JPS64844B2 - - Google Patents

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JPS64844B2
JPS64844B2 JP5327783A JP5327783A JPS64844B2 JP S64844 B2 JPS64844 B2 JP S64844B2 JP 5327783 A JP5327783 A JP 5327783A JP 5327783 A JP5327783 A JP 5327783A JP S64844 B2 JPS64844 B2 JP S64844B2
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JP
Japan
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frequency
oscillation
tuning
circuit
crystal oscillator
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JP5327783A
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English (en)
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JPS59178802A (ja
Inventor
Takashi Hitai
Takashi Suzuki
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Anritsu Corp
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Anritsu Corp
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H03B5/36Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/362Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device the amplifier being a single transistor

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水晶発振器に係り、特に同調回路に
よる調整を容易にした水晶発振器に関する。
水晶発振器においては、コンデンサとコイルと
が並列に接続された同調回路を設け、この同調回
路の同調周波数を調整して水晶発振器の発振条件
を設定するようにしているものがある。このよう
に同調回路を用いた水晶発振器では水晶振動子の
基本周波数以外にも、3倍5倍等の奇数次のオー
バートーン周波数を容易に発振させることができ
る。また、同調周波数を可変することによつて、
同調回路のコイル、コンデンサの値の偏差(バラ
ツキ)も吸収することが可能である。
このような同調回路を備えた水晶発振器のう
ち、コルピツツ型の水晶発振器の基本回路を第1
図に示す。ただし、図では、直流バイアス回路は
省略されている。
すなわち、図中1はトランジスタ(増幅素子)
であり、このトランジスタ1のベースとアース間
に容量C1の可変コンデンサ2が介挿され、ベー
スとコレクタ間には水晶振動子3が接続され、ま
たコレクタとアース間には容量C2のコンデンサ
4とインダクタンスL1を可変できるコイル5と
の並列回路で構成された同調回路6が介挿され、
さらに、エミツタは接地されている。
このような構成のコルピツツ型の水晶発振器に
おける発振条件は、水晶振動子3が誘導性リアク
タンスを示し、かつ、可変コンデンサ2および同
調回路6が一定レベル以上の容量性リアクタンス
を示すことである。したがつて、発振条件を満し
たときの第1図に示す水晶発振器の等価回路は、
第2図に示すように前記同調回路6を容量性リア
クタンスを示す容量C3のコンデンサ7に置換え
たものとなる。従つて同調回路6が容量性リアク
タンスを示すためには、この同調回路6の共振周
波数Fr上記水晶振動子の固有振動数F0より若干
低い値に設定しなければならない。
次に、このように構成された水晶発振器におい
て、同調回路6のコイル5のインダクタンスL1
を可変させて、同調回路6の同調周波数を変化
させることによつて、水晶発振器の発振状態を調
整する方法を第3図を用いて説明する。
すなわち、第3図は同調回路6の同調周波数
を変化させた場合のコレクタの出力端に現われる
発振電圧νのレベルを示したものである。もちろ
ん、発振周波数は水晶振動子3の特性によつて決
まる。まず、コイル5のインダクタンスL1を最
大にしておいて電源スイツチを投入する。すなわ
ち、第3図において、<Aの周波数領域に相当
する。この場合、同調回路6は容量性リアクタン
スを示すが、同調周波数が水晶振動子3の固有
振動数F0より大幅に低いので、同調回路6のイ
ンピーダンスも低い。このため、トランジスタ1
の利得が小さく発振条件に満たないので、発振は
生起しない。次に、コイル6のインダクタンスL
1を調整して同調周波数を徐々に上昇させてい
くと、上記インピーダンスが増大し、前記利得が
発振条件を満足した時点(=A)で発振が生起
し、ν=aの発振電圧で発振する。そして、さら
に同調周波数を上昇させると、図中、Xで示す
ように、発振電圧νが上昇する。そして、同調周
波数が同調回路6の共振周波数Frに達すると、
同調回路6が今までの容量性リアクタンスから、
誘導性リアクタンスに転換するので、発振条件を
満さなくなる。したがつて、発振電圧特性Xは発
振周波数に最も共振する最大値から急激に零にな
り、発振は停止する。したがつて、同調周波数
をAからFr範囲内の適当な値に設定した後、可変
コンデンサ2の容量C1を変化させて水晶振動子
3の固有振動数F0でほぼ決まる発振周波数の微
調整を行えばよい。
しかしながら、上記のような方法で調整する水
晶発振器においては、次のような問題があつた。
すなわち、実際の水晶発振器の同調周波数の
発振電圧特性Xにおいて最大値を示すFr、又はFr
の近傍に設定することができず、発振電圧最大値
bの周波数Frより十分小さい発振電圧c点の周波
数Cに設定しなければならない。このことは次に
述べる理由に基づく。すなわち第3図に示す発振
電圧特性Xは同調周波数をAからFrに向つて
徐々に上昇させた場合の特性であるが、逆に同調
周波数を高い方から低い方へ低下させた場合、
発振開始周波数および発振停止周波数はずれる。
すなわち、同調周波数をFr又はFrの近傍に設定
した状態で電源を投入した場合発振せず、必ず、
同調周波数を一旦C点近くまで下げて発振を生
起させた後、再びFr点に移動させなければならな
い。したがつて、以上の理由から同調周波数
は、発振電圧特性X(出力レベル)が最大値を示
す周波数Frではなく、かなり低い中間の周波数C
に設定しなければならないので、水晶発振器全体
としての調整操作が複雑になり、調整に要する時
間が増大するという問題があつた。さらに、中間
の位置の周波数Cに設定しなければならないの
で、同調周波数の設定値の再現性が低く、水晶
発振器の発振状態が調整毎に異るおそれがある。
本発明は、このような事情に基づいてなされた
ものであり、その目的とするところは、簡単な回
路を付加することによつて、同調周波数を発振の
出力レベルが最大値を示す周波数に設定でき、も
つて、調整操作を容易にでき、発振状態の再現性
の向上を図れる水晶発振器を提供することにあ
る。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。第4図は本発明の一実施例に係る水晶発振器
の基本回路図であり、第1図と同一部分には同一
符号が付してある。なお、第1図と同様に直流バ
イアス回路は省略されている。
この実施例においては、トランジスタ1のベー
スとアース間、ベースとコレクタ間にそれぞれ可
変コンデンサ2および水晶振動子3が接続され、
コレクタとアース間にはコンデンサ4とコイル5
との並列回路からなる同調回路6が接続されてい
る。さらに、水晶振動子3と同調回路6との間
(実施例においては、水晶振動子3とコレクタタ
の間)にはバツフア回路11が介挿されている。
また、トランジスタ1のエミツタは接地されてい
る。上記バツフア回路11は、水晶振動子3とコ
レクタとの間に介挿された抵抗値Rを有する抵抗
12と、この抵抗12および上記水晶振動子3の
接続点とアースとの間に介挿された容量C4のコ
ンデンサ13とで構成されている。
このように構成された水晶発振器において、同
調回路6のコイル5を可変させて、同調周波数
を変化させ発振状態を調整する場合、上記同調周
波数と発振電圧νレベルとの関係は、第3図
中、Yで示す発振電圧特性となる。
すなわち、第1図に示す水晶発振器と同様に、
同調周波数を最低値から徐々に上昇させると、
発振条件を満足する周波数(=D)で発振が立
上り、ν=dの発振電圧で発振する。そして、さ
らに同調周波数を上昇させると図中Yで示すよ
うに発振電圧νが徐々に上昇していく。そして、
同調周波数が同調回路6の共振周波数Frに達す
ると、同調回路6が誘導性リアクタンスに転換
し、発振は停止しようとする。しかし水晶振動子
3と同調回路6との間に直列接続された抵抗12
と並列接続されたコンデンサ13とからなるバツ
フア回路11を介挿しているので、水晶振動子3
側から上記バツフア回路11を通して上記同調回
路6を見たときのインピーダンスは容量性を示す
ので、同調周波数が共振周波数Frより大きくな
つても発振は停止せず持続される。そして、同調
周波数が水晶振動子3の固有振動数Fpに達した
時、発振電圧特性Y(出力レベル)は最高値を示
す。その後、同調周波数をさらに上昇させる
と、同調周波数が共振周波数Frより離れるの
で、発振電圧νも低下し、ある特定の周波数(
=G)にて発振条件が成立しなくなり、発振は停
止する。なお、水晶振動子3とトランジスタ1の
コレクタ間に抵抗12を介挿しているので、第1
図の従来例に比較して、コレクタ側に現われる発
振電圧νのレベルが抵抗損失分だけ低い。したが
つて発振開始周波数Dも従来例の発振開始周波数
Aよりも高い。
したがつて、コイル6のインダクタンスL1を
変化させて、同調回路6の同調周波数を発振電
圧特性Y(出力レベル)が最大値を示す水晶振動
子3の固有振動数Fpに設定した後、可変コンデン
サ2の容量C1を変化させて、水晶振動子3の固
有振動数Fpでほぼ決まる発振周波数の微調整を行
えばよい。
このように、発振状態を調整する場合、同調回
路6の同調周波数を、発振電圧特性Y(出力レ
ベル)が最大値を示す周波数に設定すればよいの
で、従来の水晶発振器の発振電圧特性Xにおける
C点のように中間の周波数に設定する必要がな
い。したがつて、水晶発振器全体として調整操作
が簡単になり、調整に要する時間を短縮すること
ができる。また、出力レベルが最大値を示す周波
数に同調周波数を設定することは、中間値に設定
していた従来の設定法に比較して設定値の再現性
を向上できるので、水晶発振器の発振状態を毎回
同じ状態に調整することが容易となる。
さらに、出力レベルが最大となるように同調周
波数を設定しているので、出力される発振電圧値
を大きく設定できる。たとえば、実施例において
は、抵抗12を設けたことにより、発振電圧特性
が低下するにもかかわらず、発振電圧特性の最大
値eを利用しているので、従来の中間値cより高
い出力レベルを得ることが可能である。
以上説明したように本発明によると、水晶振動
子と同調回路との間に直列接続された抵抗と並列
接続されたコンデンサからなるバツフア回路を介
挿することによつて、同調周波数を発振の出力レ
ベルが最大値を示す周波数に設定できるので、水
晶発振器全体としての調整操作を容易にできると
共に、発振状態の再現性の向上を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の水晶発振器を示す基本回路図、
第2図は同水晶発振器の等価回路図、第3図は本
発明の一実施例に係る水晶発振器の動作を示す特
性図、第4図は同水晶発振器を示す基本回路図で
ある。 1…トランジスタ(増幅素子)、2…可変コン
デンサ、3…水晶振動子、4…コンデンサ、5…
コイル、6…同調回路、7…コンデンサ、11…
バツフア回路、12…抵抗、13…コンデンサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 増幅素子1の入力端とアース間および出力端
    とアース間にそれぞれコンデンサ2および同調回
    路6が接続され、前記増幅素子の入力端には水晶
    振動子3の第1の端子が接続され、前記増幅素子
    の出力端には前記水晶振動子の第2の端子が接続
    された水晶発振器において、 前記水晶振動子の第2の端子と前記同調回路が
    接続された前記増幅素子の出力端との間に、前記
    水晶振動子と同調回路との間に直列接続された抵
    抗12と並列接続されたコンデンサ13とからな
    り、前記同調回路の同調周波数が前記同調回路の
    共振周波数より大となつても発振を持続させるた
    めのバツフア回路11を介挿したことを特徴とす
    る水晶発振器。
JP5327783A 1983-03-29 1983-03-29 水晶発振器 Granted JPS59178802A (ja)

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JP5327783A JPS59178802A (ja) 1983-03-29 1983-03-29 水晶発振器

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JP5327783A JPS59178802A (ja) 1983-03-29 1983-03-29 水晶発振器

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JPS5171762A (ja) * 1974-12-19 1976-06-21 Tokyo Shibaura Electric Co Oobaatoonsuishohatsushinki

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