晶振動子の等価抵抗分が小さくなるように前記可変
インピーダンス回路を制御することが望ましく、前記可
変インピーダンス回路は水晶振動子に直列に接続された
バラクタダイオードで構成することができる。
【００１１】
【作用】出力レベル検出回路が発振器の出力レベルを検
出し、発振器の出力レベルが小さくなったことを検出し
たときに、その検出信号によりインピーダンス制御回路
が可変インピーダンス回路を制御する。水晶振動子の抵
抗が小さくなる周波数で発振するように水晶振動子のリ
アクタンスを変化させることが望ましい。
出し、発振器の出力レベルが小さくなったことを検出し
たときに、その検出信号によりインピーダンス制御回路
が可変インピーダンス回路を制御する。水晶振動子の抵
抗が小さくなる周波数で発振するように水晶振動子のリ
アクタンスを変化させることが望ましい。
【００１２】これにより、温度などの影響によって生じ
る発振レベルの低下、あるいは発振停止状態になること
を防止することができる。
る発振レベルの低下、あるいは発振停止状態になること
を防止することができる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明実施例の構成を示す図、図２は本発明
実施例におけるバラクタダイオードの特性を示す図であ
る。
る。図１は本発明実施例の構成を示す図、図２は本発明
実施例におけるバラクタダイオードの特性を示す図であ
る。
【００１４】本発明は、水晶振動子を含む共振回路と、
この水晶振動子を励振する能動素子とを備え、さらに、
前記共振回路に可変インピーダンス回路２が接続され、
前記能動素子の出力に接続された出力レベル検出回路１
と、この出力レベル検出回路１の検出レベルに応じて可
変インピーダンス回路２を制御するインピーダンス制御
回路３とを備え、インピーダンス制御回路３は、出力レ
ベル検出回路１の検出レベルが小さくなったときに、前
記水晶振動子の等価抵抗分が小さくなるように可変イン
ピーダンス回路２を制御する。可変インピーダンス回路
は水晶振動子に直列に接続されたバラクタダイオードで
構成される。
この水晶振動子を励振する能動素子とを備え、さらに、
前記共振回路に可変インピーダンス回路２が接続され、
前記能動素子の出力に接続された出力レベル検出回路１
と、この出力レベル検出回路１の検出レベルに応じて可
変インピーダンス回路２を制御するインピーダンス制御
回路３とを備え、インピーダンス制御回路３は、出力レ
ベル検出回路１の検出レベルが小さくなったときに、前
記水晶振動子の等価抵抗分が小さくなるように可変イン
ピーダンス回路２を制御する。可変インピーダンス回路
は水晶振動子に直列に接続されたバラクタダイオードで
構成される。
【００１５】発振器を構成するトランジスタＴｒ１、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３につ
いては従来技術と同様であるのでここでは説明を省略す
る。
ンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３につ
いては従来技術と同様であるのでここでは説明を省略す
る。
【００１６】水晶振動子Ｘ１のリアクタンスＸL を変化
させる可変インピーダンス回路２は、パラクタダイオー
ドＶ１とバイアス電圧供給抵抗Ｒ７とにより構成され、
水晶振動子Ｘ１と直列に接続される。バラクタダイオー
ドＶ１のバイアス電圧に対する容量リアクタンス値ＸV
は、図２に示すようにバイアス電圧が高くなると、容量
リアクタンスの値も大きくなる特性を持っている。従っ
て、このバラクタダイオードＶ１と水晶振動子Ｘ１とで
インピーダンスを可変にする共振回路が構成される。
させる可変インピーダンス回路２は、パラクタダイオー
ドＶ１とバイアス電圧供給抵抗Ｒ７とにより構成され、
水晶振動子Ｘ１と直列に接続される。バラクタダイオー
ドＶ１のバイアス電圧に対する容量リアクタンス値ＸV
は、図２に示すようにバイアス電圧が高くなると、容量
リアクタンスの値も大きくなる特性を持っている。従っ
て、このバラクタダイオードＶ１と水晶振動子Ｘ１とで
インピーダンスを可変にする共振回路が構成される。
【００１７】発振器の出力レベルを検出する出力レベル
検出回路１は、疎結合コンデンサＣ４および検波コンダ
ンサＣ５、検波ダイオードＶ２、検波抵抗Ｒ４により構
成され、疎結合コンデンサＣ４にて疎結合された発振出
力信号は、一般的な高周波検波回路を構成する検波ダイ
オードＶ２、検波抵抗Ｒ４、検波コンデンサＣ５にて検
波される。ここで検波された出力検出信号は直流電圧で
あり、出力レベルが大きい場合は高い電圧、小さい場合
は低い電圧が得られるようになっている。
検出回路１は、疎結合コンデンサＣ４および検波コンダ
ンサＣ５、検波ダイオードＶ２、検波抵抗Ｒ４により構
成され、疎結合コンデンサＣ４にて疎結合された発振出
力信号は、一般的な高周波検波回路を構成する検波ダイ
オードＶ２、検波抵抗Ｒ４、検波コンデンサＣ５にて検
波される。ここで検波された出力検出信号は直流電圧で
あり、出力レベルが大きい場合は高い電圧、小さい場合
は低い電圧が得られるようになっている。
【００１８】出力検出信号はインピーダンス制御回路３
を構成する演算増幅器ＯＰ１に入力される。インピーダ
ンス制御回路３は、演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ５、Ｒ６
とにより構成される一般的な同相増幅器であり入力され
た出力検出信号を演算処理し、バイアス電圧供給抵抗Ｒ
７を通してバラクタダイオードＶ１へ結果を出力する。
を構成する演算増幅器ＯＰ１に入力される。インピーダ
ンス制御回路３は、演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ５、Ｒ６
とにより構成される一般的な同相増幅器であり入力され
た出力検出信号を演算処理し、バイアス電圧供給抵抗Ｒ
７を通してバラクタダイオードＶ１へ結果を出力する。
【００１９】発振器の負性抵抗−Ｒ0 が温度変化などの
影響によって小さくなり出力レベルが下がった場合、バ
ラクタダイオードＶ１のバイアス電圧を下げバラクタダ
イオードの容量リアクタンスＸV を小さくする。その結
果、共振回路の誘導リアクタンスＸL が大きくなり発振
周波数が下がる（発振器のインピーダンスは一定なた
め）。また、共振回路の抵抗値（水晶振動子Ｘ１の抵抗
値）は周波数が低いと小さくなる特性があるため、発振
器の負性抵抗が小さくなっても発振レベルの低下を防ぐ
ことができる。
影響によって小さくなり出力レベルが下がった場合、バ
ラクタダイオードＶ１のバイアス電圧を下げバラクタダ
イオードの容量リアクタンスＸV を小さくする。その結
果、共振回路の誘導リアクタンスＸL が大きくなり発振
周波数が下がる（発振器のインピーダンスは一定なた
め）。また、共振回路の抵抗値（水晶振動子Ｘ１の抵抗
値）は周波数が低いと小さくなる特性があるため、発振
器の負性抵抗が小さくなっても発振レベルの低下を防ぐ
ことができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
度などの影響によって生じる発振レベルの低下、あるい
は発振停止状態になるとこを防止することができる効果
がある。
度などの影響によって生じる発振レベルの低下、あるい
は発振停止状態になるとこを防止することができる効果
がある。
【図１】本発明実施例の構成を示す図。
【図２】本発明実施例におけるバラクタダイオードの特
性を示す図。
性を示す図。
【図３】従来例の構成を示す図。
【図４】水晶振動子およびコンダンサの等価回路を示す
図。
図。
【図５】（ａ）は水晶振動子インピーダンス特性を示す
図、（ｂ）は発振器インピーダンス特性を示す図、
（ｃ）は発振レベル対負性抵抗を示す図。
図、（ｂ）は発振器インピーダンス特性を示す図、
（ｃ）は発振レベル対負性抵抗を示す図。
【図６】負性抵抗の変動を示す図。
１ 出力レベル検出回路 ２ 可変インピーダンス回路 ３ インピーダンス制御回路 Ｘ１ 水晶振動子 Ｒ１ 回路電流設定抵抗 Ｒ２、Ｒ３ バイアス電圧設定抵抗 Ｒ４ 検波抵抗 Ｒ５、Ｒ６ 抵抗 Ｒ７ バイアス電圧供給抵抗 Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ Ｃ４ 疎結合コンデンサ Ｃ５ 検波コンデンサ Ｖ１ バラクタダイオード Ｖ２ 検波ダイオード ＯＰ１ 演算増幅器（オペアンプ） Ｔｒ１ トランジスタ
Claims (3)
- 【請求項１】 水晶振動子を含む共振回路と、 この水晶振動子を励振する能動素子と を備えた発振回路において、 前記共振回路に可変インピーダンス回路が接続され、 前記能動素子の出力に接続された出力レベル検出回路
と、 この出力レベル検出回路の検出レベルに応じて前記可変
インピーダンス回路を制御するインピーダンス制御回路
とを備えたことを特徴とする発振回路。 - 【請求項２】 前記インピーダンス制御回路は、前記出
力レベル検出回路の検出レベルが小さくなったときに、
前記水晶振動子の等価抵抗分が小さくなるように前記可
変インピーダンス回路を制御する請求項１記載の発振回
路。 - 【請求項３】 前記可変インピーダンス回路は水晶振動
子に直列に接続されたバラクタダイオードである請求項
１記載の発振回路。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326922A JP2626432B2 (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 発振回路 |
| AU52195/93A AU671316B2 (en) | 1992-12-07 | 1993-12-06 | Oscillator circuit |
| CA002110756A CA2110756C (en) | 1992-12-07 | 1993-12-06 | Oscillation circuit |
| DE69326742T DE69326742T2 (de) | 1992-12-07 | 1993-12-06 | Oszillatorschaltung |
| EP93119627A EP0601515B1 (en) | 1992-12-07 | 1993-12-06 | Oscillation circuit |
| KR1019930026679A KR960016733B1 (ko) | 1992-12-07 | 1993-12-07 | 발진 회로 |
| US08/610,517 US5654678A (en) | 1992-12-07 | 1996-03-04 | Level-controlled oscillation circuit having a continuously variable impedance control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326922A JP2626432B2 (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06177645A true JPH06177645A (ja) | 1994-06-24 |
| JP2626432B2 JP2626432B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=18193263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4326922A Expired - Fee Related JP2626432B2 (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 発振回路 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5654678A (ja) |
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