JP2002374126A - Piezoelectric oscillator - Google Patents
Piezoelectric oscillatorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電発振器に関
し、特に正弦波出力を得ることができる圧電発振器に関
する。The present invention relates to a piezoelectric oscillator, and more particularly to a piezoelectric oscillator capable of obtaining a sine wave output.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、水晶発振器は様々な基準発振源と
して多様されており、図２はそのような水晶発振器の中
でも正弦波信号を出力するよう工夫された従来の水晶発
振器の回路図を示すものである。同図に示す水晶発振器
１００は、圧電振動子１０１と発振用増幅トランジスタ
１０２とを備えた水晶発振回路１０３と、同調回路１０
４を含むバッファ回路１０５とを備えたものである。2. Description of the Related Art Conventionally, crystal oscillators have been diversified as various reference oscillation sources, and FIG. 2 shows a circuit diagram of a conventional crystal oscillator designed to output a sine wave signal among such crystal oscillators. Things. The crystal oscillator 100 shown in FIG. 1 includes a crystal oscillation circuit 103 having a piezoelectric vibrator 101 and an oscillation amplification transistor 102, and a tuning circuit 10
4 and a buffer circuit 105 including
【０００３】水晶発振回路１０３は、発振用トランジス
タ１０２のベース・接地間に負荷容量の一部となる容量
１０６と容量１０７との直列回路を挿入接続し、この直
列回路の接続中点とトランジスタ１０２のエミッタとを
接続すると共に、エミッタ抵抗１０８を接続する。更
に、トランジスタ１０２のベースに抵抗１０９及び抵抗
１１０とから成るベースバイアス回路を接続すると共
に、トランジスタ１０２のベース・接地間に水晶振動子
１０１と容量１１１とから成る直列回路を挿入接続し、
更に、トランジスタ１０２のコレクタと電源電圧Vccラ
インとを抵抗１１２を介し接続すると共に、電源電圧Vc
cラインと接地間にバイパスコンデンサとして容量１１
３を接続したものである。In the crystal oscillation circuit 103, a series circuit of a capacitor 106 and a capacitor 107, which are a part of a load capacitance, is inserted and connected between the base of the oscillation transistor 102 and the ground. And an emitter resistor 108 is connected. Further, a base bias circuit including a resistor 109 and a resistor 110 is connected to the base of the transistor 102, and a series circuit including a crystal unit 101 and a capacitor 111 is inserted and connected between the base and the ground of the transistor 102.
Further, the collector of the transistor 102 is connected to the power supply voltage Vcc line via the resistor 112, and the power supply voltage Vc
cCapacitance of 11 as bypass capacitor between line and ground
3 are connected.
【０００４】一方、バッファ回路１０５は、トランジス
タ１１４のベースに抵抗１１５及び抵抗１１６とから成
るベースバイアス回路を接続し、トランジスタ１１４の
エミッタ・接地間にエミッタ抵抗１１７及びバイパスコ
ンデンサ１１８とから成る並列回路を接続し、トランジ
スタ１１４のコレクタに同調回路１０４の入力端を接続
すると共に、トランジスタ１１４のベースとトランジス
タ１０２のコレクタとを直流カット用の容量１１９を介
して接続したものである。同調回路１０４は、トランジ
スタ１１４のコレクタと電源電圧Vccラインとの間にコ
イル１２０と容量１２１とから成る第一の並列共振回路
を接続すると共に、電源電圧Vccラインにコイル１２２
と容量１２３とから成る第二の並列共振回路の一方端を
接続し、他方端を更に容量１２４を介してトランジスタ
１１４のコレクタに接続すると共に、この他方端に容量
１２５を介してコイル１２６と容量１２７及び容量１２
８とから成る第三の並列共振回路を接続し、第三の並列
共振回路の他端を接地すると共に、容量１２７と容量１
２８との接続中点に発振器出力端OUTを接続したもので
ある。On the other hand, a buffer circuit 105 connects a base bias circuit comprising a resistor 115 and a resistor 116 to the base of a transistor 114, and a parallel circuit comprising an emitter resistor 117 and a bypass capacitor 118 between the emitter and ground of the transistor 114. , The input terminal of the tuning circuit 104 is connected to the collector of the transistor 114, and the base of the transistor 114 is connected to the collector of the transistor 102 via a DC cut capacitor 119. The tuning circuit 104 has a first parallel resonance circuit including a coil 120 and a capacitor 121 connected between the collector of the transistor 114 and the power supply voltage Vcc line, and has a coil 122 connected to the power supply voltage Vcc line.
One end of a second parallel resonance circuit composed of a capacitor 123 and a capacitor 123 is connected, and the other end is further connected to the collector of the transistor 114 via a capacitor 124. 127 and capacity 12
8 is connected, the other end of the third parallel resonance circuit is grounded, and the capacitors 127 and 1
The oscillator output terminal OUT is connected to the connection middle point with the oscillator 28.
【０００５】尚、第三の並列共振回路はインピーダンス
マッチング回路としても機能するものであるので出力端
OUTと接地間の出力インピーダンスの値は、出力端OUTに
接続される次段回路の入力インピーダンスとほぼ同じと
することが望ましい。このような水晶発振器１００は、
例えば水晶発振回路１０３を水晶振動子１０１の基本波
周波数にて発振動作させるが、トランジスタ１０２には
基本波周波数信号と共に基本波周波数の整数倍の高調波
信号やトランジスタ１０２によるノイズ成分が存在す
る。そこで、トランジスタ１１４のコレクタには上述し
たように各並列共振回路の共振周波数を基本波周波数に
合わせた同調回路１０４を挿入することにより、基本波
信号のみを出力端OUTより正弦波信号を出力させてい
た。Since the third parallel resonance circuit also functions as an impedance matching circuit, the output terminal
It is desirable that the value of the output impedance between OUT and ground be substantially the same as the input impedance of the next-stage circuit connected to the output terminal OUT. Such a crystal oscillator 100
For example, the crystal oscillation circuit 103 is caused to oscillate at the fundamental frequency of the crystal unit 101, and the transistor 102 has a fundamental frequency signal and a harmonic signal of an integral multiple of the fundamental frequency and a noise component due to the transistor 102. Therefore, as described above, the tuning circuit 104 in which the resonance frequency of each parallel resonance circuit is adjusted to the fundamental frequency is inserted into the collector of the transistor 114 so that only the fundamental signal is output as a sine wave signal from the output terminal OUT. I was
【０００６】[0006]
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
のような構成の水晶発振器１００は、回路構成に必要な
部品点数が多く、更に、同調回路１０４に用いられるコ
イルはＩＣ化が不可能である為、充分な小型化を阻害す
る要因となっていた。However, the crystal oscillator 100 having the above-described configuration requires a large number of components necessary for the circuit configuration, and furthermore, the coil used in the tuning circuit 104 cannot be formed into an IC. Therefore, it has been a factor that hinders sufficient miniaturization.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明に係わる請求項１記載の発明は、発振用トランジ
スタを備えたコルピッツ型圧電発振回路と、負帰還増幅
回路とを備え、前記発振用トランジスタのベースと前記
負帰還増幅回路との入力端とを接続するよう構成したこ
と特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a Colpitts-type piezoelectric oscillation circuit having an oscillating transistor, and a negative feedback amplifier circuit. The base of the oscillation transistor is connected to an input terminal of the negative feedback amplifier circuit.
【０００８】請求項２記載の発明は請求項１記載の発明
に加え、前記負帰還増幅回路が、エミッタフォロア回路
であることを特徴とする。A second aspect of the present invention is characterized in that, in addition to the first aspect, the negative feedback amplifier circuit is an emitter follower circuit.
【０００９】[0009]
【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は本発明に基づく水晶
発振器の一実施例を示す回路図である。同図に示す水晶
発振器１は、コルピッツ型水晶発振回路２と負帰還増幅
回路３（バッファ回路）とを備えたものである。水晶発
振回路２は、発振用トランジスタ４のベースと接地との
間に負荷容量の一部である容量５及び容量６から成る直
列回路を挿入接続し、この直列回路の接続中点をトラン
ジスタ４のエミッタに接続すると共に、エミッタをエミ
ッタ抵抗７を介して接地し、更に、トランジスタ４のベ
ースに抵抗８及び抵抗９から成るベースバイアス回路を
接続する。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 an embodiment of a crystal oscillator according to the present invention. The crystal oscillator 1 shown in FIG. 1 includes a Colpitts-type crystal oscillation circuit 2 and a negative feedback amplifier circuit 3 (buffer circuit). In the crystal oscillation circuit 2, a series circuit including a capacitor 5 and a capacitor 6, which are a part of a load capacitor, is inserted and connected between the base of the oscillation transistor 4 and the ground. Connected to the emitter, the emitter is grounded via an emitter resistor 7, and a base bias circuit composed of a resistor 8 and a resistor 9 is connected to the base of the transistor 4.
【００１０】そして更に、トランジスタ４のベースと接
地との間に水晶振動子１０及び容量１１から成る直列回
路を挿入接続すると共に、トランジスタ４のコレクタと
電源電圧Vccライン間を抵抗１２を介して接続し、電源
電圧Vccラインと設置との間にバイパスコンデンサ１３
を接続したものである。バッファ回路３は、負帰還構成
のエミッタフォロア回路であり、トランジスタ１４のベ
ースに抵抗１５及び抵抗１６から成るベースバイアス回
路を接続すると共に、トランジスタ１４のエミッタをエ
ミッタ抵抗１７を介して接続し、更にトランジスタ１４
のコレクタを抵抗１８を介して電源電圧Vccに接続する
と共に、トランジスタ１４のコレクタ・ベース間を容量
１９を介して接続し、エミッタを直流カット用の容量２
０を介して出力端OUTに接続したものである。そしてト
ランジスタ４のベースとトランジスタ１４のベースとを
直流カット用の容量２１を介して接続するよう構成した
ものである。Further, a series circuit including a crystal unit 10 and a capacitor 11 is inserted and connected between the base of the transistor 4 and the ground, and the collector of the transistor 4 and the power supply voltage Vcc line are connected via a resistor 12. Between the power supply voltage Vcc line and the installation.
Are connected. The buffer circuit 3 is an emitter follower circuit having a negative feedback configuration, in which a base bias circuit including a resistor 15 and a resistor 16 is connected to the base of the transistor 14, and the emitter of the transistor 14 is connected via an emitter resistor 17. Transistor 14
Is connected to the power supply voltage Vcc via a resistor 18, the collector and base of the transistor 14 are connected via a capacitor 19, and the emitter is connected to a DC cutoff capacitor 2
0 is connected to the output terminal OUT. The base of the transistor 4 and the base of the transistor 14 are connected via a DC cut capacitor 21.
【００１１】このような構成の水晶発振器１は、水晶振
動子１０が高いQ値であるが故に水晶振動子１０が励振
出力した高純度な基本波周波数成分を発振器出力信号と
したものであるが、トランジスタ４のベースを水晶発振
器１の出力端OUTに接続したのでは、出力端OUTに接続さ
れる電気的負荷の影響を受けて発振回路２の回路設定が
変化してしまうので、トランジスタ４のベースと出力端
OUTとの間に入力インピーダンスの高いエミッタフォロ
ア回路３を介在させて回路設定条件が出力端OUTに接続
される電気的負荷により影響を受け変動してしまうのを
防いでいる。The crystal oscillator 1 having such a configuration uses the high-purity fundamental frequency component excited and output by the crystal oscillator 10 as the oscillator output signal because the crystal oscillator 10 has a high Q value. When the base of the transistor 4 is connected to the output terminal OUT of the crystal oscillator 1, the circuit setting of the oscillation circuit 2 changes due to the influence of the electric load connected to the output terminal OUT. Base and output end
An emitter follower circuit 3 having a high input impedance is interposed between the output terminal OUT and the output terminal OUT to prevent the circuit setting conditions from being influenced by an electric load connected to the output terminal OUT and fluctuating.
【００１２】更に、出力信号の一部が容量１９を介して
負帰還されるので、トランジスタ１４が発生する雑音信
号等の不要信号は、特に高調波信号である程、抑圧され
る。即ち、容量１９のインピーダンスは、高調波である
ほど小さい値であるので、容量１９を介しトランジスタ
１４のベースに負帰還される信号は高調波信号である
程、高レベルの状態で帰還され、これにより発振信号内
の高調波信号成分を積極的に抑圧することができるので
ある。従って、従来のように同調回路を用いなくとも簡
単な回路構成にて正弦波信号出力を得ることができるの
である。Further, since a part of the output signal is negatively fed back via the capacitor 19, unnecessary signals such as a noise signal generated by the transistor 14 are suppressed particularly as the harmonic signal. That is, since the impedance of the capacitor 19 is smaller as the harmonic, the signal that is negatively fed back to the base of the transistor 14 through the capacitor 19 is fed back at a higher level as the harmonic signal. Accordingly, the harmonic signal component in the oscillation signal can be positively suppressed. Therefore, a sine wave signal output can be obtained with a simple circuit configuration without using a tuning circuit as in the related art.
【００１３】尚、発振信号内の低周波信号成分を積極的
に抑圧したい場合は、容量１９の代わりにインダクタン
ス回路を接続すれば良い。本発明を水晶発振器を用いて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
SAW共振子、及び水晶以外の圧電材料からなる振動子を
用いた圧電発振器にも適用することが可能である。When it is desired to positively suppress the low frequency signal component in the oscillation signal, an inductance circuit may be connected instead of the capacitor 19. Although the present invention has been described using a crystal oscillator, the present invention is not limited to this,
The present invention can be applied to a SAW resonator and a piezoelectric oscillator using a resonator made of a piezoelectric material other than quartz.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上説明したように本発明に基づく圧電
発振器は、発振用トランジスタを備えたコルピッツ型圧
電発振器と、エミッタフォロア回路とを備え、発振用ト
ランジスタのベースとエミッタフォロア回路の入力とを
接続し、エミッタフォロア回路を構成するトランジスタ
のベース・コレクタ間に容量を挿入接続するよう構成し
たので、正弦波信号を得るに同調回路を必要としないの
で充分に小型化を達成することができると言う効果を奏
する。As described above, the piezoelectric oscillator according to the present invention comprises a Colpitts-type piezoelectric oscillator having an oscillation transistor, and an emitter follower circuit. The base of the oscillation transistor and the input of the emitter follower circuit are connected to each other. Since a capacitor is inserted and connected between the base and collector of the transistor that forms the emitter follower circuit, no tuning circuit is required to obtain a sine wave signal. It has the effect to say.
【図１】本発明に基づく水晶発振器の他の実施例を示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing another embodiment of a crystal oscillator according to the present invention.
【図２】従来の水晶発振器の回路図を示すものである。FIG. 2 shows a circuit diagram of a conventional crystal oscillator.
１水晶発振器、２水晶発振回路、３バッファ回路、４、
１４トランジスタ、５、６、１１、１３、１９、２０、
２１容量、７、８、９、１２、１５、１６、１７、１８
抵抗、１０水晶振動子、１００水晶発振器、１０１水晶
振動子、１０２発振用トランジスタ、１０３発振回路、
１０４同調回路、１０５バッファ回路、１０６、１０
７、１１１、１１３、１１８、１１９、１２１、１２
３、１２４、１２５、１２７、１２８容量、１０８、１
０９、１１０、１１２、１１５、１１６、１１７抵抗、
１１４トランジスタ、１２０、１２２、１２６コイル1 crystal oscillator, 2 crystal oscillation circuit, 3 buffer circuit, 4,
14 transistors, 5, 6, 11, 13, 19, 20,
21 volumes, 7, 8, 9, 12, 15, 16, 17, 18
Resistor, 10 crystal oscillator, 100 crystal oscillator, 101 crystal oscillator, 102 oscillation transistor, 103 oscillation circuit,
104 tuning circuit, 105 buffer circuit, 106, 10
7, 111, 113, 118, 119, 121, 12
3, 124, 125, 127, 128 capacity, 108, 1
09, 110, 112, 115, 116, 117 resistors,
114 transistors, 120, 122, 126 coils
Claims (2)
圧電発振回路と、負帰還増幅回路とを備え、前記発振用
トランジスタのベースと前記負帰還増幅回路との入力端
とを接続するよう構成したこと特徴とする圧電発振器。A Colpitts-type piezoelectric oscillation circuit having an oscillation transistor, and a negative feedback amplifier circuit, wherein a base of the oscillation transistor is connected to an input terminal of the negative feedback amplifier circuit. Characteristic piezoelectric oscillator.
回路であることを特徴とする請求項１記載の圧電発振
器。2. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein said negative feedback amplifier circuit is an emitter follower circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001179410A JP2002374126A (en) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Piezoelectric oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001179410A JP2002374126A (en) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Piezoelectric oscillator |
Publications (1)
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| JP2002374126A true JP2002374126A (en) | 2002-12-26 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012814A (en) * | 1983-07-01 | 1985-01-23 | Hitachi Ltd | Active filter |
| JPH0236213U (en) * | 1988-08-31 | 1990-03-08 |
-
2001
- 2001-06-14 JP JP2001179410A patent/JP2002374126A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012814A (en) * | 1983-07-01 | 1985-01-23 | Hitachi Ltd | Active filter |
| JPH0236213U (en) * | 1988-08-31 | 1990-03-08 |
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