(57)【要約】      （修正有）【課題】発振器が搭載されたユーザ基板上に、意図しないＬＣ共振回路が生成された場合でも、発振器出力におけるリップルを抑制することができ、良好な波形のクロックを供給することができる発振器を提供する。【解決手段】発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と、出力端子４とが順次直列に接続され、バッファ回路２とダンピング抵抗３との間の点に、リップルの原因となる高周波成分の中心周波数付近を共振点とするＬＣ直列共振回路５の一端が接続し、他端が接地された発振器としており、また、発振回路１とバッファ回路２との間に、高周波成分抑制抵抗が直列に接続された発振器としており、発振器出力におけるリップルの発生を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、前記クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、
インダクタとキャパシタが直列に接続されたＬＣ直列共振回路を備え、
前記ＬＣ直列共振回路は、一端が前記バッファ回路と前記ダンピング抵抗との間に接続され、他端が接地され、前記クロック信号に含まれる高周波成分の中心周波数付近に共振点を有することを特徴とする発振器。
【請求項２】
特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、前記クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、
インダクタとキャパシタが直列に接続されたＬＣ直列共振回路を備え、
前記ＬＣ直列共振回路は、一端が前記発振回路と前記バッファ回路との間に接続され、他端が接地され、前記クロック信号に含まれる高周波成分の中心周波数付近に共振点を有することを特徴とする発振器。
【請求項３】
発振回路とバッファ回路との間に直列に接続され、前記クロック信号に含まれる高周波成分を抑制する高周波成分抑制抵抗を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の発振器。
【請求項４】
ＬＣ直列共振回路のキャパシタがバリキャップダイオードであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の発振器。
【請求項５】
特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、前記クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、
前記発振回路と前記バッファ回路との間に直列に接続され、前記クロック信号に含まれる高周波成分を抑制する高周波成分抑制抵抗を備えたことを特徴とする発振器。
【請求項６】
高周波成分抑制抵抗の値が３００〜５００オームであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか記載の発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器に係り、特にユーザ基板に実装された場合に、発振器出力におけるリップルを抑制し、良好な波形のクロックを供給することができる発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
各種電子回路にクロックを供給する発振器として、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator；温度補償型水晶発振器）やＯＣＸＯ（Oven Controlled Crystal Oscillator；恒温槽付水晶発振器）がある。
これらの発振器は、水晶振動子や発振回路部を備え、パッケージ化されたＬＳＩとして形成されており、ユーザの基板に実装されて、基板上の各種部品にクロックを供給する。
【０００３】
［従来の発振器の構成：図８］
従来の発振器について図８を使って説明する。図８は、従来の発振器の構成を示す概略回路図である。
図８に示すように、従来の発振器は、発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と出力端子４が順次直列に接続された構成となっている。
発振回路１は、水晶振動子及び発振回路部を備え、特定周波数の信号（クロック信号）を生成してクロック出力端子（ＣＫＯ）から出力する。
バッファ回路２は、発振回路１からのクロック信号を増幅する。
ダンピング抵抗３は、ノイズを低減する。
【０００４】
従来の発振器では、発振回路１から出力されたクロック信号が、バッファ回路２及びダンピング抵抗３を介して、発振器出力として出力端子４から外部に出力される。
そして、発振器は、ユーザのＰＣＢ（PCB；Printed Circuit Board、プリント基板、以下「基板」とする）に搭載されて、基板上に形成された金属配線によって他の部品に接続され、基板上の各部にクロックを供給するようになっている。
【０００５】
［リップルの発生］
ところで、従来の発振器をユーザの基板に実装して使用する際に、基板に形成されている配線パターンや各種部品のレイアウトによっては、配線パターンのインダクタ成分とＩＣなどの負荷容量成分とによってＬＣ共振回路が形成されてしまう。
また、立ち上がり特性の優れたクロック出力ほど、高帯域まで周波数成分が伸びるため、基板に意図しないＬＣ共振回路が形成されると、発振器の出力波形にリップルが発生することがある。
【０００６】
［従来の発振器の出力波形：図９］
従来の発振器の出力波形の例について図９を用いて説明する。図９は、発振器が搭載された基板上に意図しないＬＣ共振回路が形成された場合の従来の発振器の出力波形の例であり、（ａ）はＩＣ等の負荷容量成分が１５pFの場合、（ｂ）は負荷容量成分が３０pFの場合を示している。
図９（ａ）（ｂ）に示すように、基板上に意図しないＬＣ共振回路が形成された場合には、発振器の出力波形にリップルが発生する。特に、負荷容量成分が大きい（ｂ）では、（ａ）に比べて大きなリップルが発生していることがわかる。
【０００７】
［関連技術］
尚、発振器に関する技術としては、特開２００６−２６１８２３号公報「発振回路」（アルプス電気株式会社、特許文献１）、特開２００７−１８９２８６号公報「高周波スプリアス抑制逓倍発振回路」（エプソントヨコム株式会社、特許文献２）がある。
【０００８】
特許文献１には、発振回路において、出力段にＧＮＤ接続した並列共振回路を挿入した構成が記載されている。特許文献１の並列共振回路は、周波数信号をグランド側ではなく出力端子側に取り出すためのものである。
【０００９】
また、特許文献２には、発振回路において、同調回路と同調回路との間に、デカップリング抵抗を直列に挿入した構成が記載されている。特許文献２のデカップリング抵抗は、同調回路での同調を適切にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２６１８２３号公報
【特許文献２】特開２００７−１８９２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、従来の発振器では、ユーザ基板に実装した場合に、配線パターンやＩＣの負荷容量によって、基板上に意図しないＬＣ共振回路が形成されると、基板に搭載された発振器の出力波形にリップルが発生してしまうという問題点があった。
【００１２】
尚、特許文献１及び２には、リップル抑制のためにＬＣ共振回路や抵抗を設けたことについての記載はない。
【００１３】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、発振器が搭載された基板上で、配線パターンやＩＣの負荷容量に起因するＬＣ共振回路が生成された場合でも、発振器出力におけるリップルを抑制することができ、良好な波形のクロックを供給することができる発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、インダクタとキャパシタが直列に接続されたＬＣ直列共振回路を備え、ＬＣ直列共振回路は、一端がバッファ回路とダンピング抵抗との間に接続され、他端が接地され、クロック信号に含まれる高周波成分の中心周波数付近に共振点を有することを特徴としている。
【００１５】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、インダクタとキャパシタが直列に接続されたＬＣ直列共振回路を備え、ＬＣ直列共振回路は、一端が発振回路とバッファ回路との間に接続され、他端が接地され、クロック信号に含まれる高周波成分の中心周波数付近に共振点を有することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、上記発振器において、発振回路とバッファ回路との間に直列に接続され、クロック信号に含まれる高周波成分を抑制する高周波成分抑制抵抗を備えたことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、上記発振器において、ＬＣ直列共振回路のキャパシタがバリキャップダイオードであることを特徴としている。
【００１８】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、発振回路とバッファ回路との間に直列に接続され、クロック信号に含まれる高周波成分を抑制する高周波成分抑制抵抗を備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、上記発振器において、高周波成分抑制抵抗の値が３００〜５００オームであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、インダクタとキャパシタが直列に接続されたＬＣ直列共振回路を備え、ＬＣ直列共振回路は、一端がバッファ回路とダンピング抵抗との間に接続され、他端が接地され、クロック信号に含まれる高周波成分の中心周波数付近に共振点を有する発振器としているので、リップルの原因となる高周波成分を抑制して、実装されたユーザ基板において意図しないＬＣ共振回路が形成された場合でも、リップルの発生を抑え、良好な波形のクロックを提供することができる効果がある。
【００２１】
また、本発明によれば、特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、インダクタとキャパシタが直列に接続されたＬＣ直列共振回路を備え、ＬＣ直列共振回路は、一端が発振回路とバッファ回路との間に接続され、他端が接地され、クロック信号に含まれる高周波成分の中心周波数付近に共振点を有する発振器としているので、リップルの原因となる高周波成分を抑制して、実装されたユーザ基板において意図しないＬＣ共振回路が形成された場合でも、リップルの発生を抑え、良好な波形のクロックを提供することができる効果がある。
【００２２】
また、本発明によれば、ＬＣ直列共振回路のキャパシタがバリキャップダイオードである上記発振器としているので、ユーザ基板に実装後にキャパシタの値を調整でき、容易に適切な特性とすることができる効果がある。
【００２３】
また、本発明によれば、特定周波数のクロック信号を生成する発振回路と、クロック信号を増幅するバッファ回路と、ノイズを低減するダンピング抵抗と、出力端子とが順次直列に接続された発振器であって、発振回路とバッファ回路との間に直列に接続され、クロック信号に含まれる高周波成分を抑制する高周波成分抑制抵抗を備えた発振器としているので、リップルの原因となる高周波成分を抑制して、実装されたユーザ基板において意図しないＬＣ共振回路が形成された場合でも、リップルの発生を抑え、良好な波形のクロックを提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発振器の構成を示す概略回路図である。
【図２】第１の発振器の出力波形の例を示す特性図である。
【図３】第１の発振器の別の構成を示す概略回路図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る発振器の概略回路図である。
【図５】第２の発振器の出力波形の例を示す特性図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る発振器の概略回路図である。
【図７】第３の発振器の別構成例を示す概略回路図である。
【図８】従来の発振器の構成を示す概略回路図である。
【図９】発振器が搭載された基板上に意図しないＬＣ共振回路が形成された場合の従来の発振器の出力波形の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る発振器は、発振回路と、バッファ回路と、ダンピング抵抗と、出力端子が順次直列に接続され、バッファ回路とダンピング抵抗との間に一端が接続され、他端が接地されたＬＣ直列共振回路を設けたものであり、当該発振器が実装される基板上に、配線パターンとＩＣの負荷容量によって意図しないＬＣ共振回路が形成された場合でも、発振器出力のリップルを抑制し、良好な波形のクロックを出力することができるものである。
【００２６】
また、本発明の実施の形態に係る発振器は、発振回路とバッファ回路との間に、高周波成分抑制抵抗を挿入したものであり、実装基板上に意図しないＬＣ共振回路が形成された場合でも、発振器出力のリップルを抑制して良好な波形のクロックを出力するものである。
【００２７】
［第１の実施の形態に係る発振器の構成：図１］
本発明の第１の実施の形態に係る発振器について図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発振器の構成を示す概略回路図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る発振器（第１の発振器）は、発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と、出力端子４とが順次直列に接続されており、第１の発振器の特徴部分として、インダクタ５１とキャパシタ５２とから成るＬＣ直列共振回路５を備えている。
【００２８】
発振回路１、バッファ回路２、ダンピング抵抗３、出力端子４は、図８に示した従来の発振器と同様のものであり、発振回路１は、従来と同様にクロック信号を生成してクロック出力端子（ＣＫＯ）から出力する。
【００２９】
第１の発振器の特徴部分であるＬＣ直列共振回路５は、インダクタ５１の一端がバッファ回路２とダンピング抵抗３との間の点に接続され、インダクタ５１の他端とキャパシタ５２の一端が接続され、キャパシタ５２の他端が接地されている。
【００３０】
発振器出力におけるリップルは、クロック信号の高調波成分が原因となって生じるものであり、第１の発振器のＬＣ直列共振回路５は、リップルの原因となる高周波信号成分の帯域の中心付近に共振点を持つような特性となっている。
【００３１】
これにより、第１の発振器では、リップルの原因となる高周波信号を抑制することができ、当該発振器が搭載されたユーザの基板において、配線パターンとＩＣ等の負荷容量によってＬＣ共振回路が形成されても、発振器出力におけるリップルの発生を抑えることができるものである。
【００３２】
尚、発振器が搭載されるユーザ基板に応じて、効果的にリップルを抑制する特性となるよう、インダクタ５１及びキャパシタ５２を適宜選択してＬＣ直列共振回路５の特性を調整することが望ましい。
【００３３】
また、キャパシタ５２の代わりにバリキャップダイオードを備えた構成としてもよく、この場合には、ＬＣ直列共振回路５の特性を容易に調整可能とすることができるものである。
バリキャップダイオードを用いない場合、予め所望の特性が得られるようにインダクタ５１及びキャパシタ５２の値を設計し、当該設計値で回路を作製しておくが、バリキャップダイオードを用いた場合には、インダクタ５１は設計値とし、ユーザ基板に実装後にバリキャップダイオードを調整して、リップルの発生が抑制された適切な特性が得られるようにする。
【００３４】
［第１の発振器の特性例：図２］
第１の発振器の出力特性について図２を用いて説明する。図２は、第１の発振器の出力波形の例を示す特性図である。
図２に示すように、第１の発振器をＰＣ基板に搭載した場合の出力波形は、図９に見られたようなリップルが抑制されて、良好な特性が得られることがわかる。
【００３５】
［第１の発振器の別の構成：図３］
次に、第１の発振器の別の構成について図３を用いて説明する。図３は、第１の発振器の別の構成を示す概略回路図である。
図３に示すように、第１の発振器の別の構成（別の第１の発振器）は、発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と、出力端子４とが順次直列に接続されており、発振回路１とバッファ回路２との間の点にＬＣ直列共振回路５の一端が接続され、他端が接地されている。
別の第１の発振器でも、ＬＣ直列共振回路５によって高周波成分を抑制することができ、ユーザ基板に搭載した場合に、発振器出力におけるリップルを抑えることができるものである。
【００３６】
［第２の実施の形態に係る発振器の構成：図４］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る発振器について図４を用いて説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る発振器の概略回路図である。
図４に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る発振器（第２の発振器）は、第１の発振器と同様に、発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と、出力端子４とが直列に接続されており、更に、第２の発振器の特徴として、発振回路１とバッファ回路２との間に、高周波成分抑制抵抗７が直列に挿入された構成である。
【００３７】
一般に、負荷容量が大きくなると（例えば３０pF程度）共振点が下がってリップルが発生しやすくなるが、高周波成分抑制抵抗７を挿入することにより、発振回路１からの出力に含まれる高周波成分を抑制して、リップル成分を低減することができるものである。
高周波成分抑制抵抗７の特性としては、３００〜５００Ω（オーム）程度が望ましい。抵抗値が小さいと、十分な効果が得られない。
【００３８】
また、高周波成分抑制抵抗７を挿入することにより、発振回路１の出力波形が平滑化されて、波形の凹凸が鈍くなるが、高周波帯域まで伸びない特性のバッファ回路２によって波形を回復している。
【００３９】
［第２の発振器の特性：図５］
第２の発振器の出力特性について図５を用いて説明する。図５は、第２の発振器の出力波形の例を示す特性図である。
図５に示すように、第２の発振器を基板に搭載した場合の出力波形は、平滑化されてリップル成分が除去されている。
【００４０】
［第３の実施の形態に係る発振器の構成：図６］
本発明の第３の実施の形態に係る発振器について図６を用いて説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る発振器の概略回路図である。
図６に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る発振器（第３の発振器）は、第１の発振器と第２の発振器の特徴を組み合わせたものであり、直列接続された発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と、出力端子４とを備え、更に、発振回路１とバッファ回路２の間に高周波成分抑制抵抗７を挿入すると共に、バッファ回路２とダンピング抵抗３の間にＬＣ直列共振回路５の一端が接続され、他端が接地されている。
ＬＣ直列共振回路５は、インダクタ５１とキャパシタ５２とから構成される。
【００４１】
第３の発振器も、ＬＣ直列共振回路５及び高周波成分抑制抵抗７の特性を適切に選択することにより、第１の発振器及び第２の発振器と同様に、高周波成分を低減して、ユーザ基板に搭載した場合の発振器出力のリップルを抑制することができるものである。
【００４２】
［第３の発振器の別の構成：図７］
第３の発振器の別の構成について図７を用いて説明する。図７は、第３の発振器の別構成例を示す概略回路図である。
図７に示すように、第３の発振器の別の構成例は、発振回路１とバッファ回路２との間に、ＬＣ直列共振回路５と高周波成分抑制抵抗７とを設けた構成である。
図７（ａ）では、発振回路１とバッファ回路２との間に高周波成分抑制抵抗７が直列に接続され、高周波成分抑制抵抗７とバッファ回路２との間に、ＬＣ直列共振回路５の一端が接続され、他端が接地されている。
また、図７（ｂ）では、発振回路１と高周波成分抑制抵抗７との間の点にＬＣ直列共振回路５の一端が接続され、他端が接地されている。
図７（ａ）（ｂ）に示したいずれの構成でも、ユーザ基板に搭載された場合の発振器出力のリップルを抑制することができるものである。
【００４３】
［実施の形態の効果］
本発明の第１の実施の形態に係る発振器によれば、発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と、出力端子４とが直列に接続され、バッファ回路２とダンピング抵抗３との間の点に、リップルの原因となる高周波成分の中心周波数付近を共振点とするＬＣ直列共振回路５の一端が接続し、他端が接地された発振器としているので、発振器出力における高周波成分を抑制することができ、発振器が搭載されたユーザ基板に、配線パターンとＩＣ等の負荷容量によって意図しないＬＣ共振回路が形成された場合でも、リップルの発生を抑えることができ、良好な波形のクロックを供給することができる効果がある。
【００４４】
本発明の第２の実施の形態に係る発振器によれば、発振回路１と、バッファ回路２と、ダンピング抵抗３と、出力端子４とが直列に接続され、発振回路１とバッファ回路２との間に、高周波成分抑制抵抗７が直列に接続された発振器としているので、発振器出力における高周波成分を抑制することができ、発振器が搭載されたユーザ基板に、配線パターンとＩＣ等の負荷容量によって意図しないＬＣ共振回路が形成された場合でも、リップルの発生を抑えることができ、良好な波形のクロックを供給することができる効果がある。
【００４５】
また、本発明の第３の実施の形態に係る発振器によれば、発振回路１とバッファ回路２との間に高周波成分抑制抵抗７が直列に挿入されると共に、発振回路１とバッファ回路２との間、又はバッファ回路２とダンピング抵抗３の間にＬＣ直列共振回路５の一端が接続し、他端が接地された発振器としているので、同様に発振器出力におけるリップルの発生を抑制し、良好な波形のクロックを供給することができる効果がある。
【００４６】
また、本発明の第１及び第３の実施の形態に係る発振器によれば、ＬＣ直列共振回路５のキャパシタ５２の代わりにバリキャップダイオードを備えた構成としているので、ＬＣ直列共振回路５の共振周波数を容易に調整することができ、搭載される基板の種類に応じて、リップルの発生を効果的に抑えることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ユーザ基板に実装された場合に、発振器出力におけるリップルを抑制し、良好な波形のクロックを供給することができる発振器に適している。
【符号の説明】
【００４８】
１...発振回路、  ２...バッファ回路、  ３...ダンピング抵抗、  ４...出力端子、  ５...ＬＣ直列共振回路、  ７...高周波成分抑制抵抗、  ５１...インダクタ、  ５２...キャパシタ
【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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