(57)【要約】【課題】必要なデータ量の増大を抑制しながら高い精度で温度補償を行うことが可能な回路装置を提供すること。【解決手段】発振回路と、温度検出回路と、前記温度検出回路からの出力信号に基づいて、前記発振回路の発振周波数の温度特性を補償する温度補償回路と、を備え、前記温度補償回路は、ｎ（ｎは２以上の整数）次の温度補償関数に基づいて、前記温度特性を補償する第１補償信号を生成するとともに、１つ以上の２次の温度補償関数に基づいて、前記第１補償信号により補償されずに残る前記温度特性をさらに補償する第２補償信号を生成する、回路装置。【選択図】図４
2018137512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路と、
温度検出回路と、
前記温度検出回路からの出力信号に基づいて、前記発振回路の発振周波数の温度特性を補償する温度補償回路と、を備え、
前記温度補償回路は、
ｎ（ｎは２以上の整数）次の温度補償関数に基づいて、前記温度特性を補償する第１補償信号を生成するとともに、
１つ以上の２次の温度補償関数に基づいて、前記第１補償信号により補償されずに残る前記温度特性をさらに補償する第２補償信号を生成する、回路装置。
【請求項２】
前記温度補償回路に温度補償データを出力する記憶部をさらに備え、
前記温度補償データは、
前記ｎ次の温度補償関数の係数値に対応するデータと、
前記２次の温度補償関数の各々の頂点における周波数偏差に対応するデータと、
前記２次の温度補償関数の各々と周波数偏差が一定の基準値である直線との交点の温度に対応するデータと、を含む、請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記温度検出回路は、
前記出力信号としてデジタル信号である温度検出データを出力し、
前記温度補償回路は、
前記温度検出データに基づく浮動小数点演算を行い、前記第１補償信号及び前記第２補償信号を生成する、請求項１又は２に記載の回路装置。
【請求項４】
可変分周回路を有し、前記発振回路からの出力信号が入力されるＰＬＬ回路をさらに備え、
前記第１補償信号及び前記第２補償信号に基づいて、前記可変分周回路の分周比が制御されることにより、前記温度特性が補償される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項５】
前記第１補償信号及び前記第２補償信号に基づいて、前記発振回路の発振周波数が制御されることにより、前記温度特性が補償される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回路装置及び振動子を備えている、発振器。
【請求項７】
請求項６に記載の発振器を備えている、電子機器。
【請求項８】
請求項６に記載の発振器を備えている、移動体。
【請求項９】
複数の温度に対して発振回路の発振周波数を測定し、前記発振周波数の温度特性を測定する温度特性測定工程と、
前記温度特性を補償するためのｎ（ｎは２以上の整数）次の温度補償関数を算出する第１温度補償関数算出工程と、
前記ｎ次の温度補償関数により補償されずに残る前記温度特性をさらに補償するための１つ以上の２次の温度補償関数を算出する第２温度補償関数算出工程と、を含む、発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路装置、発振器、電子機器、移動体及び発振器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated CrystalOscillator）は、水晶振動子と当該水晶振動子を発振させるための温度補償型発振回路を有し、当該温度補償型発振回路が所定の温度範囲で水晶振動子の発振周波数の所望の周波数（目標周波数）からのずれ（周波数偏差）を補償（温度補償）することにより、高い周波数精度が得られる。このような温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、第１の水晶振動子に接続される第１の発振回路の発振周波数と基準温度における第１の発振回路の発振周波数との差分と、第２の水晶振動子に接続される第２の発振回路の発振周波数と基準温度における第２の発振回路の発振周波数との差分との差分値に基づいて第１の補正値を取得し、第１の補正値と予め実測した周波数補正値との差分である補正残差に基づいて、第２の補正値を取得し、第１の補正値と第２の補正値とを加算して周波数補正値を求める水晶発振器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発振器では、所定の区間ごとに補正残差を１次式あるいは０次式で近似するため、山なりの補正残差を有効に補償することができない。また、補正残差の温度依存性が想定よりも複雑な関数で近似される場合、所望の補償精度が得られず、あるいは、所望の補償精度を得るためには補正残差の補償に必要なデータ量の大幅な増大を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、必要なデータ量の増大を抑制しながら高い精度で温度補償を行うことが可能な回路装置、発振器及び発振器の製造方法を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該発振器を用いた電子機器及び移動体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前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、以下の態様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］
本適用例に係る回路装置は、発振回路と、温度検出回路と、前記温度検出回路からの出力信号に基づいて、前記発振回路の発振周波数の温度特性を補償する温度補償回路と、を備え、前記温度補償回路は、ｎ（ｎは２以上の整数）次の温度補償関数に基づいて、前記温度特性を補償する第１補償信号を生成するとともに、１つ以上の２次の温度補償関数に基づいて、前記第１補償信号により補償されずに残る前記温度特性をさらに補償する第２補償信号を生成する。
【０００９】
本適用例に係る回路装置によれば、ｎ次の温度補償関数に基づいて生成した第１補償信号によって発振回路の発振周波数の温度特性を補償し、１つ以上の２次の温度補償関数に基づいて生成した第２補償信号により、第１補償信号によって補償されずに残る温度特性をさらに補償するので、山なりの補償残差を有効に補償し、高い精度で温度補償を行うことができる。また、本適用例に係る回路装置によれば、補償残差の温度依存性が複雑な関数で近似される場合であっても、１つ以上の２次の温度補償関数に基づいて補償残差を補償することができるので、必要なデータ量の増大を抑制することができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例に係る回路装置は、前記温度補償回路に温度補償データを出力する記憶部をさらに備え、前記温度補償データは、前記ｎ次の温度補償関数の係数値に対応するデータと、前記２次の温度補償関数の各々の頂点における周波数偏差に対応するデータ及び前記２次の温度補償関数の各々と周波数偏差が一定の基準値である直線との交点の温度に対応するデータと、を含んでもよい。
【００１１】
本適用例に係る回路装置によれば、２次の温度補償関数の各々について、ビット数が比較的少なくて済む頂点や交点に対応するデータを記憶することにより、比較的大きなビット数を必要とする係数値に対応するデータを記憶する必要がないので、記憶すべきデータ量を削減することができ、記憶部のサイズを小さくすることができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例に係る回路装置において、前記温度検出回路は、前記出力信号としてデジタル信号である温度検出データを出力し、前記温度補償回路は、前記温度検出データに基づく浮動小数点演算を行い、前記第１補償信号及び前記第２補償信号を生成してもよい。
【００１３】
本適用例に係る回路装置によれば、第１補償信号の生成に必要なデジタル演算の桁数と第２補償信号の生成に必要なデジタル演算の桁数とが大きく異なる場合でも、浮動小数点演算により有効桁数をできるだけ確保しながら精度の高い第１補償信号及び第２補償信号を生成することができるので、高い精度で温度補償を行うことができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例に係る回路装置は、可変分周回路を有し、前記発振回路からの出力信号が入力されるＰＬＬ回路をさらに備え、前記第１補償信号及び前記第２補償信号に基づいて、前記可変分周回路の分周比が制御されることにより、前記温度特性が補償されてもよい。
【００１５】
本適用例に係る回路装置によれば、第１補償信号及び第２補償信号に基づき、温度に応じて可変分周回路の分周比が変更されることにより、ＰＬＬ回路の出力信号の周波数偏差を小さくすることができるので、高い精度で温度補償を行うことができる。
【００１６】
［適用例５］
上記適用例に係る回路装置は、前記第１補償信号及び前記第２補償信号に基づいて、前記発振回路の発振周波数が制御されることにより、前記温度特性が補償されてもよい。
【００１７】
本適用例に係る回路装置によれば、第１補償信号及び第２補償信号に基づき、温度に応じて発振回路の発振周波数が変更されることにより、発振回路の出力信号の周波数偏差を小さくすることができるので、高い精度で温度補償を行うことができる。
【００１８】
［適用例６］
本適用例に係る発振器は、上記のいずれかの回路装置及び振動子を備えている。
【００１９】
本適用例に係る発振器によれば、必要なデータ量の増大を抑制しながら高い精度で温度補償を行うことが可能な回路装置を備えているので、製造コストを低減させながら温度による周波数偏差が小さい発振器を実現することができる。
【００２０】
［適用例７］
本適用例に係る電子機器は、上記の発振器を備えている。
【００２１】
［適用例８］
本適用例に係る移動体は、上記の発振器を備えている。
【００２２】
これらの適用例によれば、周波数偏差が小さい発振器を備えた、より信頼性の高い電子機器及び移動体を実現することができる。
【００２３】
［適用例９］
本適用例に係る発振器の製造方法は、複数の温度に対して発振回路の発振周波数を測定し、前記発振周波数の温度特性を測定する温度特性測定工程と、前記温度特性を補償するためのｎ（ｎは２以上の整数）次の温度補償関数を算出する第１温度補償関数算出工程と、前記ｎ次の温度補償関数により補償されずに残る前記温度特性をさらに補償するための１つ以上の２次の温度補償関数を算出する第２温度補償関数算出工程と、を含む。
【００２４】
本適用例に係る発振器の製造方法によれば、算出したｎ次の温度補償関数に基づいて、発振回路の発振周波数の温度特性を補償し、算出した１つ以上の２次の温度補償関数に基づいて、ｎ次の温度補償関数によって補償されずに残る温度特性をさらに補償することにより、山なりの補償残差を有効に補償し、高い精度で温度補償を行うことが可能な発振器を製造することができる。また、本適用例に係る発振器の製造方法によれば、補償残差の温度依存性が複雑な関数で近似される場合であっても、１つ以上の２次の温度補償関数に基づいて補償残差を補償することにより、必要なデータ量の増大を抑制することが可能な発振器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の発振器の斜視図。
【図２】本実施形態の発振器の断面図。
【図３】本実施形態の発振器の底面図。
【図４】第１実施形態の発振器の機能ブロック図。
【図５】フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の構成例を示す図。
【図６】温度検出回路の出力信号（温度検出データ）の温度特性の一例を示す図。
【図７】クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性及び第１温度補償関数の一例を示す図。
【図８】第１温度補償関数により補償されずに残る補償残差及び第２温度補償関数の一例を示す図。
【図９】第１温度補償データの一例を示す図。
【図１０】第２温度補償データの一例を示す図。
【図１１】第２温度補償データと第２温度補償関数との関係を示す図。
【図１２】本実施形態の発振器の製造方法の一例を示すフローチャート図。
【図１３】クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性及び第１温度補償関数の他の一例を示す図。
【図１４】第２実施形態の発振器の機能ブロック図。
【図１５】本実施形態の電子機器の機能ブロック図。
【図１６】本実施形態の電子機器の外観の一例を示す図。
【図１７】本実施形態の移動体の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２７】
１．発振器
１−１．第１実施形態
［発振器の構成］
図１〜図３は、本実施形態の発振器１の構造の一例を示す図である。図１は、発振器１の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。また、図３は、発振器１の底面図である。
【００２８】
本実施形態の発振器１は、温度補償型発振器であり、図１〜図３に示すように、回路装置２、振動子３、パッケージ４、リッド（蓋）５、外部端子（外部電極）６を含んで構成されている。本実施形態では、振動子３は水晶振動子であるものとするが、例えば、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子、その他の圧電振動子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子などであってもよい。また、振動子３の基板材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いることができ、振動子３の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。
【００２９】
パッケージ４は、回路装置２と振動子３とを同一空間内に収容する。具体的には、パッケージ４には、凹部が設けられており、リッド５で凹部を覆うことによって収容室７となる。パッケージ４の内部又は凹部の表面には、回路装置２の２つの端子（後述する図３のＸＧ端子及びＸＤ端子）と振動子３の２つの端子（励振電極３ａ及び３ｂ）とをそれぞれ電気的に接続するための不図示の配線が設けられている。また、パッケージ４の内部又は凹部の表面には、回路装置２の各端子と対応する各外部端子６とを電気的に接続するための不図示の配線が設けられている。
【００３０】
振動子３は、その表面及び裏面にそれぞれ金属の励振電極３ａ及び３ｂを有しており、励振電極３ａ及び３ｂを含む振動子３の形状や質量に応じた所望の周波数で発振する。
【００３１】
図３に示すように、発振器１は底面（パッケージ４の裏面）に、電源端子である外部端子ＶＣＣ，接地端子である外部端子ＧＮＤ、入力端子である外部端子ＯＥ及び出力端子である外部端子ＯＵＴの４個の外部端子６が設けられている。外部端子ＶＣＣには電源電圧が供給され、外部端子ＧＮＤは接地される。
【００３２】
図４は第１実施形態の発振器１の機能ブロック図である。図４に示すように、第１実施形態の発振器１は、回路装置２と振動子３とを含んで構成されている。回路装置２は、電源端子であるＶＣＣ端子、接地端子であるＧＮＤ端子、入力端子であるＯＥ端子、出力端子であるＯＵＴ端子、振動子３との接続端子であるＸＧ端子及びＸＤ端子が設けられている。ＶＣＣ端子、ＧＮＤ端子、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子は、回路装置２の表面に露出しており、それぞれ、パッケージ４に設けられた発振器１の外部端子ＶＣＣ，ＧＮＤ，ＯＥ，ＯＵＴと接続されている。また、ＸＧ端子は振動子３の一端（一方の端子）と接続され、ＸＤ端子は振動子３の他端（他方の端子）と接続される。
【００３３】
本実施形態では、回路装置２は、発振回路２１、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２、出力回路２３、温度検出回路２４、温度補償回路２５、記憶部２６及びシリアルインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路２７を含んで構成されている。なお、回路装置２は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
【００３４】
本実施形態では、回路装置２は、１チップの集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）として構成されているが、複数チップの集積回路（ＩＣ）によって構成されていてもよいし、一部がディスクリート部品によって構成されていてもよい。
【００３５】
発振回路２１は、回路装置２のＸＧ端子から入力される振動子３の出力信号を増幅し、増幅した信号を回路装置２のＸＤ端子を介して振動子３にフィードバックすることで、振動子３を発振させ、振動子３の発振に基づく発振信号（クロック信号ＯＳＣＣＬＫ）を出力する。例えば、振動子３と発振回路２１により構成される発振回路は、ピアース発振回路、インバーター型発振回路、コルピッツ発振回路、ハートレー発振回路などの種々のタイプの発振回路であってもよい。
【００３６】
フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２は、入力される分周比に基づいて、発振回路２１が出力する発振信号（クロック信号ＯＳＣＣＬＫ）の周波数を逓倍する。具体的には、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２は、温度補償回路２５から入力される分周比に基づいて、発振回路２１が出力するクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫを逓倍したクロック信号ＰＬＬＣＬＫを生成する。ここで、分周比の整数部分（整数分周比）をＮ、分数部分（分数分周比）をＦ／Ｍとすると、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫとクロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫとの間には、次式（１）の関係が成り立つ。
【００３７】
【数１】
2018137512.tif 000003
【００３８】
図５は、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の構成例を示す図である。図５の例では、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２は、位相比較器２２１、チャージポンプ２２２、ローパスフィルター２２３、電圧制御発振回路２２４、分周回路２２５、クロック生成回路２２６及びデルタシグマ変調回路２２７を含んで構成されている。
【００３９】
位相比較器２２１は、発振回路２１が出力するクロック信号ＯＳＣＣＬＫと分周回路２２５が出力するクロック信号ＦＢＣＬＫの位相差を比較し、比較結果をパルス電圧として出力する。
【００４０】
チャージポンプ２２２は、位相比較器２２１が出力するパルス電圧を電流に変換し、ローパスフィルター２２３は、チャージポンプ２２２が出力する電流を平滑化及び電圧変換する。
【００４１】
電圧制御発振回路２２４は、ローパスフィルター２２３の出力電圧を制御電圧として、制御電圧に応じて周波数が変化するクロック信号ＰＬＬＣＬＫを出力する。電圧制御発振回路２２４は、コイル等のインダクタンス素子とコンデンサー等の容量素子を用いて構成されるＬＣ発振回路や水晶振動子等の圧電振動子を用いた発振回路などの種々のタイプの発振回路によって実現可能である。
【００４２】
分周回路２２５（「可変分周回路」の一例）は、デルタシグマ変調回路２２７の出力信号を分周比（整数分周比）として、電圧制御発振回路２２４が出力するクロック信号ＰＬＬＣＬＫを整数分周したクロック信号ＦＢＣＬＫを出力する。
【００４３】
クロック生成回路２２６は、クロック信号ＦＢＣＬＫを用いてクロック信号ＤＳＭＣＬＫを生成して出力する。例えば、クロック生成回路２２６は、クロック信号ＦＢＣＬＫをそのままクロック信号ＤＳＭＣＬＫとして出力してもよいし、クロック信号ＦＢＣＬＫを整数分周したクロック信号ＤＳＭＣＬＫを出力してもよい。
【００４４】
デルタシグマ変調回路２２７は、クロック生成回路２２６が出力するクロック信号ＤＳＭＣＬＫに同期して、温度補償回路２５から入力される分周比Ｎ＋Ｆ／Ｍを積分して量子化するデルタシグマ変調を行う。
【００４５】
このデルタシグマ変調回路２２７の出力信号は、分周回路２２５に入力される。デルタシグマ変調回路２２７の出力信号は、整数分周比Ｎの付近の範囲の複数の整数分周比が時系列に変化し、その時間平均値はＮ＋Ｆ／Ｍと一致する。そして、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの位相とクロック信号ＦＢＣＬＫの位相が同期した定常状態では、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫとクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫとは式（１）の関係を満たし、これによりクロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは目標周波数に近づく。なお、本実施形態では分周比Ｎ＋Ｆ／Ｍがデルタシグマ変調回路２２７に入力されるものとしているが、例えば、デルタシグマ変調回路２２７が分数分周比Ｆ／Ｍをデルタシグマ変調し、デルタシグマ変調回路２２７の出力信号と整数分周比Ｎとが加減算されて分周回路２２５に入力されるような構成であっても良い。
【００４６】
図４に戻り、出力回路２３は、発振器１の外部端子ＯＥ（回路装置２のＯＥ端子）から入力される制御信号（出力イネーブル信号）がアクティブ（例えば、ハイレベル）のときに動作し、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２が出力するクロック信号ＰＬＬＣＬＫの振幅が所望のレベルに調整されたクロック信号ＣＬＫを生成する。出力回路２３が生成するクロック信号ＣＬＫは、回路装置２のＯＵＴ端子及び発振器１の外部端子ＯＵＴを介して発振器１の外部に出力される。
【００４７】
温度検出回路２４は、温度を検出し、検出した温度に応じた信号を出力する。本実施形態では、温度検出回路２４は、検出した温度に応じた信号としてデジタル信号である温度検出データＤＴを出力する。例えば、温度検出回路２４は、温度に応じて電圧が変化する温度センサー（例えば、サーミスター、あるいは、バンドギャップリファレンス回路の温度特性を利用した温度センサー等）と、当該温度センサーの出力信号を温度検出データＤＴに変換するＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器とを含んで構成されていてもよいし、温度に応じて発振周波数が変化する発振部と、当該発振部の発振周波数を測定し、測定結果に応じた温度検出データＤＴを出力する測定部とを含んで構成されていてもよい。後者の場合、例えば、温度検出回路２４は、２つの水晶振動子の発振周波数差を測定し、当該測定結果に応じた温度検出データＤＴを出力してもよい。
【００４８】
図６は、温度検出回路２４の出力信号（温度検出データＤＴ）の温度特性の一例を示す図である。図６において、横軸は温度（単位：℃）、縦軸は温度検出データＤＴである。図６の例では、温度検出データＤＴは、１０ビットのデジタル値（０〜１０２３）を有し、少なくとも発振器１の動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）において、温度変化に対して階段状にほぼ一定の比率で変化している。すなわち、図６の例では、温度検出回路２４は、１０ビットの分解能の温度検出データＤＴを出力する。
【００４９】
温度補償回路２５は、温度検出回路２４からの出力信号（温度検出データＤＴ）に基づいて、発振回路２１の発振周波数（クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫ）の温度特性（周波数温度特性）を補償する。具体的には、温度補償回路２５は、温度検出データＤＴに基づいて、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性が補償されるように、温度検出データＤＴに応じて、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比Ｎ＋Ｆ／Ｍを可変に設定する。
【００５０】
発振回路２１の発振周波数（クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫ）は、振動子３の温度特性等に起因した温度特性を有する。そこで、温度補償回路２５は、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫの温度特性（周波数温度特性）を、下記の式（２）で示される第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１を用いて補償する。式（２）においてＴ０は基準温度（例えば、＋２５℃）である。
【００５１】
【数２】
2018137512.tif 000004
【００５２】
式（２）で示される第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１は、温度Ｔを変数としてクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性あるいはその逆特性をｎ（ｎは２以上の整数）次式で近似したｎ次の温度補償関数である。
【００５３】
図７は、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性及び第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１の一例を示す図である。図７において、横軸は温度（単位：℃）、縦軸は基準温度Ｔ０のときの周波数を基準にした周波数偏差（単位：ｐｐｍ）である。実線はクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性を示し、一点鎖線は第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１を示している。図７の例では、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数偏差（目標周波数との差）は、基準温度である＋２５℃を変曲点として温度に対して概ね３次曲線で変化しており、発振器１の動作が保証される温度範囲（動作保証温度範囲）（例えば、−４０℃〜＋８５℃）において±２０ｐｐｍ程度の範囲である。また、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１は、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性の逆特性をｎ次式（例えば、５次式）で近似したものである。
【００５４】
クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性（周波数偏差）は、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１を用いて補償されるが、その一部は補償されずに残る。そこで、本実施形態では、温度補償回路２５は、この補償されずに残る周波数温度特性（補償残差）を、下記の式（３）で示される第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２を用いてさらに補償する。
【００５５】
【数３】
2018137512.tif 000005
【００５６】
式（３）において、α１，α２，・・・，αｍは、補償残差（周波数偏差）が基準値となるｍ（ｍは１以上の整数）個の温度であり、２次関数ｂｉ（Ｔ−αｉ）（Ｔ−αｉ＋１）は温度αｉ〜αｉ＋１における補償残差あるいはその逆特性を２次式で近似した２次関数である。補償残差（周波数偏差）の基準値は、基準温度Ｔ０（例えば、＋２５℃）における周波数偏差の値（例えば、０）である。式（３）で示される第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２は、ｍ個の温度範囲毎に補償残差あるいはその逆特性を近似するｍ個の２次の温度補償関数が合成されたものである。
【００５７】
図８は、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１により補償されずに残る周波数温度特性（補償残差）及び第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２の一例を示す図である。図８において、横軸は温度（単位：℃）、縦軸は周波数偏差（単位：ｐｐｍ）である。実線は補償残差を示し、一点鎖線は第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２を示している。図８の例では、補償残差は、発振器１の動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）において±０．１ｐｐｍ程度の範囲である。この補償残差を示す曲線は、周波数偏差が一定の基準値である直線（図８では周波数偏差が０の直線）と１１点の温度α１〜α１１で交差しており、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２は、温度αｉ〜αｉ＋１（ｉ＝１〜１０）のそれぞれの温度範囲において、補償残差の逆特性を２次式で近似したものである。
【００５８】
温度補償回路２５は、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１と第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２とを加算した温度補償関数が実現されるように、温度検出データＤＴに応じて、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比Ｎ＋Ｆ／Ｍを可変に設定する。具体的には、図４に示すように、温度補償回路２５は、第１補償信号生成回路２５１、第２補償信号生成回路２５２及び加算回路２５３を含んで構成されている。
【００５９】
第１補償信号生成回路２５１は、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１（ｎ次の温度補償関数）に基づいて、発振回路２１の発振周波数の温度特性を補償する第１補償信号Ｃ１を生成する。本実施形態では、第１補償信号生成回路２５１は、記憶部２６にあらかじめ記憶されている第１温度補償データを用いて、温度検出データＤＴに基づく浮動小数点演算を行い、第１補償信号Ｃ１を生成する。図９に、記憶部２６に記憶されている第１温度補償データの一例を示す。第１温度補償データは、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１（ｎ次の温度補償関数）の係数値ａｎ〜ａ０に対応するデータであり、図９に示すように、係数値ａｎ〜ａ０そのものであってもよい。第１補償信号Ｃ１は、例えば、基準温度Ｔ０におけるフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比としてあらかじめ設定される基準分周比（Ｎ＋Ｆ／Ｍ）０に対する差分値（変更量）を示す信号であり、各温度において、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１に比例する値を有する。
【００６０】
第１補償信号生成回路２５１は、例えば、温度検出データＤＴに対応する温度Ｔに対して、係数値ａｎ〜ａ０を用いて、式（２）により、温度Ｔにおける第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１の値を算出し、第１補償信号Ｃ１を生成する。
【００６１】
第２補償信号生成回路２５２は、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２（ｍ個の２次の温度補償関数）に基づいて、第１補償信号生成回路２５１が生成する第１補償信号Ｃ１により補償されずに残る発振回路２１の発振周波数の温度特性（補償残差）をさらに補償する第２補償信号Ｃ２を生成する。本実施形態では、第２補償信号生成回路２５２は、記憶部２６にあらかじめ記憶されている第２温度補償データを用いて、温度検出データＤＴに基づく浮動小数点演算を行い、第２補償信号Ｃ２を生成する。図１０に、記憶部２６に記憶されている第２温度補償データの一例を示す。また、図１１に、図１０の第２温度補償データと第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２との関係を示す。第２温度補償データは、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２（図１１の一点鎖線）を構成するｍ個の２次の温度補償関数の各々の頂点（図１１の黒丸）における周波数偏差β１〜βｍ−１に対応するデータ及び当該ｍ個の２次の温度補償関数の各々と周波数偏差が一定の基準値である直線（図１１では周波数偏差が０の直線）との交点（図１１の白丸）の温度α１〜αｍに対応するデータであり、図１０に示すように、周波数偏差β１〜βｍ−１そのものや温度α１〜αｍそのものであってもよい。第２補償信号Ｃ２は、例えば、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の基準分周比（Ｎ＋Ｆ／Ｍ）０に対する差分値（変更量）を示す信号であり、各温度において、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２に比例する値を有する。
【００６２】
第２補償信号生成回路２５２は、例えば、温度検出データＤＴに対応する温度Ｔに対して、温度α１〜αｍのうち、αｉ≦Ｔ≦αｉ＋１を満たす温度αｉ，αｉ＋１を求め、温度αｉ，αｉ＋１及び周波数偏差βｉを用いて、下記の式（４）により、交点の温度がαｉ，αｉ＋１となる２次の温度補償関数の係数値ｂｉを算出する。そして、第２補償信号生成回路２５２は、式（３）により、温度Ｔにおける第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２の値を算出し、第２補償信号Ｃ２を生成する。
【００６３】
【数４】
2018137512.tif 000006
【００６４】
ここで、十分な温度補償精度を確保するために、第１補償信号生成回路２５１及び第２補償信号生成回路２５２が３２ビットの浮動小数点演算を行う場合、仮に、記憶部２６に、第２温度補償データとして、ｍ個の２次の温度補償関数の各々に対して、それぞれ３２ビットの２次係数値、１次係数値及び０次係数値が記憶されると、第２温度補償データのデータ量は９６ｍビットになる。これに対して、ｍ個の交点の温度α１〜αｍの各々のビット数は、温度検出データＤＴのビット数と同じであり、例えば１０ビットである（図６参照）。また、例えば±１ｐｐｍ以下（図８の例では、±０．１ｐｐｍ程度）の補償残差を１ｐｐｂ程度の分解能でさらに補償する場合、ｍ−１個の頂点の周波数偏差β１〜βｍ−１の各々のビット数は、例えば１０ビットでよい。そこで、本実施形態では、第２温度補償データのデータ量を削減して記憶部２６のサイズを低減させるために、記憶部２６には、第２温度補償データとして、例えば、ｍ個の交点の温度α１〜αｍ及びｍ−１個の頂点の周波数偏差β１〜βｍ−１が記憶される。この場合、第２温度補償データのデータ量は、（２０ｍ−１０）ビットであり、９６ｍビットと比較して大幅に削減される。
【００６５】
加算回路２５３は、記憶部２６にあらかじめ記憶されているフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比の基準設定値（Ｎ＋Ｆ／Ｍ）０に、第１補償信号生成回路２５１が生成する第１補償信号Ｃ１と第２補償信号生成回路２５２が生成する第２補償信号Ｃ２とを加算してフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比Ｎ＋Ｆ／Ｍ（整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍ）を算出し、出力する。この加算回路２５３の出力信号（分周比Ｎ＋Ｆ／Ｍ）は、温度補償回路２５の出力信号としてフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２（具体的には、図５のデルタシグマ変調回路２２７）に供給される。
【００６６】
そして、温度補償回路２５から出力される分周比Ｎ＋Ｆ／Ｍに基づいて、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周回路２２５の分周比が制御されることにより、発振回路２１の発振周波数（クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫ）の温度特性が補償される。
【００６７】
図４に戻り、記憶部２６は、レジスター２６１と不揮発性メモリー２６２とを有しており、発振器１の所定の外部端子かシリアルインターフェース回路２７を介して、レジスター２６１及び不揮発性メモリー２６２に対するリード／ライトが可能に構成されている。本実施形態では、発振器１の外部端子と接続される回路装置２の端子はＶＣＣ，ＧＮＤ，ＯＵＴ，ＯＥの４つしかないため、シリアルインターフェース回路２７は、例えば、ＶＣＣ端子の電圧が閾値よりも高い時に、ＯＥ端子から入力されるクロック信号とＯＵＴ端子から入力されるデータ信号を受け付け、レジスター２６１あるいは不揮発性メモリー２６２に対してデータのリード／ライトを行ってもよい。
【００６８】
不揮発性メモリー２６２は、各種の制御データを記憶するための記憶部であり、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリーなどの書き換え可能な種々の不揮発性メモリーであってもよいし、ワンタイムＰＲＯＭ（One Time Programmable Read Only Memory）のような書き換え不可能な種々の不揮発性メモリーであってもよい。特に、本実施形態では、不揮発性メモリー２６２には、前述の第１温度補償データ、第２温度補償データ及び周波数設定データとして機能する基準分周比（Ｎ＋Ｆ／Ｍ）０があらかじめ記憶されている。
【００６９】
例えば、発振器１の製造工程（例えば、検査工程）において、発振器１の外部端子からシリアルインターフェース回路２７を介して、レジスター２６１に直接各種の制御データが書き込まれ、発振器１が所望の特性を満たすように調整され、調整された各種の制御データが最終的に不揮発性メモリー２６２に書き込まれる。
【００７０】
そして、不揮発性メモリー２６２に記憶されている各種の制御データは、回路装置２の電源投入時（ＶＣＣ端子の電圧が０Ｖから所望の電圧まで立ち上がる時）に不揮発性メモリー２６２からレジスター２６１に転送され、レジスター２６１に保持される。そして、レジスター２６１に保持された各種の制御データは、各回路に供給される。特に、本実施形態では、記憶部２６（レジスター２６１）は、温度補償回路２５に、第１温度補償データ、第２温度補償データ及び基準分周比（Ｎ＋Ｆ／Ｍ）０を出力する。
【００７１】
このように構成されている第１実施形態の発振器１は、その動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）において、周波数偏差が非常に小さい（例えば±数十ｐｐｂ以下の）クロック信号ＣＬＫを出力することが可能である。
【００７２】
［発振器の製造方法］
図１２は、本実施形態の発振器の製造方法の一例を示すフローチャート図である。本実施形態の発振器の製造方法は、図１２に示す工程Ｓ１０〜Ｓ６０を含む。ただし、本実施形態の発振器の製造方法は、工程Ｓ１０〜Ｓ６０の一部を省略又は変更し、あるいは、他の工程を追加してもよい。
【００７３】
図１２に示すように、本実施形態では、まず、振動子３と回路装置２とを含む発振器１を組み立てる（工程Ｓ１０）。
【００７４】
次に、発振器１に検査装置を接続し、発振器１に電源を投入する（工程Ｓ２０）。すなわち、検査装置が発振器１の外部端子ＶＣＣに所望の電源電圧を供給する。
【００７５】
次に、検査装置が、回路装置２の記憶部２６の不揮発性メモリー２６２に基準分周比（Ｎ＋Ｆ／Ｍ）０を書き込む（工程Ｓ３０）。
【００７６】
次に、検査装置が、第１温度補償データにおけるすべての係数値ａｎ〜ａ０として、回路装置２の記憶部２６のレジスター２６１に０を書き込む（工程Ｓ４０）。
【００７７】
次に、検査装置が、第２温度補償データにおけるすべての交点の温度α１〜αｍ及び頂点の周波数偏差β１〜βｍ−１として、回路装置２の記憶部２６のレジスター２６１に０を書き込む（工程Ｓ５０）。この工程Ｓ３０〜Ｓ５０により、回路装置２の発振回路２１の発振周波数が温度補償されない状態となる。
【００７８】
次に、検査装置が、所望の温度範囲に含まれる複数の温度に対して発振器１（発振回路２１）の発振周波数を測定し、発振周波数の温度特性を測定する（工程Ｓ６０（「温度特性測定工程」の一例））。
【００７９】
次に、検査装置が、工程Ｓ６０で測定した発振周波数の温度特性を補償するための第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１（ｎ次の温度補償関数）を算出する（工程Ｓ７０（「第１温度補償関数算出工程」の一例））。
【００８０】
次に、検査装置が、工程Ｓ７０で算出した第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１により補償されずに残る発振周波数の温度特性（補償残差）をさらに補償するための第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２（ｍ個の２次の温度補償関数）を算出する（工程Ｓ８０（「第２温度補償関数算出工程」の一例））。
【００８１】
最後に、検査装置が、工程Ｓ７０で算出した第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１及び工程Ｓ８０で算出した第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２から第１温度補償データ及び第２温度補償データを生成し、回路装置２の記憶部２６の不揮発性メモリー２６２に書き込む（工程Ｓ９０）。
【００８２】
なお、検査装置は、工程Ｓ４０と工程Ｓ５０とを１つの工程として行ってもよい。
【００８３】
ところで、図１３に示すように、振動子３が特異な発振モードを有するために、局所的な温度範囲において発振回路２１の発振周波数が急峻に変化する場合がある（破線で囲まれた部分）。そのため、図１２の工程Ｓ４０において、検査装置は、発振回路２１の発振周波数が所望の閾値を超えて急峻に変化する場合は、この急峻な変化を無視して第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１（図１３の一点鎖線）を算出するのが望ましい。この発振周波数の急峻な変化は、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１に基づく温度補償によって補償されずに残るが、工程Ｓ５０において、この発振周波数の急峻な変化に起因する補償残差も加味した第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２が算出されるため、特異な発振モードを有する振動子３を用いた発振器１であっても、高精度な温度補償が可能であり、歩留りを向上させることができる。
【００８４】
［作用効果］
以上に説明したように、第１実施形態の発振器１（回路装置２）によれば、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１（ｎ次の温度補償関数）に基づいて生成した第１補償信号Ｃ１によって発振回路２１の発振周波数の温度特性を補償し、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２（ｍ個の２次の温度補償関数）に基づいて生成した第２補償信号Ｃ２により、第１補償信号Ｃ１によって補償されずに残る温度特性（補償残差）をさらに補償するので、山なりの補償残差を有効に補償し、高い精度で温度補償を行うことができる。
【００８５】
また、第１実施形態の発振器１（回路装置２）によれば、記憶部２６に、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２を構成するｍ個の２次の温度補償関数の各々についての頂点の周波数偏差や交点の温度を含む第２温度補償データを記憶することにより、大きなビット数を必要とする係数値を記憶する必要がないので、記憶すべきデータ量を削減することができ、記憶部２６のサイズを小さくすることができる。従って、製造コストを低減させながら温度による周波数偏差が小さい発振器１を実現することができる。
【００８６】
さらに、第１実施形態の発振器１（回路装置２）によれば、温度補償回路２５（第１補償信号生成回路２５１及び第２補償信号生成回路２５２）は、第１補償信号Ｃ１の生成に必要なデジタル演算の桁数と第２補償信号Ｃ２の生成に必要なデジタル演算の桁数とが大きく異なる場合でも、浮動小数点演算により有効桁数をできるだけ確保しながら精度の高い第１補償信号Ｃ１及び第２補償信号Ｃ２を生成することができるので、高い精度で温度補償を行うことができる。
【００８７】
１−２．第２実施形態
以下、第２実施形態の発振器１について、第１実施形態と同様の説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態と異なる内容について説明する。第２実施形態の発振器１の構造は、第１実施形態の発振器１（図１〜図３）と同様であるため、その図示及び説明を省略する。図１４は、第２実施形態の発振器１の機能ブロック図である。図１４において、図４と同様の構成要素には同じ符号が付されている。
【００８８】
図１４に示すように、第２実施形態の発振器１では、回路装置２は、第１実施形態（図４）に対して、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２が無く、発振回路２１及び温度補償回路２５の機能が異なる。
【００８９】
具体的には、発振回路２１は、不図示の可変容量素子（バラクタ―）を有しており、可変容量素子の容量値に応じた周波数で発振する。そして、出力回路２３は、発振回路２１が出力するクロック信号ＯＳＣＣＬＫの振幅が所望のレベルに調整されたクロック信号ＣＬＫを生成し、回路装置２のＯＵＴ端子及び発振器１の外部端子ＯＵＴを介して発振器１の外部に出力する。
【００９０】
温度補償回路２５は、第１実施形態で説明した第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１（ｎ次の温度補償関数）と第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２（ｍ個の２次の温度補償関数）とを加算した温度補償関数が実現されるように、温度検出データＤＴに応じて、発振回路２１が有する可変容量素子の容量値を可変に設定する。具体的には、図１４に示すように、温度補償回路２５は、第１補償信号生成回路２５１、第２補償信号生成回路２５２、加算回路２５３及びＤ／Ａ（Digital to Analog）変換回路２５４を含んで構成されている。
【００９１】
第１補償信号生成回路２５１は、第１実施形態と同様、記憶部２６にあらかじめ記憶されている第１温度補償データを用いて、温度検出データＤＴに基づく浮動小数点演算を行い、第１補償信号Ｃ１を生成する。記憶部２６に記憶されている第１温度補償データは、第１実施形態と同様、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１（ｎ次の温度補償関数）の係数値ａｎ〜ａ０に対応するデータである。第１補償信号Ｃ１は、例えば、基準温度Ｔ０における発振回路２１の可変容量素子の容量値としてあらかじめ設定される基準容量値に対する差分値（変更量）を示す信号であり、各温度において、第１温度補償関数ｆｃｏｍｐ１に比例する値を有する。
【００９２】
第２補償信号生成回路２５２は、第１実施形態と同様、記憶部２６にあらかじめ記憶されている第２温度補償データを用いて、温度検出データＤＴに基づく浮動小数点演算を行い、第２補償信号Ｃ２を生成する。記憶部２６に記憶されている第２温度補償データは、第１実施形態と同様、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２を構成するｍ個の２次の温度補償関数の各々の頂点における周波数偏差β１〜βｍ−１に対応するデータ及び当該ｍ個の２次の温度補償関数の各々と周波数偏差が一定の基準値である直線との交点の温度α１〜αｍに対応するデータである。第２補償信号Ｃ２は、例えば、発振回路２１の可変容量素子の基準容量値に対する差分値（変更量）を示す信号であり、各温度において、第２温度補償関数ｆｃｏｍｐ２に比例する値を有する。
【００９３】
加算回路２５３は、記憶部２６にあらかじめ記憶されている発振回路２１の可変容量素子の基準容量値に、第１補償信号生成回路２５１が生成する第１補償信号Ｃ１と第２補償信号生成回路２５２が生成する第２補償信号Ｃ２とを加算して発振回路２１の可変容量素子の容量値を算出し、出力する。
【００９４】
Ｄ／Ａ変換回路２５４は、加算回路２５３の出力信号（容量値）を可変容量素子に印加すべき電圧値に変換して出力する。このＤ／Ａ変換回路２５４の出力信号は、温度補償回路２５の出力信号として発振回路２１の可変容量素子に印加される。
【００９５】
そして、温度補償回路２５から出力される信号に基づいて、発振回路２１の可変容量素子の容量値が制御され、これにより発振周波数が制御されることにより、発振回路２１の発振周波数（クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫ）の温度特性が補償される。
【００９６】
第２実施形態の発振器１におけるその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００９７】
このように構成されている第２実施形態の発振器１は、第１実施形態と同様、その動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）において、周波数偏差が非常に小さい（例えば±数十ｐｐｂ以下の）クロック信号ＣＬＫを出力することが可能である。
【００９８】
１−３．変形例
例えば、第１実施形態又は第２実施形態の発振器１は、温度補償機能を有する発振器（ＴＣＸＯ等）であるが、温度補償機能とともに周波数制御機能を有する発振器（ＶＣ−ＴＣＸＯ（Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator）等）などであってもよい。
【００９９】
また、例えば、上記の各実施形態では、第２温度補償データに含まれる、ｍ個の２次の温度補償関数の各々と周波数偏差が一定の基準値である直線との交点の温度α１〜αｍに対応するデータは、温度α１〜αｍの値そのものであるが、これに限られず、例えば、温度α１〜αｍのいずれか１つの値及びｍ−１個の温度差αｉ＋１−αｉ（ｉは１以上ｍ−１以下の整数）の値であってもよい。
【０１００】
また、例えば、上記の第２実施形態では、温度補償回路２５は、発振回路２１の可変容量素子に印加する電圧を制御しているが、これに限られず、発振回路２１が複数の可変容量素子と複数のスイッチ素子とを含んで構成される可変容量アレイを有し、温度補償回路２５が、振動子３に電気的に接続される１つ以上の可変容量素子を選択するための選択信号（各スイッチのオン／オフを制御する信号）を出力し、当該可変容量アレイに供給するように構成してもよい。
【０１０１】
２．電子機器
図１５は、本実施形態の電子機器の構成の一例を示す機能ブロック図である。また、図１６は、本実施形態の電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。
【０１０２】
本実施形態の電子機器３００は、発振器３１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５０、通信部３６０、表示部３７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１５の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１０３】
発振器３１０は、温度補償型の発振器であり、発振器３１０が出力する発振信号は、ＣＰＵ３２０に供給される。
【０１０４】
ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、発振器３１０から供給される発振信号をクロック信号として各種の計算処理や制御処理を行う処理部である。具体的には、ＣＰＵ３２０は、操作部３３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部３６０を制御する処理、表示部３７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
【０１０５】
操作部３３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ３２０に出力する。
【０１０６】
ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶する記憶部である。
【０１０７】
ＲＡＭ３５０は、ＣＰＵ３２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３３０から入力されたデータ、ＣＰＵ３２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する記憶部である。
【０１０８】
通信部３６０は、ＣＰＵ３２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１０９】
表示部３７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ３２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部３７０には操作部３３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１１０】
発振器３１０として例えば上述した各実施形態の発振器１を適用することにより、ＣＰＵ３２０は周波数偏差の小さい（周波数精度の高い）クロック信号に基づいて各種の処理を行うことができるので、信頼性の高い電子機器を実現することができる。
【０１１１】
このような電子機器３００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【０１１２】
本実施形態の電子機器３００の一例として、上述した発振器３１０を基準信号源として用いて、例えば、端末と有線または無線で通信を行う端末基地局用装置等として機能する伝送装置が挙げられる。発振器３１０として、例えば上述した各実施形態の発振器１を適用することにより、例えば通信基地局などに利用可能な、周波数精度の高い、高性能、高信頼性を所望される電子機器３００を実現することも可能である。
【０１１３】
また、本実施形態の電子機器３００の他の一例として、通信部３６０が外部クロック信号を受信し、ＣＰＵ３２０（処理部）が、当該外部クロック信号と発振器３１０の出力信号（内部クロック信号）とに基づいて、発振器３１０の周波数を制御する周波数制御部と、を含む、通信装置であってもよい。この通信装置は、例えば、ストレータム３などの基幹系ネットワーク機器やフェムトセルに使用される通信機器であってもよい。
【０１１４】
３．移動体
図１７は、本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）である。図１７に示す移動体４００は、発振器４１０、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー４２０，４３０，４４０、バッテリー４５０、バックアップ用バッテリー４６０を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図１７の構成要素（各部）の一部を省略し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１１５】
発振器４１０は、温度補償型の発振器であり、発振器４１０が出力する発振信号は、コントローラー４２０，４３０，４４０に供給され、例えばクロック信号として用いられる。
【０１１６】
バッテリー４５０は、発振器４１０及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。バックアップ用バッテリー４６０は、バッテリー４５０の出力電圧が閾値よりも低下した時、発振器４１０及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。
【０１１７】
発振器４１０として例えば上述した各実施形態の発振器１を適用することにより、コントローラー４２０，４３０，４４０は周波数偏差の小さい（周波数精度の高い）発振信号に基づいて各種の制御を行うことができるので、信頼性の高い移動体を実現することができる。
【０１１８】
このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０１１９】
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１２０】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１２１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１２２】
１…発振器、２…回路装置、３…振動子、３ａ…励振電極、３ｂ…励振電極、４…パッケージ、５…リッド（蓋）、６…外部端子（外部電極）、７…収容室、２１…発振回路、２２…フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路、２３…出力回路、２４…温度検出回路、２５…温度補償回路、２６…記憶部、２７…シリアルインターフェース回路、２２１…位相比較器、２２２…チャージポンプ、２２３…ローパスフィルター、２２４…電圧制御発振回路、２２５…分周回路、２２６…クロック生成回路、２２７…デルタシグマ変調回路、２５１…第１補償信号生成回路、２５２…第２補償信号生成回路、２５３…加算回路、２５４…Ｄ／Ａ変換回路、２６１…レジスター、２６２…不揮発性メモリー、３００…電子機器、３１０…発振器、３２０…ＣＰＵ、３３０…操作部、３４０…ＲＯＭ、３５０…ＲＡＭ、３６０…通信部、３７０…表示部、４００…移動体、４１０…発振器、４２０，４３０，４４０…コントローラー、４５０…バッテリー、４６０…バックアップ用バッテリー
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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