(57)【要約】【課題】電源変動特性に優れた圧電発振器に関して優れたノイズ特性が実現できないという問題を解決する。【解決手段】圧電振動子と、該圧電振動子の周波数信号を増幅し、発振する為の第一のトランジスタと、該発振用トランジスタの出力信号を増幅する為の第二のトランジスタとを備え、前記第一のトランジスタと前記第二のトランジスタとをカスコード接続した圧電発振器に於いて、前記第二のトランジスタのベースと接地との間にＭＯＳＦＥＴを順方向接続し、該ＭＯＳＦＥＴのゲートを前記第二のトランジスタのエミッタに接続するよう構成したことを特徴とする圧電発振器。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子と、該圧電振動子の周波数信号を増幅し、発振する為の第一のトランジスタと、該発振用トランジスタの出力信号を増幅する為の第二のトランジスタとを備え、前記第一のトランジスタと前記第二のトランジスタとをカスコード接続した圧電発振器に於いて、前記第二のトランジスタのベースと接地との間にＭＯＳＦＥＴを順方向接続し、該ＭＯＳＦＥＴのゲートを前記第二のトランジスタのエミッタに接続するよう構成したことを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
圧電振動子と、該圧電振動子の周波数信号を増幅し、発振する為の第一のトランジスタと、該発振用トランジスタの出力信号を増幅する為の第二のトランジスタと該第二のトランジスタ用のエミッタ抵抗とを備え、前記第一のトランジスタと前記第二のトランジスタとをカスコード接続した圧電発振器に於いて、前記第二のトランジスタのベースにＭＯＳＦＥＴのドレインを接続し、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に前記エミッタ抵抗を挿入接続するよう構成したことを特徴とする圧電発振器。
【請求項３】
前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧が前記ＭＯＳＦＥＴの素子しきい値電圧以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電発振器に関し特に電源変動特性に加えノイズ特性に優れる圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信機等の基地局等に於ける基準周波数源には、周波数安定度が高い恒温槽型水晶発振器が用いられ、このような水晶発振器としては特開２００２−１３５０５１号に開示されたカスコード接続型のものが知られている。
水晶発振器は電源電圧値が変動してしまうと発振回路の設定条件が適切値からずれてしまい水晶振動子を流れる水晶電流の変動が生じ出力信号レベルの変動が起きる場合があるので、このような現象を電源変動特性の不具合として好まない場合はツェナーダイオード等による定電圧回路を設ける必要があった。
【０００３】
図５は従来の一般的なカスコード増幅回路を備えた水晶発振器を示す回路図である。
同図に示す水晶発振器１００は、発振用のトランジスタ１０１のベースと電源ライン１０２との間に抵抗１０３と抵抗１０４との直列回路を挿入接続すると共に、トランジスタ１０１のベースと接地との間に抵抗１０５を挿入接続し、抵抗１０３と抵抗１０４との接続中点にベース接地増幅回路を構成するためのトランジスタ１０６のベースを接続すると共にトランジスタ１０６のベースと接地との間に容量１０７を挿入接続し、トランジスタ１０６のコレクタと電源ライン１０２との間に抵抗１０８を挿入接続する。
更に、トランジスタ１０１のベースと接地との間に容量１０９と容量１１０及び容量１１１から成る直列回路を挿入接続し、容量１１０にコイル１１２を並列接続すると共に、容量１１１に抵抗１１３を並列接続する。
そして、トランジスタ１０１のベースと接地との間に水晶振動子１１４と容量１１５との直列回路を挿入接続し、電源ライン１０２と接地との間にツェナーダイオード１１６とバイパスコンデンサである容量１１７を挿入接続し、更に電源ライン１０２を抵抗１１８を介して電源Ｖｃｃに接続し、トランジスタ１０６のコレクタを容量１１９を介して出力ＯＵＴに接続するよう構成したものである。
このような構成の水晶発振器１００は、電源Ｖｃｃの電圧値が変動した場合であっても電源ライン１０２と接地との間の電圧がツェナー電圧に基づき一定に保たれるので発振回路の設定条件が狂うことが無く安定した周波数信号源を出力することができる。
【０００４】
しかしながら、ツェナーダイオードがノイズ源となる為にノイズ特性に優れた水晶発振器が得られないという問題があり、このような問題は特に通信機の基地局用の基準発信源として使用される高安定タイプの水晶発振器には大きなものであった。
【特許文献１】特開２００２−１３５０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、電源変動特性に優れた圧電発振器に関して優れたノイズ特性が実現できないことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、圧電振動子と、該圧電振動子の周波数信号を増幅し、発振する為の第一のトランジスタと、該発振用トランジスタの出力信号を増幅する為の第二のトランジスタとを備え、前記第一のトランジスタと前記第二のトランジスタとをカスコード接続した圧電発振器に於いて、前記第二のトランジスタのベースと接地との間にＭＯＳＦＥＴを順方向接続し、該ＭＯＳＦＥＴのゲートを前記第二のトランジスタのエミッタに接続するよう構成したことを特徴とする。
また、本発明は、圧電振動子と、該圧電振動子の周波数信号を増幅し、発振する為の第一のトランジスタと、該発振用トランジスタの出力信号を増幅する為の第二のトランジスタと該第二のトランジスタ用のエミッタ抵抗とを備え、前記第一のトランジスタと前記第二のトランジスタとをカスコード接続した圧電発振器に於いて、前記第二のトランジスタのベースにＭＯＳＦＥＴのドレインを接続し、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間に前記エミッタ抵抗を挿入接続するよう構成したことを特徴とする。
また、本発明は、請求項１又は請求項２に記載した特徴に加え、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧が前記ＭＯＳＦＥＴの素子しきい値電圧以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源変動特性とノイズ特性にも優れた圧電発振器が実現できるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
圧電発振器のノイズ特性向上という目的を電源変動特性を損なわずに実現した。
【実施例】
【０００９】
図１は、本発明に基づくカスコード増幅器を備えた圧電発振器である。
同図に示す圧電発振器として例えば水晶発振器１は、発振用のトランジスタ２のベースと電源ライン３との間に抵抗４と抵抗５との直列回路を挿入接続すると共に、トランジスタ２のベースと接地との間に抵抗６を挿入接続し、抵抗４と抵抗５との接続中点にベース接地増幅回路を構成するためのトランジスタ７のベースを接続すると共に、トランジスタ７のベースと接地との間に容量８を挿入接続し、トランジスタ７のコレクタと電源ライン３との間に抵抗９を挿入接続する。
更に、トランジスタ２のベースと接地との間に容量１０と容量１１及び容量１２から成る直列回路を挿入接続し、容量１１にコイル１３を並列接続すると共に、容量１２に抵抗１４を並列接続する。
【００１０】
そして、トランジスタ２のベースと接地との間に水晶振動子１５と容量１６との直列回路を挿入接続し、電源ライン３と接地との間にバイパスコンデンサである容量１７を挿入接続し、更に電源ライン３と電源Ｖｃｃとを例えば抵抗１８を介して接続し、トランジスタ７のコレクタを容量１９を介して出力ＯＵＴに接続する。
そして更に、トランジスタ７のベースにＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ２０（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）のドレインを接続し、容量１１と容量１２との接続中点にＭＯＳＦＥＴ２０のゲートを接続し、更に、ＭＯＳＦＥＴ２０のソースを接地するよう構成したものである。
このような構成の水晶発振器１は、電源Ｖｃｃの電圧値に変動が起きるとトランジスタ２のエミッタ電位が変動し、発振器の出力信号レベルを変動させようとするが、これに対してＭＯＳＦＥＴ２０がトランジスタ７のベース電流を制御して電源変動に伴う出力信号レベルの変動を打ち消す働きをするために電源ライン３に定電圧回路を備えていなくとも電源変動特性が優れたものとなる。
【００１１】
即ち、ＭＯＳＦＥＴ２０が例えばエンハンスメント型であれば、ＭＯＦＦＥＴの電圧電流特性（ゲート・ソース間電圧ＶＧＳとドレイン電流ＩＤとの関係）は、図２に示すようにゲート・ソース間電圧ＶＧＳがＭＯＳＦＥＴの素子しきい値電圧Ｖｔｈ以上に上昇すると、ドレイン電流ＩＤはゲート・ソース間電圧ＶＧＳの上昇に伴い増加するものである。
そこで、上述した電源Ｖｃｃの電圧値の変動が例えば電圧Ｖ１から電圧Ｖ２への電圧降下であり、当該電圧降下によってＭＯＳＦＥＴ２０のゲート・ソース間電圧がＶＧＳ１からＶＧＳ２へ電圧降下した場合であり更に、電圧ＶＧＳ１とＶＧＳ２とが図２に示すように素子しきい値電圧Ｖｔｈ以上となるよう予め増幅回路のバイアス回路等を設定されたものであれば、電源Ｖｃｃが電圧Ｖ１からＶ２へ電圧降下したことにより、トランジスタ２、７のベース電流が減少し、結果、発振器の出力信号レベルを低下させようとする働きが起きる一方では、電源Ｖｃｃの電圧降下に伴い電圧ＶＧＳ１からＶＧＳ２へ電圧降下に伴い図２に示すＭＯＳＦＥＴの電圧電流特性に基づきＭＯＳＦＥＴ２０のドレイン電流ＩＤが減少するので、当該ドレイン電流ＩＤの減少に伴うトランジスタ７のベース電流の増加により発振器の出力信号レベルを増加させるようとする制御が働くので、この２つの働きが相殺し合い発振器の出力信号レベルは一定に保たれるので、ツェナーダイオード等の定電圧回路を使用することなく優れた電源変動特性を得ることができる。
【００１２】
図３は、本発明に基づく水晶発振器の水晶振動子に流れる電流（水晶電流）の電源電圧変動特性を示すものである。
尚、本発明に基づく水晶発振器の電源電圧特性は“発明回路”と記され指し示されたものであり、更に、本発明の効果を明らかにするために同図には図５に示す従来回路に於ける水晶電流の電源電圧変動特性を“従来回路”と記し指し示している。
そして同図に示すように本発明に基づく水晶発振器は従来回路と比較して電源電圧値の変化に対して水晶電流の値の変化が小さく、この結果、出力信号レベルの変動が小さいものであることが判る。
尚、発振用のトランジスタとしてバイポーラ型を使用した回路構成を用いて本発明を説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図４に示すように発振用のトランジスタ２にＮチャネルのＭＯＳＦＥＴを使用したす意匠発振器にも適用できる。
また、ＭＯＳＦＥＴ２０としてエンハンスメント型を使用して本発明を説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、ディプレッション型を適用しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に基づく圧電発振器の回路図である。
【図２】ＭＯＳＦＥＴの電圧電流特性を示す図である。
【図３】本発明に基づく圧電発振器の水晶電流電源電圧特性を示す図である。
【図４】本発明に基づく圧電発振器の他の実施例を示す回路図である。
【図５】従来の圧電発振器の回路図を示すものである。
【符号の説明】
【００１４】
１  水晶発振器
２、７  トランジスタ
３  電源ライン
４、５、６、９、１８  抵抗
８、１０、１１、１２、１６、１７、１９  容量
１４  コイル
１５  水晶振動子
２０  ＭＯＳＦＥＴ
１００  水晶発振器
１０１、１０６トランジスタ
１０２電源ライン
１０３、１０４、１０５、１０８、１１３、１１８  抵抗
１０７、１０９、１１０、１１１、１１５、１１７、１１９  容量
１１２  コイル
１１４  水晶振動子
１１６  ツェナーダイオード
【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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