JP2002026660A - 電圧制御水晶発振器 - Google Patents
電圧制御水晶発振器Info
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- JP2002026660A JP2002026660A JP2000209684A JP2000209684A JP2002026660A JP 2002026660 A JP2002026660 A JP 2002026660A JP 2000209684 A JP2000209684 A JP 2000209684A JP 2000209684 A JP2000209684 A JP 2000209684A JP 2002026660 A JP2002026660 A JP 2002026660A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧制御圧電発振器において、回路の面積を
増大させることなく周波数可変幅を従来より改善するこ
と。 【解決手段】 電圧可変容量素子１０７および１０８と
圧電振動子１０２を接続した接続点と反転増幅器１０１
の一方の端子との間に直流カット容量１０３および１０
４を設けるとともに、前記接続点に発振周波数調整用の
前記制御電圧を印可する。
増大させることなく周波数可変幅を従来より改善するこ
と。 【解決手段】 電圧可変容量素子１０７および１０８と
圧電振動子１０２を接続した接続点と反転増幅器１０１
の一方の端子との間に直流カット容量１０３および１０
４を設けるとともに、前記接続点に発振周波数調整用の
前記制御電圧を印可する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発振周波数を調節す
るために、電圧によって容量値を制御できる可変容量素
子を備えた圧電発振器に関する。
るために、電圧によって容量値を制御できる可変容量素
子を備えた圧電発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動子は発振周波数が高度の安定性
を持ち、その温度特性が優れており、製造も比較的容易
であるため、圧電発振器は高い実用性を備えている。そ
して広い使用温度範囲にわたって周波数偏差を小さく抑
えたり、基準周波数に対して周波数を同期させて使用し
たりする用途には、圧電振動子の負荷容量として、容量
値が印加した直流電圧に従って変化するバリキャップの
ような電圧可変容量素子を用いた電圧制御圧電発振器が
用いられる。
を持ち、その温度特性が優れており、製造も比較的容易
であるため、圧電発振器は高い実用性を備えている。そ
して広い使用温度範囲にわたって周波数偏差を小さく抑
えたり、基準周波数に対して周波数を同期させて使用し
たりする用途には、圧電振動子の負荷容量として、容量
値が印加した直流電圧に従って変化するバリキャップの
ような電圧可変容量素子を用いた電圧制御圧電発振器が
用いられる。
【０００３】図２は従来の電圧制御圧電発振回路の構成
の一例である。図２において２０１は反転増幅器、２０
２は圧電振動子、２０３および２０４は直流カット容
量、２０５および２０６はバイアス抵抗、２０７および
２０８は電圧制御可変容量素子、２０９は帰還抵抗をそ
れぞれ示す。発振周波数を制御する制御電圧はバイアス
抵抗２０５および２０６を通して電圧可変容量素子２０
７および２０８に印可され、一方反転増幅器２０１は帰
還抵抗２０９によって電源電圧のほぼ中点にバイアスさ
れ反転増幅動作を行う。この周波数制御電圧と反転増幅
器バイアス電圧の２つの電圧が互いに干渉しあわないた
めに設けられているのが直流カット容量２０７および２
０８である。
の一例である。図２において２０１は反転増幅器、２０
２は圧電振動子、２０３および２０４は直流カット容
量、２０５および２０６はバイアス抵抗、２０７および
２０８は電圧制御可変容量素子、２０９は帰還抵抗をそ
れぞれ示す。発振周波数を制御する制御電圧はバイアス
抵抗２０５および２０６を通して電圧可変容量素子２０
７および２０８に印可され、一方反転増幅器２０１は帰
還抵抗２０９によって電源電圧のほぼ中点にバイアスさ
れ反転増幅動作を行う。この周波数制御電圧と反転増幅
器バイアス電圧の２つの電圧が互いに干渉しあわないた
めに設けられているのが直流カット容量２０７および２
０８である。
【０００４】なお一部の発振回路においては帰還抵抗２
０９を用いずに、反転増幅器２０１の入力側を固定バイ
アスする構成も用いられる。また図２で示した回路にお
いては電圧可変容量素子２０７および２０８の片方の端
子は接地電位に接続されているが、これを正側電源電位
に接続しても効果は同じであり、この場合には電圧可変
容量素子の接続方向は図２とは逆になる。
０９を用いずに、反転増幅器２０１の入力側を固定バイ
アスする構成も用いられる。また図２で示した回路にお
いては電圧可変容量素子２０７および２０８の片方の端
子は接地電位に接続されているが、これを正側電源電位
に接続しても効果は同じであり、この場合には電圧可変
容量素子の接続方向は図２とは逆になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】圧電発振回路の動作原
理は、強い誘導性をしめす圧電振動子２０２が負荷容量
との間で共振ループを形成し、反転増幅器２０１が前記
共振ループでの損失を補うことで発振の継続が行われる
ものである。図２の回路における共振ループは矢印で図
示したごとく圧電振動子２０２と直流カット容量２０３
および２０４と電圧可変容量２０７および２０８を結ん
だループであり、これら４つの容量の直列接続に寄生容
量を加えたものがこの発振回路における負荷容量とな
る。
理は、強い誘導性をしめす圧電振動子２０２が負荷容量
との間で共振ループを形成し、反転増幅器２０１が前記
共振ループでの損失を補うことで発振の継続が行われる
ものである。図２の回路における共振ループは矢印で図
示したごとく圧電振動子２０２と直流カット容量２０３
および２０４と電圧可変容量２０７および２０８を結ん
だループであり、これら４つの容量の直列接続に寄生容
量を加えたものがこの発振回路における負荷容量とな
る。
【０００６】圧電発振器の発振周波数の変化幅は負荷容
量の変化幅と強い正の相関があり、負荷容量の変化幅を
極力大きくすることは、圧電振動子の固有振動数の絶対
値や周波数温度特性の製造上の許容範囲を広げることに
なるので極めて望ましい。そこで直流カット用容量と電
圧可変容量との関係に注目してみる。
量の変化幅と強い正の相関があり、負荷容量の変化幅を
極力大きくすることは、圧電振動子の固有振動数の絶対
値や周波数温度特性の製造上の許容範囲を広げることに
なるので極めて望ましい。そこで直流カット用容量と電
圧可変容量との関係に注目してみる。
【０００７】図２に示した従来の回路構成では直流カッ
ト用容量２０３および２０４と電圧可変容量２０７およ
び２０８はともに共振ループ内に配され直列接続されて
いるから、電圧可変容量２０７および２０８の容量変化
は直流カット容量２０３および２０４によって制限さ
れ、電圧可変容量２０７および２０８の容量変化を最大
限に負荷容量の容量変化とすることができない。この直
流カット容量２０３および２０４の影響を軽減するため
の手段の一つは直流カット容量２０３および２０４の容
量値をできるだけ大きくすることであるが、このことは
新たに以下の問題を生じさせる。
ト用容量２０３および２０４と電圧可変容量２０７およ
び２０８はともに共振ループ内に配され直列接続されて
いるから、電圧可変容量２０７および２０８の容量変化
は直流カット容量２０３および２０４によって制限さ
れ、電圧可変容量２０７および２０８の容量変化を最大
限に負荷容量の容量変化とすることができない。この直
流カット容量２０３および２０４の影響を軽減するため
の手段の一つは直流カット容量２０３および２０４の容
量値をできるだけ大きくすることであるが、このことは
新たに以下の問題を生じさせる。
【０００８】すなわち近年コストおよび実装スペース低
減の観点から大部分の圧電発振回路は集積回路化される
ことが当然となってきているが、集積回路内に大きな容
量を作り込むことは集積回路の面積の増大につながり、
上記コストおよび実装スペース低減の目的を果たせなく
なってしまう。
減の観点から大部分の圧電発振回路は集積回路化される
ことが当然となってきているが、集積回路内に大きな容
量を作り込むことは集積回路の面積の増大につながり、
上記コストおよび実装スペース低減の目的を果たせなく
なってしまう。
【０００９】本発明の目的は、集積化された圧電発振回
路においても面積を増大させることなく、発振周波数の
可変幅を従来よりも改善することである。
路においても面積を増大させることなく、発振周波数の
可変幅を従来よりも改善することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の電圧制御圧電発振器は、反転増幅器と、圧電振
動子と、電圧可変容量素子と、直流カット容量とを備え
た発振回路において、前記直流カット容量の一方の端子
は前記反転増幅器の入力端子または出力端子の少なくと
も一方に接続されるとともに、前記直流カット容量の他
方の端子は前記圧電振動子に接続されており、前記電圧
可変容量素子は一方の端子が前記直流カット容量と圧電
振動子の接続部に接続するとともに、他方の端子が電源
電位の一方に接続されており、前記接続部には発振周波
数を制御するための制御電圧を印可したことを特徴とす
る。また反転増幅器はその入出力端子間に帰還抵抗を並
列接続したことを特徴とする。また直流カット容量と電
圧可変容量素子は、反転増幅器の入力端子側と出力端子
側の各々に独立して設けたことを特徴とする。また電源
電位の一方が接地電位であることを特徴とする。
本発明の電圧制御圧電発振器は、反転増幅器と、圧電振
動子と、電圧可変容量素子と、直流カット容量とを備え
た発振回路において、前記直流カット容量の一方の端子
は前記反転増幅器の入力端子または出力端子の少なくと
も一方に接続されるとともに、前記直流カット容量の他
方の端子は前記圧電振動子に接続されており、前記電圧
可変容量素子は一方の端子が前記直流カット容量と圧電
振動子の接続部に接続するとともに、他方の端子が電源
電位の一方に接続されており、前記接続部には発振周波
数を制御するための制御電圧を印可したことを特徴とす
る。また反転増幅器はその入出力端子間に帰還抵抗を並
列接続したことを特徴とする。また直流カット容量と電
圧可変容量素子は、反転増幅器の入力端子側と出力端子
側の各々に独立して設けたことを特徴とする。また電源
電位の一方が接地電位であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の基本構成を図１に示す。
図１において１０１は反転増幅器、１０２は反転増幅器
１０１の入出力端子間に並列接続した圧電振動子、１０
３および１０４は直流カット容量、１０５および１０６
はバイアス抵抗、１０７および１０８は電圧制御可変容
量素子、１０９は反転増幅器１０１の入出力端子間に並
列接続した帰還抵抗をそれぞれ示す。
図１において１０１は反転増幅器、１０２は反転増幅器
１０１の入出力端子間に並列接続した圧電振動子、１０
３および１０４は直流カット容量、１０５および１０６
はバイアス抵抗、１０７および１０８は電圧制御可変容
量素子、１０９は反転増幅器１０１の入出力端子間に並
列接続した帰還抵抗をそれぞれ示す。
【００１２】図１の回路においては直流カット容量１０
３、１０４の一方の端子が反転増幅器１０１の入力端子
と出力端子に各々接続されており、他方の端子は圧電振
動子１０２の端子にそれぞれ接続されている。また電圧
制御可変容量素子１０７および１０８のそれぞれ一方の
端子は、直流カット容量１０３、１０４の他方の端子と
圧電振動子１０２の端子が接続した各々の接続部に接続
されている。さらに電圧制御可変容量素子１０７および
１０８の他方の端子は電源電位の一方である接地電位に
接続されている。この構成で制御電圧は前述の接続部に
印可される。従って直流カット容量１０３および１０４
は共振ループ外に設けられているため、圧電振動子１０
２に対する負荷容量とはならず、電圧可変容量素子１０
７および１０８の容量変化がそのまま負荷容量の容量変
化となるため、直流カット容量が共振ループ内に設けら
れていた従来例に比べて周波数可変幅を大幅に拡大する
ことが可能である。
３、１０４の一方の端子が反転増幅器１０１の入力端子
と出力端子に各々接続されており、他方の端子は圧電振
動子１０２の端子にそれぞれ接続されている。また電圧
制御可変容量素子１０７および１０８のそれぞれ一方の
端子は、直流カット容量１０３、１０４の他方の端子と
圧電振動子１０２の端子が接続した各々の接続部に接続
されている。さらに電圧制御可変容量素子１０７および
１０８の他方の端子は電源電位の一方である接地電位に
接続されている。この構成で制御電圧は前述の接続部に
印可される。従って直流カット容量１０３および１０４
は共振ループ外に設けられているため、圧電振動子１０
２に対する負荷容量とはならず、電圧可変容量素子１０
７および１０８の容量変化がそのまま負荷容量の容量変
化となるため、直流カット容量が共振ループ内に設けら
れていた従来例に比べて周波数可変幅を大幅に拡大する
ことが可能である。
【００１３】共振ループ外に設けられた直流カット容量
１０７および１０８は反転増幅器１０１への入出力経路
上に置かれたインピーダンスとなり、その大きさは容量
値および発振周波数にそれぞれ逆比例する。このインピ
ーダンスの値があまり大きすぎると系の発振余裕が低下
し、発振停止等の事態を引き起こしてしまう恐れが生じ
るため、直流カット容量１０７および１０８の容量値は
あまり小さすぎない適度な値を選ぶことが無難である。
ただし集積回路の面積との関係でどうしても小さい容量
値を選ばざるをえないときは反転増幅器１０１の増幅率
を増強することで系の発振余裕を補うことが可能であ
る。
１０７および１０８は反転増幅器１０１への入出力経路
上に置かれたインピーダンスとなり、その大きさは容量
値および発振周波数にそれぞれ逆比例する。このインピ
ーダンスの値があまり大きすぎると系の発振余裕が低下
し、発振停止等の事態を引き起こしてしまう恐れが生じ
るため、直流カット容量１０７および１０８の容量値は
あまり小さすぎない適度な値を選ぶことが無難である。
ただし集積回路の面積との関係でどうしても小さい容量
値を選ばざるをえないときは反転増幅器１０１の増幅率
を増強することで系の発振余裕を補うことが可能であ
る。
【００１４】なお図１に示した回路は反転増幅器の入出
力いずれの側にも可変容量素子を設けた構造であるが、
どちらか片側を固定容量とした構成も可能であり、この
場合には当然直流カット容量は可変容量素子がある側の
みに設ければよい。
力いずれの側にも可変容量素子を設けた構造であるが、
どちらか片側を固定容量とした構成も可能であり、この
場合には当然直流カット容量は可変容量素子がある側の
みに設ければよい。
【００１５】以上本発明の実施の形態について述べた
が、本発明の対象となる回路の構成は必ずしも図１に限
定されるものではなく、従来例の項に述べた固定バイア
ス構成や可変容量素子の接続電位を変えた構成はもちろ
ん、電圧可変容量素子の容量の変化によって発振周波数
を制御する構成の発振回路に対して基本的に適用可能で
ある。
が、本発明の対象となる回路の構成は必ずしも図１に限
定されるものではなく、従来例の項に述べた固定バイア
ス構成や可変容量素子の接続電位を変えた構成はもちろ
ん、電圧可変容量素子の容量の変化によって発振周波数
を制御する構成の発振回路に対して基本的に適用可能で
ある。
【００１６】
【発明の効果】本発明の電圧制御水晶発振器において
は、集積化された圧電発振回路においても面積を増大さ
せることなく発振周波数の可変幅を従来よりも改善する
ことが可能である。
は、集積化された圧電発振回路においても面積を増大さ
せることなく発振周波数の可変幅を従来よりも改善する
ことが可能である。
【図１】本発明の電圧制御圧電発振器の基本構成である
回路図である。
回路図である。
【図２】従来の電圧制御圧電発振器の基本構成である回
路図である。
路図である。
１０１、２０１ 反転増幅器 １０２、２０２ 圧電振動子 １０３、１０４、２０３、２０４ 直流カット容量 １０５、１０６、２０５、２０６ バイアス抵抗 １０７、１０８、２０７、２０８ 電圧可変容量素子 １０９、２０９ 帰還抵抗
Claims (4)
- 【請求項１】 反転増幅器と、圧電振動子と、電圧可変
容量素子と、直流カット容量とを備えた発振回路におい
て、前記直流カット容量の一方の端子は前記反転増幅器
の入力端子または出力端子の少なくとも一方に接続され
るとともに、前記直流カット容量の他方の端子は前記圧
電振動子に接続されており、前記電圧可変容量素子は一
方の端子が前記直流カット容量と圧電振動子の接続部に
接続するとともに、他方の端子が電源電位の一方に接続
されており、前記接続部には発振周波数を制御するため
の制御電圧を印可したことを特徴とする電圧制御圧電発
振器。 - 【請求項２】 反転増幅器はその入出力端子間に帰還抵
抗を並列接続したことを特徴とする請求項１記載の電圧
制御圧電発振器。 - 【請求項３】 直流カット容量と電圧可変容量素子は、
反転増幅器の入力端子側と出力端子側の各々に独立して
設けたことを特徴とする請求項１記載の電圧制御圧電発
振器。 - 【請求項４】 電源電位の一方が接地電位であることを
特徴とする請求項１記載の電圧制御圧電発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000209684A JP2002026660A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 電圧制御水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000209684A JP2002026660A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 電圧制御水晶発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002026660A true JP2002026660A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18706052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000209684A Pending JP2002026660A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 電圧制御水晶発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002026660A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109828A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Kyocera Kinseki Corp | 発振器 |
| WO2021149693A1 (ja) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | インターチップ株式会社 | 電圧制御圧電素子発振器用ｉｃ |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000209684A patent/JP2002026660A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109828A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Kyocera Kinseki Corp | 発振器 |
| WO2021149693A1 (ja) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | インターチップ株式会社 | 電圧制御圧電素子発振器用ｉｃ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070531 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20070531 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090612 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091020 |