JPH03252207A - オーバトーン水晶発振回路 - Google Patents
オーバトーン水晶発振回路Info
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- JPH03252207A JPH03252207A JP4997990A JP4997990A JPH03252207A JP H03252207 A JPH03252207 A JP H03252207A JP 4997990 A JP4997990 A JP 4997990A JP 4997990 A JP4997990 A JP 4997990A JP H03252207 A JPH03252207 A JP H03252207A
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Links
- 239000010453 quartz Substances 0.000 title description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 101100013509 Gibberella fujikuroi (strain CBS 195.34 / IMI 58289 / NRRL A-6831) FSR2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100290377 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) MCD4 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、1次オーバトーンでの等価抵抗がn次未満の
周波数での等価抵抗より低い水晶振動子を用いたオーバ
トーン水晶発振回路に利用する。
周波数での等価抵抗より低い水晶振動子を用いたオーバ
トーン水晶発振回路に利用する。
本発明はオーバトーン水晶発振器において、n次の周波
数での等価抵抗値が基本周波数での等価抵抗値以下の水
晶振動子をトランジスタのベースとコレクタとの間に接
続し、トランジスタのベースとコレクタとの間に十分な
容量性のインピーダンスを挿入してn次未満の周波数の
ときに水晶振動子から回路側を見たインピーダンスの負
性抵抗値の絶対値が水晶振動子の等価抵抗値に比較して
十分に小さい値にすることにより、オーバトーンでの発
振を確実にし、かつ経済的になるようにしたものである
。
数での等価抵抗値が基本周波数での等価抵抗値以下の水
晶振動子をトランジスタのベースとコレクタとの間に接
続し、トランジスタのベースとコレクタとの間に十分な
容量性のインピーダンスを挿入してn次未満の周波数の
ときに水晶振動子から回路側を見たインピーダンスの負
性抵抗値の絶対値が水晶振動子の等価抵抗値に比較して
十分に小さい値にすることにより、オーバトーンでの発
振を確実にし、かつ経済的になるようにしたものである
。
第2図はオーバトーン水晶発振回路のトランジスタ回路
の負性抵抗値および水晶振動子の等価抵抗値を示す図で
ある。第3図は従来例のオーバトーン水晶発振回路の回
路図である。第4図は従来例のオーバトーン水晶発振回
路の等価回路図である。第5図は従来例のオーバトーン
水晶発振回路のトランジスタをπ型等価回路で表した発
振等価回路図である。
の負性抵抗値および水晶振動子の等価抵抗値を示す図で
ある。第3図は従来例のオーバトーン水晶発振回路の回
路図である。第4図は従来例のオーバトーン水晶発振回
路の等価回路図である。第5図は従来例のオーバトーン
水晶発振回路のトランジスタをπ型等価回路で表した発
振等価回路図である。
従来、オーバトーン水晶発振回路は、第3図に示すよう
に水晶振動子XTL、 、コンデンサC1、C2による
帰還回路およびトランジスタT RI によってループ
利得を得て発振する。抵抗R1、R2は、電源VCCと
ともに、トランジスタTR,を適切なバイアス点で動作
させ必要な利得を得るためのバイアス抵抗であり、コン
デンサC3はトランジスタTR,のコレクタを交流的に
接地するためのバイパスコンデンサである。
に水晶振動子XTL、 、コンデンサC1、C2による
帰還回路およびトランジスタT RI によってループ
利得を得て発振する。抵抗R1、R2は、電源VCCと
ともに、トランジスタTR,を適切なバイアス点で動作
させ必要な利得を得るためのバイアス抵抗であり、コン
デンサC3はトランジスタTR,のコレクタを交流的に
接地するためのバイパスコンデンサである。
このような回路では水晶振動子XTL、が誘導性となる
ような周波数においてコルビラン発振回路となる。水晶
振動子XTL、から回路側を見たインピーダンスをZL
で表しその抵抗分をR1リアクタンス分をXとする。水
晶振動子XTL、が誘電性となる周波数で水晶振動子の
等価抵抗をRoとじたとき R,+R<0 を満足する周波数で水晶振動子XTL、 と回路側の閉
ループの損失が「0」となり発振する。
ような周波数においてコルビラン発振回路となる。水晶
振動子XTL、から回路側を見たインピーダンスをZL
で表しその抵抗分をR1リアクタンス分をXとする。水
晶振動子XTL、が誘電性となる周波数で水晶振動子の
等価抵抗をRoとじたとき R,+R<0 を満足する周波数で水晶振動子XTL、 と回路側の閉
ループの損失が「0」となり発振する。
第4図は水晶振動子XTL、から見た第3図に示す交流
等価回路であり、抵抗R1はトランジスタTR,のベー
ス電流を設定するために充分大きな値とすることができ
等価回路図では省略した。
等価回路であり、抵抗R1はトランジスタTR,のベー
ス電流を設定するために充分大きな値とすることができ
等価回路図では省略した。
第4図のトランジスタTR,をπ型等価回路(点線内)
で表した等価回路を第5図に示す。ここで抵抗R1+は
エミッタ接合抵抗を「、とじ、ベース接地電流増幅率を
αとしたときに、 R++=r、/(t−α) である。コンデンサCbeはトランジスタTR,のベー
ス・エミッタ間右よびベース・コレクタ間の等価容量で
ある。電流源Jはベース・エミッタ間の電圧をV、とし
、トランジスタTR,の相互コンダクタンスをgっとし
たとき、J=g、l/2である。この等価回路について
インピーダンスZLを求めると式■のようになる。
で表した等価回路を第5図に示す。ここで抵抗R1+は
エミッタ接合抵抗を「、とじ、ベース接地電流増幅率を
αとしたときに、 R++=r、/(t−α) である。コンデンサCbeはトランジスタTR,のベー
ス・エミッタ間右よびベース・コレクタ間の等価容量で
ある。電流源Jはベース・エミッタ間の電圧をV、とし
、トランジスタTR,の相互コンダクタンスをgっとし
たとき、J=g、l/2である。この等価回路について
インピーダンスZLを求めると式■のようになる。
ZL=R+ j X= −・(r+j x) ■Δ
ここで、
(Cbe+ C+ + C2) )■
発振は式■、■、■で与えられる抵抗Rが負の値で、か
つ水晶振動子XTL、の等価抵抗R,(〉0〉との関係
が R+R,<0 となるときに起こる。また、発振周波数は式■、■、■
で与えられるリアクタンスXと水晶振動子XTL、の等
価リアクタンスX、との関係がX+X、=O を満たす角周波数ω。となる。発振周波数についての詳
細はここでは省略する。
つ水晶振動子XTL、の等価抵抗R,(〉0〉との関係
が R+R,<0 となるときに起こる。また、発振周波数は式■、■、■
で与えられるリアクタンスXと水晶振動子XTL、の等
価リアクタンスX、との関係がX+X、=O を満たす角周波数ω。となる。発振周波数についての詳
細はここでは省略する。
たとえば、トランジスタTR,の等価定数が −
であり外部回路の定数が
C+ = C2=101)FSR2=680Ωの場合に
水晶振動子XTL、から回路側を見たときの抵抗は第2
図に示す0のようになる。このような回路で基本波25
MHzの水晶振動子を用いて3次オーバトーン(75M
)lz)を発振させる場合には、水晶振動子の等価抵抗
は25MHzで2.500Ω以上、75MHzで700
以下となる必要がある。
水晶振動子XTL、から回路側を見たときの抵抗は第2
図に示す0のようになる。このような回路で基本波25
MHzの水晶振動子を用いて3次オーバトーン(75M
)lz)を発振させる場合には、水晶振動子の等価抵抗
は25MHzで2.500Ω以上、75MHzで700
以下となる必要がある。
しかし、このような従来例のオーバトーン水晶発振回路
では、第2図に示すOのように基本波に対し回路側の抵
抗分Rが数にΩの負性抵抗となり、水晶振動子の基本波
での等価抵抗を数にΩ以上にする必要があり、水晶振動
子が作りにくく高価になる欠点があった。たとえば第2
図において、Δ印で示すような等価抵抗を有する水晶振
動子を使用すると基本波で R,+R=−2,0000 3次オーバトーンで R,+ R=−650Ω となり基本波で発振することがある。
では、第2図に示すOのように基本波に対し回路側の抵
抗分Rが数にΩの負性抵抗となり、水晶振動子の基本波
での等価抵抗を数にΩ以上にする必要があり、水晶振動
子が作りにくく高価になる欠点があった。たとえば第2
図において、Δ印で示すような等価抵抗を有する水晶振
動子を使用すると基本波で R,+R=−2,0000 3次オーバトーンで R,+ R=−650Ω となり基本波で発振することがある。
本発明は上記の欠点を解決するもので、オーバトーンで
の発振が確実で、か、つ経済的なオーバトーン水晶発振
回路を提供することを目的とする。
の発振が確実で、か、つ経済的なオーバトーン水晶発振
回路を提供することを目的とする。
本発明は、基本周波数およびn次の周波数の信号を発生
する水晶振動子と、この発生されたn次の周波数の信号
を発振出力するトランジスタ回路とを備えたオーバトー
ン水晶発振回路にふいて、上記水晶振動子は、上記トラ
ンジスタ回路のベースとコレクタとの間に接続され、n
次の周波数での値が9次未満の周波数での値以下である
等価抵抗を有し、上記トランジスタ回路は9次未満の周
波数のときに上記水晶振動子から回路側を見たインピー
ダンスの負性抵抗値の絶対値が上記水晶振動子の等価抵
抗値に比較して十分小さい値に抑える抑制手段を含むこ
とを特徴とする。
する水晶振動子と、この発生されたn次の周波数の信号
を発振出力するトランジスタ回路とを備えたオーバトー
ン水晶発振回路にふいて、上記水晶振動子は、上記トラ
ンジスタ回路のベースとコレクタとの間に接続され、n
次の周波数での値が9次未満の周波数での値以下である
等価抵抗を有し、上記トランジスタ回路は9次未満の周
波数のときに上記水晶振動子から回路側を見たインピー
ダンスの負性抵抗値の絶対値が上記水晶振動子の等価抵
抗値に比較して十分小さい値に抑える抑制手段を含むこ
とを特徴とする。
また、本発明は、上記トランジスタのベースとコレクタ
との間に挿入された容量性インピーダンスで構成される
ことができる。
との間に挿入された容量性インピーダンスで構成される
ことができる。
さらに、上記nは3以上の奇数であることが望ましい。
n次の周波数での等価抵抗値が基本周波数での等価抵抗
値以下の水晶振動子はトランジスタのベースとコレクタ
との間に接続され、抑制手段は9次未満の周波数のとき
に水晶振動子から回路側を見たインピーダンスの負性抵
抗値の絶対値を水晶振動子の等価抵抗値に比較して十分
に小さい値にする。
値以下の水晶振動子はトランジスタのベースとコレクタ
との間に接続され、抑制手段は9次未満の周波数のとき
に水晶振動子から回路側を見たインピーダンスの負性抵
抗値の絶対値を水晶振動子の等価抵抗値に比較して十分
に小さい値にする。
また、トランジスタのベースとコレクタとの間に負性抵
抗値を小さく抑えるに十分な容量性のインピーダンスを
挿入して負性抵抗値を抑えることができる。
抗値を小さく抑えるに十分な容量性のインピーダンスを
挿入して負性抵抗値を抑えることができる。
さらに、水晶振動子は奇数次の高調波が比較的大きく発
生するのでn次は3以上の奇数であることが望ましい。
生するのでn次は3以上の奇数であることが望ましい。
以上の動作によりオーバトーンでの発振を確実にし、か
つ経済的にできる。
つ経済的にできる。
本発明の実施例について図面を参照して説明する。第1
図は本発明一実施例オーバトーン水晶発振器の回路図で
ある。軍1図において、オーバトーン水晶発振器は、基
本周波数ふよび3以上の奇数n次の周波数の信号を発生
する水晶振動子XTL、と、この発生されたn次の周波
数の信号を発振出力するトランジスタ回路TRCとを備
える。
図は本発明一実施例オーバトーン水晶発振器の回路図で
ある。軍1図において、オーバトーン水晶発振器は、基
本周波数ふよび3以上の奇数n次の周波数の信号を発生
する水晶振動子XTL、と、この発生されたn次の周波
数の信号を発振出力するトランジスタ回路TRCとを備
える。
トランジスタ回路TRCは、トランジスタTR。
と、帰還回路を構成するコンデンサC1、C2と、電源
V c cとともにトランジスタTR,を適切なバイア
ス点で動作させ必要な利得を得るためのバイアス抵抗で
ある抵抗R,、R2と、コレクタを交流的に接地するバ
イパスコンデンサであるコンデンサC3とを含む。
V c cとともにトランジスタTR,を適切なバイア
ス点で動作させ必要な利得を得るためのバイアス抵抗で
ある抵抗R,、R2と、コレクタを交流的に接地するバ
イパスコンデンサであるコンデンサC3とを含む。
ここで本発明の特徴とするところは、水晶振動子XTL
、に、トランジスタTR,のベースとコレクタとの間に
接続され、n次の周波数での値が9次未満の周波数での
値以下である等価抵抗を有し、トランジスタ回路TRC
は9次未満の周波数のときに水晶振動子XTL、から回
路側を見たインピーダンスの負性抵抗値の絶対値を上記
水晶振動子の等価抵抗値に比較して十分小さい値に抑え
る抑制手段を含むことにある。
、に、トランジスタTR,のベースとコレクタとの間に
接続され、n次の周波数での値が9次未満の周波数での
値以下である等価抵抗を有し、トランジスタ回路TRC
は9次未満の周波数のときに水晶振動子XTL、から回
路側を見たインピーダンスの負性抵抗値の絶対値を上記
水晶振動子の等価抵抗値に比較して十分小さい値に抑え
る抑制手段を含むことにある。
また、本実施例では抑制手段としてトランジスタTR,
のコレクタとベースとの間に挿入された容量性インピー
ダンスは上記負性抵抗値を小さく抑えるのに十分な容量
のコンデンサC4で構成される。
のコレクタとベースとの間に挿入された容量性インピー
ダンスは上記負性抵抗値を小さく抑えるのに十分な容量
のコンデンサC4で構成される。
さらに、本実施例ではnは3とする。
このような構成のオーバトーン水晶発振器の動作につい
て説明する。抵抗R+ 、R2は、電源電圧V c c
によりトランジスタT R+ のバイアスを与え、コン
デンサC3は、トランジスタTR,のコレクタを交流的
に接地する。
て説明する。抵抗R+ 、R2は、電源電圧V c c
によりトランジスタT R+ のバイアスを与え、コン
デンサC3は、トランジスタTR,のコレクタを交流的
に接地する。
トランジスタTR,は、発振に必要なループ利得を得る
ためであり、コンデンサC+ 、C2および水晶振動子
XTL、は、回路の発振条件を満たすための帰還回路網
である。コンデンサC1は本発明に係るものである。
ためであり、コンデンサC+ 、C2および水晶振動子
XTL、は、回路の発振条件を満たすための帰還回路網
である。コンデンサC1は本発明に係るものである。
第1図において、回路側のインピーダンス2゜を計算す
ると式■のようになる。
ると式■のようになる。
ハ △ △ I A △ZL=R+
j X= −(r+ jx)−(X)^ ここで、 Δ= (ωc4R)2+(1−cuc4X)’ ■△ r=R■ x = X C4(R2+ X2) ■式
■、■、■より Xく0 (容量性) のために式■の2項かっこ内で ωC4X<0 であるから、IRIはC4に対し単調減少関数となる。
j X= −(r+ jx)−(X)^ ここで、 Δ= (ωc4R)2+(1−cuc4X)’ ■△ r=R■ x = X C4(R2+ X2) ■式
■、■、■より Xく0 (容量性) のために式■の2項かっこ内で ωC4X<0 であるから、IRIはC4に対し単調減少関数となる。
すなわち、C4はループ利得を低下させ回路側の負性抵
抗の絶対値を小とする。
抗の絶対値を小とする。
第2図に示す■および■は
C4= 4 pl” 、 C4= 2pFの場合である
。■の場合には基本波において、R+R,=50>0と
なり3次オーバトーンでのみ発振するが、余裕度が少な
いために温度や電源電圧の変動により負性抵抗Rが変化
しループ利得が変化することにより基本波で発振を始め
る可能性がある。■の場合には基本波に対して充分な余
裕度がある。
。■の場合には基本波において、R+R,=50>0と
なり3次オーバトーンでのみ発振するが、余裕度が少な
いために温度や電源電圧の変動により負性抵抗Rが変化
しループ利得が変化することにより基本波で発振を始め
る可能性がある。■の場合には基本波に対して充分な余
裕度がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、オーバトーンでの発振
を確実にする優れた効果がある。
を確実にする優れた効果がある。
また、電源電圧が変動しコレクタ・ベース間の電位差が
変動したときにトランジスタ内部のコレクタ・ベース間
の帰還容量が変化することによって負性抵抗が大幅に変
動して発振レベルが変動することも防ぐ利点がある。
変動したときにトランジスタ内部のコレクタ・ベース間
の帰還容量が変化することによって負性抵抗が大幅に変
動して発振レベルが変動することも防ぐ利点がある。
さらに、実装状態によりベースとコレクタとの間の浮遊
容量が変わることによる発振の不安定性を防ぐ効果もあ
る。
容量が変わることによる発振の不安定性を防ぐ効果もあ
る。
第1図は本発明一実施例オーバトーン水晶発振回路のブ
ロック構成図。 第2図はオーバトーン水晶発振回路のトランジスタ回路
の負性抵抗値および水晶発振子の等価抵抗値を示す図。 第3図は従来例のオーバトーン水晶発振回路のブロック
構成図。 第4図は従来例のオーバトーン水晶発振回路の等価回路
図。 第5図は従来例のオーバトーン水晶発振回路のトランジ
スタをπ型等価回路で表した発振等価回路図。 C,−C,・・・コンデンサ、R,、R2・・・抵抗、
TR,・・・トランジスタ、TRC,TRCA・・・ト
ランジスタ回路、V ac・・・電源、XTL、・・・
水晶振動子。
ロック構成図。 第2図はオーバトーン水晶発振回路のトランジスタ回路
の負性抵抗値および水晶発振子の等価抵抗値を示す図。 第3図は従来例のオーバトーン水晶発振回路のブロック
構成図。 第4図は従来例のオーバトーン水晶発振回路の等価回路
図。 第5図は従来例のオーバトーン水晶発振回路のトランジ
スタをπ型等価回路で表した発振等価回路図。 C,−C,・・・コンデンサ、R,、R2・・・抵抗、
TR,・・・トランジスタ、TRC,TRCA・・・ト
ランジスタ回路、V ac・・・電源、XTL、・・・
水晶振動子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基本周波数およびn次の周波数の信号を発生する水
晶振動子と、この発生されたn次の周波数の信号を発振
出力するトランジスタ回路とを備えたオーバトーン水晶
発振回路において、 上記水晶振動子は、上記トランジスタ回路のベースとコ
レクタとの間に接続され、n次の周波数での値がn次未
満の周波数での値以下である等価抵抗を有し、 上記トランジスタ回路はn次未満の周波数のときに上記
水晶振動子から回路側を見たインピーダンスの負性抵抗
値の絶対値を上記水晶振動子の等価抵抗値に比較して十
分小さい値に抑える抑制手段を含む ことを特徴とするオーバトーン水晶発振回路。 2、上記抑制手段は上記トランジスタのベースとコレク
タとの間に挿入された容量性のインピーダンスで構成さ
れた請求項1記載のオーバトーン水晶発振回路。 3、上記nは3以上の奇数である請求項1記載のオーバ
トーン水晶発振回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4997990A JPH03252207A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | オーバトーン水晶発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4997990A JPH03252207A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | オーバトーン水晶発振回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03252207A true JPH03252207A (ja) | 1991-11-11 |
Family
ID=12846136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4997990A Pending JPH03252207A (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | オーバトーン水晶発振回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03252207A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003273700A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-09-26 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 水晶発振器と水晶発振器の製造方法 |
JP2005094727A (ja) * | 2002-11-11 | 2005-04-07 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 水晶振動子、水晶ユニット、水晶発振器とそれらの製造方法 |
JP2005168066A (ja) * | 2002-01-11 | 2005-06-23 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 電子機器 |
JP2008228334A (ja) * | 2002-01-11 | 2008-09-25 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 水晶振動子と水晶ユニットの製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6331121A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS6427603A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-30 | Kobe Steel Ltd | Pressure crystallizing method |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP4997990A patent/JPH03252207A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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JP4074935B2 (ja) * | 2002-01-11 | 2008-04-16 | 有限会社ピエデック技術研究所 | 水晶発振器と水晶発振器の製造方法 |
JP2008228334A (ja) * | 2002-01-11 | 2008-09-25 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 水晶振動子と水晶ユニットの製造方法 |
JP2008259216A (ja) * | 2002-01-11 | 2008-10-23 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 水晶発振器の製造方法と水晶発振器を搭載した携帯機器の製造方法 |
JP2005094727A (ja) * | 2002-11-11 | 2005-04-07 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 水晶振動子、水晶ユニット、水晶発振器とそれらの製造方法 |
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