JP6617509B2 - 発振器、電子機器、及び、移動体 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る水晶発振器の断面図である。図1に示すように、水晶発振器110は、パッケージ10と、パッケージ10の一方の主面に形成されたキャビティー内に実装された水晶振動体20と、パッケージ10の他方の主面に形成されたキャビティー内に実装された少なくとも1つの半導体装置(IC)とを含んでいる。本実施形態においては、一例として、2つの半導体装置30及び40が用いられる。また、水晶発振器110は、水晶振動体20を覆う蓋部50を含んでいる。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る水晶発振器を用いたPLL回路の構成例を示すブロック図である。図3に示すように、このPLL回路は、ロジック回路101と、インターフェース(I/F)回路102と、水晶発振器110とを含んでいる。
Pd=QV=Cd3・Cg/(Cd+Cg)3・Vd2 ・・・(1)
ここで、デジタル信号の電圧Vdは、使用される電子機器によって定められ、ノイズ受信側の容量Cgは、発振周波数の可変範囲に影響するので変更することができない。従って、ノイズの影響を低減するためには、寄生容量Cdを小さくするしかない。
Pa=(Cd+Cg)・Va2 ・・・(2)
デジタル制御を行う発振器においては、デジタルノイズをアナログノイズよりも十分小さくして、アナログ制御を行う発振器と遜色ないノイズ特性にすることが望まれている。そこで、式(1)及び(2)に従って、Pd<Paとなるための寄生容量Cdの値を試算すると、次のようになる。
Cd=ε0・εr・S/r ・・・(3)
ここで、ε0は、真空の誘電率であり、εrは、絶縁材料の比誘電率であり、Sは、並走するノイズ発生源パターンとノイズ受信側パターンとの対向面積であり、rは、ノイズ発生源パターンとノイズ受信側パターンとの間の距離である。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る水晶発振器の断面図である。第2の実施形態においては、第1の基板11の第1の面11aに、半導体装置30又は40において電源電位VCCが供給される端子又は基準電位VEEが供給される端子に電気的に接続されたシールドパターン61が配置されている。その他の点に関しては、第2の実施形態は、第1の実施形態と同様でも良い。
図8は、本発明の第3の実施形態に係る水晶発振器の断面図である。第3の実施形態においては、第1の基板11の内部に、半導体装置30又は40において電源電位VCCが供給される端子又は基準電位VEEが供給される端子に電気的に接続されたシールドパターン62が配置されている。その他の点に関しては、第3の実施形態は、第1又は第2の実施形態と同様でも良い。
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器を用いた電子機器について説明する。
図9は、本発明の一実施形態に係る電子機器の第1の構成例を示すブロック図である。この電子機器は、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器110と、CPU120と、操作部130と、ROM(リードオンリー・メモリー)140と、RAM(ランダムアクセス・メモリー)150と、通信部160と、表示部170と、音声出力部180とを含んでいる。なお、図9に示す構成要素の一部を省略又は変更しても良いし、あるいは、図9に示す構成要素に他の構成要素を付加しても良い。
次に、本発明のいずれかの実施形態に係る水晶発振器を用いた移動体について説明する。移動体としては、例えば、自動車、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、又は、人工衛星等が該当する。
Claims (8)
- 互いに対向する第1の面及び第2の面と、前記第1の面に配置された第1の配線層と、前記第2の面に配置された第2の配線層と、を有し、複数のスルーホールを通して前記第1の配線層と前記第2の配線層とが電気的に接続された基板と、
振動片と、前記振動片を挟む2つの電極と、前記2つの電極を前記第1の配線層に電気的に接続する1組の端子とを有し、前記基板の前記第1の面に配置される振動体と、
前記第2の配線層及び前記第1の配線層を介して前記振動体の1組の端子にそれぞれ電気的に接続された第1の端子及び第2の端子を有し、前記基板の前記第2の面に配置された第1の半導体装置と、
発振周波数を制御するためのデジタル制御信号が供給される第3の端子を有し、前記基板の前記第2の面に配置された第2の半導体装置と、を備え、
前記第1の半導体装置は、前記デジタル制御信号が供給される端子を有しておらず、
前記第1の半導体装置と前記第2の半導体装置とが並んでいる方向に沿った断面視において、前記第1及び第2の端子の各々と前記振動体の1組の端子との間の距離のいずれもが、前記第3の端子と前記振動体の1組の端子との間の距離よりも短い、発振器。 - 前記第1の半導体装置が、電源電位が供給される第4の端子、及び、基準電位が供給される第5の端子をさらに有し、
前記基板の前記第1の面又は前記基板の内部に、前記第4の端子又は前記第5の端子に電気的に接続されたシールドパターンが配置されている、請求項1記載の発振器。 - 前記第1の半導体装置が、発振周波数を制御するための制御電圧が供給される第6の端子をさらに有し、
前記第1の半導体装置と前記第2の半導体装置とが並んでいる方向に沿った断面視において、前記第6の端子と前記振動体の1組の端子との間の距離が、前記第3の端子と前記振動体の1組の端子との間の距離よりも短い、請求項1又は2記載の発振器。 - 前記第1の半導体装置が、発振信号、又は、発振信号に基づいて生成されるクロック信号を出力する第7の端子をさらに有し、
前記第1の半導体装置と前記第2の半導体装置とが並んでいる方向に沿った断面視において、前記第7の端子と前記振動体の1組の端子との間の距離が、前記第3の端子と前記振動体の1組の端子との間の距離よりも短い、請求項1〜3のいずれか1項記載の発振器。 - 前記基板、および前記基板の第1の面の周辺領域において前記基板の第1の面よりも突出した第1の側壁から構成され、前記振動体を収容している第1のキャビティーと、
前記基板、および前記基板の第2の面の周辺領域において前記基板の第2の面よりも突出した第2の側壁から構成され、前記第1の半導体装置および前記第2の半導体装置を収容している第2のキャビティーと、
を有するパッケージを構成する、請求項1〜4のいずれか1項記載の発振器。 - 前記第2の側壁の主面に配置され、前記第1の半導体装置および前記第2の半導体装置の複数の端子にそれぞれ電気的に接続された複数の外部接続端子をさらに備える、請求項5記載の発振器。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の発振器を備える電子機器。
- 請求項1〜6のいずれか1項記載の発振器を備える移動体。
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