JP2553281B2 - 水晶振動子を有する発振回路 - Google Patents
水晶振動子を有する発振回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水晶振動子を有する発振
回路、特に水晶振動子を、その基本波振動周波数の奇数
倍のオーバートーンで駆動するようにしたオーバートー
ン水晶発振回路に関するものである。
回路、特に水晶振動子を、その基本波振動周波数の奇数
倍のオーバートーンで駆動するようにしたオーバートー
ン水晶発振回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オーバートーン水晶発振回路は、水晶振
動子を、その基本波f0の奇数倍のオーバートーン周波数
３f0、５f0、７f0などで駆動させるようにした水晶発振
回路である。発振周波数が、例えば20MHz 以上の水晶発
振回路においては、周波数が高いために、基本波で駆動
される水晶振動子を形成することが困難になるので、オ
ーバートーン水晶発振回路が実用されている。
動子を、その基本波f0の奇数倍のオーバートーン周波数
３f0、５f0、７f0などで駆動させるようにした水晶発振
回路である。発振周波数が、例えば20MHz 以上の水晶発
振回路においては、周波数が高いために、基本波で駆動
される水晶振動子を形成することが困難になるので、オ
ーバートーン水晶発振回路が実用されている。
【０００３】図４は従来のオーバートーン水晶発振回路
の代表的な構成を示す回路図である。水晶振動子１を、
コイル２および可変コンデンサ３と直列に、トランジス
タ４のコレクタ─ベース間に接続し、ベース─エミッタ
間にはコンデンサ５を接続し、さらにコレクタ─エミッ
タ間にコンデンサ６およびコイル７より成る並列共振回
路８を接続している。オーバートーン水晶振動子は、基
本波、３次オーバートーン、５次オーバートーンと徐々
にインピーダンスが高くなるのが一般的であるので、コ
イル２および可変コンデンサ３より成る直列共振回路を
水晶振動子１と直列に接続し、この可変コンデンサを調
整して所望のオーバートーンで振動させるようにしてい
る。
の代表的な構成を示す回路図である。水晶振動子１を、
コイル２および可変コンデンサ３と直列に、トランジス
タ４のコレクタ─ベース間に接続し、ベース─エミッタ
間にはコンデンサ５を接続し、さらにコレクタ─エミッ
タ間にコンデンサ６およびコイル７より成る並列共振回
路８を接続している。オーバートーン水晶振動子は、基
本波、３次オーバートーン、５次オーバートーンと徐々
にインピーダンスが高くなるのが一般的であるので、コ
イル２および可変コンデンサ３より成る直列共振回路を
水晶振動子１と直列に接続し、この可変コンデンサを調
整して所望のオーバートーンで振動させるようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
オーバートーン水晶発振回路においては、水晶振動子１
と直列にコイル２および可変コンデンサ３より成る直列
共振回路を接続し、この直列共振回路の共振周波数を所
望のオーバートーンの振動周波数に設定するようにして
いる。すなわち、希望する高次の選択性同調回路を設け
ている。しかし、水晶振動子によっては、３次のオーバ
ートーンの周波数におけるインピーダンスが大き過ぎた
り、基本的なインピーダンスの関係が発振回路に対して
変わらないため、可変コンデンサ３による調整は非常に
面倒であり、ときとして基本波で発振してしまうことも
ある。
オーバートーン水晶発振回路においては、水晶振動子１
と直列にコイル２および可変コンデンサ３より成る直列
共振回路を接続し、この直列共振回路の共振周波数を所
望のオーバートーンの振動周波数に設定するようにして
いる。すなわち、希望する高次の選択性同調回路を設け
ている。しかし、水晶振動子によっては、３次のオーバ
ートーンの周波数におけるインピーダンスが大き過ぎた
り、基本的なインピーダンスの関係が発振回路に対して
変わらないため、可変コンデンサ３による調整は非常に
面倒であり、ときとして基本波で発振してしまうことも
ある。
【０００５】また、CMOSインバータ等で発振させる場合
には、選択性同調回路を接続することが難しく、そのた
めに水晶振動子に接続するコンデンサの容量を小さくす
るようにしているが、オーバートーンを取り出すために
容量の依存性が高く、例えば３次オーバートーンを取り
出す選択性同調回路を接続しても、基本波におけるイン
ピーダンスが３次オーバートーンにおけるインピーダン
スよりも小さくなるため、基本波で発振してしまうこと
がある。特に、３次オーバートーン用の水晶振動子を用
いたCMOSインバータでは５次のオーバートーンを取り出
すことは非常に困難である。
には、選択性同調回路を接続することが難しく、そのた
めに水晶振動子に接続するコンデンサの容量を小さくす
るようにしているが、オーバートーンを取り出すために
容量の依存性が高く、例えば３次オーバートーンを取り
出す選択性同調回路を接続しても、基本波におけるイン
ピーダンスが３次オーバートーンにおけるインピーダン
スよりも小さくなるため、基本波で発振してしまうこと
がある。特に、３次オーバートーン用の水晶振動子を用
いたCMOSインバータでは５次のオーバートーンを取り出
すことは非常に困難である。
【０００６】本発明の目的は、上述した従来の欠点を解
消し、目的とするオーバートーンを安定にかつ容易に取
り出すことができる水晶振動子を有する発振回路を提供
しようとするものである。
消し、目的とするオーバートーンを安定にかつ容易に取
り出すことができる水晶振動子を有する発振回路を提供
しようとするものである。
【０００７】本発明による水晶振動子を有する発振回路
は、基本波用の水晶振動子と直列に、基本波振動周波数
を共振周波数とする非選択性同調回路を接続し、これら
水晶振動子および非選択性同調回路を含めた帰還路の基
本振動周波数におけるインピーダンスを相対的に高くし
て３次オーバートーン振動周波数で発振させるようにし
たことを特徴とするものである。さらに、本発明による
水晶振動子を有する発振回路は、３次オーバートーン用
の水晶振動子と直列に、この３次オーバートーン振動周
波数を共振周波数とする非選択性同調回路を接続し、こ
れら水晶振動子および非選択性同調回路を含めた帰還路
の３次オーバートーン振動周波数におけるインピーダン
スを相対的に高くして５次オーバートーン振動周波数で
発振させるようにしたことを特徴とするものである。
は、基本波用の水晶振動子と直列に、基本波振動周波数
を共振周波数とする非選択性同調回路を接続し、これら
水晶振動子および非選択性同調回路を含めた帰還路の基
本振動周波数におけるインピーダンスを相対的に高くし
て３次オーバートーン振動周波数で発振させるようにし
たことを特徴とするものである。さらに、本発明による
水晶振動子を有する発振回路は、３次オーバートーン用
の水晶振動子と直列に、この３次オーバートーン振動周
波数を共振周波数とする非選択性同調回路を接続し、こ
れら水晶振動子および非選択性同調回路を含めた帰還路
の３次オーバートーン振動周波数におけるインピーダン
スを相対的に高くして５次オーバートーン振動周波数で
発振させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】上述した本発明による水晶振動子を有する
発振回路においては、非選択性同調回路の共振周波数を
水晶振動子の基本信号周波数として３次オーバートーン
を希望する発振周波数として発生させたり、非選択性同
調回路の共振周波数を水晶振動子の３次オーバートーン
振動周波数として５次オーバートーンを希望する発振周
波数として発生させることができる。すなわち、本発明
においては、水晶振動子と直列に非選択性同調回路を接
続することによって、目的とするオーバートーン以外の
周波数における帰還路のインピーダンスを、目的とする
周波数に対するインピーダンスに対して相対的に高くす
ることができ、したがって水晶振動子は希望するオーバ
ートーンで容易にかつ安定して発振することができる。
発振回路においては、非選択性同調回路の共振周波数を
水晶振動子の基本信号周波数として３次オーバートーン
を希望する発振周波数として発生させたり、非選択性同
調回路の共振周波数を水晶振動子の３次オーバートーン
振動周波数として５次オーバートーンを希望する発振周
波数として発生させることができる。すなわち、本発明
においては、水晶振動子と直列に非選択性同調回路を接
続することによって、目的とするオーバートーン以外の
周波数における帰還路のインピーダンスを、目的とする
周波数に対するインピーダンスに対して相対的に高くす
ることができ、したがって水晶振動子は希望するオーバ
ートーンで容易にかつ安定して発振することができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明による水晶振動子を有する発振
回路の基本的な構成を示す回路図である。本発明におい
ては、トランジスタ11のベース−コレクタ間に、水晶振
動子12と、コンデンサ13およびコイル14の並列共振回路
より成る非選択性同調回路15とを直列に接続して帰還路
を構成する。また、トランジスタ11のベース−エミッタ
間には、固定コンデンサ16および可変コンデンサ17の並
列回路を接続し、コレクタ−エミッタ間にはコンデンサ
18を接続し、コレクタに接続した出力コンデンサ19より
出力を取り出す。
回路の基本的な構成を示す回路図である。本発明におい
ては、トランジスタ11のベース−コレクタ間に、水晶振
動子12と、コンデンサ13およびコイル14の並列共振回路
より成る非選択性同調回路15とを直列に接続して帰還路
を構成する。また、トランジスタ11のベース−エミッタ
間には、固定コンデンサ16および可変コンデンサ17の並
列回路を接続し、コレクタ−エミッタ間にはコンデンサ
18を接続し、コレクタに接続した出力コンデンサ19より
出力を取り出す。
【００１０】例えば、水晶振動子12として基本波用のも
のを用い、非選択性同調回路15を基本波周波数に同調さ
せると、水晶振動子12および非選択性同調回路15を含め
た帰還路の基本波に対するインピーダンスは３次オーバ
ートーンに対するインピーダンスに比較して相対的に高
くなり、したがって水晶振動子１２は基本波では発振せ
ず、３次オーバートーンで容易かつ安定に発振するよう
になる。また、水晶振動子12として３次オーバートーン
用の水晶振動子を用い、非選択性同調回路15の共振周波
数を３次オーバートーンの周波数に設定すると、３次オ
ーバートーンに対する水晶振動子12および非選択性同調
回路15を含めた帰還路のインピーダンスは高くなり、５
次オーバートーンを安定して得ることができる。
のを用い、非選択性同調回路15を基本波周波数に同調さ
せると、水晶振動子12および非選択性同調回路15を含め
た帰還路の基本波に対するインピーダンスは３次オーバ
ートーンに対するインピーダンスに比較して相対的に高
くなり、したがって水晶振動子１２は基本波では発振せ
ず、３次オーバートーンで容易かつ安定に発振するよう
になる。また、水晶振動子12として３次オーバートーン
用の水晶振動子を用い、非選択性同調回路15の共振周波
数を３次オーバートーンの周波数に設定すると、３次オ
ーバートーンに対する水晶振動子12および非選択性同調
回路15を含めた帰還路のインピーダンスは高くなり、５
次オーバートーンを安定して得ることができる。
【００１１】図２は本発明によるオーバートーン水晶発
振回路の一実施例の構成を示す回路図である。本例では
３次オーバートーン用の水晶振動子21と直列にコンデン
サ22およびコイル23より成る非選択性同調回路24を接続
する。水晶振動子21の基本波周波数は８MHz であり、非
選択性同調回路24の共振周波数はこの基本波周波数の３
倍の24MHz に設定して５次オーバートーンの40MHz を取
り出すものである。水晶振動子21の他端は、固定コンデ
ンサ25および可変コンデンサ26の並列回路を経て接地
し、非選択性同調回路24の他端はトランジスタ27のベー
スに接続する。このトランジスタ27のベースはポテンシ
ョメータを構成する抵抗28および29の接続点に接続する
とともにコンデンサ30および31を経て接地する。これら
のコンデンサ30および31の接続点は、トランジスタ27の
エミッタに接続するとともに抵抗32を経て接地する。さ
らに、トランジスタ27のコレクタは、抵抗33を経て電源
正端子34に接続し、この電源正端子はコンデンサ35を経
て接地する。また、トランジスタ27のコレクタは出力コ
ンデンサ36を経て出力端子37に接続する。
振回路の一実施例の構成を示す回路図である。本例では
３次オーバートーン用の水晶振動子21と直列にコンデン
サ22およびコイル23より成る非選択性同調回路24を接続
する。水晶振動子21の基本波周波数は８MHz であり、非
選択性同調回路24の共振周波数はこの基本波周波数の３
倍の24MHz に設定して５次オーバートーンの40MHz を取
り出すものである。水晶振動子21の他端は、固定コンデ
ンサ25および可変コンデンサ26の並列回路を経て接地
し、非選択性同調回路24の他端はトランジスタ27のベー
スに接続する。このトランジスタ27のベースはポテンシ
ョメータを構成する抵抗28および29の接続点に接続する
とともにコンデンサ30および31を経て接地する。これら
のコンデンサ30および31の接続点は、トランジスタ27の
エミッタに接続するとともに抵抗32を経て接地する。さ
らに、トランジスタ27のコレクタは、抵抗33を経て電源
正端子34に接続し、この電源正端子はコンデンサ35を経
て接地する。また、トランジスタ27のコレクタは出力コ
ンデンサ36を経て出力端子37に接続する。
【００１２】本例の水晶振動子21のインピーダンスは、
基本波周波数、３次オーバートーンおよび５次オーバー
トーンのそれぞれに対して22.4Ω、13.0Ωおよび30.3Ω
であるが、非選択性同調回路24を含めた帰還路のインピ
ーダンスは、それぞれ24.6Ω、600 Ωおよび48.7Ωとな
る。すなわち、３次オーバートーンに対するインピーダ
ンスが相対的に高くなっており、その結果として５次オ
ーバートーンで安定に発振するようになる。
基本波周波数、３次オーバートーンおよび５次オーバー
トーンのそれぞれに対して22.4Ω、13.0Ωおよび30.3Ω
であるが、非選択性同調回路24を含めた帰還路のインピ
ーダンスは、それぞれ24.6Ω、600 Ωおよび48.7Ωとな
る。すなわち、３次オーバートーンに対するインピーダ
ンスが相対的に高くなっており、その結果として５次オ
ーバートーンで安定に発振するようになる。
【００１３】図３は本発明によるオーバートーン水晶発
振回路の第２の実施例の構成を示すものであり、本例で
はCMOSインバータを使用している。水晶振動子41と直列
に、コンデンサ42およびコイル43の並列共振回路より成
る非選択性同調回路44を接続する。水晶振動子41の他端
はコンデンサ45を経て接地し、非選択性同調回路44の他
端はコンデンサ46を経て接地する。また、水晶振動子41
と非選択性同調回路44との直列回路と並列に、帰還抵抗
47およびインバータ48を接続する。
振回路の第２の実施例の構成を示すものであり、本例で
はCMOSインバータを使用している。水晶振動子41と直列
に、コンデンサ42およびコイル43の並列共振回路より成
る非選択性同調回路44を接続する。水晶振動子41の他端
はコンデンサ45を経て接地し、非選択性同調回路44の他
端はコンデンサ46を経て接地する。また、水晶振動子41
と非選択性同調回路44との直列回路と並列に、帰還抵抗
47およびインバータ48を接続する。
【００１４】本例においては、非選択性同調回路44を、
水晶振動子41の基本周波数に同調させ、３次オーバート
ーンを出力するものである。すなわち、水晶振動子41と
して、基本波周波数が22.909MHz のものを用いる。この
水晶振動子41の基本波周波数におけるインピーダンス4.
5 Ωであり、３次オーバートーンにおけるインピーダン
スが8.0 Ωである。非選択性同調回路44の共振周波数を
基本波周波数に等しい約22MHz に設定することによっ
て、３次オーバートーンを安定に得ることができる。こ
の場合の水晶振動子41および非選択性同調回路44を含め
た帰還路のインピーダンスは、基本波周波数に対して60
0 Ω以上であり、３次オーバートーンに対しては13.2Ω
である。
水晶振動子41の基本周波数に同調させ、３次オーバート
ーンを出力するものである。すなわち、水晶振動子41と
して、基本波周波数が22.909MHz のものを用いる。この
水晶振動子41の基本波周波数におけるインピーダンス4.
5 Ωであり、３次オーバートーンにおけるインピーダン
スが8.0 Ωである。非選択性同調回路44の共振周波数を
基本波周波数に等しい約22MHz に設定することによっ
て、３次オーバートーンを安定に得ることができる。こ
の場合の水晶振動子41および非選択性同調回路44を含め
た帰還路のインピーダンスは、基本波周波数に対して60
0 Ω以上であり、３次オーバートーンに対しては13.2Ω
である。
【００１５】また、水晶振動子41として、基本波周波数
が8MHzで、基本波周波数、３次オーバートーンおよび５
次オーバートーンにおけるインピーダンスが、それぞれ
22.4、13.0および30.3Ωの水晶振動子を用い、非選択性
同調回路44の共振周波数を３次オーバートーンの周波数
に等しい24MHz に設定することによって、５次オーバー
トーンを安定して取り出すことができる。この場合の水
晶振動子41および非選択性同調回路44を含めた帰還路の
インピーダンスは、基本波周波数、３次オーバートーン
および５次オーバートーンに対して、それぞれ24.6Ω、
600 Ωおよび48.7Ωである。
が8MHzで、基本波周波数、３次オーバートーンおよび５
次オーバートーンにおけるインピーダンスが、それぞれ
22.4、13.0および30.3Ωの水晶振動子を用い、非選択性
同調回路44の共振周波数を３次オーバートーンの周波数
に等しい24MHz に設定することによって、５次オーバー
トーンを安定して取り出すことができる。この場合の水
晶振動子41および非選択性同調回路44を含めた帰還路の
インピーダンスは、基本波周波数、３次オーバートーン
および５次オーバートーンに対して、それぞれ24.6Ω、
600 Ωおよび48.7Ωである。
【００１６】本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、幾多の変更や変形を加えることができる。例
えば、上述した非選択性同調回路またはその周辺の回路
をも含めた回路を水晶振動子のハウジング内に一体に組
み込んで、一つの電子部品として構成することもでき
る。
ではなく、幾多の変更や変形を加えることができる。例
えば、上述した非選択性同調回路またはその周辺の回路
をも含めた回路を水晶振動子のハウジング内に一体に組
み込んで、一つの電子部品として構成することもでき
る。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明による水晶振動子
を有する発振回路においては、基本波用の水晶振動子を
用い、非選択性同調回路を基本波周波数に同調させるこ
とによって、３次オーバートーンを容易かつ安定に取り
出したり、３次オーバートーン用の水晶振動子を用い、
非選択性同調回路を３次オーバートーンに同調させるこ
とによって５次オーバートーンを容易かつ安定に取り出
すことができる。また、本発明によるオーバートーン発
振回路を示す図１と、従来のオーバートーン水晶発振回
路を示す図４とを比較すれば明らかなように、本発明に
おいては希望するオーバートーンの選択性回路が必要で
なくなり、回路構成も簡単となる。
を有する発振回路においては、基本波用の水晶振動子を
用い、非選択性同調回路を基本波周波数に同調させるこ
とによって、３次オーバートーンを容易かつ安定に取り
出したり、３次オーバートーン用の水晶振動子を用い、
非選択性同調回路を３次オーバートーンに同調させるこ
とによって５次オーバートーンを容易かつ安定に取り出
すことができる。また、本発明によるオーバートーン発
振回路を示す図１と、従来のオーバートーン水晶発振回
路を示す図４とを比較すれば明らかなように、本発明に
おいては希望するオーバートーンの選択性回路が必要で
なくなり、回路構成も簡単となる。
【図１】図１は、本発明による水晶振動子を有する発振
回路の基本的構成を示す回路図である。
回路の基本的構成を示す回路図である。
【図２】図２は、本発明によるオーバートーン水晶発振
回路の一実施例の構成を示す回路図である。
回路の一実施例の構成を示す回路図である。
【図３】図３は、本発明によるオーバートーン水晶発振
回路の他の実施例の構成を示す回路図である。
回路の他の実施例の構成を示す回路図である。
【図４】図４は、従来のオーバートーン水晶発振回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
11 トランジスタ 12 水晶振動子 13 コンデンサ 14 コイル 15 非選択性同調回路 18 コンデンサ 19 出力コンデンサ 21 水晶振動子 22 コンデンサ 23 コイル 24 非選択性同調回路 27 トランジスタ 36 出力コンデンサ 41 水晶振動子 42 コンデンサ 43 コイル 44 非選択性同調回路 45, 46 コンデンサ 47 抵抗 48 インバータ
Claims (2)
- 【請求項１】 基本波用の水晶振動子と直列に、基本波
振動周波数を共振周波数とする非選択性同調回路を接続
し、これら水晶振動子および非選択性同調回路を含めた
帰還路の基本振動周波数におけるインピーダンスを相対
的に高くして３次オーバートーン振動周波数で発振させ
るようにしたことを特徴とする水晶振動子を有する発振
回路。 - 【請求項２】 ３次オーバートーン用の水晶振動子と直
列に、この３次オーバートーン振動周波数を共振周波数
とする非選択性同調回路を接続し、これら水晶振動子お
よび非選択性同調回路を含めた帰還路の３次オーバート
ーン振動周波数におけるインピーダンスを相対的に高く
して５次オーバートーン振動周波数で発振させるように
したことを特徴とする水晶振動子を有する発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4161130A JP2553281B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 水晶振動子を有する発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4161130A JP2553281B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 水晶振動子を有する発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH066134A JPH066134A (ja) | 1994-01-14 |
| JP2553281B2 true JP2553281B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=15729174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4161130A Expired - Fee Related JP2553281B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 水晶振動子を有する発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553281B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002261546A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-09-13 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 圧電発振器 |
| JP5072414B2 (ja) * | 2007-01-18 | 2012-11-14 | 日本電波工業株式会社 | ３次オーバトーンの水晶発振器 |
| DE102007052887A1 (de) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Braun Gmbh | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Versorgen einer kapazitiven Last |
| JP4977220B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2012-07-18 | 日本電波工業株式会社 | 基本波／オーバートーン水晶発振器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5053726A (en) * | 1990-04-10 | 1991-10-01 | Thomson Consumer Electronics, Inc. | Circuit for preventing VCXO mode jumping |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP4161130A patent/JP2553281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH066134A (ja) | 1994-01-14 |
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