(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子と、
振動子を発振させる発振回路と、
入力される分周比に基づいて、前記発振回路が出力する発振信号の周波数を調整するフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路と、
温度を計測する温度計測部と、
前記発振信号の周波数温度特性を補正するための温度補正テーブルが記憶される記憶部と、
前記温度補正テーブルを更新するための更新モードに設定可能な制御部と、
前記更新モードにおいて、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の出力信号と前記端子から入力される基準クロック信号とに基づいて、前記温度補正テーブルを更新する温度補正テーブル更新部と、を含み、
前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の前記分周比は、前記温度計測部による計測値と前記温度補正テーブルとに基づいて設定され、
前記温度補正テーブル更新部は、
前記更新モードにおいて、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の出力信号の周波数を前記基準クロック信号の周波数に近づけるための前記分周比を計算し、当該分周比により前記温度補正テーブルを更新する、温度補償型発振回路。
【請求項２】
前記温度補正テーブルにおいて前記温度計測部による計測値に対応する前記分周比が記述されていない場合、前記温度補正テーブルにおいて記述されている複数の前記分周比を用いて、前記計測値に対応する前記分周比を計算する分周比計算部を含む、請求項１に記載の温度補償型発振回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の温度補償型発振回路と、
前記振動子と、を備えた、発振器。
【請求項４】
請求項３に記載の発振器を備えた、電子機器。
【請求項５】
請求項３に記載の発振器を備えた、移動体。
【請求項６】
端子と、振動子と、温度補償型発振回路と、を備え、前記温度補償型発振回路は、前記振動子を発振させるための発振回路と、入力される分周比に基づいて、前記発振回路が出力する発振信号の周波数を調整するフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路と、温度を計測する温度計測部と、前記発振信号の周波数温度特性を補正するための温度補正テーブルが記憶される記憶部と、前記温度補正テーブルを更新するための更新モードに設定可能な制御部と、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の出力信号と前記端子から入力される基準クロック信号とに基づいて、前記温度補正テーブルを更新する温度補正テーブル更新部と、を含み、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の前記分周比は、前記温度計測部による計測値と前記温度補正テーブルとに基づいて設定され、前記温度補正テーブル更新部は、前記更新モードにおいて、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の出力信号の周波数を前記基準クロック信号の周波数に近づけるための前記分周比を計算し、当該分周比により前記温度補正テーブルを更新する発振器を組み立てる工程と、
前記温度補償型発振回路を前記更新モードに設定する工程と、
前記端子に前記基準クロック信号を入力し、前記発振器の温度を所定の範囲で変化させる工程と、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、温度補償型発振回路、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（公称周波数）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０２５８２４号
【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、特許文献１に記載のような従来の温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）では、高い周波数精度（小さい周波数偏差）を実現するためには、温度センサーに高い計測精度が求められ、その製造工程において、温度センサーが所定の温度で所定の値を出力するように調整し、発振器の温度を複数の所望の温度で正確に安定させた状態で温度補償係数を算出する必要があるため、製造コストを低減させることが難しい。
【０００５】
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、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ために使用可能な温度補償型発振回路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、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。また、本発明のいくつかの態様によれば、周波数偏差が小さい発振器を低コストで実現することが可能な発振器の製造方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係る温度補償型発振回路は、振動子を発振させる発振回路と、入力される分周比に基づいて、前記発振回路が出力する発振信号の周波数を逓倍するフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路と、温度を計測する温度計測部と、前記発振信号の周波数温度特性を補正するための温度補正テーブルが記憶される記憶部と、を含み、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の前記分周比は、前記温度計測部による計測値と前記温度補正テーブルとに基づいて設定される。
【０００８】
本適用例に係る温度補償型発振回路では、発振信号の周波数温度特性を補正するためのフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の分周比が、温度計測部による計測値に対応づけて設定さ
れるため、温度計測部の計測絶対精度が低くても実際の温度と温度計測値との対応関係が変動しなければ、周波数温度特性が補正された周波数偏差が小さい発振信号を出力することができる。従って、本適用例に係る温度補償型発振回路を用いることにより、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。また、本適用例に係る温度補償型発振回路を用いることにより、発振器の温度を複数の所望の温度で正確に安定させて温度補正テーブルを作成する必要もないので、製造工数が小さくなり、発振器の製造コストを低減させることができる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例に係る温度補償型発振回路は、端子と、前記温度補正テーブルを更新するための更新モードに設定可能な制御部と、前記更新モードにおいて、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の出力信号と前記端子から入力される基準クロック信号とに基づいて、前記温度補正テーブルを更新する温度補正テーブル更新部と、を含んでもよい。
【００１０】
［適用例３］
上記適用例に係る温度補償型発振回路において、前記温度補正テーブル更新部は、前記更新モードにおいて、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の出力信号の周波数を前記基準クロック信号の周波数に近づけるための前記分周比を計算し、当該分周比により前記温度補正テーブルを更新してもよい。
【００１１】
これらの適用例に係る温度補償型発振回路は、更新モードに設定されることにより、端子から入力される基準クロック信号に基づいて自動的に温度補正テーブルを更新（作成）する。従って、本適用例に係る温度補償型発振回路を用いることにより、検査装置が温度補正テーブルを作成する処理を行う必要がなく、また、複数の発振器を同時に製造可能であるため、発振器の製造コストを低減させることができる。
【００１２】
［適用例４］
上記適用例に係る温度補償型発振回路は、前記温度補正テーブルにおいて前記温度計測部による計測値に対応する前記分周比が記述されていない場合、前記温度補正テーブルにおいて記述されている複数の前記分周比を用いて、前記計測値に対応する前記分周比を計算する分周比計算部を含んでもよい。
【００１３】
例えば、前記分周比計算部は、前記温度補正テーブルにおいて前記温度計測部による計測値に対応する前記分周比が記述されていない場合、前記温度補正テーブルにおいて記述されている、前記温度計測部による計測値よりも小さい計測値に対応する前記分周比と前記温度計測部による計測値よりも大きい計測値に対応する前記分周比とを用いて、前記温度計測部による計測値に対応する前記分周比を補完計算してもよい。
【００１４】
本適用例に係る温度補償型発振回路では、温度補正テーブルに記述されていない計測値に対応する分周比を近似計算するので、温度補正テーブルのサイズを低減させることができる。従って、本適用例に係る温度補償型発振回路を用いることにより、発振器の製造コストを低減させることができる。
【００１５】
［適用例５］
本適用例に係る発振器は、上記のいずれかの温度補償型発振回路と、前記振動子と、を備えている。
【００１６】
本適用例によれば、発振信号の周波数温度特性を補正するためのフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の分周比が、温度計測部による計測値に対応づけて設定されるため、温度計測部の計測精度が低くても周波数偏差が小さい発振信号を出力することができる温度補償型発
振回路を用いるので、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。
【００１７】
［適用例６］
本適用例に係る電子機器は、上記の発振器を備えている。
【００１８】
［適用例７］
本適用例に係る移動体は、上記の発振器を備えている。
【００１９】
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。
【００２０】
［適用例８］
本適用例に係る発振器の製造方法は、端子と、振動子と、温度補償型発振回路と、を備え、前記温度補償型発振回路は、前記振動子を発振させるための発振回路と、入力される分周比に基づいて、前記発振回路が出力する発振信号の周波数を逓倍するフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路と、温度を計測する温度計測部と、前記発振信号の周波数温度特性を補正するための温度補正テーブルが記憶される記憶部と、前記温度補正テーブルを更新するための更新モードに設定可能な制御部と、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の出力信号と前記端子から入力される基準クロック信号とに基づいて、前記温度補正テーブルを更新する温度補正テーブル更新部と、を含み、前記フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の前記分周比は、前記温度計測部による計測値と前記温度補正テーブルとに基づいて設定される発振器を組み立てる工程と、前記温度補償型発振回路を前記更新モードに設定する工程と、前記端子に前記基準クロック信号を入力し、前記発振器の温度を所定の範囲で変化させる工程と、を含む。
【００２１】
本適用例に係る発振器の製造方法によれば、温度補償型発振回路が、更新モードに設定されることにより、基準クロック信号に基づいて、所定の温度範囲において発振信号の周波数温度特性を補正するための温度補正テーブルを自動的に更新（作成）するので、検査装置が温度補正テーブルを作成する処理を行う必要がなく、また、複数の発振器を同時に製造可能であるため、発振器の製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】発振回路の出力信号の周波数温度特性の一例を示す図。
【図６】温度計測部の出力信号の温度特性の一例を示す図。
【図７】第１実施形態における温度補正テーブルの構成の一例を示す図。
【図８】フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の構成例を示す図。
【図９】第１実施形態における温度補正テーブル更新処理の手順の一例を示すフローチャート図。
【図１０】温度補正テーブル更新処理における信号波形の一例を示す図。
【図１１】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１２】発振器の外部端子の信号波形の一例を示す図。
【図１３】第２実施形態の発振器の機能ブロック図。
【図１４】第２実施形態における温度補正テーブルの構成の一例を示す図。
【図１５】第２実施形態における温度補正テーブル更新処理の手順の一例を示すフローチャート図。
【図１６】本実施形態の電子機器の機能ブロック図。
【図１７】本実施形態の電子機器の外観の一例を示す図。
【図１８】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】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、温度補償型発振回路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。
【００２６】
パッケージ４は、温度補償型発振回路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、温度補償型発振回路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、温度補償型発振回路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。
【００２７】
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（発振器１に要求される目標周波数）で発振する。
【００２８】
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、入出力端子である外部端子ＯＥ及び入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。
【００２９】
図４は本実施形態の発振器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、温度補償型発振回路２と振動子３とを含んで構成されている。温度補償型発振回路２は、電源端子であるＶＣＣ端子、接地端子であるＧＮＤ端子、入出力端子であるＯＥ端子、入出力端子である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、温度補償型発振回路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。
【００３０】
本実施形態では、温度補償型発振回路２は、発振回路２１、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２、出力回路２３、制御部２４、温度計測部２５、記憶部２６及び温度補正テーブル更新部２７を含んで構成されている。なお、温度補償型発振回路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。
【００３１】
本実施形態では、温度補償型発振回路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。
【００３２】
発振回路２１は、温度補償型発振回路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、増幅した信号を温度補償型発振回路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。
【００３３】
発振回路２１の出力信号（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周波数温度特性を有する。図５は、発振回路２１の出力信号（クロック信号ＯＳＣＣＬＫ）の周波数温度特性の一例を示す図である。図５において、横軸は温度（単位：℃）、縦軸は周波数（単位：Ｈｚ）である。図５の例では、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫは、基準温度（例えば、＋２５℃付近の温度）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℃）において一定ではない。
【００３４】
図４に戻り、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、記憶部２６に記憶されている温度補正テーブル２６１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。
【００３５】
【数１】
0006750320.tif 000002
【００３６】
本実施形態では、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２は、温度補正テーブル２６１から出力される整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍに基づいて、発振回路２１の出力信号（クロック信号ＯＳＣＣＬＫ）の周波数温度特性（図５参照）を補正する回路として機能する。すなわち、温度補正テーブル２６１から出力される整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍは温度に応じて変化し、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２は、この整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍに基づいて、動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）において、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫを目標周波数に近づけるように動作する。後述するように、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比（整数分周比Ｎ及び
分数分周比Ｆ／Ｍ）は、温度計測部２５による計測値（温度計測値ＤＴ）と温度補正テーブル２６１とに基づいて設定される。
【００３７】
なお、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２は、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性（図３参照）を補正するとともに、周波数ｆＯＳＣＣＬＫを所定の周波数ｆＰＬＬＣＬＫ（例えば、周波数ｆＯＳＣＣＬＫをの２倍や１／２倍等の周波数）に変換して出力する回路であってもよい。
【００３８】
出力回路２３は、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２が出力するクロック信号ＰＬＬＣＬＫが入力され、その振幅が所望のレベルに調整された発振信号を生成する。出力回路２３が生成する発振信号は、温度補償型発振回路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。
【００３９】
制御部２４は、発振回路２１、出力回路２３及び温度補正テーブル更新部２７の動作を制御する回路である。また、制御部２４は、発振器１の外部端子から温度補償型発振回路２の端子を介して入力される制御信号に基づいて、発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを、外部通信モード、通常動作モード及び温度補正テーブル更新モード（温度補正テーブルを更新するための更新モードの一例）を含む複数のモードの各々に設定可能であり、設定した動作モードに応じた制御を行う。本実施形態では、制御部２４は、発振器１の外部端子ＶＣＣ（温度補償型発振回路２のＶＣＣ端子）への電源電圧の供給が開始されてから所定期間内に（すなわち、電源投入後の所定期間内に）、発振器１の外部端子ＯＥ（温度補償型発振回路２のＯＥ端子）から所定のパターンの制御信号が入力された場合には、当該所定期間の経過後に発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを外部通信モードに設定する。例えば、制御部２４は、発振器１（温度補償型発振回路２）の電源投入により振動子３が発振を開始して発振が安定した（例えば、クロック信号ＯＳＣＣＬＫが所望の振幅になった）ことを検出するまでの期間を当該所定期間としてもよいし、クロック信号ＯＳＣＣＬＫのパルス数をカウントし、カウント値が所定の値に到達したら当該所定期間が経過したと判断してもよい。また、例えば、制御部２４は、発振器１（温度補償型発振回路２）の電源投入時に動作を開始するＲＣ時定数回路の出力信号に基づいて当該所定期間を計測してもよい。
【００４０】
外部通信モードでは、制御信号として、発振器１の外部端子ＯＥ，ＯＵＴ（温度補償型発振回路２のＯＥ，ＯＵＴ端子）からシリアルクロック信号とシリアルデータ信号が互いに同期して入力され、制御部２４は、例えばＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスの規格に準じて、シリアルクロック信号のエッジ毎にシリアルデータ信号をサンプリングして、サンプリングしたコマンド及びデータに基づいて、動作モードの設定や各動作モードでの制御データの設定等の処理を行う。例えば、制御部２４は、発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを各モード（通常動作モード又は温度補正テーブル更新モード等）へ移行させるためのコマンドをサンプリングすることで、発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを当該各モードに設定する。
【００４１】
制御部２４は、通常動作モードにおいて、発振器１の外部端子ＯＥ（温度補償型発振回路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）のときは、発振回路２１及び出力回路２３を動作させるように制御する。これにより、発振器１の外部端子ＯＵＴ（温度補償型発振回路２のＯＵＴ端子）から発振信号が出力される。
【００４２】
また、制御部２４は、通常動作モードにおいて、発振器１の外部端子ＯＥ（温度補償型発振回路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）が非アクティブ（例えば、ローレベル）のときは、不図示の不揮発性メモリーが記憶するスタンバイビッ
トデータが非アクティブ（例えば、０）であれば発振回路２１を動作させ、かつ、出力回路２３の動作を停止させるように制御し、スタンバイビットデータがアクティブ（例えば、１）であれば発振回路２１及び出力回路２３の動作を停止させるように制御する。これらのいずれの場合にも、発振器１の外部端子ＯＵＴ（温度補償型発振回路２のＯＵＴ端子）からの発振信号の出力が停止される。
【００４３】
なお、制御部２４は、電源投入後の所定期間内に、発振器１の外部端子ＯＥ（温度補償型発振回路２のＯＥ端子）から所定のパターンの制御信号が入力されない場合には、当該所定期間の経過後に発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを外部通信モードに設定せずに、直接、通常動作モードに設定する。
【００４４】
また、制御部２４は、温度補正テーブル更新モードにおいて、発振回路２１、出力回路２３及び温度補正テーブル更新部２７を動作させるように制御する。なお、制御部２４は、外部通信モードと通常動作モードでは、温度補正テーブル更新部２７を動作させないように制御する。
【００４５】
温度計測部２５は、温度を計測する回路である。本実施形態では、温度計測部２５は、計測した温度をデジタル値である温度計測値ＤＴに変換して記憶部２６に出力する。例えば、温度計測部２５は、温度に応じて電圧が変化する温度センサー（例えば、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計測値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計測値ＤＴを出力する測定部とを含んで構成されていてもよい。
【００４６】
図６は、温度計測部２５の出力信号（温度計測値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：℃）、縦軸は温度計測値ＤＴである。図６の例では、温度計測値ＤＴは、８ビットのデジタル値（０〜２５５）であり、少なくとも動作保証温度範囲（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、温度計測部２５は、８ビット定の分解能の温度計測値ＤＴを出力する。
【００４７】
図４に戻り、記憶部２６は、発振回路２１が出力する発振信号（クロック信号ＯＳＣＣＬＫ）の周波数温度特性を補正するための温度補正テーブル２６１が記憶されている。具体的には、記憶部２６は、不図示の不揮発性メモリーを有し、当該不揮発性メモリーに温度補正テーブル２６１が記憶されている。この不揮発性メモリーとしては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリーなどを適用することできる。
【００４８】
本実施形態では、温度補正テーブル２６１は、温度計測部２５が出力する温度計測値ＤＴとフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比（整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍ）との対応関係を記述するテーブルである。そして、記憶部２６は、温度補正テーブル２６１において、温度計測部２５が出力する８ビットの温度計測値ＤＴと対応付けて記述（記憶）されている整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／Ｍを選択してフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。
【００４９】
図７は、温度補正テーブル２６１の構成の一例を示す図である。図７の例では、８ビットのアドレス０〜２５５として兼用される８ビットの温度計測値ＤＴ（０〜２５５）と、整数分周比Ｎ（Ｘ０〜Ｘ２５５）と、分数分周比Ｆ／Ｍ（Ｙ０〜Ｙ２５５）との対応関係が記述（記憶）されている。図７の例では、温度補正テーブル２６１において、温度計測
部２５が出力する温度計測値ＤＴを読み出しアドレスとして、当該アドレスに記憶されている整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／Ｍが読み出される。これにより、温度に応じた適切な整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／ＭがフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力され、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２において、発振回路２１の周波数温度特性が補正される。
【００５０】
図４に戻り、温度補正テーブル更新部２７は、温度補正テーブル更新モードにおいて、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の出力信号（クロック信号ＰＬＬＣＬＫ）と温度補償型発振回路２の端子から入力される基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫとに基づいて、温度補正テーブル２６１を更新する処理（温度補正テーブル更新処理）を行う。具体的には、温度補正テーブル更新部２７は、温度補正テーブル更新モードにおいて、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の出力信号（クロック信号ＰＬＬＣＬＫ）の周波数を基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数に近づけるための分周比を計算し、当該分周比及び温度計測部２５が出力する温度計測値ＤＴにより温度補正テーブル２６１を更新する。本実施形態では、温度補正テーブル更新モードにおいて、発振器１の外部端子ＯＥ（温度補償型発振回路２のＯＥ端子）から、目標周波数に対する周波数偏差が十分小さい（発振器１に要求される周波数精度を十分に満たす）基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫが入力されるとともに、発振器１の周囲温度が発振器１の動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）を含む温度範囲（例えば、−４５℃〜＋９０℃）で徐々に変化し、温度補正テーブル更新部２７が温度補正テーブル更新処理を行う。この温度補正テーブル更新処理の詳細については後述する。
【００５１】
［フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路の構成］
図８は、本実施形態におけるフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の構成例を示す図である。図８に示すように、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、デルタシグマ変調回路２２７及び加減算回路２２８を含んで構成されている。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
分周回路２２５は、加減算回路２２８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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、温度補正テーブル２６１から入力される分数分周比Ｆ／Ｍを積分して量子化するデルタシグマ変調を行う。
【００５８】
加減算回路２２８は、デルタシグマ変調回路２２７が出力するデルタシグマ変調信号と温度補正テーブル２６１から入力される整数分周比Ｎとを加減算する。この加減算回路２２８の出力信号は、分周回路２２５に入力される。加減算回路２２８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。
【００５９】
例えば、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの目標周波数が１００ＭＨｚの場合に、ある温度ＴＡにおいてクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数が９９．９９ＭＨｚであれば、加減算回路２２８の出力信号の時間平均値、すなわち分周回路２２５の分周比の時間平均値は約１．０００１となる必要がある。従って、温度補正テーブル２６１において、温度ＴＡに対応づけられる整数分周比Ｎは１に、分数分周比Ｆ／Ｍは約０．０００１に設定される。
【００６０】
［温度補正テーブル更新処理］
前述の通り、温度補正テーブル２６１は、記憶部２６の不揮発性メモリーに記憶されるが、当該不揮発性メモリーの各ビットの初期値は不定である。従って、発振器１の製造工程において、温度補正テーブル２６１が記憶される記憶部２６のアドレスに、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性の補正を可能とする整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍを書き込む必要がある。本実施形態では、制御部２４が発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを温度補正テーブル更新モードに設定すると、温度補正テーブル更新部２７が、温度補正テーブルに記憶されている整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍを更新する温度補正テーブル更新処理を行う。
【００６１】
図９は、温度補正テーブル更新部２７による温度補正テーブル更新処理の手順の一例を示すフローチャート図である。
【００６２】
図９に示すように、発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードが温度補正テーブル更新モードに設定されると、温度補正テーブル更新部２７は、まず、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫと基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫと比較する（Ｓ１００）。例えば、温度補正テーブル更新部２７は、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの所定数のパルスが発生する期間（周波数比較期間）に含まれる基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫのパルス数をカウントすることで周波数を比較してもよいし、基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの所定数のパルスが発生する期間（周波数比較期間）に含まれるクロック信号ＰＬＬＣＬＫのパルス数をカウントすることで周波数を比較してもよい。
【００６３】
次に、温度補正テーブル更新部２７は、ステップＳ１００における周波数の比較結果に基づいて、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫを基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫに近づけるための分周比（整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍ）を計算する（Ｓ１１０）。
【００６４】
次に、温度補正テーブル更新部２７は、温度計測部２５が出力する温度計測値ＤＴを取得し、ステップＳ１１０で計算した分周比（整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍ）を温度計測値ＤＴと対応づけて記憶部２６に書き込み、温度補正テーブル２６１を更新する（Ｓ
１２０）。
【００６５】
そして、温度補正テーブル更新部２７は、温度補正テーブル更新モードが継続されている間（Ｓ１３０のＹ）、ステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理を継続し、温度補正テーブル更新モードが終了すると（Ｓ１３０のＮ）、処理を終了する。
【００６６】
なお、図９のフローチャートにおいて、適宜、ステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理の一部を省略又は変更し、あるいは、他の処理を追加してもよい。また、図９のフローチャートにおいて、可能な範囲で、ステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理の順番を変更してもよい。
【００６７】
図１０は、温度補正テーブル更新部２７が図９に示した手順で温度補正テーブル更新処理を行う場合の信号波形の一例を示す図である。図１０の例では、温度補正テーブル２６１は図７のように構成されており、温度補正テーブル更新モードが開始するとき、整数分周比Ｎの値Ｘ０〜Ｘ２５５はすべて１に初期化され、分数分周比Ｆ／Ｍの値Ｙ０〜Ｙ２５５はすべて０に初期化されているものとする。
【００６８】
図１０の例では、温度補正テーブル更新モードが開始する時刻ｔ０において、発振器１の周囲温度が例えば−４５℃付近であり、温度計測値ＤＴは０になっている。従って、記憶部２６の温度補正テーブル２６１からフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力される整数分周比Ｎの値はＸ０（＝１）、分数分周比Ｆ／Ｍの値はＹ０（＝０）になっている。そのため、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは、発振回路２１が出力するクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫと一致し、振動子３の温度特性に起因する大きな周波数偏差を有している。
【００６９】
周波数比較期間（図９のステップＳ１００の処理の期間）が経過した後の時刻ｔ１において、温度計測値ＤＴは０のままであるから、温度補正テーブル更新部２７によって計算された整数分周比Ｎの値及び分数分周比Ｆ／Ｍの値により、温度補正テーブル２６１の温度計測値ＤＴ＝０に対応する整数分周比Ｎの値Ｘ０及び分数分周比Ｆ／Ｍの値Ｙ０が更新（上書き）される。これにより、温度補正テーブル２６１からフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力される整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／Ｍも更新され、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは、基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫに近づく。
【００７０】
さらに周波数比較期間が経過した後の時刻ｔ２において、温度計測値ＤＴは０のままであるから、温度補正テーブル更新部２７によって計算された整数分周比Ｎの値及び分数分周比Ｆ／Ｍの値により、温度補正テーブル２６１の温度計測値ＤＴ＝０に対応する整数分周比Ｎの値Ｘ０及び分数分周比Ｆ／Ｍの値Ｙ０がさらに更新（上書き）される。これにより、温度補正テーブル２６１からフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力される整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／Ｍも更新され、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは、基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫにさらに近づく。
【００７１】
さらに周波数比較期間が経過した後の時刻ｔ３において、温度計測値ＤＴは０のままであるから、温度補正テーブル更新部２７によって計算された整数分周比Ｎの値及び分数分周比Ｆ／Ｍの値により、温度補正テーブル２６１の温度計測値ＤＴ＝０に対応する整数分周比Ｎの値Ｘ０及び分数分周比Ｆ／Ｍの値Ｙ０がさらに更新（上書き）される。これにより、温度補正テーブル２６１からフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力される整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／Ｍも更新され、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは、基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫにさらに近づく。
【００７２】
その後、時刻ｔ４において、発振器１の周囲温度の上昇により、温度計測値ＤＴが０から１に変化し、記憶部２６の温度補正テーブル２６１からフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力される整数分周比Ｎの値はＸ１（＝１）、分数分周比Ｆ／Ｍの値はＹ１（＝０）に変化する。そのため、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは、発振回路２１が出力するクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数ｆＯＳＣＣＬＫと一致し、振動子３の温度特性に起因する大きな周波数偏差を有している。
【００７３】
次に周波数比較期間が経過した後の時刻ｔ５では、温度計測値ＤＴが１であるから、温度補正テーブル更新部２７によって計算された整数分周比Ｎの値及び分数分周比Ｆ／Ｍの値により、温度補正テーブル２６１の温度計測値ＤＴ＝１に対応する整数分周比Ｎの値Ｘ１及び分数分周比Ｆ／Ｍの値Ｙ１が更新（上書き）される。これにより、温度補正テーブル２６１からフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力される整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／Ｍも更新され、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは、基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫに近づく。
【００７４】
さらに周波数比較期間が経過した後の時刻ｔ６において、温度計測値ＤＴは１のままであるから、温度補正テーブル更新部２７によって計算された整数分周比Ｎの値及び分数分周比Ｆ／Ｍの値により、温度補正テーブル２６１の温度計測値ＤＴ＝１に対応する整数分周比Ｎの値Ｘ１及び分数分周比Ｆ／Ｍの値Ｙ１がさらに更新（上書き）される。これにより、温度補正テーブル２６１からフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力される整数分周比Ｎと分数分周比Ｆ／Ｍも更新され、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫは、基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫにさらに近づく。
【００７５】
以降は同様に、温度補正テーブル更新モードが継続される間、温度計測値ＤＴ＝ｋのときに、温度補正テーブル２６１の整数分周比Ｎの値Ｘｋ及び分数分周比Ｆ／Ｍの値Ｙｋが順次更新される。
【００７６】
［発振器の製造方法］
図１１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１１に示す工程Ｓ１０〜Ｓ３０を含む。ただし、本実施形態の発振器の製造方法は、工程Ｓ１０〜Ｓ３０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。また、図１２は、図１１のフローチャートの工程Ｓ１０及びＳ２０における発振器１の外部端子ＶＣＣ，ＧＮＤ，ＯＥ，ＯＵＴの信号波形の一例を示す図である。
【００７７】
図１１に示すように、本実施形態では、まず、振動子３と温度補償型発振回路２とを含む発振器１を組み立てる（工程Ｓ１０）。
【００７８】
次に、発振器１の外部端子に制御信号を入力し、発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを温度補正テーブル更新モードに設定する（工程Ｓ２０）。すなわち、図１２に示すように、電源投入後の所定期間内に、発振器１の外部端子ＯＥに予め決められた所定のパターンの信号を入力して発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを外部通信モードに設定し、外部通信モードにおいて、外部端子ＯＥ，ＯＵＴからそれぞれシリアルクロック信号及びシリアルデータ信号（温度補正テーブル更新コマンド）を入力し、発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードを温度補正テーブル更新モードに設定する。
【００７９】
次に、発振器１の外部端子ＯＥ（温度補償型発振回路２のＯＥ端子）に基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫを入力し、発振器１の温度を所定の範囲で変化させる（工程Ｓ３０）。すなわち、図１２に示すように、発振器１の外部端子ＯＥに基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫ
を入力した状態で、発振器１の周囲温度を発振器１の動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）を含む温度範囲（例えば、−４５℃〜＋９０℃）の下限から上限まで（あるいは上限から加減まで）徐々に変化させる。これにより、発振器１の動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）においてクロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性の補正を可能とする温度補正テーブル２６１が作成される。このとき、発振器１の周囲温度を所定の温度毎に安定させる必要はないが、発振器１の周囲温度を変化させる速度が速すぎると温度補正テーブル２６１の一部の分周比が適切な値にならず、十分な周波数精度が得られない可能性があるため、発振器１の周囲温度を十分緩やかに変化させることが望ましい。例えば、８ビットの温度計測値ＤＴ（０〜２５５）の各々に対して適切な分周比の値を算出するのに要する時間はそれぞれ１秒にも満たないので、−４０℃から＋８５℃まで一定の速度を維持しながら数分程度で温度を変化させればよい。
【００８０】
なお、図１１のフローチャートにおいて、工程Ｓ１０において複数の発振器１を組み立て、工程Ｓ２０において当該複数の発振器１の動作モードを温度補正テーブル更新モードに設定し、工程Ｓ３０を当該複数の発振器１に対して同時に行ってもよい。このようにすれば、複数の発振器１がそれぞれ適切な温度補正テーブル２６１を同時に作成することができるので、発振器１の数が多いほど、全体としての製造工数を削減して発振器１を低コスト化することが可能となる。あるいは、複数の発振器１の周囲温度をより緩やかに変化させることにより、全体としての製造工数が増えても発振器１の１つあたりの製造工数の増加は小さいため、コストの増加を抑えながら発振器１の周波数精度を向上させることができる。
【００８１】
［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では、温度補償型発振回路２において、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性を補正するためのフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の分周比が、温度計測部２５が出力する温度計測値ＤＴに対応づけて設定されるため、温度計測部２５の計測精度が低くても実際の温度と温度計測値ＤＴとの対応関係が変動しなければ、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。また、第１実施形態によれば、温度補正テーブル２６１を作成するために、発振器１の周囲温度を複数の所望の温度で正確に安定させるための待ち時間が不要であるので、製造工数が小さくなり、発振器１の製造コストを低減させることができる。
【００８２】
特に、第１実施形態の発振器１は、温度補正テーブル更新モードに設定されることにより、外部端子ＯＥから入力される基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫに基づいて自動的に温度補正テーブル２６１を更新（作成）するので、検査装置が温度補正テーブル２６１を作成する処理を行う必要がなく、また、複数の発振器１を同時に製造可能である。従って、発振器１を個別に調整するための大規模な製造装置が不要であり、発振器１の温度計測部２５の特性ばらつきを調整する必要もないため、発振器１の製造コストを低減させることができる。
【００８３】
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１３は、第２実施形態の発振器１の機能ブロック図である。図１３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。
【００８４】
図１３に示すように、第２実施形態の発振器１では、温度補償型発振回路２は、第１実施形態（図５）と同様の構成要素に加えて、分周比計算部２８をさらに含んで構成されている。
【００８５】
分周比計算部２８は、温度補正テーブル２６１において温度計測部２５による計測値（温度計測値ＤＴ）に対応する分周比が記述されている場合、当該分周比をフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。具体的には、分周比計算部２８は、温度計測値ＤＴに基づいて当該温度計測値ＤＴに対応する分周比が記憶されている記憶部２６のアドレスＡＤＲを算出し、算出したアドレスＡＤＲによって該分周比の値を読み出してフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。
【００８６】
また、分周比計算部２８は、温度補正テーブル２６１において温度計測値ＤＴに対応する分周比が記述されていない場合、温度補正テーブル２６１において記述されている複数の分周比を用いて、当該温度計測値ＤＴに対応する分周比を計算（近似計算）してフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。例えば、分周比計算部２８は、温度補正テーブル２６１において温度計測値ＤＴに対応する分周比が記述されていない場合、温度補正テーブル２６１において記述されている、当該温度計測値ＤＴよりも小さい温度計測値に対応する分周比と当該温度計測値ＤＴよりも大きい温度計測値に対応する分周比とを用いて、当該温度計測値ＤＴに対応する分周比を近似計算（補完計算）してもよい。具体的には、分周比計算部２８は、温度計測値ＤＴに基づいて当該温度計測値ＤＴに対応する分周比の近似計算に必要な複数の分周比が記憶されている記憶部２６の複数のアドレスＡＤＲを算出し、算出した複数のアドレスＡＤＲに記憶されている複数の分周比の値を順次読み出して取得し、当該複数の分周比の値を用いて温度計測値ＤＴに対応する分周比を近似計算してフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。
【００８７】
図１４は、第２実施形態における温度補正テーブル２６１の一例を示す図である。図１４の例では、８ビットの温度計測値ＤＴ（０〜２５５）のうち下位２ビットがともに０の温度計測値ＤＴ（０，４，８，・・・，２４４，２４８，２５２）と、整数分周比Ｎ’（Ｘ０，Ｘ４，Ｘ８，・・・，Ｘ２４４，Ｘ２４８，Ｘ２５２）と、分数分周比Ｆ／Ｍ’（Ｙ０，Ｙ４，Ｙ８，・・・，Ｙ２４４，Ｙ２４８，Ｙ２５２）との対応関係が記述（記憶）されている。要するに、図１４の温度補正テーブル２６１は、図７の温度補正テーブル２６１に対して、温度計測値ＤＴと分周比との対応関係が４つおきに選択され、残りが間引かれた構成となっており、アドレスＡＤＲ（０〜６３）は８ビットの温度計測値ＤＴ（０〜２５５）のうちの上位６ビットの値と一致している。
【００８８】
この場合、分周比計算部２８は、８ビットの温度計測値ＤＴの下位２ビットがともに０であれば、当該温度計測値ＤＴに対応する分周比（整数分周比Ｎ’及び分数分周比Ｆ／Ｍ’）は温度補正テーブル２６１において記述されているので、当該温度計測値ＤＴの上位６ビットの値をアドレスＡＤＲとして記憶部２６（温度補正テーブル２６１）から整数分周比Ｎ’の値と分数分周比Ｆ／Ｍ’の値を読み出し、それぞれ、整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／ＭとしてフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。例えば、温度計測値ＤＴが０であれば、分周比計算部２８は、記憶部２６（温度補正テーブル２６１）から整数分周比Ｎ’の値Ｘ０と分数分周比Ｆ／Ｍ’の値Ｙ０を読み出し、それぞれ、整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／ＭとしてフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。
【００８９】
また、分周比計算部２８は、８ビットの温度計測値ＤＴの下位２ビットの一方又は両方が１であれば、当該温度計測値ＤＴに対応する分周比（整数分周比Ｎ’及び分数分周比Ｆ／Ｍ’）は温度補正テーブル２６１において記述されていないので、例えば、まず、当該温度計測値ＤＴの上位６ビットの値をアドレスＡＤＲとして記憶部２６（温度補正テーブル２６１）から整数分周比Ｎ’の値と分数分周比Ｆ／Ｍ’の値を読み出す。さらに、分周比計算部２８は、例えば、アドレスＡＤＲの値を所定数だけ増加（あるいは減少）させて整数分周比Ｎ’の値と分数分周比Ｆ／Ｍ’の値を読み出す処理を繰り返し、所定数の整数分周比Ｎ’及び分数分周比Ｆ／Ｍ’の値を取得する。そして、分周比計算部２８は、取得
した所定数の整数分周比Ｎ’及び分数分周比Ｆ／Ｍ’の値を用いて、温度計測値ＤＴに対応する整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍの値を近似計算してフラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。例えば、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性が３次曲線となる場合（図５参照）、温度計測値ＤＴが３であれば、分周比計算部２８は、記憶部２６（温度補正テーブル２６１）のアドレス０，１，２から整数分周比Ｎ’の値Ｘ０，Ｘ４，Ｘ８及び分数分周比Ｆ／Ｍ’の値Ｙ０，Ｙ４，Ｙ８を読み出し、温度計測値ＤＴ＝０のときに分周比≒Ｘ０＋Ｙ０、温度計測値ＤＴ＝４のときに分周比≒Ｘ４＋Ｙ４、温度計測値ＤＴ＝８のときに分周比≒Ｘ８＋Ｙ８となる３次関数を特定し、当該３次関数に温度計測値ＤＴ＝３を代入して対応する分周比（整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍ）を近似計算（補完計算）し、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２に出力する。
【００９０】
なお、温度計測値ＤＴに対応する分周比が温度補正テーブル２６１において記述されていない場合に、分周比計算部２８が記憶部２６（温度補正テーブル２６１）から取得する整数分周比Ｎ’及び分数分周比Ｆ／Ｍ’の値の所定数やアドレスＡＤＲの値を増加（あるいは減少）させる所定数は、整数分周比Ｎ及び分数分周比Ｆ／Ｍの近似計算値が十分な精度を満たすように、クロック信号ＯＳＣＣＬＫの周波数温度特性に応じて適宜決めればよい。
【００９１】
温度補正テーブル更新部２７は、温度補正テーブル更新モードにおいて、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の出力信号（クロック信号ＰＬＬＣＬＫ）と温度補償型発振回路２の外部から入力される基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫとに基づいて、温度補正テーブル２６１を更新する処理（温度補正テーブル更新処理）を行う。具体的には、温度補正テーブル更新部２７は、温度補正テーブル更新モードにおいて、温度計測部２５が出力する温度計測値ＤＴに対応する分周比が温度補正テーブル２６１において記述されている場合のみ、フラクショナルＮ−ＰＬＬ回路２２の出力信号（クロック信号ＰＬＬＣＬＫ）の周波数を基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数に近づけるための分周比を計算し、当該分周比及び温度計測部２５が出力する温度計測値ＤＴにより温度補正テーブル２６１を更新する。第２実施形態でも、第１実施形態と同様、温度補正テーブル更新モードにおいて、発振器１の外部端子ＯＥ（温度補償型発振回路２のＯＥ端子）から、目標周波数に対する周波数偏差が十分小さい（発振器１に要求される周波数精度を十分に満たす）基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫが入力されるとともに、発振器１の周囲温度が発振器１の動作保証温度範囲（例えば、−４０℃〜＋８５℃）を含む温度範囲（例えば、−４５℃〜＋９０℃）で徐々に変化し、温度補正テーブル更新部２７が温度補正テーブル更新処理を行う。
【００９２】
図１５は、第２実施形態における温度補正テーブル更新部２７による温度補正テーブル更新処理の手順の一例を示すフローチャート図である。
【００９３】
図１５に示すように、発振器１（温度補償型発振回路２）の動作モードが温度補正テーブル更新モードに設定されると、温度補正テーブル更新部２７は、まず、温度計測部２５が出力する温度計測値ＤＴを取得する（Ｓ２００）。
【００９４】
次に、温度補正テーブル更新部２７は、温度補正テーブル２６１において、ステップＳ２００で取得した温度計測値ＤＴに対応する分周比が記述されていれば更新対象と判断し、ステップＳ２００で取得した温度計測値ＤＴに対応する分周比が記述されていなければ更新対象ではないと判断する（Ｓ２１０）。例えば、温度補正テーブル２６１が図１４のように構成されている場合、温度補正テーブル更新部２７は、ステップＳ２００で取得した温度計測値ＤＴが０，４，８，・・・，２４４，２４８，２５２のいずれかであれば更新対象であると判断し、温度計測値ＤＴがこれら以外の値であれば更新対象ではないと判断する。
【００９５】
そして、温度補正テーブル更新部２７は、更新対象ではないと判断した場合は（Ｓ２１０のＮ）、ステップＳ２００の処理を再び行う。また、温度補正テーブル更新部２７は、更新対象であると判断した場合は（Ｓ２１０のＹ）、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫと基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫと比較する（Ｓ２２０）。
【００９６】
次に、温度補正テーブル更新部２７は、ステップＳ２２０における周波数の比較結果に基づいて、クロック信号ＰＬＬＣＬＫの周波数ｆＰＬＬＣＬＫを基準クロック信号ＲＥＦＣＬＫの周波数ｆＲＥＦＣＬＫに近づけるための分周比（整数分周比Ｎ’及び分数分周比Ｆ／Ｍ’）を計算する（Ｓ２３０）。
【００９７】
次に、温度補正テーブル更新部２７は、ステップＳ２３０で計算した分周比（整数分周比Ｎ’及び分数分周比Ｆ／Ｍ’）を、ステップＳ２００で取得した温度計測値ＤＴと対応づけて記憶部２６に書き込み、温度補正テーブル２６１を更新する（Ｓ２４０）。
【００９８】
そして、温度補正テーブル更新部２７は、温度補正テーブル更新モードが継続されている間（Ｓ２５０のＹ）、ステップＳ２００〜Ｓ２４０の処理を継続し、温度補正テーブル更新モードが終了すると（Ｓ２５０のＮ）、処理を終了する。
【００９９】
なお、図１５フローチャートにおいて、適宜、ステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理の一部を省略又は変更し、あるいは、他の処理を追加してもよい。また、図１５のフローチャートにおいて、可能な範囲で、ステップＳ２００〜Ｓ２５０の処理の順番を変更してもよい。
【０１００】
第２実施形態の発振器の製造方法は、第１実施形態（図１１）と同様であってもよいため、そのフローチャートの図示及び説明を省略する。
【０１０１】
以上に説明した第２実施形態の発振器１は、第１実施形態の発振器１と同様の作用効果を奏する。さらに、第２実施形態の発振器１では、温度補償型発振回路２において、温度補正テーブル２６１に記述されていない温度計測値ＤＴに対応する分周比を近似計算するので、温度補正テーブル２６１のサイズを低減させることができる。従って、第２実施形態によれば、発振器の製造コストをより低減させることができる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
２．電子機器
図１６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１７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。
【０１０４】
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１６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。
【０１０５】
発振器３１０は、温度補償型発振回路３１２と振動子３１３とを備えている。温度補償型発振回路３１２は、振動子３１３を発振させて発振信号を発生させる。この発振信号は発振器３１０の外部端子からＣＰＵ３２０に出力される。
【０１０６】
ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、発振器３１０から入力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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
発振器３１０として例えば上述した各実施形態の発振器１を適用し、あるいは、温度補償型発振回路３１２として上述した各実施形態における温度補償型発振回路２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）発振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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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を従来よりも低コストで実現することも可能である。
【０１１５】
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。
【０１１６】
３．移動体
図１８は、本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）である。図１８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１８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。
【０１１７】
発振器４１０は、不図示の温度補償型発振回路と振動子とを備えており、温度補償型発振回路は振動子を発振させて発振信号を発生させる。この発振信号は発振器４１０の外部端子からコントローラー４２０，４３０，４４０に出力され、例えばクロック信号として用いられる。
【０１１８】
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。
【０１１９】
発振器４１０として例えば上述した各実施形態の発振器１を適用し、あるいは、発振器４１０が備える温度補償型発振回路として上述した各実施形態における温度補償型発振回路２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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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】
【０１２４】
１…発振器、２…温度補償型発振回路、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…制御部、２５…温度計測部、２６…記憶部、２７…温度補正テーブル更新部、２８…分周比計算部、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、２２８…加減算回路、２６１…温度補正テーブル、３００…電子機器、３１０…発振器、３１２…温度補償型発振回路、３１３…振動子、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】
0006750320.tif 000003
【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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【図１８】
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