(57)【要約】      （修正有）【課題】外付けされた振動子に応じた最適の利得を自動選択することができ、発振不良を抑制することができる発振回路の提供。【解決手段】一対の外部端子間１４，１５に振動子１６を外付けされて発振を行う半導体集積化された発振回路部１２であって、前記一対の外部端子間１４，１５に接続されたノア回路２１〜２５及び帰還抵抗２０を有しノア回路２１〜２５の利得を可変して発振信号を出力する発振回路部１２に対し、発振回路部１２の出力する発振信号の振幅を検出してノア回路２１〜２５の利得を制御する制御信号を生成する振幅モニタ部１３とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の外部端子間に振動子を外付けされて発振を行う半導体集積化された発振回路であって、
前記一対の外部端子間に接続された反転増幅器及び帰還抵抗を有し前記反転増幅器の利得を可変して発振信号を出力する発振回路部と、
前記発振回路部の出力する発振信号の振幅を検出して前記反転増幅器の利得を制御する制御信号を生成する振幅モニタ部と、
を有することを特徴とする発振回路。
【請求項２】
請求項１記載の発振回路において、
前記発振回路部は、利得の異なる複数の反転増幅器を有しており、前記制御信号に応じた反転増幅器を選択して動作させることを特徴とする発振回路。
【請求項３】
請求項２記載の発振回路において、
前記振幅モニタ部は、ヒステリシスの異なる複数のシュミット回路を有しており、前記複数のシュミット回路の出力する矩形波信号から前記発振信号の振幅を検出することを特徴とする発振回路。
【請求項４】
請求項３記載の発振回路において、
前記振幅モニタ部は、生成した制御信号を保持したのち、前記複数のシュミット回路の動作を停止させることを特徴とする発振回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の外部端子間に振動子を外付けされて発振を行う発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の発振回路の一例の構成図を示す。同図中、発振回路１は半導体集積回路化されており、外部端子２，３間に入出力端子を接続されたインバータ４及び帰還抵抗５を有している。外部端子２，３間には振動子６が外付けされると共に、振動子６の両端はコンデンサ７，８を介して接地されている。発振回路１で発生した発振信号は端子９から出力される。
【０００３】
なお、特許文献１には、制御信号によって利得調整可能に構成された反転増幅器と、制御信号によって波形整形の際の利得調整可能に構成された波形整形回路を備えた発振回路が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３１９６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、水晶等の振動子６を外付けする発振回路１は、異常発振や不要輻射ノイズを防ぐために、振動子６に応じて最適な利得に設定されている。一方で、振動子６として水晶を用いた場合に利得を最適化した発振回路１を設計したものであっても、顧客によってはコスト削減のため又は所望の発振周波数を得るために、セラミック振動子等の水晶とは固有振動数の異なる振動子を振動子６として接続して使用する場合がある。
【０００５】
このような場合、発振回路１の利得がセラミック振動子に最適化されていないために、発振信号の振幅レベルが小さくなる等の発振不良が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、外付けされた振動子に応じた最適の利得を自動選択することができ、発振不良を抑制することができる発振回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施態様による発振回路は、一対の外部端子間に振動子（１６）を外付けされて発振を行う半導体集積化された発振回路であって、
前記一対の外部端子間に接続された反転増幅器（２１〜２５）及び帰還抵抗（２０）を有し前記反転増幅器の利得を可変して発振信号を出力する発振回路部（１２）と、
前記発振回路部の出力する発振信号の振幅を検出して前記反転増幅器の利得を制御する制御信号を生成する振幅モニタ部（１３）と、を有する。
【０００８】
好ましくは、前記発振回路部（１２）は、利得の異なる複数の反転増幅器（２１〜２５）を有しており、前記制御信号に応じた反転増幅器を選択して動作させる。
【０００９】
好ましくは、前記振幅モニタ部（１３）は、ヒステリシスの異なる複数のシュミット回路（２６〜２９）を有しており、前記複数のシュミット回路（２６〜２９）の出力する矩形波信号から前記発振信号の振幅を検出する。
【００１０】
好ましくは、前記振幅モニタ部（１３）は、生成した制御信号を保持したのち、前記複数のシュミット回路（２６〜２９）の動作を停止させる。
【００１１】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外付けされた振動子に応じた最適の利得を自動選択することができ、発振不良を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜発振回路の構成＞
図１は本発明の発振回路の一実施形態のブロック構成図、図２は本発明の発振回路の一実施形態の回路構成図を示す。両図中、半導体集積回路１１内には発振回路部１２と振幅モニタ部１３が設けられている。半導体集積回路１１の外部端子１４，１５間には振動子１６が外付けされると共に、振動子１６の両端はコンデンサ１７，１８を介して接地されている。
【００１４】
図２において、発振回路部１２は、帰還抵抗２０とノア回路２１，２２，２３，２４，２５を有している。帰還抵抗２０は外部端子１４，１５間に接続されている。ノア回路２１，２２，２３，２４，２５それぞれは出力端子を外部端子１４に接続され、一方の入力端子を外部端子１５に接続されている。
【００１５】
ノア回路２１，２２，２３，２４，２５それぞれの利得Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５は異なっており、利得Ａ１＜利得Ａ２＜利得Ａ３＜利得Ａ４＜利得Ａ５とされている。つまり、ノア回路２１の出力するハイレベルの電圧＜ノア回路２２の出力するハイレベルの電圧＜ノア回路２３の出力するハイレベルの電圧＜ノア回路２４の出力するハイレベルの電圧＜ノア回路２５の出力するハイレベルの電圧の関係にある。
【００１６】
また、ノア回路２１，２２，２３，２４，２５それぞれの他方の入力端子には後述する判定回路３１からセレクト信号が供給され、ノア回路２１，２２，２３，２４，２５それぞれはセレクト信号が０（ローレベル）のときノア演算動作を行い、セレクト信号が１（ハイレベル）のときノア演算動作を停止する。
【００１７】
ノア回路２１，２２，２３，２４，２５の出力端子は、出力端子１９及び振幅モニタ部１３に共通に接続されている。出力端子１９は発振回路１２で発生した発振信号を出力する端子である。
【００１８】
振幅モニタ部１３は、シュミット回路２６，２７，２８，２９と判定回路３１を有している。シュミット回路２６，２７，２８，２９それぞれの一方の入力端子は出力端子１９に接続されており、発振回路部１２の出力する発振信号が供給される。シュミット回路２６，２７，２８，２９それぞれの他方の入力端子には後述する判定回路３１からストップ信号が供給されており、シュミット回路２６，２７，２８，２９それぞれはストップ信号がローレベルのとき動作を行い、ストップ信号がハイレベルのとき動作を停止してローレベルの信号を出力する。
【００１９】
シュミット回路２６は第１の閾値Ｖａ１と第２の閾値Ｖａ２（Ｖａ１＞Ｖａ２）を有し、ヒステリシスＨａ＝Ｖａ１−Ｖａ２とされている。シュミット回路２７は第１の閾値Ｖｂ１と第２の閾値Ｖｂ２（Ｖｂ１＞Ｖｂ２）を有し、ヒステリシスＨｂ＝Ｖｂ１−Ｖｂ２とされている。
【００２０】
シュミット回路２８は第１の閾値Ｖｃ１と第２の閾値Ｖｃ２（Ｖｃ１＞Ｖｃ２）を有し、ヒステリシスＨｃ＝Ｖｃ１−Ｖｃ２とされている。シュミット回路２９は第１の閾値Ｖｄ１と第２の閾値Ｖｄ２（Ｖｄ１＞Ｖｄ２）を有し、ヒステリシスＨｄ＝Ｖｄ１−Ｖｄ２とされている。
【００２１】
なお、各シュミット回路のヒステリシスは、Ｈａ＜Ｈｂ＜Ｈｃ＜Ｈｄとされており、半導体集積回路１１の電源電圧Ｖｃｃが２．２Ｖとすると、例えばＨａ＝０．５ｖ、Ｈｂ＝１．０ｖ、Ｈｃ＝１．５ｖ、Ｈｄ＝２．０ｖとされている。
【００２２】
このため、シュミット回路２６はストップ信号がローレベルのとき、発振回路部１２から供給される発振信号の最大値と最小値との差がヒステリシスＨａを超えたときに矩形波の発振信号を出力し、差がヒステリシスＨａ以下のとき例えばローレベルで一定の信号を出力する。
【００２３】
また、シュミット回路２７はストップ信号がローレベルのとき、発振回路部１２からの発振信号の最大値と最小値との差がヒステリシスＨｂを超えたときに矩形波の発振信号を出力し、差がヒステリシスＨｂ以下のとき例えばローレベルで一定の信号を出力する。
【００２４】
また、シュミット回路２８はストップ信号がローレベルのとき、発振回路部１２からの発振信号の最大値と最小値との差がヒステリシスＨｃを超えたときに矩形波の発振信号を出力し、差がヒステリシスＨｃ以下のとき例えばローレベルで一定の信号を出力する。
【００２５】
また、シュミット回路２９はストップ信号がローレベルのとき、発振回路部１２からの発振信号の最大値と最小値との差がヒステリシスＨｄを超えたときに矩形波の発振信号を出力し、差がヒステリシスＨｄ以下のとき例えばローレベルで一定の信号を出力する。
【００２６】
判定回路３１は、シュミット回路２６〜２９それぞれの出力信号を積分して閾値と比較することにより矩形波検出を行い、矩形波の検出時に１（ハイレベル），矩形波の非検出時に０（ローレベル）となる４系統の矩形波検出結果を得る。そして、上記４系統の矩形波検出結果に応じて５系統のセレクト信号を生成する。
【００２７】
図３は、４系統の矩形波検出結果に対する５系統のセレクト信号の関係を示すテーブルの内容を示す。すなわち、シュミット回路２６〜２９からの端子ａ〜ｄ入力の矩形波検出結果が"００００"のとき、端子ｅ〜ｉ出力を"１１１１０"とする。つまり、矩形波検出結果からノア回路２１では利得がかなり小さすぎノア回路２５の利得Ａ５が最適として、ノア回路２５のみがノア演算動作を行うようにしている。
【００２８】
また、シュミット回路２６〜２９からの端子ａ〜ｄ入力の矩形波検出結果が"１０００"のとき、端子ｅ〜ｉ出力を"１１１０１"とする。つまり、矩形波検出結果からノア回路２１では利得が小さすぎノア回路２４の利得Ａ４が最適として、ノア回路２４のみがノア演算動作を行うようにしている。
【００２９】
また、シュミット回路２６〜２９からの端子ａ〜ｄ入力の矩形波検出結果が"１１００"のとき、端子ｅ〜ｉ出力を"１１０１１"とする。つまり、矩形波検出結果からノア回路２１では利得が少し小さくノア回路２３の利得Ａ３が最適として、ノア回路２３のみがノア演算動作を行うようにしている。
【００３０】
また、シュミット回路２６〜２９からの端子ａ〜ｄ入力の矩形波検出結果が"１１１０"のとき、端子ｅ〜ｉ出力を"１０１１１"とする。つまり、矩形波検出結果からノア回路２１では利得が僅かに小さくノア回路２２の利得Ａ２が最適として、ノア回路２２のみがノア演算動作を行うようにしている。
【００３１】
また、シュミット回路２６〜２９からの端子ａ〜ｄ入力の矩形波検出結果が"１１１１"のとき、端子ｅ〜ｉ出力を"０１１１１"とする。つまり、矩形波検出結果からノア回路２１の利得Ａ１が最適として、ノア回路２１のみがノア演算動作を行うようにしている。
【００３２】
図４は、判定回路３１が実行する動作の一実施形態の動作シーケンスを示す。この動作は半導体集積回路１１の電源投入により開始される。
【００３３】
同図中、判定回路３１はステップＳ１で、端子ｅ〜ｉ出力を"０１１１１"とし、ノア回路２１にのみ０（ローレベル）のセレクト信号を供給し、他のノア回路２２，２３，２４に１（ハイレベル）のセレクト信号を供給する。また、シュミット回路２６〜２９それぞれに０（ローレベル）のストップ信号を供給して動作させる。これにより、ノア回路２１を反転増幅器とする発振回路部１２は帰還抵抗２０及び振動子１６を用いて発振を開始する。
【００３４】
次に、判定回路３１はステップＳ２で、図３に示すテーブルを用いて５系統のセレクト信号を生成し端子ｅ〜ｉからノア回路２１〜２５に供給する。これによって、外付けされた振動子１６に最適な利得を持つノア回路２１〜２５のいずれか１つがノア演算動作を行うことになる。そして、選択された最適な利得を持つ１つのノア回路を反転増幅器とする発振回路部１２は帰還抵抗２０及び振動子１６を用いて発振を開始する。
【００３５】
こののち、判定回路３１はステップＳ３で、シュミット回路２６〜２９それぞれに１（ハイレベル）のストップ信号を供給する。これにより、シュミット回路２６〜２９は動作を停止し、消費電力を低減することができる。なお、判定回路３１はステップＳ２で生成した５系統のセレクト信号を電源が遮断するまで保持し、端子ｅ〜ｉからノア回路２１〜２５に供給し続ける。
【００３６】
このようにして、外付けされた振動子１６に応じた最適の利得を自動選択でき、発振不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の発振回路の一実施形態のブロック構成図である。
【図２】本発明の発振回路の一実施形態の回路構成図である。
【図３】４系統の矩形波検出結果に対する５系統のセレクト信号の関係を示すテーブルの内容を示す図である。
【図４】判定回路が実行する動作の一実施形態の動作シーケンスを示す図である。
【図５】従来の発振回路の一例の構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  半導体集積回路
１２  発振回路部
１３  振幅モニタ部
１４，１５  外部端子
１６  振動子
１７，１８  コンデンサ
１９  出力端子
２０  帰還抵抗
２１，２２，２３，２４，２５  ノア回路
２６，２７，２８，２９  シュミット回路
３１  判定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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