JPH09298421A - 電気回路及びその測定用端子回路 - Google Patents

電気回路及びその測定用端子回路

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JPH09298421A
JPH09298421A JP13746196A JP13746196A JPH09298421A JP H09298421 A JPH09298421 A JP H09298421A JP 13746196 A JP13746196 A JP 13746196A JP 13746196 A JP13746196 A JP 13746196A JP H09298421 A JPH09298421 A JP H09298421A
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JP
Japan
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power supply
circuit
semiconductor switch
voltage
terminal
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JP13746196A
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English (en)
Inventor
Toshiichi Uchiyama
敏一 内山
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 TCO等をIC化して小型化した場合に上記
温度補償の調整等のために設けられたスイッチ類のオン
抵抗を低く抑えて調整精度を向上させることができる電
気回路及びその測定用端子回路を提供する。 【解決手段】 IC化した回路において調整のために設
けられたスイッチ群へ駆動電源電圧を供給するための外
部電源供給端子を備えることにより、調整時に上記スイ
ッチ群へ加える電源電圧を高くすることができる手段を
有する構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、IC化されたTC
D等に適した電気回路に関し、特に調整のために設けら
れたスイッチ類のオン抵抗を必要に応じて小さくするこ
とによりアナログ信号や微小電圧調整の精度を高めるこ
とができる測定用端子回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、発振器の周波数安定度に影響を
及ぼす外部要因は種々あるが、そのうちで実用上最も大
きな要因をなすのはその発振器の置かれる場所の温度で
ある。以下、水晶振動子を用いた温度補償水晶発振器
(TCXO)を例に説明する。即ち、上記温度による影
響を排除するためには種々の方法が提案されているが、
その一つに補償回路によって水晶発振器の負荷容量を変
化させることによって発振周波数を周囲温度の変化に対
して所望の偏差に安定化する温度補償水晶発振器(TC
XO)が知られている。従来の温度補償水晶発振器(T
CXO)の基本構成は、図4(a)に示す様に水晶振動
子3と増幅器4に直列にバラクタダイオード(バリキャ
ップ)2を挿入し、補償回路1によって発生する直流電
圧を前記バリキャップに印加するものである。なお、上
記バラクタダイオード2に接続されたコンデンサcは、
制御感度(AFC感度)を調整するための容量(コンデ
ンサ)である。また、上記補償回路1は、図4(b)に
示すように複数のサーミスタR(T)と抵抗Rを含む抵
抗回路網で形成されており水晶発振器の発振周波数が温
度変化に伴って変化する際、各温度においてその変化を
打ち消すようなバリキャップの容量となるように直流電
圧を発生するように構成されている。なお補償回路1は
上記抵抗回路網の各回路素子を製品毎に付け換えること
によって水晶の温度特性のばらつきや他の回路素子のば
らつきを補正して、希望する温度範囲において規定する
周波数偏差以下となるように調整するのが一般的であ
る。なお、TCXOとしては、上記図4に示したように
サーミスタと抵抗等の補償回路によって単に直流電圧変
化を発生する間接型の他に、サーミスタとコンデンサと
の並列回路を直接水晶振動子に直列に接続し、該補償回
路に直接高周波電流を流し、温度によるサーミスタの抵
抗変化によって、等価直列容量を変化させることにより
温度補償を行う直接型がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した如
く、サーミスタとコンデンサとの並列回路を水晶振動子
に接続する直接型TCXOにおいては、サーミスタの温
度特性そのものが温度補償特性を左右するが、一方、サ
ーミスタのB定数や常温値の抵抗値等の温度特性は入手
し得る材料の種類が限られるため、さほど種類が多くな
く、水晶のカット角の誤差範囲の全てについて適したサ
ーミスタが得られる訳ではない。また、周波数安定度を
より厳しく微小に抑圧するためには並列コンデンサの値
や感度調整用にサーミスタに直列又は並列に接続する抵
抗の値を厳密に選択する必要があり、工数増加と歩留率
の悪化を伴っていた。一方、間接型TCXOにおいて
は、図4(a)、(b)に示したように構成するが、上
記補償回路1の抵抗回路網がかなりのスペースを必要と
する構成となっているので小型化に限界があるものであ
った。すなわち、従来の間接型TCXOにおいても補償
回路の抵抗回路網においては、その抵抗素子の各回路定
数の調整は、その抵抗素子自身を差し換え、その都度温
度試験を繰り返して行っていたので差し換え用の抵抗
は、補償回路の差し換え可能なようにIC外部に配置し
なければならず、結果として小型化を妨げていた。ま
た、上記抵抗素子の差し換え作業は直接型と同様手間が
かかり非効率であった。
【0004】そこで、上記TCXOの補償回路を中心に
IC化して画期的な小型化および調整の効率化を達成さ
せることが望まれているが、上記IC化のためには以下
の様な問題点があった。すなわち、上記TCXOをIC
化する場合、上記温度補償の調整や測定のために外部か
らIC内部の回路接続点へ接続する外部テスト端子を設
ける必要があるが、接続したい回路接続点が非常に多
く、単純に接続するとICに沢山の外部テスト端子を設
けなければならず、IC自体が大きくなって、小型化が
阻害されるという問題点があった。上記問題点を回避す
るためには、外部テスト端子数を少なくするために上記
テスト端子と回路接続点との間に任意接続点への接続制
御が可能なスイッチ群を配設することが考えられるが、
このスイッチ群は実際には半導体スイッチ回路を用いる
ことになるが、通常TCO等に備えられ、又は供給され
る電源、電圧は低いので、これら半導体スイッチを完全
にONすることが困難であり、高いオン抵抗を有するこ
ととなる。従って、その高いON抵抗によっては測定精
度(すなわち、調整精度)を高くすることがむずかし
い。上記半導体スイッチのON抵抗を小さくするために
は上記半導体スイッチに供給する電圧を高くすればよい
が、低電圧、低消費電流化をめざす近年の要望に逆行す
ることになる。
【0005】
【目的】本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
って、TCO等の電子回路をIC化して小型化した場合
に温度補償の調整のために設けられたスイッチ類のオン
抵抗を低く抑えて調整精度を向上させることができる電
気回路及びその測定回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、内部回路の各部分の抵抗、電圧、電流等
を測定するための外部端子を備えた電気回路において、
一つの外部端子が複数の半導体スイッチを介して複数の
測定部分と結線されると共に、上記半導体スイッチが外
部電源によってもON−OFF駆動されることを特徴と
する。本発明の他の特徴は、IC化した温度補償発振器
(TCO)において補償回路の調整のために設けられた
スイッチ群へ駆動電源電圧を供給するためのTCO調整
回路において、上記スイッチ群へ加える駆動電源電圧を
調整工程時において高くする手段を具備することであ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて説明する。図1は、本発明によるTCXO調
整回路の一実施形態を有するIC化された温度補償水晶
発振器(TCXO)の構成ブロック図である。図1に示
す様に、上記TCXOは、温度軸に対して特定の関数電
圧を発生させるための補償回路部および発振回路部を有
するIC化されたIC部5と、上記IC部5に外付けで
接続されたバリキャップ部6と、上記バリキャップ部6
に接続された水晶振動子7とを有する構成となってい
る。なお、補償回路のサーミスタ部8は上記IC部5に
外付けで接続されたもので、温度変化に伴って温度の3
次関数の直流電圧を発生するものである。上記IC部5
は、温度補償の調整や測定を行うための種々の信号を入
出力する複数のテスト端子を含む入出力端子群9と、上
記端子群9に接続された切替回路10と、上記切替回路
10に接続されたメモリ(EE−PROM)11と、上
記メモリ11に接続されたレギュレータ12と、上記切
替回路10およびメモリ11およびサーミスタ部8およ
びバリキャップ部6に接続された可変抵抗回路網13
と、上記切替回路10およびメモリ11およびバリキャ
ップ部6に接続された分圧回路14と、上記バリキャッ
プ部6に接続された発振回路15と、上記発振回路15
および出力端子16に接続された出力バッファ17と、
上記レギュレータ12に接続された第1の電源端子(内
部電源端子)18と、上記切替回路10およびメモリ1
1に接続された第2の電源端子(テスト用外部電源端
子)19と、上記メモリ11に接続された第3の電源端
子(メモリ書き込み用電源端子)20と、上記第1の電
源端子18よりの供給ライン21と上記第2の電源端子
19よりの供給ライン22との間に接続された直流電流
に対し一方向性を有する素子(ダイオード)23とを有
する構成となっている。
【0008】そして、上記切替回路10は、図2に示す
様に、温度補償の調整や測定等を行うための複数の外部
テスト端子24を含む端子群9よりのライン25を多数
のライン26へ切替制御するための多数の半導体スイッ
チ27で構成され、上記半導体スイッチ27には上記第
2の電源端子19よりの第2の電源(高外部電源:例え
ばTESTVDD=5V)が印加されると共に、上記第
2の電源の印加がない状態では上記第1の電源端子18
に供給される第1の電源(低内部電源:例えばVDD=
3V)が上記ダイオード23を介して印加される様にな
っている。
【0009】次に、図3の動作フローチャートを参照し
て、上記TCXOの製造過程、特に調整過程における処
理の概要を説明する。まず、ステップ100において、
補償する前の温度特性を測定し、各温度における周波数
偏のデータを取得し、上記切替回路10を介して上記端
子群9より上記メモリ11へ上記分圧回路14の分圧や
可変抵抗回路網13の温度特性やレギュレータ12の出
力電圧のばらつきの補正を含めた補正データを書き込む
(ステップ101)。次に、ステップ102において、
実際に補償動作を機能させて各温度における出力周波数
および必要があれば各部の電圧を測定する。その結果、
周波数の温度特性が規定値以内であれば調整を終了する
が、規格値を満たさない場合は(ステップ103にてN
O)、その測定結果に基づいて更に部分的に補正データ
を上記メモリ11へ書き込む(ステップ104)。この
ような調整を終えたTCXOでは、実際の動作において
は、上記メモリ11より上記調整済の補正データが読み
出され、上記温度特性や出力電圧のばらつきを補正する
ために上記補正データが必要とする上記IC部5内の各
部(上記切替回路10、レギュレータ12、可変抵抗回
路網13、分圧回路14)へ送られる。また、使用時に
おいては、ユーザにより上記分圧回路14によるAFC
感度の調整が行われることもある。
【0010】次に、本発明の要部であるTCXO調整用
端子回路について説明する。上記TCXO調整用端子回
路は、上記半導体スイッチ27に加える電源電圧を高く
すればそのON抵抗が低くなることに着目し、上記調整
工程において上記半導体スイッチ27のON抵抗を低く
抑える様に上記切替回路10へ第2の電源(高外部電
源:TESTVDD=5V)を供給するためのもので、
構成的には、上記切替回路10と、調整時に上記切替回
路10へ上記第2の電源を供給するための第2の電源端
子19および供給ライン22と、上記使用工程において
上記切替回路10へ上記第1の電源(低内部電源:VD
D=3V)を供給するための第1の電源端子18および
供給ライン21およびダイオード23とから成るもので
ある。
【0011】次に、上記TCXO調整回路の動作につい
て説明する。まず、上記調整工程においては、上記第1
の電源端子18より低内部電源:VDD=3V(第1の
電源)が印加されると共に、上記第2の電源端子19よ
り高外部電源:TESTVDD=5V(第2の電源)が
印加される。それにより、上記低内部電源が上記レギュ
レータ12へ供給されてIC部5の駆動が行われると共
に、上記高外部電源が上記切替回路10の半導体スイッ
チ27へ送られる。従って、上記調整工程において上記
切替回路10の半導体スイッチ27が頻繁に切り替えら
れてもそのON抵抗値が低く抑えられるので、その調整
の精度が大幅に向上する。なお、上記調整工程において
は上記第2の電源端子19よりの高外部電源は、上記ダ
イオード23によって上記レギュレータ12側へ流れ込
まない様になっているので、他の回路に規定値以上の電
圧が印加されることはない。
【0012】次に、上記動作工程においては、上記第2
の電源端子19よりの高外部電源の供給はなく、上記第
1の電源端子18よりの低内部電源の供給のみとなる。
それにより、上記低内部電源が上記レギュレータ12へ
供給されると共に上記ダイオード23を介して上記切替
回路10へも供給される。従って、上記切替回路10の
半導体スイッチ27を含むIC部5の全体が上記低内部
電源で駆動されることとなるが、上記動作状態において
は、上記半導体スイッチ27は、不要接続を回避するた
めにオフ設定する等のユーザ使用に供されるのみである
のでON抵抗がある程度大きくても何の問題もない。な
お、上記実施形態においては、低内部電源(第1の電源
VDD)を3Vとし、高外部電源(第2の電源TEST
VDD)を5Vとしたがこれに限定されることなくVD
D<TESTVDDの関係であればどの様な設定でも良
い。
【0013】
【発明の効果】本発明は、以上説明した様に、IC化し
たTCXO等の調整用回路の切替半導体スイッチ制御用
電源電圧を供給する調整工程時において高くする様にし
たので、回路として内部電源供給端子の他に外部から高
い電圧を供給する外部端子を備えたので、調整工程等に
おいて、前記外部端子を利用することによって上記半導
体スイッチのON抵抗を低く抑えれば調整精度が大幅に
向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるTCXO調整回路の一実施形態を
有するIC化された温度補償水晶発振器(TCXO)の
構成ブロック図である。
【図2】図1に示した切替回路の構成図である。
【図3】図1に示したTCXOの調整方法のフローチャ
ートである。
【図4】(a)及び(b)は従来の温度補償水晶発振器
(TCXO)の基本構成図である。
【符号の説明】
1…補償回路、2…バラクタダイオード(バリキャッ
プ)、3、7…水晶振動子、4、15…発振回路(OS
C)、 5…IC部、6…バリキャップ部、
8…サーミスタ部、9…入出力端子
群、 10…切替回路、11…メ
モリ(EE−PROM)、 12…レギュレー
タ、13…可変抵抗回路網、 14…
分圧回路、16…出力端子、
17…出力バッファ、18…第1の電源端子、
19…第2の電源端子、20…第3の電源端
子、 21、22…供給ライン、23
…ダイオード、 24…外部テス
ト端子、25、26…ライン、 2
7…半導体スイッチ、100〜103…各ステップ、

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部回路の各部分の抵抗、電圧、電流等
    を測定するための外部端子を備えた電気回路において、
    上記外部端子の少なくとも一つが複数の半導体スイッチ
    を介して複数の被測定部分と結線されると共に、上記半
    導体スイッチが外部電源によってもON−OFF駆動さ
    れるように構成したことを特徴とする電気回路。
  2. 【請求項2】 上記外部電源の供給ラインと、内部電源
    によって駆動される回路への電源供給ラインとが、直流
    電流に対し一方向性を有する素子によって接続され、上
    記外部電源が内部電源ラインに流入しないようにしたこ
    とを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
  3. 【請求項3】 上記一方向性素子がダイオードと等価な
    素子であることを特徴とする請求項2に記載の電気回
    路。
  4. 【請求項4】 上記外部電源が内部電源より高い電圧で
    あって、上記高外部電源によって、上記半導体スイッチ
    のON抵抗が小さくなるよう制御されるよう構成したこ
    とを特徴とする請求項2に記載の電気回路。
  5. 【請求項5】 IC化した温度補償発振器であって、そ
    の内部回路調整のための外部端子を有し、その外部端子
    の少なくとも一つには半導体スイッチを介して複数の被
    測定部分と結線されており、前記半導体スイッチをON
    状態にする駆動電力を供給するための外部電力供給回路
    を備えたことを特徴とする温度補償発振器。
  6. 【請求項6】 前記外部電力供給回路と半導体スイッチ
    駆動用内部電力供給回路とが直流電流に対し一方向性を
    有する素子によって接続され、外部から供給された電力
    が内部電力供給回路に流入しないようにしたことを特徴
    とする請求項5記載の温度補償発振器。
JP13746196A 1996-05-08 1996-05-08 電気回路及びその測定用端子回路 Pending JPH09298421A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9350291B2 (en) 2013-12-25 2016-05-24 Seiko Epson Corporation Oscillation circuit, oscillator, electronic apparatus, and moving object

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9350291B2 (en) 2013-12-25 2016-05-24 Seiko Epson Corporation Oscillation circuit, oscillator, electronic apparatus, and moving object

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