JPH1168462A - Piezoelectric oscillation circuit - Google Patents

Piezoelectric oscillation circuit

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JPH1168462A
JPH1168462A JP24217497A JP24217497A JPH1168462A JP H1168462 A JPH1168462 A JP H1168462A JP 24217497 A JP24217497 A JP 24217497A JP 24217497 A JP24217497 A JP 24217497A JP H1168462 A JPH1168462 A JP H1168462A
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JP
Japan
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transistor
circuit
oscillation circuit
base
piezoelectric
Prior art date
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Application number
JP24217497A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Sugano
誠 菅野
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption and to improve stability in an output frequency and output amplitude over wide temperature range in an oscillation circuit of a piezoelectric oscillator, even in the case of low power supply voltage. SOLUTION: In this oscillation circuit, a transistor Q1 is provided, in series with a bias resistor R2 is its base bias circuit, with a transistor Q2 with a base/emitter voltage characteristic equivalent to that of a transistor Q1 against changes in temperatures, and furthermore, the transistor Q2 is formed by diode connection structure to connect the base and the collector. The stability in the output frequency and in the amplitude of an output signal and reduction of power consumption of the piezoelectric oscillator are improved by the above structure in which the base bias circuit is inserted to suppress the change of a current value of collector current and emitter current of the transistor Q1 against the changes in temperatures.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は圧電発振器回路に関
し、特に低電源電圧で動作する圧電発振器回路に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a piezoelectric oscillator circuit, and more particularly, to a piezoelectric oscillator circuit operating at a low power supply voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話機等バッテリーを電源とする移
動体通信機器は、消費電力を極力少なくすることによ
り、同一容量のバッテリーにて通信可能時間が長時間で
ある機種が従来より強く求められている。この為、従来
移動体通信機に使用するバッテリーの性能の向上を図る
と共に、水晶発振器を含む使用部品の低電力化等による
対応を進めている。即ち、駆動電圧を低く設定できれば
同一容量のバッテリーでより多くの電流容量を供給でき
る。一方、この様な水晶発振器に要求される不可欠な重
要特性として、広い温度範囲にわたる高い周波数精度や
出力振幅の安定性が挙げられるが、水晶発振器は温度特
性を有する数多くの部品を用いて構成している為、前記
特性を悪化する要因が複数存在する。 上記の要因の一
つとしては発振回路内に使用しているトランジスタの動
作電流が周囲の温度変化により大きく変化する為に相互
コンダクタンスが変化することが知られており、その結
果、出力信号の振幅が変動したり、また、トランジスタ
の入力容量が変化し出力周波数が変動するという問題が
生じる。
2. Description of the Related Art In mobile communication devices using a battery as a power source, such as a mobile phone, a model in which the communicable time is long with a battery of the same capacity is strongly demanded by minimizing power consumption. I have. For this reason, the performance of batteries used in conventional mobile communication devices is being improved, and measures are being taken to reduce the power consumption of components used, including crystal oscillators. In other words, if the drive voltage can be set low, more current capacity can be supplied by batteries of the same capacity. On the other hand, indispensable important characteristics required for such a crystal oscillator include high frequency accuracy and stability of output amplitude over a wide temperature range.However, a crystal oscillator is composed of many components with temperature characteristics. Therefore, there are a plurality of factors that deteriorate the characteristics. As one of the factors mentioned above, it is known that the transconductance changes because the operating current of the transistor used in the oscillation circuit greatly changes due to the ambient temperature change, and as a result, the amplitude of the output signal And the output frequency fluctuates due to the change in the input capacitance of the transistor.

【0003】このことを図面を用いて説明すると、図7
は従来技術として一般的に知られるコルピッツ型水晶発
振回路である。同図中のR1、R2、R3、R4はトラ
ンジスタの直流バイアス抵抗であり、C1、C2、C
3、C4はコンデンサであり、Q1はトランジスタであ
り、Y1は水晶振動子である。また、前記直流バイアス
抵抗は、前記トランジスタQ1がA級動作するように値
を設定することが一般的である。上述したように温度変
化に対するトランジスタの動作電流が変化する主要因と
しては、トランジスタのベースとエミッタ間の電圧(以
下VBEと称す)が一次関数的な温度特性を有する為であ
る。従来このような問題を解決する為に、前記直流バイ
アス抵抗R2にベース電流の数倍から数十倍の電流を流
すよう設定を行い前記VBEの変化に伴うトランジスタの
ベース電圧の変動を抑えた設定としていた。また、出力
信号の振幅の変動に対しては、従来コレクタ電流を十分
多く流すことで予め高出力信号振幅に設定しておき、温
度変化により出力信号の振幅が減少した場合に於いても
要求する特性を満たすようにしていた。また、エミッタ
電圧をVE、ベース電圧をVB、とした場合、VE≒VB
BEよりベース電圧VBを大きく設定することによりV
BEの変化に対するエミッタ電圧VEの変化を小さくし、
エミッタ電流及び、コレクタ電流の変動を抑える設定を
行っていた。
[0003] This will be described with reference to the drawings.
Is a Colpitts type crystal oscillation circuit generally known as a prior art. In the figure, R1, R2, R3, and R4 are DC bias resistors of transistors, and are C1, C2, and C4.
3, C4 is a capacitor, Q1 is a transistor, and Y1 is a crystal oscillator. In general, the value of the DC bias resistor is set so that the transistor Q1 performs a class A operation. As described above, the main factor of the change in the operating current of the transistor with respect to the temperature change is that the voltage between the base and the emitter of the transistor (hereinafter referred to as V BE ) has a linear temperature characteristic. Conventionally, in order to solve such a problem, a setting is made so that a current several times to several tens times the base current flows through the DC bias resistor R2, thereby suppressing the fluctuation of the base voltage of the transistor due to the change of the V BE . Was set. In addition, with respect to fluctuations in the amplitude of the output signal, a high output signal amplitude is previously set by flowing a sufficiently large collector current in the past, and a request is made even when the amplitude of the output signal decreases due to a temperature change. The characteristics were satisfied. When the emitter voltage is V E and the base voltage is V B , V E ≒ V B
By setting the base voltage V B higher than V BE, V
To reduce the change in emitter voltage V E for BE changes in,
Settings have been made to suppress fluctuations in the emitter current and the collector current.

【0004】[0004]

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
図6に示すような従来の発振回路に於いて、上述したよ
うにベース電圧をVBEに対し十分大きく設定する為には
電源電圧が十分高いことが必要であり、従って、近年要
求される低電圧化を図った発振回路への採用は不可能で
ある。 また、温度変化に伴う出力信号の振幅変動分を
補う為にコレクタ電流を多く流し予め高振幅の出力信号
を得る方法は、低消費電流の要求に反することになり、
その解決が望まれていた。本発明は上記の問題を解決す
る為になされたものであって、低電源電圧駆動を可能と
し、しかも低消費電流であり、更に、発振周波数精度と
出力信号の振幅の安定性に優れた圧電発振器を提供する
ことを目的としている。
However, in the conventional oscillation circuit shown in FIG. 6, the power supply voltage is sufficiently high to set the base voltage sufficiently higher than V BE as described above. Therefore, it is not possible to employ such a circuit in an oscillating circuit which has recently required a low voltage. In addition, a method of obtaining a high-amplitude output signal by flowing a large amount of collector current in order to compensate for the amplitude fluctuation of the output signal due to a temperature change is contrary to the demand for low current consumption.
The solution was desired. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and is capable of driving at a low power supply voltage, has low current consumption, and has excellent oscillation frequency accuracy and excellent stability of output signal amplitude. It is intended to provide an oscillator.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】従来の発振回路に於ける
前記問題の発生の要因は発振回路中のトランジスタのベ
ースとエミッタ間の電圧VBEが温度変化に伴い変動する
にも関わらず、トランジスタのベース電圧が固定されて
いる為にある。そこで本発明では、上記を解決する為
に、本発明に係わる圧電発振回路の請求項1記載の発明
は、発振回路中のトランジスタのベースバイアス回路に
前記トランジスタのベースとエミッタ間の電圧と同等の
温度・電圧特性を有する半導体素子を備えることによ
り、前記トランジスタの温度変化に伴うコレクタ・エミ
ッタ電流の変化を抑圧するように構成したことを特徴と
した前記圧電発振回路。請求項2記載の発明は前記半導
体素子をベースとエミッタとを接続したトランジスタを
ベースバイアス回路に挿入していることを特徴としてい
る。請求項3記載の発明は前記請求項1の発明に加え、
前記圧電発振回路がカスコード型増幅回路を備えたコル
ピッツ発振回路であることを特徴としている。請求項4
記載の発明は前記請求項1、請求項2又は請求項3記載
の発明に加え、発振用トランジスタをベースバイアス回
路中のトランジスタと同一種類とした構成を特徴として
いる。
The cause of the above-mentioned problem in the conventional oscillation circuit is that the voltage V BE between the base and the emitter of the transistor in the oscillation circuit varies with the temperature change. This is because the base voltage is fixed. Therefore, in the present invention, in order to solve the above problem, the invention according to claim 1 of the piezoelectric oscillation circuit according to the present invention uses a method in which the base bias circuit of the transistor in the oscillation circuit has the same voltage as the voltage between the base and the emitter of the transistor. The piezoelectric oscillation circuit according to claim 1, wherein a semiconductor element having temperature-voltage characteristics is provided to suppress a change in collector / emitter current due to a temperature change of the transistor. The invention according to claim 2 is characterized in that a transistor in which the semiconductor element is connected to a base and an emitter is inserted in a base bias circuit. The invention according to claim 3 adds to the invention according to claim 1,
The piezoelectric oscillation circuit is a Colpitts oscillation circuit including a cascode-type amplification circuit. Claim 4
The invention described in the present invention is characterized in that, in addition to the invention described in the above-mentioned claim 1, 2, or 3, the oscillation transistor is of the same type as the transistor in the base bias circuit.

【0006】[0006]

【本発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づい
て本発明を詳細に説明する。図1は本発明を用いた水晶
発振回路の一実施例を示す回路図である。同図に示す発
振回路は直流バイアス抵抗素子R1、R2、R3、R4
とコンデンサC1、C2、C3、C4とトランジスタQ
1、Q2と水晶振動子Y1から構成しており、前記図7
に示す従来のコルピッツ型水晶発振回路とは前記トラン
ジスタQ1のベースバイアス回路の以下の点が異なる。
即ち、前記ベースバイアス回路の直流バイアス抵抗R2
に直列にベースとコレクタを接続したダイオード接続し
たトランジスタQ2を接続しており、更に、前記トラン
ジスタQ1とQ2を同一種類とすることにより、前記半
導体素子VTを前記トランジスタQ2により構成してい
る。これにより温度変化による前記トランジスタQ1の
BEの電圧変化に追従するようにベース電圧が変化する
為、前記トランジスタQ1の温度変化に伴うコレクタ電
流とエミッタ電流の変化を抑え、しかも、温度変化に対
し安定な信号振幅の出力を可能とした水晶発振回路を実
現することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a crystal oscillation circuit using the present invention. The oscillation circuit shown in the figure has DC bias resistance elements R1, R2, R3, R4.
And capacitors C1, C2, C3, C4 and transistor Q
1 and Q2 and a crystal unit Y1 as shown in FIG.
Is different from the conventional Colpitts type crystal oscillation circuit in the following point of the base bias circuit of the transistor Q1.
That is, the DC bias resistor R2 of the base bias circuit
It connects the transistor Q2 connected diode connecting the base and collector in series, further, by the same type of the transistors Q1 and Q2, and the semiconductor element V T constituted by the transistor Q2. As a result, the base voltage changes so as to follow the voltage change of V BE of the transistor Q1 due to the temperature change, so that the change in the collector current and the emitter current accompanying the temperature change in the transistor Q1 is suppressed, A crystal oscillation circuit capable of outputting a stable signal amplitude can be realized.

【0007】以下に、このことを数式を用いて詳細に説
明する。今、前記図1の発振回路に於いて、コレクタ電
流をIC、トランジスタQ1のベースとエミッタ間の電
圧をVBE1、トランジスタQ2のベースとエミッタ間の
電圧をVBE2、直流バイアス抵抗R2に流れる電流をI
R2とする。前記コレクタ電流ICは一般的に IC=(VBE2+IR2×R2−VBE1)/R4・・・・(1) の関係式で示すことができるが、温度変化によりVBE1
及び、VBE2がそれぞれ+△VBE1及び、+△VBE2変化
した場合のコレクタ電流IC+△ICは IC+△IC=(VBE2+△VBE2+IR2×R2−(VBE1+△VBE1))/R4・・ ・・(2) で表すことができる。上述した通りトランジスタQ1と
Q2は同一種類の半導体素子を使用している為、VBE1
とVBE2の温度変化による電圧変化量は等しく△VBE1
△VBE2とすることができる。よって、前記温度変化で
のコレクタ電流IC+△ICは IC+△IC=(VBE2+IR2×R2−VBE1)/R4・・・・(3) で表され、これは前記式(1)のICと等しい。即ち、
温度変化に伴う前記トランジスタQ1のベースとエミッ
タ間の電圧変化は前記トランジスタQ2のベースとエミ
ッタ間の電圧変化により相殺される為、コレクタ電流I
Cは温度変化に対し、これに影響されず一定の電流値が
流れるので安定した発振周波数や出力信号の振幅を得る
ことができる。
Hereinafter, this will be described in detail using mathematical expressions. Now, in the oscillating circuit shown in FIG. 1, the collector current flows through I C , the voltage between the base and the emitter of the transistor Q1 flows through V BE1 , the voltage between the base and the emitter of the transistor Q2 flows through V BE2 , and flows through the DC bias resistor R2. Current I
R2 . The collector current is I C is generally I C = (V BE2 + I R2 × R2-V BE1) / R4 can be represented by the relational expression ···· (1), V due to a temperature change BE1
And, when V BE2 changes by + ΔV BE1 and + ΔV BE2 respectively, the collector current I C + ΔI C becomes I C + ΔI C = (V BE2 + ΔV BE2 + IR 2 × R2- (V BE1 + ΔV BE1 )) / R4... (2) As described above, since the transistors Q1 and Q2 use the same type of semiconductor device, V BE1
And the amount of voltage change due to the temperature change of V BE2 is equal to △ V BE1 =
ΔV BE2 . Therefore, the collector current I C + △ I C at the temperature change is represented by I C + △ I C = ( V BE2 + I R2 × R2-V BE1) / R4 ···· (3), which is the It is equal to I C in equation (1). That is,
Since the voltage change between the base and the emitter of the transistor Q1 due to the temperature change is offset by the voltage change between the base and the emitter of the transistor Q2, the collector current I
Since a constant current value flows through C without being affected by a temperature change, stable oscillation frequency and amplitude of an output signal can be obtained.

【0008】図3は本発明を採用した他の一実施例を示
す水晶発振回路であって、この例に示す回路はカスコー
ド型の増幅回路を用いたコルピッツ発振回路である。同
図に於いて、Q1、Q2、Q3はトランジスタでありQ
2はダイオード接続構造であり、更に、前記トランジス
タQ1、Q2は同一ものを使用している。同図中のR
1、R2、R3、R4、R5はトランジスタの直流バイ
アス抵抗であり、またC1、C2、C3、C4、C5は
コンデンサであり、前記C1、C2は発振器特性に応じ
た容量値を有し、前記C3、C4、C5はバイパスコン
デンサである。更に、同図中のY1は水晶振動子であ
り、実施例中では発振器出力周波数が、f0=15.3
6MHzとなる水晶振動子を使用している。また、同図
に示す発振回路の構成は、前記抵抗R1の一方の端子を
前記レギュレータU1の出力端子に接続し、他方の端子
は前記トランジスタQ3のベース端子と前記コンデンサ
C4に接続しており、該C4の他方の端子は接地してい
る。前記R2の一方の端子は前記U1の出力端子及び、
前記R1に接続しており、他方の端子は前記トランジス
タQ1のベース端子と、前記水晶振動子Y1の一方の端
子及び、前記コンデンサC1の一方の端子に接続してい
る。また、該C1の他方の端子は前記Q1のエミッタ端
子と前記コンデンサC2及び、前記R5に接続してお
り、前記C2及び、R5の他方の端子は接地している。
前記R3は一方の端子は前記Q1のベース端子及び前記
R2及び振動子Y1に接続し、他方の端子は前記トラン
ジスタQ3のコレクタ及び、ベース端子と接続してお
り、前記Q3のエミッタ端子及び、前記振動子Y1の他
方の端子は接地している。前記R4の一方の端子は電源
と前記U1の入力端子及び、前記コンデンサC3に接続
しており、他方の端子は前記Q2のコレクタ端子及び前
記コンデンサC5に接続し、該C5の他方の端子は発振
器出力端子に接続している。前記C3の他方の端子は接
地しており、前記Q1のコレクタ端子と前記Q2のエミ
ッタ端子は接続している。
FIG. 3 shows a crystal oscillation circuit showing another embodiment adopting the present invention. The circuit shown in this embodiment is a Colpitts oscillation circuit using a cascode type amplifier circuit. In the figure, Q1, Q2, Q3 are transistors and Q
2 is a diode connection structure, and the same transistors Q1 and Q2 are used. R in FIG.
1, R2, R3, R4, R5 are DC bias resistors of transistors, C1, C2, C3, C4, C5 are capacitors, and C1, C2 have capacitance values according to oscillator characteristics, C3, C4 and C5 are bypass capacitors. Further, Y1 in the figure is a crystal oscillator, and the oscillator output frequency is f 0 = 15.3 in the embodiment.
A 6 MHz crystal oscillator is used. In the configuration of the oscillation circuit shown in the figure, one terminal of the resistor R1 is connected to the output terminal of the regulator U1, and the other terminal is connected to the base terminal of the transistor Q3 and the capacitor C4. The other terminal of C4 is grounded. One terminal of the R2 is an output terminal of the U1;
The other terminal is connected to the base terminal of the transistor Q1, one terminal of the crystal unit Y1, and one terminal of the capacitor C1. The other terminal of C1 is connected to the emitter terminal of Q1 and the capacitor C2 and R5, and the other terminals of C2 and R5 are grounded.
The R3 has one terminal connected to the base terminal of the Q1 and the R2 and the vibrator Y1, the other terminal connected to the collector and the base terminal of the transistor Q3, the emitter terminal of the Q3, The other terminal of the vibrator Y1 is grounded. One terminal of the R4 is connected to the power supply, the input terminal of the U1, and the capacitor C3, the other terminal is connected to the collector terminal of the Q2 and the capacitor C5, and the other terminal of the C5 is an oscillator. Connected to output terminal. The other terminal of C3 is grounded, and the collector terminal of Q1 and the emitter terminal of Q2 are connected.

【0009】また、本発明の効果を分かり易くする為、
図8に示す従来技術に基づくカスコード接続型増幅回路
を用いたコルピッツ型発振回路についても評価を行い特
性の比較を行った。前記図7に示す発振回路は前記図3
に示す発振回路に対し、発振用トランジスタQ1’のベ
ースバイアス回路が直流バイアス抵抗R3’のみの接続
としている点が異なる。 図2と図7に示す発振回路は
低電源電圧駆動とする為、電源電圧は+2.7Vとし、
前記レギュレータの出力は+1.7Vとしている。更
に、前記トランジスタQ1、Q1’のベース電位は約+
0.8Vに設定しその殆どがVBEが占める設定としてい
る。
In order to make the effects of the present invention easy to understand,
The Colpitts type oscillation circuit using the cascode connection type amplification circuit based on the prior art shown in FIG. 8 was also evaluated and the characteristics were compared. The oscillation circuit shown in FIG.
The difference is that the base bias circuit of the oscillation transistor Q1 'is connected only to the DC bias resistor R3'. Since the oscillation circuits shown in FIGS. 2 and 7 are driven by a low power supply voltage, the power supply voltage is set to +2.7 V.
The output of the regulator is + 1.7V. Further, the base potential of the transistors Q1 and Q1 'is about +
It is set to 0.8 V, and most of the setting is occupied by V BE .

【0010】以下に、前記図2に示す発振回路と前記図
7に示す発振回路の温度変化に対するコレクタ電流IC
の変化及び、出力信号の振幅の変化についての評価結果
を説明する。 図3はそれぞれの発振回路に於いて、周
囲温度が−30℃〜+85℃の範囲で変化する場合での
コレクタ電流ICの変化を測定した結果を示す。図4は
図7に示す発振回路に於ける周囲温度−30℃と+25
℃と+85℃での発振器の出力信号の振幅を示す。図5
は図2に示す発振回路に於ける周囲温度−30℃と+2
5℃と+85℃での発振器の出力信号の振幅を示す。
Hereinafter, the collector current I C with respect to the temperature change of the oscillation circuit shown in FIG. 2 and the oscillation circuit shown in FIG. 7 will be described.
And the results of the evaluation of the change in the amplitude of the output signal will be described. FIG. 3 shows the results of measuring the change in the collector current I C when the ambient temperature changes in the range of −30 ° C. to + 85 ° C. in each oscillation circuit. FIG. 4 shows an ambient temperature of −30 ° C. and +25 in the oscillation circuit shown in FIG.
The amplitude of the output signal of the oscillator at ° C and + 85 ° C is shown. FIG.
Are ambient temperature -30 ° C and +2 in the oscillation circuit shown in FIG.
The amplitude of the output signal of the oscillator at 5 ° C. and + 85 ° C. is shown.

【0011】前記図3に示す通り、前記従来の発振回路
ではコレクタ電流ICは400μA以上の幅で変化しま
た、出力信号の振幅は約0.9VP-Pの幅で変化する。
これに対し、本発明に基づく発振回路ではコレクタ電流
Cは100μA以内の幅で変化し、前記従来の発振回
路に於けるコレクタ電流ICの変化幅と比較して変化幅
が例えば約1/4と狭い特性となる結果が得られてい
る。
[0011] As shown in FIG. 3, the collector current I C in the conventional oscillation circuit changes at least a width of 400μA The amplitude of the output signal varies in width of about 0.9V PP.
In contrast, the collector current I C in the oscillation circuit according to the present invention will vary with the width of less than 100 .mu.A, the conventional oscillator circuit in the collector current I variation compared to the range of change in C, for example, about 1 / The result is a narrow characteristic of 4.

【0012】また、出力振幅は図6に示す通り、本発明
に基づく発振回路に於いては約0.2VP-Pの幅で変化
し、前記従来技術に基づく発振回路の出力振幅と比較し
て変化幅が約1/5と狭い特性となる結果が得られた。
Further, as shown in FIG. 6, the output amplitude changes in the oscillation circuit according to the present invention in a width of about 0.2 V PP , and changes as compared with the output amplitude of the oscillation circuit according to the prior art. As a result, a characteristic having a narrow width of about 1/5 was obtained.

【0013】[0013]

【本発明の効果】前記の結果より、前記図2に示す本発
明に基づく発振回路は前記図7に示す従来技術に基づく
発振回路と比較して、温度変化に対しトランジスタのコ
レクタ電流が一定に保たれる為にトランジスタの入力容
量が変化せず、発振器の発振周波数が変動し難くなる効
果をもたらすことが理解できる。また、温度変化に対し
発振器の出力信号の振幅が安定しているので、従来技術
と比較して設定時の出力信号の振幅を抑えることが可能
である為、発振器の更なる低消費電流化が実現できる効
果をもたらすことが理解できる。よって、本発明により
低電源電圧駆動でありながら広温度範囲に於いて、低消
費電流であり且つ、出力信号の振幅の変動が小さい特性
を有する水晶圧電発振器を実現できる。
According to the above results, the oscillator circuit according to the present invention shown in FIG. 2 has a constant collector current of the transistor with respect to a temperature change, as compared with the oscillator circuit according to the prior art shown in FIG. It can be seen that the input capacitance of the transistor does not change because it is kept, and the oscillation frequency of the oscillator is hardly changed. In addition, since the amplitude of the output signal of the oscillator is stable with respect to temperature changes, the amplitude of the output signal at the time of setting can be suppressed as compared with the related art, so that the oscillator can further reduce current consumption. It can be understood that it has a realizable effect. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a crystal piezoelectric oscillator having low power consumption, low current consumption, and small fluctuations in the amplitude of an output signal in a wide temperature range, while being driven by a low power supply voltage.

【0014】また、本発明による一実施例ではカスコー
ド型増幅回路を用いたコルピッツ発振回路について説明
したが、本発明はこれに限るものでなく、あらゆる水晶
発振器の発振用増幅回路に適用でき、また、実施例と同
様の効果が得られることは言うまでもない。
Further, in one embodiment of the present invention, a Colpitts oscillation circuit using a cascode type amplifier circuit has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to any oscillation amplifier circuit of a crystal oscillator. Needless to say, the same effects as those of the embodiment can be obtained.

【0015】また、本発明による一実施例では圧電素子
として水晶振動子及び、特定の周波数を用いたが、本発
明はこれに限るものではなくあらゆる圧電素子及び、周
波数に適用でき、また、実施例と同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。
In one embodiment of the present invention, a quartz oscillator and a specific frequency are used as the piezoelectric element. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to all piezoelectric elements and frequencies. It goes without saying that the same effect as in the example can be obtained.

【0016】また、本発明による一実施例では発振用ト
ランジスタQ1、Q1’と、ベースバイアス回路内に有
するトランジスタQ3、Q3’をそれぞれ同一の種類と
しているが、本発明はこれに限るものでなく、圧電発振
器の出力振幅が安定するようなトランジスタの組み合わ
せであれば異なる種類のトランジスタの組み合わせであ
っても構わない。
In one embodiment of the present invention, the transistors Q1 and Q1 'for oscillation and the transistors Q3 and Q3' in the base bias circuit are of the same type. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, a combination of different types of transistors may be used as long as the output amplitude of the piezoelectric oscillator is stable.

【0017】[0017]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に基づく一実施例を示すFIG. 1 shows an embodiment according to the invention.

【図2】本発明に基づく他の一実施例を示すFIG. 2 shows another embodiment according to the present invention.

【図3】温度変化に対するコレクタ電流の変化を示すFIG. 3 shows a change in collector current with a change in temperature.

【図4】従来技術に基づく発振回路の出力波形温度変化
を示す
FIG. 4 shows an output waveform temperature change of an oscillation circuit based on the prior art.

【図5】本発明に基づく発振回路の出力波形温度変化を
示す
FIG. 5 shows an output waveform temperature change of the oscillation circuit according to the present invention.

【図6】従来技術に基づくカスコード型増幅回路を用い
たコルピッツ型発振回路
FIG. 6 shows a Colpitts oscillator using a cascode amplifier based on the prior art.

【図7】従来技術に基づくカスコード型増幅回路を用い
たコルッピツ型発振回路
FIG. 7 is a Colpitts oscillation circuit using a cascode amplification circuit based on the prior art.

【0018】[0018]

【符号の説明】[Explanation of symbols]

U1、U1’・・・レギュレータ R1、R2、R3、R4、R5、R1’、R2’、R
3’、R4’、R5’・・・抵抗素子 C1、C2、C3、C4、C5、C1’、C2’、C
3’、C4’、C5’・・・コンデンサ Q1、Q2、Q3、Q1’、Q2’ 、Q3’・・・ト
ランジスタ Y1、Y1’・・・水晶振動子
U1, U1 '... Regulator R1, R2, R3, R4, R5, R1', R2 ', R
3 ', R4', R5 '... resistance elements C1, C2, C3, C4, C5, C1', C2 ', C
3 ', C4', C5 '... capacitors Q1, Q2, Q3, Q1', Q2 ', Q3' ... transistors Y1, Y1 '... crystal oscillator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発振用増幅回路と圧電素子を有する圧電発
振回路に於いて、前記発振用増幅回路には前記圧電振動
子を接続したNPN接続型半導体素子(以下、トランジ
スタと称す)を備え、更に、前記トランジスタのベース
バイアス回路には、前記トランジスタのベースとエミッ
タ間の電圧と同等の温度・電圧特性を有する半導体素子
を備えることにより、前記トランジスタの温度変化に伴
うコレクタ・エミッタ電流の変化を抑圧するように構成
したことを特徴とした前記圧電発振回路。
In a piezoelectric oscillation circuit having an oscillation amplifier circuit and a piezoelectric element, the oscillation amplifier circuit includes an NPN connection type semiconductor element (hereinafter, referred to as a transistor) to which the piezoelectric vibrator is connected. Further, the base bias circuit of the transistor includes a semiconductor element having a temperature-voltage characteristic equivalent to the voltage between the base and the emitter of the transistor, so that a change in the collector / emitter current due to a change in the temperature of the transistor is prevented. The piezoelectric oscillation circuit, wherein the piezoelectric oscillation circuit is configured to be suppressed.
【請求項2】発振用増幅回路と圧電素子を有する圧電発
振回路に於いて、前記発振用増幅回路には、前記圧電振
動子を接続したトランジスタを備え、更に、前記トラン
ジスタのベースバイアス回路には、該トランジスタのベ
ース・エミッタ間と同等のベース・エミッタ間の温度・
電圧特性を有するトランジスタを備え、且つ、前記ベー
スバイアス回路中のトランジスタはベースとコレクタと
を接続したダイオード接続構造とすることにより、圧電
素子と接続している前記トランジスタのコレクタ・エミ
ッタ電流の変化を抑圧するように構成したことを特徴と
する前記請求項1記載の圧電発振回路。
2. A piezoelectric oscillation circuit having an oscillation amplifier circuit and a piezoelectric element, wherein the oscillation amplifier circuit includes a transistor connected to the piezoelectric vibrator, and further includes a base bias circuit of the transistor. , The temperature between the base and the emitter which is equivalent to the temperature between the base and the emitter of the transistor.
The transistor in the base bias circuit includes a transistor having a voltage characteristic, and the transistor in the base bias circuit has a diode connection structure in which a base and a collector are connected, so that a change in the collector-emitter current of the transistor connected to the piezoelectric element can be suppressed. 2. The piezoelectric oscillation circuit according to claim 1, wherein the piezoelectric oscillation circuit is configured to suppress the oscillation.
【請求項3】前記圧電発振回路がカスコード型増幅回路
を備えたコルピッツ発振回路であることを特徴とする請
求項1又は請求項2記載の圧電発振回路。コルピッツ発
振回路を有するカスコード型増幅回路を備えた請求項1
と請求項2の圧電発振回路。
3. The piezoelectric oscillation circuit according to claim 1, wherein said piezoelectric oscillation circuit is a Colpitts oscillation circuit including a cascode-type amplifier circuit. 2. A cascode amplification circuit having a Colpitts oscillation circuit.
And the piezoelectric oscillation circuit according to claim 2.
【請求項4】前記圧電素子を接続したトランジスタと、
該トランジスタのベースバイアス回路に備える他のトラ
ンジスタとが同一種類の半導体素子であることを特徴と
する請求項1、請求項2又は請求項3記載の圧電発振回
路。
4. A transistor to which said piezoelectric element is connected,
4. The piezoelectric oscillation circuit according to claim 1, wherein the other transistor provided in the base bias circuit of the transistor is a semiconductor element of the same type.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013031215A (en) * 2007-10-17 2013-02-07 Autoliv Asp Inc Voltage controlled oscillator with cascade connected emitter follower buffer stages

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