JPH11284438A - 圧電発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定発振までの起動時間が短い圧電発振器を
提供する。 【解決手段】 電源投入から６０μｓ程度の間、カウン
タ４７から出力される発振制御信号ＯＣＳが“Ｈ”とな
り、クロック信号ＣＬＫが３ステートバッファ４２及び
抵抗４３を介して水晶発振回路５０の水晶発振子５２の
一端に与えられる。一方、水晶発振子５２の他端には、
クロック信号ＣＬＫがインバータ４４で位相を反転さ
れ、３ステートバッファ４５及び抵抗４６を介して与え
られる。これにより、水晶発振子５２の励振が加速され
て短時間に発振が開始される。電源投入から６０μｓ程
度経過すると、発振制御信号ＯＣＳは“Ｌ”となり、３
ステートバッファ４２，４５はハイインピーダンス状態
となり、水晶発振回路５０から切離される。そして、水
晶発振回路５０は水晶発振子５２の固有周波数で発振
し、所定の発振出力ＯＳＣが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶発振子等の圧
電発振子を用いた水晶発振器等の圧電発振器、特に電源
投入後の発振開始から安定した発振までの起動時間が短
い圧電発振器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機等の携帯機器に使用される水
晶発振器では、電源に電池を用いているため、低消費電
力化が強く求められている。特に携帯電話機では実際に
使用される時間の割合が少ないので、待機時に送受信回
路等の主要回路の電源を間欠的にオン／オフする方式が
採用されることが多い。このとき、電源をオンにする時
間を短くして消費電力の低減を図るには、水晶発振器の
起動時間の短縮が不可欠である。

【０００３】従来、起動時間の短縮を図った水晶発振器
として、例えば次のような文献に記載されるものがあっ
た。 文献：特開平９−９３０４０号公報 図２は、前記文献に記載された従来の水晶発振器の主要
部を示す構成図である。この水晶発振器は、縦列接続さ
れたインバータ１１，１２，１３と、帰還用の抵抗１４
及びキャパシタ１５とで構成されたＣＲ発振回路１０を
有している。ＣＲ発振回路１０の出力側は、３ステート
バッファ２１とカウンタ２２の入力側に接続されてい
る。カウンタ２２は、ＣＲ発振回路１０から出力される
クロック信号ＣＬＫをカウントし、そのカウント値が所
定の数に達するまでの間、発振動作加速用の発振制御信
号ＯＣＳを出力するものであり、この発振制御信号ＯＣ
Ｓが３ステートバッファ２１の制御端子に与えられるよ
うになっている。３ステートバッファ２１は、制御端子
に発振制御信号ＯＣＳが与えられている間、その入力側
に与えられたクロック信号ＣＬＫを出力側に出力し、発
振制御信号ＯＣＳが停止すると、その出力インピーダン
スをハイインピーダンスにして出力側の回路を切離すも
のである。

【０００４】３ステートバッファ２１の出力側は、所望
の発振周波数を出力するための水晶発振回路３０に接続
されている。水晶発振回路３０は、インバータ３１と、
帰還用の水晶発振子３２及び抵抗３３と、発振動作安定
用の負荷キャパシタ３４，３５とで構成されており、こ
のインバータ３１の入力側に、３ステートバッファ２１
の出力側が接続されている。そして、インバータ３１の
出力側から水晶発振子３２の固有振動数に対応した周波
数の発振信号ＯＳＣが出力されるようになっている。こ
のような水晶発振器に電源が投入されると、ＣＲ発振回
路１０では、インバータ１１，１２の出力信号が、それ
ぞれ抵抗１４及びキャパシタ１５を介してインバータ１
１の入力側に帰還され、直ちに発振動作が開始して所定
のレベルのクロック信号ＣＬＫが出力される。これに対
し、水晶発振回路３０は、水晶発振子３２の機械的な振
動による圧電現象を利用して発振動作を行うようになっ
ているので、一定の振幅の安定した発振信号ＯＳＣが出
力されるまでの時間は、ＣＲ発振回路１０に比べて長時
間を要する。

【０００５】このため、この水晶発振器では、電源投入
時点から一定時間だけ、ＣＲ発振回路１０のクロック信
号ＣＬＫが、３ステートバッファ２１を通して水晶発振
回路３０の入力側に印加されるようになっている。これ
により、水晶発振子３２の励振が加速され、水晶発振回
路３０単独での発振動作よりも短い時間で発振信号ＯＳ
Ｃの振幅が増加する。そして、水晶発振回路３０の発振
信号ＯＳＣが所定の振幅に達する時間に、３ステートバ
ッファをハイインピーダンス状態にすることによって、
クロック信号ＣＬＫによる励振を停止する。これによ
り、水晶発振回路３０は、水晶発振子３２の固有振動数
に対応した周波数で発振し、所望の周波数の発振信号Ｏ
ＳＣが得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水晶発振器では、次のような課題があった。即ち、水晶
発振子３２の片側をＣＲ発振回路１０のクロック信号Ｃ
ＬＫで励振しているので、ある程度の発振動作の促進効
果が得られるが、起動時間の短縮には一定の限界があ
り、更なる時間短縮に対する要求には、対応することが
できなかった。本発明は、更に起動時間の短縮を実現す
ることのできる水晶発振器等の圧電発振器を提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のうちの第１の発明は、圧電発振器におい
て、電源電位の投入によって駆動され、反転増幅特性を
有する増幅回路の出力信号によって圧電発振子の一端を
励振し、該圧電発振子の他端の出力信号を該増幅回路の
入力側に帰還させて発振信号を出力する発振手段と、前
記電源電位の投入によってクロック信号のカウントを開
始し、そのカウント値が所定の値に達するまでの間、発
振動作加速用の発振制御信号を出力する発振制御手段
と、前記発振制御信号によって制御され、該発振制御信
号が与えられている間、前記クロック信号を前記圧電発
振子の他端に印加する第１の印加手段と、前記発振制御
信号によって制御され、該発振制御信号が与えられてい
る間、前記クロック信号の位相を反転して前記圧電発振
子の一端に印加する第２の印加手段とを備えている。

【０００８】第１の発明によれば、以上のように圧電発
振器を構成したので、次のような作用が行われる。電源
電位が投入されると、発振制御手段から発振制御信号が
出力され、クロック信号が第１の印加手段を通して発振
手段の圧電発振子の他端に印加され、更に反転されたク
ロック信号が第２の印加手段を通して該圧電発振子の一
端に印加される。発振手段において、これらのクロック
信号が印加された状態で圧電発振子が励振されて発振動
作が開始する。そして、発振制御手段におけるクロック
信号のカウント値が所定の値に達すると発振制御信号が
停止され、クロック信号の圧電発振子への印加は停止さ
れて発振手段単独での発振動作に移行する。

【０００９】第２の発明は、圧電発振器において、電源
電圧が供給されて動作し、反転増幅特性を有する増幅回
路の出力信号によって圧電発振子の一端を励振し、該圧
電発振子の他端の出力信号を該増幅回路の入力側に帰還
させて発振信号を出力する発振手段と、電源電位の投入
によってクロック信号のカウントを開始し、そのカウン
ト値が第１の値に達するまでの間、発振動作加速用の発
振制御信号を出力する発振制御手段と、第１の発明と同
様の第１及び第２の印加手段を備えている。更に、この
圧電発振器には、前記電源電位の投入によって前記クロ
ック信号のカウントを開始し、そのカウント値が前記第
１の値よりも大きい第２の値に達するまでの間、電源電
位上昇用の昇圧制御信号を出力する昇圧制御手段と、前
記昇圧制御信号によって制御され、該昇圧制御信号が与
えられている間は前記電源電位の電圧を昇圧して該電源
電位よりも高い前記電源電圧を生成して前記発振手段に
供給し、該昇圧制御信号が停止したときには該電源電位
の電圧をそのまま前記電源電圧として該発振手段に供給
する電圧供給手段とが設けられている。

【００１０】第２の発明によれば、次のような作用が行
われる。電源電位が投入されると、昇圧制御手段によっ
てクロック信号のカウントが開始されるとともに、この
昇圧制御手段から昇圧制御信号が電圧供給手段に与えら
れる。電圧供給手段によって電源電位よりも高い電源電
圧が生成され、発振手段に供給される。また、発振制御
手段によってクロック信号のカウントが開始されるとと
もに、この発振制御手段から発振制御信号が出力され、
このクロック信号が第１の印加手段を通して発振手段の
圧電発振子の他端に印加される。更に、反転されたクロ
ック信号が第２の印加手段を通して該圧電発振子の一端
に印加される。発振手段において、これらのクロック信
号が印加された状態で圧電発振子が励振されて発振動作
が開始する。発振制御手段におけるクロック信号のカウ
ント値が第１の値に達すると、発振制御信号が停止さ
れ、クロック信号の圧電発振子への印加は停止されて、
発振手段単独での発振動作に移行する。更に、昇圧制御
手段におけるクロック信号のカウント値が第２の値に達
すると昇圧制御信号が停止され、電圧供給手段から発振
手段に供給される電源電圧は、電源電位に等しくなる。

【００１１】第３の発明は、圧電発振器において、電源
電位の投入によって駆動され、反転増幅特性を有する増
幅回路の出力信号によって圧電発振子の一端を励振し、
該圧電発振子の他端の出力信号を該増幅回路の入力側に
帰還させて発振信号を出力する発振手段と、前記発振手
段における前記圧電発振子の一端及び他端と、共通電位
との間にそれぞれ接続され、容量制御信号が与えられた
ときには発振動作安定用の負荷容量が第１の静電容量と
なり、該容量制御信号が与えられないときには該第１の
静電容量よりも大きな第２の静電容量に切替えられる負
荷手段とを備えている。

【００１２】更に、この圧電発振器には、第２の発明と
同様の発振制御手段と、第１及び第２の印加手段と、前
記発振制御信号によって制御され、該発振制御信号が与
えられている間、前記クロック信号を前記圧電発振子の
他端に印加する第１の印加手段と、前記発振制御信号に
よって制御され、該発振制御信号が与えられている間、
前記クロック信号の位相を反転して前記圧電発振子の一
端に印加する第２の印加手段と、前記電源電位の投入に
よってクロック信号のカウントを開始し、そのカウント
値が前記第１の値よりも大きい第２の値に達するまでの
間、前記容量制御信号を前記負荷手段に出力する負荷制
御手段とが設けられている。

【００１３】第３の発明によれば、次のような作用が行
われる。電源電位が投入されると、負荷制御手段によっ
てクロック信号のカウントが開始されるとともに、この
負荷制御手段から容量制御信号が負荷手段に与えられ、
この負荷手段は第１の静電容量となる。また、発振制御
手段によってクロック信号のカウントが開始されるとと
もに、この発振制御手段から発振制御信号が出力され、
このクロック信号が第１の印加手段を通して発振手段の
圧電発振子の他端に印加される。更に、反転されたクロ
ック信号が第２の印加手段を通して該圧電発振子の一端
に印加される。発振手段において、これらのクロック信
号が印加され、かつ第１の静電容量の負荷が接続された
状態で圧電発振子が励振されて発振動作が開始する。発
振制御手段におけるクロック信号のカウント値が第１の
値に達すると、発振制御信号が停止され、クロック信号
の圧電発振子への印加は停止されて、発振手段単独での
発振動作に移行する。更に、負荷制御手段におけるクロ
ック信号のカウント値が第２の値に達すると容量制御信
号が停止され、負荷手段の負荷容量は第２の静電容量に
切替えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】第１の実施形態 図１は、本発明の第１の実施形態を示す水晶発振器の構
成図である。この水晶発振器は、例えば携帯電話機の送
受信回路に供給するための基準周波数を発振するもので
あり、クロック端子４１を有している。クロック端子４
１には、携帯電話機が待機状態のときに低消費電力モー
ドで動作するための２５０ｋＨｚ程度のクロック信号Ｃ
ＬＫが、常時与えられるようになっている。クロック端
子４１には、第１の印加手段（例えば、縦続接続された
３ステートバッファ４２、及び抵抗器４３）と、第２の
印加手段（例えば、縦続接続されたインバータ４４、３
ステートバッファ４５、及び抵抗器４６）と、発振制御
手段（例えば、カウンタ）４７とが接続されている。

【００１５】カウンタ４７は、図示しない電源電圧ＶＣ
Ｃの投入によってクロック信号ＣＬＫのカウントを開始
するもので、カウント値が例えば１５以下の間は出力側
にレベル“Ｈ”の発振制御信号ＯＣＳを出力し、このカ
ウント値が１６以上になると発振制御信号ＯＣＳをレベ
ル“Ｌ”にするものである。カウンタ４７の出力側は、
３ステートバッファ４２，４５の制御端子に接続されて
いる。３ステートバッファ４２，４５は、制御端子に与
えられる発振制御信号ＯＣＳが“Ｈ”の時に、その入力
側の信号を出力側に出力し、この発振制御信号ＯＣＳが
“Ｌ”になると出力側をハイインピーダンスにするもの
である。３ステートバッファ４２，４５の出力側は、そ
れぞれゲート保護のためのバッファ用の抵抗４３，４６
を介して発振手段（例えば、水晶発振回路）５０に接続
されている。

【００１６】水晶発振回路５０は、反転増幅回路として
用いられるインバータ５１を有している。インバータ５
１の入力側には、帰還用の水晶発振子５２と抵抗５３の
一端が接続され、この水晶発振子５２と抵抗５３の他端
が、インバータ５１の出力側に接続されている。また、
インバータ５１の入出力側は、それぞれ発振動作安定用
の負荷キャパシタ５４，５５を介して接地電位ＧＮＤに
接続されている。水晶発振子５２の一端は、抵抗４３を
介して３ステートバッファ４２の出力側に接続され、こ
の水晶発振子５２の他端が、抵抗４６を介して３ステー
トバッファ４５の出力側に接続されている。そして、水
晶発振回路５０のインバータ５１の出力側に、水晶発振
子５２の固有振動数に対応した周波数（例えば、１０Ｍ
Ｈｚ）の発振信号ＯＳＣが出力されるようになってい
る。

【００１７】次に、動作を説明する。この水晶発振器が
待機モードのとき、３ステートバッファ４２，４５、カ
ウンタ４７、及びインバータ５１には、図示しない電源
電圧ＶＣＣが印加されておらず、この水晶発振器は停止
状態となっている。次に、例えば３Ｖの電源電圧ＶＣＣ
が印加されて水晶発振器が動作モードに変化すると、水
晶発振回路５０におけるインバータ５１、水晶発振子５
２、及び抵抗５３等による発振動作が開始される。一
方、カウンタ４７によって、クロック端子４１に与えら
れているクロック信号ＣＬＫのカウントも開始される。
カウンタ４７のカウント開始直後は、そのカウント値が
１５以下であるので、このカウンタ４７から出力される
発振制御信号ＯＣＳは“Ｈ”となっている。これによ
り、３ステートバッファ４２，４５はオン状態となり、
クロック端子４１に与えられているクロック信号ＣＬＫ
が、抵抗４３を介して水晶発振回路５０の水晶発振子５
２の一端に印加される。また、クロック信号ＣＬＫは、
インバータ４４で位相が反転され、３ステートバッファ
４５、及び抵抗４６を介して水晶発振子５２の他端に印
加される。

【００１８】従って、水晶発振子５２の両端は、１８０
゜位相の異なる２つのクロック信号ＣＬＫによって強制
的に駆動されることになる。このため、水晶発振回路５
０における発振開始時の水晶発振子５２の機械的な振動
の振幅は急速に大きくなり、これに伴って、インバータ
５１の出力側に得られる発振信号ＯＳＣの振幅も急激に
増大する。電源電圧ＶＣＣの投入後、６０μｓ程度経過
してカウンタ４７のカウント値が１６になると、このカ
ウンタ４７から出力される発振制御信号ＯＣＳは“Ｌ”
に変化する。これにより、３ステートバッファ４２，４
５は、ハイインピーダンス状態となって、水晶発振回路
５０から切離される。一方、水晶発振回路５０は、強制
的に印加されていたクロック信号ＣＬＫが無くなること
により、水晶発振子５２の振動は、元来の固有振動数に
基づいた振動に移行する。そして、インバータ５１の出
力側には所定の周波数の発振信号ＯＳＣが出力される。

【００１９】以上のように、この第１の実施形態の水晶
発振器は、電源投入直後の短時間だけ、水晶発振子５２
の両端に１８０゜位相の異なるクロック信号ＣＬＫを印
加するための３ステートバッファ４２，４５、インバー
タ４４、及びカウンタ４７を有している。これにより、
短時間に水晶発振子５２を励振することが可能になり、
安定した発振信号ＯＳＣが得られるまでの起動時間の短
縮が可能になる。

【００２０】第２の実施形態 図３は、本発明の第２の実施形態を示す水晶発振器の構
成図であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号
が付されている。この水晶発振器は、図１の水晶発振器
に昇圧制御手段（例えば、カウンタ）４８と、電圧供給
手段（例えば、昇圧電源回路）６０とが追加された構成
になっている。カウンタ４８の入力側はクロック端子４
１に接続されており、電源電圧ＶＣＣの投入によってク
ロック信号ＣＬＫのカウントを開始するものである。カ
ウンタ４８は、カウント値が例えば１２５以下の間は出
力側に“Ｈ”の昇圧制御信号ＢＣＳを出力し、このカウ
ント値が１２５を越えると昇圧制御信号ＢＣＳを“Ｌ”
にするものである。カウンタ４８の出力側は、昇圧電源
回路６０に接続されている。

【００２１】昇圧電源回路６０は、例えばダイオード６
１ａ，６１ｂ，…，６１ｇ、及びキャパシタ６１ｈ，６
１ｉ，…，６１ｋで構成されるチャージポンプによる昇
圧部６１を有している。昇圧部６１は、２相クロック信
号φ１，φ２の電圧をキャパシタ６１ｈ〜６１ｋに交互
に充電することによって、電源電圧ＶＣＣよりも高い電
源電圧ＶＰＰ（例えば、５Ｖ）を生成するものである。
昇圧部６１には、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（以
下、「ＮＭＯＳ」という）６２、及びＰチャネルＭＯＳ
トランジスタ（以下、「ＰＭＯＳ」という）６３による
スイッチを介して電源電圧ＶＣＣが与えられるようにな
っている。ＮＭＯＳ６２のゲートには、カウンタ４８か
らの昇圧制御信号ＢＣＳが、ＰＭＯＳ６３のゲートに
は、インバータ６４を介して昇圧制御信号ＢＣＳが与え
られるようになっている。昇圧部６１の出力側は、昇圧
制御信号ＢＣＳでオン／オフ制御されるＮＭＯＳ６５を
通して水晶発振回路５０のインバータ５１の電源端子に
接続されている。また、電源電圧ＶＣＣは、昇圧制御信
号ＢＣＳでオン／オフ制御されるＰＭＯＳ６６を通して
インバータ５１の電源端子に接続されている。その他の
構成は、図１と同様である。

【００２２】このような水晶発振器に電源電圧ＶＣＣが
印加されると、カウンタ４８のカウント動作が開始され
るとともに、このカウンタ４８から出力される昇圧制御
信号ＢＣＳが“Ｈ”となる。これにより、ＮＭＯＳ６
２，６５、及びＰＭＯＳ６３がオン状態となり、電源電
圧ＶＣＣが昇圧部６１に印加される。そして、昇圧部６
１で電源電圧ＶＣＣよりも高い電源電圧ＶＰＰが生成さ
れ、この電源電圧ＶＰＰがＮＭＯＳ６５を介して、イン
バータ５１の電源端子に与えられる。一方、電源電圧Ｖ
ＣＣの印加により、カウンタ４７でもクロック信号ＣＬ
Ｋのカウントが開始される。カウンタ４７のカウント開
始直後からカウント値が１６に達するまでの間は、図１
の水晶発振器と同様に、クロック信号ＣＬＫが３ステー
トバッファ４２，４５を介して水晶発振子５２の両端に
印加され、水晶発振回路５０の発振開始動作が加速され
る。そして、カウンタ４７のカウント値が１６に達する
と、水晶発振子５２に対する強制励振は停止して、イン
バータ５１による単独の発振動作に移行する。このと
き、インバータ５１には通常時の電源電圧ＶＣＣよりも
高い電源電圧ＶＰＰが供給されている。

【００２３】更に、電源電圧ＶＣＣの印加より約０．５
ｍｓ経過後に、カウンタ４８のカウント値が１２５を越
えると、昇圧制御信号ＢＣＳは“Ｌ”となって、ＮＭＯ
Ｓ６２，６５、及びＰＭＯＳ６３がオフ状態、ＰＭＯＳ
６６がオン状態となる。これにより、昇圧部６１の動作
が停止し、電源電圧ＶＣＣがＰＭＯＳ６６を介してイン
バータ５１の電源端子に与えられ、この水晶発振器は通
常の動作状態に移行する。以上のように、この第２の実
施形態の水晶発振器は、第１の実施形態の水晶発振器
に、電源電圧ＶＣＣの投入から一定時間の間だけ、この
電源電圧ＶＣＣよりも高い電源電圧ＶＰＰを生成して水
晶発振回路５０のインバータ５１に供給するためのカウ
ンタ４８と昇圧電源回路６０とを追加している。これに
より、第１の実施形態の水晶発振器よりも、更に起動時
間の短縮が可能になる。

【００２４】第３の実施形態 図４は、本発明の第３の実施形態を示す水晶発振器の構
成図であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号
が付されている。この水晶発振器は、図１の水晶発振器
に負荷制御手段（例えば、カウンタ）４９を追加すると
ともに、水晶発振回路５０に代えて、これに機能が若干
追加された水晶発振回路５０Ａを設けた構成になってい
る。

【００２５】カウンタ４９の入力側はクロック端子４１
に接続されており、電源電圧ＶＣＣの投入によってクロ
ック信号ＣＬＫのカウントを開始するものである。カウ
ンタ４９は、カウント値が例えば１２５以下の間は出力
側に“Ｈ”の容量制御信号ＣＣＳを出力し、このカウン
ト値が１２５を越えると容量制御信号ＣＣＳを“Ｌ”に
するようになっている。カウンタ４９の出力側は、水晶
発振回路５０Ａに接続されている。

【００２６】水晶発振回路５０Ａは、図１中の水晶発振
回路５０における負荷キャパシタ５４，５５に代えて、
負荷手段（例えば、負荷部）７０を設けたものである。
負荷部７０は、インバータ５１の入力側と接地電位ＧＮ
Ｄとの間に直列接続されたキャパシタ７１，７２、この
インバータ５１の出力側と接地電位ＧＮＤとの間に直列
接続されたキャパシタ７３，７４を有している。更に、
キャパシタ７２，７４の両端には、それぞれ容量制御信
号ＣＣＳによってオン／オフ制御されるＰＭＯＳ７５，
７６が接続されている。その他の構成は、図１と同様で
ある。このような水晶発振器に電源電圧ＶＣＣが印加さ
れると、カウンタ４９のカウント動作が開始されるとと
もに、このカウンタ４９から出力される容量制御信号Ｃ
ＣＳが“Ｈ”になる。これにより、負荷部７０内のＰＭ
ＯＳ７５，７６がオフ状態となり、インバータ５１の入
力側の負荷容量は直列接続されたキャパシタ７１，７
２、出力側の負荷容量は直列接続されたキャパシタ７
３，７４となる。即ち、インバータ５１の負荷は、通常
動作時の負荷容量であるキャパシタ７１，７３に比べて
軽くなる。

【００２７】一方、電源電圧ＶＣＣの印加により、カウ
ンタ４７でもクロック信号ＣＬＫのカウントが開始され
る。カウンタ４７のカウント開始直後からカウント値が
１６に達するまでの間は、図１の水晶発振器と同様に、
クロック信号ＣＬＫが３ステートバッファ４２，４５を
介して水晶発振子５２の両端に印加され、水晶発振回路
５０Ａの発振開始動作が加速される。そして、カウンタ
４７のカウント値が１６に達すると、水晶発振子５２に
対する強制励振は停止して、インバータ５１による単独
の発振動作に移行する。更に、電源電圧ＶＣＣの印加よ
り約０．５ｍｓ経過後に、カウンタ４９のカウント値が
１２５を越えると、容量制御信号ＣＣＳは“Ｌ”とな
り、ＰＭＯＳ７５，７６がオン状態となる。これによ
り、負荷部７０の負荷容量はキャパシタ７１、７３とな
り、この水晶発振器は通常の動作状態に移行する。

【００２８】以上のように、この第３の実施形態の水晶
発振器は、第１の実施形態の水晶発振器に、電源電圧Ｖ
ＣＣの投入から一定時間の間だけ、負荷容量を軽くして
発振動作を促進するために、カウンタ４９を追加すると
ともに、負荷部７０を設けている。これにより、第１の
実施形態の水晶発振器よりも、更に起動時間の短縮が可
能になる。

【００２９】なお、本発明は、上記実施形に限定され
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の（ａ）〜（ｇ）のようなものがある。 （ａ） 水晶発振子５２に代えて、セラミック発振子等
の圧電素子を用いても良い。 （ｂ） クロック信号ＣＬＫは、常時発振している別の
発振回路から供給されるようになっているが、図２の従
来の水晶発振器と同様に、発振起動時間の短いＣＲ発振
回路等を用いても良い。これにより、待機時に完全に電
源を切断することができる。 （ｃ） カウンタ４７，４８，４９のカウント値は、実
施形態で例示した値に限定されず、実際に適用する回路
に応じて適切な値を設定することができる。

【００３０】（ｄ） カウンタ４８，４９は、外部から
与えられるクロック信号ＣＬＫをカウントするようにな
っているが、この水晶発振器の発振信号ＯＳＣをカウン
トするようにしても良い。これにより、この水晶発振器
の発振信号ＯＳＣに基づいて、電源電圧や負荷容量を通
常の値に戻すことができるので、確実に発振動作の制御
ができるという利点がある。 （ｅ） 昇圧電源回路６０の構成は、図３の回路に限定
されず、昇圧制御信号ＢＣＳによって、電源電圧ＶＣＣ
よりも高い電源電圧ＶＰＰをインバータ５１に供給する
ことができるものであれば、どのような回路でも適用可
能である。 （ｆ） 負荷部７０の構成は、図４の回路に限定され
ず、容量制御信号ＣＣＳによって負荷容量を制御できる
ものであれば良い。例えば、容量制御信号ＣＣＳを負論
理にして、ＰＭＯＳ７５，７６をＮＭＯＳに代えた構成
等でも良い。 （ｇ） クロック信号ＣＬＫ、及び発振信号ＯＳＣの周
波数は、実施形態で例示した周波数に限定されず、目的
に応じた周波数を使用することができる。但し、これら
のクロック信号ＣＬＫと発振信号ＯＳＣの周波数が近い
ほど、発振加速効果は大きくなる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、電源電位の投入後の所定時間だけ、圧電発振
子の両端にそれぞれ１８０゜位相の異なるクロック信号
を印加し、この圧電発振子の励振を加速するための発振
制御手段と第１及び第２の印加手段とを有している。こ
れにより、起動時間の短い圧電発振器が得られる。第２
の発明によれば、第１の発明の圧電発振器に、電源電位
の投入から一定時間の間、この電源電位よりも高い電源
電圧を生成して発振手段に供給するための昇圧制御手段
と電圧供給手段とを設けている。これにより、第１の発
明の圧電発振器よりも、更に起動時間の短い圧電発振器
が得られる。第３の発明によれば、第１の発明の発振手
段における負荷を、静電容量の切替えが可能な負荷手段
に代えるとともに、電源電位の投入から一定時間の間こ
の負荷手段を静電容量を小さい方に切替えるため負荷制
御手段を設けている。これにより、第１の発明の圧電発
振器よりも、更に起動時間の短い圧電発振器が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す水晶発振器の構
成図である。

【図２】従来の水晶発振器の主要部を示す構成図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す水晶発振器の構
成図である。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す水晶発振器の構
成図である。

【符号の説明】

４２，４５ ３ステートバッファ ４４，５１ インバータ ４３，４６，５３ 抵抗 ４７，４８，４９ カウンタ ５０，５０Ａ 水晶発振回路 ５２ 水晶発振子 ５４，５５ 負荷キャパシタ ６０ 昇圧電源回路 ６１ 昇圧部 ７０ 負荷部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源電位の投入によって駆動され、反転
   増幅特性を有する増幅回路の出力信号によって圧電発振
   子の一端を励振し、該圧電発振子の他端の出力信号を該
   増幅回路の入力側に帰還させて発振信号を出力する発振
   手段と、 前記電源電位の投入によってクロック信号のカウントを
   開始し、そのカウント値が所定の値に達するまでの間、
   発振動作加速用の発振制御信号を出力する発振制御手段
   と、 前記発振制御信号によって制御され、該発振制御信号が
   与えられている間、前記クロック信号を前記圧電発振子
   の他端に印加する第１の印加手段と、 前記発振制御信号によって制御され、該発振制御信号が
   与えられている間、前記クロック信号の位相を反転して
   前記圧電発振子の一端に印加する第２の印加手段とを、 備えたことを特徴とする圧電発振器。
2. 【請求項２】 電源電圧が供給されて動作し、反転増幅
   特性を有する増幅回路の出力信号によって圧電発振子の
   一端を励振し、該圧電発振子の他端の出力信号を該増幅
   回路の入力側に帰還させて発振信号を出力する発振手段
   と、 電源電位の投入によってクロック信号のカウントを開始
   し、そのカウント値が第１の値に達するまでの間、発振
   動作加速用の発振制御信号を出力する発振制御手段と、 前記発振制御信号によって制御され、該発振制御信号が
   与えられている間、前記クロック信号を前記圧電発振子
   の他端に印加する第１の印加手段と、 前記発振制御信号によって制御され、該発振制御信号が
   与えられている間、前記クロック信号の位相を反転して
   前記圧電発振子の一端に印加する第２の印加手段と、 前記電源電位の投入によって前記クロック信号のカウン
   トを開始し、そのカウント値が前記第１の値よりも大き
   い第２の値に達するまでの間、電源電位上昇用の昇圧制
   御信号を出力する昇圧制御手段と、 前記昇圧制御信号によって制御され、該昇圧制御信号が
   与えられている間は前記電源電位の電圧を昇圧して該電
   源電位よりも高い前記電源電圧を生成して前記発振手段
   に供給し、該昇圧制御信号が停止したときには該電源電
   位の電圧をそのまま前記電源電圧として該発振手段に供
   給する電圧供給手段とを、 備えたことを特徴とする圧電発振器。
3. 【請求項３】 電源電位の投入によって駆動され、反転
   増幅特性を有する増幅回路の出力信号によって圧電発振
   子の一端を励振し、該圧電発振子の他端の出力信号を該
   増幅回路の入力側に帰還させて発振信号を出力する発振
   手段と、 前記発振手段における前記圧電発振子の一端及び他端
   と、共通電位との間にそれぞれ接続され、容量制御信号
   が与えられたときには発振動作安定用の負荷容量が第１
   の静電容量となり、該容量制御信号が与えられないとき
   には該第１の静電容量よりも大きな第２の静電容量に切
   替えられる負荷手段と、 前記電源電位の投入によってクロック信号のカウントを
   開始し、そのカウント値が第１の値に達するまでの間、
   発振動作加速用の発振制御信号を出力する発振制御手段
   と、 前記発振制御信号によって制御され、該発振制御信号が
   与えられている間、前記クロック信号を前記圧電発振子
   の他端に印加する第１の印加手段と、 前記発振制御信号によって制御され、該発振制御信号が
   与えられている間、前記クロック信号の位相を反転して
   前記圧電発振子の一端に印加する第２の印加手段と、 前記電源電位の投入によってクロック信号のカウントを
   開始し、そのカウント値が前記第１の値よりも大きい第
   ２の値に達するまでの間、前記容量制御信号を前記負荷
   手段に出力する負荷制御手段とを、 備えたことを特徴とする圧電発振器。