(57)【要約】【課題】出力端子から出力する内部信号を容易に切り替える。【解決手段】発振回路３は、電圧が変化する制御信号の入力を受ける制御端子ＶＣと、制御信号の電圧を、複数の閾値電圧と比較する電圧比較部１０と、発振信号を発生する発振部６と、電圧比較部１０における比較結果に応じて、発振信号を含む３種類以上の異なる内部信号から、外部に出力する内部信号を選択する選択部１１と、選択部１１により選択された内部信号を出力する出力端子ＶＯとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が変化する制御信号の入力を受ける入力端子と、
前記制御信号の電圧を、複数の閾値電圧と比較する電圧比較部と、
発振信号を発生する発振部と、
前記電圧比較部における比較結果に応じて、前記発振信号を含む３種類以上の異なる内部信号から、外部に出力する内部信号を選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記内部信号を出力する出力端子と、
を備える発振回路。
【請求項２】
第２実施形態
前記入力端子が、電源電圧の入力を受ける電源端子であり、
前記電圧比較部は、前記電源端子に入力される電源電圧を、前記複数の閾値電圧と比較する、
請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
前記選択部は、前記電源電圧が所定の電圧以下の場合に、前記発振信号を選択し、前記電源電圧が前記所定の電圧より大きい場合に、前記電源電圧に基づいて、前記発振信号以外の前記内部信号から一の内部信号を選択する、
請求項２に記載の発振回路。
【請求項４】
書き換え可能な不揮発性メモリをさらに備え、
前記不揮発性メモリに第１のデータが記憶されている場合に、前記出力端子は前記発振信号を出力し、前記不揮発性メモリに前記第１のデータと異なる第２のデータが記憶されている場合に、前記出力端子は前記選択部により選択された前記内部信号を出力する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の発振回路。
【請求項５】
内部温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部が検出した前記内部温度に応じた温度補償電圧を生成する補償電圧生成部と、
基準電圧を発生する基準電圧発生部と、
をさらに備え、
前記選択部は、前記温度検出部、前記補償電圧生成部、前記基準電圧発生部及び前記発振部が生成する前記内部信号から、外部に出力する前記内部信号を選択する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の発振回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水晶発振器の小型化に伴い、発振回路に設けられた端子に係る機能を共用することが行われている（例えば、特許文献１参照）。例えば、発振回路の所定の端子からクロック信号やデータ信号等の制御信号を入力することによって、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶されているパラメータを書き換え、出力端子から出力する内部信号を切り替えることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８９１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、不揮発性メモリに格納されたパラメータを書き換えて出力端子から出力する内部信号を切り替える場合、制御信号を入力する装置を用意する必要があり、パラメータの書き換え作業が煩雑になるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、出力端子から出力する内部信号を容易に切り替えることができる発振回路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】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、電圧が変化する制御信号の入力を受ける入力端子と、前記制御信号の電圧を、複数の閾値電圧と比較する電圧比較部と、発振信号を発生する発振部と、前記電圧比較部における比較結果に応じて、前記発振信号を含む３種類以上の異なる内部信号から、外部に出力する内部信号を選択する選択部と、前記選択部により選択された前記内部信号を出力する出力端子と、を備える発振回路を提供する。
【０００７】
上記の発振回路では、前記入力端子が、電源電圧の入力を受ける電源端子であり、前記電圧比較部は、前記電源端子に入力される電源電圧を、前記複数の閾値電圧と比較してもよい。
【０００８】
上記の発振回路では、前記選択部は、前記電源電圧が所定の電圧以下の場合に、前記発振信号を選択し、前記電源電圧が前記所定の電圧より大きい場合に、前記電源電圧に基づいて、前記発振信号以外の前記内部信号から一の内部信号を選択してもよい。
【０００９】
上記の発振回路は、書き換え可能な不揮発性メモリをさらに備え、前記不揮発性メモリに第１のデータが記憶されている場合に、前記出力端子は前記発振信号を出力し、前記不揮発性メモリに前記第１のデータと異なる第２のデータが記憶されている場合に、前記出力端子は前記選択部により選択された前記内部信号を出力してもよい。
【００１０】
上記の発振回路は、内部温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部が検出した前記内部温度に応じた温度補償電圧を生成する補償電圧生成部と、基準電圧を発生する基準電圧発生部と、をさらに備え、前記選択部は、前記温度検出部、前記補償電圧生成部、前記基準電圧発生部及び前記発振部が生成する前記内部信号から、外部に出力する前記内部信号を選択してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、出力端子から出力する内部信号を容易に切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る水晶発振器の回路図である。
【図２】第１の実施形態に係る制御端子ＶＣに印加された電圧と時間との関係を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る水晶発振器の回路図である。
【図４】第２の実施形態に係る電源端子ＶＣＣに印加された電圧と時間との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
［水晶発振器１の回路構成］
図１は、第１の実施形態に係る水晶発振器１の回路図である。
水晶発振器１は、例えば、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。水晶発振器１は、温度に応じて水晶振動子固有の周波数温度特性を補正し、広い温度範囲で安定した周波数の発振信号を出力する。水晶発振器１は、水晶振動子２と、発振回路３とを備える。
【００１４】
水晶振動子２は、温度変化に対して発振周波数が３次関数的に変化する温度周波数特性を有するＡＴカット水晶片である。水晶振動子２は、端子Ｘ１及び端子Ｘ２を介して発振回路３に接続されている。
発振回路３は、水晶振動子２と接続されており、水晶振動子２を発振させて、発振信号を出力する。具体的には、発振回路３は、温度検出部４と、補償電圧生成部５と、発振部６と、バッファアンプ７と、不揮発性メモリ８と、基準電圧発生部９と、電圧比較部１０と、選択部１１とを備える。
【００１５】
温度検出部４は、例えば、発振回路３の基板の温度、すなわち、内部温度を検出し、内部温度に応じたアナログ信号を出力する温度センサである。なお、温度検出部４は、温度に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力してもよい。
【００１６】
補償電圧生成部５は、温度検出部４が検出した内部温度に応じた温度補償電圧を生成し、発振部６に出力する。具体的には、補償電圧生成部５は、発振部６と水晶振動子２とから形成される共振回路の温度周波数特性を反転した温度周波数特性を３次関数で近似し、この３次関数に基づいて、温度検出部４が検出した温度に対応する電圧を温度補償電圧として生成する。
【００１７】
発振部６は、水晶振動子２と接続されており、水晶振動子２と共振回路を形成し、この共振回路により発振信号を出力する。また、発振部６には、バリキャップダイオード等の可変インピーダンス素子が接続されている。補償電圧生成部５が生成した温度補償電圧が印加されると、可変インピーダンス素子のインピーダンスが変化し、共振回路の周波数が一定に保たれる。
バッファアンプ７は、例えばＰＬＬ回路であり、発振部６が出力した発振信号の発振周波数を増幅して出力する。
【００１８】
不揮発性メモリ８は、電源が供給されない状態においても、記憶されたデータを保持する。不揮発性メモリ８は、例えば、上記３次関数のパラメータを記憶する。また、不揮発性メモリ８は、例えば、制御端子ＶＣから制御信号を受信することで、記憶されているデータを書き換え可能である。例えば、不揮発性メモリ８は、制御端子ＶＣから制御信号を受信することで、不揮発性メモリに第１のデータ又は第１のデータと異なる第２のデータを記憶する。
基準電圧発生部９は、発振回路３における基準電圧を発生する。この基準電圧は、例えば、バッファアンプ７において発振信号の発振周波数を増幅する際に用いられる。
【００１９】
電圧比較部１０は、電圧が変化する制御信号の入力を受ける入力端子としての制御端子ＶＣに印加された制御信号の電圧を、複数の閾値電圧と比較する。そして、電圧比較部１０は、閾値電圧により定められる複数の電圧範囲のうち、どの電圧範囲に入っているかに応じて信号を出力する。ここで、閾値電圧は、４種類設けられている。例えば、第１の閾値電圧は０．５Ｖ、第２の閾値電圧は１．５Ｖ、第３の閾値電圧は２．５Ｖ、第４の閾値電圧は、３．３Ｖである。
【００２０】
電圧比較部１０は、制御信号の電圧が含まれている電圧範囲に応じて、選択部１１に設けられているスイッチの開閉を制御するスイッチ制御信号を選択部１１に出力する。具体的には、電圧比較部１０は、制御端子ＶＣの電圧が０Ｖから第１の閾値電圧までの範囲（第１の電圧範囲）に含まれている場合、第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１を出力する。電圧比較部１０は、制御端子ＶＣの電圧が第１の閾値電圧から第２の閾値電圧までの範囲（第２の電圧範囲）に含まれている場合、第２のスイッチ制御信号ＣＮＴ２を出力する。電圧比較部１０は、制御端子ＶＣの電圧が第２の閾値電圧から第３の閾値電圧までの範囲（第３の電圧範囲）に含まれている場合、第３のスイッチ制御信号ＣＮＴ３を出力する。電圧比較部１０は、制御端子ＶＣの電圧が第３の閾値電圧から第４の閾値電圧までの範囲（第４の電圧範囲）に含まれている場合、第４のスイッチ制御信号ＣＮＴ４を出力する。
【００２１】
なお、電圧比較部１０は、不揮発性メモリ８に第１のデータが記憶されている場合に、制御端子ＶＣに印加された制御信号の電圧の値にかかわらず第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１を選択部１１に出力し、不揮発性メモリ８に第１のデータと異なる第２のデータが記憶されている場合に、制御端子ＶＣに印加された制御信号の電圧と、複数の閾値電圧との比較結果に基づいたスイッチ制御信号を選択部１１に出力してもよい。
【００２２】
選択部１１は、電圧比較部１０における比較結果に応じて、発振信号を含む３種類以上の異なる内部信号から、外部に出力する内部信号を選択する。具体的には、選択部１１は、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４とを備える。
【００２３】
第１のスイッチＳＷ１は、一端がバッファアンプ７に接続され、他端が出力端子ＶＯに接続されている。第１のスイッチＳＷ１は、第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１が入力されている間、オン状態（接続状態）となり、バッファアンプ７が出力した発振信号を出力端子ＶＯに出力する。第１のスイッチＳＷ１は、第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１が入力されていない場合にはオフ状態（非接続状態）となる。
【００２４】
第２のスイッチＳＷ２は、一端が補償電圧生成部５と発振部６との間に接続され、他端が出力端子ＶＯに接続されている。第２のスイッチＳＷ２は、第２のスイッチ制御信号ＣＮＴ２が入力されている間、オン状態となり、補償電圧生成部５が出力した補償電圧を出力端子ＶＯに出力する。第２のスイッチＳＷ２は、第２のスイッチ制御信号ＣＮＴ２が入力されていない場合にはオフ状態となる。
【００２５】
第３のスイッチＳＷ３は、一端が温度検出部４と補償電圧生成部５との間に接続され、他端が出力端子ＶＯに接続されている。第３のスイッチＳＷ３は、第３のスイッチ制御信号ＣＮＴ３が入力されている間、オン状態となり、温度検出部４が出力した信号を出力端子ＶＯに出力する。第３のスイッチＳＷ３は、第３のスイッチ制御信号ＣＮＴ３が入力されていない場合にはオフ状態となる。
【００２６】
第４のスイッチＳＷ４は、一端が基準電圧発生部９に接続され、他端が出力端子ＶＯに接続されている。第４のスイッチＳＷ４は、第４のスイッチ制御信号ＣＮＴ４が入力されている間、オン状態となり、基準電圧発生部９が出力した基準電圧を出力端子ＶＯに出力する。第４のスイッチＳＷ４は、第４のスイッチ制御信号ＣＮＴ４が入力されていない場合にはオフ状態となる。
【００２７】
ここで、不揮発性メモリ８に第１のデータが記憶されている場合には、第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１が入力されることから、第１のスイッチＳＷ１がオン状態となり、発振信号が出力端子ＶＯに出力される。また、不揮発性メモリ８に第２のデータが記憶されている場合には、制御端子ＶＣに印加された制御信号の電圧と、複数の閾値電圧との比較結果に基づいたスイッチ制御信号（第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１から第４のスイッチ制御信号ＣＮＴ４のいずれか）が選択部１１に出力される。これにより、選択部１１では当該スイッチ制御信号に基づいてスイッチが制御され、一の内部信号が出力される。
【００２８】
すなわち、発振回路３では、不揮発性メモリ８に第１のデータが記憶されている場合に、出力端子ＶＯは発振信号を出力し、不揮発性メモリ８に第２のデータが記憶されている場合に、出力端子ＶＯは選択部１１により選択された内部信号を出力する。
【００２９】
図２は、第１の実施形態に係る制御端子ＶＣに印加された電圧と時間との関係を示す図である。図２では、期間Ａにおいて制御端子ＶＣに印加された電圧が０Ｖであることから、電圧比較部１０は、第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１を出力する。これにより、第１のスイッチＳＷ１がオン状態となり、バッファアンプ７が出力した発振信号、すなわち、発振回路３の発振信号が出力端子ＶＯに出力される。
【００３０】
また、期間Ｂにおいて制御端子ＶＣに印加された電圧が３Ｖであることから、電圧比較部１０は、第４のスイッチ制御信号ＣＮＴ４を出力する。これにより、第４のスイッチＳＷ４がオン状態となり、基準電圧発生部９が出力した基準電圧が出力端子ＶＯに出力される。
【００３１】
また、期間Ｃにおいて制御端子ＶＣに印加された電圧が１Ｖであることから、電圧比較部１０は、第２のスイッチ制御信号ＣＮＴ２を出力する。これにより、第２のスイッチＳＷ２がオン状態となり、補償電圧生成部５が出力した補償電圧が出力端子ＶＯに出力される。
【００３２】
［第１の実施形態の効果］
以上、第１の実施形態によれば、発振回路３は、制御端子ＶＣに印加された制御信号の電圧を、複数の閾値電圧と比較する電圧比較部１０と、電圧比較部１０における比較結果に応じて、発振信号を含む３種類以上の異なる内部信号から、外部に出力する内部信号を選択する選択部１１と、選択部１１により選択された内部信号を出力する出力端子ＶＯとを備える。
【００３３】
このようにすることで、発振回路３は、制御端子ＶＣに印加された電圧を調整することにより、出力端子ＶＯに出力される内部信号を切り替えることができる。したがって、不揮発性メモリに対するパラメータの書き換え作業を行うことなく、出力端子ＶＯから出力する内部信号を容易に切り替えることができる。
【００３４】
また、発振回路３では、不揮発性メモリ８に第１のデータが記憶されている場合に、出力端子ＶＯは発振信号を出力し、不揮発性メモリ８に第２のデータが記憶されている場合に、出力端子ＶＯは選択部１１により選択された内部信号を出力する。例えば、不揮発性メモリ８に第１のデータを記憶させておくことにより、発振回路３は、意図しない状況において発振信号とは異なる内部信号が出力されることを防止することができる。
【００３５】
また、選択部１１は、温度検出部４、補償電圧生成部５、基準電圧発生部９及び発振部６が生成する内部信号から、外部に出力する内部信号を選択する。したがって、発振回路３では、制御端子ＶＣに印加された電圧を調整することにより、発振回路３の内部に設けられている各機能の出力信号を容易に確認することができる。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
［電源端子に入力される電源電圧に基づいて出力する内部信号を切り替える］
続いて、第２の実施形態について説明する。
図３は、第２の実施形態に係る水晶発振器１の回路図である。
第２の実施形態の発振回路３は、電源端子ＶＣＣに入力される電源電圧に基づいて出力する内部信号を切り替える点で第１の実施形態と異なる。
【００３７】
第３の実施形態において、電源端子ＶＣＣは、電圧が変化する制御信号の入力を受ける入力端子として使用される。
電圧比較部１０は、電源端子ＶＣＣに接続されており、電源端子に入力される電源電圧を、複数の閾値電圧と比較する。この閾値電圧は、４種類設けられている。例えば、第１の閾値電圧は３．３Ｖ、第２の閾値電圧は４．３Ｖ、第３の閾値電圧は５．３Ｖである。
【００３８】
電圧比較部１０は、電源電圧が０Ｖから第１の閾値電圧までの範囲（第１の電圧範囲）に含まれている場合、第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１を出力する。電圧比較部１０は、電源電圧が第１の閾値電圧から第２の閾値電圧までの範囲（第２の電圧範囲）に含まれている場合、第２のスイッチ制御信号ＣＮＴ２を出力する。電圧比較部１０は、電源電圧が第２の閾値電圧から第３の閾値電圧までの範囲（第３の電圧範囲）に含まれている場合、第３のスイッチ制御信号ＣＮＴ３を出力する。電圧比較部１０は、電源電圧が第３の閾値電圧以上の範囲（第４の電圧範囲）に含まれている場合、第４のスイッチ制御信号ＣＮＴ４を出力する。
【００３９】
選択部１１は、電源電圧が所定の電圧以下（３．３Ｖ以下）の場合に、発振信号を選択し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合に、電源電圧に基づいて、発振信号以外の前記内部信号から一の内部信号を選択する。
【００４０】
具体的には、電源電圧が３．３Ｖ以下の場合、選択部１１に設けられている第１のスイッチＳＷ１に第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１が入力されてオン状態となり、発振信号が出力端子ＶＯに出力される。
【００４１】
また、電源電圧が３．３Ｖより大きい場合、選択部１１に設けられている第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３、又は第４のスイッチＳＷ４のいずれかがオン状態となり、発振信号とは異なる内部信号が出力端子ＶＯに出力される。
【００４２】
図４は、第２の実施形態に係る電源端子ＶＣＣに印加された電圧と時間との関係を示す図である。図４では、期間Ｅにおいて電源端子ＶＣＣに印加された電圧が５．５Ｖであることから、電圧比較部１０は、第４のスイッチ制御信号ＣＮＴ４を出力する。これにより、第４のスイッチＳＷ４がオン状態となり、基準電圧発生部９が出力した基準電圧が出力端子ＶＯに出力される。
【００４３】
また、期間Ｅにおいて電源端子ＶＣＣに印加された電圧が４．８Ｖであることから、電圧比較部１０は、第３のスイッチ制御信号ＣＮＴ３を出力する。これにより、第３のスイッチＳＷ３がオン状態となり、温度検出部４が出力した信号が出力端子ＶＯに出力される。
【００４４】
また、期間Ｆにおいて電源端子ＶＣＣに印加された電圧が４Ｖであることから、電圧比較部１０は、第２のスイッチ制御信号ＣＮＴ２を出力する。これにより、第２のスイッチＳＷ２がオン状態となり、補償電圧生成部５が出力した補償電圧が出力端子ＶＯに出力される。
【００４５】
また、期間Ｇにおいて電源端子ＶＣＣに印加された電圧が３．３Ｖであることから、電圧比較部１０は、第１のスイッチ制御信号ＣＮＴ１を出力する。これにより、第１のスイッチＳＷ１がオン状態となり、バッファアンプ７が出力した発振信号、すなわち、発振回路３の発振信号が出力端子ＶＯに出力される。
【００４６】
［第２の実施形態の効果］
以上、第２の実施形態によれば、電圧比較部１０は、電源端子ＶＣＣに入力される電源電圧を、複数の閾値電圧と比較するので、電源端子ＶＣＣを内部信号の出力の切り替えに共用することができる。したがって、発振回路３は、制御用の端子を設けることなく内部信号の出力を切り替えることができる。
【００４７】
また、選択部１１は、電源電圧が所定の電圧以下の場合に、発振信号を選択し、電源電圧が所定の電圧より大きい場合に、電源電圧に基づいて、発振信号以外の内部信号から一の内部信号を選択する。したがって、発振回路３は、電源端子ＶＣＣに発振回路３の動作電圧を印加することで発振信号を出力させ、動作電圧よりも高い電圧を一時的に印加することで他の内部信号を確認することができる。
【００４８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、不揮発性メモリ８に制御信号の入力を受け付ける端子を指定する設定情報を記憶させ、当該設定情報に基づいて制御信号の入力を受け付ける端子（例えば、制御端子ＶＣ、電源端子ＶＣＣ）を選択できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・水晶発振器、２・・・水晶振動子、３・・・発振回路、４・・・温度センサ、５・・・補償電圧生成部、６・・・発振部、７・・・バッファアンプ、８・・・不揮発性メモリ、９・・・基準電圧発生部、１０・・・電圧比較部、１１・・・選択部、ＳＷ１・・・第１のスイッチ、ＳＷ２・・・第２のスイッチ、ＳＷ３・・・第３のスイッチ、ＳＷ４・・・第４のスイッチ、ＶＣ・・・制御端子、ＶＣＣ・・・電源端子、ＶＯ・・・出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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