(57)【要約】電圧制御コルピッツ・タイプ水晶発振器であって、第１の水晶と、出力振動信号を生成するために正帰還をもたらすように第１の水晶に結合されたトランジスタとを備える。対応する変化が可変キャパシタンスに生じたときに振動信号の変化を生み出すように、可変キャパシタンスが第１の水晶に結合される。可変キャパシタンスと、振動信号の周波数に対して少なくとも０．４％の周波数可変範囲を提供するように選択された値を有する第１の水晶とを備える共振回路中に、第１のインダクタンスが結合される。本発明の一実施例では、第２の水晶が第１の水晶に結合され、共振回路に含まれる。第１の水晶のＱ特性を低減して発振器の周波数可変範囲を増大させるために、エネルギー散逸インピーダンスが共振回路中で第１の水晶に結合される。第１のインダクタンスは、第１の水晶とエネルギー散逸インピーダンスのそれぞれから第２の水晶を分離して、第２の水晶のＱ特性に対するエネルギー散逸インピーダンスの効果を低減する。
2004527976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の水晶と、
前記第１の水晶に並列に配置された第２の水晶と、
前記第１の水晶に関連する第１のリアクタンスと、
前記第２の水晶に関連する第２のリアクタンスと、
前記第１および第２の水晶と通信し、振動信号を出力するように動作するトランジスタ回路とを備える電圧制御型水晶発振器。
【請求項２】
前記第１のリアクタンスが第１のインダクタンスを含み、前記第２のリアクタンスが第２のインダクタンスを含む、請求項２に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項３】
前記第１のインダクタンスが前記第１の水晶と直列に配置され、前記第２のインダクタンスが前記第２の水晶と直列に配置され、前記第１および第２の水晶と前記第１および第２のインダクタンスとが水晶共振構造を形成する、請求項２に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項４】
前記水晶共振構造と直列に配置された第３のリアクタンスを更に備える、請求項３に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項５】
前記第３のリアクタンスがキャパシタンスを含む、請求項４に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項６】
前記キャパシタンスが可変である、請求項５に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項７】
前記第２の水晶と並列に配置されたタンク回路を更に備える、請求項３に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項８】
水晶発振信号を供給するために並列に配置された第１の水晶および第２の水晶を有する水晶共振器手段と、
前記第１の水晶を同調させるために前記第１の水晶に関連付けられた第１のリアクタンス手段と、
前記第２の水晶を同調させるために前記第２の水晶に関連付けられた第２のリアクタンス手段と、
前記水晶発振信号に応答して振動信号を出力するために前記水晶共振器手段と通信するトランジスタ手段とを備える電圧制御型水晶発振器。
【請求項９】
前記第１のリアクタンス手段が第１のインダクタンスを含み、前記第２のリアクタンス手段が第２のインダクタンス手段を含む、請求項８に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１０】
前記第１のインダクタンスが前記第１の水晶と直列に配置され、前記第２のインダクタンスが前記第２の水晶と直列に配置された、請求項９に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１１】
前記水晶共振器手段と直列に配置された第３のリアクタンスを更に備える、請求項１０に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１２】
前記第３のリアクタンスがキャパシタンスを含む、請求項１１に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１３】
前記キャパシタンスが可変である、請求項１２に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１４】
前記水晶共振器手段の同調応答を線形化するために前記第２の水晶と並列に配置されたタンク回路手段を更に含む、請求項３に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１５】
第１の水晶と、
出力振動信号を生成するために正帰還をもたらすように前記第１の水晶に結合されたトランジスタと、
対応する変化が可変リアクタンスに生じた時に前記振動信号の周波数の変化を生み出すように前記第１の水晶に結合された可変リアクタンスと、
前記可変リアクタンスと前記第１の水晶とを備える共振回路に結合され、前記振動信号の前記周波数に対して少なくとも０．４％の周波数可変範囲を提供するように選択された値を有する第１のインダクタンスとを備える、制御型水晶発振器。
【請求項１６】
前記第１のインダクタンスを介して前記第１の水晶に結合されており前記共振回路に含まれる第２の水晶を更に備える、請求項１５に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１７】
前記第１の水晶のＱ特性を低減するために前記第１の水晶に結合されたエネルギー散逸インピーダンスを更に備え、前記第１のインダクタンスが前記エネルギー散逸インピーダンスから前記第２の水晶を分離する、請求項１６に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１８】
前記可変リアクタンスが、前記第１と第２の水晶間の接合端子に結合された可変キャパシタンスを備える、請求項１６に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１９】
前記第２の水晶に結合された第２のインダクタンスを更に備え、前記可変リアクタンスが前記第１と第２のインダクタンス間の接合端子に結合された、請求項１６に記載の制御型水晶発振器。
【請求項２０】
第１の水晶と、
前記第１の水晶に結合されて共振回路を形成する第２の水晶と、
出力振動信号を生成するために正帰還をもたらすように前記共振回路に結合されたトランジスタと、
対応する変化が可変リアクタンスに生じた時に前記振動信号の周波数の変化を生み出すように前記第１の水晶に結合された可変リアクタンスと、
前記第１の水晶のＱ特性を低減して発振器の周波数可変範囲を増大させるために、前記共振回路中で前記第１の水晶に結合されたエネルギー散逸インピーダンスと、
前記第１の水晶と前記エネルギー散逸インピーダンスのうちの一方から前記第２の水晶を分離して、前記第２の水晶のＱ特性に対する前記エネルギー散逸インピーダンスの効果を低減するための、前記共振回路中で結合されたインピーダンスとを備える制御型水晶発振器。
【請求項２１】
前記インピーダンスが第１のインダクタンスを含む、請求項２０に記載の制御型水晶発振器。
【請求項２２】
前記可変リアクタンスが、前記第１と第２の水晶間の接合端子に結合された可変キャパシタンスを含む、請求項２１に記載の制御型水晶発振器。
【請求項２３】
前記第２の水晶に結合された第２のインダクタンスを更に備え、前記可変リアクタンスが前記第１と第２のインダクタンス間の接合端子に結合された、請求項２１に記載の制御型水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶発振器に関し、より詳細には、電圧制御型水晶発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振器または水晶発振器回路は、当技術分野で周知である。水晶発振器の特性の１つは、非常に安定した動作を提供できることである。従って、水晶発振器回路は、その非常に安定した動作の故に最もよく知られている。加えて、水晶発振器は有利なことに、低位相雑音の性能を提供する。更に、水晶発振器は低コストであり、小型でＱの高い水晶を含んでいる。しかし、現在の水晶発振器に関する欠点は、広帯域の動作を提供できない（即ち、周波数可変範囲が狭い）ことである。
【０００３】
本発明は、電圧で周波数を制御することができ、それにより動作周波数を所定の周波数帯域内で自由に選択することができるタイプの水晶発振器に関する。通常、所定の周波数帯域は、発振器および／または発振器構成要素により規定される。このタイプの水晶発振器は、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘｔａｌ（Ｃｒｙｓｔａｌ）  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）として知られている。
【０００４】
電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の動作周波数の範囲は、動作周波数の帯域または同調範囲と呼ばれることがある。通常、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）は、中心動作周波数を有し、上方（最大）動作周波数と下方（最小）動作周波数が電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の周波数可変範囲（ｐｕｌｌｉｎｇ  ｒａｎｇｅ）である。従来の問題は、電圧制御型水晶発振器が、約０．０５％（例えば、１０ＭＨｚの水晶に対して＋／−２．５ｋＨｚの周波数可変）以上に周波数を変えることができないことである。
【０００５】
従って、従来技術よりも広い周波数可変範囲を提供可能な電圧制御発振器が必要とされている。
【発明の開示】
【０００６】
（発明の概要）
本発明は、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）である。単一（ｓｉｎｇｌｅ：一つ）または二重（ｄｕａｌ：２つ）の水晶を別々にインダクタンスおよび／またはキャパシタンスに同調させて、広い周波数可変範囲を提供する。本発明の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）は、一般に、その公称共振周波数の１．２％よりも広い周波数可変範囲にわたり、安定した周波数出力を供給する。
【０００７】
本発明の一形態によれば、電圧制御型水晶発振器が提供される。この電圧制御型水晶発振器は、第１の水晶と、第１の水晶に並列に配置された第２の水晶と、第１の水晶に関連する第１のリアクタンスと、第２の水晶に関連する第２のリアクタンスと、第１および第２の水晶と通信し、振動信号を出力するように動作するトランジスタ回路とを備える。
【０００８】
本発明の別の形態によれば、電圧制御型水晶発振器が提供される。この電圧制御型水晶発振器は、水晶発振信号を提供するために並列に配置された第１の水晶および第２の水晶を有する水晶共振器手段と、第１の水晶を同調させるために第１の水晶に関連付けられた第１のリアクタンス手段と、第２の水晶を同調させるために第２の水晶に関連付けられた第２のリアクタンス手段と、水晶発振信号に応答して振動信号を出力するために水晶共振器手段と通信するトランジスタ手段とを備える。
【０００９】
本発明の別の形態によれば、振動信号を生成する方法が提供される。この方法は、（ａ）並列に配置された第１の水晶および第２の水晶を有する水晶共振器構造を提供すること、（ｂ）前記第１の水晶に関連する第１のリアクタンスを提供すること、（ｃ）前記第２の水晶に関連する第２のリアクタンスを提供すること、（ｄ）前記水晶共振器構造と前記第１および第２のリアクタンスから水晶発振信号を生成すること、および（ｅ）前記水晶共振器構造と通信するトランジスタ回路を提供することを含み、前記トランジスタ回路は、前記水晶発振信号に応答して振動信号を出力するように動作する。
【００１０】
限定はしないが、本発明は、インパルス伝送を利用したスペクトル拡散通信システム（例えば、時間領域スペクトル拡散システム、周波数ホッピング・スペクトル拡散システム、および直接シーケンス・スペクトル拡散システム）において、スペクトル拡散符号をより速く容易に追跡し捕捉するのに適用される。この技法は、やはり限定はしないが、ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：同期光ファイバ・ネットワーク）、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ：非同期転送モード）、および／またはイーサネット（ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標））ベースのシステムでのクロック回復に採用する／適応させることもできる。更に、本発明の様々な実施例をコルピッツ（Ｃｏｌｐｉｔｔｓ）型の発振器に関して開示するが、ピアス（Ｐｉｅｒｃｅ）発振器、クラップ（Ｃｌａｐｐ）発振器、ハートレー（Ｈａｒｔｌｅｙ）発振器、および／または他の発振器など、他のタイプの発振器にも適用されることを理解されたい。
【００１１】
本発明の実施例に関する以下の説明を添付の図面と共に参照することにより、本発明に関する前述のおよび他の特徴および利点、並びにそれらを達成する方法がよりはっきりし、本発明がよりよく理解されるであろう。
【００１２】
複数の図において対応する参照符号は、対応する部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、２０で一般的な石英水晶の等価電気回路を示し、これを参照する。石英水晶２０の等価電気回路は、第１の端子２２および第２の端子２４を有する。
【００１４】
具体的には、石英水晶（ｑｕａｒｔｚ  ｃｒｙｓｔａｌ）２０の等価電気回路は、インダクタ２６で表されるインダクタンス（「モーショナル（動）インダクタンス」と呼ばれることがある）と、コンデンサ３０で表されるキャパシタンス（「モーショナル（動）キャパシタンス」と呼ばれることがある）と、抵抗器２８で表される抵抗（抵抗器２８で表される機械的損失）とを有する。インダクタ２６、コンデンサ３０、および抵抗器２８は、直列構成要素を構成する。また、石英水晶２０の等化電気回路は、コンデンサ３２で表される分流（ｓｈｕｎｔ）キャパシタンスも有する。分流キャパシタンス３２は、電極キャパシタンスと容器（即ち、水晶を収納するケース）キャパシタンスの合計として定義される。分流キャパシタンスは、水晶を直列共振周波数よりも高い周波数で動作させる際に重要である。コンデンサ３２は、並列構成要素を構成する。従って、コンデンサ３２は、直列構成要素と並列に結合されている。
【００１５】
様々な式および／または識別子を提示し易くするために、インダクタ２６をＬ１と表し、モーショナル（動）キャパシタンス３０をＣ１と表し、レジスタ２８をＲ１と表し、分流コンデンサ３２をＣ０とも表す。
【００１６】
石英水晶（石英水晶の等価電気回路）２０には、２つの可能な動作モードがある。即ち、直列共振モードと並列共振モードである。石英水晶２０についての振動周波数および関連するパラメータは、式（１）、（２）、（３）の符号を付す以下の式により得られる。
【００１７】
具体的には、水晶２０の直列共振（即ち、直列共振周波数）ｆｓは、以下の式（１）により得られる。
【数１】
2004527976.tif 000003
直列共振点は、最低インピーダンスの点である。言い換えると、最低水晶インピーダンスは、直列共振周波数にある。
【００１８】
水晶２０の並列共振点（即ち、並列共振周波数）ｆｐは、最高インピーダンスの点である。言い換えると、最高水晶インピーダンスは並列共振周波数にある。並列共振は、以下の式（２）により得られる。式（３）も同様に提示する。具体的には、並列共振振周波ｆｐは、式（２）により次のように得られる。
【数２】
2004527976.tif 000004
である。
【数３】
2004527976.tif 000005
【００１９】
並列モード動作に使用できる水晶は、水晶２０と直列になった特定の負荷キャパシタンス（図示せず）を使用することにより（水晶２０と並列になった特定の負荷キャパシタンス（図示せず）を使用するのではなく）、直列モード動作で使用することができる。水晶２０の共振周波数は、並列または直列トリム（ｔｒｉｍ：微調整）用キャパシタンス（コンデンサ）を適宜追加することにより微調整することができる。
【００２０】
次に、図２を参照すると、本明細書で述べる本発明の原理による、４０で電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の全体的なブロック図が示されている。電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）４０は、入力４１および出力４６を有する。入力４１は、物理的な端子等と、物理的な端子で生じる入力信号との両方を表す。入力４１は、水晶回路４２と通信する。水晶回路４２は、共振器構造を提供するように動作する。水晶回路４２は、トランジスタ回路４４に結合されている。トランジスタ回路４４は、発振器構造を提供するように動作する。水晶回路４２は、トランジスタ回路４４に共振入力を供給する。一形態では、発振器構造はコルピッツ発振器であり、より具体的には、標準的なコルピッツ発振器の一変形である。ただし、本発明は他のタイプの発振器構成でも利用できることを理解されたい。トランジスタ回路４４には、出力４６が結合されている。出力４６は、物理的な端子等と、物理的な端子で生じる発振器出力信号との両方を表す。
【００２１】
次に図３を参照すると、本原理による、５０で例示的な単一（シングル）水晶電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）実施例の全体的電気的概略図が示されている。電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０は、トランジスタ回路４４と同様にトランジスタ回路５２を含んでいる。トランジスタ回路５２は、変形コルピッツ発振器を形成し、出力２４と同様に出力６０を有する。また、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０は、水晶回路４２と同様に水晶回路５４も含んでいる。水晶回路５４は、トランジスタ回路５２に結合されている。トランジスタ回路５２には、電圧源５６が結合されている。
【００２２】
具体的には、トランジスタ回路５２はＮＰＮトランジスタＱ１を含み、このＮＰＮトランジスタＱ１は、選択可能キャパシタンスのコンデンサＣ２およびＣ３で形成される分圧器を含む帰還ループ５３を有する。具体的には、コンデンサＣ２は、トランジスタＱ１のベースとトランジスタＱ１のエミッタとの間に結合され、コンデンサＣ３は、トランジスタＱ１のエミッタと大地（ｇｒｏｕｎｄ：グランド）との間に結合されている。帰還ループ５３は、振動を維持するのに十分な帰還をトランジスタＱ１に提供する。エミッタ抵抗Ｒ３が、大地と、コンデンサＣ２とＣ３の接合点またはノードとの間に設けられている。また、エミッタ抵抗器Ｒ３は、トランジスタＱ１のエミッタにも結合されている。
【００２３】
トランジスタ回路５２は、トランジスタＱ１の動作点を制御するためのバイアス抵抗も含んでいる。図３の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０では、バイアス抵抗は抵抗器Ｒ１およびＲ２の形式をとっている。抵抗器Ｒ１は、電圧源５６とトランジスタＱ１のベースとの間に結合されている。抵抗器Ｒ２は、一方の接合点またはノードでトランジスタＱ１のベースと抵抗器Ｒ１との間に結合され、且つ、大地と結合されている。出力６０は、トランジスタＱ１のコレクタに結合されたコンデンサＣ５により容量性結合されている。加えて、インダクタＬ２およびコンデンサＣ４として具体化されたＬＣ回路などのタンク回路（ｔａｎｋ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が、トランジスタＱ１のコレクタおよび出力６０（コンデンサＣ５）に結合されている。
【００２４】
具体的には、水晶回路５４は、水晶Ｘｔａｌ１（好ましくは石英水晶）を含んでいる。水晶Ｘｔａｌ１は、その一端でインダクタＬｘ（インダクタンス）に結合され、且つ、可変キャパシタンス５８に結合されている。可変キャパシタンス５８は、第１の固定キャパシタンスまたはコンデンサＣｘと、第２の可変キャパシタンスまたはコンデンサＣｖとの並列構成として電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０中に組み込まれている。コンデンサＣｘおよびＣｖは、大地に結合されている。インダクタまたはインダクタンスＬｘは、水晶回路５４中に設けられ、水晶Ｘｔａｌ１をトランジスタＱ１のベースに結合している。
【００２５】
水晶Ｘｔａｌ１は、あらゆる水晶と同様に基本周波数を有する。インダクタンスＬｘに結合された水晶のこの基本周波数は、水晶の同調または周波数可変をもたらす。選択されたインダクタンス（例えば、Ｌｘ）およびキャパシタンス（例えば、Ｃｘおよび／またはＣｖ）（一方は、電圧可変）と共に水晶の電気特性を利用して、水晶を変化させる。図３の実施例では、キャパシタンスＣｖは可変であり、可変コンデンサとして作用する半導体接合を使用して実装することができる。このような接合は、入力電圧の変化に伴って変化するキャパシタンスを提供することができる。この可変キャパシタンスは、バラクタ（ｖａｒａｃｔｏｒ）として動作する。
【００２６】
Ｌｘは、コンデンサ値と共に共振により水晶の同調をもたらす機能を備えている。従って、インダクタンスの値を選択することが必要である。図７に、図３の単一水晶の電圧制御型水晶発振器についての、インダクタンス対可変周波数を表したグラフを示す。図７で、インダクタＬｘ（またはインダクタンス）は、Ｌｘの値が７μＨ未満の場合に１０．７ＭＨｚで５０ｋＨｚの周波数可変を提供し、Ｌｘの値がより大きい（１３μＨまで）場合に１０．７ＭＨｚで、例えば約３００ｋＨｚまでの周波数可変を提供することが分る。これは２．８％の周波数可変範囲をもたらす。本発明は、同調線形性（２％よりもよい）と、同調範囲にわたる単側波帯（ＳＳＢ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｉｄｅ  Ｂａｎｄ）位相雑音変化（同調範囲全体にわたり６ｄｂｃ／ｈｚよりもよい）とを犠牲にすることなく、最低５０ｋＨｚまたは０．４６％の周波数可変を提供する。
【００２７】
電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０に関しては、水晶Ｘｔａｌ１のリアクタンス（Ｘｅ）と回路のリアクタンス（Ｘ）が以下の関係を満たす場合に、振動が発生することになる。
【数４】
2004527976.tif 000006
式（４）は、発振器を動作させるための最悪の場合の動作条件を表している。通常の好ましい動作条件下では、以下の関係が有効である。
【数５】
2004527976.tif 000007
【００２８】
図３の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０に関しては以下のとおりである。
【数６】
2004527976.tif 000008
上式で、ｇｍはトランジスタＱ１の相互コンダクタンスであり、ωはトランジスタＱ１の振動の角周波数である。キャパシタンスＣ２およびＣ３は、所望の適切な動作に合わせて選択され、その値は既知のＲ、ｇｍ、およびωの値に対して求めることができる。バイアス抵抗器Ｒ１およびＲ２は、所望の適切な動作に合わせて選択され、トランジスタＱ１の所望の動作点を提供するように選択することができる。回路５４中のコンデンサＣｘおよびＣｖは、水晶Ｘｔａｌ１または発振器のモーショナル（動）キャパシタンスと共に、回路の周波数可変範囲を制御することになる。負荷キャパシタンス（即ち、Ｃｘ、Ｃｖ）による共振周波数をｆ１とすると、ｆ１とｆｓとの差（周波数変化）（ここではインダクタンスは無視する）は、以下の式により得られる。
【数７】
2004527976.tif 000009
上式で、
【数８】
2004527976.tif 000010
である。
【００２９】
従って、本発明の一態様によれば、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０は、水晶回路５４中でインダクタＬｘにより表されるインダクタンスを含んでいる。先に示したように、インダクタンス（即ち、インダクタＬｘ）は、水晶回路５４の、従って電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）５０の周波数可変範囲を増大させることができる。具体的には、周波数可変範囲はこの場合、以下の式で数学的に表すことができる。
【数９】
2004527976.tif 000011
【００３０】
図４を参照すると、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の別の実施例の電気的概略図が示されており、ここでは電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）は７０で全体的に示されている。電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）７０は、トランジスタ回路４４と同様にトランジスタ回路７２を含んでいる。トランジスタ回路７２は、変形コルピッツ発振器を形成し、出力２４と同様に出力７８を有する。また、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）７０は、水晶回路４２と同様に水晶回路７４も含んでいる。水晶回路７４はトランジスタ回路７２に結合されている。トランジスタ回路７２には、電圧源７６が結合されている。
【００３１】
具体的には、トランジスタ回路７２はＮＰＮトランジスタＱ１を含み、このＮＰＮトランジスタＱ１は、選択可能キャパシタンスのコンデンサＣ２およびＣ３で形成される分圧器を含む帰還ループ７３を有する。具体的には、コンデンサＣ２は、トランジスタＱ１のベースとトランジスタＱ１のエミッタとの間に結合され、コンデンサＣ３は、トランジスタＱ１のエミッタと大地との間に結合されている。帰還ループ７３は、振動を維持するのに十分な帰還をトランジスタＱ１に提供する。エミッタ抵抗Ｒ３が、大地と、コンデンサＣ２とＣ３の接合点またはノードとの間に設けられている。エミッタ抵抗器Ｒ３はまた、トランジスタＱ１のエミッタにも結合されている。
【００３２】
トランジスタ回路７２は、トランジスタＱ１の動作点を制御するためのバイアス抵抗も含んでいる。図４の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）７０では、バイアス抵抗は、抵抗器Ｒ１およびＲ２の形式をとっている。抵抗器Ｒ１は、電圧源７６とトランジスタＱ１のベースとの間に結合されている。抵抗器Ｒ２は、一方の接合点またはノードでトランジスタのベースと抵抗器Ｒ１との間に結合され、且つ、大地と結合されている。出力７８は、トランジスタＱ１のコレクタに結合されたコンデンサＣ５により容量性結合されている。加えて、インダクタＬ２およびコンデンサＣ４として具体化されたＬＣ回路などのタンク回路が、トランジスタＱ１のコレクタおよび出力７８（コンデンサＣ５）に結合されている。
【００３３】
具体的には、水晶回路７４は、水晶Ｘｔａｌ１（好ましくは石英水晶）を含んでいる。水晶Ｘｔａｌ１は、その一端で、トランジスタＱ１のベースに結合されたインダクタンス（インダクタＬｘ）に結合され、且つ、可変キャパシタンス８０に結合されている。可変キャパシタンス８０は、第１の固定キャパシタンスまたはコンデンサＣａと、第２の固定キャパシタンスまたはコンデンサＣｂとの直列構成として水晶回路７４中に組み込まれ、コンデンサＣｂは、選択的にコンデンサＣａとの直列結合に切り換えたり直列結合を解除したりすることができる。コンデンサＣｂは、大地と、トランジスタ（スイッチ）Ｑ２のコレクタとエミッタの間とに結合されている。このようにして、トランジスタＱ２によりコンデンサＣｂをオンまたはオフに切り換えることができる。トランジスタＱ２のベースに加えられた入力信号（例えば、被変調入力）によりトランジスタＱ２がオフになったときは、可変キャパシタンスは、コンデンサＣａおよびＣｂの直列と等価なものになる。トランジスタＱ２のベースに加えられた入力信号（例えば、被変調入力）によりトランジスタＱ２がオンになったときは、可変キャパシタンスはコンデンサＣａになる。この場合、トランジスタＱ２の入力において変調を加え、それにより発振器を周波数シフト・キーイング（ＦＳＫ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：周波数偏移変調）タイプの変調器または低電力送信機にすることができる。
【００３４】
図４のインダクタＬｘ（インダクタンス）は、図３のインダクタンス（インダクタＬｘ）と同じまたは類似の方式で動作することを理解されたい。図４では、提供された値によれば電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）７０は、−９ｄｂｍの電力出力で最大周波数１０．６２５ＭＨｚおよび最小周波数１０．６１８ＭＨｚを提供する。
【００３５】
上述の式（３）および図４の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）７０に関して、この場合にキャパシタンスは以下のようになる。
【数１０】
2004527976.tif 000012
上式で、ＣＸは、Ｃａ、Ｃｂ、およびトランジスタＱ２の出力キャパシタンスＣｃｅの関数である。トランジスタＱ２が完全にオンのときは、ＣＸ＝Ｃａである。トランジスタＱ２がオフのときは、ＣＸは以下のようになる。
【数１１】
2004527976.tif 000013
周波数シフト（偏移）は、Ｃａ、Ｃｂを適切に選択することにより正しく制御することができる。
【００３６】
次に図５を参照すると、例示的で且つ基本的な電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の電気的概略図が９０で全体的に示されている。電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）９０は、トランジスタ回路４４と同様にトランジスタ回路９２を含んでいる。トランジスタ回路９２は、変形コルピッツ発振器を形成し、出力２４と同様に出力９６を有する。また、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）９０は、水晶回路４２と同様に水晶回路９４も含んでいる。水晶回路９４はトランジスタ回路９２に結合されている。トランジスタ回路９２には、５ボルトの電圧源が結合されている。
【００３７】
一形態では、トランジスタ回路９２はＮＰＮトランジスタＱ１および帰還ループ９３を含み、この帰還ループ９３は、コンデンサＣ１１およびＣ１３により形成される分圧器を含んでいる。具体的には、コンデンサＣ１１およびＣ１３は直列に結合されており、従って、コンデンサＣ１１はトランジスタＱ１のベースに結合され、コンデンサＣ１３は大地に結合されている。抵抗Ｒ７が、コンデンサＣ１１とＣ１３との接合点またはノードの間に設けられている。エミッタ抵抗Ｒ５が、抵抗器Ｒ７と、トランジスタＱ１のエミッタとに結合され、更に大地にも結合されている。コンデンサＣ１１および／またはＣ１３の値の変化により、種々の動作特性がもたらされる。従って、コンデンサＣ１１および／またはＣ１３を使用して電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）９０を同調させることができる。
【００３８】
出力９６は、トランジスタＱ１のコレクタに結合されたコンデンサＣ１２により容量性結合されている。加えて、抵抗器Ｒ４および／または抵抗器Ｒ６並びにコンデンサＣ９として具体化されたＲＣ回路などのフィルタが、トランジスタＱ１のコレクタと、トランジスタＱ１のベースとに結合されている。
【００３９】
具体的には、水晶回路９４は二重または一対の（ｔｗｉｎ：ツイン）水晶を含んでいる。より具体的には、水晶回路９４は、第１の共振下部構造（ｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）１００を有する第１の共振構造９８と、第２の共振下部構造１０６を有する第２の共振構造１０４を含んでいる。第１の共振下部構造１００は第１の水晶１０２を含み、これはその電気的概略図に相当するもので表されている。第２の共振下部構造１０６は第２の水晶１０８を含み、これはその電気的概略図に相当するもので表されている。第２の共振下部構造１０６は、追加のまたは「低Ｑ化」回路網または回路１１０を有することもできる（ここでは、抵抗器Ｒ３と並列であり全体としてインダクタＬ５と直列であるコンデンサＣ６として示す）。第１の共振構造９８は、水晶１０２と直列のインダクタンス（インダクタ）Ｌ２を含み、第２の共振構造１０４は、水晶１０８と直列のインダクタンス（インダクタ）Ｌ４を含んでいる。インダクタＬ２とＬ４とは、固定コンデンサＣ７とのノードで共に結合されている。コンデンサＣ７は、可変コンデンサＣｖと直列に結合されている。追加の回路１１０は、第２の共振構造１０４の同調応答の線形化をもたらす。これは、水晶の「Ｑ」を低減すること、即ち、水晶を「低Ｑ化」することにより達成される。具体的には、キャパシタンスＣｖの変化により、第２の共振構造１０４の共振周波数は線形になるか、またはより線形になる。言い換えると、キャパシタンスＣｖの値を変える図示しない電圧変化により、比例する（線形の）変化が発振器周波数（Δｆ）に生じる。
【００４０】
インダクタンスＬ２の変化が、共振構造９８／水晶１０２の同調をもたらし、インダクタンスＬ４の変化が、共振構造１０４／水晶１０８の同調をもたらす。加えて、固定コンデンサの値および可変コンデンサの可同調性の変動が、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の周波数可変範囲の変化をもたらす。
【００４１】
第１と第２の共振構造９８と１０４は並列であり、包含的な共振構造１１５全体は、一端でトランジスタＱ１のベースに結合され、且つ、直列のコンデンサＣ７およびＣｖに結合されている。
【００４２】
図５の二重水晶発振器９０は、先に示した広帯域電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）単一水晶の実施例と同様である。二重水晶発振器９０に関しては、第１と第２の水晶の両方を、並列共振水晶になるように選択する。インダクタンスＬ２およびＬ４は、個々の水晶の周波数可変範囲を向上させるために個別にそれぞれの水晶に直列に追加することのできる、２つの直列インダクタンスである（即ち、Ｌ２をＸｔａｌ１に、Ｌ４をＸｔａｌ２にそれぞれ追加する）。回路網またはトリマ回路１１０を水晶１０８の両端に挿入して、同調応答を線形化することができる（即ち、共振下部構造１０６の周波数応答をコンデンサＣｖの変化に対して線形にすることができる）。全体的な同調は、単一水晶電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の場合と同様に、コンデンサＣＶの変化により達成される。
【００４３】
より具体的には、回路網１００と１０６は異なる周波数、例えば１０．６３ＭＨｚと１０．７６ＭＨｚで共振する。回路網１０６に関するコンデンサＣ３（キャパシタンス）は、回路網１００と１０６との間で９０°の位相シフトをもたらし、それにより、回路網１００がその最低インピーダンスにあるとき、回路網１０６はその最高インピーダンスにあり、またその逆になる。これにより、回路網１００と１０６の両方が最低で対話することが保証される。インダクタＬ２は、コンデンサＣ２の効果を相殺し、Ｃ７、Ｃｖ、およびＬ３の変化による回路網１００の可同調性を向上させる。回路網Ｒ３、Ｃ６、およびＬ５（回路１１０）がない場合、共振回路１００および１０６は、同調線形性に影響を及ぼす場合のあるはっきりした同調特性を有する傾向がある。回路１１０は、水晶１０８の「Ｑ」を約４分の１〜５分の１に効果的に低減する。通常の水晶のＱは２０００である。回路１１０を適用すると、回路１０６のＱは４００〜５００の間に低減される。このＱの低減は、Ｃｖが変化したときに回路網１００から回路網１０６への移行が中断したり突然移行したりしないようにするのに役立つ。またこの構成では、複雑な補償回路の使用に頼らずに、図９に示すように２〜３％よりもよい同調線形性を実現することも可能である。
【００４４】
本発明の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）を適用して単側波帯（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｉｄｅｂａｎｄ：ＳＳＢ）位相雑音特性を同調範囲の上端と下端で維持することに関しては、２つの別々の直列インダクタＬ２およびＬ４を回路網１００と１０６の両方で（即ち、回路の両側で）使用して、コンデンサＣ２およびＣ５の効果をそれぞれ相殺する。電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）９０について測定した単側波帯（ＳＳＢ）位相雑音は、下端では−１４５ｄｂｃ／ｈｚ、上端では−１３９ｄｂｃ／ｈｚであり、６ｄｂｃ／ｈｚの差が生じた。
【００４５】
図６を参照すると、図５の二重水晶発振器９０が、様々な構成要素ごとに示す例示的な値と共に示されている。これらの値は、例示的なものであることを強調しておく。従って、選択した水晶１０２および１０８、選択したトランジスタＱ１、並びにその他の構成要素に応じて、他の値を使用することもできる。
【００４６】
図７に、図３の単一水晶の実施例についてのインダクタンスＬｘ対周波数変化のグラフを示し、これを１２０で示す。周波数は、１〜１３μＨのインダクタンスを利用して約５０ｋＨｚから約３００ｋＨｚまで（２５０ｋＨｚの範囲）シフト（変化）することができることが分る。
【００４７】
図７は、外部直列インダクタであるＬｘの値に対する周波数可変特性を示している。このインダクタの値を制御することにより、同調範囲を増大または低減することができることが分る。Ｌｘのインダクタンス値の特定の範囲は、水晶ケース・キャパシタンスＣ０１、Ｃ０２に依存する。回路網１００または１０６の、一方の水晶について試作品で使用されたＨＣ４９水晶の場合、Ｃ０１は約７ピコファラド（ｐｆ）であり、他方の回路網１００または１０６の、一方の水晶について試作品で使用されたＨＣ１８水晶の場合、Ｃ０２は約５ピコファラド（ｐｆ）であった。周波数同調範囲は、インダクタンスを１マイクロ・ヘンリー（μＨ）追加するごとに約２５ｋＨｚとして定量化することができる。
【００４８】
図８に、等しい値を有するキャパシタンスＣ２、Ｃ３の対（図３および図４）、または等しい値を有するキャパシタンスＣ１１、Ｃ１３の対（図５および図６）が単一水晶または二重水晶発振器（ＶＣＸＯ）の周波数変化にそれぞれ与える効果を示すグラフを示す。このグラフを１３０で示す。周波数は、対応するキャパシタンスの対の各キャパシタンスにつき１ｐｆから２４８ｐｆまで変化するキャパシタンスを利用して、約６０ｋＨｚから１４０ｋＨｚまで（８０ｋＨｚの範囲）シフトすることができることが分る。
【００４９】
前述の二重またはツイン水晶の実施例の周波数可変範囲は、前述の直列インダクタンスを有する単一水晶の線と同様の線に沿って発展し、この範囲は以下の式で計算することができる。
【数１２】
2004527976.tif 000014
上式で、Ｃ０１は第１の水晶の並列キャパシタンス、Ｃ１１は第１の水晶の直列キャパシタンス、ＣＬは負荷キャパシタンス、Ｃ０２は第２の水晶の並列キャパシタンス、Ｃ１２は第１の水晶の直列キャパシタンス、ωはタンク回路の共振周波数、Ｌ２およびＬ４は各水晶の直列インダクタンスである。以下のキャパシタンス値およびインダクタンス値を水晶に対して使用してシミュレーションを行った。
Ｃ０１＝２．５ｐｆ
Ｃ０２＝２．５ｐｆ
Ｃ１１＝０．０３ｐｆ
Ｃ１２＝０．０３ｐｆ
Ｌ１＝０．０８Ｈ
Ｌ２＝０．０８Ｈ
【００５０】
図９に、シミュレーションの結果を示す。図９は、同調電圧（×１０）対周波数変化（ＭＨｚ）のグラフを表しており、このグラフを１４０で示す。０．１ボルトから４ボルトまでの同調電圧が図示しない方式でコンデンサＣｖの値を変化させる結果、周波数変化は約１０．６３ＭＨｚから１０．７６ＭＨｚまでシフトすることができることが分る。グラフ１４０は、発振器周波数の１２８ｋＨｚの変化を示している。これは、最低１．２％の可変周波数に対応する。
【００５１】
次に、図１０を参照すると、本発明の別の実施例が示されている。具体的には、１５０で全体を示す電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）が示されている。一般に、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）１５０は二重またはツイン水晶電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）であり、二重水晶が、直列インダクタンス（インダクタ）と帰還ループ中の電圧可変キャパシタンス（コンデンサ）とに対して並列に配置されている。一般に、電圧制御型水晶発振器１５０は、並列に接続された２つの水晶を有し、これらと直列に固定インダクタンスＬ１と抵抗Ｒ１と可変キャパシタンスＣ３とが大地に接続されている。可変キャパシタンスＣ３は、電圧可変コンデンサＣ２により分流されており、回路に電気的な可同調性を提供する。従って電圧制御型水晶発振器１５０は、広い周波数可変範囲にわたって安定した周波数出力を提供するように動作する。
【００５２】
より具体的には、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）１５０は、水晶回路１４２およびトランジスタ回路１４４を含んでいる。水晶および／または水晶回路／論理（ｌｏｇｉｃ：ロジック）１４２は、水晶共振構造１５４と同調回路またはタンク回路１６０とで形成された主共振構造１５２を含んでいる。水晶共振構造１５４は、並列に配置された第１の水晶Ｘｔａｌ１および第２の水晶Ｘｔａｌ２を含んでいる。水晶共振構造１５４は、一端でトランジスタＱ２のベースに結合され、他方の端で同調構造１６０に結合されている。同調構造１６０は、インダクタンス（インダクタＬ１として）および抵抗（抵抗器Ｒ１として）を含んでいる。同調電圧入力１６２から注入された同調電圧が、同調回路１６０に入力される。同調回路１６０の共振周波数の全体的な値は、水晶共振構造１５４の共振周波数と一致すべきである。この複合回路網は、共振し、トランジスタＱ２のベースで低インピーダンスを可能にすることになる。このシステムの周波数可変は、Ｒ１およびＬ１により達成される。Ｒ１およびＬ１は、Ｃ３および／または水晶の内部寄生キャパシタンスと共に、共振回路を形成する。
【００５３】
更に、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）１５０のトランジスタ回路１４４は、コルピッツ発振器を形成するＮＰＮトランジスタＱ２を含んでいる。電圧帰還比率は、コンデンサＣ４およびＣ５（帰還回路網）により決定され、これらのコンデンサは一般に同値である。トランジスタおよび／またはトランジスタ回路／論理１４４の出力は、コンディショニング回路／論理１６４に提供される。整合（コンディショニング）回路／論理１６４は、コンデンサＣ６によりトランジスタＱ２の出力を容量性結合する。この出力は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）  Ｆ２およびそれに関連する増幅器回路／論理によりバッファ化される。ＦＥＴ  Ｆ２およびそれに関連する増幅器回路／論理は、出力１６８を提供する。
【００５４】
帰還コンデンサの値および直列インダクタンスを調整することにより可能になる可同調性の改善について分析する。逆の温度特性を有する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）デバイスを使用してバイポーラ・トランジスタをバイアスすることにより、トランジスタに温度補償がもたらされる。従来技術による電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の一般的な可同調性はＦ０の約０．０５％だが、本発明の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）１５０はＦ０の約１．２％であり、同調範囲が２４倍改善される。
【００５５】
一形態では、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）１５０は、発振器に対する温度補償を提供する。具体的には、本発明の一実施例によれば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）電流源１６６を利用して発振器のバイポーラ・トランジスタにバイアスをかけることにより、様々な温度範囲（例えば、−２０°Ｃ〜＋５５°Ｃ）にわたる電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の動作安定が達成される。ＦＥＴとバイポーラ・トランジスタは反対の温度特性を有するので、システム全体は、その温度範囲にわたって安定した性能の目標を達成することになる。ＦＥＴバイアス回路１６６は、定電流源である。加えて、ＦＥＴバイアス回路１６６は、トランジスタＱ２の温度による電圧変化とは反対の、温度による電圧変化も提供する。この回路は相補型であり、従ってその動作を補助する。
【００５６】
本発明の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の性能（出力レベルおよび／またはスペクトル特性）を安定させるために、コンデンサＣ６（例えば、２〜３ｐｆ）を使用して電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）出力を容量性結合し、次いで、ＦＥＴ増幅器回路（Ｆ２）によりバッファ化することができる。これにより電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）に十分な分離がもたらされ、従って、負荷条件の変化にわたり出力周波数およびスペクトル特性が比較的安定して維持される。
【００５７】
本発明の電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）は、１０ＭＨｚ水晶を１００ｋＨｚよりも広い範囲で周波数を変えることができる。様々な値のインダクタンスおよびキャパシタンスを使用して、水晶共振構造についてテストを行った。テストにより、インダクタンス１０μＨおよびキャパシタンス４４０ｐｆ（各２２０ｐｆの直列キャパシタンス）で、非常に安定した結果が達成されることが示された。インダクタンスを１２μＨに増加させることで、可同調性を改善することができる。単一水晶電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）の実施例に対して、本発明の二重水晶は、このような従来の単一水晶の実施例に勝って非常によい可同調性を有する。２つの水晶を使用し、インダクタンスを６μＨから１２μＨに変化させると、発振器の可同調性は５０ｋＨｚから２７５ｋＨｚに改善される。単一水晶では、通常は２〜３ｋＨｚの周波数可変範囲しか達成することができない。図４の帰還キャパシタンスＣ２、Ｃ３が２２０ｐｆに選択され、エミッタ帰還抵抗Ｒ２のベースが８１Ｋｏｈｍに選択され、直列インダクタンスＬｘが１０μＨのときは、単一水晶共振構造の周波数可変範囲は５０ｋＨｚから１４０ｋＨｚに改善されたことがわかった。動作範囲にわたる平滑な可同調性を保証するために、１８Ｋｏｈｍ抵抗器Ｒ１をＬ１の両端の分流として使用することが好ましい。
【００５８】
好ましい設計を有するものとして本発明を述べたが、本発明は、本開示の趣旨および範囲の内で更に変更することもできる。従って本明細書は、本発明の一般原理を用いた本発明の適用に関するどんな変形や使用もカバーするものとする。更に、本明細書は、本発明が関係しており添付の特許請求の範囲に含まれるなら、当技術分野における周知のまたは慣例の実施に含まれる本開示からの逸脱もカバーするものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】石英水晶の電気的モデルを示す図である。
【図２】本発明の原理による例示的な電圧制御型水晶発振器のブロック図である。
【図３】本発明の原理による、単一水晶の電圧制御型水晶発振器の例示的な一実施例の電気的概略図である。
【図４】本発明の原理による、単一水晶の電圧制御型水晶発振器のタンク回路部分にキャパシタンスを追加する方法を示す電気的概略図である。
【図５】本発明の原理による、二重またはツイン水晶の電圧制御型水晶発振器の例示的な一実施例の電気的概略図である。
【図６】様々な構成要素ごとの例示的な値を示す、図５の電気的概略図である。
【図７】単一水晶の電圧制御型水晶発振器についての、インダクタンス対周波数周波数可変を示すグラフである。
【図８】二重水晶の電圧制御型水晶発振器についての、キャパシタンス対周波数周波数可変を示すグラフである。
【図９】二重水晶電圧制御型水晶発振器についての、同調電圧対周波数変化（周波数可変）を示すグラフである。
【図１０】本発明の原理による二重またはツイン水晶の電圧制御型水晶発振器の、別の実施例の電気的概略図である。
【図１】
2004527976.tif 000015
【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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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月25日(2002.9.25)
【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】
第１の水晶と、
前記第１の水晶に並列に配置された第２の水晶と、
前記第１の水晶に関連する第１のインダクタンスと、
前記第２の水晶に関連する第２のインダクタンスと、
前記第１および第２の水晶と通信し、振動信号を出力するように動作するトランジスタ回路とを備える電圧制御型水晶発振器。
【請求項２】
前記第１のインダクタンスが前記第１の水晶と直列に配置され、前記第２のインダクタンスが前記第２の水晶と直列に配置され、前記第１および第２の水晶と前記第１および第２のインダクタンスとが水晶共振構造を形成する、請求項１に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項３】
前記水晶共振構造と直列に配置された第３のキャパシタンスを更に備える、請求項２に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項４】
前記キャパシタンスが可変である、請求項３に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項５】
前記第２の水晶と並列に配置されたタンク回路を更に備える、請求項２に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項６】
水晶発振信号を供給するために並列に配置された第１の水晶および第２の水晶を有する水晶共振器手段と、
前記第１の水晶を同調させるために前記第１の水晶に関連付けられた第１のインダクタンスを含む手段と、
前記第２の水晶を同調させるために前記第２の水晶に関連付けられた第２のインダクタンスを含む手段と、
前記水晶発振信号に応答して振動信号を出力するために前記水晶共振器手段と通信するトランジスタ手段とを備える電圧制御型水晶発振器。
【請求項７】
前記第１のインダクタンスが前記第１の水晶と直列に配置され、前記第２のインダクタンスが前記第２の水晶と直列に配置された、請求項６に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項８】
前記水晶共振器手段と直列に配置された第３のキャパシタンスを含む第３のリアクタンス手段を更に備える、請求項７に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項９】
前記キャパシタンスが可変である、請求項８に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１０】
前記水晶共振器手段の同調応答を線形化するために前記第２の水晶と並列に配置されたタンク回路手段を更に含む、請求項８に記載の電圧制御型水晶発振器。
【請求項１１】
第１の水晶と、
出力振動信号を生成するために正帰還をもたらすように前記第１の水晶に結合されたトランジスタと、
対応する変化が可変リアクタンスに生じた時に前記振動信号の周波数の変化を生み出すように前記第１の水晶に結合された可変リアクタンスと、
前記可変リアクタンスと前記第１の水晶とを備える共振回路に結合され、前記振動信号の前記周波数に対して少なくとも０．４％の周波数可変範囲を提供するように選択された値を有する第１のインダクタンスとを備える、制御型水晶発振器。
【請求項１２】
前記第１のインダクタンスを介して前記第１の水晶に結合されており前記共振回路に含まれる第２の水晶を更に備える、請求項１１に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１３】
前記第１の水晶のＱ特性を低減するために前記第１の水晶に結合されたエネルギー散逸インピーダンスを更に備え、前記第１のインダクタンスが前記エネルギー散逸インピーダンスから前記第２の水晶を分離する、請求項１２に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１４】
前記可変リアクタンスが、前記第１と第２の水晶間の接合端子に結合された可変キャパシタンスを備える、請求項１２に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１５】
前記第２の水晶に結合された第２のインダクタンスを更に備え、前記可変リアクタンスが前記第１と第２のインダクタンス間の接合端子に結合された、請求項１２に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１６】
第１の水晶と、
前記第１の水晶に結合されて共振回路を形成する第２の水晶と、
出力振動信号を生成するために正帰還をもたらすように前記共振回路に結合されたトランジスタと、
対応する変化が可変リアクタンスに生じた時に前記振動信号の周波数の変化を生み出すように前記第１の水晶に結合された可変リアクタンスと、
前記第１の水晶のＱ特性を低減して発振器の周波数可変範囲を増大させるために、前記共振回路中で前記第１の水晶に結合されたエネルギー散逸インピーダンスと、
前記第１の水晶と前記エネルギー散逸インピーダンスのうちの一方から前記第２の水晶を分離して、前記第２の水晶のＱ特性に対する前記エネルギー散逸インピーダンスの効果を低減するための、前記共振回路中で結合されたインピーダンスとを備える制御型水晶発振器。
【請求項１７】
前記インピーダンスが第１のインダクタンスを含む、請求項１６に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１８】
前記可変リアクタンスが、前記第１と第２の水晶間の接合端子に結合された可変キャパシタンスを含む、請求項１７に記載の制御型水晶発振器。
【請求項１９】
前記第２の水晶に結合された第２のインダクタンスを更に備え、前記可変リアクタンスが前記第１と第２のインダクタンス間の接合端子に結合された、請求項１７に記載の制御型水晶発振器。
【国際調査報告】
2004527976.tif 000059
2004527976.tif 000060
2004527976.tif 000061