JPH07240629A - 電圧制御圧電発振器 - Google Patents
電圧制御圧電発振器Info
- Publication number
- JPH07240629A JPH07240629A JP5485894A JP5485894A JPH07240629A JP H07240629 A JPH07240629 A JP H07240629A JP 5485894 A JP5485894 A JP 5485894A JP 5485894 A JP5485894 A JP 5485894A JP H07240629 A JPH07240629 A JP H07240629A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- piezoelectric vibrator
- voltage
- anode
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、周波数の可変幅が広く、制
御電圧の変化幅の中心から正負に電圧を変化させた場合
の周波数の変化が電圧にほぼ比例した変化をし、さら
に、電源電圧の変動に対して周波数の安定度が良い電圧
制御圧電発振器を得ることである。 【構成】圧電振動子の励振レベルに着目し、この圧電振
動子の励振レベルを下げると共に圧電振動子の励振レベ
ルを安定化することによって、広範な周波数の可変幅を
実現し、周波数の変化が制御電圧にほぼ比例した変化を
し、なおかつ安定な発振周波数を確保して課題を解決し
た。
御電圧の変化幅の中心から正負に電圧を変化させた場合
の周波数の変化が電圧にほぼ比例した変化をし、さら
に、電源電圧の変動に対して周波数の安定度が良い電圧
制御圧電発振器を得ることである。 【構成】圧電振動子の励振レベルに着目し、この圧電振
動子の励振レベルを下げると共に圧電振動子の励振レベ
ルを安定化することによって、広範な周波数の可変幅を
実現し、周波数の変化が制御電圧にほぼ比例した変化を
し、なおかつ安定な発振周波数を確保して課題を解決し
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧制御圧電発振器の
特性改善に関する。
特性改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子応用機器や電気通信用機
器に用いられる安定な周波数源として、圧電発振器が多
く用いられている。これらの圧電発振器は、近年特に小
型化に適したインバータが用いられることが多い。イン
バータを用いた圧電発振器は、多くの場合、その入出力
端子間に圧電振動子と帰還抵抗を接続し、各端子とアー
ス間には静電容量を接続した形を基本型とする。
器に用いられる安定な周波数源として、圧電発振器が多
く用いられている。これらの圧電発振器は、近年特に小
型化に適したインバータが用いられることが多い。イン
バータを用いた圧電発振器は、多くの場合、その入出力
端子間に圧電振動子と帰還抵抗を接続し、各端子とアー
ス間には静電容量を接続した形を基本型とする。
【０００３】それに電圧制御を付加する場合は、図２に
示す様に圧電振動子４とインバータ１の出力端子の間
に、可変容量ダイオード５のアノード端子をインバータ
の出力端子に、可変容量ダイオード５のカソード端子を
圧電振動子４にそれぞれ接続し、圧電振動子４と可変容
量ダイオード５のカソード端子の接続点に制御電圧を印
加して、発振周波数を制御する形が基本型である。図２
に示す従来技術の回路による電圧制御圧電発振器の印加
電圧と周波数の可変特性の一例を図４に示す。この回路
の欠点は、制御電圧の変化幅の中心から正負に電圧を変
化させた場合、周波数の変化が電圧に比例した変化をし
ない（正側が９０×１０-6，負側が６０×１０-6と著し
く非対象である）ことと、制御電圧が可変容量ダイオー
ドのアノード端子の電圧より低くなると可変容量ダイオ
ードに順方向に電流が流れることである。
示す様に圧電振動子４とインバータ１の出力端子の間
に、可変容量ダイオード５のアノード端子をインバータ
の出力端子に、可変容量ダイオード５のカソード端子を
圧電振動子４にそれぞれ接続し、圧電振動子４と可変容
量ダイオード５のカソード端子の接続点に制御電圧を印
加して、発振周波数を制御する形が基本型である。図２
に示す従来技術の回路による電圧制御圧電発振器の印加
電圧と周波数の可変特性の一例を図４に示す。この回路
の欠点は、制御電圧の変化幅の中心から正負に電圧を変
化させた場合、周波数の変化が電圧に比例した変化をし
ない（正側が９０×１０-6，負側が６０×１０-6と著し
く非対象である）ことと、制御電圧が可変容量ダイオー
ドのアノード端子の電圧より低くなると可変容量ダイオ
ードに順方向に電流が流れることである。
【０００４】この欠点を補った従来技術の例を図３に示
す。図２の可変容量ダイオードのアノード端子とインバ
ータ１の出力端子の間に発振回路の直流を阻止する阻止
コンデンサ１０を挿入し、可変容量ダイオード５のアノ
ード端子の電位を固定するために可変容量ダイオード５
のアノード端子とアース間に抵抗７を接続した構成にな
っている。このために、可変容量ダイオード５のアノー
ドはアース電位となり、制御電圧を正電位から０Ｖまで
変化させても、可変容量ダイオード５のカソード側がア
ノード側より低い電位ななることは無く、従って可変容
量ダイオード５に順方向電流が流れることは無くなっ
た。また、この回路による周波数の可変特性の一例を図
５に示す。制御電圧の変化幅の中心から正負に電圧を変
化させた場合、周波数の変化が電圧に比例した変化をし
（約±６５×１０-6とほぼ対象である）ているが、可変
幅は拡がっていなくこの点は改善されていない。
す。図２の可変容量ダイオードのアノード端子とインバ
ータ１の出力端子の間に発振回路の直流を阻止する阻止
コンデンサ１０を挿入し、可変容量ダイオード５のアノ
ード端子の電位を固定するために可変容量ダイオード５
のアノード端子とアース間に抵抗７を接続した構成にな
っている。このために、可変容量ダイオード５のアノー
ドはアース電位となり、制御電圧を正電位から０Ｖまで
変化させても、可変容量ダイオード５のカソード側がア
ノード側より低い電位ななることは無く、従って可変容
量ダイオード５に順方向電流が流れることは無くなっ
た。また、この回路による周波数の可変特性の一例を図
５に示す。制御電圧の変化幅の中心から正負に電圧を変
化させた場合、周波数の変化が電圧に比例した変化をし
（約±６５×１０-6とほぼ対象である）ているが、可変
幅は拡がっていなくこの点は改善されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、周波数
の可変幅が広く取れない。また、電源電圧の変動に対し
て周波数の安定度が良くない等の課題があった。
の可変幅が広く取れない。また、電源電圧の変動に対し
て周波数の安定度が良くない等の課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】課題を解決する手段とし
て、圧電振動子の励振レベルに着目し、この圧電振動子
の励振レベルを下げると共に圧電振動子の励振レベルを
安定化することによって、広範な周波数の可変幅を実現
し、周波数の変化が制御電圧にほぼ比例した変化をし、
なおかつ安定な発振周波数を確保して課題を解決した。
て、圧電振動子の励振レベルに着目し、この圧電振動子
の励振レベルを下げると共に圧電振動子の励振レベルを
安定化することによって、広範な周波数の可変幅を実現
し、周波数の変化が制御電圧にほぼ比例した変化をし、
なおかつ安定な発振周波数を確保して課題を解決した。
【０００６】
【作用】可変容量ダイオードは、基本的に高周波が印加
されるとその高周波の大きさに連動して、可変容量ダイ
オードの容量が増加する方向に移行する性質がある。他
方、周波数の可変幅は、可変容量の最小容量と最大容量
の比によって定まる。このことは、最小容量が小さくと
れる方が、可変幅を広くとるには有利である。しかし、
この可変容量ダイオードは、圧電振動子と直列に接続さ
れて居り、高周波を小さくすることは、圧電振動子の励
振を弱めることになる。このことは、一歩誤ると発振停
止を招きかねないので、電源電圧変動による圧電振動子
の励振の変動を含めて、励振レベルの安定化を図り安定
に保つことが重要になる。
されるとその高周波の大きさに連動して、可変容量ダイ
オードの容量が増加する方向に移行する性質がある。他
方、周波数の可変幅は、可変容量の最小容量と最大容量
の比によって定まる。このことは、最小容量が小さくと
れる方が、可変幅を広くとるには有利である。しかし、
この可変容量ダイオードは、圧電振動子と直列に接続さ
れて居り、高周波を小さくすることは、圧電振動子の励
振を弱めることになる。このことは、一歩誤ると発振停
止を招きかねないので、電源電圧変動による圧電振動子
の励振の変動を含めて、励振レベルの安定化を図り安定
に保つことが重要になる。
【０００７】
【実施例】電圧制御発振器の具備すべき条件を考察する
と、 ア、周波数の可変幅が広いこと。 イ、制御電圧の変化と発振周波数の変化の間にほぼ比例
関係が存在すること。 ウ、電源電圧の変動に対して、周波数が安定であるこ
と。 等であり、特にア、イは重要である。
と、 ア、周波数の可変幅が広いこと。 イ、制御電圧の変化と発振周波数の変化の間にほぼ比例
関係が存在すること。 ウ、電源電圧の変動に対して、周波数が安定であるこ
と。 等であり、特にア、イは重要である。
【０００８】図１に以上の欠点を解決した本発明の回路
を示す。図１は図３の静電容量６及び抵抗７と並列に、
お互いに逆向きの２個のダイオード８を接続し、さらに
コンデンサ１０と可変容量ダイオード５のアノードの間
に整合用抵抗９を挿入した。ここに、この回路による周
波数の可変特性の一例を図６に示す。制御電圧の変化幅
の中心から正負に電圧を変化させた場合、周波数の変化
が電圧に比例して変化し，しかもその可変幅は約±２３
０×１０-6と驚異的に拡がったばかりで無く、ほぼ対象
性も確保されて、特性は著しく改善されて欠点は全て解
決された。
を示す。図１は図３の静電容量６及び抵抗７と並列に、
お互いに逆向きの２個のダイオード８を接続し、さらに
コンデンサ１０と可変容量ダイオード５のアノードの間
に整合用抵抗９を挿入した。ここに、この回路による周
波数の可変特性の一例を図６に示す。制御電圧の変化幅
の中心から正負に電圧を変化させた場合、周波数の変化
が電圧に比例して変化し，しかもその可変幅は約±２３
０×１０-6と驚異的に拡がったばかりで無く、ほぼ対象
性も確保されて、特性は著しく改善されて欠点は全て解
決された。
【０００９】電源電圧の変動に対する周波数安定度につ
いては、図７に示す。図２、図３の従来技術の回路での
特性の一例を、図７の中のの線で示す。約±３０×１
０-6と大幅に変化している。これが、本発明の図１の回
路による特性の一例を、図７の中のの線で示す。約±
７×１０-6と従来技術に比較して約１／４と著しく変動
幅が縮小された。
いては、図７に示す。図２、図３の従来技術の回路での
特性の一例を、図７の中のの線で示す。約±３０×１
０-6と大幅に変化している。これが、本発明の図１の回
路による特性の一例を、図７の中のの線で示す。約±
７×１０-6と従来技術に比較して約１／４と著しく変動
幅が縮小された。
【００１０】なお、ダイオード８は、シリコンダイオー
ドを使用した。また、インバータの出力は、緩衝増幅器
に供給され緩衝増幅されて出力される。
ドを使用した。また、インバータの出力は、緩衝増幅器
に供給され緩衝増幅されて出力される。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、従来圧電振動子の励振レベル
を安定化させるために発振回路にＡＧＣ回路を用いられ
ているが、回路が複雑で手間のかかる調整が必要有るの
に対して、本発明では、簡単な回路で調整も不要な方法
で励振レベルを安定化させている。電圧制御圧電発振器
の重要な要素である周波数可変幅特性及び制御電圧の変
化と発振周波数の変化の間にほぼ比例関係の特性が得ら
れ、さらに電源電圧の変動に対する発振周波数の変動特
性等が従来技術の回路に比べて著しく向上し、特性の良
い電圧制御圧電発振器を安価に供給出来る様になった。
を安定化させるために発振回路にＡＧＣ回路を用いられ
ているが、回路が複雑で手間のかかる調整が必要有るの
に対して、本発明では、簡単な回路で調整も不要な方法
で励振レベルを安定化させている。電圧制御圧電発振器
の重要な要素である周波数可変幅特性及び制御電圧の変
化と発振周波数の変化の間にほぼ比例関係の特性が得ら
れ、さらに電源電圧の変動に対する発振周波数の変動特
性等が従来技術の回路に比べて著しく向上し、特性の良
い電圧制御圧電発振器を安価に供給出来る様になった。
【図１】図１は、本発明の回路図を示す。
【図２】図２は、従来技術の回路図を示す。
【図３】図３は、従来技術の回路図を示す。
【図４】図４は、図２に示す従来技術回路の制御電圧対
周波数の変化を示すグラフである。
周波数の変化を示すグラフである。
【図５】図５は、図３に示す従来技術回路の制御電圧対
周波数の変化を示すグラフである。
周波数の変化を示すグラフである。
【図６】図６は、図１に示す従来技術回路の制御電圧対
周波数の変化を示すグラフである。
周波数の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、電源電圧対周波数の変化を示すグラフ
である。
である。
１ インバータ ２ 帰還抵抗 ３，６ 静電容量 ４ 圧電振動子 ５ 可変容量ダイオード ７ 抵抗 ８ ダイオード ９ 整合用抵抗 １０ 直流阻止コンデンサ
Claims (2)
- 【請求項１】 インバータを用い，該インバータの入出
力間に帰還抵抗と圧電振動子と並列に接続した電圧制御
圧電発振器において、該圧電振動子と直列に可変容量ダ
イオードを接続と、該可変容量ダイオードのアノードと
接地間に、互いに逆向きの２個のダイオードを接続した
ことを特徴とする電圧制御圧電発振器。 - 【請求項２】 前記ダイオードにシリコンダイオードを
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項の電圧制
御圧電発振器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485894A JPH07240629A (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | 電圧制御圧電発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485894A JPH07240629A (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | 電圧制御圧電発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240629A true JPH07240629A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12982294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5485894A Pending JPH07240629A (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | 電圧制御圧電発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07240629A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6577203B2 (en) | 2000-08-29 | 2003-06-10 | Seiko Epson Corporation | System and methods for providing a voltage-controlled oscillator |
| JP2009124290A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶発振器 |
| JP2016092687A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | セイコーＮｐｃ株式会社 | 発振器の製造方法 |
-
1994
- 1994-03-01 JP JP5485894A patent/JPH07240629A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6577203B2 (en) | 2000-08-29 | 2003-06-10 | Seiko Epson Corporation | System and methods for providing a voltage-controlled oscillator |
| JP2009124290A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶発振器 |
| JP2016092687A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | セイコーＮｐｃ株式会社 | 発振器の製造方法 |
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