JPH066134A - 水晶振動子を有する発振回路 - Google Patents

水晶振動子を有する発振回路

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JPH066134A
JPH066134A JP16113092A JP16113092A JPH066134A JP H066134 A JPH066134 A JP H066134A JP 16113092 A JP16113092 A JP 16113092A JP 16113092 A JP16113092 A JP 16113092A JP H066134 A JPH066134 A JP H066134A
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仁顕 林
Mikio Ozawa
美喜男 小沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 希望する周波数で安定に発振する水晶振動子
を有する発振回路、特に希望するオーバートーンで容易
かつ安定に発振するオーバートーン水晶発振回路を提供
するものである。 【構成】 水晶振動子12と直列に、コンデンサ13および
コイル14の並列共振回路より成る非選択性同調回路15を
接続し、水晶振動子12として基本波用のものを用いると
きに、非選択性同調回路を基本波周波数に同調させるこ
とによって、水晶振動子および非選択性同調回路全体の
インピーダンスを基本波周波数に対して相対的に高くし
て3次オーバートーンを容易かつ安定に発生させる。ま
た、水晶振動子12を3次オーバートーン用のものとし、
非選択性同調回路15を3次オーバートーン周波数に同調
させることによって、水晶振動子および非選択性同調回
路全体のインピーダンスを5次オーバートーン周波数に
おいて相対的に低くし、5次オーバートーンを発生させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水晶振動子を有する発振
回路、特に水晶振動子を、その基本波振動周波数の奇数
倍のオーバートーンで駆動するようにしたオーバートー
ン水晶発振回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】オーバートーン水晶発振回路は、水晶振
動子を、その基本波f0の奇数倍のオーバートーン周波数
3f0、5f0、7f0などで駆動させるようにした水晶発振
回路である。発振周波数が、例えば20MHz 以上の水晶発
振回路においては、周波数が高いために、基本波で駆動
される水晶振動子を形成することが困難になるので、オ
ーバートーン水晶発振回路が実用されている。
【0003】図4は従来のオーバートーン水晶発振回路
の代表的な構成を示す回路図である。水晶振動子1を、
コイル2および可変コンデンサ3と直列に、トランジス
タ4のコレクタ─ベース間に接続し、ベース─エミッタ
間にはコンデンサ5を接続し、さらにコレクタ─エミッ
タ間にコンデンサ6およびコイル7より成る並列共振回
路8を接続している。オーバートーン水晶振動子は、基
本波、3次オーバートーン、5次オーバートーンと徐々
にインピーダンスが高くなるのが一般的であるので、コ
イル2および可変コンデンサ3より成る直列共振回路を
水晶振動子1と直列に接続し、この可変コンデンサを調
整して所望のオーバートーンで振動させるようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
オーバートーン水晶発振回路においては、水晶振動子1
と直列にコイル2および可変コンデンサ3より成る直列
共振回路を接続し、この直列共振回路の共振周波数を所
望のオーバートーンの振動周波数に設定するようにして
いる。すなわち、希望する高次の選択性同調回路を設け
ている。しかし、水晶振動子によっては、3次のオーバ
ートーンの周波数におけるインピーダンスが大き過ぎた
り、基本的なインピーダンスの関係が発振回路に対して
変わらないため、可変コンデンサ3による調整は非常に
面倒であり、ときとして基本波で発振してしまうことも
ある。
【0005】また、CMOSインバータ等で発振させる場合
には、選択性同調回路を接続することが難しく、そのた
めに水晶振動子に接続するコンデンサの容量を小さくす
るようにしているが、オーバートーンを取り出すために
容量の依存性が高く、例えば3次オーバートーンを取り
出す選択性同調回路を接続しても、基本波におけるイン
ピーダンスが3次オーバートーンにおけるインピーダン
スよりも小さくなるため、基本波で発振してしまうこと
がある。特に、3次オーバートーン用の水晶振動子を用
いたCMOSインバータでは5次のオーバートーンを取り出
すことは非常に困難である。
【0006】本発明の目的は、上述した従来の欠点を解
消し、目的とするオーバートーンを安定にかつ容易に取
り出すことができる水晶振動子を有する発振回路を提供
しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、水晶振動子を
有する発振回路において、水晶振動子と直列に1個また
は複数個の非選択性同調回路を接続し、希望する発振周
波数以外の周波数における水晶振動子および非選択性同
調回路を含めた全体のインピーダンスを相対的に高くし
たことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】このような本発明による水晶振動子を有する発
振回路においては、例えば非選択性同調回路の共振周波
数を水晶振動子の基本波振動周波数として3次オーバー
トーンを希望する発振周波数として発生させたり、非選
択性同調回路の共振周波数を水晶振動子の3次オーバー
トーン振動周波数として5次オーバートーンを希望する
発振周波数として発生させることができる。すなわち、
本発明においては、水晶振動子と直列に非選択性同調回
路を接続することによって、目的とするオーバートーン
以外の周波数におけるインピーダンスを、目的とするオ
ーバートーンの周波数におけるインピーダンスに対して
相対的に高くすることができ、したがって水晶振動子は
希望するオーバートーンで容易にかつ安定して発振する
ことができる。その結果、従来の基本波用の水晶振動子
をそのまま用いて所望のオーバートーンを安定して取り
出すことができる。また、バリキャップを用いて基本波
の発振周波数を変化させる場合、バリキャップの容量が
小さくなっても、3次オーバートーンで発振するような
ことはなく、基本波周波数において安定して発振するよ
うになる。
【0009】
【実施例】図1は本発明による水晶振動子を有する発振
回路の基本的な構成を示す回路図である。本発明におい
ては、トランジスタ11のベース─コレクタ間に、水晶振
動子12と、コンデンサ13およびコイル14の並列共振回路
より成る非選択性同調回路15とを直列に接続する。ま
た、トランジスタ11のベース─エミッタ間には、固定コ
ンデンサ16および可変コンデンサ17の並列回路を接続
し、コレクタ─エミッタ間にはコンデンサ18を接続し、
コレクタに接続した出力コンデンサ19より出力を取り出
す。
【0010】例えば、水晶振動子12として基本波用のも
のを用い、非選択性同調回路15を基本波周波数に同調さ
せると、水晶振動子12および非選択性同調回路15全体の
基本波に対するインピーダンスは3次オーバートーンに
対するインピーダンスに比較して相対的に高くなり、し
たがって水晶振動子12は基本波では発振せず、3次オー
バートーンで容易かつ安定に発振するようになる。ま
た、水晶振動子12として3次オーバートーン用の水晶振
動子を用い、非選択性同調回路15の共振周波数を3次オ
ーバートーンの周波数に設定すると、3次オーバートー
ンに対する水晶振動子12および非選択性同調回路15全体
のインピーダンスは高くなり、5次オーバートーンを安
定して得ることができる。
【0011】図2は本発明によるオーバートーン水晶発
振回路の一実施例の構成を示す回路図である。本例では
3次オーバートーン用の水晶振動子21と直列にコンデン
サ22およびコイル23より成る非選択性同調回路24を接続
する。水晶振動子21の基本波周波数は8MHz であり、非
選択性同調回路24の共振周波数はこの基本波周波数の3
倍の24MHz に設定して5次オーバートーンの40MHz を取
り出すものである。水晶振動子21の他端は、固定コンデ
ンサ25および可変コンデンサ26の並列回路を経て接地
し、非選択性同調回路24の他端はトランジスタ27のベー
スに接続する。このトランジスタ27のベースはポテンシ
ョメータを構成する抵抗28および29の接続点に接続する
とともにコンデンサ30および31を経て接地する。これら
のコンデンサ30および31の接続点は、トランジスタ27の
エミッタに接続するとともに抵抗32を経て接地する。さ
らに、トランジスタ27のコレクタは、抵抗33を経て電源
正端子34に接続し、この電源正端子はコンデンサ35を経
て接地する。また、トランジスタ27のコレクタは出力コ
ンデンサ36を経て出力端子37に接続する。
【0012】本例の水晶振動子21のインピーダンスは、
基本波周波数、3次オーバートーンおよび5じオーバー
トーンのそれぞれに対して22.4Ω、13.0Ωおよび30.3Ω
であるが、非選択性同調回路24を含めた全体のインピー
ダンスは、それぞれ24.6Ω、600 Ω以上および48.7Ωと
なる。すなわち、3次オーバートーンに対するインピー
ダンスが相対的に高くなっており、その結果として5次
オーバートーンで安定に発振するようになる。
【0013】図3は本発明によるオーバートーン水晶発
振回路の第2の実施例の構成を示すものであり、本例で
はCMOSインバータを使用している。水晶振動子41と直列
に、コンデンサ42およびコイル43の並列共振回路より成
る非選択性同調回路44を接続する。水晶振動子41の他端
はコンデンサ45を経て接地し、非選択性同調回路44の他
端はコンデンサ46を経て接地する。また、水晶振動子41
と非選択性同調回路44との直列回路と並列に、帰還抵抗
47およびインバータ48を接続する。
【0014】本例においては、非選択性同調回路44を、
水晶振動子41の基本波周波数に同調させ、3次オーバー
トーンを出力するものである。すなわち、水晶振動子41
として、基本波周波数が22.909MHz のものを用いる。こ
の水晶振動子41の基本波周波数におけるインピーダンス
は4.5 Ωであり、3次オーバートーンにおけるインピー
ダンスは8.0 Ωである。非選択性同調回路44の共振周波
数を基本波周波数に等しい約22MHz に設定することによ
って、3次オーバートーンを安定して得ることができ
る。この場合の水晶振動子41および非選択性同調回路44
全体のインピーダンスは、基本波周波数に対して600 Ω
以上であり、3次オーバートーンに対しては13,2Ωであ
る。
【0015】また、水晶振動子41として、基本波周波数
が8MHz で、基本波周波数、3次オーバートーンおよび
5次オーバートーンにおけるインピーダンスが、それぞ
れ22.4、13.0および30.3Ωの水晶振動子を用い、非選択
同調回路44の共振周波数を3次オーバートーンの周波数
に等しい24MHz に設定することによって、5次オーバー
トーンを安定して取り出すことができる。この場合の水
晶振動子41および非選択性同調回路44全体のインピーダ
ンスは、基本波周波数、3次オーバートーンおよび5次
オーバートーンに対して、それぞれ24.6Ω、600 Ω以上
および48.7Ωである。
【0016】本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、幾多の変更や変形を加えることができる。例
えば、上述した実施例においては水晶振動子と直列に1
個の非選択性同調回路を接続したが、例えば2個の非選
択性同調回路を接続し、これらをそれぞれ3次オーバー
トーンおよび5次オーバートーンの周波数に同調させる
ことによって7次オーバートーンを取り出すように構成
することもできる。また、CMOSインバータにおいて、バ
リキャップを用い、その容量を例えば7〜33PFの範囲で
変化させることによって基本波での発振周波数を可変と
することが行われているが、バリキャップの容量を小さ
くした場合、3次オーバートーンで発振してしまうこと
がある。本発明においては、このような場合には非選択
性同調回路を3次オーバートーンの周波数に同調させて
3次オーバートーンに対するインピーダンスを大きくす
ることによって基本波周波数で安定に発振させることが
できる。さらに、上述した非選択性同調回路またはその
周辺の回路をも含めた回路を水晶振動子のハウジング内
に一体に組み込んで、一つの電子部品として構成するこ
ともできる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明による水晶振動子
を有する発振回路においては、基本波用の水晶振動子を
用い、非選択性同調回路を基本波周波数に同調させるこ
とによって3次オーバートーンを容易かつ安定に取り出
したり、3次オーバートーン用の水晶振動子を用い、非
選択性同調回路を3次オーバートーンに同調させること
によって5次オーバートーンを容易かつ安定に取り出し
たり、2個の非選択性同調回路を用い、これらをそれぞ
れ3次オーバートーンおよび5次オーバートーンに同調
させることによって7次オーバートーンを取り出した
り、非選択性同調回路を3次オーバートーンに同調させ
ることによって基本波を安定に発生させたりすることが
できる。また、本発明によるオーバートーン水晶発振回
路を示す図1と、従来のオーバートーン水晶発振回路を
示す図4とを比較すれば明らかなように、本発明におい
ては希望するオーバートーンの選択性回路が必要でなく
なり、回路構成も簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による水晶振動子を有する発振
回路の基本的構成を示す回路図である。
【図2】図2は、本発明によるオーバートーン水晶発振
回路の一実施例の構成を示す回路図である。
【図3】図3は、本発明によるオーバートーン水晶発振
回路の他の実施例の構成を示す回路図である。
【図4】図4は、従来のオーバートーン水晶発振回路の
構成を示す回路図である。
【符号の説明】
11 トランジスタ 12 水晶振動子 13 コンデンサ 14 コイル 15 非選択性同調回路 18 コンデンサ 19 出力コンデンサ 21 水晶振動子 22 コンデンサ 23 コイル 24 非選択性同調回路 27 トランジスタ 36 出力コンデンサ 41 水晶振動子 42 コンデンサ 43 コイル 44 非選択性同調回路 45, 46 コンデンサ 47 抵抗 48 インバータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水晶振動子と直列に1個または複数個の
    非選択性同調回路を接続し、希望する発振周波数以外の
    周波数における、水晶振動子および非選択性同調回路を
    含めた全体のインピーダンスを相対的に高くしたことを
    特徴とする水晶振動子を有する発振回路。
  2. 【請求項2】 前記水晶振動子として基本波用水晶振動
    子を用い、前記非選択性同調回路の共振周波数を水晶振
    動子の基本波振動周波数として3次オーバートーンを希
    望する発振周波数として発生させることを特徴とする請
    求項1記載の水晶振動子を有する発振回路。
  3. 【請求項3】 前記水晶振動子として3次オーバートー
    ン用の水晶振動子を用い、前記非選択性同調回路の共振
    周波数を水晶振動子の3次オーバートーン振動周波数と
    して5次オーバートーンを希望する発振周波数として発
    生させることを特徴とする請求項1記載の水晶振動子を
    有する発振回路。
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