(57)【要約】【課題】発振周波数の調整範囲を広げる。【解決手段】第１の端子Ｐ１と第２の端子Ｐ２を含む圧電振動子１００と、外部から印加する制御電圧Ｖｃにより静電容量が変化する可変容量素子ＶＣ１，ＶＣ２と第３の端子Ｐ３と第４の端子Ｐ４を含み圧電振動子１００を発振させ所定の周波数の発振信号を出力する発振回路２００と、圧電振動子１００及び発振回路２００を含むパッケージ１０と、第１の端子Ｐ１と第３の端子Ｐ３との間に接続され配線の容量値及びインダクタンス値を変更可能なパッケージ１０上に形成された第１の切替部３１０と、第２の端子Ｐ２と第４の端子Ｐ４との間に接続され配線の容量値及びインダクタンス値を変更可能なパッケージ１０上に形成された第２の切替部３２０と、を含む電圧制御圧電発振器１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端子と第２の端子とを含む圧電振動子と、
外部から印加する制御電圧により静電容量が変化する可変容量素子と第３の端子と第４の端子とを含み前記圧電振動子を発振させ所定の周波数の発振信号を出力する発振回路と、
前記圧電振動子及び前記発振回路を含むパッケージと、
前記第１の端子と前記第３の端子との間に接続され配線の容量値及びインダクタンス値を変更可能な前記パッケージ上に形成された第１の切替部と、
前記第２の端子と前記第４の端子との間に接続され配線の容量値及びインダクタンス値を変更可能な前記パッケージ上に形成された第２の切替部と、
を含む、
ことを特徴とする電圧制御圧電発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧制御圧電発振器において、
前記第１の切替部は、前記第１の端子と接続される第５の端子と、第５＋Ｋの端子（Ｎは１以上の整数かつＫは１≦Ｋ≦Ｎのすべての整数）と、前記第５の端子と前記第５＋Ｋの端子とを接続する各々容量値及びインダクタンス値が異なる第Ｋの配線と、を含み、
前記第２の切替部は、前記第２の端子と接続される第６＋Ｎの端子と、第６＋Ｎ＋Ｌの端子（Ｍは１以上の整数かつＬは１≦Ｌ≦Ｍのすべての整数）と、前記第６＋Ｎの端子と前記第６＋Ｎ＋Ｌの端子とを接続する各々容量値及びインダクタンス値が異なる第Ｎ＋Ｌの配線と、を含み、
前記第３の端子と前記第５＋Ｋの端子のいずれかとをボンディングで接続し、
前記第４の端子と前記第６＋Ｎ＋Ｌの端子のいずれかとをボンディングで接続する、
ことを特徴とする電圧制御圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振周波数を変更可能な電圧制御圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧制御圧電発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Controlled Xtal Oscillator）は、制御電圧を変えることによって少量の周波数を調整できる発振器である。しかしながら、ＶＣＸＯを組み込む客先の電子機器の仕様に合せ込むには、制御電圧による少量の周波数の調整では対応できない場合がある。
【０００３】
この問題を解決するために、例えば特許文献１には、電圧制御圧電発振器に特性の異なる２つの水晶振動子を組み込み、切り替えて使うことにより周波数の調整量を広げる方法が記載されている。しかしながら、２つの水晶振動子を組み込むためパッケージサイズが大きくなり、さらに水晶振動子の特性の合せ込みが複雑になるという課題がある。
【０００４】
この問題を解決するために、例えば特許文献２には、水晶振動子、可変コイル、可変容量ダイオードの直列回路の組を３つ用意し、これらを切り替える方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２６０３０４号公報
【特許文献２】実公昭５６−１７７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の方法では、水晶振動子、可変コイル、可変容量ダイオードの直列回路の組み合わせの設計が難しく、さらにパッケージサイズが大きくなってしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
第１の端子と第２の端子とを含む圧電振動子と、外部から印加する制御電圧により静電容量が変化する可変容量素子と第３の端子と第４の端子とを含み前記圧電振動子を発振させ所定の周波数の発振信号を出力する発振回路と、前記圧電振動子及び前記発振回路を含むパッケージと、前記第１の端子と前記第３の端子との間に接続され配線の容量値及びインダクタンス値を変更可能な前記パッケージ上に形成された第１の切替部と、前記第２の端子と前記第４の端子との間に接続され配線の容量値及びインダクタンス値を変更可能な前記パッケージ上に形成された第２の切替部と、を含む、ことを特徴とする電圧制御圧電発振器。
【０００９】
この構成によれば、第１の切替部と第２の切替部との切り替えの組み合わせにより発振回路から圧電振動子に至る配線の容量値とインダクタンス値を変更できるので、周波数の調整が柔軟に行え、さらに第１の切替部と第２の切替部とがパッケージ上に形成されているのでパッケージサイズを抑えることができる。
【００１０】
［適用例２］
上記に記載の電圧制御圧電発振器において、前記第１の切替部は、前記第１の端子と接続される第５の端子と、第５＋Ｋの端子（Ｎは１以上の整数かつＫは１≦Ｋ≦Ｎのすべての整数）と、前記第５の端子と前記第５＋Ｋの端子とを接続する各々容量値及びインダクタンス値が異なる第Ｋの配線と、を含み、前記第２の切替部は、前記第２の端子と接続される第６＋Ｎの端子と、第６＋Ｎ＋Ｌの端子（Ｍは１以上の整数かつＬは１≦Ｌ≦Ｍのすべての整数）と、前記第６＋Ｎの端子と前記第６＋Ｎ＋Ｌの端子とを接続する各々容量値及びインダクタンス値が異なる第Ｎ＋Ｌの配線と、を含み、前記第３の端子と前記第５＋Ｋの端子のいずれかとをボンディングで接続し、前記第４の端子と前記第６＋Ｎ＋Ｌの端子のいずれかとをボンディングで接続する、ことを特徴とする電圧制御圧電発振器。
【００１１】
この構成によれば、発振回路と第１の切替部及び第２の切替部との端子同士のボンディングの組み合わせにより発振回路から圧電振動子に至る配線の容量値とインダクタンス値を変更できるので、客先に納品後にも周波数の調整を柔軟に行え、さらに第１の切替部と第２の切替部とがパッケージ上に形成されているのでパッケージサイズを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、電圧制御圧電発振器の実施形態について図面に従って説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
＜電圧制御圧電発振器の構成＞
先ず、第１実施形態に係る電圧制御圧電発振器の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る電圧制御圧電発振器の構成を示す構成図である。
【００１４】
図１に示すように、電圧制御圧電発振器１は、セラミック素材などで構成されるパッケージ１０上に、圧電振動子１００と、発振回路２００と、第１の切替部３１０と、第２の切替部３２０と、が実装され構成されている。
【００１５】
圧電振動子１００は、第１の端子Ｐ１と第２の端子Ｐ２とに接続された振動子１１０とから構成されている。
【００１６】
発振回路２００は、２個の可変容量素子ＶＣ１，ＶＣ２と、３個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、インバータＩＮ１と、第３の端子Ｐ３と、第４の端子Ｐ４と、外部から制御電圧を印加する制御電圧端子Ｖｃと、から構成されている。可変容量素子ＶＣ１は、第３の端子Ｐ３と接地電位線ＧＮＤとの間に接続され、抵抗Ｒ１を介して制御電圧端子Ｖｃと接続されている。可変容量素子ＶＣ２は、第４の端子Ｐ４と接地電位線ＧＮＤとの間に接続され、抵抗Ｒ２を介して制御電圧端子Ｖｃと接続されている。インバータＩＮ１は、第３の端子Ｐ３と第４の端子Ｐ４との間に接続されている。抵抗Ｒ３は、第３の端子Ｐ３と第４の端子Ｐ４との間に接続されている。
【００１７】
第１の切替部３１０は、第５の端子Ｐ５と、第６の端子Ｐ６と、第７の端子Ｐ７（Ｎ＝２の場合）と、第５の端子Ｐ５と第６の端子Ｐ６とを接続する第１の配線３１１と、第５の端子Ｐ５と第７の端子Ｐ７とを接続する第２の配線３１２と、から構成されている。第１の配線３１１と第２の配線３１２とは、配線長が異なり、配線の容量値及びインダクタンス値が異なる。
【００１８】
第２の切替部３２０は、第８の端子Ｐ８と、第９の端子Ｐ９と、第１０の端子Ｐ１０（Ｍ＝２の場合）と、第８の端子Ｐ８と第９の端子Ｐ９とを接続する第３の配線３２１と、第８の端子Ｐ８と第１０の端子Ｐ１０とを接続する第４の配線３２２と、から構成されている。第３の配線３２１と第４の配線３２２とは、配線長が異なり、配線の容量値及びインダクタンス値が異なる。
【００１９】
圧電振動子１００の第１の端子Ｐ１と第１の切替部３１０の第５の端子Ｐ５は、配線材１０１により接続される。圧電振動子１００の第２の端子Ｐ２と第２の切替部３２０の第８の端子Ｐ８は、配線材１０２により接続されている。
【００２０】
発振回路２００の第３の端子Ｐ３は、第１の切替部３１０の第６の端子Ｐ６または第７の端子Ｐ７のいずれかとボンディングワイヤー３０１で接続される。発振回路２００の第４の端子Ｐ４は、第２の切替部３２０の第９の端子Ｐ９または第１０の端子Ｐ１０のいずれかとボンディングワイヤー３０２で接続される。
【００２１】
図２は、電圧制御圧電発振器１の第１の切替部３１０と第２の切替部３２０の等価回路図である。
【００２２】
図２に示すように、第１の切替部３１０の第１の配線３１１は、インダクタンスＬａ１と２個のコンデンサＣａ１１，Ｃａ１２で表すことができる。第１の切替部３１０の第２の配線３１２は、インダクタンスＬａ２と２個のコンデンサＣａ２１，Ｃａ２２で表すことができる。図１に示すように、第１の配線３１１の配線長＜第２の配線３１２の配線長なので、インダクタンスＬａ１のインダクタンス値＜インダクタンスＬａ２のインダクタンス値、コンデンサＣａ１１，Ｃａ１２の容量値＜コンデンサＣａ２１，Ｃａ２２の容量値、となる。
【００２３】
第２の切替部３２０の第３の配線３２１は、インダクタンスＬｂ１と２個のコンデンサＣｂ１１，Ｃｂ１２で表すことができる。第２の切替部３２０の第４の配線３２２は、インダクタンスＬｂ２と２個のコンデンサＣｂ２１，Ｃｂ２２で表すことができる。図１に示すように、第３の配線３２１の配線長＜第４の配線３２２の配線長なので、インダクタンスＬｂ１のインダクタンス値＜インダクタンスＬｂ２のインダクタンス値、コンデンサＣｂ１１，Ｃｂ１２の容量値＜コンデンサＣｂ２１，Ｃｂ２２の容量値、となる。
【００２４】
図２に示すように、第３の端子Ｐ３と第６の端子Ｐ６との間をボンディングワイヤー３０１で接続することにより、第１の端子Ｐ１と第３の端子Ｐ３との間にインダクタンスＬａ１のインダクタンス値及びコンデンサＣａ１１，Ｃａ１２の容量値が付加される。また、第４の端子Ｐ４と第１０の端子Ｐ１０との間をボンディングワイヤー３０２で接続することにより、第２の端子Ｐ２と第４の端子Ｐ４との間にインダクタンスＬｂ２のインダクタンス値及びコンデンサＣｂ２１，Ｃｂ２２の容量値が付加される。
【００２５】
ボンディングワイヤー３０１の接続方法は、第３の端子Ｐ３−第６の端子Ｐ６間、第３の端子Ｐ３−第７の端子Ｐ７間、の２通りがあり、ボンディングワイヤー３０２の接続方法は、第４の端子Ｐ４−第９の端子Ｐ９間、第４の端子Ｐ４−第１０の端子Ｐ１０間、の２通りがあるので、合計４通りの組み合わせで第１の端子Ｐ１−第３の端子Ｐ３間のインダクタンス値及び容量値と第２の端子Ｐ２−第４の端子Ｐ４間のインダクタンス値及び容量値とを切り替えることが可能となる。
【００２６】
図３は、電圧制御圧電発振器１のパッケージ１０上での第１の切替部３１０と第２の切替部３２０の配線方法の一例を示す上面図である。
【００２７】
図３に示すように、パッケージ１０上には、第１の切替部３１０を構成する第５の端子Ｐ５、第６の端子Ｐ６、第７の端子Ｐ７、第１の配線３１１及び第２の配線３１２と、第２の切替部３２０を構成する第８の端子Ｐ８、第９の端子Ｐ９、第１０の端子Ｐ１０、第３の配線３２１及び第４の配線３２２と、が形成されている。発振回路２００は、パッケージ１０の底部に接着されている。また、圧電振動子１００は、パッケージ１０の上部に置かれ、第１の端子Ｐ１と第５の端子Ｐ５とが配線材１０１（黒丸部分）で接続され、第２の端子Ｐ２と第８の端子Ｐ８とが配線材１０２（黒丸部分）で接続されている。
【００２８】
図３は、発振回路２００の第３の端子Ｐ３と第６の端子Ｐ６とがボンディングワイヤー３０１で接続され、発振回路２００の第４の端子Ｐ４と第１０の端子Ｐ１０とがボンディングワイヤー３０２で接続されている状態を示す。
【００２９】
以上に述べた本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００３０】
本実施形態では、発振回路２００と第１の切替部３１０及び第２の切替部３２０との端子同士のボンディングの組み合わせにより発振回路２００から圧電振動子１００に至る配線の容量値とインダクタンス値を変更できるので、客先に納品後にも周波数の調整を柔軟に行え、さらに第１の切替部３１０と第２の切替部３２０とがパッケージ１０上に形成されているのでパッケージサイズを抑えることができる。
【００３１】
以上、電圧制御圧電発振器の実施形態を説明したが、こうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることができる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００３２】
（変形例１）電圧制御圧電発振器の変形例１について説明する。前記第１実施形態では、第１の切替部３１０として第５の端子Ｐ５、第６の端子Ｐ６、第７の端子Ｐ７、第１の配線３１１及び第２の配線３１２（Ｎ＝２の場合）、第２の切替部３２０として第８の端子Ｐ８、第９の端子Ｐ９、第１０の端子Ｐ１０、第３の配線３２１及び第４の配線３２２（Ｍ＝２の場合）、の場合について説明したが、（１以上のＮ，Ｍの）他の組み合わせでもよい。
【００３３】
図４は、変形例１に係る電圧制御圧電発振器の構成を示す構成図である。図４に示すように、電圧制御圧電発振器４は、第５の端子Ｐ５と第６の端子Ｐ６とを接続する第１の配線４１１と、第５の端子Ｐ５と第７の端子Ｐ７とを接続する第２の配線４１２と、第５の端子Ｐ５と第８の端子Ｐ８とを接続する第３の配線４１３（Ｎ＝３の場合）と、から構成される第１の切替部４１０と、第９の端子Ｐ９と第１０の端子Ｐ１０とを接続する第４の配線４２１と、第９の端子Ｐ９と第１１の端子Ｐ１１とを接続する第５の配線４２２と、第９の端子Ｐ９と第１２の端子Ｐ１２とを接続する第６の配線４２３（Ｍ＝３の場合）と、から構成される第２の切替部４２０と、を含んで構成されている。
【００３４】
この構成によれば、第１の切替部４１０の３通りの配線方法と第２の切替部４２０の３通りの配線方法とからなる９通りの組み合わせで第１の端子Ｐ１−第３の端子Ｐ３間のインダクタンス値及び容量値と第２の端子Ｐ２−第４の端子Ｐ４間のインダクタンス値及び容量値とを切り替えることが可能となり、周波数の調整をより柔軟に行うことができる。
【００３５】
（変形例２）電圧制御圧電発振器の変形例２について説明する。前記変形例１では、図４に示すような第１の切替部４１０及び第２の切替部４２０で説明したが、別の配線方法でもよい。
【００３６】
図５は、変形例２に係る電圧制御圧電発振器の構成を示す構成図である。図５に示すように、電圧制御圧電発振器５は、第５の端子Ｐ５と第６の端子Ｐ６とを接続する第１の配線５１１と、第６の端子Ｐ６と第７の端子Ｐ７とを接続する第２の配線５１２と、第７の端子Ｐ７と第８の端子Ｐ８とを接続する第３の配線５１３と、から構成される第１の切替部５１０と、第９の端子Ｐ９と第１０の端子Ｐ１０とを接続する第４の配線５２１と、第１０の端子Ｐ１０と第１１の端子Ｐ１１とを接続する第５の配線５２２と、第１１の端子Ｐ１１と第１２の端子Ｐ１２とを接続する第６の配線５２３と、から構成される第２の切替部５２０と、を含んで構成されている。
【００３７】
この構成によれば、前記変形例１の第１の切替部４１０及び第２の切替部４２０よりも第１の切替部５１０及び第２の切替部５２０は配線長を短くすることができるので、パッケージサイズを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態に係る電圧制御圧電発振器の構成を示す構成図。
【図２】電圧制御圧電発振器の第１の切替部と第２の切替部の等価回路図。
【図３】電圧制御圧電発振器のパッケージ上での第１の切替部と第２の切替部の配線方法の一例を示す上面図。
【図４】変形例１に係る電圧制御圧電発振器の構成を示す構成図。
【図５】変形例２に係る電圧制御圧電発振器の構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００３９】
１，４，５…電圧制御圧電発振器、１０…パッケージ、１００…圧電振動子、１０１，１０２…配線材、１１０…振動子、２００…発振回路、３０１，３０２…ボンディングワイヤー、３１０…第１の切替部、３１１…第１の配線、３１２…第２の配線、３２０…第２の切替部、３２１…第３の配線、３２２…第４の配線、４１０…第１の切替部、４１１…第１の配線、４１２…第２の配線、４１３…第３の配線、４２０…第２の切替部、４２１…第４の配線、４２２…第５の配線、４２３…第６の配線、５１０…第１の切替部、５１１…第１の配線、５１２…第２の配線、５１３…第３の配線、５２０…第２の切替部、５２１…第４の配線、５２２…第５の配線、５２３…第６の配線。
【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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