JPH1155118A - プログラマブル発振器の制御データ書き込み装置および書き込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 源振周波数の調整ができるプログラマブル発
振器に適した制御データを設定できるプログラマブル発
振器の制御データ書き込み装置および方法を提供する。 【解決手段】 源振周波数に適した基準周波数に対しプ
ログラマブルデバイダの分周値を設定できる分周値設定
部３２と、振動子の源振周波数に対し基準発振器から基
準周波数が得られるように可変容量装置の容量値を設定
できる容量値設定部３３とを設け、設定されたこれらの
データを書き込んだ後、データ取得部３５によって検査
を行う。データの設定から検査までの一連の処理をＲＯ
Ｍライター２０で実現可能とすることにより、フレキシ
ブルな設定のできる発振器を用いてユーザが要望する高
精度で安定した周波数の信号が得られる発振器を迅速に
低価格で供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブル発
振器へ制御データを書き込むためのプログラマブル発振
器用制御データ書き込み装置および方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動子などの圧電振動子から得られ
る発振信号をＰＬＬ回路を用いて分周および逓倍して情
報処理装置や通信装置などに必要とされる所望の周波数
の信号を出力する発振器が知られている。さらに、プロ
グラマブルデバイダを用いて複数の周波数の中から１つ
を選択し、その周波数の信号を出力するように設定でき
るプログラマブルな発振器（プログラマブル発振器）が
知られており、プログラマブルデバイダの設定値（分周
数）をメモリーに記憶できるようになっている。例え
ば、特開昭６０−１９１５２１では、基準発振器の出力
信号を分周するための分周データと、ＰＬＬ回路の電圧
制御発振器の出力周波数を分周して出力信号の周波数を
逓倍するためのデータとを、外部メモリーリーダと分周
比データ入力用磁気カードとで入力し所望周波数を得る
発振器が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のプログラマブル
発振器は、複数の出力周波数の中から適当な周波数の信
号を選択できるようになっているが、予め共振周波数
（源振周波数）が調整された圧電振動子を用いており、
その共振周波数の発振信号を予め設定された値で分周お
よび逓倍して所望の出力周波数の信号が得られるように
なっている。従って、このような従来のプログラマブル
発振器に設定値などを書き込む書き込み装置は、パッケ
ージ内の圧電振動子の共振周波数に対して所望の出力周
波数を得るための制御データを単に書き込む機能を備え
ていればよかった。

【０００４】これに対し、図１に示すように、振動子１
と共に、発振器の合成容量を変えて振動子１の共振周波
数を微小調整可能な容量アレイあるいは可変容量ダイオ
ード（バリキャップ）などの可変容量装置２を備えた基
準発振器３を内蔵し、可変容量装置２の制御データを書
換え可能なプログラマブル発振器５が開発されている。
このプログラマブル発振器５は、基準発振器３から出力
された発振周波数ｆｃの発振信号をＮ分周可能なプログ
ラマブルデバイダ（リファレンスデバイダ：ＲＤ）６
と、Ｍ分周可能なプログラマブルデバイダ（フィードバ
ックデバイダ：ＦＤ）７によってＲＤ６から供給された
信号の周波数をＭ逓倍するＰＬＬ回路９と、さらにＰＬ
Ｌ回路９から出力された信号の周波数をＸ分周可能なプ
ログラマブルデバイダ（アウトプットデバイダ：ＯＤ）
８とを備えており、これらのプログラマブルデバイダ
６、７および８、およびＰＬＬ回路９を備えた周波数制
御装置１０によって出力周波数ｆｏに調整された出力信
号がバッファ１１を通って出力端子ｆｏｕｔから得られ
るようになっている。さらに、プログラマブル発振器
（以降においては発振器）５は、可変容量装置２の設定
値（第２の制御データ）および周波数制御装置１０の設
定値（第１の制御データ）などを記憶可能なＲＯＭ１２
と、このＲＯＭ１２へのデータの書き込みを制御可能な
制御装置１３を備えており、書き込みモードなどの制御
が制御端子ＯＥからできるようになっている。

【０００５】従来のプログラマブル発振器では、源振の
周波数（共振周波数）と分周比（周波数制御装置にプリ
セットされる設定値）とにより出力周波数は一義的に定
まってしまう。従って、高精度の出力周波数を得るため
には、製造が難しいために歩留まりが低く高価な高精度
振動子を必要とし、発振器のコストダウンはできなかっ
た。高精度振動子の源振周波数の調整は、それ自体の容
量を手作業で機械的に調整するので、浮遊容量の影響を
受け易く作業に熟練を要し、調整後も再々調整が必要な
場合も多くあるため非常に高価である。

【０００６】これに対し、上記の個々の発振器で振動子
から供給される発振周波数を調整できる可変容量装置２
を備えた発振器５は、個々の振動子の共振周波数が予め
高精度で調整されていなくても可変容量装置２を用いて
調整することが可能である。さらに、共振周波数の信号
を周波数制御装置１０を用いて調整して所望の出力周波
数を得るという設定ができるので、発振器５から得たい
出力周波数に適した周波数に基準発振器３の周波数ｆｃ
を合わせ込むといった処理も可能である。また、個々の
発振器の基準発振器３の発振周波数を必ずしも一様に設
定する必要はなく、可変容量装置２および周波数制御装
置１０を用いて最終的に所望の出力周波数の出力信号が
得られるようにすることが可能である。

【０００７】そこで、本発明においては、このようなフ
レキシブルな設定が可能なプログラマブル発振器に適し
た制御データを設定できるプログラマブル発振器の制御
データ書き込み装置および方法を提供することを目的と
している。また、フレキシブルな設定を行った後の発振
器の検査機能を備えており、個々の振動子の共振周波数
に対応したフィードバック機能を備えた制御データの書
き込み装置および方法を実現することにより、歩留まり
向上、納期短縮し、作業員への負荷の軽減等の様々なメ
リットが得られるプログラマブル発振器の制御データ書
き込み装置および方法を提供することも目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のプロ
グラマブル発振器制御データ書き込み装置は、圧電振動
子の共振周波数を微小調整した発振周波数の発振信号を
出力可能な可変容量装置と、その発振信号を分周および
逓倍して出力周波数の出力信号が得られる周波数制御装
置と、可変容量装置および周波数制御装置の制御データ
を記憶可能なメモリーとを有するプログラマブル発振器
の制御データ書き込み装置であって、次のような装置あ
るいは機能部を有することを特徴としている。

【０００９】Ａ１．プログラマブル発振器の端子と接続
可能な接続装置。

【００１０】Ａ２．プログラマブル発振器の出力目標と
なる出力周波数を少なくとも含む特性データを設定可能
な特性設定部。

【００１１】Ａ３．基準の発振周波数に対して目標とな
る出力周波数が得られるように周波数制御装置を制御す
る第１の制御データを導出可能な第１の制御データ設定
部。

【００１２】Ａ４．圧電振動子の共振周波数に対し基準
の発振周波数が得られるように可変容量装置を制御する
第２の制御データを導出可能な第２の制御データ設定
部。

【００１３】Ａ５．第１および第２の制御データをプロ
グラマブル発振器のメモリーに書き込み可能なデータ書
き込み部。

【００１４】Ａ６．プログラマブル発振器の発振周波数
を少なくとも含めたデータを取得可能なデータ取得部。

【００１５】また、本発明のプログラマブル発振器の制
御データ書き込み方法は、圧電振動子の共振周波数を微
小調整した発振周波数の発振信号を出力可能な可変容量
装置と、その発振信号を分周および逓倍して出力周波数
の出力信号が得られる周波数制御装置と、可変容量装置
および周波数制御装置の制御データを記憶可能なメモリ
ーとを有するプログラマブル発振器の制御データ書き込
み方法であって、次の工程を有することを特徴としてい
る。

【００１６】Ｂ１．プログラマブル発振器の可変容量装
置が未調整のときの少なくとも発振周波数を含めた初期
データを取得する初期データ取得工程。

【００１７】Ｂ２．プログラマブル発振器の出力目標と
なる出力周波数を少なくとも含む特性データを設定する
特性設定工程。

【００１８】Ｂ３．基準の発振周波数に対して目標とな
る出力周波数が得られるように周波数制御装置を制御す
る第１の制御データを導出する第１の制御データ設定工
程。

【００１９】Ｂ４．圧電振動子の共振周波数に対し基準
の発振周波数が得られるように可変容量装置を制御する
第２の制御データを導出する第２の制御データ設定工
程。

【００２０】Ｂ５．第１および第２の制御データをプロ
グラマブル発振器のメモリーに書き込むデータ書き込み
工程。

【００２１】従来のデータ書き込み装置は、プログラマ
ブルデバイダの制御情報等の単なる書き込み装置に過ぎ
なかったのに対し、本発明の書き込み装置および方法に
おいては、データ取得部によって、制御情報を書き込む
前に、源振となる可変容量装置が未調整のときの少なく
とも発振周波数を含めた初期データを取得することが可
能である。そして、第２の制御データ設定部および設定
工程により、未調整段階の発振周波数をチェックし所定
の基準となる発振周波数へ自動補正するフィードバック
機能を設けることができる。

【００２２】さらに、データ取得部でプログラマブル発
振器の出力周波数を測定できるようにすることにより、
データ書き込み工程に続いて、プログラマブル発振器の
出力周波数を含めた検査データを取得する検査データ取
得工程を設けることができる。従来は、書き込み装置と
検査装置とは別々であり、書き込み工程と検査工程とが
別に行われ非効率で工程が複雑であったのに対し、本発
明の書き込み装置および方法では一連の処理として書き
込みおよび検査を実行できる。

【００２３】さらに、データ取得部でプログラマブル発
振器の消費電力を測定可能にすることにより、検査工程
では消費電力も確認可能となり、また、初期データ取得
工程では、プログラマブル発振器の接続状態を判断する
ことができる。

【００２４】書き込み装置に検査機能を持たせることに
より、書き込みと同時に検査を実行可能な装置を納入現
場に近い流通拠点に設置することができる。従って、従
来は容量の自動調整ができず、プログラマブル発振器を
評価・検査する機能がなかったために、確実に品質や信
頼性をユーザに対して保証する発振器の制御情報はメー
カで書き込むしかなかったが、納入現場により近い箇所
で制御情報の書き込みおよび検査ができる。このため、
注文を受けてから非常に短期間で発振器をユーザに納入
することができる。また、書き込まれた制御情報を販売
店等の流通経路で書き込み、その検査結果を１つの装置
内で纏めて処理できるので、納入品のデータの収集が容
易となり、全世界から管理情報をオンラインで収集する
ことも可能となる。

【００２５】データ取得部で初期データ取得工程におい
てプログラマブル発振器のメモリーに予め記憶された識
別データを取得し、特性設定部を用いた特性設定工程に
おいてその識別データに基づき入力された特性データの
可否を判断することが可能である。

【００２６】また、第２の制御データ設定部を用いた第
２の制御データ設定工程では、所定の基準となる周波数
に発振周波数を調整する他に、プログラマブル発振器の
可変容量装置が未調整のときの発振周波数によって基準
となる発振周波数を選択することも可能であり、周波数
のばらつきの大きな振動子を用いた発振器に対しても所
望の出力周波数が得られる第１および第２の制御データ
を書き込むことができる。

【００２７】適当な基準となる発振周波数が選択された
場合は、第１の制御データ設定部において、目標とする
出力周波数に対し、基準となる発振周波数に基づき最も
近い出力周波数が得られるように第１の制御データを導
出することができる。

【００２８】また、発振周波数と第２の制御データとの
関係を示す参照関数を記憶しておけば、第２の制御デー
タ設定部において、プログラマブル発振器の可変容量装
置が未調整のときの少なくとも発振周波数と参照関数に
基づき、源振に対し、基準となる発振周波数が得られる
第２の制御データを導出することができる。

【００２９】さらに、第２の制御データ設定部におい
て、第１の制御データ設定部で設定された第１の制御デ
ータにより周波数制御装置が動作したときに、目標とす
る出力周波数が得られる第２の基準となる発振周波数を
求め、この第２の基準となる発振周波数が得られるよう
に第２の制御データを導出することが可能である。この
第２の基準となる発振周波数が得られるようにすること
により、第１の制御データにさらに適合した第２の制御
データが得られる。従って、精度の高い出力周波数の出
力信号が出力されるように発振器をセットすることがで
きる。

【００３０】このように、本願発明のプログラマブル発
振器用制御データ書き込み装置は、源振周波数を所定の
基準となる発振周波数（基準周波数）に合わせ込むフィ
ードバック機能を備えており、プログラマブル発振器が
未調整（ブランク）状態での源振周波数（発振周波数）
が個々に異なっても、所望の出力周波数を有するプログ
ラマブル発振器を得ることができる。従って、プログラ
マブル発振器へ制御データを書き込むだけでなく、プロ
グラマブル発振器の源振周波数を所定の基準周波数へ自
動調整することが可能で、さらに検査機能や通信機能等
をも有するプログラマブル発振器用制御データ書き込み
装置を提供することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図２に、本発明の実施例に係る発
振器の制御データ書き込み装置（ＲＯＭライター）２０
の概略構成を示してある。本例のＲＯＭライター２０
は、発振器５の各端子を接続してデータの取得および書
き込みが可能なホルダー２２を備えた専用の発振器接続
ユニット２１と、発振器５で実現したい特性を入力し、
それに合わせて発振器５に書き込む制御データを演算す
るアプリケーションプログラムが動作するパーソナルコ
ンピュータ（パソコン）２３とを備えている。パソコン
２３は、キーボード、タッチパネル、バーコードリーダ
ー等の入力部２５と、ＣＲＴやＬＣＤなどの表示部２４
と、ＣＰＵなどの制御および演算手段やハードディスク
などの記憶手段などを内蔵した制御部２６とを備えてお
り、デスクトップ型のパソコンやノートパソコンなどで
実現することができる。

【００３２】図３に、ＲＯＭライター２０の機能的な構
成をブロック図を用いて示してある。接続ユニット２１
は、発振器５の電力用の端子ＶｄｄおよびＧＮＤに対し
動作用の電力を供給する電力系統２７と、発振器５の制
御用の端子ＯＥと出力端子ｆｏｕｔを介してＲＯＭ１２
に対しデータの読み書きを行うデータ制御ブロック２８
と、出力用の端子ｆｏｕｔを介して未調整状態の発振周
波数および調整後の出力周波数を測定可能な周波数測定
ブロック２９とを備えており、コントローラ３０および
ケーブル４０を介してパソコン２３と繋がっている。電
力系統２７は、発振器５に供給される電力をデジタル的
に制御できるようになっており、このため、Ｄ／Ａ変換
器２７ａと電流増幅器２７ｂを備えている。また、電流
測定器２７ｃが電力系統２７に設けられており、この測
定結果が後述するパソコン２３のデータ取得部３５で判
断され、発振器５の消費電力を測定できる。これと共
に、所定の極性の電圧が印加されているにも係わらず消
費電力が測定できないといった状態を判別し、発振器５
とホルダー２２の接続状態も判断できるようになってい
る。また、電力系統２７によって発振器５のＯＥ端子の
電圧も制御できるようになっており、発振器５のＲＯＭ
１２に対するデータの書き込みおよび読み込みの制御が
できるようになっている。また、データ制御ブロック
は、発振器５への書き込み波形の監視機能を備えてお
り、ＲＯＭ１２のデータが消失したり、ＲＯＭ１２自体
が破壊されないように波形が所定の電圧および時間の範
囲に入るようにしている。

【００３３】一方、パソコン２３では、発振器５で得た
い出力周波数、精度ランク、型式、検査特性項目及び機
能（ＳＴ、ＯＥ、ＳＴＺ）の特性情報を設定する特性設
定部３１と、発振器５の周波数制御装置１０の各プログ
ラムデバイダＲＤ、ＦＤおよびＯＤにセットする分周値
（第１の制御データ）を導出する分周値設定部３２と、
発振器５の容量アレイなどの可変容量装置２の設定値
（第２の制御データ）を設定する容量値設定部３３と、
設定されたデータを発振器５のＲＯＭ１２に書き込むデ
ータ書込部３４と、上述した接続ユニット２１をコント
ローラ３９を介して制御しＲＯＭ１２に予め記憶された
識別情報などのデータを取得し、また、発振周波数およ
び出力周波数を取得するデータ取得部３５の各機能を備
えたアプリケーションソフトウェアが稼働するようにな
っている。特性設定部３１は、パソコンの入出力インタ
フェースを介してユーザが特性情報に関するデータを自
由に設定できるようになっている。また、特性設定部３
１で設定された内容、データ書込部３４で書き込まれる
制御データなどはハードディスクなどのパソコンの記憶
部３７で記憶および管理され、その情報は通信機能３８
を介してメーカの情報処理装置などに送られ集中管理で
きるようになっている。

【００３４】図４に本例のＲＯＭライター２０の処理の
概要をフローチャートを用いて示してある。本例のＲＯ
Ｍライター２０においては、まず、ステップＳＴ１で発
振器５の可変容量装置２が未調整のときの発振周波数ｆ
ｃおよび可変容量装置２の初期値Ｃｉを含めた初期デー
タを取得する。この初期データを取得するステップＳＴ
１では、電力系統２７を用いて誤差しのチェックも行わ
れるようになっている。従って、早い段階で誤差し等の
ヒューマンエラーをチェックする機能を有するので、プ
ログラマブル発振器５の方向性を間違えてセットして
も、警告され、書き込みがされない。このため、プログ
ラマブル発振器５やＲＯＭライター２０を破損すること
はなく、書き込み作業が容易となり、その効率は向上す
る。また、初期データを取得する工程で、既に制御情報
が書き込まれた発振器であるか否かも判明するので、そ
のような発振器への上書きを防止するも可能である。

【００３５】次に、ステップＳＴ２で、発振器５の出力
目標となる出力周波数ｆｏを少なくとも含む特性データ
を設定する。そして、ステップＳＴ３で、発振周波数ｆ
ｃあるいは出力周波数ｆｏに基づき基準となる発振周波
数（基準周波数）ｆｒを設定し、この基準周波数ｆｒに
対して目標となる出力周波数ｆｏが得られるように周波
数制御装置１０を制御する第１の制御データ（プログラ
マブルデバイダ６、７および８の分周値Ｎ、Ｍおよび
Ｘ）を導出する。さらに、ステップＳＴ４で、振動子１
の共振周波数に対し基準周波数ｆｒが得られるように可
変容量装置２を制御する第２の制御データ（Ｃ調整値）
Ｃｏを導出する。次に、ステップＳＴ５で第１および第
２の制御データ、さらに、ＳＴ、ＯＥあるいはＳＴＺな
どの機能情報を含めたデータを発振器５のＲＯＭ１２に
書き込む。その後、ステップＳＴ６で、再びデータ取得
部３５を用いてＲＯＭ１２に書き込んだデータを確認し
たり、発振器５の出力周波数および消費電力を含めた測
定を行って発振器の検査を行い、一連の処理を終了す
る。

【００３６】図５に、ステップＳＴ２の特性設定工程の
一例を示してある。まず、ステップＳＴ１１でデータを
書き込む発振器５の製品名を選択する。次に、ステップ
ＳＴ１２でデータ書き込み処理を行う対象となっている
発振器５のパッケージを選択する。パッケージを選択す
ることにより、発振器５に収納されている振動子の情報
などの制御データを決定する上で必要な諸データを予め
設定することができる。これらの発振器およびそのパッ
ケージなどの個々の発振器５の識別情報は、各々の発振
器５のＲＯＭ１２に製造段階で設定しておき、ステップ
ＳＴ１の初期データと共に取得し、自動的にアプリケー
ションソフト上に設定するようにすることも可能であ
る。

【００３７】次に、ステップＳＴ１３で所望の出力周波
数ｆｏを入力し、さらに、ステップＳＴ１４で機能選択
を行う。ステップＳＴ１４では、基準発振器３とＰＬＬ
回路９を作動させたまま出力端子ｆｏｕｔをハイインピ
ーダンスにすることができるＯＥ機能、基準発振器３お
よびＰＬＬ回路９を停止して出力端子ｆｏｕｔを低レベ
ルにできるＳＴ機能、出力端子ｆｏｕｔを低レベルにす
る代わりにハイインピーダンスにできるＳＴＺ機能など
の機能選択が可能であり、その情報も合わせて発振器５
のＲＯＭ１２に格納して個々の発振器５のバッファ１１
による制御を設定することができる。また、上記の機能
を開始する命令を受けたときに、発振周期が完了した後
に機能させる同期停止あるいは命令と同時に機能させる
非同期停止などの設定もできる。

【００３８】続いてステップＳＴ１５では、発振器５の
電圧やデューティを選択でき、出力波形デューティをＣ
ＯＭＳ用あるいはＴＴＬ用などに設定できる。また、高
精度か低消費電力かを選択し、ＰＬＬ出力を高くするか
低くするかの選択も可能である。さらに、出力信号を出
力するバッファ数を多くするか少なくするかを選択して
高駆動能力か低消費電力かの選択も可能である。バッフ
ァ数を多くすると、駆動能力は高まるが、消費電力や放
射ノイズが増大する。また、動作電圧とその発振器の型
式による周波数制限と所望出力周波数とを比較し、上限
を超えていれば警告することも可能である。

【００３９】また、ステップＳＴ１６では所望の出力周
波数ｆｏに対する許容レベル（精度ランク）を設定する
ことができる。さらに、ステップＳＴ１７では用途およ
びメーカ名、シリアル番号などの管理情報も設定するこ
とができ、これらの管理情報も発振器５のＲＯＭ１２に
書き込んで発振器５の交換やメンテナンス時の情報とし
て利用できるようにしている。また、管理情報を書き込
むことができるので、プログラマブル発振器の信頼性や
品質を保証することが容易である。

【００４０】そして、ステップＳＴ１８で設定された周
波数範囲のチェックなどを行いステップＳＴ１９で入力
された特性データが書き込み対象の発振器５と適合して
いれば特性入力の処理を終了する。一方、適合していな
い場合は、ステップＳＴ１１に戻ってデータを入れなお
すことができる。本例のＲＯＭライター２０において
は、周波数範囲のチェックなどの特性データのチェック
を行うときに、予めＲＯＭ１２から読み取られた個々の
発振器５の識別情報を参照することが可能であり、識別
情報（ＩＤ）を読み取って、各々の発振器５の条件に対
し入力された特性値をチェックすることができ、ヒュー
マン・エラーの余地をなくすことができる。また、ソフ
トの自動立ち上げやパッケージタイプ等の手入力項目を
減らすことができる。

【００４１】図６に、ステップＳＴ３で周波数制御装置
１０の設定値（分周値）Ｎ、ＭおよびＸを設定する一例
を示してある。この工程では、まず、ステップＳＴ２１
で周波数制御装置１０の入力となる発振信号の基準周波
数ｆｒを設定する。図８（ａ）に示すように、収納して
いる振動子１が周波数のばらつきの少ない特性を備えた
パッケージの場合は、可変容量装置２によって周波数を
可変できる範囲内の特定の周波数を基準周波数ｆｒとし
て設定することができる。一方、図８（ｂ）に示すよう
に、収納している振動子１が周波数のばらつきの大きな
特性を備えたパッケージの場合は、ステップＳＴ１の初
期データ取得工程で取得した未調整状態の発振周波数ｆ
ｃの値によって、その発振周波数ｆｃを含んだ周波数可
変範囲内の基準周波数ｆｒを設定することができる。ま
た、基準周波数ｆｒは、各パッケージ毎に予め設定して
おいても良いし、また、周波数可変範囲内であれば、ス
テップＳＴ２の特性設定工程で入力された出力周波数ｆ
ｏに調整し易い発振周波数を基準周波数に設定すること
も可能である。

【００４２】基準周波数ｆｒが設定されると、出力周波
数ｆｏが得られる設定値Ｎ、ＭおよびＸを導出する。図
６に示したアルゴリズムでは、まず、ステップＳＴ２２
でＯＤ８の設定値Ｘを１に固定し、ステップＳＴ２４で
出力周波数ｆｏが得られる範囲の設定値Ｎの最大および
最小を計算する。そして、ステップＳＴ２５で設定値Ｎ
の最小値を設定して、ステップＳＴ２７で出力周波数ｆ
ｏに最も近い周波数が得られる設定値Ｍを求める。求め
られた設定値Ｍに対して、ステップＳＴ２８でＰＬＬ回
路９の最大発振周波数の範囲に入るか否かが確認され
る。また、ステップＳＴ２９で、演算で求められた周波
数と目標とする出力周波数ｆｏとの差Δｆｎが、それ以
前の演算に用いられた設定値の組み合わせで求められた
差の最小値Δｆｐより小さいか否かが確認される。これ
らの条件が満足されると、そのときの各設定値Ｎ、Ｍお
よびＸ、さらに、ΔｆがステップＳＴ３０で記憶され、
ステップＳＴ３１で設定値Ｎとして次の値が設定され
る。

【００４３】このような処理がステップＳＴ２６で設定
値Ｎが最大値に達するまで繰り返され、さらに、ステッ
プＳＴ３２で設定値Ｘを１づつ増加させながらステップ
ＳＴ２３で設定値Ｘが最大値７に達するまで繰り返され
る。このようにして、目的とする出力周波数ｆｏとの差
Δｆが最も小さな出力周波数ｆｏａが得られる設定値
Ｎ、ＭおよびＸが求められると、ステップＳＴ３３で差
Δｆが特性設定工程で設定された精度ランク内に入るか
否かが確認される。精度ランク内に収まらない場合は、
ステップＳＴ３４でエラー表示を行って処理を中止す
る。一方、精度ランク内に収まる場合は、発振器５に設
定される設定値Ｎ、ＭおよびＸが導出されたこととな
る。さらに、本例では、ステップＳＴ３５で選択された
設定値Ｎ、ＭおよびＸに基づき発振器５の消費電流値な
どのステップＳＴ６の検査工程で参照されるデータを予
め求める。また、この段階で同時に、選択された設定値
Ｎ、ＭおよびＸで出力周波数ｆｏが得られる基準周波数
ｆｒａを逆に計算することも可能である。

【００４４】図７に、ステップＳＴ４で可変容量装置２
に設定する第２の制御データを求める処理の一例を示し
てある。まず、ステップＳＴ４１でデータ取得部３５で
未調整状態の発振周波数ｆｃを再度測定し、ステップＳ
Ｔ４２で可変容量装置２の周波数可変範囲で上記で設定
された基準周波数ｆｒあるいはｆｒａに調整可能である
か否かを確認する。調整不可能な場合は、再度上流の工
程を行う必要があるので、ステップＳＴ５０でエラー表
示を行って処理を中止する。一方、発振周波数ｆｃが調
整範囲内にある場合は、ステップＳＴ４３で可変容量装
置２を用いた周波数調整（トリミング）が必要であるか
否かを判断する。発振周波数ｆｃが基準周波数ｆｒまた
はｆｒａに近くトリミングの必要がない場合は処理を終
了する。トリミングが必要な場合は、ステップＳＴ４４
で予め設定された基準周波数ｆｒ、または、上記のステ
ップＳＴ３５で設定値Ｎ、ＭおよびＸに基づき再計算さ
れた第２の基準周波数ｆｒａを選択する。第２の基準周
波数ｆｒａを選択することにより、目標とする出力周波
数ｆｏにより近く、精度の高い周波数の出力信号を得る
ことができる。

【００４５】次に、ステップＳＴ４５において、発振器
５のステップＳＴ４１あるいはステップＳＴ１の初期デ
ータとして取得された未調整段階の合成容量Ｃｉおよび
発振周波数ｆｃを代表的なｆｃ−Ｃ特性カーブを当ては
めることにより、基準周波数ｆｒに対応する設定値Ｃｏ
を算出する。以下では、基準周波数ｆｒに調整する例を
説明するが、第２の基準周波数ｆｒａを選択した場合で
も同様の過程で可変容量装置２の制御データである設定
値Ｃｏを求めることができる。本例のＲＯＭライター２
０は、パッケージ毎に代表的なｆｃ−Ｃ特性カーブがハ
ードディスク３７などの記憶装置に記憶されている。こ
のため、図９（ａ）に示すように、特性カーブ５２を参
照して、測定された発振周波数ｆｃに対し基準周波数ｆ
ｒを得るための容量値Ｃを求めることができる。例え
ば、特性カーブ５２を測定点（ｆｃ、Ｃｉ）にフィッテ
ィングして、そのフィッティングした後の特性カーブ５
２から基準周波数ｆｒの容量値Ｃｏを求めることができ
る。

【００４６】次に、ステップＳＴ４６で求められた容量
値Ｃｏを接続ユニット２１によって発振器５に仮設定
し、その時の発振周波数ｆｃ’を接続ユニット２１の周
波数測定ブロック２９およびデータ取得部３５を介して
測定する。ステップＳＴ４７で、発振周波数ｆｃ’が基
準周波数ｆｒに対し所定の範囲内に収まれば容量値Ｃｏ
を可変容量装置２の設定データとして採用して処理を終
了する。

【００４７】一方、範囲内に収まらない場合は、ステッ
プＳＴ４８でリトライする回数が設定されており、その
範囲内であれば上記の処理を繰り返す。リトライする場
合は、上述した処理を繰り返しても良く、あるいは、複
数の計測点が得られるので、図９（ｂ）に示すように、
それぞれの計測点に対し適当な範囲で特性カーブ５２を
フィッティングし、目的とする基準周波数ｆｒが得られ
る容量値Ｃｏを求めるようにすることも可能である。複
数の測定点に特性カーブを当てはめて容量値Ｃｏを設定
することにより、処理に時間がかかるが精度を高くする
ことができる。また、このような処理を行っても所望の
基準周波数が得られない場合は、振動子１の特性が特性
カーブからずれている可能性が高く、振動子の発振波形
の異状等をチェックすることができる。

【００４８】発振周波数ｆｃを基準周波数ｆｒに対し所
定の範囲内に収める他の方法を図１０を用いて説明す
る。ステップＳＴ４５において、発振器５のステップＳ
Ｔ４１あるいはステップＳＴ１の初期データとして取得
された発振周波数ｆｃを代表的なｆｃ−Ｃ特性カーブに
当てはめることにより、発振周波数ｆｃと基準周波数ｆ
ｒとの差△ｆに対応する追加補正容量△Ｃを求めること
ができる。

【００４９】次に、ステップＳＴ４６で、求められた追
加補正容量△Ｃを接続ユニット２１によって発振器５に
仮設定し、そのときの発振周波数ｆｃ’を接続ユニット
２１の周波数測定ブロック２９およびデータ取得部３５
を介して測定する。ステップＳＴ４７で、発振周波数ｆ
ｃ’が基準周波数に対し所定の範囲内に収まれば追加補
正容量△Ｃを可変容量装置２の設定データとして採用し
て処理を終了する。

【００５０】一方、範囲内に収まらない場合は、ステッ
プＳＴ４８で設定されたリトライ回数の範囲で上記を繰
り返す。

【００５１】このように、算出した容量値Ｃを仮設定し
発振周波数ｆｃを再度測定し、発振周波数ｆｃが基準周
波数ｆｒに対する許容値から外れている場合には、所定
の許容値に収まるまで容量値Ｃを更に調整し発振周波数
ｆｃをトリミングするフィードバック機能を設けること
により、発振器５の基準発振器３から得られる発振信号
の周波数を精度良く設定することができ、最終的な出力
信号の周波数を目標とする出力周波数ｆｏに近い高精度
の出力信号が得られる発振器５を提供することができ
る。

【００５２】また、振動子１の周波数のばらつきが大き
く、基準周波数が事前に一義的に定まらないパッケージ
に対しては、可変容量装置２で周波数調整が可能な範囲
と同等かそれ以下の間隔で、基準周波数を複数設定し、
それら複数の基準周波数毎に代表的なｆｃ−Ｃ特性のカ
ーブを設定し、記憶しておくことができる。これによ
り、個々の発振器５の未調整状態の発振周波数（源振周
波数）に最も近い基準周波数ｆｒを選択し、さらに、そ
の基準周波数ｆｒに対応する代表的なｆｃ−Ｃ特性のカ
ーブを選択することにより、第２の設定データである容
量値Ｃｏおよび、第１の設定データである分周値を決定
できる。従って、本例のＲＯＭライター２０は、源振周
波数が広く分布しているパッケージ（発振器）に対して
も所望の出力周波数が得られるようにデータを書き込む
ことができる。

【００５３】以上の工程で導出された出力周波数に係る
制御データおよび機能に係る設定データを発振器５への
書き込む工程（ステップＳＴ５）においては、先に説明
したように書き込み波形の監視機能を設けるようにして
いる。波形が急峻であっても又ダレていても、書き込み
内容が書き込み後変化してしまうからである。波形の監
視には、発振波形モニタを用いることが可能であり、ま
た、常時の監視する代わりに日常的な始業点検のルーチ
ンで監視するようにしても性能的には充分である。

【００５４】これに続く、ステップＳＴ６の測定評価・
検査を行う工程では、初期データを取得するためにも用
いられたデータ取得部３５を介して接続ユニット２１を
制御し、種々の検査を行うようにしている。検査工程で
は、出力周波数、消費電流およびＯＥ機能などの標準的
な機能をチェックする標準チェック・モードと、これら
に加え、ｆ−ｖ特性、デューティおよび発振開始電圧な
どの機能までチェックする詳細チェック・モードを設
け、随時選択できるようにすることが可能である。この
ような機能を設けておくことにより、大量の発振器を処
理するときに通常は標準チェックで済ませ、サンプリン
グ的に詳細チェックを行うことにより、品質を保持しな
がら処理時間を短縮することができる。

【００５５】ステップＳＴ６の評価ルーチンではさらに
詳細には、次のような検査を行うことができる。まず、
発振器のＲＯＭ１２を再リードして書き込んだデータ
と、パソコン２３で導出した書き込みデータとを比較す
る。次に、周波数チェックとして指定した電源電圧範囲
で周波数偏差が指定ランクの範囲内に収まるか否かをチ
ェックする。さらに、指定した電源電圧で消費電流が規
定値内かチェックする。そして、動作機能チェックとし
て、ＯＥ端子をディセーブルにして周波数と消費電流を
測定し、セットした制御機能通りに動作するか否かをチ
ェックする。その他に、詳細なチェック項目として発振
開始電圧、発振開始時間、波形測定などを行うことがで
きる。

【００５６】このように、本例のＲＯＭライター２０
は、所望の出力周波数を得るための制御データの書き込
みから、その制御データが書き込まれた発振器の検査ま
でを一連の流れで処理することができる。従って、発振
器に設定されたデータから予測される出力結果と、その
後の検査結果とを比較して良品・不良品の判断が極めて
簡単に行うことが可能である。例えば、設定されたデー
タから検査規格値および規格幅を周波数の関数として自
動設定し自動合否判定ができるので、大量の発振器の検
査を迅速に行うことができる。これに対し、検査装置が
分離しており、作業員が個々に検査する場合は、消費電
流はほぼ周波数に比例するので、周波数個々に規格値と
規格幅を計算し検査することは、量産上無理がある。

【００５７】また、本例のＲＯＭライター２０は、個々
の発振器５に設定された情報およびその検査情報が一括
して得られるので、これらの情報を管理情報として蓄積
することができる。そして、通信機能３８を用いて各々
のＲＯＭライター２０の情報を管理センターなどに集積
し、集中管理することにより、メーカとして効率的な在
庫管理や生産管理に役立てることができる。

【００５８】さらに、本例のＲＯＭライター２０には、
個々の発振器５の識別情報が得られているので、マーキ
ング装置と連動させることも可能である。マーキング装
置と連動することにより、ＲＯＭライター２０の情報に
基づき、型式、出力周波数、精度ランクなどの印刷ある
いは刻印ができるので、誤マーキングなどエラーを確実
に防止できる。

【００５９】なお、本例ではパソコン２３と専用の接続
ユニット２１を備えたＲＯＭライター２０に基づき説明
しているが、ハードウェアはこれに限定されることはな
く、ソケット部を外部に設け、制御用基板を拡張スロッ
トに収容すれば、通常のＰＣとほぼ同じスペースで同等
の機能を備えたＲＯＭライターを実現することができ
る。もちろん、パソコンで実現した機能を含めた専用の
ハードウェアでＲＯＭライターを実現することも可能で
ある。

【００６０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のプログ
ラマブル発振器の制御データ書き込み装置は、発振器の
源振周波数に合わせて所定の出力周波数が得られる制御
データを書き込むことが可能であり、さらに、検査機能
も有する。従って、自己完結型の制御データ書き込み装
置であり、本発明の制御データ書き込み装置を用いるこ
とにより、メーカの工場にかぎらず、発振器の流通過程
のどの段階ででも簡単に、また、確実に発振器の特性を
設定して出荷することができる。また、発振器の源振周
波数に合わせた設定が可能であるので、発振器に採用さ
れている振動子の周波数は高精度で予め設定しておく必
要はない。このため、発振器の製造および供給過程にお
ける各工程の効率を向上でき、ユーザの求める仕様の発
振器を低価格で、また、非常な短納期で供給することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＲＯＭライターで制御データが書
き込み可能なプログラマブル発振器の概略構成を示す図
である。

【図２】本発明に係るＲＯＭライターのハードウェア構
成を示す図である。

【図３】図２に示すＲＯＭライターの機能構成を示すブ
ロック図である。

【図４】図２に示すＲＯＭライターで制御データを書き
込む処理の概要を示すフローチャートである。

【図５】図４に示す処理のうち、特性を入力する処理の
概要を示すフローチャートである。

【図６】図４に示す処理のうち、分周値を設定する処理
の概要を示すフローチャートである。

【図７】図４に示す処理のうち、容量値を設定する処理
の概要を示すフローチャートである。

【図８】図８（ａ）は、振動子の周波数が分散していな
い発振器に対し基準周波数を設定する例を示し、図８
（ｂ）は、分散している発振器に対し基準周波数を設定
する例を示す図である。

【図９】発振周波数と容量値の特性カーブを用いて基準
周波数を得るための容量値を求める様子を示す図であ
り、図９（ａ）は測定点が１つの例を示し、図９（ｂ）
は測定点が複数の例を示している。

【図１０】発振周波数と容量値の特性カーブを用いて基
準周波数を得るための容量値を求める他の様子を示す図
である

【符号の説明】

１ 振動子 ２ 可変容量装置 ３ 基準発振器 ５ プログラマブル発振器 １０ 周波数制御装置 １２ ＲＯＭ ２０ ＲＯＭライター ２１ 接続ユニット ２２ ソケット ２３ パソコン ２４ 表示部 ２５ 入力部 ２６ 制御部 ２７ 電源系統 ２８ データ制御ブロック ２９ 周波数測定ブロック ３０，２９ コントローラユニット ３１ 特性設定部 ３２ 分周値設定部 ３３ 容量値設定部 ３４ データ書込部 ３５ データ取得部 ３６ 入出力インタフェース ３７ 記憶装置 ３８ 通信装置

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電振動子の共振周波数を微小調整した
   発振周波数の発振信号を出力可能な可変容量装置と、そ
   の発振信号を分周および逓倍して出力周波数の出力信号
   が得られる周波数制御装置と、前記可変容量装置および
   周波数制御装置の制御データを記憶可能なメモリーとを
   有するプログラマブル発振器の制御データ書き込み装置
   であって、 プログラマブル発振器の端子と接続可能な接続装置と、 プログラマブル発振器の出力目標となる出力周波数を少
   なくとも含む特性データを設定可能な特性設定部と、 基準の発振周波数に対して前記目標となる出力周波数が
   得られるように前記周波数制御装置を制御する第１の制
   御データを導出可能な第１の制御データ設定部と、 圧電振動子の共振周波数に対し前記基準の発振周波数が
   得られるように前記可変容量装置を制御する第２の制御
   データを導出可能な第２の制御データ設定部と、 前記第１および第２の制御データをプログラマブル発振
   器のメモリーに書き込み可能なデータ書き込み部と、 プログラマブル発振器の発振周波数を少なくとも含めた
   データを取得可能なデータ取得部とを有することを特徴
   とするプログラマブル発振器の制御データ書き込み装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記データ取得部
   は、プログラマブル発振器の出力周波数も取得可能であ
   ることを特徴とするプログラマブル発振器の制御データ
   書き込み装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記データ取得部
   は、プログラマブル発振器のメモリーに予め記憶された
   識別データを取得可能であり、 前記特性設定部は、その識別データに基づき入力された
   特性データの可否を判断可能であることを特徴とするプ
   ログラマブル発振器の制御データ書き込み装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記データ取得部
   は、プログラマブル発振器の消費電力を測定可能である
   ことを特徴とするプログラマブル発振器の制御データ書
   き込み装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記データ取得部
   は、プログラマブル発振器の消費電力を測定することに
   より前記接続装置との接続状態を判断可能であることを
   特徴とするプログラマブル発振器の制御データ書き込み
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、前記第１の制御デー
   タ設定部は、プログラマブル発振器の可変容量装置が未
   調整のときの発振周波数によって前記基準となる発振周
   波数を選択可能であることを特徴とするプログラマブル
   発振器の制御データ書き込み装置。
7. 【請求項７】 請求項１において、前記第１の制御デー
   タ設定部は、前記目標とする出力周波数に対し、前記基
   準となる発振周波数に基づき最も近い出力周波数が得ら
   れるように前記第１の制御データを導出可能であること
   を特徴とするプログラマブル発振器の制御データ書き込
   み装置。
8. 【請求項８】 請求項１において、発振周波数と第２の
   制御データとの関係を示す参照関数を記憶した記憶部を
   有し、 前記第２の制御データ設定部は、プログラマブル発振器
   の可変容量装置が未調整のときの発振周波数を少なくと
   も取得し、前記参照関数に基づき前記基準となる発振周
   波数が得られる前記第２の制御データを導出可能である
   ことを特徴とするプログラマブル発振器の制御データ書
   き込み装置。
9. 【請求項９】 請求項７において、前記第２の制御デー
   タ設定部は、前記第１の制御データ設定部で設定された
   第１の制御データにより前記目標とする出力周波数が得
   られる第２の基準となる発振周波数を導出し、この第２
   の基準となる発振周波数が得られる前記第２の制御デー
   タを導出可能であることを特徴とするプログラマブル発
   振器の制御データ書き込み装置。
10. 【請求項１０】 圧電振動子の共振周波数を微小調整し
    た発振周波数の発振信号を出力可能な可変容量装置と、
    その発振信号を分周および逓倍して出力周波数の出力信
    号が得られる周波数制御装置と、前記可変容量装置およ
    び周波数制御装置の制御データを記憶可能なメモリーと
    を有するプログラマブル発振器の制御データ書き込み方
    法であって、 プログラマブル発振器の可変容量装置が未調整のときの
    発振周波数を少なくとも含めた初期データを取得する初
    期データ取得工程と、 プログラマブル発振器の出力目標となる出力周波数を少
    なくとも含む特性データを設定する特性設定工程と、 基準の発振周波数に対して前記目標となる出力周波数が
    得られるように前記周波数制御装置を制御する第１の制
    御データを導出する第１の制御データ設定工程と、 圧電振動子の共振周波数に対し前記基準の発振周波数が
    得られるように前記可変容量装置を制御する第２の制御
    データを導出する第２の制御データ設定工程と、 前記第１および第２の制御データをプログラマブル発振
    器のメモリーに書き込むデータ書き込み工程とを有する
    ことを特徴とするプログラマブル発振器の制御データ書
    き込み方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記データ書き
    込み工程に続いて、プログラマブル発振器の出力周波数
    を含めた検査データを取得する検査データ取得工程を有
    することを特徴とするプログラマブル発振器の制御デー
    タ書き込み方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記検査データ
    取得工程では、プログラマブル発振器の消費電力を測定
    可能であることを特徴とするプログラマブル発振器の制
    御データ書き込み方法。
13. 【請求項１３】 請求項１０において、前記初期データ
    取得工程では、プログラマブル発振器のメモリーに予め
    記憶された識別データを取得可能であり、 前記特性設定工程では、その識別データに基づき入力さ
    れた特性データの可否を判断可能であることを特徴とす
    るプログラマブル発振器の制御データ書き込み方法。
14. 【請求項１４】 請求項１０において、前記初期データ
    取得工程では、プログラマブル発振器の消費電力を測定
    することにより接続状態を判断可能であることを特徴と
    するプログラマブル発振器の制御データ書き込み方法。
15. 【請求項１５】 請求項１０において、前記第１の制御
    データ設定工程は、プログラマブル発振器の可変容量装
    置が未調整のときの発振周波数によって前記基準となる
    発振周波数を選択する工程を備えていることを特徴とす
    るプログラマブル発振器の制御データ書き込み方法。
16. 【請求項１６】 請求項１０において、前記第１の制御
    データ設定工程では、前記目標とする出力周波数に対
    し、前記基準となる発振周波数に基づき最も近い出力周
    波数が得られるように前記第１の制御データを導出する
    ことを特徴とするプログラマブル発振器の制御データ書
    き込み方法。
17. 【請求項１７】 請求項１０において、前記第２の制御
    データ設定工程では、発振周波数と第２の制御データと
    の関係を示す参照関数に基づき、プログラマブル発振器
    の可変容量装置が未調整のときの少なくとも発振周波数
    から前記基準となる発振周波数が得られる前記第２の制
    御データを導出することを特徴とするプログラマブル発
    振器の制御データ書き込み方法。
18. 【請求項１８】 請求項１６において、前記第２の制御
    データ設定工程では、前記第１の制御データ設定工程で
    設定された第１の制御データにより前記目標とする出力
    周波数が得られる第２の基準となる発振周波数を導出
    し、この第２の基準となる発振周波数が得られる前記第
    ２の制御データを導出することを特徴とするプログラマ
    ブル発振器の制御データ書き込み方法。