(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コンデンサと第２コンデンサとの並列回路からなる周波数調整回路を発振閉ループ中の水晶振動子に直列に接続した水晶発振器を備え、
前記第１コンデンサの容量値を固定値とし、前記第２コンデンサの接続される回路パターンを開放して容量値を０としたときの開放時発振周波数とともに、前記第２コンデンサの容量値を可変したときの可変時発振周波数を測定し、
前記開放時発振周波数及び前記可変時発振周波数から、前記第２コンデンサの容量値に対する前記水晶発振器の周波数変化標準を形成し、
発振周波数の調整対象となる水晶発振器は前記周波数変化標準に基づき、前記第２コンデンサの容量値が設定された水晶発振器の周波数調整方法であって、
前記周波数変化標準は前記第２コンデンサの接続される回路パターンを短絡して容量値を無限大としたときの短絡時発振周波数を有するとともに、前記周波数変化標準は前記調整対象となる水晶発振器の前記開放時発振周波数及び前記短絡時発振周波数によって補正され、
前記調整対象となる水晶発振器は前記補正された周波数変化標準に基づき、前記第２コンデンサの容量値を設定したことを特徴とする水晶発振器の周波数調整方法。
【請求項２】
請求項１において、前記各発振周波数は基準発振周波数からの周波数偏差で示された水晶発振器の周波数調整方法。
【請求項３】
請求項１において、前記調整対象となる水晶発振器は、前記第２コンデンサの接続される回路パターンは回路基板に予め短絡して形成され、前記短絡時発振周波数を測定された後、前記回路パターンを開放して前記開放時発振周波数が測定された水晶発振器の周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶発振器の周波数調整方法を技術分野とし、特に周波数調整を容易にして生産性を高めた調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
水晶発振器は水晶振動子に起因して周波数安定度が高いことから、各種の電子機器に特に通信機器に周波数源として適用される。このようなものでは、公称周波数（基準発振周波数）に対する発振周波数の周波数偏差規格が厳しく、設計値通りの発振周波数では規格を満足することが困難となる。このことから、一般には、水晶発振器（発振回路）に周波数調整回路を設けて発振周波数を規格内に満足させる。
【０００３】
（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明する水晶発振器の図で、同図（ａ）は水晶発振器の基本的な発振回路、同図（ｂ）は周波数調整回路を付加した発振回路の図である。
【０００４】
水晶発振器は水晶振動子１、分割コンデンサＣ（ａｂ）及び発振用増幅器２を有する例えばコルピッツ型とした発振回路からなる。水晶振動子１は分割コンデンサＣ（ａｂ）と共振回路を形成する。発振用増幅器２は共振回路の共振周波数を増幅して一部を帰還し、共振回路による発振を継続する。図中の符号Ｒ1、Ｒ2はベースバイアス抵抗、Ｒ3は負荷抵抗、Ｖccは電源、Ｖoutは発振出力である。
【０００５】
この場合、発振周波数は水晶振動子１が支配的となる分割コンデンサＣ（ａｂ）とによる共振周波数に概ね依存し、厳格には水晶振動子１から見た発振用増幅器２を含む直列等価容量（負荷容量）に依存する。しかし、公称周波数からの変化分を制限する規格としての周波数偏差例Δ（ｆ0−ｆx）／ｆ0が±５０ｐｐｍ程度以下に厳しくなると、基本的な発振回路のみでは規格を満足しない。但し、ｆ0は公称周波数、ｆxは実際の発振周波数である。
【０００６】
このことから、通常では、発振閉ループ内の水晶振動子１に周波数調整回路３を直列に接続する。周波数調整回路３は例えば第１及び第２コンデンサＣ1、Ｃ2の並列回路からなり、第１コンデンサＣ1は容量値を固定値とした粗調整用とし、第２コンデンサＣ2は容量値を可変した微調整用とする。そして、第１及び第２コンデンサＣ2はいずれもチップコンデンサからなる。
【０００７】
このようなものでは、基本的な発振回路の発振周波数は公称周波数ｆ0よりも予め低く設定されて、多数の水晶発振器が形成される。そして、周波数調整回路３の第２コンデンサＣ2の容量値に対する水晶発振器の標準となる周波数変化特性即ち周波数変化標準を形成する。この場合、データ作成用の水晶発振器に、先ず、第１コンデンサＣ1（粗調整用）のみを接続し、第２コンデンサＣ2の端子ｐｑ間を開放として発振回路（発振閉ループ）を形成する「第４図（ａ）」。
【０００８】
但し、第１コンデンサＣ1の容量値は一定の固定値として、発振周波数ｆxは公称周波数（基準発振周波数）ｆ0よりも高くする。なお、第２コンデンサＣ2の端子間が開放（オープン）して容量値を０としたときの発振周波数ｆxを開放時発振周波数ｆxoとする。次に、第２コンデンサＣ2の容量値を０から大きい方向（無限大方向）に変化させて順次に接続し、第２コンデンサＣ2の容量値に対する可変時発振周波数を測定する。
【０００９】
そして、第２コンデンサＣ2の０から最大値とした容量値Ｃxに対する水晶発振器の周波数変化標準を作成する「第４図（ｂ）」。なお、グラフの縦軸は公称周波数ｆ0の周波数偏差を０とし、例えば発振周波数ｆxは周波数偏差（ｆ0−ｆｘ）／ｆ0がｘ（ｐｐｍ）であることを示す。これにより、データ作成用の水晶発振器では、周波数変化標準から、発振周波数ｆxを公称周波数ｆ0にする第２コンデンサＣ2の最適容量値Ｃcが求められる。
【００１０】
最後に、調整対象となる多数の水晶発振器に、固定値とした容量の第１コンデンサＣ1を接続する。そして、第１コンデンサＣ1が接続されて第２コンデンサＣ2の端子間が開放して容量値を０とした個々の水晶発振器の開放時発振周波数ｆxo′（≠ｆxo）を測定する。次に、周波数変化標準による開放時発振周波数ｆxo（周波数偏差ｘ）と最適容量値Ｃcとの関係に基づき、調整対象となる水晶発振器の開放時発振周波数ｆxo′（周波数偏差ｘ′）から最適容量値Ｃc′（≠Ｃc）を求める。そして、最適容量値Ｃc′とした第２コンデンサＣ2を接続する。
【特許文献１】特開平２−９２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶発振器では、発振周波数に影響を及ぼす各回路素子の定数特に水晶振動子１の等価回路の定数であるＣ1（直列容量）及びＣ0（同並列容量）のバラツキによって、第２コンデンサＣ2に対する周波数変化特性もバラツキを有する。したがって、調整対象となる各水晶発振器の周波数変化特性は、データ作成用とした水晶発振器の周波数変化標準とは異なる。
【００１２】
このことから、周波数変化標準に基づいて、調整対象となる水晶発振器の開放時発振周波数ｆx∞′から求めた最適容量値Ｃc′では、公称周波数ｆ0の偏差規格が厳しくなるほど満足しなくなる。そして、公称周波数ｆ0より高いあるいは低い発振周波数ｆH（周波数偏差がＨｐｐｍ）やｆL（同Ｌｐｐｍ）となる問題があった。
【００１３】
この場合、最適容量値Ｃc′の第２コンデンサＣ2を取り外して、公称周波数ｆ0となる新たな容量値Ｃxとして第２コンデンサＣ2を取り付ければよいが、これでは手間も掛かるとともに、回路パターンにも悪影響を与えて生産性を低下させる問題を生ずる。
【００１４】
（発明の目的）
本発明は周波数調整を容易にして生産性を高めた水晶発振器の周波数調整方法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】
【００１５】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、第１コンデンサと第２コンデンサとの並列回路からなる周波数調整回路を発振閉ループ中の水晶振動子に直列に接続した水晶発振器を備え、前記第１コンデンサの容量値を固定値とし、前記第２コンデンサの接続される回路パターンを開放して容量値Ｃxを０としたときの開放時発振周波数とともに、前記第２コンデンサの容量値を可変したときの可変時発振周波数を測定し、前記開放時発振周波数及び前記可変時発振周波数から、前記第２コンデンサの容量値に対する前記水晶発振器の周波数変化標準を形成し、発振周波数の調整対象となる水晶発振器は前記周波数変化標準に基づき、前記第２コンデンサの容量値が設定された水晶発振器の周波数調整方法であって、前記周波数変化標準は前記第２コンデンサの接続される回路パターンを短絡して容量値を無限大としたときの短絡時発振周波数を有するとともに、前記周波数変化標準は前記調整対象となる水晶発振器の前記開放時発振周波数及び前記短絡時発振周波数によって補正され、前記調整対象となる水晶発振器は前記補正された周波数変化標準に基づき、前記第２コンデンサの容量値を設定した構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような構成であれば、周波数可変標準は第２コンデンサの接続する回路パターンの開放時（第２コンデンサの容量が０）及び短絡時（同容量が無限大）の発振周波数のいずれも備える。そして、第２コンデンサの容量値を可変したときの可変時発振周波数によって開放時と短絡時との間の変化特性をも把握する。
【００１７】
したがって、各素子の回路定数特に水晶振動子の等価定数（Ｃ1、Ｃ0）のバラツキによって、調整対象となる各水晶発振器の周波数変化特性が周波数変化標準とは異なっても、各水晶発振器の開放時及び短絡時の発振周波数から、周波数変化標準の変化特性を比較的容易に補正できる。
【００１８】
そして、補正された周波数変化標準に基づき、調整対象とした水晶発振器の例えば開放時発振周波数又は及び短絡時発振周波数から、第２コンデンサの適正容量値を容易に求められる。したがって、水晶発振器の周波数調整を容易にして、生産性を高めることができる。
【００１９】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記各発振周波数は基準発振周波数からの周波数偏差で示される。これにより、周波数変化標準における第２コンデンサの容量値に対する周波数変化特性を明確にする。
【００２０】
同請求項３では、請求項１において、前記調整対象となる水晶発振器は、前記第２コンデンサの接続される回路パターンは回路基板に予め短絡して形成され、前記短絡時発振周波数を測定された後、前記回路パターンを開放して前記開放時発振周波数が測定される。
【００２１】
これにより、第２コンデンサの接続される回路パターンを予め短絡するので、第２コンデンサの容量値を無限大とした短絡時発振周波数を容易に測定できる。そして、その後に回路パターンを開放するので、第２コンデンサの容量値を０とした開放時発振周波数、及び第２コンデンサＣ2を接続して容量値を変化させた可変時発振周波数をも容易に測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
第１図は本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は水晶発振器の周波数調整を説明する発振回路、同図（ｂ）は発振器用回路基板に設けた回路パターンの図である。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。
【００２６】
水晶発振器は、前述したように、水晶振動子１、分割コンデンサＣ（ａｂ）及び発振用増幅器３を有するコルピッツ型の発振回路からなり、周波数調整回路３を水晶振動子１に直列に接続する。周波数調整回路３はこの例でも第１コンデンサＣ1と第２コンデンサＣ2との並列回路からなる。
【００２７】
そして、この実施形態では、発振回路及び周波数調整回路３が形成される発振器用回路基板回路パターンは次のようになっている。すなわち、周波数調整回路３の第１コンデンサＣ１が接続する回路パターンは即ち各端子は開放して形成されるが、第２コンデンサＣ２を接続する回路パターンの各端子ｐｑは対向辺同士が直線路によって予め短絡（ショート）して形成される。
【００２８】
このようなものでは、前述同様にデータ作成用の水晶発振器によって周波数変化標準を作成した後、調整対象となる多数の水晶発振器を個々に周波数調整する。周波数変化標準の作業工程は、先ず、周波数調整回路３の少なくとも微調整用の第２コンデンサＣ2を除き、発振回路を構成する図示しない各素子が回路基板４に搭載される。
【００２９】
この場合、周波数調整回路３の第２コンデンサＣ2の接続する回路パターンは短絡なので、第２コンデンサＣ2の容量値Ｃxは無限大とする。したがって、水晶発振器は、第１コンデンサＣ1の有無に拘わらず、周波数調整回路３の容量値を無限大とした発振閉ループを形成する。この例では、第１コンデンサＣ1の容量値を固定値として回路パターンに予め接続する。
【００３０】
次に、第２コンデンサＣ2の接続される回路パターンを短絡としたまま、第２コンデンサＣ2の容量値Ｃxを無限大とした状態での短絡時発振周波数ｆx∞を測定する。次に、第２コンデンサＣ2の接続される回路パターンを切断して、回路パターン間（端子ｐｑ間）を開放する。そして、前述同様に、回路パターン間を開放して容量値を０とした開放時発振周波数ｆxoを測定する。
【００３１】
次に、第２コンデンサＣ2の容量値Ｃxの異ならせて回路パターン間（端子ｐｑ間）に接続し、容量値Ｃxの変化に対応した可変時発振周波数を測定する。これらにより、ここでの周波数変化標準は、第２図の曲線（イ）で示すように、第２コンデンサＣ2の容量値Ｃxを開放時の０から短絡時の無限大（∞）までに変化させたときの周波数変化特性となる。この場合でも、発振周波数ｆxは公称周波数ｆ0からの周波数偏差ｘ「＝（ｆ0−ｆx）／ｆ0」で示される。これにより、データ作成用の水晶発振器では発振周波数を公称周波数ｆ0とする第２可変コンデンサＣ２の最適容量値Ｃcを得られる。
【００３２】
調整対象となる各水晶発振器の周波数調整は、データ作成用の水晶発振器と同様に、先ず、第２コンデンサＣ2の接続される回路パターンが短絡して、第２コンデンサＣ2の容量値Ｃxを無限大とした水晶発振器の短絡時発振周波数ｆx∞′（≠ｆx∞）を測定する。次に、回路パターンを切断し、回路パターンが開放されて第２コンデンサＣ2の容量値Ｃxを０とした開放時発振周波数ｆxo′（≠ｆxo）を測定する。
【００３３】
次に、データ作成用の水晶発振器による周波数変化標準「曲線（イ）」と調整対象となる水晶発振器の開放時時発振周波数ｆxo′及び短絡時発振周波数ｆx∞′とに基づいて、周波数変化標準の周波数変化特性を補正する。この場合、調整対象の水晶発振器の開放時発振周波数ｆxo′は、周波数変化標準の開放時発振周波数ｆxoに換算して一致させる。
【００３４】
これにより、開放時発振周波数ｆxo（ｆxo′）からの短絡時発振周波数ｆx∞′までの周波数変化特性が周波数変化標準「曲線（イ）」とは異なって、調整対象の水晶発振器に適合して補正された周波数変化標準「曲線（ロ）や（ハ）」を得る。
【００３５】
そして、調整用の水晶発振器に適合して補正された周波数標準「曲線（ロ）や（ハ）」に基づき、第２コンデンサＣ2の適正容量Ｃc′を求める。そして、適正容量値Ｃc′の可変コンデンサＣ2を回路パターン間に接続する。これらは、調整対象となる多数の水晶発振器に対し、順次に処理される。
【００３６】
このような構成（周波数調整方法）であれば、データ作成用の水晶発振器による周波数変化標準及び調整対象の水晶発振器による周波数変化特性は、開放時発振周波数及び可変時周波数のみならず、短絡時発振周波数を取り込んだ周波数変化特性になる。
【００３７】
したがって、調整対象となる水晶発振器の周波数変化特性が水晶振動子１の定数（Ｃ1やＣ0）のバラツキによって周波数変化標準とは異なっても、短絡時及び開放時発振周波数に基づいて周波数変化標準を容易に補正できる。これにより、調整対象となる各水晶発振器の可変コンデンサを適正容量Ｃc′とし、発振周波数ｆxを公称周波数ｆ0の規格内に満足できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は水晶発振器の周波数調整を説明する発振回路、同図（ｂ）は発振器用回路基板に設けた回路パターンの図である。
【図２】本発明の一実施形態による作用を説明する第２コンデンサに対する周波数変化標準（周波数変化特性）のグラフ図である。
【図３】従来例を説明する水晶発振器の回路図で、同図（ａ）は水晶発振器の基本的な発振回路、同図（ｂ）は周波数調整回路を付加した発振回路の図である。
【図４】従来例の周波数調整を説明する図で、同図（ａ）は水晶発振器の回路図、同図（ｂ）は第２コンデンサに対する周波数変化標準のグラフ図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  水晶振動子、２  発振用増幅器、３  周波数調整回路。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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