(57)【要約】  電圧可変容量（２３，２４）を備えた発振回路（２０）の近傍の温度を温度検出回路１８によって検出し、その温度検知信号に基づいて温度補償回路（３０）が温度補償信号として電圧信号を生成し、その電圧信号を電圧可変容量に（２３，２４）に与えることよって、発振回路２０の発振周波数を略一定に保つ。しかし、非ＴＣＸＯモード信号によってスイッチ素子（１）をＯＮにすると、各電圧可変容量（２３，２４）はいずれも両端子が同電位（接地電位）にされて所定の容量になり、温度補償機能が無効になる。この状態で常温での初期周波数調整を行う。
2007052788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧可変容量を備えた発振回路と、該発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、該温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路とを有し、前記電圧信号が前記電圧可変容量に与えられることによって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器であって、
前記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御手段を設けたことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電圧可変容量の両端子のいずれにも前記温度補償信号である電圧信号を印加する手段であることを特徴とする請求項１に記載の温度補償型発振器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電圧可変容量の両端子のいずれも接地電位にする手段であることを特徴とする請求項１に記載の温度補償型発振器。
【請求項４】
前記電圧可変容量は、両端子が同電位の状態では可変容量範囲の略中間の容量値になる特性を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の温度補償型発振器。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
メモリ回路を有し、前記制御手段は、該メモリ回路に記憶している情報によって前記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項６】
前記メモリ回路は、複数の記憶素子を有し、
前記制御手段は、該複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、前記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の温度補償型発振器。
【請求項７】
請求項６記載の温度補償型発振器において、
前記発振回路の駆動電圧を一定に保つための定電圧回路を有し、
該定電圧回路は、前記複数の記憶素子の記憶状態が前記所定の状態にあるとき、前記駆動電圧を所定の電圧値にする制御を行うことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項８】
請求項６または７に記載の温度補償型発振器において、
前記発振回路によって発振された信号を分周するための分周回路を有し、
該分周回路は、前記複数の記憶素子の記憶状態が前記所定の状態にあるとき、所定の分周比にする制御を行うことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
電圧信号による周波数制御信号を入力するための外部端子を備え、該外部端子から入力する周波数制御信号又は該周波数制御信号を増幅した信号も前記電圧可変容量に与えられるようにしたことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
発振周波数の常温での偏差を補正するための電圧信号である常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路を有し、前記常温周波数補正信号も前記電圧可変容量に与えられるようにしたことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項１１】
請求項１から８のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
電圧信号による周波数制御信号を入力するための外部端子と、
発振周波数の常温での偏差を補正するための電圧信号である常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路とを有し、
前記電圧可変容量に与える前記電圧信号は、前記温度補償信号と、前記周波数制御信号および前記常温周波数補正信号の一方又は両方とが合成された信号であることを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項１２】
電圧可変容量を備えた発振回路と、該発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、該温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路とを有し、前記電圧信号が前記電圧可変容量に与えられることによって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器の製造方法であって、
該温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における前記発振回路の発振周波数調整作業を、前記電圧可変容量の両端子を同電位にして前記発振回路を駆動させた状態で、該発振回路に備えた振動子の電極の厚みを調整することによって行うことを特徴とする温度補償型発振器の製造方法。
【請求項１３】
電圧可変容量を備えた発振回路と、該発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、該温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路と、メモリ回路とを有し、前記電圧信号が前記電圧可変容量に与えられることによって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器の製造方法であって、
該温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における前記発振回路の発振周波数調整作業の前には前記メモリ回路の書き込みを行わず、該メモリ回路の記憶状態が所定の状態になるようにし、それによって前記電圧可変容量の両端子を同電位にして前記発振回路を駆動させた状態で、該発振回路に備えた振動子の電極の厚みを調整することによって、前記発振周波数調整作業を行うことを特徴とする温度補償型発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲温度の変化に係わらず出力信号の周波数を略一定に保つようにした温度補償型発振器に関し、特にその温度補償機能を無効状態にすることも可能にした温度補償型発振器とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）は種々の分野で使用されているが、近年携帯電話機等の携帯用移動通信機器に多用されている。この種の温度補償型発振器は一般に、１０ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶片（振動子）を振動源として発振回路を構成し、これに温度補償回路を設け、ＡＴカット水晶片の３次曲線の温度特性を打ち消すことにより発振周波数を安定化させるようにした水晶発振器が多用されている。【０００３】
この種の温度補償型発振器に対しては、発振出力信号の安定性とともに、小型軽量化と低価格化とが求められている。これらの要求に対しては、いくつかのタイプのパッケージが知られている。例えば、パッケージ中に振動子となる水晶片（圧電素子）と温度補償回路を構成する集積回路とを同室に実装するシングルタイプ、水晶片と集積回路とを別々にパッケージングして張り合わせるダブルタイプ、中央の仕切りを挟んで水晶片と集積回路とを表裏別室に実装するＨタイプなどである。
ここで、シングルタイプの表面実装用温度補償型発振器のパッケージ構成例を図１４に示す。
この温度補償型発振器は、パッケージ本体１１と溶接リング１２とカバー１３とによってパッケージ（容器）１０を構成しており、その内部に水晶片１５と、後述する発振回路および温度補償回路を構成するＭＯＳ型のＩＣ（集積回路）チップ１６を同室に取り付けて密封している。なお、パッケージ本体１１中にＩＣチップ１６の他にチップ容量等の回路素子を実装する場合もある。【０００４】
このような温度補償型発振器の回路構成は図１５に示すようになっている。発振回路２０は、圧電素子である水晶片１５とインバータ２１と帰還抵抗２２とを並列に接続し、その両接続点をそれぞれ直流カット容量Ｃｃ，Ｃｄと発振容量である電圧可変容量（電圧制御型可変容量コンデンサ）２３，２４とを介して接地して、インバータ発振回路を構成している。そして、インバータ２１の出力側の接続点から発振出力信号を出力端子２６に出力する。
さらに、この発振回路２０における水晶片１５の近傍の温度状態を検出する温度検出回路１８と、その温度検出回路１８からの温度検出信号に基いて発振回路２０の発振周波数を略一定に保つように制御する温度補償回路３０とを設けている。【０００５】
その温度補償回路３０は、補償データを記憶する補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）３１と、その補償データと温度検出回路１８からの温度検出信号とに基いて温度補償信号として電圧信号を発生するＤ／Ａ変換回路３２とからなる。そして、その電圧信号を、発振回路２０に設けた抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してそれぞれ各電圧可変容量２３，２４の非接地側の端子に印加し、その電圧に応じて各電圧可変容量２３，２４の容量を変化させ、発振回路２０の発振周波数を制御して発振出力信号の周波数を略一定に保つ。【０００６】
このような温度補償型発振器において、水晶片１５およびＩＣチップ１６内に形成される発振回路２０は、製造上のバラツキ等によって、全てを完全に同一に作ることはできないため、それぞれ異なる温度−周波数特性を有してしまう。したがって、全ての発振回路２０を同一の基準によって温度補償することはできない。そのため、個々の発振回路毎に異なる補償データを作成して補償データ記憶回路３１に記憶させることが必要になる。しかし、水晶片１５の特性のバラツキが大きいと補償しきれなくなるので、予め水晶片１５の特性をできるだけ揃えるように調整する必要がある。【０００７】
そのため、水晶片等の圧電素子の特性を調整する際には、発振回路を構成するＩＣチップは実装せず、ネットワークアナライザなどで外部から圧電素子を共振させてその共振周波数をモニタし、その周波数が所望の値になるように圧電素子表面の電極膜を除去または追加する調整方法がある。
しかし、この調整方法では、パッケージにＩＣチップも実装して発振動作をさせた時の発振周波数と、予め調整した共振周波数との間にずれが生じてしまうという問題があった。しかも、調整ステップも多くなり、調整コストが余分にかかっていた。【０００８】
このような問題を解決するため、パッケージ内に水晶片等の圧電素子とＩＣチップなどを実装して温度補償型発振器を構成した状態で、その発振回路を動作させて圧電素子自体の温度特性を正確に調整できるようにし、且つその後の補償データの作成とそれを補償データ記憶回路に記憶させる作業も、続けて適切に行なえるようにし、調整工程の簡素化と高精度化を図れるようにした温度補償型発振器が提案されている（例えば、特許文献1参照。）。
その温度補償型発振器は、温度補償回路の温度補償機能を有効状態にするか無効状態にするかを選択する選択手段を設けたものであり、基準温度（常温）で発振周波数が所望の周波数になるように圧電素子の電極膜を調整する際には、温度補償機能を無効状態にして単純な発振器として動作させる。【０００９】
具体的には、温度補償回路の他に定電圧発生回路と２組のトランスミッションゲートを用いた選択回路とを設け、温度補償機能を有効状態にするときは、温度補償回路からの温度補償信号（電圧信号）を発振回路の電圧可変容量に印加してその容量を温度に応じて制御し、温度補償機能を無効状態にするときは、定電圧発生回路からの定電圧を上記電圧可変容量に印加してその容量を所定値に固定するように、選択回路のトランスミッションゲートを切り換えるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２１８６３６号公報（第４−９頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような温度補償型発振器では、温度補償回路の他に温度補償回路による温度補償機能を無効状態にするための専用の定電圧発生回路や発振回路の電圧可変容量に印加する電圧信号を切り換えるための選択回路を設ける必要があった。【００１１】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、温度補償回路による温度補償機能を無効状態にするための専用の定電圧発生回路を不要にし、無効状態と有効状態の切り換えも簡単に行えるようにして、常温での初期周波数調整を容易且つ確実に行えるようにし、コスト低減も図ることを共通の目的とする。
さらに、発振周波数のより高精度な調整や、発振回路の電源電圧の調整、用途に応じた発振周波数の変更、あるいはユーザによる発振周波数の調整なども行えるようにし、その場合にも常に同一条件で初期の周波数調整作業を行えるようにすることも他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明による温度補償型発振器は、電圧可変容量を備えた発振回路と、その発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、この温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路とを有し、上記電圧信号が上記電圧可変容量に与えられることよって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器であって、上記の目的を達成するため、上記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御手段を設けたことを特徴とする。【００１３】
上記制御手段は、上記電圧可変容量の両端子のいずれにも上記温度補償信号である電圧信号を印加することによって上記電圧可変容量の両端子を同電位にすることができる。
あるいは、上記制御手段は、上記電圧可変容量の両端子のいずれも接地電位にすることによって上記電圧可変容量の両端子を同電位にすることもできる。
上記電圧可変容量は、両端子が同電位の状態では可変容量範囲の略中間の容量値になる特性を有するのが望ましい。【００１４】
これらの温度補償型発振器が、メモリ回路を有し、上記制御手段は、そのメモリ回路に記憶している情報によって上記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うようにしてもよい。
上記メモリ回路が複数の記憶素子を有し、上記制御手段は、その複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、上記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うようにしてもよい。【００１５】
この温度補償型発振器において、上記発振回路の駆動電圧を一定に保つための定電圧回路を有し、その定電圧回路は、上記複数の記憶素子の記憶状態が上記所定の状態にあるとき、上記駆動電圧を所定の電圧値にする制御を行うようにしてもよい。
これらの温度補償型発振器において、上記発振回路によって発振された信号を分周するための分周回路を有し、その分周回路は、上記複数の記憶素子の記憶状態が上記所定の状態にあるとき、所定の分周比にする制御を行うようにするとよい。【００１６】
また、これらの温度補償型発振器において、電圧信号による周波数制御信号を入力するための外部端子を備え、その外部端子から入力する周波数制御信号又はその周波数制御信号を増幅した信号も上記電圧可変容量に与えられるようにすることができる。
あるいは、発振周波数の常温での偏差を補正するための電圧信号である常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路を備え、その常温周波数補正信号も上記電圧可変容量に与えられるようにしてもよい。【００１７】
さらに、上記周波数制御信号を入力するための外部端子と、常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路とを設け、上記電圧可変容量に与える上記電圧信号を、上記温度補償信号と、上記周波数制御信号および上記常温周波数補正信号の一方又は両方とが合成された信号にすることもできる。【００１８】
この発明による温度補償型発振器の製造方法は、上記温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における上記発振回路の発振周波数調整作業は、上記電圧可変容量の両端子を同電位にして上記発振回路を駆動させた状態で、その発振回路に備えた発振子の電極の厚みを調整することによって行うことを特徴とする。【００１９】
また、上記メモリ回路を有する温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における上記発振回路の発振周波数調整作業の前には上記メモリ回路の書き込みを行わず、上記複数の記憶素子の記憶状態が上記所定の状態になるようにし、上記発振周波数調整作業は、上記電圧可変容量の両端子を同電位にして上記発振回路を駆動させた状態で、その発振回路に備えた発振子の電極の厚みを調整することによって行うようにするとよい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明による温度補償型発振器は、温度補償機能を無効状態にするために専用の定電圧発生回路を必要とせず、無効状態と有効状態の切換えも簡単に行うことができ、その製造工程において、常温での発振周波数の初期調整作業を容易且つ確実に行うことができ、しかもコスト低減を図ることができる。
さらに、発振周波数のより高精度な調整や、発振回路の電源電圧の調整、用途に応じた発振周波数の変更、あるいはユーザによる発振周波数の調整なども行えるようにすることが可能であり、その場合にも常に同一条件で初期の周波数調整作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による温度補償型発振器の第１の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明による温度補償型発振器の第２の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
【図３】本発明に使用する電圧可変容量の一例であるＭＯＳ型可変容量の構造例を示す模式的な断面図である。
【図４】そのＭＯＳ型可変容量の印加電圧と容量値との関係を示す特性曲線図である。
【図５】ＭＯＳ型可変容量の他の構造例を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明による温度補償型発振器の第３の実施形態の構成を示す回路図である。
【図７】本発明による温度補償型発振器の第４の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
【図８】本発明による温度補償型発振器の第５の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
【図９】本発明による温度補償型発振器の第６の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
【図１０】本発明による温度補償型発振器の第７の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明による温度補償型発振器の第８の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１における定電圧回路の構成例を回路図である。
【図１３】本発明による温度補償型発振器の第９の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１４】温度補償型発振器のパッケージ構成例を示す概略断面図である。
【図１５】従来技術の温度補償型発振器の構成例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ２：スイッチ素子（ＭＯＳ型トランジスタ）      ３  外部端子
４  トランスミッションゲート（双方向アナログスイッチ）      ５  インバータ
６  加算回路      ７  メモリ回路      ８  ＮＡＮＤ回路
９Ａ，９Ｂ  加算回路      １０  パッケージ（容器）      １１  パッケージ本体
１２  溶接リング      １３  カバー      １５  水晶片（圧電素子）
１６  ＭＯＳ型のＩＣ（集積回路）チップ      １８  温度検出回路
２０，２０′  発振回路      ２１  インバータ      ２２  帰還抵抗
２６  出力端子      ３０  温度補償回路      ３１  補償データ記憶回路
３２  Ｄ／Ａ変換回路      ４１  シリコンのP基板      ４２  Ｎウエル
４３  Ｎ型リッチ層      ４４  バルク      ４５  絶縁膜（ＳｉＯ２）
４６  金属膜      ４７  Ｐ型リッチ層      ５０  常温周波数補正信号生成回路
６０  定電圧回路      ６１  電源ライン      ６２  接地ライン
６３  基準電圧生成部      ６４  増幅部      ６５  出力ＦＥＴ
６６  帰還抵抗      ６７  メモリ回路      ７０  出力増幅回路
８０  分周回路      ８１  メモリ回路
Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ  直流カット容量（コンデンサ）
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗      Ｓ１〜Ｓ４  スイッチ素子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の各図において、前述した図１５の各部と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は簡単にする。【００２４】
〔第１の実施形態：図１〕
図１は、本発明による温度補償型発振器の第１の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
この図１に示す温度補償型発振器は、図１５に示した従来技術と同様に、水晶片１５とインバータ２１と帰還抵抗２２とを並列に接続し、その両接続点をそれぞれ直流カット容量（コンデンサ）Ｃｃ，Ｃｄと発振容量である電圧可変容量２３，２４を介して接地（Ｇｎｄ）に接続した発振回路２０と、その水晶片１５の近傍の温度状態をサーミスタ等によって検出する温度検出回路１８と、その温度検出回路１８からの温度検出信号に基いて発振回路２０の発振周波数を略一定に保つように制御する温度補償回路３０とを設けている。【００２５】
その温度補償回路３０は、図１５に示した従来技術と同様に、補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）と、その補償データと温度検出回路１８からの温度検出信号とに基いて温度補償信号（電圧信号）を発生するＤ／Ａ変換回路とを有している。そして、その電圧信号を発振回路２０の周波数制御信号入力点ａから抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して、それぞれ各電圧可変容量２３，２４の非接地側の端子に印加して与え、その電圧に応じて各電圧可変容量２３，２４の容量値を変化させる。それによって、発振回路２０の発振周波数を制御して出力端子２６に出力する発振出力信号の周波数を略一定に保つ。【００２６】
本発明による温度補償型発振器は、各電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御手段を設けているが、この図１に示す第１の実施形態では、その制御手段としてＭＯＳ型トランジスタによるスイッチ素子１を設け、そのソース端子とドレイン端子とをそれぞれ周波数制御信号入力点ａと接地（Ｇｎｄ）とに接続し、ゲート端子に非ＴＣＸＯモード信号（温度補償回路３０による温度補償機能を無効にする信号）を入力させるようにしている。【００２７】
そして、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときは、スイッチ素子１が導通状態（ＯＮ）になり、周波数制御信号入力点ａが接地されるため、電圧可変容量２３，２４の両端子はいずれも接地電位と同電位になる。それによって、電圧可変容量２３，２４はいずれもバラツキなく所定の容量値になり、それを発振容量として発振回路２０は規定値に近い周波数で発振するが、その発振周波数は周囲温度によって若干変動する。この状態を非ＴＣＸＯモードという。【００２８】
常温（一般に室温：２５℃）で発振回路２０をこの非ＴＣＸＯモードで動作させ、水晶片１５の電極膜の厚さを調整して規定の発振周波数になるように温度特性を正確に調整することができ、且つその後周囲温度を段階的に変化させて補償データを作成し、それを温度補償回路３０の補償データ記憶回路に記憶させる作業も続けて容易に行なうことができる。この周波数調整作業については後で詳述する。【００２９】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１が非導通状態（ＯＦＦ）になり、周波数制御信号入力点ａが接地されなくなり、前述したように温度補償回路３０からの温度補償信号（電圧信号）が、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して各電圧可変容量２３，２４に与えられ、周囲温度が変化しても発振回路２０の発振周波数が略一定になるように制御される。この状態をＴＣＸＯモードという。
非ＴＣＸＯモード信号は、外部から入力させるか、内部に後述するようなメモリ回路を設けて、その記憶状態が所定の状態にあるときに発生する（ハイレベルになる）ようにしてもよい。【００３０】
なお、スイッチ素子１のゲート端子がローレベルのときにＯＮになるタイプの場合は、非ＴＣＸＯモード信号がローレベルのときに非ＴＣＸＯモードになり、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときにＴＣＸＯモードになる。
以下の各実施形態においても、各スイッチ素子やトランスミッションゲートがローレベル“０”のときにＯＮになるタイプの場合は、非ＴＣＸＯモード信号がローレベル“０”のときに非ＴＣＸＯモードになり、ハイレベル“１”のときにＴＣＸＯモードになる。【００３１】
〔第２の実施形態：図２〕
図２は、本発明による温度補償型発振器の第２の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
この第２の実施形態の温度補償型発振器は、その発振回路２０′の構成が上述した第１の実施形態の発振回路２０と若干相違し、電圧可変容量２３，２４の共通接続端子を直流カット容量（コンデンサ）Ｃｅを介して接地している。そして、その直流カット容量Ｃｅの両端子にスイッチ素子１と同様なスイッチ素子２のソース端子とドレイン端子とを接続し、そのゲート端子には非ＴＣＸＯモード信号をインバータ５を通して反転した信号を印加するようにしている。【００３２】
この第２の実施形態では、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときは、スイッチ素子１が導通状態（ＯＮ）になり、スイッチ素子２は非導通（ＯＦＦ）状態になるので、電圧可変容量２３，２４の両端子にはいずれも温度補償信号である電圧信号が印加されて両端子が同電位になる。それによって、電圧可変容量２３，２４はいずれも所定の容量値になり、それを発振容量として発振回路２０は規定値に近い周波数で発振する非ＴＣＸＯモードとなる。【００３３】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１が非導通状態（ＯＦＦ）になり、スイッチ素子２が導通状態（ＯＮ）になるので、前述の第１の実施形態において非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになったときと同じ状態になり、温度補償回路３０からの温度補償信号である電圧信号が、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して各電圧可変容量２３，２４に与えられ、周囲温度が変化しても発振回路２０の発振周波数が略一定になるように制御されるＴＣＸＯモードになる。
したがって、この第２の実施形態では非ＴＣＸＯモード信号によって制御されるスイッチ素子１，２とインバータ５とによって、電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御手段を構成している。【００３４】
〔電圧可変容量の具体例：図３〜図５〕
ここで、本発明に使用する電圧可変容量２３，２４の具体例について説明する。
図３は、その電圧可変容量の一例であるＭＯＳ型可変容量の構造例を示す模式的な断面図である。
このＭＯＳ型可変容量は、シリコンのＰ基板４１にＮウエル４２を形成し、その表面付近にＮ型リッチ層４３を環状に形成している。さらに、そのＮ型リッチ層４３の内周部にオーバラップするようにＳｉＯ２による円形もしくは方形の絶縁膜４５を形成し、その上に円形もしくは方形の金属膜（アルミニウム等）４６を形成して端子Ｇ（ゲート端子）を接続している。また、Ｎ型リッチ層４３には端子Ｂ（バルク端子）を接続している。そして、絶縁膜４５を挟むバルク４４と金属膜４６とによって容量（コンデンサ）を構成しており、その容量値は端子Ｇと端子Ｂとの間に印加される電圧Ｖｇ−Ｖｂに応じて変化する。【００３５】
図４は、そのＭＯＳ型可変容量の印加電圧（Ｖｇ−Ｖｂ）と容量値との関係を示す特性曲線図である。この特性曲線に示されるように、端子Ｇ−Ｂ間の印加電圧（Ｖｇ−Ｖｂ）が０Ｖ、すなわちＭＯＳ型可変容量の端子Ｇと端子Ｂが同電位のときに、その容量値が可変幅の略中間（中点）の値になるものが多い。このような特性のＭＯＳ型可変容量を前述した各実施形態における電圧可変容量２３，２４として使用すれば、容量値の増減の調整幅を均等に広くとることができ、常温での非ＴＣＸＯモードによる周波数調整をこの中間の容量値での発振状態で行うことになり、その後のＴＣＸＯモードでの温度補償信号による制御が容易になる。【００３６】
また、このＭＯＳ型可変容量は、端子Ｇと端子Ｂとがそれぞれ接地されるＰ基板４１から絶縁膜４５とＮウェル４２とにより絶縁されており、各端子に任意の電圧信号を印加することができるので、前述した第２の実施形態や後述する第３〜第６の実施形態における電圧可変容量２３，２４として使用するのに適している。【００３７】
図５は、ＭＯＳ型可変容量の他の構造例を示す模式的な断面図である。このＭＯＳ型可変容量は、図３に示したＭＯＳ型可変容量におけるＮウエル４２を省略し、Ｎ型リッチ層４３に代えてＰ基板４１の表面付近に直接環状のＰ型リッチ層４７を形成し、そのＰ型リッチ層４７に端子Ｂを接続している。【００３８】
但し、このＭＯＳ型可変容量は端子ＢがＰ基板４１と共に接地されるので、前述した第１の実施形態や後述する第７の実施形態における電圧可変容量２３，２４として使用するのに適している。
なお、この発明による温度補償型発振器の発振回路における電圧可変容量はこのようなＭＯＳ型可変容量に限るものではなく、可変容量ダイオードなども使用することができる。【００３９】
〔第３の実施形態：図６〕
図６は、本発明による温度補償型発振器の第３の実施形態の構成を示す回路図である。
この第３の実施形態の温度補償型発振器は、図２に示した第２の実施形態におけるスイッチ素子１を発振回路２０′の周波数制御信号入力点ａと接地（Ｇｎｄ）との間に接続し、スイッチ素子２を電圧可変容量２３，２４の共通接続端子から抵抗Ｒ３を介したもう一つの周波数制御信号入力点ｂと接地との間に接続し、そのゲート端子にも非ＴＣＸＯモード信号を直接印加するようにしている。そして、周波数制御信号入力点ｂに、外部端子３から入力する外部入力周波数制御信号（電圧信号）を印加する。この外部入力周波数制御信号が小さい場合には、図示しない増幅回路によって増幅して周波数制御信号入力点ｂに入力させるようにしてもよい。【００４０】
この温度補償型発振器は、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときには、スイッチ素子１，２がいずれも導通状態（ＯＮ）になるので、周波数制御信号入力点ａとｂとがいずれも接地電位になるので、電圧可変容量２３，２４の両端子も接地電位で同電位になり、発振回路２０′は第１の実施形態における発振回路２０が非ＴＣＸＯモードの場合と同じ状態で発振する。【００４１】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１，２がいずれも非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには外部入力周波数制御信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と外部入力周波数制御信号とによって制御されることになる。【００４２】
外部入力周波数制御信号はユーザによって外部から入力され、発振回路２０′の発振周波数の規定値を任意にシフトさせることができる。温度補償信号の補償値ゼロのときの電圧と、外部入力周波数制御信号の非制御時の電圧とをそれぞれ発振回路２０′の電源電圧Ｖｄｄと接地電位との中間（中点）の電位にしておけば、両信号による制御範囲を広くとることができ、両信号の電位が同じときは各電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になり、非ＴＣＸＯモードの状態と同じになる。
発振回路２０′の実際の発振周波数を検出して、所望の周波数との誤差に応じて外部入力周波数制御信号をフィードバック制御することもできる。【００４３】
〔第４の実施形態：図７〕
図７は、本発明による温度補償型発振器の第４の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
この第４の実施形態の温度補償型発振器は、上述した第３の実施形態と同様な発振回路２０′の２つの周波数制御信号入力点ａとｂとの間に、双方向アナログスイッチであるトランスミッションゲート４を接続し、その正論理ゲート端子に非ＴＣＸＯモード信号をそのまま印加し、負論理ゲート端子に非ＴＣＸＯモード信号をインバータ５で反転した信号を印加する。そして、周波数制御信号入力点ａには温度補償回路３０が出力する温度補償信号を入力させ、周波数制御信号入力点ｂには、常温周波数補正信号生成回路５０によって生成された常温周波数補正信号（電圧信号）を入力させる。【００４４】
この温度補償型発振器は、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときには、トランスミッションゲート４が導通状態（ＯＮ）になり、周波数制御信号入力点ａとｂとが短絡されるので、温度補償信号と常温周波数補正信号は同電位になり、発振回路２０′の電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になる。したがって、図２に示した第２の実施形態における非ＴＣＸＯモードの場合と同じ状態で発振回路２０′が発振する。【００４５】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、トランスミッションゲート４が非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには常温周波数補正信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と常温周波数補正信号とによって制御されることになる。【００４６】
この常温周波数補正信号は、発振回路２０′の発振周波数を公称値（１３ＭＨｚ、１９．２ＭＨｚなど）に厳密にあわせるように高精度に調整する必要がある場合、水晶片１５の電極の膜厚調整だけでは対応できないため、前述した初期調整後に常温での公称値に対する偏差をさらに補正するために使用する。この場合も、温度補償信号の補償値ゼロのときの電圧と、常温周波数補正信号の非補正時の電圧とをそれぞれ発振回路２０′の電源電圧Ｖｄｄと接地電位との中間（中点）の電位にしておけば、両信号による補正範囲を広くとることができ、両信号の電位が同じときは各電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になり、非ＴＣＸＯモードの状態と同じになる。【００４７】
〔第５の実施形態：図８〕
図８は、本発明による温度補償型発振器の第５の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
この第５の実施形態の温度補償型発振器は、前述した第３の実施形態（図６）と殆ど同じ構成であるが、周波数制御信号入力点ｂに、外部端子３から入力する外部入力周波数制御信号（それを増幅した信号でもよい）と、上述した第４の実施形態に示した常温周波数補正信号生成回路５０によって生成される常温周波数補正信号とを加算回路６によって合成した信号を入力させる。【００４８】
非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときのこの温度補償型発振器の動作は、前述した第３の実施形態における非ＴＣＸＯモードの動作と同じである。
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１，２がいずれも非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには外部入力周波数制御信号と常温周波数補正信号との合成信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と外部入力周波数制御信号および常温周波数補正信号とによって制御されることになる。【００４９】
この実施形態によれば、常温周波数補正信号による常温における規定周波数の偏差の補正と、使用時における温度補償および外部入力周波数制御信号による発振周波数のシフトを行うことができる。【００５０】
〔第６の実施形態：図９〕
図９は、本発明による温度補償型発振器の第６の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
この第６の実施形態の温度補償型発振器は、上述した第５の実施形態（図８）と殆ど同じ構成であるが、周波数制御信号入力点ｂには周波数制御信号を入力する。この周波数制御信号は、前述した外部入力周波数制御信号または常温周波数補正信号、あるいはそれ以外の周波数を制御するための電圧信号、それらの２つ以上を合成した信号のいずれでもよい。【００５１】
また、非ＴＣＸＯモード信号を作るためにメモリ回路７と３入力（中央の入力端子は負論理）のＮＡＮＤ回路８とを設け、そのＮＡＮＤ回路８の出力を非ＴＣＸＯモード信号としてスイッチ素子１，２の各ゲートに印加するようにしている。
メモリ回路７は複数（この例では３個）の記憶素子を有し、その記憶状態が“１０１”以外の状態のときには、ＮＡＮＤ回路８の出力が“１”になり、スイッチ素子１，２がいずれも導通状態（ＯＮ）になる。【００５２】
そのため、周波数制御信号入力点ａとｂとがいずれも接地されて同電位になり、発振回路２０′の電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になる。したがって、図８に示した第５の実施形態における非ＴＣＸＯモードの場合と同じ状態で発振回路２０′が発振する。
メモリ回路７に何も書き込んでいない初期状態では、複数の記憶素子は全て“０”または全て“１”の状態になっているのが普通であり、このような記憶状態を「所定の状態」とすると、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が「所定の状態」にあるときに、電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御を行うことになる。【００５３】
メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”になると、ＮＡＮＤ回路８の出力が“０”になり、スイッチ素子１，２がいずれも非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには前述した周波数制御信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と前述の周波数制御信号とによって制御されることになる。【００５４】
この実施形態におけるメモリ回路７と３入力のＮＡＮＤ回路８とは、これまでに説明してきた各実施形態の非ＴＣＸＯモード信号を作るためにも適用できる。
また、ＮＡＮＤ回路８を３入力（中央の入力端子は負論理）のＡＮＤ回路に代えることによって、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”になっているときだけＡＮＤ回路の出力すなわち非ＴＣＸＯモード信号が“１”になり、スイッチ素子１，２をいずれも導通状態（ＯＮ）にして、電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御を行うようにすることができる。この場合は、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”のときが「所定の状態」である。
この「所定の状態」はこれらの例に限るものではなく、任意のビット数で“１”と“０” との任意の組み合わせに設定することができる。【００５５】
〔第７の実施形態：図１０〕
図１０は、本発明による温度補償型発振器の第７の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
この第７の実施形態の温度補償型発振器は、前述した第１の実施形態（図１）と殆ど同じ構成であるが、周波数制御信号入力点ａに、温度補償信号と常温周波数補正信号と外部入力周波数制御信号とを加算回路９Ａ，９Ｂによって合成した電圧信号を入力する。これによって、非ＴＣＸＯモード信号がローレベル“０”のＴＣＸＯモードでは、温度補償信号と常温周波数補正信号と外部入力周波数制御信号とのいずれによっても、発振回路２０の発振周波数を制御することができる。
なお、周波数制御信号入力点ａへの入力、温度補償信号と、常温周波数補正信号または外部入力周波数制御信号のいずれか一方とを合成した電圧信号にしてもよい。【００５６】
〔第８の実施形態：図１１と図１２〕
図１１は、本発明による温度補償型発振器の第８の実施形態の構成を示すブロック図である。この温度補償型発振器は、発振回路２０（または２０′／以下代表して２０とする）と定電圧回路６０と出力増幅回路７０とを備えている。出力増幅回路７０は発振回路２０の発振出力信号を増幅して出力する回路であり、定電圧回路６０は発振回路２０と出力増幅回路７０との駆動電圧を一定に保つための回路である。
なお、この図１１では発振回路２０の内部回路、および温度補償信号とその他の周波数制御信号の入力点、非ＴＣＸＯモード信号により電圧制御容量の両端子を同電位にする制御手段等の図示を省略しているが、それらは前述したいずれの実施形態のものを用いてもよい。【００５７】
定電圧回路６０は、例えば、図１２に示すように構成されており、電源電圧Ｖddが印加される電源ライン６１と接地された接地ライン６２との間に４個のＦＥＴと１個の抵抗からなる基準電圧生成部６３と、４個のＦＥＴからなる増幅部６４と、出力ＦＥＴ６５と帰還抵抗６６とによる直列回路とが接続されて設けられている。
帰還抵抗６６には途中に４ヶ所のタップが設けられ、その各タップからそれぞれスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４のいずれかを介して増幅部６４の帰還用ＦＥＴのゲートに接続されている。そのスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４は、メモリ回路６７の４ビットの出力の各ビットの状態（“０”か“１”）によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。【００５８】
基準電圧生成部６３は電源電圧Ｖddと接地電位との間の基準電圧を生成し、それを増幅部６４で帰還増幅して、出力ＦＥＴ６５と帰還抵抗６６との接続点から定電圧を出力し、発振回路２０と出力増幅回路７０とに供給する。
メモリ回路６７には定電圧切換信号と前述した非ＴＣＸＯモード信号とが入力されており、非ＴＣＸＯモード信号が“０”のときは定電圧切換信号によってメモリ回路６７の複数の記憶データを選択するか記憶データを書換えることができる。それによって、メモリ回路６７の出力データによりスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４のいずれかを選択的にＯＮ状態にし、帰還電圧を４段階に制御して、出力する定電圧を４種類に切り換えることができる。【００５９】
非ＴＣＸＯモード信号が“１”のときは、メモリ回路６７の複数の記憶データのうち予め決められた記憶データを選択するかその記憶データに書換える。それによって、メモリ回路６７の出力データによりスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４のうちの所定のスイッチ素子だけをＯＮ状態にし、帰還電圧を所定の段階にして出力する定電圧を所定の電圧値に制御する。
非ＴＣＸＯモード信号を図９に示したメモリ回路７とＮＡＮＤ回路８とによって生成する場合には、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、非ＴＣＸＯモード信号が“１”になり、定電圧回路６０が出力する定電圧すなわち発振回路２０の駆動電圧を所定の電圧値に制御することになる。【００６０】
この実施形態によれば、発振回路２０および出力増幅回路７０を複数の定電圧を選択して駆動することができるが、発振回路２０の発振周波数を常温で初期調整する非ＴＣＸＯモードのときは、発振回路２０および出力増幅回路７０を常に所定の駆動電圧で動作させることができ、常に同じ駆動条件で初期調整を行うことができる。
この所定の駆動電圧は、定電圧回路６０が出力し得るそれぞれ電圧が異なる複数の定電圧のうちのなるべく中央値に近い電圧の定電圧にするとよい。【００６１】
〔第９の実施形態：図１３〕
図１３は、本発明による温度補償型発振器の第９の実施形態の構成を示すブロック図である。この温度補償型発振器は、発振回路２０（または２０′／以下代表して２０とする）と、分周回路８０およびメモリ回路８１と、出力増幅回路７０とを備えている。
そして、発振回路２０による発振出力信号を必要に応じて分周回路８０によって分周し、出力増幅回路７０で増幅して出力する。【００６２】
なお、この図１３でも発振回路２０の内部回路、および温度補償信号とその他の周波数制御信号の入力点、非ＴＣＸＯモード信号により電圧制御容量の両端子を同電位にする制御手段等の図示を省略しているが、それらは前述したいずれの実施形態のものを用いてもよい。さらに、前述した第８の実施形態と同様な定電圧回路６０も設けるようにしてもよい。【００６３】
分周回路８０は公知の可変分周回路であり、メモリ回路８１から出力される複数ビット（この例では４ビット）のデータによって所定の分周比（例えば、１．００や０．５０など）に制御される。そのメモリ回路８１には分周比選択信号と前述した非ＴＣＸＯモード信号とが入力されており、非ＴＣＸＯモード信号が“０”のときは分周比選択信号によってメモリ回路８１の複数の記憶データを選択するか記憶データを書換えることができる。それによって、メモリ回路８１の出力データにより分周回路８０の分周比を複数の異なる分周比のいずれかにすることができる。【００６４】
非ＴＣＸＯモード信号が“１”のときは、メモリ回路８１の複数の記憶データのうち予め決められた記憶データを選択するかその記憶データに書換える。それによって、メモリ回路８１の出力データにより分周回路８０の分周比を所定の分周比に制御する。
非ＴＣＸＯモード信号を図９に示したメモリ回路７とＮＡＮＤ回路８とによって生成する場合には、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、非ＴＣＸＯモード信号が“１”になり、分周回路８０を所定の分周比に制御することになる。【００６５】
この実施形態によれば、発振回路２０が出力する発振出力信号を分周回路８０によって所望の分周比で分周して、それを出力増幅回路７０で増幅して出力することができる。しかし、発振回路２０の発振周波数を常温で初期調整する非ＴＣＸＯモードのときは、分周回路８０を常に所定の分周比で動作させ、常に同じ駆動条件で初期調整を行うことができる。
この所定の分周比は、例えば、１（分周なし）に設定する。【００６６】
〔温度補償型発振器の製造方法の実施形態〕
本願発明による上述した各実施形態の温度補償型発振器は、その組み立て工程中における発振回路２０（または２０′／以下代表して２０とする）の振動子である水晶片の初期調整、および温度補償データを作成して記憶させる調整作業は、パッケージ内に水晶片１５と発振回路２０および温度補償回路３０等を構成するＩＣチップなどを実装して温度補償型発振器を完成した状態で、その発振回路２０を動作させて行なうことができる。【００６７】
初期調整時には、非ＴＣＸＯモード信号をハイレベル“１”にしておく。非ＴＣＸＯモード信号を図９に示したメモリ回路７とＮＡＮＤ回路８とによって生成する場合には、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態を“１０１”以外の所定の状態にしておくことにより、発振回路２０内の電圧可変容量の両端子を同電位にし、温度補償機能を無効にした状態で、発振回路２０を所定の発振容量で発振動作させる。その他の常温周波数補正信号や外部入力周波数制御信号などの周波数制御信号も無効にする。【００６８】
発振回路２０の駆動電圧を一定にする定電圧回路６０を有する場合は、所定の定電圧で発振回路２０を駆動するように定電圧回路６０を制御する。発振回路２０によって発振された信号を分周する分周回路８０を有する場合には、その分周回路８０を所定の分周比で動作するように制御する。
このようにすることによって、常に同じ条件で上記調整作業を行うことができる。
この発振周波数の調整作業の前にはメモリ回路７に何も書き込みを行わなければ、メモリ回路7の各記憶素子は、一般に全て“０”か全て“１”の状態になっており、“１０１”以外の所定の状態になっていることになる。【００６９】
その調整作業のステップは次のようになる。従来技術の説明に用いたシングルタイプのパッケージ構成例である図１４を参照しながら説明する。
ステップ１
パッケージ本体１１内に、発振回路２０および前述した各実施形態に示した各回路を構成するＩＣチップ１６を実装し、次いで振動子である水晶片１５を実装する。
ステップ２
パッケージ本体１１を基準温度（一般に室温：２５℃）に保ち、上述のように発振回路２０内の電圧可変容量の両端子を同電位にして温度補償機能を無効にし、単純な発振器として動作させ、その発振周波数を周波数カウンタなどでモニタしながら、水晶片１５の表面の電極膜を除去または追加して所望の発振周波数ｆ０になるように調整する。【００７０】
ステップ３
パッケージ本体１１に溶接リング１２を介してカバー１３を取付け、水晶片１５を気密封止する。
ステップ４
図９に示したメモリ回路７の各記憶素子の記憶状態を所定の状態以外の“１０１”にして温度補償機能を有効にさせた後、パッケージ１０を複数の温度にさらし、その各温度状態で発振周波数を測定して、所望の発振周波数ｆ０との差を測定する。
ステップ５
その測定値に基いて温度補償データを作成し、それをＩＣチップ１６の補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）に書き込む。【００７１】
したがって、発振回路を実際の使用状態と同様に発振させながら、水晶片の温度特性を温度補償回路の影響を受けずに正確に調整でき、且つその後の補償データの作成とそれを補償データ記憶回路に記憶させる作業も、続けて適切に行なうことができる。そのため、温度補償型発振器の調整工程の簡素化と高精度化を図ることができる。【００７２】
常温における発振周波数を公称値により厳密に合わせるためには、水晶片１５の電極の膜厚調整だけでは不十分なため、パッケージ１０を基準温度（常温）に保ち、発振回路２０の発振周波数を周波数カウンタなどでモニタしながら、常温周波数補正信号を変化させてその発振周波数が公称値と一致するように微調整する。【００７３】
ステップ２で、パッケージ本体１１を基準温度（一般に室温：２５℃）に保つのは、パッケージ本体１１を恒温槽に入れて調整作業を行なうとよい。
ステップ４で、パッケージ１０を複数の温度状態にさらすのも、恒温槽の設定温度を順次変化させるか、異なる温度に設定した複数の恒温槽に順次パッケージ１０を収納すればよい。その測定温度範囲は、この発振器の動作保証温度範囲であり、例えば、マイナス４０℃〜プラス１００℃の間の適宜のポイント（例えば、１１ポイント程度）とする。【００７４】
水晶片１５の基準周波数の調整は、予め水晶片１５の表面に銀等の金属膜を蒸着して、共振周波数を基準周波数より低めにする膜厚（厚め）に形成しておき、その水晶片１５表面の電極膜にイオンガンを用いてイオンビームを照射したり、スパッタエッチングを行ったりして、電極膜の質量を僅かずつ減少させることによって行う。
あるいは、逆に金属膜の膜厚を、共振周波数を基準周波数より高めにする膜厚（薄め）に形成しておき、その水晶片１５表面の電極膜に更に銀等の金属を蒸着させることで、電極膜の質量を僅かずつ増加させることによって行う。
なお、発振回路の振動子として、水晶片に代えて他の圧電素子を使用する場合も同様である。【００７５】
ＡＴカット水晶片を振動子とする発振回路の発振周波数の温度特性はほぼ３次曲線になるため、基準温度で発振周波数が所望の周波数ｆ０になるように調整しても、環境温度が変化すると発振周波数がずれてしまう。そのため、動作保証温度範囲の下限から上限までの間で実際に温度を変化させて、その各温度状態（測定ポイント）で発振回路の実際の発振周波数すなわち出力端子２６に出力される発振出力信号の周波数を測定し、所望の発振周波数ｆ０との差を測定する。【００７６】
そして、その差を０にするための温度補償信号（電圧信号）を温度補償回路３０で発生させるのに必要な温度補償データを算出して、図１５に示した従来技術と同様に有する補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）３１に温度データに対応させて書き込む。
なお、測定ポイントは多い方が精度の高い温度補償データを作成できるが、測定時間が長くなってしまうので、適当数（例えば、１１ポイント程度）の温度状態での測定結果からその発振回路の温度特性の３次曲線を推定して、各測定ポイント間の温度に対する温度補償データも補間して作成し、それを補償データ記憶回路に書き込むようにするとよい。【００７７】
前述した第６の実施形態（図９）では、メモリ回路７に記憶している情報によって非ＴＣＸＯモード信号を生成し、発振回路２０′の電圧可変容量２３，２４両端子を同電位にして温度補償機能を無効にしている。そして、例えば、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”のときに、非ＴＣＸＯモード信号を“０”にして温度補償機能を有効にしているが、これに限定するものではなく、記憶素子の記憶状態がどのような状態のときにＴＣＸＯモードにして温度補償機能を有効あるいは無効にするようにしてもよい。その記憶データの桁数も任意である。【００７８】
但し、一般に不揮発性メモリ等は、初期状態でのデータがすべて“１”またはすべて“０”になる確率が高いので、“１１１”や“０００”の場合には非ＴＣＸＯモード信号を“１”にして温度補償機能を無効にし、それ以外のあるデータを書き込んだときに非ＴＣＸＯモード信号が“０”になって温度補償機能を有効にするようにするのが好ましい。
しかし、メモリ回路７に“１０１”のような特定のデータを書き込んだときの記憶素子の記憶状態で、非ＴＣＸＯモードにして温度補償機能を無効にし、メモリ回路７に“１０１” のような特定のデータ以外のデータを書き込んだり特定のデータを消去したときに、ＴＣＸＯモードにして温度補償機能を有効にするようにしても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
この発明による温度補償型発振器およびその製造方法は、各種の温度補償型発振器およびその製造に適用することができるか、特に携帯電話機等の携帯型移動通信機器に多用されているＡＴカット水晶片を振動子として用いた超小型の温度補償型発振器の高精度化や多様化と、その製造工程における常温での発振周波数の初期調整作業の効率化に極めて有効である。
【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】
2007052788.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成20年6月2日(2008.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧可変容量を備えた発振回路と、該発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、該温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路とを有し、前記電圧信号が前記電圧可変容量に与えられることによって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器であって、
前記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御手段を設けたことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電圧可変容量の両端子のいずれにも前記温度補償信号である電圧信号を印加する手段であることを特徴とする請求項１に記載の温度補償型発振器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電圧可変容量の両端子のいずれも接地電位にする手段であることを特徴とする請求項１に記載の温度補償型発振器。
【請求項４】
前記電圧可変容量は、両端子が同電位の状態では可変容量範囲の略中間の容量値になる特性を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の温度補償型発振器。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
メモリ回路を有し、前記制御手段は、該メモリ回路に記憶している情報によって前記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項６】
前記メモリ回路は、複数の記憶素子を有し、
前記制御手段は、該複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、前記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の温度補償型発振器。
【請求項７】
請求項６記載の温度補償型発振器において、
前記発振回路の駆動電圧を一定に保つための定電圧回路を有し、
該定電圧回路は、前記複数の記憶素子の記憶状態が前記所定の状態にあるとき、前記駆動電圧を所定の電圧値にする制御を行うことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項８】
請求項６または７に記載の温度補償型発振器において、
前記発振回路によって発振された信号を分周するための分周回路を有し、
該分周回路は、前記複数の記憶素子の記憶状態が前記所定の状態にあるとき、所定の分周比にする制御を行うことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
電圧信号による周波数制御信号を入力するための外部端子を備え、該外部端子から入力する周波数制御信号又は該周波数制御信号を増幅した信号も前記電圧可変容量に与えられるようにしたことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
発振周波数の常温での偏差を補正するための電圧信号である常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路を有し、前記常温周波数補正信号も前記電圧可変容量に与えられるようにしたことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項１１】
請求項１から８のいずれか１つに記載の温度補償型発振器において、
電圧信号による周波数制御信号を入力するための外部端子と、
発振周波数の常温での偏差を補正するための電圧信号である常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路とを有し、
前記電圧可変容量に与える前記電圧信号は、前記温度補償信号と、前記周波数制御信号および前記常温周波数補正信号の一方又は両方とが合成された信号であることを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項１２】
電圧可変容量を備えた発振回路と、該発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、該温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路とを有し、前記電圧信号が前記電圧可変容量に与えられることによって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器の製造方法であって、
該温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における前記発振回路の発振周波数調整作業を、前記電圧可変容量の両端子を同電位にして前記発振回路を駆動させた状態で、該発振回路に備えた振動子の電極の厚みを調整することによって行うことを特徴とする温度補償型発振器の製造方法。
【請求項１３】
電圧可変容量を備えた発振回路と、該発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、該温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路と、メモリ回路とを有し、前記電圧信号が前記電圧可変容量に与えられることによって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器の製造方法であって、
該温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における前記発振回路の発振周波数調整作業の前には前記メモリ回路の書き込みを行わず、該メモリ回路の記憶状態が所定の状態になるようにし、それによって前記電圧可変容量の両端子を同電位にして前記発振回路を駆動させた状態で、該発振回路に備えた振動子の電極の厚みを調整することによって、前記発振周波数調整作業を行うことを特徴とする温度補償型発振器の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲温度の変化に係わらず出力信号の周波数を略一定に保つようにした温度補償型発振器に関し、特にその温度補償機能を無効状態にすることも可能にした温度補償型発振器とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）は種々の分野で使用されているが、近年携帯電話機等の携帯用移動通信機器に多用されている。この種の温度補償型発振器は一般に、１０ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶片（振動子）を振動源として発振回路を構成し、これに温度補償回路を設け、ＡＴカット水晶片の３次曲線の温度特性を打ち消すことにより発振周波数を安定化させるようにした水晶発振器が多用されている。
【０００３】
この種の温度補償型発振器に対しては、発振出力信号の安定性とともに、小型軽量化と低価格化とが求められている。これらの要求に対しては、いくつかのタイプのパッケージが知られている。例えば、パッケージ中に振動子となる水晶片（圧電素子）と温度補償回路を構成する集積回路とを同室に実装するシングルタイプ、水晶片と集積回路とを別々にパッケージングして張り合わせるダブルタイプ、中央の仕切りを挟んで水晶片と集積回路とを表裏別室に実装するＨタイプなどである。
【０００４】
ここで、シングルタイプの表面実装用温度補償型発振器のパッケージ構成例を図１４に示す。
この温度補償型発振器は、パッケージ本体１１と溶接リング１２とカバー１３とによってパッケージ（容器）１０を構成しており、その内部に水晶片１５と、後述する発振回路および温度補償回路を構成するＭＯＳ型のＩＣ（集積回路）チップ１６を同室に取り付けて密封している。なお、パッケージ本体１１中にＩＣチップ１６の他にチップ容量等の回路素子を実装する場合もある。
【０００５】
このような温度補償型発振器の回路構成は図１５に示すようになっている。発振回路２０は、圧電素子である水晶片１５とインバータ２１と帰還抵抗２２とを並列に接続し、その両接続点をそれぞれ直流カット容量Ｃｃ，Ｃｄと発振容量である電圧可変容量（電圧制御型可変容量コンデンサ）２３，２４とを介して接地して、インバータ発振回路を構成している。そして、インバータ２１の出力側の接続点から発振出力信号を出力端子２６に出力する。
さらに、この発振回路２０における水晶片１５の近傍の温度状態を検出する温度検出回路１８と、その温度検出回路１８からの温度検出信号に基いて発振回路２０の発振周波数を略一定に保つように制御する温度補償回路３０とを設けている。
【０００６】
その温度補償回路３０は、補償データを記憶する補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）３１と、その補償データと温度検出回路１８からの温度検出信号とに基いて温度補償信号として電圧信号を発生するＤ／Ａ変換回路３２とからなる。そして、その電圧信号を、発振回路２０に設けた抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してそれぞれ各電圧可変容量２３，２４の非接地側の端子に印加し、その電圧に応じて各電圧可変容量２３，２４の容量を変化させ、発振回路２０の発振周波数を制御して発振出力信号の周波数を略一定に保つ。
【０００７】
このような温度補償型発振器において、水晶片１５およびＩＣチップ１６内に形成される発振回路２０は、製造上のバラツキ等によって、全てを完全に同一に作ることはできないため、それぞれ異なる温度−周波数特性を有してしまう。したがって、全ての発振回路２０を同一の基準によって温度補償することはできない。そのため、個々の発振回路毎に異なる補償データを作成して補償データ記憶回路３１に記憶させることが必要になる。しかし、水晶片１５の特性のバラツキが大きいと補償しきれなくなるので、予め水晶片１５の特性をできるだけ揃えるように調整する必要がある。
【０００８】
そのため、水晶片等の圧電素子の特性を調整する際には、発振回路を構成するＩＣチップは実装せず、ネットワークアナライザなどで外部から圧電素子を共振させてその共振周波数をモニタし、その周波数が所望の値になるように圧電素子表面の電極膜を除去または追加する調整方法がある。
しかし、この調整方法では、パッケージにＩＣチップも実装して発振動作をさせた時の発振周波数と、予め調整した共振周波数との間にずれが生じてしまうという問題があった。しかも、調整ステップも多くなり、調整コストが余分にかかっていた。
【０００９】
このような問題を解決するため、パッケージ内に水晶片等の圧電素子とＩＣチップなどを実装して温度補償型発振器を構成した状態で、その発振回路を動作させて圧電素子自体の温度特性を正確に調整できるようにし、且つその後の補償データの作成とそれを補償データ記憶回路に記憶させる作業も、続けて適切に行なえるようにし、調整工程の簡素化と高精度化を図れるようにした温度補償型発振器が提案されている（例えば、特許文献1参照。）。
【００１０】
その温度補償型発振器は、温度補償回路の温度補償機能を有効状態にするか無効状態にするかを選択する選択手段を設けたものであり、基準温度（常温）で発振周波数が所望の周波数になるように圧電素子の電極膜を調整する際には、温度補償機能を無効状態にして単純な発振器として動作させる。
【００１１】
具体的には、温度補償回路の他に定電圧発生回路と２組のトランスミッションゲートを用いた選択回路とを設け、温度補償機能を有効状態にするときは、温度補償回路からの温度補償信号（電圧信号）を発振回路の電圧可変容量に印加してその容量を温度に応じて制御し、温度補償機能を無効状態にするときは、定電圧発生回路からの定電圧を上記電圧可変容量に印加してその容量を所定値に固定するように、選択回路のトランスミッションゲートを切り換えるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２１８６３６号公報（第４−９頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような温度補償型発振器では、温度補償回路の他に温度補償回路による温度補償機能を無効状態にするための専用の定電圧発生回路や発振回路の電圧可変容量に印加する電圧信号を切り換えるための選択回路を設ける必要があった。
【００１３】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、温度補償回路による温度補償機能を無効状態にするための専用の定電圧発生回路を不要にし、無効状態と有効状態の切り換えも簡単に行えるようにして、常温での初期周波数調整を容易且つ確実に行えるようにし、コスト低減も図ることを共通の目的とする。
さらに、発振周波数のより高精度な調整や、発振回路の電源電圧の調整、用途に応じた発振周波数の変更、あるいはユーザによる発振周波数の調整なども行えるようにし、その場合にも常に同一条件で初期の周波数調整作業を行えるようにすることも他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明による温度補償型発振器は、電圧可変容量を備えた発振回路と、その発振回路近傍の温度を検出する温度検出回路と、この温度検知回路の情報に基づいて温度補償信号として電圧信号を生成する温度補償信号生成回路とを有し、上記電圧信号が上記電圧可変容量に与えられることよって発振周波数を略一定に保つ構成の温度補償型発振器であって、上記の目的を達成するため、上記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記制御手段は、上記電圧可変容量の両端子のいずれにも上記温度補償信号である電圧信号を印加することによって上記電圧可変容量の両端子を同電位にすることができる。
あるいは、上記制御手段は、上記電圧可変容量の両端子のいずれも接地電位にすることによって上記電圧可変容量の両端子を同電位にすることもできる。
上記電圧可変容量は、両端子が同電位の状態では可変容量範囲の略中間の容量値になる特性を有するのが望ましい。
【００１６】
これらの温度補償型発振器が、メモリ回路を有し、上記制御手段は、そのメモリ回路に記憶している情報によって上記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うようにしてもよい。
上記メモリ回路が複数の記憶素子を有し、上記制御手段は、その複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、上記電圧可変容量の両端子を同電位にする制御を行うようにしてもよい。
【００１７】
この温度補償型発振器において、上記発振回路の駆動電圧を一定に保つための定電圧回路を有し、その定電圧回路は、上記複数の記憶素子の記憶状態が上記所定の状態にあるとき、上記駆動電圧を所定の電圧値にする制御を行うようにしてもよい。
これらの温度補償型発振器において、上記発振回路によって発振された信号を分周するための分周回路を有し、その分周回路は、上記複数の記憶素子の記憶状態が上記所定の状態にあるとき、所定の分周比にする制御を行うようにするとよい。
【００１８】
また、これらの温度補償型発振器において、電圧信号による周波数制御信号を入力するための外部端子を備え、その外部端子から入力する周波数制御信号又はその周波数制御信号を増幅した信号も上記電圧可変容量に与えられるようにすることができる。
あるいは、発振周波数の常温での偏差を補正するための電圧信号である常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路を備え、その常温周波数補正信号も上記電圧可変容量に与えられるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、上記周波数制御信号を入力するための外部端子と、常温周波数補正信号を生成する常温周波数補正信号生成回路とを設け、上記電圧可変容量に与える上記電圧信号を、上記温度補償信号と、上記周波数制御信号および上記常温周波数補正信号の一方又は両方とが合成された信号にすることもできる。
【００２０】
この発明による温度補償型発振器の製造方法は、上記温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における上記発振回路の発振周波数調整作業は、上記電圧可変容量の両端子を同電位にして上記発振回路を駆動させた状態で、その発振回路に備えた発振子の電極の厚みを調整することによって行うことを特徴とする。
【００２１】
また、上記メモリ回路を有する温度補償型発振器の組み立て工程中、常温における上記発振回路の発振周波数調整作業の前には上記メモリ回路の書き込みを行わず、上記複数の記憶素子の記憶状態が上記所定の状態になるようにし、上記発振周波数調整作業は、上記電圧可変容量の両端子を同電位にして上記発振回路を駆動させた状態で、その発振回路に備えた発振子の電極の厚みを調整することによって行うようにするとよい。
【発明の効果】
【００２２】
この発明による温度補償型発振器は、温度補償機能を無効状態にするために専用の定電圧発生回路を必要とせず、無効状態と有効状態の切換えも簡単に行うことができ、その製造工程において、常温での発振周波数の初期調整作業を容易且つ確実に行うことができ、しかもコスト低減を図ることができる。
さらに、発振周波数のより高精度な調整や、発振回路の電源電圧の調整、用途に応じた発振周波数の変更、あるいはユーザによる発振周波数の調整なども行えるようにすることが可能であり、その場合にも常に同一条件で初期の周波数調整作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の各図において、前述した図１５の各部と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は簡単にする。
【００２４】
〔第１の実施形態：図１〕
図１は、本発明による温度補償型発振器の第１の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
この図１に示す温度補償型発振器は、図１５に示した従来技術と同様に、水晶片１５とインバータ２１と帰還抵抗２２とを並列に接続し、その両接続点をそれぞれ直流カット容量（コンデンサ）Ｃｃ，Ｃｄと発振容量である電圧可変容量２３，２４を介して接地（Ｇｎｄ）に接続した発振回路２０と、その水晶片１５の近傍の温度状態をサーミスタ等によって検出する温度検出回路１８と、その温度検出回路１８からの温度検出信号に基いて発振回路２０の発振周波数を略一定に保つように制御する温度補償回路３０とを設けている。
【００２５】
その温度補償回路３０は、図１５に示した従来技術と同様に、補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）と、その補償データと温度検出回路１８からの温度検出信号とに基いて温度補償信号（電圧信号）を発生するＤ／Ａ変換回路とを有している。そして、その電圧信号を発振回路２０の周波数制御信号入力点ａから抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して、それぞれ各電圧可変容量２３，２４の非接地側の端子に印加して与え、その電圧に応じて各電圧可変容量２３，２４の容量値を変化させる。それによって、発振回路２０の発振周波数を制御して出力端子２６に出力する発振出力信号の周波数を略一定に保つ。
【００２６】
本発明による温度補償型発振器は、各電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御手段を設けているが、この図１に示す第１の実施形態では、その制御手段としてＭＯＳ型トランジスタによるスイッチ素子１を設け、そのソース端子とドレイン端子とをそれぞれ周波数制御信号入力点ａと接地（Ｇｎｄ）とに接続し、ゲート端子に非ＴＣＸＯモード信号（温度補償回路３０による温度補償機能を無効にする信号）を入力させるようにしている。
【００２７】
そして、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときは、スイッチ素子１が導通状態（ＯＮ）になり、周波数制御信号入力点ａが接地されるため、電圧可変容量２３，２４の両端子はいずれも接地電位と同電位になる。それによって、電圧可変容量２３，２４はいずれもバラツキなく所定の容量値になり、それを発振容量として発振回路２０は規定値に近い周波数で発振するが、その発振周波数は周囲温度によって若干変動する。この状態を非ＴＣＸＯモードという。
【００２８】
常温（一般に室温：２５℃）で発振回路２０をこの非ＴＣＸＯモードで動作させ、水晶片１５の電極膜の厚さを調整して規定の発振周波数になるように温度特性を正確に調整することができ、且つその後周囲温度を段階的に変化させて補償データを作成し、それを温度補償回路３０の補償データ記憶回路に記憶させる作業も続けて容易に行なうことができる。この周波数調整作業については後で詳述する。
【００２９】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１が非導通状態（ＯＦＦ）になり、周波数制御信号入力点ａが接地されなくなり、前述したように温度補償回路３０からの温度補償信号（電圧信号）が、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して各電圧可変容量２３，２４に与えられ、周囲温度が変化しても発振回路２０の発振周波数が略一定になるように制御される。この状態をＴＣＸＯモードという。
非ＴＣＸＯモード信号は、外部から入力させるか、内部に後述するようなメモリ回路を設けて、その記憶状態が所定の状態にあるときに発生する（ハイレベルになる）ようにしてもよい。
【００３０】
なお、スイッチ素子１のゲート端子がローレベルのときにＯＮになるタイプの場合は、非ＴＣＸＯモード信号がローレベルのときに非ＴＣＸＯモードになり、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときにＴＣＸＯモードになる。
以下の各実施形態においても、各スイッチ素子やトランスミッションゲートがローレベル“０”のときにＯＮになるタイプの場合は、非ＴＣＸＯモード信号がローレベル“０”のときに非ＴＣＸＯモードになり、ハイレベル“１”のときにＴＣＸＯモードになる。
【００３１】
〔第２の実施形態：図２〕
図２は、本発明による温度補償型発振器の第２の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
この第２の実施形態の温度補償型発振器は、その発振回路２０′の構成が上述した第１の実施形態の発振回路２０と若干相違し、電圧可変容量２３，２４の共通接続端子を直流カット容量（コンデンサ）Ｃｅを介して接地している。そして、その直流カット容量Ｃｅの両端子にスイッチ素子１と同様なスイッチ素子２のソース端子とドレイン端子とを接続し、そのゲート端子には非ＴＣＸＯモード信号をインバータ５を通して反転した信号を印加するようにしている。
【００３２】
この第２の実施形態では、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときは、スイッチ素子１が導通状態（ＯＮ）になり、スイッチ素子２は非導通（ＯＦＦ）状態になるので、電圧可変容量２３，２４の両端子にはいずれも温度補償信号である電圧信号が印加されて両端子が同電位になる。それによって、電圧可変容量２３，２４はいずれも所定の容量値になり、それを発振容量として発振回路２０′は規定値に近い周波数で発振する非ＴＣＸＯモードとなる。
【００３３】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１が非導通状態（ＯＦＦ）になり、スイッチ素子２が導通状態（ＯＮ）になるので、前述の第１の実施形態において非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになったときと同じ状態になり、温度補償回路３０からの温度補償信号である電圧信号が、抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して各電圧可変容量２３，２４に与えられ、周囲温度が変化しても発振回路２０′の発振周波数が略一定になるように制御されるＴＣＸＯモードになる。
したがって、この第２の実施形態では非ＴＣＸＯモード信号によって制御されるスイッチ素子１，２とインバータ５とによって、電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御手段を構成している。
【００３４】
〔電圧可変容量の具体例：図３〜図５〕
ここで、本発明に使用する電圧可変容量２３，２４の具体例について説明する。
図３は、その電圧可変容量の一例であるＭＯＳ型可変容量の構造例を示す模式的な断面図である。
このＭＯＳ型可変容量は、シリコンのＰ基板４１にＮウエル４２を形成し、その表面付近にＮ型リッチ層４３を環状に形成している。さらに、そのＮ型リッチ層４３の内周部にオーバラップするようにＳｉＯ２による円形もしくは方形の絶縁膜４５を形成し、その上に円形もしくは方形の金属膜（アルミニウム等）４６を形成して端子Ｇ（ゲート端子）を接続している。また、Ｎ型リッチ層４３には端子Ｂ（バルク端子）を接続している。そして、絶縁膜４５を挟むバルク４４と金属膜４６とによって容量（コンデンサ）を構成しており、その容量値は端子Ｇと端子Ｂとの間に印加される電圧Ｖｇ−Ｖｂに応じて変化する。
【００３５】
図４は、そのＭＯＳ型可変容量の印加電圧（Ｖｇ−Ｖｂ）と容量値との関係を示す特性曲線図である。この特性曲線に示されるように、端子Ｇ−Ｂ間の印加電圧（Ｖｇ−Ｖｂ）が０Ｖ、すなわちＭＯＳ型可変容量の端子Ｇと端子Ｂが同電位のときに、その容量値が可変幅の略中間（中点）の値になるものが多い。このような特性のＭＯＳ型可変容量を前述した各実施形態における電圧可変容量２３，２４として使用すれば、容量値の増減の調整幅を均等に広くとることができ、常温での非ＴＣＸＯモードによる周波数調整をこの中間の容量値での発振状態で行うことになり、その後のＴＣＸＯモードでの温度補償信号による制御が容易になる。
【００３６】
また、このＭＯＳ型可変容量は、端子Ｇと端子Ｂとがそれぞれ接地されるＰ基板４１から絶縁膜４５とＮウェル４２とにより絶縁されており、各端子に任意の電圧信号を印加することができるので、前述した第２の実施形態や後述する第３〜第６の実施形態における電圧可変容量２３，２４として使用するのに適している。
【００３７】
図５は、ＭＯＳ型可変容量の他の構造例を示す模式的な断面図である。このＭＯＳ型可変容量は、図３に示したＭＯＳ型可変容量におけるＮウエル４２を省略し、Ｎ型リッチ層４３に代えてＰ基板４１の表面付近に直接環状のＰ型リッチ層４７を形成し、そのＰ型リッチ層４７に端子Ｂを接続している。
【００３８】
但し、このＭＯＳ型可変容量は端子ＢがＰ基板４１と共に接地されるので、前述した第１の実施形態や後述する第７の実施形態における電圧可変容量２３，２４として使用するのに適している。
なお、この発明による温度補償型発振器の発振回路における電圧可変容量はこのようなＭＯＳ型可変容量に限るものではなく、可変容量ダイオードなども使用することができる。
【００３９】
〔第３の実施形態：図６〕
図６は、本発明による温度補償型発振器の第３の実施形態の構成を示す回路図である。
この第３の実施形態の温度補償型発振器は、図２に示した第２の実施形態におけるスイッチ素子１を発振回路２０′の周波数制御信号入力点ａと接地（Ｇｎｄ）との間に接続し、スイッチ素子２を電圧可変容量２３，２４の共通接続端子から抵抗Ｒ３を介したもう一つの周波数制御信号入力点ｂと接地との間に接続し、そのゲート端子にも非ＴＣＸＯモード信号を直接印加するようにしている。そして、周波数制御信号入力点ｂに、外部端子３から入力する外部入力周波数制御信号（電圧信号）を印加する。この外部入力周波数制御信号が小さい場合には、図示しない増幅回路によって増幅して周波数制御信号入力点ｂに入力させるようにしてもよい。
【００４０】
この温度補償型発振器は、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときには、スイッチ素子１，２がいずれも導通状態（ＯＮ）になるので、周波数制御信号入力点ａとｂとがいずれも接地電位になるので、電圧可変容量２３，２４の両端子も接地電位で同電位になり、発振回路２０′は第１の実施形態における発振回路２０が非ＴＣＸＯモードの場合と同じ状態で発振する。
【００４１】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１，２がいずれも非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには外部入力周波数制御信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と外部入力周波数制御信号とによって制御されることになる。
【００４２】
外部入力周波数制御信号はユーザによって外部から入力され、発振回路２０′の発振周波数の規定値を任意にシフトさせることができる。温度補償信号の補償値ゼロのときの電圧と、外部入力周波数制御信号の非制御時の電圧とをそれぞれ発振回路２０′の電源電圧Ｖｄｄと接地電位との中間（中点）の電位にしておけば、両信号による制御範囲を広くとることができ、両信号の電位が同じときは各電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になり、非ＴＣＸＯモードの状態と同じになる。
発振回路２０′の実際の発振周波数を検出して、所望の周波数との誤差に応じて外部入力周波数制御信号をフィードバック制御することもできる。
【００４３】
〔第４の実施形態：図７〕
図７は、本発明による温度補償型発振器の第４の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
この第４の実施形態の温度補償型発振器は、上述した第３の実施形態と同様な発振回路２０′の２つの周波数制御信号入力点ａとｂとの間に、双方向アナログスイッチであるトランスミッションゲート４を接続し、その正論理ゲート端子に非ＴＣＸＯモード信号をそのまま印加し、負論理ゲート端子に非ＴＣＸＯモード信号をインバータ５で反転した信号を印加する。そして、周波数制御信号入力点ａには温度補償回路３０が出力する温度補償信号を入力させ、周波数制御信号入力点ｂには、常温周波数補正信号生成回路５０によって生成された常温周波数補正信号（電圧信号）を入力させる。
【００４４】
この温度補償型発振器は、非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときには、トランスミッションゲート４が導通状態（ＯＮ）になり、周波数制御信号入力点ａとｂとが短絡されるので、温度補償信号と常温周波数補正信号は同電位になり、発振回路２０′の電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になる。したがって、図２に示した第２の実施形態における非ＴＣＸＯモードの場合と同じ状態で発振回路２０′が発振する。
【００４５】
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、トランスミッションゲート４が非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには常温周波数補正信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と常温周波数補正信号とによって制御されることになる。
【００４６】
この常温周波数補正信号は、発振回路２０′の発振周波数を公称値（１３ＭＨｚ、１９．２ＭＨｚなど）に厳密にあわせるように高精度に調整する必要がある場合、水晶片１５の電極の膜厚調整だけでは対応できないため、前述した初期調整後に常温での公称値に対する偏差をさらに補正するために使用する。この場合も、温度補償信号の補償値ゼロのときの電圧と、常温周波数補正信号の非補正時の電圧とをそれぞれ発振回路２０′の電源電圧Ｖｄｄと接地電位との中間（中点）の電位にしておけば、両信号による補正範囲を広くとることができ、両信号の電位が同じときは各電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になり、非ＴＣＸＯモードの状態と同じになる。
【００４７】
〔第５の実施形態：図８〕
図８は、本発明による温度補償型発振器の第５の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
この第５の実施形態の温度補償型発振器は、前述した第３の実施形態（図６）と殆ど同じ構成であるが、周波数制御信号入力点ｂに、外部端子３から入力する外部入力周波数制御信号（それを増幅した信号でもよい）と、上述した第４の実施形態に示した常温周波数補正信号生成回路５０によって生成される常温周波数補正信号とを加算回路６によって合成した信号を入力させる。
【００４８】
非ＴＣＸＯモード信号がハイレベルのときのこの温度補償型発振器の動作は、前述した第３の実施形態における非ＴＣＸＯモードの動作と同じである。
非ＴＣＸＯモード信号がローレベルになると、スイッチ素子１，２がいずれも非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには外部入力周波数制御信号と常温周波数補正信号との合成信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と外部入力周波数制御信号および常温周波数補正信号とによって制御されることになる。
【００４９】
この実施形態によれば、常温周波数補正信号による常温における規定周波数の偏差の補正と、使用時における温度補償および外部入力周波数制御信号による発振周波数のシフトを行うことができる。
【００５０】
〔第６の実施形態：図９〕
図９は、本発明による温度補償型発振器の第６の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
この第６の実施形態の温度補償型発振器は、上述した第５の実施形態（図８）と殆ど同じ構成であるが、周波数制御信号入力点ｂには周波数制御信号を入力する。この周波数制御信号は、前述した外部入力周波数制御信号または常温周波数補正信号、あるいはそれ以外の周波数を制御するための電圧信号、それらの２つ以上を合成した信号のいずれでもよい。
【００５１】
また、非ＴＣＸＯモード信号を作るためにメモリ回路７と３入力（中央の入力端子は負論理）のＮＡＮＤ回路８とを設け、そのＮＡＮＤ回路８の出力を非ＴＣＸＯモード信号としてスイッチ素子１，２の各ゲートに印加するようにしている。
メモリ回路７は複数（この例では３個）の記憶素子を有し、その記憶状態が“１０１”以外の状態のときには、ＮＡＮＤ回路８の出力が“１”になり、スイッチ素子１，２がいずれも導通状態（ＯＮ）になる。
【００５２】
そのため、周波数制御信号入力点ａとｂとがいずれも接地されて同電位になり、発振回路２０′の電圧可変容量２３，２４の両端子も同電位になる。したがって、図８に示した第５の実施形態における非ＴＣＸＯモードの場合と同じ状態で発振回路２０′が発振する。
メモリ回路７に何も書き込んでいない初期状態では、複数の記憶素子は全て“０”または全て“１”の状態になっているのが普通であり、このような記憶状態を「所定の状態」とすると、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が「所定の状態」にあるときに、電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御を行うことになる。
【００５３】
メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”になると、ＮＡＮＤ回路８の出力が“０”になり、スイッチ素子１，２がいずれも非導通状態（ＯＦＦ）になるので、周波数制御信号入力点ａには温度補償信号が、周波数制御信号入力点ｂには前述した周波数制御信号がそれぞれ印加され、その差電圧が各電圧可変容量２３，２４の両端子間に印加される。そのため、各電圧可変容量２３，２４はその差電圧に応じた容量値になり、発振回路２０′の発振周波数が温度補償信号と前述の周波数制御信号とによって制御されることになる。
【００５４】
この実施形態におけるメモリ回路７と３入力のＮＡＮＤ回路８とは、これまでに説明してきた各実施形態の非ＴＣＸＯモード信号を作るためにも適用できる。
また、ＮＡＮＤ回路８を３入力（中央の入力端子は負論理）のＡＮＤ回路に代えることによって、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”になっているときだけＡＮＤ回路の出力すなわち非ＴＣＸＯモード信号が“１”になり、スイッチ素子１，２をいずれも導通状態（ＯＮ）にして、電圧可変容量２３，２４の両端子を同電位にする制御を行うようにすることができる。この場合は、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”のときが「所定の状態」である。
この「所定の状態」はこれらの例に限るものではなく、任意のビット数で“１”と“０” との任意の組み合わせに設定することができる。
【００５５】
〔第７の実施形態：図１０〕
図１０は、本発明による温度補償型発振器の第７の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
この第７の実施形態の温度補償型発振器は、前述した第１の実施形態（図１）と殆ど同じ構成であるが、周波数制御信号入力点ａに、温度補償信号と常温周波数補正信号と外部入力周波数制御信号とを加算回路９Ａ，９Ｂによって合成した電圧信号を入力する。これによって、非ＴＣＸＯモード信号がローレベル“０”のＴＣＸＯモードでは、温度補償信号と常温周波数補正信号と外部入力周波数制御信号とのいずれによっても、発振回路２０の発振周波数を制御することができる。
なお、周波数制御信号入力点ａへの入力を、温度補償信号と、常温周波数補正信号または外部入力周波数制御信号のいずれか一方とを合成した電圧信号にしてもよい。
【００５６】
〔第８の実施形態：図１１と図１２〕
図１１は、本発明による温度補償型発振器の第８の実施形態の構成を示すブロック図である。この温度補償型発振器は、発振回路２０（または２０′／以下代表して２０とする）と定電圧回路６０と出力増幅回路７０とを備えている。出力増幅回路７０は発振回路２０の発振出力信号を増幅して出力する回路であり、定電圧回路６０は発振回路２０と出力増幅回路７０との駆動電圧を一定に保つための回路である。
なお、この図１１では発振回路２０の内部回路、および温度補償信号とその他の周波数制御信号の入力点、非ＴＣＸＯモード信号により電圧制御容量の両端子を同電位にする制御手段等の図示を省略しているが、それらは前述したいずれの実施形態のものを用いてもよい。
【００５７】
定電圧回路６０は、例えば、図１２に示すように構成されており、電源電圧Ｖddが印加される電源ライン６１と接地された接地ライン６２との間に４個のＦＥＴと１個の抵抗からなる基準電圧生成部６３と、４個のＦＥＴからなる増幅部６４と、出力ＦＥＴ６５と帰還抵抗６６とによる直列回路とが接続されて設けられている。
帰還抵抗６６には途中に４ヶ所のタップが設けられ、その各タップからそれぞれスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４のいずれかを介して増幅部６４の帰還用ＦＥＴのゲートに接続されている。そのスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４は、メモリ回路６７の４ビットの出力の各ビットの状態（“０”か“１”）によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００５８】
基準電圧生成部６３は電源電圧Ｖddと接地電位との間の基準電圧を生成し、それを増幅部６４で帰還増幅して、出力ＦＥＴ６５と帰還抵抗６６との接続点から定電圧を出力し、発振回路２０と出力増幅回路７０とに供給する。
メモリ回路６７には定電圧切換信号と前述した非ＴＣＸＯモード信号とが入力されており、非ＴＣＸＯモード信号が“０”のときは定電圧切換信号によってメモリ回路６７の複数の記憶データを選択するか記憶データを書換えることができる。それによって、メモリ回路６７の出力データによりスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４のいずれかを選択的にＯＮ状態にし、帰還電圧を４段階に制御して、出力する定電圧を４種類に切り換えることができる。
【００５９】
非ＴＣＸＯモード信号が“１”のときは、メモリ回路６７の複数の記憶データのうち予め決められた記憶データを選択するか、その予め決められた記憶データに書換える。それによって、メモリ回路６７の出力データによりスイッチ素子Ｓ１〜Ｓ４のうちの所定のスイッチ素子だけをＯＮ状態にし、帰還電圧を所定の段階にして出力する定電圧を所定の電圧値に制御する。
非ＴＣＸＯモード信号を図９に示したメモリ回路７とＮＡＮＤ回路８とによって生成する場合には、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、非ＴＣＸＯモード信号が“１”になり、定電圧回路６０が出力する定電圧すなわち発振回路２０の駆動電圧を所定の電圧値に制御することになる。
【００６０】
この実施形態によれば、発振回路２０および出力増幅回路７０を複数の定電圧を選択して駆動することができるが、発振回路２０の発振周波数を常温で初期調整する非ＴＣＸＯモードのときは、発振回路２０および出力増幅回路７０を常に所定の駆動電圧で動作させることができ、常に同じ駆動条件で初期調整を行うことができる。
この所定の駆動電圧は、定電圧回路６０が出力し得るそれぞれ電圧が異なる複数の定電圧のうちのなるべく中央値に近い電圧の定電圧にするとよい。
【００６１】
〔第９の実施形態：図１３〕
図１３は、本発明による温度補償型発振器の第９の実施形態の構成を示すブロック図である。この温度補償型発振器は、発振回路２０（または２０′／以下代表して２０とする）と、分周回路８０およびメモリ回路８１と、出力増幅回路７０とを備えている。
そして、発振回路２０による発振出力信号を必要に応じて分周回路８０によって分周し、出力増幅回路７０で増幅して出力する。
【００６２】
なお、この図１３でも発振回路２０の内部回路、および温度補償信号とその他の周波数制御信号の入力点、非ＴＣＸＯモード信号により電圧制御容量の両端子を同電位にする制御手段等の図示を省略しているが、それらは前述したいずれの実施形態のものを用いてもよい。さらに、前述した第８の実施形態と同様な定電圧回路６０も設けるようにしてもよい。
【００６３】
分周回路８０は公知の可変分周回路であり、メモリ回路８１から出力される複数ビット（この例では４ビット）のデータによって所定の分周比（例えば、１．００や０．５０など）に制御される。そのメモリ回路８１には分周比選択信号と前述した非ＴＣＸＯモード信号とが入力されており、非ＴＣＸＯモード信号が“０”のときは分周比選択信号によってメモリ回路８１の複数の記憶データを選択するか記憶データを書換えることができる。それによって、メモリ回路８１の出力データにより分周回路８０の分周比を複数の異なる分周比のいずれかにすることができる。
【００６４】
非ＴＣＸＯモード信号が“１”のときは、メモリ回路８１の複数の記憶データのうち予め決められた記憶データを選択するか、その予め決められた記憶データに書換える。それによって、メモリ回路８１の出力データにより分周回路８０の分周比を所定の分周比に制御する。
非ＴＣＸＯモード信号を図９に示したメモリ回路７とＮＡＮＤ回路８とによって生成する場合には、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が所定の状態にあるとき、非ＴＣＸＯモード信号が“１”になり、分周回路８０を所定の分周比に制御することになる。
【００６５】
この実施形態によれば、発振回路２０が出力する発振出力信号を分周回路８０によって所望の分周比で分周して、それを出力増幅回路７０で増幅して出力することができる。しかし、発振回路２０の発振周波数を常温で初期調整する非ＴＣＸＯモードのときは、分周回路８０を常に所定の分周比で動作させ、常に同じ駆動条件で初期調整を行うことができる。
この所定の分周比は、例えば、１（分周なし）に設定する。
【００６６】
〔温度補償型発振器の製造方法の実施形態〕
本願発明による上述した各実施形態の温度補償型発振器は、その組み立て工程中における発振回路２０（または２０′／以下代表して２０とする）の振動子である水晶片の初期調整、および温度補償データを作成して記憶させる調整作業は、パッケージ内に水晶片１５と発振回路２０および温度補償回路３０等を構成するＩＣチップなどを実装して温度補償型発振器を完成した状態で、その発振回路２０を動作させて行なうことができる。
【００６７】
初期調整時には、非ＴＣＸＯモード信号をハイレベル“１”にしておく。非ＴＣＸＯモード信号を図９に示したメモリ回路７とＮＡＮＤ回路８とによって生成する場合には、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態を“１０１”以外の所定の状態にしておくことにより、発振回路２０内の電圧可変容量の両端子を同電位にし、温度補償機能を無効にした状態で、発振回路２０を所定の発振容量で発振動作させる。その他の常温周波数補正信号や外部入力周波数制御信号などの周波数制御信号も無効にする。
【００６８】
発振回路２０の駆動電圧を一定にする定電圧回路６０を有する場合は、所定の定電圧で発振回路２０を駆動するように定電圧回路６０を制御する。発振回路２０によって発振された信号を分周する分周回路８０を有する場合には、その分周回路８０を所定の分周比で動作するように制御する。
このようにすることによって、常に同じ条件で上記調整作業を行うことができる。
この発振周波数の調整作業の前にはメモリ回路７に何も書き込みを行わなければ、メモリ回路7の各記憶素子は、一般に全て“０”か全て“１”の状態になっており、“１０１”以外の所定の状態になっていることになる。
【００６９】
その調整作業のステップは次のようになる。従来技術の説明に用いたシングルタイプのパッケージ構成例である図１４を参照しながら説明する。
ステップ１
パッケージ本体１１内に、発振回路２０および前述した各実施形態に示した各回路を構成するＩＣチップ１６を実装し、次いで振動子である水晶片１５を実装する。
ステップ２
パッケージ本体１１を基準温度（一般に室温：２５℃）に保ち、上述のように発振回路２０内の電圧可変容量の両端子を同電位にして温度補償機能を無効にし、単純な発振器として動作させ、その発振周波数を周波数カウンタなどでモニタしながら、水晶片１５の表面の電極膜を除去または追加して所望の発振周波数ｆ０になるように調整する。
【００７０】
ステップ３
パッケージ本体１１に溶接リング１２を介してカバー１３を取付け、水晶片１５を気密封止する。
ステップ４
図９に示したメモリ回路７の各記憶素子の記憶状態を所定の状態以外の“１０１”にして温度補償機能を有効にさせた後、パッケージ１０を複数の温度にさらし、その各温度状態で発振周波数を測定して、所望の発振周波数ｆ０との差を測定する。
ステップ５
その測定値に基いて温度補償データを作成し、それをＩＣチップ１６の補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）に書き込む。
【００７１】
したがって、発振回路を実際の使用状態と同様に発振させながら、水晶片の温度特性を温度補償回路の影響を受けずに正確に調整でき、且つその後の補償データの作成とそれを補償データ記憶回路に記憶させる作業も、続けて適切に行なうことができる。そのため、温度補償型発振器の調整工程の簡素化と高精度化を図ることができる。
【００７２】
常温における発振周波数を公称値により厳密に合わせるためには、水晶片１５の電極の膜厚調整だけでは不十分なため、パッケージ１０を基準温度（常温）に保ち、発振回路２０の発振周波数を周波数カウンタなどでモニタしながら、常温周波数補正信号を変化させてその発振周波数が公称値と一致するように微調整する。
【００７３】
ステップ２で、パッケージ本体１１を基準温度（一般に室温：２５℃）に保つのは、パッケージ本体１１を恒温槽に入れて調整作業を行なうとよい。
ステップ４で、パッケージ１０を複数の温度状態にさらすのも、恒温槽の設定温度を順次変化させるか、異なる温度に設定した複数の恒温槽に順次パッケージ１０を収納すればよい。その測定温度範囲は、この発振器の動作保証温度範囲であり、例えば、マイナス４０℃〜プラス１００℃の間の適宜のポイント（例えば、１１ポイント程度）とする。
【００７４】
水晶片１５の基準周波数の調整は、予め水晶片１５の表面に銀等の金属膜を蒸着して、共振周波数を基準周波数より低めにする膜厚（厚め）に形成しておき、その水晶片１５表面の電極膜にイオンガンを用いてイオンビームを照射したり、スパッタエッチングを行ったりして、電極膜の質量を僅かずつ減少させることによって行う。
あるいは、逆に金属膜の膜厚を、共振周波数を基準周波数より高めにする膜厚（薄め）に形成しておき、その水晶片１５表面の電極膜に更に銀等の金属を蒸着させることで、電極膜の質量を僅かずつ増加させることによって行う。
なお、発振回路の振動子として、水晶片に代えて他の圧電素子を使用する場合も同様である。
【００７５】
ＡＴカット水晶片を振動子とする発振回路の発振周波数の温度特性はほぼ３次曲線になるため、基準温度で発振周波数が所望の周波数ｆ０になるように調整しても、環境温度が変化すると発振周波数がずれてしまう。そのため、動作保証温度範囲の下限から上限までの間で実際に温度を変化させて、その各温度状態（測定ポイント）で発振回路の実際の発振周波数すなわち出力端子２６に出力される発振出力信号の周波数を測定し、所望の発振周波数ｆ０との差を測定する。
【００７６】
そして、その差を０にするための温度補償信号（電圧信号）を温度補償回路３０で発生させるのに必要な温度補償データを算出して、図１５に示した従来技術と同様に有する補償データ記憶回路（不揮発性メモリ）３１に温度データに対応させて書き込む。
なお、測定ポイントは多い方が精度の高い温度補償データを作成できるが、測定時間が長くなってしまうので、適当数（例えば、１１ポイント程度）の温度状態での測定結果からその発振回路の温度特性の３次曲線を推定して、各測定ポイント間の温度に対する温度補償データも補間して作成し、それを補償データ記憶回路に書き込むようにするとよい。
【００７７】
前述した第６の実施形態（図９）では、メモリ回路７に記憶している情報によって非ＴＣＸＯモード信号を生成し、発振回路２０′の電圧可変容量２３，２４両端子を同電位にして温度補償機能を無効にしている。そして、例えば、メモリ回路７の複数の記憶素子の記憶状態が“１０１”のときに、非ＴＣＸＯモード信号を“０”にして温度補償機能を有効にしているが、これに限定するものではなく、記憶素子の記憶状態がどのような状態のときにＴＣＸＯモードにして温度補償機能を有効あるいは無効にするようにしてもよい。その記憶データの桁数も任意である。
【００７８】
但し、一般に不揮発性メモリ等は、初期状態でのデータがすべて“１”またはすべて“０”になる確率が高いので、“１１１”や“０００”の場合には非ＴＣＸＯモード信号を“１”にして温度補償機能を無効にし、それ以外のあるデータを書き込んだときに非ＴＣＸＯモード信号が“０”になって温度補償機能を有効にするようにするのが好ましい。
しかし、メモリ回路７に“１０１”のような特定のデータを書き込んだときの記憶素子の記憶状態で、非ＴＣＸＯモードにして温度補償機能を無効にし、メモリ回路７に“１０１” のような特定のデータ以外のデータを書き込んだり特定のデータを消去したときに、ＴＣＸＯモードにして温度補償機能を有効にするようにしても差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
この発明による温度補償型発振器およびその製造方法は、各種の温度補償型発振器およびその製造に適用することができるが、特に携帯電話機等の携帯型移動通信機器に多用されているＡＴカット水晶片を振動子として用いた超小型の温度補償型発振器の高精度化や多様化と、その製造工程における常温での発振周波数の初期調整作業の効率化に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による温度補償型発振器の第１の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明による温度補償型発振器の第２の実施形態の構成を示すブロック回路図である。
【図３】本発明に使用する電圧可変容量の一例であるＭＯＳ型可変容量の構造例を示す模式的な断面図である。
【図４】そのＭＯＳ型可変容量の印加電圧と容量値との関係を示す特性曲線図である。
【図５】ＭＯＳ型可変容量の他の構造例を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明による温度補償型発振器の第３の実施形態の構成を示す回路図である。
【図７】本発明による温度補償型発振器の第４の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
【図８】本発明による温度補償型発振器の第５の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
【図９】本発明による温度補償型発振器の第６の実施形態の要部の構成を示すブロック回路図である。
【図１０】本発明による温度補償型発振器の第７の実施形態の要部の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明による温度補償型発振器の第８の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１における定電圧回路の構成例を回路図である。
【図１３】本発明による温度補償型発振器の第９の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１４】温度補償型発振器のパッケージ構成例を示す概略断面図である。
【図１５】従来技術の温度補償型発振器の構成例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  ２：スイッチ素子（ＭＯＳ型トランジスタ）      ３  外部端子
４  トランスミッションゲート（双方向アナログスイッチ）      ５  インバータ
６  加算回路      ７  メモリ回路      ８  ＮＡＮＤ回路
９Ａ，９Ｂ  加算回路      １０  パッケージ（容器）      １１  パッケージ本体
１２  溶接リング      １３  カバー      １５  水晶片（圧電素子）
１６  ＭＯＳ型のＩＣ（集積回路）チップ      １８  温度検出回路
２０，２０′  発振回路      ２１  インバータ      ２２  帰還抵抗
２６  出力端子      ３０  温度補償回路      ３１  補償データ記憶回路
３２  Ｄ／Ａ変換回路      ４１  シリコンのP基板      ４２  Ｎウエル
４３  Ｎ型リッチ層      ４４  バルク      ４５  絶縁膜（ＳｉＯ２）
４６  金属膜      ４７  Ｐ型リッチ層      ５０  常温周波数補正信号生成回路
６０  定電圧回路      ６１  電源ライン      ６２  接地ライン
６３  基準電圧生成部      ６４  増幅部      ６５  出力ＦＥＴ
６６  帰還抵抗      ６７  メモリ回路      ７０  出力増幅回路
８０  分周回路      ８１  メモリ回路
Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ  直流カット容量（コンデンサ）
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗      Ｓ１〜Ｓ４  スイッチ素子
【国際調査報告】
2007052788.tif 000018
2007052788.tif 000019
2007052788.tif 000020