(57)【要約】【課題】最適なダイナミックレンジの設計を可能にすることを特徴とするＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器を提供する。【解決手段】水晶接続端子（Ｘｔａｌ１，Ｘｔａｌ２）を備えた水晶発振器１２０と、水晶発振器１２０の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路１００と、水晶発振器１２０の発振閉ループ内に挿入された第１電圧可変容量素子１１１と、第２電圧可変容量素子１１２とからなり、補償電圧発生回路１００からの補償電圧よりも自動周波数制御回路１３０からのＡＦＣ制御電圧の方がダイナミックレンジが大きい場合、第１電圧可変容量素子１１１に補償電圧発生回路１００からの補償電圧を印加し、第２電圧可変容量素子１１２に自動周波数制御回路１３０からのＡＦＣ制御電圧を印加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶接続端子を備えた水晶発振器と、前記水晶発振器の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路と、前記水晶発振器の発振閉ループ内に挿入された第１電圧可変容量素子と、第２電圧可変容量素子とからなる温度補償水晶発振器において、一方の電圧可変容量素子に、前記補償電圧発生回路からの補償電圧を印加し、他方の電圧可変容量素子に、自動周波数制御回路からの周波数制御電圧を印加したことを特徴とする温度補償水晶発振器。
【請求項２】
水晶接続端子を備えた水晶発振器と、前記水晶発振器の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路と、前記水晶発振器の発振閉ループ内に挿入された第１電圧可変容量素子と、第２電圧可変容量素子とからなる温度補償水晶発振器において、前記第１電圧可変容量素子に、前記補償電圧発生回路からの補償電圧を印加し、前記第２電圧可変容量素子に、自動周波数制御回路からの周波数制御電圧を印加したことを特徴とする温度補償水晶発振器。
【請求項３】
水晶接続端子に水晶振動子を備えた水晶発振器と、前記水晶発振器の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路と、前記水晶発振器の発振閉ループ内に挿入された第１電圧可変容量素子と、第２電圧可変容量素子とからなる温度補償水晶発振器において、前記第１電圧可変容量素子に、前記補償電圧発生回路からの補償電圧を印加し、前記第２電圧可変容量素子に、自動周波数制御回路からの周波数制御電圧を印加したことを特徴とする温度補償水晶発振器。
【請求項４】
水晶接続端子を備えた水晶発振器と、前記水晶発振器の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路と、前記水晶発振器の発振閉ループ内に挿入されて前記補償電圧が印加される第１電圧可変容量素子と、前記補償電圧発生回路と前記第１電圧可変容量素子との間に設けたＲＣフィルタとからなる温度補償水晶発振器において、前記水晶発振器における前記第１電圧可変容量素子が接続されている側とは反対側の前記水晶発振器の他端に第２電圧可変容量素子を接続し、前記第２電圧可変容量素子に自動周波数制御回路からの周波数制御電圧を印加したことを特徴とする温度補償水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶発振器を利用分野とし、電圧制御による温度補償型の水晶発振器でも特に、自動周波数制御（ＡＦＣ）機能を有する水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度補償発振器は、さまざまな環境の変化や周囲温度に対応し、安定した周波数が得られるとして主に携帯電話等に用いられている。近年、小型化、低背化が進むとともに、水晶感度の低下を補うため電圧可変容量素子のダイナミックレンジの確保や位相雑音等の電気的特性の向上が益々求められている。
【０００３】
以下、図６を参照して従来における温度補償発振器について説明する。
【０００４】
図６において、温度補償水晶発振器は、水晶接続端子（Ｘｔａｌ１，Ｘｔａｌ２）を備えた水晶発振器２０と、前記水晶発振器２０の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路１と、前記水晶発振器２０の発振閉ループ内に挿入された第１電圧可変容量素子１１と第２電圧可変容量素子１２とからなる。
【０００５】
また図６において、２は加算回路、７，８はバイアス印加用抵抗、９，１０はコンデンサ、１３は抵抗、１４はインバータ、３０は自動周波数制御（ＡＦＣ）回路である。
【０００６】
前記補償電圧発生回路１およびＡＦＣ制御電圧は加算回路２で加算され、その加算電圧ＶＣが、第１電圧可変容量素子１１と第２電圧可変容量素子１２とに各々印加される構成になっている。
【特許文献１】特開２０００−３５３９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、第１電圧可変容量素子１１と第２電圧可変容量素子１２とでは各々の発振振幅が異なり（一般には発振インバータの出力側の方が振幅が大きく振れる）、発振振幅の大きい側のダイナミックレンジが不足するといった問題が起きる。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、最適なダイナミックレンジの設計を可能にするＡＦＣ機能付きの温度補償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】
前記の目的を達成するため、本発明に係る温度補償水晶発振器では、水晶接続端子（Ｘｔａｌ１，Ｘｔａｌ２）を備えた水晶発振器と、前記水晶発振器の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路と、前記水晶発振器の発振閉ループ内に挿入された第１電圧可変容量素子と、第２電圧可変容量素子とからなる温度補償水晶発振器において、前記補償電圧発生回路からの補償電圧と自動周波数制御回路からのＡＦＣ制御電圧とを比較し、ダイナミックレンジの大きい方を発振振幅の小さい方の電圧可変容量素子に接続し、また、逆にダイナミックレンジの小さい方を発振振幅の大きい方の電圧可変容量素子に接続することにより、電圧可変容量素子を順方向バイアスで使用することなく、最適なダイナミックレンジの設計を可能にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、補償電圧発生回路からの補償電圧と自動周波数制御回路からのＡＦＣ制御電圧とを比較し、ダイナミックレンジの大きい方を発振振幅の小さい方の電圧可変容量素子に接続し、また、逆にダイナミックレンジの小さい方を発振振幅の大きい方の電圧可変容量素子に接続することで、電圧可変容量素子を順方向バイアスで使用することなく、最適なダイナミックレンジの設計を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器の構成図である。
【００１３】
図１において、１２０は水晶接続端子（Ｘｔａｌ１，Ｘｔａｌ２）を備えた水晶発振器、１００は水晶発振器１２０の周波数温度特性に応答した温度補償電圧を発生する補償電圧発生回路、１１１と１１２は水晶発振器１２０の発振閉ループ内に挿入された第１電圧可変容量素子と第２電圧可変容量素子である。
【００１４】
また図１において、１０７，１１５はバイアス印加用抵抗、１０９，１１０はコンデンサ、１１３は抵抗、１１４はインバータである。
【００１５】
第１の実施形態の温度補償水晶発振器において、第１電圧可変容量素子１１１には、補償電圧発生回路１００からの補償電圧を印加し、第２電圧可変容量素子１１２には自動周波数制御回路１３０からのＡＦＣ制御電圧を印加した構成である。
【００１６】
第１の実施形態は、補償電圧発生回路１００からの補償電圧よりも自動周波数制御回路１３０からのＡＦＣ制御電圧の方が、ダイナミックレンジが大きい場合に有効である。
【００１７】
（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器の構成図である。なお、以下の各実施形態の説明において、図１にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００１８】
第２の実施形態では、第２電圧可変容量素子１１２に、補償電圧発生回路１００からの補償電圧を印加し、第１電圧可変容量素子１１１に自動周波数制御回路１３０からのＡＦＣ制御電圧を印加した構成になっている。
【００１９】
第２の実施形態は、補償電圧発生回路からの補償電圧よりも自動周波数制御回路１３０からのＡＦＣ制御電圧の方が、ダイナミックレンジが小さい場合に有効である。
【００２０】
（第３の実施形態）
図３は本発明の第３の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器の構成図である。
【００２１】
第３の実施形態では、水晶接続端子（Ｘｔａｌ１，Ｘｔａｌ２）に水晶振動子１４０を備えた場合の水晶発振器であり、その他の構成は第１の実施形態と同様のものである。
【００２２】
（第４の実施形態）
図４は本発明の第４の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器の構成図である。
【００２３】
第４の実施形態では、水晶接続端子（Ｘｔａｌ１，Ｘｔａｌ２）に水晶振動子１４０を備えた場合の水晶発振器であり、その他の構成は第２の実施形態と同様のものである。
【００２４】
（第５の実施形態）
図５は本発明の第５の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器の構成図である。
【００２５】
第５の実施形態では、図５に示すように、補償電圧発生回路１００の出力部に抵抗１０２とコンデンサ１０３からなるローパスフィルタ１０４を備えた場合の水晶発振器であり、その他の構成は第１の実施形態と同様のものである。
【００２６】
第５の実施形態における効果について説明する。
【００２７】
近年、小型化、低背化が進むとともに、位相雑音等の電気的特性の向上が益々求められている。位相雑音の低減を図るために、ＲＣフィルタを内蔵することは、極く一般的に知られているが、ＡＦＣ機能では速やかな応答性能が必要なために、フィルタを介さない手法によりＡＦＣ機能を動作させることが求められる。
【００２８】
そこで、フィルタを介する補償電圧発生回路１００の電圧可変容量素子とは別にフィルタを介さない電圧可変容量素子を設け、そこからＡＦＣ電圧を印加する手法が一般に用いられるが、第５の実施形態においても有効であり、本発明の効果である前記ダイナミックレンジの最適化設計と併せることによって最大限の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、補償電圧発生回路からの補償電圧と自動周波数制御回路からのＡＦＣ制御電圧とを比較し、ダイナミックレンジの大きい方を発振振幅の小さい方の電圧可変容量素子に接続し、また、逆にダイナミックレンジの小さい方を発振振幅の大きい方の電圧可変容量素子に接続することにより、電圧可変容量素子を順方向バイアスで使用することなく、最適なダイナミックレンジの設計を行うのに有用である。また、位相雑音の低減を図るために、ＲＣフィルタを内蔵したＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器においても特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振回路を示す構成図
【図２】本発明の第２の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振回路を示す構成図
【図３】本発明の第３の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器を示す構成図
【図４】本発明の第４の実施形態に係るＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器を示す構成図
【図５】本発明の第５の実施形態に係るフィルタ内蔵型ＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振回路を示す構成図
【図６】従来のＡＦＣ機能付き温度補償水晶発振器を示す構成図
【符号の説明】
【００３１】
１００  補償電圧発生回路
１０２，１０７，１１３，１１５  バイアス印加用抵抗
１０３，１０９，１１０  コンデンサ（容量）
１０４  ローパスフィルタ
１１１  第１電圧可変容量素子
１１２  第２電圧可変容量素子
１１４  インバータ
１２０  水晶発振器
１３０  自動周波数制御回路
１４０  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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