(57)【要約】【課題】ＭＯＳ容量素子を利用した温度補償発振器において、ＩＣ化に適した様々な回路構成を提案する。【解決手段】圧電発振器の発振ループ中に挿入接続して周波数温度補償を行うための周波数温度補償回路であって、該周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えていることを特徴とする周波数温度補償回路。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路と、直流阻止用固定容量素子と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えていることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項２】
コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、
前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記トランジスタのベースとバイアス回路との接続点と、接地に一方端子が接続された２つの固定容量素子からなる直列回路の他方端子との間に直流阻止用固定容量素子を挿入接続した構成であって、
前記２つの固定容量素子からなる直列回路と前記直流阻止用固定容量素子との接続点が、前記周波数温度補償回路と接続されていることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項３】
コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子を接続し、該第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子には第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子を接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記トランジスタのベースとバイアス回路との接続点と、接地に一方端子が接続された２つの固定容量素子からなる直列回路の他方端子との間に直流阻止用固定容量素子を挿入接続した構成であって、
前記２つの固定容量素子からなる直列回路と前記直流阻止用固定容量素子との接続点が、前記周波数温度補償回路と接続されていることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項４】
発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に前記発振回路を構成する前記バイアス回路のバイアス電圧信号を供給するように構成したことを特徴とする温度補償発振器。
【請求項５】
発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、周波数外部電圧制御回路と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、
前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給する構成、或いはＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給すると共にアノード端子に電圧値が一定である基準電圧信号を供給する構成からなることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項６】
発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、周波数外部電圧制御回路と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子を接続し、該第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子には第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子を接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給する構成、或いはＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給すると共にアノード端子に電圧値が一定である基準電圧信号を供給する構成からなることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項７】
発振回路と、周波数外部電圧制御回路と、固定容量素子と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、
前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給し、アノード端子に前記発振回路に接続することにより前記トランジスタのバイアス電圧信号を供給したことを特徴とする温度補償発振器。
【請求項８】
発振回路と、周波数外部電圧制御回路と、固定容量素子と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子を接続し、該第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子には第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子を接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給し、アノード端子に前記発振回路に接続することにより前記トランジスタのバイアス電圧信号を供給したことを特徴とする温度補償発振器。
【請求項９】
発振回路と、固定容量素子と、周波数温度補償回路と周波数外部電圧制御回路とを並列接続した並列回路又は該周波数温度補償回路と該周波数外部電圧制御回路とを直列接続した直列回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、
前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給し、アノード端子に前記周波数温度補償回路の前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点を接続することにより、前記周波数温度補償回路の前記基準電圧信号を供給したことを特徴とする温度補償発振器。
【請求項１０】
発振回路と、周波数温度補償回路と周波数外部電圧制御回路とを並列接続した並列回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、
前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給し、アノード端子に前記周波数温度補償回路の前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点を接続し、更に、該接続点を前記発振回路に接続することにより前記トランジスタのバイアス電圧信号を供給したことを特徴とする温度補償発振器。
【請求項１１】
コルピッツ発振回路と、圧電振動子と、周波数温度補償回路と、固定容量素子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、
前記周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、
前記第１の容量回路がＭＯＳ容量素子を利用した外部電圧制御回路を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項１２】
コルピッツ発振回路と、圧電振動子と、周波数温度補償回路と、固定容量素子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子を接続し、該第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子には第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子を接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、
前記第１の容量回路がＭＯＳ容量素子を利用した外部電圧制御回路を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項１３】
コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、
前記周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、
前記第２の容量回路がＭＯＳ容量素子を利用した外部電圧制御回路を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項１４】
コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子を接続し、該第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子には第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子を接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、
前記第２の容量回路がＭＯＳ容量素子を利用した外部電圧制御回路を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴とする温度補償発振器。
【請求項１５】
前記周波数温度補償回路を構成する各ＭＯＳ容量素子のうち第１のＭＯＳ容量素子には直列に固定容量素子を、また第２のＭＯＳ容量素子には並列に固定容量素子を接続したことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の温度補償発振器。
【請求項１６】
前記周波数温度補償回路を構成する各ＭＯＳ容量素子の極性をいずれも逆としたことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の温度補償発振器。
【請求項１７】
前記周波数外部電圧制御回路又は、外部電圧制御回路を構成するＭＯＳ容量素子の極性を逆としたことを特徴とする請求項５乃至１４のいずれかに記載の温度補償発振器。
【請求項１８】
圧電発振器の発振ループ中に挿入接続して周波数温度補償を行うための周波数温度補償回路であって、該周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えていることを特徴とする周波数温度補償回路。
【請求項１９】
前記周波数温度補償回路を構成する各ＭＯＳ容量素子の極性をいずれも逆としたことを特徴とする請求項１８に記載の周波数温度補償回路。
【請求項２０】
前記周波数温度補償回路と直列に１次温度補償用可変容量素子を接続し、温度に対して直線的に電圧が変化する１次温度補償電圧源からの電圧を前記１次温度補償用可変容量素子に対して印加したことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の温度補償発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶等の圧電素子を使用した発振器に関し、特に簡単な回路構成によって周波数の温度補償が可能で、ＩＣ化に適した温度補償発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電素子、例えば水晶振動子を使用した発振器では周波数安定度は勿論のこと、小型化、低価格化等の要求が厳しく、更には、通信方式のデジタル化が進むにつれて、従来問題とならなかった雑音比特性（Ｃ／Ｎ特性）の向上が望まれている。発振器の出力周波数は種々の要因で変化するが、比較的周波数の安定度が高い水晶発振器においても、周囲温度、電源電圧及び出力負荷等の条件変化による周波数変動があり、これ等に対応する手段は種々のものが講じられている。例えば温度変化に関しては水晶発振器に温度補償回路を付加し、この温度補償水晶発振器（以下、ＴＣＸＯと称す）の発振ループ中の負荷容量を変化させて、水晶振動子固有の温度−周波数特性を相殺するように前記負荷容量を温度変化に対して制御するものがある。
【０００３】
そのひとつに直接型補償というものがあり、それは図１２に示すように温度補償回路を水晶振動子と直列に接続することにより構成したもので、一般的に温度補償回路はチップサーミスタとチップ容量素子とを並列に接続したものを基本構成とする高温部補償回路と低温部補償回路とを直列に接続したものである。この方式は構成が単純で、小型化が容易であることから携帯電話等の分野で広く用いられている。しかしこの方式においては、サーミスタの抵抗値が発振ループに挿入されることになるので、本来水晶振動子が有する高いＱは劣化し、また温度によってサーミスタの抵抗値が変化することから、発振出力レベルもこれに伴い大幅に変動してしまう。
【０００４】
これに対し図１３に示す様な間接型補償というものもある。これは例えば図１４に示す様に、温度に対して曲線的に変化する水晶振動子の周波数特性に対して、同様に変化する制御電圧信号を、発振ループ中に挿入したバリキャップダイオードやＭＯＳ容量素子等の高感度な可変容量回路に供給することにより温度補償するものである。そしてこの間接型補償で、携帯電話等の分野で利用する為に温度補償回路をＩＣ化して小型化したものがある。これは供給すべき制御電圧信号をデジタルデータとしてＲＯＭ等に記憶しておき、温度変化に応じてデータを読み出し制御電圧信号を生成している。
しかしこの方式において、デジタル信号特有の雑音等がこの制御電圧信号に重畳してしまうと、そのまま発振信号として出力されＣ／Ｎ特性が著しく劣化してしまう。
そこでこの供給すべき制御電圧信号をアナログ的に導出するといったものもある。これは複雑なロジック回路をＩＣ化技術を駆使して実現している上に、基本的には高感度な可変容量回路を使用するので、制御電圧信号に混入する雑音信号の徹底した排除が必要であり、Ｃ／Ｎ特性の改善には問題を残していると言える。
【０００５】
そこでこれらの問題を解決したものが、本出願人により出願された特開２００１−６０８２８に開示されている。これはＭＯＳ容量素子の本来有する曲線的な容量変化を利用した直接型ＴＣＸＯである。以下に図を基にその原理を詳細に説明する。いま、図１４に示す様な温度周波数特性をもった水晶発振器の温度補償を考える。これは、常温（基準温度：例えば２５℃）以下の低温部においては周波数が曲線的に低下し、常温近傍において周波数の変位は小さく、常温以上の高温では周波数が曲線的に上昇するという３次関数曲線である。
【０００６】
そこで図１５に示すような容量変化を呈するＭＯＳ容量素子の特性に着目した。これはＭＯＳ容量素子のアノード電圧を基準としたゲート電圧（以下単にゲート電圧と称す）と、ＭＯＳ容量素子の両端に現れる容量値との関係であり、ゲート電圧が低いＶａにおいては容量値は高く、その変化は僅少でり、ゲート電圧が高くなるにつれ急減に減少し、Ｖｂにおいて容量値は低く、その変化は僅少になる。ここで、ＭＯＳ容量素子の容量特性は、変化傾斜がこれとは逆方向のものや、変化曲線が横軸方向に平行移動したもの等々種々のものが知られているので、これは一例である。今、同図の様にＶａ’からＶａに向かってゲート電圧を変化させたとき、容量値は急激に増加し、ゲート電圧が低くなるに従って容量値は大きくその変化は僅少となる。この曲線部分を（Ａ）とする。一方ＶｂからＶｂ’に向かってゲート電圧を変化させたとき、容量値は小さくその変化は僅少であったものが、ゲート電圧が低くなるに従って急激に大きくなる。この曲線部分を（Ｂ）とする。
【０００７】
ここで前記特性をもつＭＯＳ容量素子を二つ使用し、低温から高温になるにつれ一方はゲート電圧をＶａ’からＶａへ、他方はＶｂからＶｂ’へと、夫々直線的に変化するよう加えた場合において、その両者の温度／容量値特性を重ね書きすると図１５の様になる。そしてこの一方の曲線部分（Ａ）を低温部補償回路として、また他方の曲線部分（Ｂ）を高温部補償回路として、夫々発振回路の負荷容量の一部に組込めば、図１４に示す３次関数曲線の温度特性をもつ水晶振動子の温度補償が可能となる。
【０００８】
以下にこのＭＯＳ容量素子を利用した温度温度補償回路の例をもとにその動作について説明する。図１７は増幅器に水晶振動子とＭＯＳ容量素子を用いた高温部補償回路と低温部補償回路とを直列に接続したものである。高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨと低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬとは共に同一極性の向きに直列接続され、また低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬには感度調整用固定容量素子Ｃｆ１が直列に、高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨには感度調整用固定容量素子Ｃｆ２が並列に接続されている。そして前記二つのＭＯＳ容量素子には入力抵抗Ｒを介して温度補償制御電圧信号ＶＬ、ＶＨが温度センサと制御回路とから供給され、前記二つのＭＯＳ容量素子の接続点には入力抵抗Ｒを介して基準電圧信号Ｖｒｅｆが供給されるように構成されている。
【０００９】
この補償回路において、温度が低温から高温まで変化するのに対応して、低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬのアノード電圧を基準としたゲート電圧をＶａ’からＶａへ、また高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨのアノード電圧を基準としたゲート電圧をＶｂからＶｂ’へと直線的に変化させることを考える。するとここでは、低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬのゲート端子にはＶｒｅｆが供給されているので、アノード端子には（Ｖｒｅｆ−Ｖａ’）から（Ｖｒｅｆ−Ｖａ）へと直線的に増加する制御電圧信号ＶＬを供給し、一方高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨのアノード端子にはＶｒｅｆが供給されているので、ゲート端子には（Ｖｒｅｆ＋Ｖｂ）から（Ｖｒｅｆ＋Ｖｂ’）へと直線的に減少する制御電圧信号ＶＨを供給する。  すると、前記図１５のに示す温度／容量特性曲線（Ａ）及び（Ｂ）の直列合成容量が発振ループに挿入される事になり、図１４に示すような３次関数曲線を有する水晶振動子の温度補償をすることが可能となる。
【００１０】
ここで、感度調整用固定容量素子Ｃｆ１、Ｃｆ２は夫々の補償特性曲線形状を任意に設定出来る様に自由度を与えたものであり、これは直並列の合成容量値の性質を利用したものである。いま低温部補償回路において、例えば常温における固定容量素子Ｃｆ１と低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬとの値がほぼ同じ場合を想定し、この直列合成容量値の振る舞いを検討する。ＭＯＳ容量素子の値は、低温から常温にかけて小さい値から増加し、常温及び常温以上の温度において大きくなる。よってこの直列合成容量値は、低温においてＭＯＳ容量素子の値の変化が支配的となり、一方常温及び常温以上の温度においてはＭＯＳ容量素子の値は大きくなるので、この直列合成容量値は、固定容量素子の値に制限されてその変化は僅少となる。これとは逆に、高温部補償回路においては、常温における固定容量素子Ｃｆ２と高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨとの値がほぼ同じ場合を想定すると、ＭＯＳ容量素子の値が低温から常温にかけて小さい値のとき、固定容量素子の値が支配的でその変化は僅少となり、常温以上の温度においてＭＯＳ容量素子の値が大きくなるにつれ、ＭＯＳ容量素子の変化が支配的となる。この様な性質を利用して夫々の感度調整用固定容量素子Ｃｆ１、Ｃｆ２の値を調整すれば、より水晶振動子の曲線に適合した温度補償容量曲線を得ることが可能となる。
【００１１】
以上説明したように、この原理を用いれば、従来の間接型補償と比較した場合、水晶振動子の３次曲線補償のためにこれに近似した制御電圧信号を生成すること無く、単に直線的な温度／電圧信号を発生すればよいので、補償回路が極めて簡単になる。またＣ／Ｎ特性においては、制御電圧信号にデジタル信号を含まないことと、最も使用頻度の高い常温近辺において発振ループ中に含まれるＭＯＳ容量素子の電圧感度をほとんどゼロに設定できるので、極めて良好な特性となる。また従来の直接型補償と比較した場合は、ＩＣ化が容易に可能となることによる小型化のメリットは勿論のこと、発振ループ中にサーミスタの抵抗成分を含まないので、水晶振動子の良好なＱ値をそのまま維持できる為、更にＣ／Ｎ特性を良好に保つことが可能であり、また発振維持に必要な消費電力を少なくできる上、温度による出力レベルの変動もない。この様にＭＯＳ容量素子を利用した直接型温度補償方式は、従来の間接型補償、直接型補償方式に比較して何重もの利点を有する。
【特許文献１】特開２００１−６０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、現在最も優れた温度補償方式と考えられる特開２００１−６０８２８に開示された補償原理を利用し、更なる小型化・ローコスト化を追求し、発振器としてもより多くの要求仕様に対応できる具体的な回路構成が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する為に請求項１に記載の発明は、圧電発振器の発振ループ中に挿入接続して周波数温度補償を行うための周波数温度補償回路であって、該周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、発振回路と、直流阻止用固定容量素子と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであるか、或いは、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と、第２のＭＯＳ容量素子と固定容量素子との並列回路とを前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子とが接続するように直列接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記コルピッツ発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記トランジスタのベースとバイアス回路との接続点と、接地に一方端子が接続された２つの固定容量素子からなる直列回路の他方端子との間に直流阻止用固定容量素子を挿入接続した構成であって、前記２つの固定容量素子からなる直列回路と前記直流阻止用固定容量素子との接続点が、前記周波数温度補償回路と接続されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に前記発振回路を構成する前記バイアス回路のバイアス電圧信号を供給するように構成したことを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、周波数外部電圧制御回路と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであるか、或いは、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と、第２のＭＯＳ容量素子と第２の固定容量素子との並列回路とを前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子とが接続するように直列接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給する構成、或いはＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給すると共にアノード端子に電圧値が一定である基準電圧信号を供給する構成からなることを特徴としている。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、発振回路と、周波数外部電圧制御回路と、固定容量素子と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであるか、或いは、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と、第２のＭＯＳ容量素子と第２の固定容量素子との並列回路とを前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子とが接続するように直列接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給し、アノード端子に前記発振回路に接続することにより前記トランジスタのバイアス電圧信号を供給したことを特徴としている。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、発振回路と、固定容量素子と、周波数温度補償回路と周波数外部電圧制御回路とを並列接続した並列回路又は該周波数温度補償回路と該周波数外部電圧制御回路とを直列接続した直列回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給し、アノード端子に前記周波数温度補償回路の前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点を接続することにより、前記周波数温度補償回路の前記基準電圧信号を供給したことを特徴としている。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、発振回路と、周波数温度補償回路と周波数外部電圧制御回路とを並列接続した並列回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記発振回路が、トランジスタと、該トランジスタのベースにバイアス電圧を供給する為のバイアス回路とを少なくとも備えており、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記周波数外部電圧制御回路が、ＭＯＳ容量素子のゲート端子に外部制御電圧信号を供給し、アノード端子に前記周波数温度補償回路の前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点を接続し、更に、該接続点を前記発振回路に接続することにより前記トランジスタのバイアス電圧信号を供給したことを特徴としている。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、コルピッツ発振回路と、圧電振動子と、周波数温度補償回路と、固定容量素子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであるか、或いは、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と、第２のＭＯＳ容量素子と第２の固定容量素子との並列回路とを前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子とが接続するように直列接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、前記第１の容量回路がＭＯＳ容量素子を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴としている。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであるか、或いは、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と、第２のＭＯＳ容量素子と第２の固定容量素子との並列回路とを前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子とが接続するように直列接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、前記第２の容量回路がＭＯＳ容量素子を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴としている。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の温度補償発振器であって、前記ＭＯＳ容量素子のゲート端子とアノード端子とをすべて逆の極性に接続したことを特徴としている。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、コルピッツ発振回路と、圧電振動子と、周波数温度補償回路と、固定容量素子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子を接続し、該第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子には第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子を接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、
前記第１の容量回路がＭＯＳ容量素子を利用した外部電圧制御回路を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴としている。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、
前記周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、
前記第２の容量回路がＭＯＳ容量素子を利用した外部電圧制御回路を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴としている。
【００２６】
請求項１４に記載の発明は、コルピッツ発振回路と、周波数温度補償回路と、圧電振動子と、を直列に接続した構造の温度補償発振器であって、前記周波数温度補償回路が、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子を接続し、該第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子には第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子を接続した直列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えたものであり、
前記コルピッツ発振回路が、トランジスタのベースとエミッタとの間に接続された第１の容量回路と、前記エミッタとアースとの間に接続された第２の容量回路とを少なくとも備えており、
前記第２の容量回路がＭＯＳ容量素子を利用した外部電圧制御回路を備え、該ＭＯＳ容量素子のゲート端子に制御電圧信号を供給することによって、前記第１の容量回路の容量値が可変できることを特徴としている。
【００２７】
請求項１５に記載の発明は、前記周波数温度補償回路を構成する各ＭＯＳ容量素子のうち第１のＭＯＳ容量素子には直列に固定容量素子を、また第２のＭＯＳ容量素子には並列に固定容量素子を接続したことを特徴としている。
【００２８】
請求項１６に記載の発明は、前記周波数温度補償回路を構成する各ＭＯＳ容量素子の極性をいずれも逆としたことを特徴としている。
【００２９】
請求項１７に記載の発明は、前記周波数外部電圧制御回路又は、外部電圧制御回路を構成するＭＯＳ容量素子の極性を逆としたことを特徴とする請求項５乃至１４のいずれかに記載の温度補償発振器。
【００３０】
請求項１８に記載の発明は、圧電発振器の発振ループ中に挿入接続して周波数温度補償を行うための周波数温度補償回路であって、該周波数温度補償回路は、第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に固定容量素子の一方端子を接続した直列回路と第２のＭＯＳ容量素子とを該第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子が前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と接続するように並列接続した並列回路であり、前記第１のＭＯＳ容量素子のゲート端子と前記第２のＭＯＳ容量素子のアノード端子との接続点に電圧値が一定である基準電圧信号を供給し、前記第１のＭＯＳ容量素子のアノード端子に第１の制御電圧信号を供給し、前記第２のＭＯＳ容量素子のゲート端子に第２の制御電圧信号を供給する構成を備えていることを特徴としている。
【００３１】
請求項１９に記載の発明は、前記周波数温度補償回路を構成する各ＭＯＳ容量素子の極性をいずれも逆としたことを特徴としている。
【００３２】
請求項２０に記載の発明は、前記周波数温度補償回路と直列に１次温度補償用可変容量素子を接続し、温度に対して直線的に電圧が変化する１次温度補償電圧源からの電圧を前記１次温度補償用可変容量素子に対して印加したことを特徴している。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、特開２００１−６０８２８に開示された補償原理を利用した温度補償発振器において、更なる小型化・ローコスト化を追求しつつ、ＭＯＳ容量素子利用した様々な回路構成を提案することにより、より多くの要求仕様に対応できる温度補償発振器の実現を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施例を示す回路図である。この例に示すＴＣＸＯは、コルピッツ発振回路Ｏｓ１に、直流阻止用固定容量素子Ｃ３と、温度補償回路Ｃｏ１と、水晶振動子Ｘとを直列に接続したもので、典型的なコルピッツ型水晶発振器に本発明を適用したものである。
【００３５】
このコルピッツ発振回路Ｏｓ１は、発振増幅用トランジスタＴＲ１のコレクタは電源に接続され、バイパスコンデンサＣｃを介して高周波的に接地され、ベースには抵抗Ｒ１、Ｒ２によって適宜バイアスされており、ベースとエミッタ間に第一の固定容量素子Ｃ１が接続されると共に、エミッタと接地間にはエミッタ抵抗Ｒｅと第二の固定容量素子Ｃ２とが並列接続され、発振出力は前記エミッタから直流阻止用固定容量素子Ｃｏを介して取り出すように構成されている。更に、前記トランジスタＴＲ１のベースには直流阻止用固定容量素子Ｃ３を介して温度補償回路Ｃｏ１と水晶振動子Ｘが接続されている。
この温度補償回路Ｃｏ１は、低温部補償用ＭＯＳ容量素子ＭＬと感度調整用固定容量素子Ｃ４との直列接続回路と、高温部補償用ＭＯＳ容量素子ＭＨとの並列接続からなっており、低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬと高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨが互いに異なる極性の向きとなっている。
【００３６】
また、低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬのアノード端子側と固定容量素子Ｃ４との接続中点には、低温部制御電圧信号ＶＬが入力抵抗Ｒ４を介して供給されていて、高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨのゲート端子側には入力抵抗Ｒ５を介して高温部制御電圧信号ＶＨが供給されている。そして、この低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬのゲート端子側と高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨのアノード端子側には基準電圧信号Ｖｒｅｆが入力抵抗Ｒ６を介して供給されている。
【００３７】
このコルピッツ発振回路Ｏｓ１の動作については既に周知であるから説明を省略し、本発明の特徴である温度補償回路Ｃｏ１について詳細に説明する。ＭＯＳ容量素子の特性を温度補償回路に利用する原理は、前述の従来技術でべた通りであり、この実施例は従来例にくらべて、各補償回路を並列にした点と、感度調整用固定容量素子Ｃ４を低温部補償用と高温部補償用とを共通にしたことにより１つ削除した点が異なる。
【００３８】
まず、各補償回路を直列に接続した場合と並列に接続した場合との違いについて説明する。直並列の合成容量値の性質を考えると、複数の容量素子を直列接続した場合には小さい容量値の変化が支配的となり、並列接続した場合には大きい容量値の変化が支配的となることは周知の通りである。よって、前記従来技術で説明した図１５の様な容量特性をもつＭＯＳ容量素子を使用した場合、ほとんどの温度範囲において低温部補償回路の容量値が高温部補償回路の容量値より大きいので、これらを直列に接続した場合は高温部補償回路の容量変化が大きく影響し、よって補償回路全体として高温部の補償感度が大きくなる傾向を示す。また逆にこれらを並列に接続した場合は、低温部補償回路の容量変化が大きく影響し、低温部の補償感度が大きくなる傾向を示す。
しかしここで、補償回路全体の負荷容量を一定とした場合は、低温部補償回路と高温部補償回路とを並列に接続すると、各補償回路の容量値を小さく設計できることになる。よって直列に接続した場合に比べ、夫々のＭＯＳ容量素子の容量値、及び感度調整用固定容量素子の値を小さく設計できるのでＩＣの小型化が可能となる。また感度調整用固定容量素子Ｃ４は、低温部補償用ＭＯＳ容量素子ＭＬに対しては直列に、また高温部補償用ＭＯＳ容量素子ＭＨに対しては並列に接続されているので、前述の従来技術で説明した低温部と高温部における感度調整を１つの容量素子で同時に行うことができる。この為ＩＣ化する際に最も占有面積の大きい固定容量素子を１つ削除することができ、更なるＩＣの小型化が可能となる。
更に又、ＭＯＳ容量素子は制御電圧信号に重畳される交流成分の振幅に比例して電圧可変感度が劣化してしまうという特性をもつ。ここで各補償回路を並列に接続し交流成分を分流した場合、夫々のＭＯＳ容量素子の各制御電圧信号に重畳される交流成分の振幅は下がることになる為、夫々のＭＯＳ容量素子の電圧可変感度の劣化を緩和することが可能となる。
【００３９】
ここで増幅器のバイアス回路は、ここでは電流帰還型の固定バイアス回路を例に説明したが、これに限らず自己バイアス回路や単なる固定バイアス回路を用いても、そしてカスコード型としても良く、またインバーター発振回路を使用しても良い。また前述の様に、各ＭＯＳ容量素子ＭＬ、ＭＨはその特性が逆のもの存在するので、これらの極性の向きは共に逆であっても良い。またここで、水晶振動子Ｘと固定容量素子Ｃ３の配置を入換えても、また温度補償回路Ｃｏ１の向きを逆にしてもこの温度補償回路の効果は変らない。
【００４０】
図２（Ａ）は本発明の第二の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ２に、温度補償回路Ｃｏ１と、水晶振動子Ｘとを直列に接続したものである。この温度補償回路Ｃｏ１は第一の実施例で説明したものと同様の、並列接続の温度補償回路である。またこの回路図は第一の実施例に比べて、直流阻止用固定容量素子Ｃ３の位置が異なる。すなわち、前記コルピッツ発振回路Ｏｓ１を構成するトランジスタＴＲ１のベースに接続されたバイアス抵抗Ｒ１とＲ２との接続点１と、この接続点１より温度補償回路Ｃｏ１側に設けた、固定容量素子Ｃ１と前記ベースとの接続点２との間に、前記直流阻止用、すなわちベースバイアスと前記温度補償回路Ｃｏに供給された各制御電圧信号の直流成分とを阻止する為の固定容量素子Ｃ３を挿入したものである。（簡単のため、以下この直流阻止用固定容量素子Ｃ３を含めてコルピッツ発振回路Ｏｓ２と称す。）
この様に固定容量素子Ｃ３を発振ループの中の負荷容量から外すことで、温度補償回路Ｃｏ１の補償感度は増加し、全体の負荷容量を小さく設計できるのでＩＣの小型化が可能となる。
この固定容量素子Ｃ３は、前述の様にトランジスタＴＲ１のベースとバイアス抵抗との接続点１とベースと固定容量素子Ｃ１との接続点２との間に挿入するので、前記トランジスタＴＲ１のベースとエミッタ間の容量Ｃｂｃに直列に接続されることになる。ここで、固定容量素子Ｃ３は発振信号を増幅器に入力する為に出来るだけ大きい値が好ましいが、ＩＣの小型化を考慮して現在数十ｐＦ程度を想定している。一方このＣｂｃは通常数ｐＦと小さい値であるので、Ｃ３とＣｂｃとの直列合成容量値も小さな値となる。よってこれらと並列に接続されている固定容量素子Ｃ１への影響は非常に小さい。
またこの効果はこの例に限らず、図２（Ａ）中の温度補償回路Ｃｏ１を、図２（Ｂ）に示すような、従来技術で説明した直列温度補償回路とした場合においても同様の効果があり、また後述する外部制御回路等を付加した場合において、各制御電圧信号等の直流信号分を阻止するための固定容量素子を接続する必要性がある回路構成において有効である。
【００４１】
図３は本発明の第三の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ１に、温度補償回路Ｃｏ２と、水晶振動子Ｘとを直列に接続したものである。
この温度補償回路Ｃｏ１は、低温部補償用ＭＯＳ容量素子ＭＬと感度調整用固定容量素子Ｃ４との直列接続回路と、高温部補償用ＭＯＳ容量素子ＭＨとの並列接続からなっており、低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬと高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨが互いに異なる極性の向きとなっている。
また、低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬのアノード端子側と固定容量素子Ｃ４との接続中点には、低温部制御電圧信号ＶＬが入力抵抗Ｒ４を介して供給されていて、高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨのゲート端子側には入力抵抗Ｒ５を介して高温部制御電圧信号ＶＨが供給されている。ここでこの温度補償回路Ｃｏ２の低温用ＭＯＳ容量素子ＭＬのゲート端子と高温用ＭＯＳ容量素子ＭＨのアノード端子との接続点を、コルピッツ発振回路Ｏｓ１の入力となるトランジスタＴＲ１のベースに接続することにより、基準電圧信号を供給している。これは第一の実施例に比べて、電圧値が一定である基準電圧信号Ｖｒｅｆの値を前記トランジスタＴＲ１のベースバイアスに設定することにより、基準電圧信号Ｖｒｅｆと直流阻止用固定容量素子Ｃ３とを削除した点が異なる。（以下簡単の為に、基準電圧信号Ｖｒｅｆを削除し、直流阻止用固定容量素子Ｃ３を必要としないこの温度補償回路を、温度補償回路Ｃｏ２と称す。）これにより補償電圧信号発生回路の簡素化及び省電力化、そしてＩＣの小型化が可能となり、また固定容量素子Ｃ３をなくしたことによるＩＣの小型化の効果も大きい。
【００４２】
図４は本発明の第四の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ１に、直流阻止用固定容量素子Ｃ３と、温度補償回路Ｃｏ１と、水晶振動子Ｘと、外部制御回路Ｖｃ１とを直列に接続したものである。この外部制御回路Ｖｃ１はＭＯＳ容量素子ＭＡのゲート端子側に入力抵抗Ｒ７を介して外部制御電圧信号Ｖａｆｃを供給すると共に、水晶振動子Ｘと接続し、一方のアノード端子側は接地している。これは第一の実施例に比べて、外部制御回路Ｖｃ１を付加した点が異なり、ＭＯＳ容量素子ＭＡの高可変感度で直線性の優れた電圧／容量特性を利用すれば、直線性の優れた周波数外部可変が可能となる。（又は直線性の優れたＡＦＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ機能を付加したともいえる。）またこの外部制御回路Ｖｃ１は図５（Ａ）に示す外部制御回路Ｖｃ２ように、前記ＭＯＳ容量素子のアノード電極に入力抵抗Ｒ８を介して基準電圧信号Ｖａｒｅｆを供給し調整することにより、このＭＯＳ容量素子ＭＡの容量特性の任意の曲線部分を周波数制御に利用することが可能となり、各ＭＯＳ容量素子ＭＡの曲線の製造誤差を補正することも可能となる。更にまた、この外部制御回路Ｖｃ１及びＶｃ２の構成を並列に接続したものを利用すれば、より精度よく周波数調整を行うことができるので、中心周波数の微調整なども可能となる。ここで、ＩＣの製作工程においては固定容量素子の製作よりもＭＯＳ容量素子の製作の方が容易であるので、外部制御回路Ｖｃ１及びＶｃ２の両端子に供給する制御電圧信号を夫々一定電圧とするか、又は一方端子を一定電圧とし他方端子を接地することにより、ＭＯＳ容量素子ＭＡを固定容量素子として利用することも出来る。また、図４中の温度補償回路Ｃｏ１を、図２（Ｂ）に示すような従来技術で説明した直列温度補償回路とした場合においても前述と同様の効果がある。
【００４３】
図６は本発明の第五の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ１に、外部制御回路Ｖｃ１と、直流阻止用固定容量素子Ｃ５と、温度補償回路Ｃｏ１と、水晶振動子Ｘとを直列に接続したものである。これはＭＯＳ容量素子ＭＡのアノード端子に基準電圧信号としてトランジスタＴＲ１のベースバイアスを供給したもので、外部制御回路Ｖｃ２の様な調整機能を有したうえで、基準電圧信号Ｖａｒｅｆと直流阻止用固定容量素子Ｃ３を削除する効果がある。また、図５中の温度補償回路Ｃｏ１を、図２（Ｂ）に示すような従来技術で説明した直列温度補償回路とした場合においても前述と同様の効果がある。更にここで、この構成の水晶振動子Ｘの両端に印可される電圧に注目すると、前記第４の実施例の図４においては、この水晶振動子Ｘの両端に温度補償回路の基準電圧信号Ｖｒｅｆと外部制御電圧信号Ｖａｆｃとが印可されている。この外部制御電圧信号Ｖａｆｃの電圧は客先での使用時に個別に設定される為に、水晶振動子Ｘの両端に印加される電圧は設計時には決定されない。一方この第五の実施例の図６（及び前述の図１、図２）の場合、温度補償回路の基準電圧信号Ｖｒｅｆと接地との間に水晶振動子Ｘが挿入されている。ここで前記基準電圧信号数Ｖｒｅｆが数Ｖに設定されていると仮定すると、このＴＣＸＯの電源投入時には水晶振動子Ｘの両端には数Ｖの電圧がかかることになり、これは初期振動子電流を増加させ、しいては発振回路の起動特性を早くする効果、及び外部制御電圧信号Ｖａｆｃの値によらず常に安定させるという効果がある。この効果はこの例に限らず、発振回路と、温度補償回路と、水晶振動子と、外部制御回路とを、直流信号が互いに干渉しない範囲において、水晶振動子の両端にかかる電圧が電源投入時に高く、そして安定した値となるように並べて構成すれば良い。例えば、この温度補償回路の高温部制御電圧信号ＶＨと低温部制御電圧信号ＶＬとは、常温近辺の温度範囲においてほぼ０Ｖとなる様に設定したとする。一方図５（Ａ）に示す外部制御回路Ｖｃ２の基準電圧信号Ｖａｒｅｆは数Ｖとなる様に設計した場合においては、この高温部制御電圧信号ＶＨ又は低温部制御電圧信号ＶＬと外部制御回路Ｖｃ２の基準電圧信号Ｖａｒｅｆとの間に水晶振動子Ｘが挿入される様な回路配置にすれば、常温近辺の温度範囲において前述と同様の効果が期待できる。
【００４４】
図７は本発明の第六の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ１に、直流阻止用固定容量素子Ｃ３と、温度補償回路Ｃｏ１と、外部制御回路Ｖｃ２と、水晶振動子Ｘとを直列に接続したものである。このコルピッツ発振回路Ｏｓ１と、外部制御回路Ｖｃ２と、温度補償回路Ｃｏ１の構成は前述の通りであるが、外部制御回路Ｖｃ２のＭＯＳ容量素子ＭＡのアノード電極は、温度補償回路Ｃｏ１のＭＯＳ容量素子ＭＬのゲート電極とＭＨのアノード電極との接続点に接続することにより、温度補償回路Ｃｏ１の基準電圧信号Ｖｒｅｆを供給していて、一方のＭＯＳ容量素子ＭＡのゲート端子には入力抵抗Ｒ７を介して制御電圧信号Ｖａｆｃが供給され、水晶振動子Ｘに接続されている。これは第四の実施例に比べて、外部制御回路Ｖｃ２の基準電圧信号Ｖａｒｅｆを、温度補償回路Ｃｏ１の基準電圧信号Ｖｒｅｆに調整し、共通化したことが異なる。これにより、外部制御回路又は温度補償回路に供給する基準電圧信号を一つ削除することが可能となる。
【００４５】
図８は本発明の第七の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ１に、外部制御回路Ｖｃ１と直流阻止用固定容量素子Ｃ５との直列接続回路と、温度補償回路Ｃｏ２との並列接続した回路を接続し、更に水晶振動子Ｘとを直列に接続したものである。この外部制御回路Ｖｃ１と温度補償回路Ｃｏ２の構成は前述の通りであり、外部制御回路Ｖｃ１のＭＯＳ容量素子ＭＡのアノード電極は、温度補償回路Ｃｏ２のＭＯＳ容量素子ＭＬのゲート電極とＭＨのアノード電極との接続点に接続し、更にコルピッツ発振回路Ｏｓ１の入力となるトランジスタＴＲ１のベースと接続している。これは、前記温度補償回路Ｃｏ２の基準電圧信号Ｖｒｅｆと、外部制御回路Ｖｃ１の基準電圧信号Ｖａｒｅｆとを、共にトランジスタＴＲ１のベースバイアスに等しく調整することにより可能となる。この構成により、温度補償回路Ｃｏ２と外部制御回路Ｖｃ１の二つの基準電圧信号と、二つの直流阻止用固定容量素子を削除することが可能となる。またこの構成は、前記第四、第五の実施例の様に外部制御回路Ｖｃ１を温度補償回路Ｃｏ２と直列に接続する場合と比較して、発振ループ全体の負荷容量値を下げる効果があり、結果としてこの温度補償回路Ｃｏ２と外部制御回路Ｖｃ１の各ＭＯＳ容量素子と固定容量素子の値を下げることができ、ＩＣの小型化が可能となる。更に又、第一の実施例で説明したように、夫々の回路を並列接続することで、夫々のＭＯＳ容量素子に流れる交流成分が分流される結果、夫々の制御電圧信号に重畳される交流成分の振幅は下がることになる為、夫々のＭＯＳ容量素子の電圧可変感度の劣化を緩和することが可能となる。またここでは、前記温度補償回路Ｃｏ２と前記外部制御回路Ｖｃ１との並列回路で説明したが、前記温度補償回路Ｃｏ２は図２（Ｂ）に示す直列補償回路としても、また前記外部制御回路Ｖｃ１を前記外部制御回路Ｖｃ２としても、前述の並列接続による効果、すなわち発振ループ全体の負荷容量値を下げる効果と、夫々のＭＯＳ容量素子の電圧可変感度の劣化を緩和する効果がある。
【００４６】
図９（Ａ）は本発明の第八の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ３、すなわち前記コルピッツ発振回路Ｏｓ２の固定容量素子Ｃ１に代えて外部制御回路Ｖｃ１を構成するＭＯＳ容量素子ＭＡを配置すると共に、水晶振動子Ｘと、温度補償回路Ｃｏ１と、直流阻止用固定容量素子Ｃ５とを直列に接続したものである。コルピッツ発振回路Ｏｓ３は前記第二の実施例で説明したコルピッツ発振回路Ｏｓ２と同様に、直流阻止用固定容量素子Ｃ３が内部に組込まれている。またこの実施例では、第二の実施例で説明したコルピッツ発振回路の固定容量素子Ｃ１の代わりに、ＭＯＳ容量素子ＭＡをそのゲート電極が振動子Ｘと直流阻止用固定容量素子Ｃ３との接続中点に接続する向きに挿入されている。そしてこのゲート電極には入力抵抗Ｒ７を介して、外部制御電圧信号Ｖａｆｃが供給されており、周波数の調整を可能とするとともに、このコルピッツ発振回路Ｏｓ３の負性抵抗の調整を可能としている。これは異なる周波数帯の水晶振動子を同一のＩＣで使用する際に有効な手段となる。一方このＭＯＳ容量素子ＭＡのアノード電極はトランジスタＴＲ１のエミッタに接続されているので、エミッタ電圧を調整することが可能な範囲において、このＭＯＳ容量素子ＭＡの基準電圧を調整することができ、任意の容量特性曲線を利用することも可能である。また図９（Ｂ）は、同図（Ａ）に示す温度補償回路Ｃｏ１のＶｒｅｆを０Ｖに設定し、低温部制御電圧信号ＶＬと高温部制御電圧信号ＶＨの接続点を接地した場合の図である。これにより固定容量素子Ｃ５、入力抵抗Ｒ６、そして基準電圧信号Ｖｒｅｆを削除することが可能となる。
【００４７】
図１０は本発明の第九の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ４、すなわち前記コルピッツ発振回路Ｏｓ２の固定容量素子Ｃ２に代えて外部制御回路Ｖｃ１を構成するＭＯＳ容量素子ＭＡを配置すると共に、温度補償回路Ｃｏ１と、水晶振動子Ｘとを直列に接続したものである。コルピッツ発振回路Ｏｓ４は前記第二の実施例で説明したものと同様に、直流阻止用固定容量素子Ｃ３が内部に組込まれている。またこの実施例では、前記第二の実施例で説明したコルピッツ発振回路の固定容量素子Ｃ２の代わりに、ＭＯＳ容量素子ＭＡをそのアノード電極がトランジスタＴＲ１のエミッタに接続する向きに挿入されている。そしてこのゲート電極には入力抵抗Ｒ７を介して、外部制御電圧信号Ｖａｆｃが供給さるとともに、直流阻止用固定容量素子Ｃ５を介して接地されている。これは前記第八の実施例と同様の効果をもち、すなわち、周波数の調整を可能とするとともに、このコルピッツ発振回路Ｏｓ２の負性抵抗の調整を可能としていて、異なる周波数帯の水晶振動子を同一のＩＣで使用する際に有効な手段となる。またこの場合もＭＯＳ容量素子ＭＡのアノード電極はトランジスタＴＲ1のエミッタに接続されているので、エミッタ電圧を調整できる範囲において、ＭＯＳ容量素子ＭＡの基準電圧を調整すれば、任意の容量特性曲線を利用することも可能である。
【００４８】
図１１は本発明の第十の実施例を示す回路図であり、コルピッツ発振回路Ｏｓ５、すなわち前記コルピッツ発振回路Ｏｓ２の固定容量素子Ｃ２に代えて外部制御回路Ｖｃ１を構成するＭＯＳ容量素子ＭＡを配置すると共に、温度補償回路Ｃｏ１と、水晶振動子Ｘとを直列に接続したものである。コルピッツ発振回路Ｏｓ５は前記第二の実施例で説明したものと同様に、直流阻止用固定容量素子Ｃ３が内部に組込まれている。またこの実施例では、前記第九の実施例と同様に、コルピッツ発振回路の固定容量素子Ｃ２の代わりに、ＭＯＳ容量素子ＭＡをそのアノード電極がトランジスタＴＲ１のエミッタに接続する向きに挿入されている。そしてこのゲート電極には入力抵抗Ｒ７を介して、外部制御電圧信号Ｖａｆｃが供給さるとともに、直流阻止用固定容量素子Ｃ５を介して接地されていて、更に水晶振動子Ｘの温度補償回路Ｃｏ１と接続された端子と逆側の端子と接続されている。これは前記第八の実施例と同様の効果をもち、すなわち、周波数の調整を可能とするとともに、このコルピッツ発振回路Ｏｓ５の負性抵抗の調整を可能としていて、異なる周波数帯の水晶振動子Ｘを同一のＩＣで使用する際に有効な手段となる。またこの場合もＭＯＳ容量素子ＭＡのアノード電極はトランジスタＴＲ1のエミッタに接続されているので、エミッタ電圧が調整可能な範囲においてＭＯＳ容量素子ＭＡの基準電圧を調整すれば、任意の容量特性曲線を利用することも可能である。この実施例は前記第八の実施例と比較して、直流阻止用固定容量素子Ｃ５を発振ループから外した点が異なり、その結果全体の負荷容量を下げることが可能となり、よって全体の夫々のＭＯＳ容量素子、固定容量素子の値を下げることによるＩＣの小型化が可能となる。
【００４９】
また、前記第八、第九、第十の実施例においては発振ループ中の容量回路としては前述のようなコルピッツ発振回路Ｏｓ３、Ｏｓ４、Ｏｓ５に含む容量回路を除いて並列温度補償回路Ｃｏ１のみを記したが、これは図２（Ｂ）に示す直列温度補償回路に入れ替えてもよく、また前述の外部制御回路Ｖｃ１又はＶｃ２を、これらの温度補償回路に任意に直列又は並列に接続した容量回路としても、前述のようなコルピッツ発振回路Ｏｓ３、Ｏｓ４、Ｏｓ５による効果に変わりはない。また前記第１乃至第十の実施例において、夫々のＭＯＳ容量素子の極性の向きは一例であり、ＭＯＳ容量素子の容量／電圧特性によっては逆向きにした場合であっても同様の効果が得られる。
【００５０】
ところで、これまでは図１４に示すように常温近傍に於いて温度周波数特性の傾きが比較的緩やかなものを対象として説明してきたが、図１８に示すように常温近傍に於いて温度周波数特性が急峻に変化する水晶振動子を使用せざるを得ない場合がある。
このとき、上述した温度補償回路だけでは常温近傍の温度周波数特性の傾き、即ち１次成分を補償しきれないという事態も起こり得る。
そこで、図１９（ａ）に示すように温度補償回路Ｃｏ１と水晶振動子Ｘとの間に１次温度補償用可変容量素子Ｍ１（この例ではＭＯＳ容量素子を用いている）を直列に接続し、温度に対して直線的に電圧が変化する１次温度補償電圧源（図示しない）からの電圧Ｖｆを供給することによって、常温近傍に於いて温度周波数特性が急峻に変化する場合でもこれを補償することを可能とした。
このとき電圧Ｖｆは図１９（ｂ）示すように温度に対して直線的に変化し、図１９（ｂ）に示す電圧Ｖｆと発振周波数との関係から温度周波数特性の１次成分を補償することができる。
図１９（ａ）の回路は図１の回路の変形例であるが、他の実施形態例にもこの１次温度補償用可変容量素子Ｍ１を用いた補償を適用しても同様の効果が得られる。
また、この１次温度補償用可変容量素子Ｍ１を、図４乃至図１１に記載された周波数調整用のＭＯＳ容量素子ＭＡと共用してもよく、このときは周波数調整用の電圧と１次成分を補償するための電圧とを加算して印加すればよいのである。
更に、１次温度補償電圧源にＡＦＣ回路を組み合わせて、発振器の外部から周波数制御用の電圧を供給するようにしても良い。
尚、１次成分の傾きが±０．２ｐｐｍ／゜Ｃ程度までであれば、１次成分を補償するための電圧Ｖｆの傾きを小さく抑えることができるので、１次温度補償電圧源のゲインを大きくする必要はなくノイズの発生を少なくできるので位相雑音が劣化しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明第一の実施例
【図２】本発明第二の実施例
【図３】本発明第三の実施例
【図４】本発明第四の実施例
【図５】本発明第四の実施例の応用
【図６】本発明第五の実施例
【図７】本発明第六の実施例
【図８】本発明第七の実施例
【図９】本発明第八の実施例
【図１０】本発明第九の実施例
【図１１】本発明第十の実施例
【図１２】従来の直列補償回路の例
【図１３】従来の間接補償回路の例
【図１４】水晶振動子の温度特性の例
【図１５】ＭＯＳ容量素子の電圧／容量特性の例
【図１６】ＭＯＳ容量素子の温度補償への利用の説明図
【図１７】ＭＯＳ容量素子を利用した温度補償発振器の従来例
【図１８】水晶振動子の他の温度特性の例
【図１９】本発明第一の実施例の変形例
【符号の説明】
【００５２】
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃｏ、Ｃｃ、Ｃ・・・固定容量素子、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒｅ、Ｒ・・・固定抵抗素子、ＭＬ、ＭＨ、ＭＡ、Ｍ１・・・ＭＯＳ容量素子、ＶＬ、ＶＨ、Ｖｒｅｆ、Ｖａｒｅｆ・・・制御電圧信号、Ｖｃｃ・・・電源、ＯＵＴ・・・出力端子、ＴＲ１・・・トランジスタ、Ｘ・・・水晶振動子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１９】
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