(57)【要約】【課題】  周波数帯域が変化した場合であっても、出力移相の不連続が無く周波数帯域の切り替えを可能とし、周波数精度、周波数偏移精度をも良好に保つことを可能とする発振回路およびそれを内装した電子機器を提供する。【解決手段】  上記課題を達成するための発振回路は、圧電基板上に配設した一対の反射器１４と、前記一対の反射器１４の間に並列して設けられ、櫛歯状電極１８からなる一対のＩＤＴ１６とを有するＳＡＷ共振子１０と、前記一対のＩＤＴ１６が並列接続されるインバータ２０と、前記一対のＩＤＴ１６のいずれか一方のＩＤＴ１６を構成する一対の前記櫛歯状電極１８のそれぞれと前記インバータ２０との間に設けられ、前記一対の櫛歯状電極１８のそれぞれに接続される前記インバータ２０の入力側と出力側とを切り替え接続する切替手段２２と、を有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電基板上に配設した一対の反射器と、前記一対の反射器の間に並列して設けられ、櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、
前記一対のＩＤＴが並列接続される増幅回路と、
前記一対のＩＤＴのいずれか一方のＩＤＴを構成する一対の前記櫛歯状電極のそれぞれと前記増幅回路との間に設けられ、前記一対の櫛歯状電極のそれぞれに接続される前記増幅回路の入力側と出力側とを切り替え接続する切替回路と、
を有することを特徴とする発振回路。
【請求項２】
前記一対のＩＤＴは、前記櫛歯状電極の交差幅を同一に構成することを特徴とする請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発振回路を内装したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発振回路および当該発振回路を内装した電子機器に係り、特に、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式の通信を行う機器に適用することに好適な発振回路と、その発振回路を内装した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタル信号を通信する方法としてＦＳＫ方式による通信方法は知られている。ＦＳＫ方式とは例えば０、１のデジタル信号に応じて搬送波の瞬時周波数を離散的に変化させる変調方式であり、振幅変化を一定にしながら変調をかけることが可能であり、レベル変動や雑音の影響が少ない。また、回路構成が簡単であり、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）よりも帯域幅が広くなるという特徴がある。
【０００３】
上述のようにＦＳＫ方式の通信方法は利用価値が高く、この種の通信方法を利用する発振回路や発振器は種々提案されている。例えば特許文献１、特許文献２に提案されている発振回路や発振器もＦＳＫ方式の通信方法を利用するものである。
【０００４】
特許文献１に記載の発振器は、１つの圧電基板上に共振周波数の異なる複数のＳＡＷ共振子を備え、１つの半導体集積回路基板上に前記ＳＡＷ共振子の数に対応した数の発振回路を備えると共に、前記発信回路を切換回路に接続するという構成のものである。
このような構成の発振器では、使用する周波数の帯域に応じて切換回路を作動させ、所望の周波数帯域に対応したＳＡＷ共振子に接続された発振回路を選択し、発振させる。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発振回路は、通過させる周波数帯域の異なる２種類のＳＡＷフィルタを回路中に備え、前記ＳＡＷフィルタの出力側に切換回路を備え、増幅器と固定移相器とを備えた帰還回路を構成するものである。
このような発振回路では、前記切換回路によって接続するＳＡＷフィルタを切り換えることにより、要求する周波数帯域の周波数のみを選定することができる。
【特許文献１】特許２９２５１５８号公報
【特許文献２】特開２００４−４０４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１や特許文献２に記載の発振器や発振回路によれば、所望の周波数帯域に応じた発振器および発振回路を提供することができる。
しかし、上記特許文献１、特許文献２に記載されている発振器や発振回路は、いずれも周波数帯域の異なる複数のＳＡＷ共振子若しくはＳＡＷフィルタを備え、使用周波数帯域によってそれらを切り替えることで要求される周波数帯域に対応する構成である。このため、ＳＡＷ共振子若しくはＳＡＷフィルタの切り替え時には、電気的接続による要因や、ＳＡＷ共振子やＳＡＷフィルタの移相の違いによる要因等により、発振周波数が瞬断され、出力移相の不連続が生じ、切り替え時にエラーが生じることもある。このような問題は、高速通信では特に影響が大きくなる。また、特許文献１に記載の発振回路では、仕様の異なる複数のＳＡＷ共振子を１つの回路内に備える構成としているため、それぞれのＳＡＷ共振子において周波数精度、偏移精度が得られないといった問題もある。
【０００７】
本発明では、上記問題を解決し、周波数帯域が変化した場合であっても、周波数帯域の切り替えに伴う出力移相の不連続を無くし、周波数精度や、周波数偏移精度をも良好に保つことを可能とする発振回路および前記発振回路を内装した電子機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】
【０００８】
上記目的を達成するためには、周波数帯域の切り替えを行うＳＡＷ共振子のいずれかを基準とし、切り替え時における位相を前記基準としたＳＡＷ共振子の信号に即座合致させることができれば良いと考えられる。また、周波数精度や、周波数偏移精度を良好に保つためには、切り替えを行うＳＡＷ共振子間における相互の干渉を低減する必要があると考えられる。
【０００９】
そこで、本発明に係る発振回路は、圧電基板上に配設した一対の反射器と、前記一対の反射器の間に並列して設けられ、櫛歯状電極からなる一対のＩＤＴとを有するＳＡＷ共振子と、前記一対のＩＤＴが並列接続される増幅回路と、前記一対のＩＤＴのいずれか一方のＩＤＴを構成する一対の前記櫛歯状電極のそれぞれと前記増幅回路との間に設けられ、前記一対の櫛歯状電極のそれぞれに接続される前記増幅回路の入力側と出力側とを切り替え接続する切替回路と、を有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成の発振回路によれば、回路中に備えるＳＡＷ共振子の一方のＩＤＴへの入出力信号の接続を固定とし、他方のＩＤＴへの入出力信号の接続を切替回路によって切り替え可能としたことにより、モードの異なる複数の発振形式、例えばＳ０モードとＡ０モードを１つのＳＡＷ共振子によって実現することが可能となる。このため、１つのＳＡＷ共振子によって周波数帯域の異なる複数の発振を奏することが可能となる。１つのＳＡＷ共振子によって周波数帯域の切り替えを行うことを可能とするため、周波数精度や、周波数偏移精度の同調をとる必要が無い。このため、周波数精度や周波数偏移精度の調整が容易となり、周波数精度、周波数偏移精度共に良好に保つことが可能となる。また、上記１対のＩＤＴのうちのいずれか一方のＩＤＴを基準の発振を行う発振部として常時発振をさせておくことで、１つの発振器内に基準の発振部を設けることができる。このため、他方のＩＤＴに対する入出力信号の切り替えを行ったとしても、前記一方のＩＤＴの発振に位相を即座に合致させることができ、出力位相の不連続を解消することができる。さらに、回路中に備えるＳＡＷ共振子を１つとし、１つのＳＡＷ共振子によって周波数帯域の切り替えを可能としたことにより、発振回路の縮小化、低コスト化を大幅に促進することができる。
【００１１】
また、上記構成の発振回路において、前記一対のＩＤＴは、前記櫛歯状電極の交差幅を同一に構成すると良い。
上記構成により、相互のＩＤＴによる発振を同期させることができるとともに、周波数精度、周波数偏移精度を向上させることができる。これは、ＳＡＷ共振子におけるＩＤＴは、その交差幅を変えることによって出力する周波数に僅かな変化を起こさせることによる。このため、ＩＤＴを構成する櫛歯状電極の交差幅を調整（制御）することにより、所望の周波数制度を実現させることができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するための電子機器は、上記構成の発振回路を内装したことを特徴とすれば良い。
上記のような構成の電子機器とすることにより、上記発振回路と同様の効果を得ることができ、小型かつ安価で精度の良い発振器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の発振回路および当該発振回路を内装した電子機器に係る実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に開示する実施の形態は、本発明の発振回路および電子機器に係る一部の実施形態であり、本発明はその主要部を変えない限りにおいて種々の形態を包含する。
【００１４】
まず、本実施形態に係る発振回路の概略構成について図１を参照して説明する。本実施形態に係る発振回路５０は、ＳＡＷ共振子１０と、前記ＳＡＷ共振子１０に信号を伝達する増幅回路としての反転増幅器（以下、インバータという）２０と、前記インバータ２０に接続された電源部４２とを基本構成とし、前記ＳＡＷ共振子１０と前記インバータ２０とは帰還回路を構成する。
【００１５】
本実施形態において前記ＳＡＷ共振子１０は図２に示すように、圧電基板１２と、当該圧電基板１２の一主面に配された、一対の反射器１４ａ、１４ｂと、前記一対の反射器１４（１４ａ、１４ｂ）の間に設けされる複数の櫛歯状電極１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）とを形成する導電性パターンとから構成される。
前記圧電基板１２は、圧電性を有する単結晶、例えば、水晶、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）や、ＺｎＯ薄膜を備えたサファイア基板等で構成すれば良い。
【００１６】
また、前記圧電基板１２に配される反射器１４や櫛歯状電極１８を形成する導電性パターンは、金や銅、アルミニウムといった導電性金属を蒸着やスパッタ等により薄膜形成し、エッチング（例えばフォトリソグラフィ技術）によりパターン形成されることによって成るもので良い。
【００１７】
本実施形態の発振回路５０に実装されるＳＡＷ共振子１０の圧電基板１２に配される反射器１４は、梯子型に形成されるパターンであり、圧電基板１２上には弾性表面波の伝搬方向に、梯子状の電極部１５が直交するようにして配置する。また、当該反射器１４は圧電基板１２上に一対配設される。一対の反射器１４ａ、１４ｂの配設は、弾性表面波の伝搬方向に沿うように成される。
前記櫛歯状電極１８は、信号の入力側となる電極と信号の出力側となる電極の２つを噛合わせることで、１つのＩＤＴ（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１６を構成する。
【００１８】
前記ＩＤＴ１６は圧電基板１２上において、前記反射器１４ａ、１４ｂの間に一対、並列に配設される。詳細には、圧電基板１２上において、前記反射器１４ａ、１４ｂの配設方向であって、前記反射器１４ａ、１４ｂの間に、弾性表面波の伝搬方向に沿った方向を軸として、一対のＩＤＴ１６ａ、１６ｂを線対称に配設する。ＩＤＴ１６の配設に際し、前記一対のＩＤＴ１６ａとＩＤＴ１６ｂとの間には、前記弾性表面波の伝搬方向に沿った絶縁部を設けるようにする。なお、前記櫛歯状電極１８における櫛歯状の電極部は、前記弾性表面波の伝搬方向に直交するように配置する。
【００１９】
上記のような構成のＳＡＷ共振子１０では、ＩＤＴ１６ａ、１６ｂを構成する櫛歯状電極１８ａ〜１８ｃへ入力する信号と、出力する信号とを逆転させることにより、異なるモードの発振を実現することが可能となる（本実施形態ではＳ０モードとＡ０モード）。このため、１つのＳＡＷ共振子１０によって複数の周波数帯域の振動を奏することが可能となる。また、１つのＳＡＷ共振子１０によって周波数帯域の切り替えを可能とするため、複数のＳＡＷ共振子の周波数精度や、周波数偏移精度の同調をとって発振するという必要が無い。このため、周波数精度や周波数偏移精度の調整が容易となり、周波数精度、偏移精度共に良好に保つことが可能となる。
【００２０】
また、１対のＩＤＴ１６（１６ａ、１６ｂ）のうちのいずれか一方のＩＤＴ１６を基準の発振を行う発振部として常時発振をさせておくことで、１つのＳＡＷ共振子１０の中に基準の発振部を持つこととなる。このため、他方のＩＤＴ１６の入出力信号の切り替えを行ったとしても、前記基準の発振部となる一方のＩＤＴ１６に位相を即座に合致させることができ、出力位相の不連続を起こさない。
【００２１】
本実施形態においてＳ０モード、Ａ０モードとは図３に示すような振動形態をいう。すなわち、Ｓ０モードは基本モードとされる線対象モードであり、Ａ０モードは高次モードとされる点対称モードである。
【００２２】
上記構成のＳＡＷ共振子を実装する発振回路の構成は、次の通りである（図１参照）。
すなわち、前記インバータ２０に対して、前記ＳＡＷ共振子１０を構成するＩＤＴ１６ａと、ＩＤＴ１６ｂとを並列に接続し、前記ＩＤＴ１６ｂと、前記インバータ２０との間に切替回路（切替手段）２２を備え前記ＩＤＴ１６を構成する櫛歯状電極１８への入出力信号を逆転させることを可能に構成した。
【００２３】
詳細すると、次のような構成となる。ＩＤＴ１６ａの櫛歯状電極１８ａを入力電極、櫛歯状電極１８ｂを出力電極とした場合、インバータ２０からの出力信号であってＩＤＴ１６ａへの入力信号を入力するための入力信号経路３０を前記櫛歯状電極１８ａに接続し、インバータ２０への入力信号であってＩＤＴ１６ａからの出力信号を出力するための出力信号経路４０を前記櫛歯状電極１８ｂに接続する。
【００２４】
また、前記入力信号経路３０と、前記出力信号経路４０とを分岐させて入力信号経路３０ａ、出力信号経路４０ａとする。前記入出力信号経路３０ａ、４０ａでは、Ｓ０モード信号伝達経路と、Ａ０モード信号伝達経路との２系統のいずれかの経路を選択するαとβとの切り替えを可能とする切替手段２２（２２ａ、２２ｂ）を備える。
【００２５】
切替手段２２によって切り替えを可能とするＳ０モード信号伝達経路とＡ０モード信号伝達経路とは、それぞれＩＤＴ１６ｂに接続される。ＩＤＴ１６ｂにおいては、櫛歯状電極１８ｃと櫛歯状電極１８ｄとの双方に、出力側・入力側の信号経路をそれぞれ接続する構成とする。すなわち、α選択時の入力側Ｓ０モード信号伝達経路（入力信号経路）３２を櫛歯状電極１８ｃに接続した場合、α選択時の出力側Ｓ０モード信号伝達経路（出力信号経路）３６は櫛歯状電極１８ｄに接続する。この場合、β選択時の入力側Ａ０モード信号伝達経路（入力信号経路）３４は櫛歯状電極１８ｄに接続し、β選択時の出力側Ａ０モード信号伝達経路（出力信号経路）３８は櫛歯状電極１８ｃに接続する。
【００２６】
このような回路構成とすることにより、切替手段２２によるα・βの切り替えでＩＤＴ１６ｂに対する信号の入出力を逆転させることが可能となる。なお、前記切替手段２２ａ、２２ｂはα・βの切り替えを同期して行うようにする。
【００２７】
上記のように構成された発振回路では、入出力信号経路３０、４０が接続されたＩＤＴ１６ａは信号が入力される櫛歯状電極１８ａと、信号が出力される櫛歯状電極１８ｃとの切り替えが成されないため、弾性表面波の位相に変化が無い。
【００２８】
一方、入出力信号経路３０ａ、４０ａが接続されたＩＤＴ１６ｂにおいては、切替手段２２の制御により入出力経路のα・βを切り替えることによって、入力側となる櫛歯状電極と、出力側となる櫛歯状電極とが逆転し、発振する弾性表面波の位相は９０°ズレることとなる。
【００２９】
このため、切替手段２２がαに設定されている場合は、櫛歯状電極１８ａと櫛歯状電極１８ｃとが信号入力側の電極となり、ＩＤＴ１６ａとＩＤＴ１６ｂとで発振する弾性表面波が同位相となり、発振回路としてＳ０モードの発振を奏する。一方、切替手段２２がβに設定されている場合は、櫛歯状電極１８ａと櫛歯状電極１８ｄとが信号入力側の電極となり、ＩＤＴ１６ａとＩＤＴ１６ｂとで発振する弾性表面波は逆位相となり発振回路としてＡ０モードの発振を奏する。
このように上記構成のＳＡＷ共振子は各櫛歯状電極１８ａ〜１８ｄへの信号の入出力を制御することにより、１つのＳＡＷ共振子で２つのモードの発振を実現することができる。
【００３０】
また、上記構成の発振回路５０では、ＩＤＴ１６ａを構成する櫛歯状電極１８ａ、１８ｂへの信号の入出力は継続的に行われる構成としているため、ＩＤＴ１６ｂへ入出力する信号を逆転させる（切り替える）場合においてもＳＡＷ共振子若しくは発振回路としての発振が瞬断してしまうという虞が無く、それによって生じる出力移相のズレも無い。このため、高速通信等にも使用することが可能となる。
【００３１】
一般に、ＳＡＷ共振子を構成する一組の櫛歯状電極は、その交差幅を変えることにより発振周波数に変化を起こすことが知られている。そこで、上記構成の発振回路５０に実装するＳＡＷ共振子１０では、ＩＤＴ１６を構成する各櫛歯状電極１８の交差幅を、所望の周波数精度に応じて調整（制御）するようにした。これにより、図４に示すように周波数差（周波数偏差）を調整することが可能となる。図４によれば、交差幅の設定によって、周波数差を実用化レベルの値にまで調整することができることがわかる。なお、ＩＤＴ１６ａとＩＤＴ１６ｂとの櫛歯状電極１８の交差幅は、同一となるように構成する。これにより、相互のＩＤＴによる発振の同調をとることができ、Ｓ０モード、Ａ０モードの発振が可能となる。
【００３２】
上記構成の発振回路５０では、ＳＡＷ共振子１０へ信号伝達経路を接続する際、ＩＤＴ１６ａへ入出力信号経路３０、４０を接続し、ＩＤＴ１６ｂへ入出力信号経路３０ａ、４０ａを接続したが、当然にＩＤＴ１６ｂへ入出力信号経路３０、４０を接続し、ＩＤＴ１６ａへ入出力信号経路３０ａ、４０ａを接続する構成としても良い。
【００３３】
上記構成の発振回路５０は、種々の電子機器に内装し、利用することができる。例えば、図５に示すようなＦＳＫ発振器（トランスミッタ）６０に内装することができる。その構成は、ＦＳＫデータを記録しておくメモリ５４と、前記メモリ５４内のＦＳＫデータに基づく発振を行う発振回路５０と、前記メモリ５４内のＦＳＫデータを必要に応じて前記発振回路５０へ送信するための制御回路５２と、前記制御回路を起動させるためのスイッチ５６および、信号を外部へ発振するためのアンテナ５８とから成る。
【００３４】
上記構成のＦＳＫ発振器６０によれば、発振回路５０内に実装されるＳＡＷ共振子１０を１つとすることができるため、機器の小型化、低コスト化を実現することができる。このような構成のＦＳＫ発振器６０は、例えばキーレスエントリを可能とする車のキーレス用発振器として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の発振回路に係る実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の発振回路に実装するＳＡＷ共振子の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の発振回路に実装するＳＡＷ共振子における発振モードを示す図である。
【図４】本発明の発振回路に実装するＳＡＷ共振子の櫛歯状電極の交差幅を変化させた場合の周波数差の変化を示すグラフである。
【図５】本発明に係る発振回路を内装する電子機器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０………ＳＡＷ共振子、１２………圧電基板、１４（１４ａ、１４ｂ）………反射器、１６（１６ａ、１６ｂ）………ＩＤＴ、１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）………櫛歯状電極、２０………インバータ（反転増幅器）、２２（２２ａ、２２ｂ）………切替手段、４２………電源部、５０………発振回路、５２………制御回路、５４………メモリ、５６………スイッチ、５８………アンテナ、６０………ＦＳＫ発振器（ＦＳＫトランスミッタ）。
【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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