JPH08298412A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JPH08298412A
JPH08298412A JP10269595A JP10269595A JPH08298412A JP H08298412 A JPH08298412 A JP H08298412A JP 10269595 A JP10269595 A JP 10269595A JP 10269595 A JP10269595 A JP 10269595A JP H08298412 A JPH08298412 A JP H08298412A
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JP
Japan
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voltage
circuit
section
circuit section
supply voltage
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JP10269595A
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English (en)
Inventor
Yoichi Muraki
洋一 村木
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汎用性の高い水晶発振器を提供する。 【構成】本発明によれば、水晶振動子Xと、トランジス
タTr1 、Tr2 を含む増幅回路部Yと、温度補償回路
部Z、容量調整回路部Wを含む温度補償水晶発振器にお
いて、前記増幅回路部Yには、基準電圧ラインLO と供
給電圧ラインL1 と、抵抗素子Rpとから定電圧供給部
2 を有しており、該抵抗素子Rpによって、供給電源
電圧V1 から基準電圧VO に電圧降下させて電圧の変換
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶振動子や圧電共振
子、所定共振回路素子などのから導出された固有発振周
波数を、増幅回路で増幅出力させる発振回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】セルラー電話、PHS(パーソナルハン
ディーホーンシステム)などの移動体無線機器に使用さ
れる基準周波数を発生する発振回路として、温度補償水
晶発振器などが用いられている。
【0003】図3は、従来の温度補償水晶発振回路の回
路図である。
【0004】図において、温度補償水晶発振回路は、そ
の機能から大きく4つの回路部に分けられる。即ち、水
晶振動子xを中心とした固有発振周波数発生部Xと、ト
ランジスタTr1 、Tr2 を中心とした増幅回路部Y、
抵抗、サーミスタ、コンデンサなどから成る温度補償回
路部Z、コンデンサ、トリマーコンデンサなどから容量
調整回路部Wとから構成されている。
【0005】固有発振周波数発生部Xである水晶振動子
xは、例えば数10MHzの固有発振周波数で発振す
る。尚、水晶振動子xは、3次曲線で表わされる固有の
周波数−温度特性を有するため、周波数の安定化におい
ては、周囲の温度を測定し、この周囲の温度による周波
数の変動を補償させる必要があった。
【0006】この温度補償を行う回路が、温度補償回路
部Zである。具体的な回路構成の比較的低温領域で周波
数の調整を行ため、サーミスタTh1 、抵抗R1 、コン
デンサC1 から成る低温補償回路部Z1 と比較的高温領
域で周波数の調整を行うため、サーミスタTh2 、抵抗
2 、コンデンサC2 、C1Oから成る高温補償回路部Z
2 とからなる。
【0007】容量調整回路部Wは、水晶振動子xの負荷
容量成分を確保し、且つ発振周波数を制御するための回
路であり、コンデンサC3 、トリマーコンデンサCpと
が並列的に接続して構成され、温度補償回路部Zを介し
て水晶振動子xに直列的に接続されている。
【0008】増幅回路部Yは、水晶振動子xが安定発振
するための容量成分を確保するとともに、水晶振動子x
からの発振信号を増幅して、出力端子outに導出する
ための回路であり、例えば縦属接続された2つのトラン
ジスタTr1 、Tr2 、抵抗R3 〜R7 、コンデンサC
4 〜C8 とから構成されている。
【0009】この増幅回路部Yにおいて、供給電源電圧
ラインは、電源供給端子Vooが接続されているライン
であり、例えば、3.0Vの電圧が供給されている。
【0010】電源供給端子Vccから与えられた電圧
(3.0V)は、抵抗R3 、R4 、R5 で夫々所定分圧
比率で分圧され、各所定電圧がバイアス電圧としてトラ
ンジスタTr1 、Tr2 に印加されている。
【0011】また、水晶振動子xから導出された発振信
号は、トランジスタTr1 のベースに与えられ、この発
振信号がトランジスタTr1 、Tr2 で増幅される。こ
の時、抵抗R7 、トランジスタTr1 、Tr2 のコレク
タ−エミッタ間の電流が発振信号に対応して変化して、
この変化した電流がコンデンサC7 を介して出力される
ことになる。
【0012】ところで、通常、電源供給端子Vccから
供給される電圧は3.0Vで使用されているものの、発
振器を組み込んだ例えば移動体通信装置において、他の
電子回路の供給電圧が3.0〜5.0Vなどの範囲で使
用されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ここで、発振器のみで
考えると、特に、増幅回路部Yを構成するトランジスタ
Tr1 、Tr2 のバイアス電圧は、供給電圧の電圧に係
わらず、増幅率などによって決まる所定電圧である。
【0014】従って、仮に、電源供給端子Vccが通常
3.0Vから4.0Vや5.0Vに変更する場合には、
トランジスタTr1 、Tr2 のバイアス電圧が所定電圧
になるように、分圧抵抗R3 〜R5 の抵抗値を所定値に
設定し直す必要がある。
【0015】特に、図3に示す温度補償水晶発振器で
は、低温補償回路部Z1 、高温補償回路部Z2 を有して
いるが、夫々の補償回路部Z1 、Z2 もこの供給電圧に
よって、補償特性が変動してしまうため、水晶振動子x
の温度−周波数特性、さらに、供給電圧によって、安定
した温度補償が可能な回路定数を結成しなければならな
かった。即ち、供給する供給電圧に応じて、増幅回路部
Y及び温度補償回路部Zについも、回路定数が設定し直
す必要があった。
【0016】本発明は、上述の問題点を解決するために
案出されたものであり、その目的は、供給する供給電圧
が変動しても、特に、増幅回路部での回路定数の見直し
を行うこと必要がない、汎用性に優れた発振器を提供す
るものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、発振素
子又は共振素子を有する固有発振周波数発生部と、定電
圧供給部から所定バイアス電圧が印加される増幅用トラ
ンジスタとを有する増幅回路部とから成る発振回路にお
いて、前記増幅回路部の定電圧供給部は、基準電圧ライ
ン、供給電圧ライン及び該両電圧ライン間に接続された
抵抗素子とから成る発振回路である。
【0018】
【作用】本発明によれば、特に増幅回路部に、基準電圧
ラインと供給電圧ラインと、該両電圧ライン間に配置さ
れた抵抗素子とから成る定電圧供給部を有している。こ
の定電圧供給部の基準電圧ラインは、トランジスタなど
に印加されるバアイス電圧を作成するための分圧抵抗で
分圧する基準となる電圧を有するラインであり、実質的
にこの基準電圧は、増幅回路部やその他の回路部、例え
ば温度補償回路部に印加される電圧であり、例えば3.
0Vである。また、供給電圧ラインは、発振器とともに
用いられる他の回路に与えられる供給電圧と同一電圧が
供給されるラインである。
【0019】そして、2つの電圧ライン間に抵抗素子が
配置されており、抵抗素子は、実際供給される電圧を、
例えば3.0Vの基準電圧に変換するための抵抗素子で
ある。
【0020】従って、実際、供給される供給電圧が変動
しても、定電圧供給部の抵抗素子のみを選択すれば、増
幅回路部などの発振回路を構成する回路定数を見直しす
ることなく、簡単に対応できることになる。
【0021】即ち、発振器以外の所定回路で制約される
供給電圧を、発振回路にも適用しても、簡単に対応でき
る汎用性の高い発振器となる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の発振器を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の発振器である温度補償水晶発振
器の回路図である。
【0023】温度補償水晶発振回路は、発振素子である
水晶振動子xを有する固有発振周波数発生部Xと、増幅
用トランジスタTr1 、Tr2 を中心とする増幅部
2 、定電圧供給部y2 から成る増幅回路部Yとから構
成され、さらに、温度補償回路部Z、発振周波数を調整
する容量調整回路部Wが付加されている。
【0024】固有発振周波数発生部Xである水晶振動子
xは、所定結晶方向でカット、例えばATカットされた
厚み滑り振動モードで振動を行う水晶振動子であり、例
えば数10MHzの固有発振周波数で発振する。
【0025】増幅回路部Yは、水晶振動子xが安定発振
するための容量成分を確保するとともに、水晶振動子x
からの発振信号を増幅して、出力端子Voutに導出す
るための回路であり、2つのトランジスタTr1 、Tr
2 、抵抗R3 〜R7 、コンデンサC4 〜C8 とから構成
される増幅部y1 と抵抗素子Rpを中心に構成される定
電圧供給部y2 とから構成されている。
【0026】増幅部y1 は、具体的には、縦属接続され
た2つのトランジスタTr1 、Tr2 、該トランジスタ
Tr1 、Tr2 のバイアス電圧を決定する抵抗R3 〜R
5 、供給電圧端子Vccから主電流が流れる回路を構成
する抵抗R6 、R7 、水晶振動子xの負荷容量成分を確
保するためのコンデンサC4 、C5 、トランジスタTr
2 の入力ノイズを除去するためのコンデンサC6 と、出
力信号の直流成分を除去し、出力端子outに導出する
ための結合コンデンサC7 、基準電圧成分からノイズ成
分を除去するコンデンサC8 とから構成されている。
【0027】また、定電圧供給部y2 は2つの電圧ライ
ン、基準電圧ラインLoと供給電圧ラインL1 と、両ラ
インLO 、L1 間に接続された抵抗素子Rpとから構成
されている。この抵抗素子Rpは、供給電圧ラインL1
の供給電圧V1 から基準電圧Voに変換するものであ
る。
【0028】増幅部y1 の動作について説明すると、実
際の供給電圧V1 が4、0Vであろと、5.0Vであろ
と、抵抗素子Rpによって基準電圧ラインLO は、基準
電圧VO である3.0Vとなる。
【0029】この基準電圧ラインLO から与えられた
3.0Vの電圧が、抵抗R3 、R4 、R5 で夫々分圧さ
れて所定電圧が、バイアス電圧として、増幅用トランジ
スタTr1 、Tr2 に印加されている。
【0030】また、水晶振動子xから導出された発振信
号は、Tr1 のベースに与えられ、この発振信号が増幅
用トランジスタTr1 、Tr2 で増幅される。この時、
抵抗R7 、トランジスタTr1 、Tr2 のコレクタ−エ
ミッタ間の電流が発振信号に対応して変化して、この変
化した電流がコンデンサC7 を介して出力端子out出
力されることになる。
【0031】温度補償回路部Zは、温度によって発振周
波数が変動(温度−周波数特性)する水晶振動子xの特
性を補償するものであり、例えば、比較的低温領域(−
30〜+25℃)で周波数の調整を行ため低温補償回路
部Z1 と比較的高温領域(+25〜+80℃)で周波数
の調整を行うため高温補償回路部Z2 とから構成されて
いる。低温補償回路部Z1 は、サーミスタTh2 、抵抗
2 、コンデンサC2、C1Oから成り、サーミスタTh
2 と抵抗R2 とが並列的に接続され、さらにコンデンサ
1Oが直列的に接続され、さらに、その全体がコンデン
サC2 と並列的に接続されて構成されている。また、高
温補償回路部Z2 は、サーミスタTh1、抵抗R1 、コ
ンデンサC1 から成り、サーミスタTh1 と抵抗R1
が直列的に接続され、さらにコンデンサC1 が並列的に
接続されて構成されている。
【0032】このような構成の低温補償回路部Z1 、高
温補償回路部Z2 とからなる温度補償回路部Zは、例え
ば、水晶振動子xの温度−周波数特性が、第1象限、第
3象限を右上がりで通過する特性に対して有効であり、
低温領域である第3象限の特性を持ち上げ、高温領域で
ある第1象限の特性を下げて、総じて、平坦な発振特性
を得るものである。従って、水晶振動子xの温度−周波
数特性においては、一方の温度補償回路部のみでもよ
く、また、温度−周波数特性の傾きを全体に変動させ
て、上述の温度補償回路部の両方、又は一方に適用させ
るためのコンデンサを付加しても構わない。
【0033】容量調整回路部Wは、水晶振動子xの一端
側の容量成分を確保し、且つ水晶振動子xの発振周波数
を制御するための回路であり、コンデンサC3 とトリマ
ーコンデンサCpとから構成されている。
【0034】ここで、本発明の発振回路において、増幅
回路部Yは、例えば、2つの電圧ラインL1 、LO 、具
体的な例として、3.0Vの基準電圧ラインL1 と実際
供給される3.0V以上の電圧、例えば5.0Vの供給
電圧ラインL2 と、両電圧ラインLO 、L1 間に接続さ
れる抵抗素子Rpとから成る定電圧供給部y2 を有して
いる。
【0035】例えば、移動体無線機器を構成する発振回
路以外の他の回路の供給電圧が、例えば、5.0Vであ
る場合、供給電圧V1 である5.0Vを基準電圧VO
ある3.0Vに変換するための抵抗値を有する抵抗素子
Rpを設けることによって、発振器の増幅部Y1 や温度
補償回路部Zなどを、5.0V仕様に変更することな
く、3.0V仕様の回路構成を用いることができる。
【0036】例えば、供給電圧が4.0Vの場合、供給
電圧V1 である4.0Vを基準電圧VO である3.0V
に変換するための抵抗値を有する抵抗素子Rpを設けれ
ばよいことになる。
【0037】例えば、供給電圧が3.0Vの場合、抵抗
値が0の抵抗素子Rp、即ちジャンパ素子を用いたり、
また、供給電圧を直接、基準電圧ラインに印加しすれば
よい。
【0038】このようにすれば、基準電圧ラインより、
電圧低い側では、この基準電圧ラインLO の電圧を想定
して、増幅回路部Yの増幅部y1 の回路定数を選定して
構成しておけばよいことになり、供給電圧と抵抗素子R
pとが変化しても、トランジスタTr1 やTr2 に印加
さらるバアイス電圧は一切変動せず、安定した発振が可
能となる。
【0039】また、図に示すように、温度補償回路部Z
を有する温度補償水晶発振器においては、供給電圧の変
化によって、低温温度補償部Z1 、高温温度補償部Z2
の補償特性が変動するものの、上述の構成では、増幅部
1 同様、低温温度補償部Z1 、高温温度補償部Z2
基準電圧VO 、例えば3.0V仕様で回路定数を設定す
るだけで安定した温度補償特性が得られることになる。
【0040】以上のように、実際に発振器に供給される
供給電圧V1 に応じて、抵抗素子Rpの抵抗値(0を含
む)を適正に制御して基準電圧VO に変換しているた
め、増幅部y1 の回路定数の変更の必要がなく、安定し
た動作を行うことができ、例えば3.0V仕様で固定し
た増幅部を汎用性高く用いることができる。
【0041】次に、供給電圧ラインL1 と基準電圧ライ
ンLO との間の抵抗素子Rpの抵抗値の設定について説
明すると、例えば、基準電圧VO を3.0V、即ち、増
幅部y1 や温度補償回路部Zの回路定数をこの基準電圧
O 、3.0Vに想定して構成されており、実際使用す
る供給電圧が4.0Vである(但し、抵抗素子Rpで消
費される電流が1.33×10-3Aである)場合、抵抗
素子Rpの抵抗値は、(4.0−3.0)/1.33×
10-3で求まり、751.88となる。即ち、抵抗素子
Rpを750Ωに設定すればよい。
【0042】ここで、抵抗素子Rpの誤差を±5%とす
ると、仮に供給電圧ラインL1 に与えられる電圧V1
4.0Vで安定していても、基準電圧ラインLO の基準
電圧VO は、2.95〜3.05まで変化する。さら
に、供給電圧V1 が±5%で変動するとすれば、基準電
圧ラインLO には、2.8〜3.2Vで変動し、変動率
は、3.0V±6.6%である。この値は、基準電圧ラ
インに直接3.0Vの電圧を供給した場合の変動率±5
%と比較して特に問題になるレベルではない。
【0043】図2は、供給電圧4.0Vを考慮して、抵
抗素子Rpの抵抗値を750Ωとした時、供給電圧V1
の変動(横軸)と、基準電圧VO の変動(縦軸)を表す
特性図である。
【0044】また、上述の実施例のように、供給電圧ラ
インL1 に与える供給電圧V1 を、5.0Vとする場合
には、抵抗素子Rpの抵抗値を1.504kΩ、即ち
1.5kΩとするればよい。
【0045】また、供給電圧V1 が3.0Vである場合
には、抵抗素子Rpの抵抗値を0、即ち、ジャンパー素
子を用いればよい。尚、この場合、供給電圧ラインL1
や抵抗素子Rpを無視して、直接、基準電圧ラインに供
給電圧3.0Vの電源を供給しても構わない。
【0046】上述の回路において、抵抗素子Rpは、固
定的な抵抗素子を想定して説明したか、少なくとも75
0〜1500Ωで調整可能なトリマー抵抗器を用いれ
ば、供給される電圧4.0〜5.0V間で任意に変動し
ても、基準電圧VO に変換することが簡単に対応でき
る。
【0047】また、上述のように、供給電圧V1 が3.
0Vであり、直接とする基準電圧ラインLO に電源電圧
を供給する想定した場合、基準電圧ラインLO にも供給
電圧端子vccO を設けておいても構わない。
【0048】尚、上述の実施例においては、温度補償水
晶発振器を例にして説明したが、その他に電圧制御型発
振器であってもよいして、発振素子として、水晶振動子
以外に圧電セラミック発振子であっても、また、マイク
ロストリップ線路を有する共振回路で構成しても構わな
い。
【0049】
【発明の効果】以上のように本発明では、供給電圧が変
動しても、実際の増幅回路部などの動作に重要となる基
準電圧は、定電圧供給部の抵抗素子によって制御され、
その結果、この基準電圧が変動しないことから、増幅部
やその他の回路部、例えば温度補償回路部などの回路定
数を、変動しない基準電圧を想定した値で構成すること
ができるため、増幅部の回路定数の見直しを、供給電圧
の変化とに伴って行う必要がないため、発振回路の汎用
性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の温度補償水晶発振器の回路図である。
【図2】供給電圧と基準電圧との関係を示す特性図であ
る。
【図3】従来の温度補償水晶発振器の回路図である。
【符号の説明】 X・・・発振回路部 Y・・・増幅回路部 y2 ・・定電圧供給部 Z・・・温度補償回路部 W・・・容量調整回路部 LO ・・・・基準電圧ライン L1 ・・・・供給電圧ライン Tr1 ・・・トランジスタ Tr2 ・・・トランジスタ R1 〜R7 ・・・抵抗 Rp・・・・・抵抗素子 C1 〜C8 ・・・コンデンサ Cp・・・・・・トリマーコンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発振素子又は共振素子を有する固有発振
    周波数発生部と、定電圧供給部から所定バイアス電圧が
    印加される増幅用トランジスタとを有する増幅回路部と
    から成る発振回路において前記増幅回路部の定電圧供給
    部は、基準電圧ライン、供給電圧ライン及び該両電圧ラ
    イン間に接続された抵抗素子とから成ることを特徴とす
    る発振回路。
JP10269595A 1995-04-26 1995-04-26 発振回路 Pending JPH08298412A (ja)

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