(57)【要約】【目的】小型化を促進する表面実装用の多周波切替発振器を提供することを目的とする。【構成】振動周波数の異なる複数の水晶振動子と、前記水晶振動子に接続した複数の発振回路と、前記発振回路を選択的に切り替える切替器とを備えた多周波切替水晶発振器において、前記水晶振動子は一枚の水晶片４に設けられた複数の振動領域からなり、前記発振回路と前記切替器とはＩＣチップ内に集積化され、前記水晶片と前記ＩＣチップとは同一容器内に密閉封入された構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動周波数の異なる複数の水晶振動子と、前記水晶振動子に接続した複数の発振回路と、前記発振回路を選択的に切り替える切替器とを備えた多周波切替水晶発振器において、前記水晶振動子は一枚の水晶片に設けられた複数の振動領域からなり、前記発振回路と前記切替器とはＩＣチップ内に集積化され、前記水晶片と前記ＩＣチップとは同一容器内に密閉封入されたことを特徴とする多周波切替水晶発振器。
【請求項２】
前記発振回路のそれぞれはイネーブル端子を有し、前記切替器からの信号によって各発振回路の出力を得た多周波切替発振器。
【請求項３】
前記水晶片の振動領域は３つとして３周波を切り替えた多周波水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多周波切替水晶発振器（以下、多周波切替発振器とする）を技術分野とし、特に小型化を計った多周波切替発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）水晶振動子１（ａｂｃ）を用いた多周波切替発振器は例えば光通信システムの伝送キャリア用として使用され、例えば150ＭHz帯の３周波が必要とされる。近年では、装置のコンパクトから多周波切替発振器でも小型化が求められている。
【０００３】
（従来技術の一例）第６図及び第７図は一従来例を説明する図で、第６図は多周波切替発振器の概略ブロック図、第７図（ａ）は水晶振動子の平面図、同図（ｂ）は同断面である。
【０００４】
多周波切替発振器は３個の水晶振動子１（ａｂｃ）と発振回路２と切替器３からなる。水晶振動子１はＡＴカットとした水晶片４からなり、矩形状として両主面間で対向した励振電極５（ａｂ）を有する。各励振電極５（ａｂ）からは一端部両側に引出電極６（ａｂ）延出する。通常では、水晶片４を容器本体７に収容し、カバー８を被せて密閉封入される。
【０００５】
容器本体７は凹状として積層セラミックからなり、外表面には表面実装用の図示しない外部端子を有する。そして、引出電極６（ａｂ）の延出した水晶片４の一端部両側を導電性接着剤９等によって内底面に固着する。カバー８は金属からなり、シームやビーム溶接によって接合される。
【０００６】
このようなものでは、振動周波数帯をいずれも150ＭHzとしてそれぞれ接近した３周波の水晶振動子１（ａｂｃ）を形成し、図示しないセット基板上の各発振回路２に接続する。そして、切替器３に印加される外部信号によって水晶振動子１（ａｂｃ）が選択され、これに基づいた振動周波数で発振する。
【特許文献１】特開２００２−３５９５２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の多周波切替発振器では、150ＭHz帯とした３個（３周波）の水晶振動子１（ａｂｃ）を個別に形成してセット基板に搭載するので、板面面積を大きくして小型化を阻害する問題があった。
【０００８】
また、特許文献１では、複数の水晶振動子１（ａｂｃ）が同一発振回路２を共有して、水晶振動子１（ａｂｃ）を選択する。したがって、発振周波数に応じた最適値に回路素子を選択できない。このことから、特許文献２では水晶振動子１（ａｂｃ）にそれぞれ別個の発振回路２を接続し、電源を切り替えて水晶発振器を選択する。しかし、この場合は、電源投入後の起動特性によって応答性が悪くなる問題があった。
【０００９】
（発明の目的）本発明は小型化を促進する多周波切替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】
【００１０】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１に示したように、振動周波数の異なる複数の水晶振動子と、前記水晶振動子に接続した発振回路と、前記発振回路を選択的に切り替える切替器とを備えた多周波切替水晶発振器において、前記水晶振動子は一枚の水晶片に設けられた複数の振動領域からなり、前記発振回路と前記切替器とはＩＣチップ内に集積化され、前記水晶片と前記ＩＣチップとは同一容器内に密閉封入された構成とする。
【００１１】
本発明の請求項２では、前記発振回路のそれぞれはイネーブル端子を有し、前記切替器からの信号によって各発振回路の出力を得た構成とする。同請求項３では、前記水晶片の振動領域は３つとして３周波を切り替えた構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明（請求項１）では３つの振動領域を有する水晶片を使用してＩＣチップともに同一容器に密閉するので、小型化を促進できる。請求項２では切替器からの信号によって動作するイネーブル端子を有するので、応答性を良好にする。請求項３では水晶片４の振動領域を３つとするので、光通信システムの伝送キャリア用として適用できる。
【実施例】
【００１３】
第１図乃至第４図は本発明の一実施例を説明する図で、第１図は多周波切替発振器の概略ブロック図、第２図は水晶振動子（水晶片）の平面図、第３図は多周波切替発振器の組立分解図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００１４】
多周波切替発振器は、前述のように、３つの水晶振動子１（ａｂｃ）、個々の水晶振動子１（ａｂｃ）に接続した発振回路２（ａｂｃ）、及び発振回路２（ａｂｃ）を選択する切替器３を備え（第１図）、これらを容器本体７に一体的に収容して構成される（第３図）。
【００１５】
一点鎖線枠で示すここでの水晶振動子１（ａｂｃ）は、正方形とした水晶片４に３つの励振電極５（ａｂ）を形成した各振動領域からなる（第２図）。各励振電極５（ａｂ）は水晶片４１の同心円上に等間隔でここでは正三角形の頂点に配置される。そして、各励振電極５（ａｂ）の厚みを制御して、振動周波数を150MHz帯として異なる振動周波数に設定される。各励振電極５（ａｂ）からは引出電極６（ａｂ）が外周部に延出する。そして、引出電極６（ａｂ）の延出した水晶片４の外周部６箇所は、図示しない導電性接着剤によって容器本体７の段部に固着する。
【００１６】
発振回路２（ａｂｃ）及び切替器３はＩＣチップ１０に集積化される（第１図の点線枠）。発振回路２（ａｂｃ）は各水晶振動子（振動領域）１（ａｂｃ）に対応して構成され、150MHz帯の異なる３つ周波数を得る。そして、各外部信号に応答して動作するイネーブル端子Saを有する。イネーブル端子Saは電源をＯＮ状態として発振回路を停止させる。例えば第４図に示したように発振用増幅器１２を例えばノアゲートとして２入力端子の一方をイネーブル端子Ｓaとして、例えば0信号のとき発振を停止させる。図中の符号１３は水晶振動子、同１４（ａｂ）は分割コンデンサ、同１５は緩衝増幅器である。
【００１７】
切替器３はここではナンドゲートとした論理回路を用いてなり（２点鎖線枠）、選択端子（Ｓ１、Ｓ2）にそれぞれ（0、0）、（1、0）、（1、1）を入力したとき、発振回路２ａ、２ｂ、２ｃのイネーブル端子Saが選択され、（0、1）のときはいずれも選択されない。これにより、選択されたイネーブル端子Ｓaの各発振回路２（ａｂｃ）が動作し、選択されない場合は何れも発振を停止する。そして、これらのＩＣチップ１０は容器本体７の内底面に例えばバンプを用いた超音波熱圧着によって固着される。
【００１８】
なお、容器本体７の外表面（裏面）には、図示しないＩＣチップ１０の電源、３つの出力及びアース等の各端子と電気的に接続した外部端子を有する。そして、例えば切替器３の選択端子Ｓ1、Ｓ2が底面及び側面に設けられる。そして、図示しない外部の制御装置から0（例えばアース電位）叉は１（同電源電圧）の信号が印加される。
【００１９】
このような構成であれば、同一の水晶片４に３つの励振電極５（ａｂ）を形成して水晶振動子（振動領域）１（ａｂｃ））としたので３周波を得られる。そして、発振回路２（ａｂｃ）と切替器３とを集積化したＩＣチップ１０を容器本体７内に収容し、図示しないカバーによって密閉封入するので、表面実装用とした多周波切替発振器１（ａｂｃ）の小型化を促進する。
【００２０】
また、各発振回路２（ａｂｃ）は切替器３からの1、0信号によって動作する電源をＯＮとした状態で動作するイネーブル端子Saを有するので、切替時の応答性を良好にする。また、水晶片４の振動領域を３つとして３周波とするので、光通信システムの伝送キャリア用として適用できる。
【００２１】
また、この例では、各励振電極５（ａｂ）は同心円上に配置されて等間隔で即ち三角形の頂点に配置される。したがって、３つの励振電極５（ａｂ）の間隔を最大にして音響的結合を防止し、スプリアスの発生を抑制する。なお、周波数帯が150ＭHzとした高周波帯なので、イオンガン等による周波数調整時の例えば質量低下によって例えば約170ＭHz間での20MHzの範囲内で振動周波数を可変できる。
【００２２】
（他の事項）上記実施例では励振電極５（ａｂ）を同心円状にして等間隔に配置したが、例えば各励振電極５（ａｂ）間に貫通した溝１１を設けて音響的結合を防止してもよい（第５図）。この場合、励振電極５（ａｂ）は同心円状に配置しなくてもよい。また、溝１１は半貫通でもよく、音響結合度及び強度等によって決定される。
【００２３】
また、水晶振動子１（ａｂｃ）としての振動領域を形成する励振電極５（ａｂ）は３つとして説明したが、基本的には２以上の振動領域を形成する場合に適用できる。そして、振動領域数の応じた多周波切替発振器を構成できる。
【００２４】
また、切替器３はノアゲートとした論理回路を用いたが、これ以外のゲートを組み合わせた論理回路でも、さらにはＰＬＤ（Programable Logic Device）を用いてもよく、任意に構成できる。
【００２５】
また、イネーブル端子Ｓaは発振用増幅器１２の一方の入力端として発振を停止させたが、例えば発振回路は動作状態として緩衝増幅器を停止させる所謂スタンバイ端子等であってもよく、電源を除いて出力を選択できればよい。ただし、不使用の発振回路は停止した方が同一水晶片上の３つの振動領域の相互干渉防止するので現実的である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例を説明する多周波切替発振器の概略ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する水晶振動子の平面図である。
【図３】本発明の一実施例を説明する多周波切替発振器の組立て分解図である。
【図４】本発明の一実施例に適用される発振回路の図である。
【図５】本発明の一実施例に適用される他の水晶振動子の平面図である。
【図６】従来例を説明する多周波切替発振器の概略回路図である。
【図７】従来例を説明する水晶振動子の図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  水晶振動子、２  発振回路、３  切替器、４  水晶片、５  励振電極、６  引出電極、７  容器本体、８  カバー、９  導電性接着剤、１０  ＩＣチップ、１１  溝、１２  発振用増幅器、１３  水晶振動子、１４  分割コンデンサ、１５  緩衝増幅器。
【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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