【手続補正書】
【提出日】平成16年8月18日(2004.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  水晶制御発振器回路であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器と、
前記発振増幅器からの出力信号を整流する整流手段と、
前記発振増幅器の出力を前記整流手段と容量結合する手段と、
前記発振増幅器の出力振幅に比例する直流信号を生成するために、前記整流手段からの出力信号をローパスフィルタリングするローパスフィルタリング手段と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定値に調整し、かつ前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記ローパスフィルタリング手段からの前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ接続するフィードバックループと、
前記発振器回路の絶対温度変化に対応して前記発振増幅器を同調する同調手段と
を備えることを特徴とする水晶制御発振器回路。
【請求項２】  前記発振増幅器が、前記発振増幅器内の電流源を制御し前記発振増幅器のループ利得を確立するための電圧入力を有する差動増幅器を備えることを特徴とする請求項１に記載の水晶制御発振器回路。
【請求項３】  水晶制御発振器回路であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器と、
前記発振増幅器からの出力信号を整流する整流手段と、
前記発振増幅器の出力と前記整流手段とを容量結合する容量結合手段と、
前記発振増幅器の出力振幅に比例した直流信号を生成するために、前記整流手段からの出力信号をローパスフィルタリングするローパスフィルタリング手段と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、かつ、前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記ローパスフィルタリング手段からの前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続し、かつ、前記発振増幅器内の電流を最大にして、ループ利得を非常に高くし、前記発振増幅器内で発振を導くことを可能とする信号を、始動時に前記発振増幅器の電流源に与えるためのフィードバックループと
を備えることを特徴とする水晶制御発振器回路。
【請求項４】  水晶制御発振器回路であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するための前記発振増幅器の出力に接続された振幅検出器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために前記振幅検出器からの前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続するフィードバックループと、
前記発振増幅器の入力に接続され、発振周波数を所定の値に同調させるための容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路であって、前記タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む共振子タンクキャパシタ回路と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数に同調させるために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する手段と、
前記発振器回路の温度変化に応じて前記電圧可変キャパシタの容量値を調整し、かつ、前記発振周波数を前記所定の値に維持するために前記初期電圧値に温度補償電圧値を加算する手段であって、前記発振器回路の絶対温度に比例する電圧値を生成する回路を備えることを特徴とする手段と、
を備えることを特徴とする水晶制御発振器回路。
【請求項５】  前記フィードバックループが、前記発振増幅器内の電流を最大にして、ループ利得を非常に高くし、前記発振増幅器内で発振を導くことを可能とする信号を、始動時に前記発振増幅器の電流源に与えることを特徴とする請求項４に記載の水晶制御発振回路。
【請求項６】  水晶制御発振器回路であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するための前記発振増幅器の出力に接続された振幅検出器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために前記振幅検出器からの前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続するフィードバックループと、
前記発振増幅器の入力に接続され、発振周波数を所定の値に同調させるための容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路であって、前記共振子タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む共振子タンクキャパシタ回路と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数に同調させるために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する手段と、
前記発振器回路の温度変化に応じて前記電圧可変キャパシタの容量値を調整するため、かつ、前記発振周波数を前記所定の値に維持するために前記初期電圧値に温度補償電圧値を加算する温度補償電圧加算手段であって、前記発振器回路の絶対温度に比例する電圧値を生成する生成回路を備え、前記生成回路は、負の温度係数を持つ特にドープされた抵抗を一つの素子として含む分圧器に接続された安定基準電圧を備えることを特徴とする温度補償電圧加算手段と
を備えることを特徴とする水晶制御発振器回路。
【請求項７】  水晶制御発振器回路であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するための前記発振増幅器の出力に接続された振幅検出器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために前記振幅検出器からの前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続するフィードバックループと、
前記発振増幅器の入力に接続され、発振周波数を所定の値に同調させるための容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路であって、前記共振子タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む共振子タンクキャパシタ回路と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数に同調させるために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する手段と、
前記振幅検出器であって、
前記発振増幅器からの出力信号を整流する整流手段と、
前記発振増幅器の出力と前記整流手段とを容量結合する手段と、
前記発振増幅器の発振振幅に比例した信号を生成するために、前記整流手段からの出力信号をローパスフィルタリングする手段と
を備えることを特徴とする前記振幅検出器と、
前記初期電圧値を確立する手段であって、
ディジタルナンバーを生成する手段と、
前記ディジタルナンバーを前記ディジタルナンバーの値に比例したアナログ電流値に変換する手段と、
前記アナログ電流値を前記アナログ電流値に比例する電圧値に変換する手段と、
前記電圧値と前記電圧可変キャパシタとを容量値を確立するために結合する手段とを備えることを特徴とする前記初期電圧値を確立する手段と
を備えることを特徴とする水晶制御発振器回路。
【請求項８】  発振器回路の電力消費を制御しながら前記発振器回路の出力信号を生成する方法であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器を提供する工程と、
前記発振増幅器を前記発振器回路の絶対温度の変化に対応して同調する工程と、
前記発振増幅器からの出力信号を整流手段により整流する工程と、
前記発振増幅器の出力を前記整流手段と容量結合する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅に比例する直流信号を生成するために、前記整流手段からの出力信号をローパスフィルタリングするローパスフィルタリング工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定値に調整し、かつ前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記ローパスフィルタリング工程における前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ接続する工程と
を備えることを特徴とする発振器回路の出力信号を生成する方法。
【請求項９】  発振器回路の電力消費を制御しながら前記発振器回路の出力信号を生成する方法であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器を提供する工程と、
前記発振増幅器からの出力信号を整流手段により整流する工程と、
前記発振増幅器の出力を前記整流手段と容量結合する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅に比例する直流信号を生成するために、前記整流手段からの出力信号をローパスフィルタリングして直流信号を生成するローパスフィルタリング工程と、
前記発振増幅器内の電流を最大にして、ループ利得を非常に高くし、前記発振増幅器内で発振を導くことを可能とする信号を、始動時に前記発振増幅器の電流源に与えることにより、前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定値に調整し、かつ前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記ローパスフィルタリング工程における前記直流信号をフィードバックループにおいて前記発振増幅器の電流源へ接続する工程と
を備えることを特徴とする発振器出力信号を生成する方法。
【請求項１０】  発振器回路の電力消費を制限しながら前記発振器回路の出力信号を生成する方法であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器を提供する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するために、振幅検出器を前記発振増幅器の出力に接続する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記振幅検出器からの前記直流信号をフィードバックループにおいて前記発振増幅器の電流源へ接続する工程と、
発振周波数を所定の値に同調させるための容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路を、前記発振増幅器の入力に接続する工程であって、前記共振子タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む工程と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数で同調するために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する工程と、
前記発振器回路の温度変化に応じて前記電圧可変キャパシタの容量値を調整し、かつ、前記発振周波数を前記所定の値に維持するために前記初期電圧値に温度補償電圧値を加算する工程であって、前記発振器回路の絶対温度に比例する電圧値を生成する工程をさらに含むことを特徴とする工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】    フィードバックループにおいて直流信号を接続する前記工程が、前記増幅器内の電流を最大にして、ループ利得を非常に高くし、前記発振増幅器内で発振を導くことを可能とする信号を、始動時に前記発振増幅器の電流源に与える工程を備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】  発振器回路の電力消費を制限しながら前記発振器回路の出力信号を生成する方法であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器を提供する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するために、振幅検出器を前記発振増幅器の出力に接続する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記振幅検出器からの前記直流信号をフィードバックループにおいて前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続する工程と、
発振周波数を所定の値に同調させるために容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路を、前記発振増幅器の入力に接続する工程であって、前記共振子タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む工程と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数に同調させるために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する工程と、
前記発振器回路の温度変化に応じて前記電圧可変キャパシタの容量値を調整し、かつ、前記発振周波数を前記所定の値に維持するために前記初期電圧値に温度補償電圧値を加算する工程であって、前記初期電圧値に加算する前記工程が、前記発振器回路の絶対温度に比例する電圧値を生成する工程をさらに含み、電圧値を生成する前記工程が、負の温度係数を持つ特にドープされた抵抗を一つの素子として含む分圧器に安定基準電圧を与える工程をさらに含むことを特徴とする工程と
を備えることを特徴する方法。
【請求項１３】  発振器回路の電力消費を制限しながら前記発振器回路の出力信号を生成する方法であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器を提供する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するために、振幅検出器を前記発振増幅器の出力に接続する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記振幅検出器からの前記直流信号をフィードバックループにおいて前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続する工程と、
発振周波数を所定の値に同調させるための容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路を、前記発振増幅器の入力に接続する工程であって、前記共振子タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む工程と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数に同調させるために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する工程と、
前記振幅検出器を接続する前記工程であって、
前記発振増幅器からの出力信号を整流手段により整流する工程と、
前記発振増幅器の出力と前記整流手段とを容量結合する工程と、
前記発振増幅器の発振振幅に比例した信号を生成するために、前記整流手段からの出力信号をローパスフィルタリングする工程と
をさらに含むことを特徴とする工程と、
前記初期電圧値を確立する工程であって、
ディジタルナンバーを生成する工程と、
前記ディジタルナンバーを前記ディジタルナンバーの値に比例したアナログ電流値に変換する工程と、
前記アナログ電流値を前記アナログ電流値に比例する電圧値に変換する工程と、
前記電圧値と前記電圧可変キャパシタとを容量値を確立するために結合する工程とを備えることを特徴とする前記初期電圧値を確立する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１４】  水晶制御発振器回路であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するための前記発振増幅器の出力に接続された振幅検出器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために前記振幅検出器からの前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続するフィードバックループと、
前記発振増幅器の入力に接続され、発振周波数を所定の値に同調させるための容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路であって、前記共振子タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む共振子タンクキャパシタ回路と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数に同調させるために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する手段であって、
前記発振器回路の製造工程における製品ばらつきに対応して前記発振増幅器を同調する手段と、
前記発振器回路の動作時の温度変化に対応して、前記発振増幅器を同調する手段とを備えることを特徴とする手段と
を備えることを特徴とする水晶制御発振器回路。
【請求項１５】  前記フィードバックループが、前記増幅器内の電流を最大にして、ループ利得を非常に高くし、前記発振増幅器内で発振を導くことを可能とする信号を、始動時に前記発振増幅器の電流源に与えることを特徴とする請求項１４に記載の水晶制御発振回路。
【請求項１６】    前記発振器回路の製造工程における製品のばらつきに対応して前記発振増幅器を同調する手段が、
ディジタルナンバーを生成する手段と、
前記ディジタルナンバーを前記ディジタルナンバーに比例するアナログ電流値に変換する手段と、
前記アナログ電流値を、前記アナログ電流値に比例する製品補償電圧に変換する手段とをさらに含み、
前記発振器回路の動作時の温度変化に対応して、前記発振増幅器を同調する手段が、
前記発振器回路の絶対温度に比例する温度補償電圧値を生成する手段と、
前記温度補償電圧値と前記製品補償電圧値とを前記初期電圧値を確立するために加算するための手段と、
前記初期電圧値を前記共振子タンクキャパシタ回路に接続する手段と
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の水晶制御発振器回路。
【請求項１７】  単一基板上に構成された水晶制御発振器回路であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するために前記発振増幅器の出力に接続された振幅検出器と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために前記振幅検出器からの前記直流信号を前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続するフィードバックループと、
前記発振増幅器の入力に接続され、発振周波数を所定の値に同調させるために容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路であって、少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む前記共振子タンクキャパシタ回路と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器とを所定の発振周波数に同調させるために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する手段であって、
前記発振器回路の製造工程における製品ばらつきに対応して前記発振増幅器を同調する手段と、
前記発振器回路の動作時の温度変化に対応して、前記発振増幅器を同調する手段とを備えることを特徴とする手段と
を備えることを特徴とする水晶制御発振器回路。
【請求項１８】  前記フィードバックループが、前記発振増幅器内の電流を最大にして、ループ利得を非常に高くし、前記発振増幅器内で発振を導くことを可能とする信号を、始動時に前記発振増幅器の電流源に与えることを特徴とする請求項１７に記載の水晶制御発振回路。
【請求項１９】
前記発振器回路の製造工程における製品のばらつきに対応して前記発振増幅器を同調する手段が、
ディジタルナンバーを生成する手段と、
前記ディジタルナンバーを前記ディジタルナンバーに比例するアナログ電流値に変換する手段と、
前記アナログ電流値を、前記アナログ電流値に比例する製品補償電圧に変換する手段とをさらに含み、
前記発振器回路の動作時の温度変化に対応して、前記発振増幅器を同調する手段が、
前記発振器回路の絶対温度に比例する温度補償電圧値を生成する手段と、
温度補償電圧値と前記製品補償電圧値とを前記初期電圧値を確立するために加算するための手段と、
前記初期電圧値を前記共振子タンクキャパシタ回路に接続する手段と
をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の水晶制御発振器回路。
【請求項２０】  発振器回路の電力消費を制限しながら前記発振器回路の出力信号を生成する方法であって、
入力及び出力を有し、所定の周波数範囲内で発振するために前記入力が水晶共振子に接続されている発振増幅器を提供する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを検出し、前記発振増幅器の出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するために、振幅検出器を前記発振増幅器の出力に接続する工程と、
前記発振増幅器の出力振幅レベルを所定の値に調整し、前記発振器回路の電力消費を制限するために、前記振幅検出器からの前記直流信号をフィードバックループにおいて前記発振増幅器の電流源へ戻すように接続する工程と、
発振周波数を所定の値に同調させるために容量値を選択できる共振子タンクキャパシタ回路を、前記発振増幅器の入力に接続する工程であって、前記共振子タンクキャパシタ回路が少なくとも一つの電圧可変キャパシタを含む工程と、
前記共振子タンクキャパシタ回路と前記発振増幅器を所定の発振周波数で同調するために、前記電圧可変キャパシタにかかる初期電圧値を確立する工程であって、
前記発振器回路の製造工程における製品のばらつきに対応して前記発振増幅器を同調する工程と、
前記発振器回路の動作時の温度変化に対応して、前記発振増幅器を同調する工程とを備える工程と
を備えることを特徴とする発振器出力信号を生成する方法。
【請求項２１】  前記発振器回路の製造工程における製品のばらつきに対応して前記発振増幅器を同調する工程が、
ディジタルナンバーを生成する工程と、
前記ディジタルナンバーを前記ディジタルナンバーに比例するアナログ電流値に変換する工程と、
前記アナログ電流値を、前記アナログ電流値に比例する製品補償電圧に変換する工程と
をさらに含み、
前記発振器回路の動作時の温度変化に対応して、前記発振増幅器を同調する工程が、
前記発振器回路の絶対温度に比例する温度補償電圧値を生成する工程と、
前記温度補償電圧値と前記製品補償電圧値を前記初期電圧値を確立するために加算するための工程と、
前記初期電圧値を前記共振子タンクキャパシタ回路に接続する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】  前記フィードバックループが、前記発振増幅器内の電流を最大にして、ループ利得を非常に高くし、前記発振増幅器内で発振を導くことを可能とする信号を、始動時に前記発振増幅器の電流源に与える工程をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の簡単な要約
一つの側面から見ると、本発明は入出力のある発振増幅器を包含する水晶制御発振器回路を包含する。発振を所定の周波数レンジ内で確保するために、水晶共振子に入力が接続されている。振幅検出器は、発振器の出力信号を整流し、かつ、出力振幅レベルに比例した直流信号を生成するために整流された信号にローパスフィルタをかけるために、発振増幅器の出力と容量結合されている。フィードバックループは、発振器の出力の振幅レベルを所望の値に調節し、発振器回路の電力消費を制限するために、直流信号を振幅検出器から発振増幅器の電流源へ戻すように接続されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
別の側面から見ると、本発明は入出力を有する発振増幅器を包含する水晶制御発振器回路を包含している。その入力は、所望の周波数レンジ内で発振を確立するために水晶共振子に接続されている。共振子タンクキャパシタ回路はまた、発振増幅器の入力に接続されており、増幅器の発振周波数を所定の値に同調するための静電容量を選択する。タンクキャパシタ回路は、少なくともひとつの電圧可変キャパシタを含み、さらに初期電圧値は、電圧可変キャパシタを介して共振子タンクキャパシタ回路及び、発振増幅器を所定の発振周波数範囲に同調する。初期電圧値は、ディジタルナンバーを生成し、当該ディジタルナンバーをそれに比例するアナログ値に変換し、かつ、アナログ電流値をそれに比例する電圧値に変換することで確立される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
好適な実施形態の詳細な説明
本発明の水晶発振器は、水晶を除いたすべての構成要素が単一集積回路基盤に実装された制御回路を伴った水晶発振増幅器を含む。本発明の水晶制御発振器のＣＭＯＳ回路設計は、自動利得制御（AGC）を伴った電圧制御水晶発振器（VCXO）と、オンチップチューニング及びオンチップ温度補償（PTAT）の両方を含む。本発明の発振回路の二つの有利な特徴は、発振器の電力消費を著しく減少させる自動利得制御回路及び、製品のばらつき及び温度の変化に応じたオンチップ周波数補償回路を実装していることである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
ハイパフォーマンスディジタル無線電話通信回路設計では、きわめて正確でかつ高い安定性を有する基準周波数源の必要性が非常に大きい。さらに、単一基板に出来る限り多くのコンポーネントを集積でき、回路規模を出来るだけ小さく低コストに押さえることが非常に望ましい。セルラー無線加入者局のような現代の多くの無線電話通信装置はバッテリーで動作しており、装置内の水晶発振器を含めたすべての回路の電力消費もまた非常に重要視される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
最初に図１を参照すると、同図は本発明の水晶制御発振器のブロック図を示している。この設計では、好ましくは単一チップ１１上に、発振の中心周波数を確立するために負荷容量１３のアレイと外部の水晶１４に接続されている発振増幅器１２を組み込んでいる。標準的なピアス発振器を備えることができる発振増幅器１２の出力は、振幅検出器１５に接続されている。この振幅検出器１５の出力は、発振増幅器１２へ戻る自動利得制御（AGC)ループ１６に接続されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
負荷容量１３は、第一及び第二のタンク回路キャパシタC1及びC2を備える。固定キャパシタC2は、電圧可変キャパシタCvaricapと直列接続されている。電圧可変キャパシタCvaricapは、一の入力が電流電圧変換器１８へ接続されている加算回路１７の出力に接続されている。加算回路１７へのその他の入力は、絶対温度比例補償回路（PTAT)１９に接続されている。電流電圧変換器１８の入力は、ナンバー生成器２２からのディジタル出力信号を受け取るD／Aコンバーター２１によって駆動される。電流電圧変換器１８及びPTAT回路１９の出力電圧は、回路１７において加算され、電圧可変キャパシタCvaricapを動作させるために接続され、その容量値を決定する。Cvaricapの容量値の変化により、発振増幅器１２を介して全負荷容量１３が変化し、それにより発振周波数が変化する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図１の水晶制御発振器は、すべての操作状況下において周波数及び振幅の両方に関し極めて安定で正確性の高い基準周波数を備える。水晶発振器の周波数は、発振増幅器に接続された負荷容量１３によって部分的に決定される。発振増幅器に接続された全負荷容量１３を変えること、例えば、可変キャパシタCvaricapの容量値を変えることにより、発振増幅器１２の発振周波数は特定周波数に同調される。Cvaricapの容量値は、そこにかかる電圧値によって決定され、Cvaricapにかかる電圧は、加算器１７における二つの異なる電圧の和によって生成される。これらの電圧は、まずD／Aコンバータ２１からの電流を電圧に変換するトランス抵抗増幅器（I-Vコンバータ１８）からの電圧と、絶対温度に比例する回路（PTAT）１９からの電圧を含む。水晶制御発振器の製造工程では、ディジタル値は、ＤＡＣ２１にディジタル入力２２の手段によって書き込まれる。ディジタル入力２２は発振器を初期製造において周波数が特定されるように校正する。この方法では、製品ばらつきの補償がその製造工程においてとても容易に遂行される。動作の間、PTAT回路１９は発振器が搭載されたチップ１１の環境温度に比例した電圧を伝え、それにより操作状況における温度変化を補償する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
自動利得制御（AGC）回路は、振幅検出器１５とAGCループ１６とを備え、二つの重要な機能を果たす。第一の機能は、すべての操作条件下で発振機能を確保するために、初期動作において発振増幅器における高いループ利得を提供することである。第二の機能は、連続動作の間、回路内で電圧を一定に保つために発振増幅器１２の振動を所定の振幅値に維持することである。発振増幅器１２の出力振幅値は振幅検出器１５によって検出され、この振幅に比例する信号が、振幅利得を制御するためにAGCループ１６でフィードバックされる。発振増幅器１２において、フィードバック信号電圧は、増幅器における電流及び、増幅器のフォワード利得とループ利得を調整する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
負荷容量回路
発振増幅器共振子タンク回路１３は、キャパシタンスC1、C2及びCvaricapからなる。これらのキャパシタンスは、特に典型的に設計された水晶共振子１４に対応して全体で約２０pFの範囲の負荷容量を与えるように設計されている。水晶が発振するであろう周波数は、その負荷容量によって部分的に決定される。Cvaricapが基板１１上に直接形成された電圧制御容量である一方で、C1とC2は、基板１１上に直接形成された固定容量でもよい。基板１１上およびそれ以外の寄生容量による容量貢献は、全負荷容量に含まれるに違いない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
Cvaricapは、好ましくはNMOSトランジスタで実現される。ソース及びドレインは一つのターミナルとして接続され、他のターミナルは、ゲートとして利用される。NMOSトランジスタは、反転層の成長に従いゲート電圧と共に容量が減少する反転領域において利用される。図２は、キャパシタの有効範囲を示す、NMOSトランジスタの容量−電圧特性を示すグラフである。NMOSデバイスの酸化層に近接しているので、ゲートメタルと半導体の異なる作用機能によって薄い空乏領域が現れてくる。この空乏領域は電圧が付加されれば増大し、グラフの左部分における容量値の減少を招く。空乏領域の中間（すなわちグラフのカーブの底）では、半導体は本質的に酸化層に近づくように振舞い、この地点で容量は最低値に至る。電圧が更に増加すると、半導体は反転モードに達して導通層が現れ、空乏領域の影響をより一層排除するので結果として容量は増加する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
このアプリケーションのためのディジタル−アナログコンバータの設計は、速度制限、一様性、チップの占有領域及び電力消費を含む、多くの考察を包含する。一様性は、このアプリケーションにおいて重要である。なぜなら、DACがキャリブレーションのループの一部であり、出力機能における極大若しくは極小はキャリブレーションできないからである。電力消費もまた、発振器がバッテリー動作するために重要である。電流ベースDAC２１は、ブロックで構成される4ビット電流重みスイッチと4ビットセグメントデコーダ３２から構築される。入力３３におけるディジタルワードのエントリから、出力３４に相当する電流が生成される。図４に示すように、ブロック３１のそれぞれは、４つの最下位ビット（LSB)に接続されている。４つの最上位ビット（MSB)は、復号されるセグメントであり、高位のディジタル入力値によりブロックをアクティブにする。新たな電流は、高位のディジタル入力値と共に従前の電流に付加される。この方法では、図４に示される回路に関し単調性が保証される。