(57)【要約】【課題】検査に要する時間を短縮するとともに、水晶発振回路単独の特性を検査すること。【解決手段】ＣＭＯＳインバータ１１２を含む発振増幅回路１０４を備えていて、ＣＭＯＳインバータに並列に水晶振動子が接続されることにより発振する水晶発振回路１００の発振確認検査をするに当たり、発振増幅回路の出力端子ＸＴを接地し、及び、発振増幅回路１０４の入力端子ＸＴＢを電気的に浮遊させ、出力端子を流れる電流量を測定する。【選択図】図１
2010011254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＯＳインバータを含む発振増幅回路を備えていて、該ＣＭＯＳインバータに並列に水晶振動子が接続されることにより発振する水晶発振回路の発振確認検査をするに当たり、
前記発振増幅回路の出力端子を接地し、及び、前記発振増幅回路の入力端子を電気的に浮遊させ、
前記出力端子を流れる電流量を測定することを特徴とする水晶発振回路の発振確認検査方法。
【請求項２】
前記電流量を用いて、前記水晶発振回路の負性抵抗を求め、該負性抵抗と、前記水晶振動子の負荷時共振抵抗とを比較し、以下の関係が成り立つ場合に、前記水晶発振回路の発振を保証することを特徴とする水晶発振回路の発振確認検査方法。
負性抵抗≦負荷時共振抵抗
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水晶発振回路の発振確認検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振回路は、水晶振動子の温度変化に対する安定性が非常に高く、安定した発振回路を構成することができることから、種々の用途に用いられている。
【０００３】
一般的なＣＭＯＳインバータ及び水晶振動子を用いた水晶発振回路は、例えば、図３に示すように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
水晶発振回路１００は、ＬＳＩチップ内部に設けられていて、バイアス回路１０２、発振増幅回路１０４及びクロック生成回路１０６を備えている。
【０００５】
ここで、バイアス回路１０２の出力は、発振増幅回路のＰＭＯＳ１０８のゲートに接続されていて、発振停止時に電源電圧が印加されるように構成されている。
【０００６】
発振増幅回路１０４は、ＰＭＯＳ１０８及びＮＭＯＳ１１０からなるインバータ１１２と、発振を安定させるための抵抗１１４と、水晶振動子を接続するための端子ＸＴ及びＸＴＢとを備えている。
【０００７】
インバータ１１２は、従来周知のようにＰＭＯＳ１０８とＮＭＯＳ１１０とが直列に接続されていて、ＮＭＯＳ１１０のドレインは接地されている。またＰＭＯＳ１０８のソースは電源電圧に接続されている。
【０００８】
抵抗１１４は、端子ＸＴ及びＸＴＢの間に設けられている。また、抵抗１１４は、ＮＭＯＳのゲート及びインバータ１１２の出力と接続されている。
【０００９】
端子ＸＴ及びＸＴＢには、ＬＳＩチップ外に設けられた水晶振動子１１６が接続されている。なお、水晶振動子１１６については後述する。
【００１０】
発振増幅回路１０４は、水晶振動子１１６の発振をインバータ１１２により増幅してクロック生成回路１０６に出力する機能を有する。
【００１１】
クロック生成回路１０６は、発振増幅回路１０４から入力された発振信号を矩形波に変換して、出力端から出力する機能を有する。
【００１２】
水晶振動子１１６は、水晶の結晶片１１８と、キャパシタＣＤ及びＣＧとを備えている。
【００１３】
結晶片１１８は、端子ＸＴ及びＸＴＢを介して、インバータ１１２と並列に接続されている。そして、結晶片１１８と端子ＸＴとを結ぶ配線は、キャパシタＣＧを介して接地されている。また、結晶片１１８と端子ＸＴＢとを結ぶ配線は、キャパシタＣＤを介して接地されている。
【００１４】
今まで、水晶発振回路１００の発振確認検査は、水晶振動子１１６を端子ＸＴ及びＸＴＢに実際に接続して行われていた。すなわち、水晶振動子１１６を接続することにより、クロック生成回路１０６の出力端からクロック出力が出力されるかどうかを調べることで行われていた。
【特許文献１】特開平６−９７７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、従来の発振確認検査方法は、検査に長時間を要するという問題があった。すなわち、従来の発振確認検査では、クロック出力を安定させる必要があるが、水晶振動子１１６の発振が安定するためには、１秒程度が必要であった。つまり、１個の水晶発振回路１００の検査に１秒以上掛かっていた。そのため、多くの水晶発振回路１００を検査するためには、長い時間が必要であった。
【００１６】
また、従来の発振確認検査方法では、水晶振動子１１６を端子ＸＴ及びＸＴＢに接続するために、電気コードをハンダ付けする必要があった。そのため、これらの電気コードやハンダの寄生容量がキャパシタＣＤ及びＣＧに重畳されるため、水晶発振回路１００の単独の特性を調べることができなかった。
【００１７】
この発明は、上述のような問題点に鑑みなされたものである。従って、この発明の目的は、検査に要する時間を短縮するとともに、水晶発振回路単独の特性を検査することができる水晶発振回路の発振確認検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した目的の達成を図るために、この発明の発振確認検査方法は、ＣＭＯＳインバータを含む発振増幅回路を備えていて、ＣＭＯＳインバータに並列に水晶振動子が接続されることにより発振する水晶発振回路の発振確認検査するに当たり、発振増幅回路の出力端子を接地し、及び、発振増幅回路の入力端子を電気的に浮遊させ、出力端子を流れる電流量を測定することを特徴とする。
【００１９】
この発振確認検査方法において、電流量を用いて、水晶発振回路の負性抵抗を求め、負性抵抗と、水晶振動子の負荷時共振抵抗とを比較し、以下の関係が成り立つ場合に、水晶発振回路の発振を保証することを特徴とする。
【００２０】
負性抵抗≦負荷時共振抵抗
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、上述のように構成したので、検査に要する時間を短縮するとともに、水晶発振回路単独の特性を検査することができる水晶発振回路の発振確認検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。
【００２３】
図１は、この実施の形態の発振確認検査方法の説明に供する回路図である。なお、図１において、図３と同様の構成要素には同符号を付しその説明を省略する。
【００２４】
この実施の形態の発振確認検査方法の技術的な特徴点は、水晶振動子１１６を用いない点である。すなわち、この発振確認検査方法では、端子ＸＴを電気的に浮遊した状態、つまり、端子ＸＴに何も接続しない状態とし、さらに、端子ＸＴＢを電流計Ａを介して接地する。
【００２５】
このような回路構成とすることにより、端子ＸＴＢ及びＸＴはグラウンド電圧（０Ｖ）となる。その結果、ＮＭＯＳ１１０のゲートには０Ｖの電圧が印加されることとなり、ＮＭＯＳ１１０はＯＦＦ状態となる。
【００２６】
このような回路を形成した上で、水晶発振回路１００を、実際の発振動作が行われる場合と同様に駆動する。すると、ＰＭＯＳ１０８のゲートには、バイアス回路１０２から電圧が印加されるために、ＰＭＯＳ１０８はＯＮ状態となる。その結果、ＰＭＯＳ１０８のソース−ドレイン間には、電源電圧から、定電流が流れる。この定電流は、ＮＯＭＳ１１０がＯＦＦ状態であるために、図１に点線で示したように、端子ＸＴＢを介して、グラウンドに流れる。
【００２７】
ところで、水晶発振回路１００は、実際の発振動作が行われる場合と同様に駆動されているので、この定電流は、水晶振動子１１６が接続されて、クロック出力が行われる場合にＰＭＯＳ１０８に流れる電流量とほぼ等しくなる。
【００２８】
ここで、ほぼ等しいとは、約１０％の誤差の範囲で定電流と、クロック出力が行われる場合にＰＭＯＳ１０８に流れる電流とが等しくなることを意味する。
【００２９】
ところで、水晶発振回路１００において、発振が行われるかどうかは、負性抵抗（−Ｒ）と、負荷時共振抵抗（ＲＬ）との大小関係で決定されることが知られている。すなわち、負性抵抗と負荷時共振抵抗とが以下の式（１）の関係の場合にのみ発振が行われる。
【００３０】
負荷時共振抵抗≦負性抵抗・・・（１）
ところで、負性抵抗（−Ｒ）と、上述したＰＭＯＳ１０８に流れる定電流との間には、一定の関係が存在する。負性抵抗は、いわゆる発振の増幅度を表わすものであり、この増幅度は、ＰＭＯＳ１０８に流れる定電流により決定される。定電流と負性抵抗との関係は、１次直線で表わされる。よって、定電流を電流計Ａで測定することにより、負性抵抗を求めることができる。
【００３１】
また、負荷時共振抵抗は、水晶振動子１１６と、キャパシタＣＧ及びＣＤの寄生容量とで決定される定数である。
【００３２】
図２に、定電流と負性抵抗との関係及び負荷時共振抵抗の一例を示した。図２において、横軸は、定電流値（ｎＡ）を示し、縦軸は、負性抵抗（−ｋΩ）を示す。直線Ｉは、定電流と負性抵抗との間の関係を示し、及び直線ＩＩは、後述する負荷時共振抵抗の値を示している。
【００３３】
図２より明らかなように、直線Ｉが直線ＩＩ以上となる領域（定電流値≧７５ｎＡ）において、上述した式（１）の関係が成り立ち、水晶発振回路１００が発振することが分かる。
【００３４】
このように、この実施の形態の発振確認検査方法では、実際に水晶振動子１１６を接続することなく、定電流を電流計Ａで測定し、それを回路の負荷時共振抵抗と比較することにより、水晶発振回路１００が発振するかどうかを確認することができる。
【００３５】
これにより、水晶発振回路１００の発振確認検査に要する時間を、従来に比較して短くすることができる。また、発振確認検査に当たり水晶振動子１１６を接続しないことから、水晶発振回路１００単独の特性を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】発振確認検査方法の説明に供する回路図である。
【図２】定電流と負性抵抗との関係及び負荷時共振抵抗の一例を示す図である。
【図３】従来の水晶発振回路の回路図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００  水晶発振回路
１０２  バイアス回路
１０４  発振増幅回路
１０６  クロック生成回路
１０８  ＰＭＯＳ
１１０  ＮＭＯＳ
１１２  インバータ
１１４  抵抗
１１６  水晶振動子
１１８  結晶片
【図１】
2010011254.tif 000003
【図２】
2010011254.tif 000004
【図３】
2010011254.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月30日(2008.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記電流量を用いて、前記水晶発振回路の負性抵抗を求め、該負性抵抗と、前記水晶振動子の負荷時共振抵抗とを比較し、以下の関係が成り立つ場合に、前記水晶発振回路の発振を保証することを特徴とする請求項１に記載の水晶発振回路の発振確認検査方法。
負性抵抗≦負荷時共振抵抗