(57)【要約】【課題】安定した周波数の発振信号を出力する。【解決手段】水晶発振器１は、水晶振動子１２と、水晶振動子１２を発振させて発振信号を出力する発振回路１３と、水晶振動子１２の温度を測定する温度測定部１４と、水晶振動子１２を加熱する第１加熱部１６と、発振回路１３を加熱する第２加熱部１７と、温度測定部１４が測定した水晶振動子１２の温度に基づいて、第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御する加熱制御部１５とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子と、
前記水晶振動子を発振させて発振信号を出力する発振回路と、
前記水晶振動子の温度を測定する温度測定部と、
前記水晶振動子を加熱する第１加熱部と、
前記発振回路を加熱する第２加熱部と、
前記温度測定部が測定した前記温度に基づいて、前記第１加熱部及び前記第２加熱部を制御する加熱制御部と、
を備える水晶発振器。
【請求項２】
前記第１加熱部が前記水晶振動子に与える第１加熱量と、前記第２加熱部が前記発振回路に与える第２加熱量と、の配分を示す配分情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記加熱制御部は、前記配分情報に基づいて、前記第１加熱部及び前記第２加熱部を制御する、
請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項３】
前記加熱制御部は、前記温度測定部が測定した前記温度に基づいて、前記第１加熱部に前記第１加熱量の熱を出力させるための第１制御データを出力するとともに、前記第２加熱部に前記第２加熱量の熱を出力させるための第２制御データを出力する、
請求項２に記載の水晶発振器。
【請求項４】
前記第１加熱部と前記第２加熱部との間に、前記水晶振動子及び前記発振回路が設けられている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の水晶発振器。
【請求項５】
前記温度測定部は、前記水晶振動子に接している、
請求項１から４のいずれか１項に記載の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水晶振動子を備えた水晶発振器として、水晶振動子の温度を一定に保ち、外気の温度に影響されることなく安定的に一定の周波数を出力する温度制御型水晶発振器（ＯＣＸＯ：Ｏｖｅｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来の温度制御型の水晶発振器１００の基板配置図である。水晶発振器１００は、基板１０１上に、水晶振動子１０２と、水晶振動子１０２を発振させて発振信号を出力する発振回路１０３と、水晶振動子１０２の温度を測定する温度測定部１０４と、水晶振動子１０２を加熱する加熱部１０５とを備える。また、水晶発振器１００は、加熱部１０５による加熱を制御する加熱制御部（不図示）を備える。
【０００４】
この水晶発振器１００では、温度測定部１０４は、水晶振動子１０２の近傍に配置されており、水晶振動子１０２の温度を測定する。加熱制御部は、温度測定部１０４が測定した温度に基づいて、水晶振動子１０２の温度がＺＴＣ（ゼロ温度係数点）付近の温度となるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の水晶発振器１００では、加熱部１０５と、水晶振動子１０２及び発振回路１０３それぞれとの距離が異なることから、加熱部１０５が水晶振動子１０２を加熱した場合に、発振回路１０３が十分に加熱されず、水晶振動子１０２と、発振回路１０３とで温度差が生じる。図５は、従来の水晶発振器１００の水晶振動子１０２及び発振回路１０３における温度（スポット温度）と、外気の温度との関係を示す図である。図５に示すように、外気の温度が低ければ低いほど、水晶振動子１０２と発振回路１０３との温度差は大きくなる。
【０００７】
発振回路１０３の温度が変化すると、発振回路１０３の負荷容量ＣＬが変化し、発振信号の周波数が変化する。図６は、従来の水晶発振器１００における外気の温度と、発振信号の周波数の変化量との関係を示す図である。図６に示すように、例えば、発振信号の周波数は、外気の温度に応じて線形的に変化する。このように、従来の水晶発振器１００においては、発振回路１０３の温度が一定に保たれないことにより、水晶発振器１００の負荷容量が変化し、発振信号の周波数が不安定になるという問題が生じていた。
【０００８】
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、安定した周波数の発振信号を出力することができる水晶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】
【０００９】
本発明の第１の態様においては、水晶振動子と、前記水晶振動子を発振させて発振信号を出力する発振回路と、前記水晶振動子の温度を測定する温度測定部と、前記水晶振動子を加熱する第１加熱部と、前記発振回路を加熱する第２加熱部と、前記温度測定部が測定した前記温度に基づいて、前記第１加熱部及び前記第２加熱部を制御する加熱制御部と、を備える水晶発振器を提供する。
【００１０】
上記の水晶発振器は、前記第１加熱部が前記水晶振動子に与える第１加熱量と、前記第２加熱部が前記発振回路に与える第２加熱量と、の配分を示す配分情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記加熱制御部は、前記配分情報に基づいて、前記第１加熱部及び前記第２加熱部を制御してもよい。
【００１１】
上記の水晶発振器では、加熱制御部は、前記温度測定部が測定した前記温度に基づいて、前記第１加熱部に前記第１加熱量の熱を出力させるための第１制御データを出力するとともに、前記第２加熱部に前記第２加熱量の熱を出力させるための第２制御データを出力してもよい。
【００１２】
上記の水晶発振器では、前記第１加熱部と前記第２加熱部との間に、前記水晶振動子及び前記発振回路が設けられていてもよい。また、前記温度測定部は、前記水晶振動子に接していてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安定した周波数の発振信号を供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の水晶発振器の基板配置図である。
【図２】本実施形態に係る水晶発振器の機能構成図である。
【図３】本実施形態に係る水晶発振器の水晶振動子及び発振回路における温度と外気の温度との関係を示す図である。
【図４】従来の水晶発振器の基板配置図である。
【図５】従来の水晶発振器の水晶振動子及び発振回路における温度と外気の温度との関係を示す図である。
【図６】従来の水晶発振器における外気の温度と発振信号の周波数の変化量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る水晶発振器１の基板配置図である。図２は、本実施形態に係る水晶発振器１の機能構成図である。
水晶発振器１は、基板１１上に、水晶振動子１２と、発振回路１３と、温度測定部１４と、加熱制御部１５と、第１加熱部１６と、第２加熱部１７と、記憶部１８とを備える。
【００１６】
水晶振動子１２は、例えばＳＣカット水晶振動子であり、発振回路１３に接続されている。発振回路１３は、水晶振動子１２と接続されており、水晶振動子１２を発振させて、発振信号を出力する。これら水晶振動子１２及び発振回路１３は、図１に示すように、第１加熱部１６と第２加熱部１７との間に設けられている。
【００１７】
温度測定部１４は、例えば、サーミスタ、ダイオード又は温度測定用の振動子等により構成され、水晶振動子１２の温度を測定する。この温度測定部１４は、水晶振動子１２に接していることが好ましい。このようにすることで、温度測定部１４は、水晶振動子１２の温度を精度良く測定することができる。
【００１８】
加熱制御部１５は、温度測定部１４が測定した水晶振動子１２の温度に基づいて、第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御することにより、水晶振動子１２の温度と、発振回路１３の温度とを、例えばＺＴＣ付近の温度となるように制御する。具体的には、ＥＥＰＲＯＭ等から構成される記憶部１８に、第１加熱部１６が水晶振動子１２に与える第１加熱量と、第２加熱部１７が発振回路１３に与える第２加熱量との配分を示す配分情報を予め記憶しておき、加熱制御部１５は、記憶部１８に記憶されている配分情報に基づいて、第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御する。ここで、加熱制御部１５は、例えばＰＩ制御を行うことによって第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御する。
【００１９】
なお、この配分情報は、例えば、製造時の実測により調整される。加熱制御部１５は、記憶部１８の配分情報を参照し、温度測定部１４が測定した温度に基づいて、第１加熱部１６に第１加熱量の熱を出力させるための第１制御データを生成するとともに、第２加熱部１７に第２加熱量の熱を出力させるための第２制御データを生成する。そして、加熱制御部１５は、生成した第１制御データを第１加熱部１６に出力するとともに、第２制御データを第２加熱部１７に出力する。
【００２０】
第１加熱部１６及び第２加熱部１７は、例えば、ＩＣ、トランジスタ、トランジスタに流れる電流を制御する可変抵抗及び基板を加熱する抵抗から構成されている。このＩＣは、加熱制御部１５から制御データを受信すると、トランジスタを制御して抵抗を加熱することで、基板１１を加熱する。第１加熱部１６は、加熱制御部１５から第１制御データを入力されたことに応じて、水晶振動子１２を加熱する。第２加熱部１７は、加熱制御部１５から第２制御データを入力されたことに応じて、発振回路１３を加熱する。
【００２１】
なお、以上の説明において、加熱制御部１５が、制御データを生成することにより第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御することとしたが、これに限らない。例えば、第１加熱部１６及び第２加熱部１７を構成する回路の回路定数（例えば、トランジスタに流れる電流を制御する可変抵抗の抵抗値等）を調整することにより、第１加熱部１６及び第２加熱部１７による加熱量を調整してもよい。
【００２２】
図３は、本実施形態に係る水晶発振器１の水晶振動子１２及び発振回路１３における温度（スポット温度）と、外気の温度との関係を示す図である。水晶発振器１の加熱制御部１５が第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御することにより、水晶振動子１２の温度と発振回路１３の温度が、外気の温度の変化にかかわらず一定に保たれていることが確認できる。
【００２３】
以上のとおり、本実施形態に係る水晶発振器１によれば、加熱制御部１５により、温度測定部１４が測定した温度に基づいて、第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御して水晶振動子１２及び発振回路１３を加熱する。これにより、水晶発振器１は、外気の温度の変化に対して水晶振動子１２及び発振回路１３の温度を一定とし、外気の温度に応じて周波数が線形的に変化することを防止することができる。したがって、水晶発振器１は、安定した周波数の発振信号を供給することができる。
【００２４】
また、加熱制御部１５は、配分情報を適切な値に設定して第１加熱部１６及び第２加熱部１７を制御することで、水晶振動子１２と発振回路１３との温度を一定とすることができる。
【００２５】
また、加熱制御部１５は、デジタルデータとしての第１制御データ及び第２制御データを第１加熱部１６及び第２加熱部１７に送信することで、第１加熱部１６及び第２加熱部１７を精度良く制御することができる。
【００２６】
また、第１加熱部１６と第２加熱部１７との間に水晶振動子１２及び発振回路１３を設けることにより、第１加熱部１６及び第２加熱部１７のそれぞれに対して供給する熱量の配分調整による温度制御を行うことができる。
【００２７】
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、加熱制御部１５は、配分情報を用いずに、第１加熱部１６及び第２加熱部１７のそれぞれに供給する熱量を独立して制御してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・水晶発振器、１１・・・基板、１２・・・水晶振動子、１３・・・発振回路、１４・・・温度測定部、１５・・・加熱制御部、１６・・・第１加熱部、１７・・・第２加熱部、１８・・・記憶部、１００・・・従来の水晶発振器、１０１・・・基板、１０２・・・水晶振動子、１０３・・・発振回路、１０４・・・温度測定部、１０５・・・加熱部
【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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