JPS59193607A - 基準信号発振器 - Google Patents

基準信号発振器

Info

Publication number
JPS59193607A
JPS59193607A JP6781683A JP6781683A JPS59193607A JP S59193607 A JPS59193607 A JP S59193607A JP 6781683 A JP6781683 A JP 6781683A JP 6781683 A JP6781683 A JP 6781683A JP S59193607 A JPS59193607 A JP S59193607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reference signal
frequency
impedance
oscillator
impedance element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6781683A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0550162B2 (ja
Inventor
Shigeru Morokawa
滋 諸川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co Ltd, Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Holdings Co Ltd
Priority to JP6781683A priority Critical patent/JPS59193607A/ja
Publication of JPS59193607A publication Critical patent/JPS59193607A/ja
Publication of JPH0550162B2 publication Critical patent/JPH0550162B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周波数の微細調整が可能な基準信号発振器に関
する。
時計、通信機器、コンピュータ等では基準信号発振器が
基本クロック源として用いられている。基準信号発振器
としてLC発振器−は安定性の点で不充分であり、通常
水晶発振器が用いられる。基準信号発振器には、周波数
の長期にわたる安定性はもちろんであるが絶対確度が要
請される。例えば近距離通信では800 MHz〜90
0M1−1z内の一定周波数に、腕時計では32768
Hz(2151−Iz )  の周波数に合わせる。そ
のため水晶振動子を選定して、特定の周波数の近傍で損
失の極めて少々いインダクタンス特性を振動子にもたせ
、外付は容量で共振させ発振周波数の調整を行々う。第
1図が水晶発振器の典型的回路である。こ\で1は増幅
素子、2は水晶振動子、C工は固定コンデンサ、C2は
周波数粗調整用コンデンサ、C3は周波数微調整用コン
デンサである。C3はトリマコンデンサで最終的周波数
調整に用いる。しかし周波数確度の要求が厳しい場合に
はトリマコンデンサによる調整は難しい。
特に周波数調整回路周辺の浮遊容量の変化や調整回路自
体の不安定さが問題になる。第2図はトリマコンデンサ
の回転軸の角度θに対する容量Cの変化を示す図である
。Aが設計上の調整曲線であるが、実際は電極間のガタ
ッキおよび誘電率の不均一あるいは湿気の吸着などのた
めに、Bl、B2の曲線の間に不規則に変化する。
この誤差範囲ΔCは角度θの変化範囲でかなり大きい。
特に周波数を微調整するために角度θに対する容量Cの
変化が設計上手さいコンデンサでは誤差の割合は格段に
大きなものとなる。A曲線を次の式で表わす。
C−co十にθ           (1)こ\でk
はA曲線の傾斜、coは残留容量である。
微調整のためkを小さくとるので、最大回転角度θma
xに対する設計上の最大容量変化ΔCd−にθ。1aX
  と誤差範囲ΔCとが同程度の大きさになる。従って
回転角度を変化し周波数調整を行なう手作業は難しく、
また煩雑なものである。
この調整の困難は、トリマコンデンサを用いず、固定コ
ンデンサを伝送ゲートのオンオフにより時分割的に接続
することで避けることができる。
すなわちオンオフの衝撃係数を微細に変えることにより
実効的容量を微調整することができる。
しかしこの方法は発振器の周波数を分周し分周回路の各
段の出力信号を論理ゲートにより組合わせ、伝送ゲート
に印加することで行なうので、組合わせた範囲内でしか
周波数調整ができない。
また組合わせ回路が複雑になる。
次に車力消費の点からトリマコンデンサの残留容量C8
をできるかぎり小さくしたいという要請がある。水晶発
振器の電□力を低下させるには増幅素子1の電流を低下
させ、そのインピーダンスを高くしなければ力らず、リ
アクタンス素子もそれに応じて高いインピーダンスとす
るために水晶発振器の外付はコンデンサの容量値を小さ
くする必要が生ずる。上記の要請はトリマコンデンサが
機械的回転部分を有するため残留容量C6が小さくなら
ず充たすことが困難である。
腕時計では電力消費の減少が極端に寸で要求されるので
何らかの方法で残留容量C6を減少しなければ々らない
本発明の目的は上記の欠点を除去し、周波数の微細調整
が可能で、電力損失の少ない基準信号発振器を提供する
ことにある。
本発明による基準信号発振器は、水晶振動子を含む電気
共振回路の一部に、任意にインピーダンス値を調整する
ことのできるインピーダンス素子を備え、一定の衝撃係
数を有するパルス列によって制御される電子的スイッチ
回路を介して前記インピーダンス素子を時分割的に共振
回路に接続することを特徴とする。
以下、本発明を図面を参照して詳しく説明する。第3図
は本発明の一実施例の回路図である。
1は増幅素子、2は水晶振動子、3〜5はコンデンサ、
6は電子的スイッチ回路素子として用いる電界効果トラ
ンジスタである。コンデンサ4は周波数粗調整用のコン
デンサ、コンデンサ5は周波数微調整用のトリマコンデ
ンサである。
このトリマコンデンサ5は電界効果トランジスタ6ノ’
f−トニ“1゛電圧が加わると直接に水晶振動子2の一
端に接続され、No、ll電圧の場合には接続されなく
なる。前記の電界効果トランジスタ6のゲートに加わる
信号は交流的な一定の衝撃係数のパルス列CLKである
。電界効果トランジスタ6のソース・ドレイン間の電圧
が、電IJI 容fitのバイアス依存性によりオンオ
フによって変動することを防ぐために、高抵抗R(例え
ば] OMΩ〜1000MΩ)を並列に接続する。この
R,は高抵抗であり、水晶振動子2の一端よりみたパル
ス列CLKによる容量変化に影響をおよぼずことはない
。」二記のように本実施例では、電界効果トランジスタ
6とRpとで電子的スイッチ回路SWを形成している。
トリマコンデンサ5の容量は、前記の電子的スイッチ回
路SWによって水晶振動子2に時分割的に接続されるの
で、実効的容量値はトリマコンデンサ50回転11al
+角度θできまる容量値Cに特定の軽減係数を乗した値
になる。この軽減係数はパルス列CLKの衝撃係数でき
まり、例えば衝撃係数が小さく0.05とすると、その
値は0.05となる。第2図に示した回転軸角度θ対容
量Cの・特性で、残留容量C6、バラツキΔCが減少す
るとともに傾斜も少なくなる。従って微調整を行々うの
に前述の関係式(1)におけるkを微調整のために特別
に小さくする必要もなく、coも無理に小さくする必要
がない。第4図に本発明による改善効果を示す。こ\で
m曲線は従来例で、k = J71は小さくして微調整
を目的としたのであるが、バラツキによる誤差範囲Δc
mにより前述のごとく調整が困難と々っている。1曲線
は、本発明の実施例で用いるコンデンサの特性で、k 
= k Aはkmより大きくとる。誤差範囲ΔCノ、残
留容量C8は同一とする。n曲線は本発明により時分割
的に動作させたときの実効的な容量特性である。残留容
ff1coはCO2と減少し、kはに、からに11と小
さくなりkmと同程度になる。誤差範囲ΔCnはΔC,
,20m  よりはるかに小さくなる。その結果設計上
の最大容量変化ΔC,1=k。θmaxかに41−。
θmax  と同程度の微調になるが、誤差範囲ΔC1
は20mよりはるかに小さくでき確実に調整できる。゛
また残留容量に対する最大容量変化比はに、θmax/
Co’  となり従来例のkmθmax/Coより大き
くとれる。
以−にのように周波数の調整は1(が大きく、機械的信
頼度の高いトリマコンデンサを用いて微調整が可能にな
る。また残留容量も実効的に小さくなるから、水晶発振
器の電力損失軽減のために電流を減少しても発振出力が
減少することがない。
上記実施例では電子的スイッチ回路素子として電界効果
トランジスタ6を用いたが、伝送ゲートを用いれば取り
扱う信号の振幅範囲が拡がりまた直流レベルの自由度も
拡大する。その他ダイオードスイッチ、半導体可変容量
ダイオードスイッチなとも用いることができる。1だ上
記実施例では、インピーダンス素子としてトリマコンデ
ンサ5を用いたが、半導体可変各州ダイオードあるいは
可変抵抗素子を用いることができる。第5図(a)が前
述のトリマコンデンサ5を、(1))が1′導体可変容
宿ダイオードC工、を、(C)が可変抵抗素子R工、を
用いた場合をそれぞれ示す。
(1)) (C)ではコンデンサC工、に並列に、コン
デンサC12と可変インピーダンス素子C工31 ”1
3との直列回路を接続している。電子的スイッチ回路S
Wをパルス列CLKによって制御すると(b) (C)
の回路の容量性のインピーダンスが変化するから(a)
と同じような効果を与えることができる。こ\で■。N
Tは半導体可変容量ダイオードC13の容量値を変える
バイアス電圧である。(b) (C)の回路、特に(C
)の回路では抵抗分があるので共振時のQ値が低下する
が、後述する別の利点がある。
なお(C)の回路でC12を短絡して可変抵抗素子m体
を用いてもよい。
以上説明したように本発明による基準信号発振器は、周
波数の微調整のために容量変化の少ないトリマコンデン
サを用いることによる調整の困難を解決し、機械的信頼
性の高く容量変化の大きいトリマコンデンサを用い、周
波数の微調を連続的に確実に行なうことができた。また
残留容量も減少するので、水晶発振器の電力損失の軽減
を可能とした。インピーダンス素子として、多少の共振
時のQ値の低下を許容すれば、半導体可変客用ダイオー
ド、可変抵抗素子を用いることによって湿度、塵埃の影
響をうけがたくまた機械的衝撃に安定な発振器を得るこ
とができる。本発明で電子的スイッチ回路を制御するパ
ルス列は一定の唾撃係数を有するものであればよいから
、このパルス列を水晶発振器の分周回路からゲート回路
により形成することは従来例に比し極めて簡単である。
本発明による水晶発振器においては、時分割制御のパル
ス列のくり返し周期より短い時間内では電子的スイッチ
回路のオンオフに対応して、発振周波数が微細に変動す
るという附随的現象がある。これは時分割制御による場
合に生ずる一般的な現象であるが、時計用の基準信号発
振器のように、長時間平均した平均周波数の安定度を要
求する目的には何ら問題がない。しかし通信用の基準信
号発振器を目的とする場合には、制御パルス列により周
波数変調を受けているので、そのま\では使えない。後
者の目的には、本発明の時分割制御の水晶発振器の出力
を、その周期が電子的スイッチ回路を制御するパルス列
の周期の整数倍になるまで分周し、該分周出力により電
圧制御発振器を位相ロック制御し、該電圧制御発振器か
ら信号を出力するような構成とすればよい。
以下第6図を参照して説明する。第6図において602
は本発明による時分割制御の前記の水晶発振器、604
は分周器、606は位相比較器、608は低域P波器、
610は電圧制御発振器、614は分周器6Q4の信号
から前記の水晶発振器602の電子的スイッチ回路を制
御するパルス列(以下制御パルス列と称す)を合成する
ゲート回路、612は可変容量ダイオードである。第6
図において水晶発振器602の出力信号は、その周期が
制御パルス列の周期の整数倍まで分周され、分周器60
4の出力を位相比較器606に印加する。
またこの位相比較器606には電圧制御発振器610の
出力信号が印加される。図ではこの出力信号は水晶発振
器の出力が分周器で分周されたものであるが、周波数に
よっては分周しない場合もある。電圧制御発振器610
は水晶発振器の共振回路に半導体可変容u、iダイオー
ド612を接続し、これに加わるバイアス電圧によって
周波数を変える。入力された2信号の位相差信号が位相
比較器606から得られる。この位相差信号は低域p波
器608を通って直流電圧を半導体可変容量ダイオード
612に印加し、電圧制御発振器610の発振周波数を
微細に調整する。水晶発振器602は時分割制御である
から制御パルスのくり返し周期内では周波数が微細に変
動するが、その出力信号を分周し、上記のくや返し周期
の整数倍の時間での平均周波数の分周波信号となし、こ
の信号によって電圧制御発振器610の発振周波数を位
相ロック制御することになる。
以上、説明したように時分割制御の水晶発振器の制御パ
ルス列のくり返し周期内においての周波数変動は分周に
よって変動分が打消され、位相ロックされた電圧制御発
振器からジッタのない通信用に使用可能な周波数基準信
号を得ることができる。
なお電圧制御発振器として、水晶発振器を半導体可変容
量ダイオードで周波数調整を行なわしめたが、この構成
ではLC発振器を用いることができることはいうまでも
々い。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の水晶発振器の回路例を示す図、第2図は
第1図の回路の周波数調整のためのトリマコンデンサの
回転軸角度対容量特性を示す図、第3図は本発明の一実
施例を示す図、第4図は第3図においてトリマコンデン
サの回転軸角度対容量特性の改善を説明する図、第5図
は本発明で種々の可変インピーダンス素子を使用した例
を示す図、第6図は水晶発振器を位相同期回路に組込ん
だ別の実施例を示す図である。 1・・・増幅素子、       2・・・水晶振動子
、3〜5・・・コンデンサ、    6・・・電界効果
トランジスタ、602・・・水晶発振器、    60
4・・・分周器、606・・・位相比較器、    6
08・・・低域p波器、610・・・電圧制御発振器、 612・・・半導体可変容量ダイオード、614・・・
ゲート回路、     CLK・・・制御パルス列、S
W・・・電子的スイッチ回路、C工0.C工、・・・コ
ンデンサ、Cよ、・・・半導体呵変容伝ダイオード、■
oNT・・・C13のバイアス電圧、Rよ、・・・可変
抵抗素子。 特許出願人 シチズン時計株式会社 代理人 弁理士   佐 藤   秋比古第1図 第2図 0、 6mCl。 手続補正書(自発) 昭和58年6月20日 特許庁長官 若杉和夫殿 1 事件の表示 昭和58年 特 許 願第067816号2発明の名称
  基準信号発振器 3 補正をする者 事件との関係   特許出願人 (1所 東京都新宿区西新宿2丁目1番1号氏 名銘称
) (196)シチズン時計株式会社住 所 東京都港
区赤坂1丁目1番17号7 補正の対象 (1)明細」の発明の詳細な説明の欄 (2)明細胸の図面の簡単な説明の欄 (3)図面の第6図 8 補正の内容 別紙の通り (1)発明の詳細な説明の欄 明細書第13頁第8行「・・・調整する。水晶・」の句
点と水との間に下記を加入する。 「こ又でコンデンサ615は、半導体可変容置ダイオー
ド612のバイアス電圧の印加を確実にするための直流
カット用コンデンザである。」(2)  図面の簡単な
説明の欄 明細1第15頁第1行「・・ゲート回路、CLK・」の
読点とCLKとの間に下記を加入。 「615・・・直流力ットコンデンザ、」(3)図面の
第6図 添附図面に補正する。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水晶振動子を含む電気共振回路の一部に、任意に
    インピーダンス値を調整することのできるインピーダン
    ス素子を備え、一定の衝撃係数を有するパルス列によっ
    て制御される電子的スイッチ回路を介して前記インピー
    ダンス素子を時分割的に共振回路に接続することを特徴
    とする基準信号発振器。
  2. (2)前記インピーダンス素子が可変コンデンサである
    特許請求の範囲第1項記載の基準信号発振器。
  3. (3)前記インピーダンス素子が機械的に調整されるト
    リマコンデンサである特許請求の範囲第2項記載の基準
    信号発振器1.。
  4. (4)前記インピーダンス素子が電気的に制御される半
    導体可変容量ダイオードである特許請求の範囲第2項記
    載の基準信号発振器。
  5. (5)前記インピーダンス素子が機械的に調整される可
    変抵抗素子である特許請求の範囲第1項記載の基準信号
    発振器。
  6. (6)水晶振動子を含む電気共振回路の一部に、任意に
    インピーダンス値を調整することのできるインピーダン
    ス素子を備え、一定の衝撃係数を有するパルス列によっ
    て制御される電子的スイッチ回路を介して前記インピー
    ダンス素子を時分割的に共振回路に接続する水晶発振器
    、の出力を、その周期が前記の電子的スイッチ回路を制
    御するパルス列の周期の整数倍になるまで分周し、該分
    周出力により電圧制御発振器を位相ロック制御し、該電
    圧制御発振器から信号を出力することを特徴とする基準
    信号発振器。
JP6781683A 1983-04-19 1983-04-19 基準信号発振器 Granted JPS59193607A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6781683A JPS59193607A (ja) 1983-04-19 1983-04-19 基準信号発振器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6781683A JPS59193607A (ja) 1983-04-19 1983-04-19 基準信号発振器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59193607A true JPS59193607A (ja) 1984-11-02
JPH0550162B2 JPH0550162B2 (ja) 1993-07-28

Family

ID=13355844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6781683A Granted JPS59193607A (ja) 1983-04-19 1983-04-19 基準信号発振器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59193607A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449601A2 (en) * 1990-03-27 1991-10-02 Nec Corporation Crystal oscillator for use in timepiece of battery-powered portable apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50131747A (ja) * 1974-04-04 1975-10-18
JPS5776212A (en) * 1980-09-05 1982-05-13 Gen Electric Automatic controller for steam turbine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50131747A (ja) * 1974-04-04 1975-10-18
JPS5776212A (en) * 1980-09-05 1982-05-13 Gen Electric Automatic controller for steam turbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449601A2 (en) * 1990-03-27 1991-10-02 Nec Corporation Crystal oscillator for use in timepiece of battery-powered portable apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0550162B2 (ja) 1993-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5600279A (en) VCO having adjustment for fluctuations in relation between control voltage and output frequency
JPS63219225A (ja) クロック信号発生器
AU2003260874A1 (en) Voltage-controlled oscillator presetting circuit
JPS59193607A (ja) 基準信号発振器
US5721515A (en) High stability single-port saw resonator oscillator
JPS6247212A (ja) シンセサイザ装置
JPH056363B2 (ja)
JP3216610B2 (ja) プログラマブル水晶発振器
Ito et al. A 1.7-GHz 1.5-mW digitally-controlled FBAR oscillator with 0.03-ppb resolution
JP2931595B2 (ja) デジタル温度補償発振器
JP2590617B2 (ja) 電圧制御圧電発振器
JP2715427B2 (ja) 電圧制御発振器
JP2001267848A (ja) 温度補償型発振器、通信装置及び電子機器
JPH0661846A (ja) 電圧制御発振器
JPH0376306A (ja) 弾性表面波共振子発振回路
JPS61253904A (ja) 発振回路
JPH08274541A (ja) 温度補償型発振器
JPS6256683B2 (ja)
JP2000152105A (ja) チューナ回路
JP2000216633A (ja) 電圧制御型水晶発振器
JPH11340736A (ja) 電圧制御発振器
JPS6149523A (ja) 原子発振器
JP2000183651A (ja) 発振器回路
JPH06140837A (ja) 電圧制御発振器
JPH0993124A (ja) 広帯域vco回路