(57)【要約】【課題】任意の発振周波数を有する振動子を接続しても、当該振動子の経時的な周波数変化に応じて、発振周波数を補正することが可能な発振システムを提供する。【解決手段】周波数調整部２６０は、振動子１００の発振周波数を調整する。発振部２２０は、周波数調整部２６０が調整した後の発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する。周波数比較部２４０は、周波数調整部２６０および発振部２２０に接続され、発振周波数および出力周波数を計測する。周波数比較部２４０は、出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の発振周波数とを比較することにより、発振周波数の周波数偏差を算出する。周波数調整部２６０は、周波数比較部２４０が算出した周波数偏差に基づいて、周波数偏差を減少させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に設けられた振動子に接続され、当該振動子の発振周波数を調整する周波数調整手段と、
前記周波数調整手段が調整した後の前記発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する発振手段と、
前記周波数調整手段および前記発振手段に接続され前記発振周波数および前記出力周波数を計測するとともに、前記出力周波数を前記定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を前記発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の前記発振周波数とを比較することにより、前記発振周波数の周波数偏差を算出する周波数比較手段と、
を備え、
前記周波数調整手段は、
前記周波数比較手段が算出した前記周波数偏差に基づいて、前記周波数偏差を減少させる補正を行う発振システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発振システムにおいて、
前記周波数調整手段は、前記周波数偏差が閾値未満であるときは前記補正を行わず、前記周波数偏差が閾値未満でないときは前記補正を行う発振システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発振システムにおいて、
前記所定桁数は、前記発振周波数の変化量の最大桁数以上である発振システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発振システムにおいて、
前記振動子からの第１の前記発振周波数を調整する第１の前記周波数調整手段と、
前記第１の周波数調整手段に接続され、前記第１の周波数調整手段からの前記第１の発振周波数に基づいて、前記第１の発振周波数と異なる第２の前記発振周波数に調整する第２の前記周波数調整手段と、
前記第１の周波数調整手段からの前記第１の発振周波数に基づいて第１の前記出力周波数を有する第１の前記出力信号を出力する第１の前記発振手段と、
前記第２の周波数調整手段からの前記第２の発振周波数に基づいて、前記第１の出力周波数と異なる第２の前記出力周波数を有する第２の前記出力信号を出力する第２の前記発振手段と、
を備え、
前記周波数比較手段は、
前記第１の出力信号および前記第２の出力信号から求めた第１の前記基準周波数および第２の前記基準周波数に基づいて、それぞれの第１の前記周波数偏差および第２の前記周波数偏差を算出し、
前記第１の周波数調整手段および前記第２の周波数調整手段は、
それぞれの前記第１の周波数偏差および前記第２の周波数偏差に基づいて前記補正を行う発振システム。
【請求項５】
請求項４に記載の発振システムにおいて、
前記周波数比較手段は、
前記第１の発振周波数および前記第１の出力信号を、前記第２の発振周波数および前記第２の出力信号と異なるタイミングで計測する発振システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発振システムにおいて、
前記発振手段は、前記発振周波数を前記定数倍に変換する回路を備え、
前記発振手段は、前記出力信号を逆変換して、前記出力周波数を前記定数倍で割った逆変換信号を前記周波数比較手段に送信し、
前記周波数比較手段は、前記逆変換信号に基づいて、前記基準周波数を算出する発振システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の発振システムにおいて、
前記周波数調整手段は、可変抵抗および可変容量素子を備え、
前記可変抵抗および前記可変容量素子を制御することにより、前記発振周波数を調整する発振システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の発振システムにおいて、
前記発振手段、前記周波数比較手段および前記周波数調整手段は、同一の半導体集積回路に設けられている発振システム。
【請求項９】
回路基板と、
前記回路基板上に設けられた振動子と、
前記回路基板上のうち前記振動子と異なる位置に設けられた半導体集積回路と、
を備え、
前記半導体集積回路は、
前記振動子に接続され、当該振動子の発振周波数を調整する周波数調整手段と、
前記周波数調整手段に接続され、前記発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する発振手段と、
前記周波数調整手段および前記発振手段に接続され前記発振周波数および前記出力周波数を計測するとともに、前記出力周波数を前記定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を前記発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の前記発振周波数とを比較することにより、前記発振周波数の周波数偏差を算出する周波数比較手段と、
を備え、
前記周波数調整手段は、
前記周波数比較手段が算出した前記周波数偏差に基づいて、前記周波数偏差を減少させる補正を行う電子機器。
【請求項１０】
外部に設けられた振動子を発振させ、当該振動子の発振周波数を調整するとともに、前記発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する工程と、
前記発振周波数および前記出力周波数を計測する工程と、
前記出力周波数を前記定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を前記発振周波数の基準周波数とする工程と、
前記基準周波数と現在の前記発振周波数とを比較することにより、前記発振周波数の周波数偏差を算出する工程と、
前記周波数偏差に基づいて、前記周波数偏差を減少させる補正を行う工程と、
を備える周波数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振システム、電子機器および周波数制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動子を用いた発振器（発振システム）は、高い周波数精度で発振することが求められている。そのため、出力周波数を測定または調整するために、様々な方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１（特開２００６−２５３３６号公報）には、以下のような圧電発振器が記載されている。同一のパッケージ内に、水晶振動子と、発振回路と、調整端子とが設けられている。調整端子は、所定の信号が入力されることにより、発振器モードから振動子モードに変更する。これにより、実装後において、振動子を発振器から分離して水晶振動子の周波数を測定することができるとされている。
【０００４】
特許文献２（特開２００１−３３９２４４号公報）には、以下のような圧電発振器が記載されている。この圧電発振器は、発振回路と、周波数比較回路と、逐次比較レジスタと、メモリーと、を備えている。所定の温度において、周波数比較回路は、外部の発振回路からの外部基準周波数信号と、発振回路からの発振出力信号と、を比較する。逐次比較レジスタは、周波数比較回路からの比較結果に基づいて、発振出力信号の周波数を外部基準周波数信号の周波数に一致させるデジタル信号を出力する。また、逐次比較レジスタは、当該デジタル信号を所定の温度における補償データとしてメモリーに保存する。さらに、所定の温度をスイープさせることによって、メモリーは各温度の補償データを保存する。これにより、全ての構成部材の特性を合わせこんだ形で、制度の良い補償データを求めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０２５３３６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３９２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いずれの特許文献に記載の圧電発振器（以下で言う発振システム）は、使用する振動子が予め特定された状態で製造される。したがって、圧電発振器（発振システム）が製造された時点で、圧電発振器（発振システム）の出力周波数は限定されている。
【０００７】
そこで、本発明は、任意の発振周波数を有する振動子を接続しても、当該振動子の経時的な周波数変化に応じて、発振周波数を補正することが可能な発振システム、電子機器および周波数制御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】
【０００８】
本発明によれば、
外部に設けられた振動子に接続され、当該振動子の発振周波数を調整する周波数調整手段と、
前記周波数調整手段が調整した後の前記発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する発振手段と、
前記周波数調整手段および前記発振手段に接続され前記発振周波数および前記出力周波数を計測するとともに、前記出力周波数を前記定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を前記発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の前記発振周波数とを比較することにより、前記発振周波数の周波数偏差を算出する周波数比較手段と、
を備え、
前記周波数調整手段は、
前記周波数比較手段が算出した前記周波数偏差に基づいて、前記周波数偏差を減少させる補正を行う発振システムが提供される。
【０００９】
本発明によれば、
回路基板と、
前記回路基板上に設けられた振動子と、
前記回路基板上のうち前記振動子と異なる位置に設けられた半導体集積回路と、
を備え、
前記半導体集積回路は、
前記振動子に接続され、当該振動子の発振周波数を調整する周波数調整手段と、
前記周波数調整手段に接続され、前記発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する発振手段と、
前記周波数調整手段および前記発振手段に接続され前記発振周波数および前記出力周波数を計測するとともに、前記出力周波数を前記定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を前記発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の前記発振周波数とを比較することにより、前記発振周波数の周波数偏差を算出する周波数比較手段と、
を備え、
前記周波数調整手段は、
前記周波数比較手段が算出した前記周波数偏差に基づいて、前記周波数偏差を減少させる補正を行う電子機器が提供される。
【００１０】
本発明によれば、
外部に設けられた振動子を発振させ、当該振動子の発振周波数を調整するとともに、前記発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する工程と、
前記発振周波数および前記出力周波数を計測する工程と、
前記出力周波数を前記定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を前記発振周波数の基準周波数とする工程と、
前記基準周波数と現在の前記発振周波数とを比較することにより、前記発振周波数の周波数偏差を算出する工程と、
前記周波数偏差に基づいて、前記周波数偏差を減少させる補正を行う工程と、
を備える周波数制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、任意の発振周波数を有する振動子を接続しても、当該振動子の経時的な周波数変化に応じて、発振周波数を補正することが可能な発振システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る電子機器の構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る発振部の構成を示す模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る周波数調整部の構成を示す回路図である。
【図４】第１の実施形態に係る周波数制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のＳ１６０の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係る電子機器の構成を示す模式図である。
【図７】第２の実施形態に係る周波数制御方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１から図３を用い、第１の実施形態に係る発振システム２０および電子機器１０について説明する。第１の実施形態に係る発振システム２０は、以下の構成を備えている。周波数調整手段（周波数調整部２６０）は、外部に設けられた振動子１００に接続され、当該振動子１００の発振周波数を調整する。発振手段（発振部２２０）は、周波数調整手段（周波数調整部２６０）が調整した後の発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する。周波数比較手段（周波数比較部２４０）は、周波数調整手段（周波数調整部２６０）および発振手段（発振部２２０）に接続され、発振周波数および出力周波数を計測する。また、周波数比較手段（周波数比較部２４０）は、出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の発振周波数とを比較することにより、発振周波数の周波数偏差を算出する。さらに、周波数調整手段（周波数調整部２６０）は、周波数比較手段（周波数比較部２４０）が算出した周波数偏差に基づいて、周波数偏差を減少させる補正を行う。以下、詳細を説明する。
【００１５】
図１は、第１の実施形態に係る電子機器１０の構成を示す模式図である。図１のように、電子機器１０は、回路基板（不図示）、振動子１００および半導体集積回路を備えている。回路基板の上には、振動子１００が設けられている。また、半導体集積回路は、回路基板上のうち振動子１００と異なる位置に設けられており、発振システム２０を有している。振動子１００は、回路基板に設けられた配線を介して、半導体集積回路に接続されている。
【００１６】
第１の実施形態に係る発振システム２０とは、電子機器１０のうち少なくとも振動子１００を除いた部分のことをいう。発振システム２０は、たとえば、上記した半導体集積回路である。
【００１７】
ただし、発振システム２０は、半導体集積回路に加えて、回路基板までを含んでいてもよい。この場合、回路基板上のうち半導体集積回路と異なる位置には、振動子１００を接続するための接続ポート（不図示）が設けられている。接続ポートは、配線を介して半導体集積回路に接続されている。
【００１８】
第１の実施形態の発振システム２０は、振動子１００を含まない状態で、電子機器１０のメーカーなどへ供給される。言い換えれば、発振システム２０は、振動子１００を含まない状態で、取引形態となりうる。電子機器１０のメーカーは、回路基板上の接続ポートに振動子１００を接続することにより、電子機器１０を製造することができる。
【００１９】
振動子１００は、たとえば、水晶振動子である。なお、振動子１００は、その他の振動子であってもよい。
【００２０】
振動子１００を除いて、発振部２２０、周波数比較部２４０および周波数調整部２６０は、同一の半導体集積回路に設けられている。言い換えれば、振動子１００は、半導体集積回路内にパッケージされていない。これにより、電子機器１０のメーカーは、任意の振動子１００を選択することができる。
【００２１】
周波数調整部２６０は、外部に設けられた振動子１００に接続されている。周波数調整部２６０は、当該振動子１００の発振周波数を調整する。たとえば、周波数調整部２６０は、電圧を印加して振動子１００を発振させる。なお、振動子１００は、半導体集積回路とは別の電源から電圧を印加されることにより発振していてもよい。周波数調整部２６０の内部については、詳細を後述する。
【００２２】
周波数調整部２６０は、発振部２２０および周波数比較部２４０に接続されている。周波数調整部２６０は、調整された発振周波数を有する信号を、発振部２２０および周波数比較部２４０に送信する。
【００２３】
発振部２２０は、周波数調整部２６０が調整した後の発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号（Ｖｏｕｔ）を出力する。発振部２２０は、周波数調整部２６０だけでなく、周波数比較部２４０にも接続されている。後述するように、たとえば発振部２２０は、出力信号を逆変換して、出力周波数を定数倍で割った逆変換信号を周波数比較部２４０に送信する。または、発振部２２０は、出力信号と同一の出力周波数を有する信号を、周波数比較部２４０に送信してもよい。発振部２２０の内部については、詳細を後述する。
【００２４】
周波数比較部２４０は、周波数調整部２６０および発振部２２０に接続されている。周波数比較部２４０は、周波数調整部２６０から受信した信号に基づいて、振動子１００の発振周波数を計測する。また、周波数比較部２４０は、発振部２２０から受信した信号に基づいて、発振部２２０の出力周波数を計測する。
【００２５】
また、周波数比較部２４０は、出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を発振周波数の基準周波数とする。このとき、基準周波数が常に振動子１００の発振周波数の中心周波数と等しくなるように、「所定桁数」は予め設定されている。たとえば、「所定桁数」は、発振周波数の変化量の最大桁数以上である。これにより、当該基準周波数を、常に振動子１００の発振周波数の中心周波数と等しくすることができる。なお、所定桁数は任意の桁数であってもよい。ここでいう「中心周波数」とは、振動子１００に印加される電圧によって決定される、発振周波数の所望の中心値のことである。
【００２６】
そして、周波数比較部２４０は、当該基準周波数と現在の発振周波数とを比較する。これにより、周波数比較部２４０は、発振周波数の周波数偏差を算出する。なお、「周波数偏差」とは、発振周波数の中心周波数に対する発振周波数の変化量の比率のことをいう。この周波数制御方法については、詳細を後述する。
【００２７】
周波数比較部２４０は、記憶手段（記憶部（不図示））を備えていてもよい。記憶部は、たとえば、計測した発振周波数、出力周波数、基準周波数、および周波数偏差を一時保存する。また、記憶部は、たとえば、上記した所定桁数、周波数計測用のゲートタイム等を予め保存している。記憶部は、不揮発性メモリーであっても、揮発性メモリーであってもよい。なお、記憶手段は無くてもよい。
【００２８】
周波数調整部２６０は、周波数比較部２４０から周波数偏差の信号を受信する。周波数調整部２６０は、周波数比較部２４０が算出した周波数偏差に基づいて、周波数偏差を減少させる補正を行う。
【００２９】
以上の発振システム２０を備えている電子機器１０は、たとえば車載用である。または、電子機器１０は、屋外設置用である。このような電子機器１０は、温度変化が大きい環境下に晒される。温度変化が大きい場合、振動子１００の発振周波数は大きく変動する可能性がある。したがって、電子機器１０が第１の実施形態の発振システム２０を備えていることにより、温度変化が大きい環境下であっても高精度な出力周波数を得ることができる。
【００３０】
次に、図２を用い、発振部２２０の内部について説明する。図２は、第１の実施形態に係る発振部２２０の構成を示す模式図である。図２のように、発振部２２０は、周波数調整部２６０が調整した後の発振周波数を定数倍に変換する回路を備えている。ここでいう「定数倍」とは、たとえば１以上の整数である。具体的には、たとえば、発振部２２０は、プロセッサ部２２２、分周回路２２４および逓倍回路２２６を備えている。
【００３１】
逓倍回路２２６は、周波数調整部２６０から受信した信号に基づいて、振動子１００の発振周波数を逓倍した信号に変換する。たとえば、振動子１００が４０ＭＨｚで発振している場合、逓倍回路２２６は周波数を１６倍（６４０ＭＨｚ）に変換する。また、逓倍回路２２６は、分周回路２２４に接続されている。逓倍回路２２６は、発振周波数を逓倍した信号を分周回路２２４に送信する。
【００３２】
分周回路２２４は、逓倍回路２２６から受信した信号に基づいて、当該信号の周波数を整数で分割し、低い周波数の信号に変換する。たとえば、分周回路２２４は、逓倍回路２２６から受信した信号（６４０ＭＨｚ）の周波数を、１／２倍（３２０ＭＨｚ）に変換する。また、分周回路２２４は、プロセッサ部２２２に接続されている。分周回路２２４は、上記分周した信号をプロセッサ部２２２に送信する。
【００３３】
プロセッサ部２２２は、分周回路２２４から受信した信号に基づいて、所定の演算処理を行う。これにより、プロセッサ部２２２は、周波数調整部２６０が調整した後の発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号（Ｖｏｕｔ）を出力する。上記した例では、たとえば、プロセッサ部２２２は３２０ＭＨｚの出力信号（Ｖｏｕｔ）を出力する。
【００３４】
一方で、第１の実施形態では、逓倍回路２２６は、周波数比較部２４０にも接続されている。プロセッサ部２２２に向けて発振周波数を定数倍に変換した出力信号を、反対にプロセッサ部２２２から逓倍回路２２６に向けて逆変換する。これにより、発振部２２０は、出力信号を逆変換して、出力周波数を定数倍で割った逆変換信号を周波数比較部２４０に送信する。周波数比較部２４０は、当該逆変換信号に基づいて、上記した基準周波数を算出する。これにより、周波数比較部２４０は、高周波の周波数測定を行う必要がなく、振動子１００の発振周波数に近く出力信号よりも低い周波数で計測を行うことができる。言い換えれば、周波数比較部２４０は、発振周波数の同一桁数の周波数を計測する回路だけで構成することができる。
【００３５】
なお、分周回路２２４および逓倍回路２２６は、上記した配置と逆の配置であってもよい。また、発振部２２０は、いずれか一方のみを有していてもよい。また、発振部２２０が振動子１００の発振周波数と等しい周波数である場合は、分周回路２２４および逓倍回路２２６は無くてもよい。また、逓倍回路２２６が周波数比較部２４０に接続されている場合を説明したが、発振部２２０の出力側が周波数比較部２４０に接続されていてもよい。この場合、周波数比較部２４０は、出力信号の出力周波数から逆算値を算出する機能を有している。
【００３６】
次に、図３を用い、周波数調整部２６０の内部について、一例を説明する。図３は、第１の実施形態に係る周波数調整部２６０の構成を示す模式図である。
【００３７】
図３のように、たとえば、周波数調整部２６０は、可変抵抗（３４２並びに３４４）および可変容量素子（３２２並びに３２４）を備えている。周波数調整部２６０は、可変抵抗（３４２並びに３４４）および可変容量素子（３２２並びに３２４）を制御することにより、発振周波数を調整する。
【００３８】
周波数調整部２６０は、入力ライン（ＶＩＮ）、および出力ライン（符号不図示）として発振部２２０または周波数比較部２４０に接続している。入力ライン（ＶＩＮ）には、たとえば半導体集積回路の電源電圧が印加されている。
【００３９】
入力ライン（ＶＩＮ）には、可変容量素子３２２が接続されている。入力ライン（ＶＩＮ）は、可変容量素子３２２を介して、ＧＮＤに接地されている。可変容量素子３２２の入力側の一端は、振動子１００の一端に接続されている。
【００４０】
出力ラインには、可変抵抗３４４および可変容量素子３２４が直列に接続されている。可変容量素子３２４の一端は、ＧＮＤに接地されている。また、可変抵抗３４４および可変容量素子３２４の間には、振動子１００の他端に接続されている。
【００４１】
入力ライン（ＶＩＮ）および出力ラインは、可変抵抗３４２を介して接続されている。可変抵抗３４２は、入力ライン（ＶＩＮ）のうち振動子１００の一端より入力側の部分と、出力ラインのうち可変抵抗３４４の出力側の部分と、に接続されている。
【００４２】
周波数調整部２６０は、図示されていない領域に、たとえば可変抵抗（３４２並びに３４４）の抵抗値、および可変容量素子（３２２並びに３２４）の容量値を制御する制御手段（制御部（不図示））を備えている。周波数調整部２６０の制御部は、たとえば周波数比較部２４０からの周波数偏差の信号に基づいて、上記した可変抵抗（３４２並びに３４４）の抵抗値、および可変容量素子（３２２並びに３２４）の容量値を制御する。これにより、周波数調整部２６０は、振動子１００の発振周波数を調整して、当該調整された信号を、発振部２２０および周波数比較部２４０に送信する。
【００４３】
さらに、周波数調整部２６０は、図示されていない領域に、たとえば周波数偏差の閾値を保存する記憶手段（記憶部（不図示））を備えていてもよい。
【００４４】
次に、図４を用いて、第１の実施形態に係る周波数制御方法について説明する。図４は、第１の実施形態に係る周波数制御方法を説明するためのフローチャートである。第１の実施形態に係る周波数制御方法は、以下の工程を備えている。まず、外部に設けられた振動子１００を発振させ、当該振動子１００の発振周波数を調整するとともに、発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する（Ｓ１１０）。次いで、発振周波数および出力周波数を計測する（Ｓ１２０）。次いで、出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を発振周波数の基準周波数とする（Ｓ１３０）。次いで、基準周波数と現在の発振周波数とを比較することにより、発振周波数の周波数偏差を算出する（Ｓ１４０）。次いで、周波数偏差に基づいて、周波数偏差を減少させる補正を行う（Ｓ１６０）。以下、詳細を説明する。
【００４５】
図４のように、まず、たとえば周波数調整部２６０によって、外部に設けられた振動子１００を発振させる。周波数調整部２６０は、当該振動子１００の発振周波数を調整する。また、発振部２２０は、発振周波数の定数倍である出力周波数を有する出力信号を出力する（以上、Ｓ１１０：開始）。
【００４６】
次いで、周波数比較部２４０は、振動子１００からの発振周波数、および発振部２２０からの出力周波数を計測する（Ｓ１２０）。このとき、計測する発振部２２０の出力周波数は、たとえば、上記した出力数波数を定数倍で割った逆変換信号の周波数である。なお、計測する出力周波数は、出力信号の出力周波数であってもよい。
【００４７】
周波数比較部２４０は、たとえば、以下のようにして周波数を計測する。具体的には、周波数比較部２４０は、所定の時間（ゲートタイム）に含まれる被測定信号のパルス数をカウントし、このカウント値に基づいて被測定信号の周波数を算出する。
【００４８】
次いで、周波数比較部２４０は、出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を発振周波数の基準周波数とする（Ｓ１３０）。「出力周波数を定数倍で割る」処理は、上述のように、発振部２２０において出力信号の逆変換により行われる。「所定桁数以下を切り捨てる」処理は、言い換えれば、所定の有効数字で丸める処理のことをいう。
【００４９】
この工程（Ｓ１３０）は、たとえば、以下のようにして行う。
【００５０】
時刻ｔにおいて、振動子１００は、たとえば発振周波数ｆＩＮ（ｔ）で発振している。このとき、温度変化または経時変化によって、中心周波数ｆＣから変化量ΔｆＩＮ（ｔ）だけずれている。発振周波数ｆＩＮ（ｔ）は、下記式（１）で表される。
【００５１】
【数１】
2013207685.tif 000003
【００５２】
また、時刻ｔにおいて、発振部２２０は、周波数調整部２６０が調整した後の発振周波数ｆＩＮ（ｔ）の定数倍ｋ（ｋは１以上の整数）である出力周波数ｆＯＵＴ（ｔ）を有する出力信号を出力している。出力周波数ｆＯＵＴ（ｔ）は、下記式（２）で表される。
【００５３】
【数２】
2013207685.tif 000004
【００５４】
周波数比較部２４０は、以下のようにして、出力周波数ｆＯＵＴ（ｔ）を定数倍ｋで割って所定桁数ｎ（ｎは０以上の整数）以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を発振周波数の基準周波数ｆＲとする。基準周波数ｆＲは、下記式（３）で表される。
【００５５】
【数３】
2013207685.tif 000005
【００５６】
なお、Ｉｎｔ関数（Ｉｎｔ［Ａ］）は、対象となる数値Ａの小数点以下を切り捨てる関数のことである。また、「１０ｎ」とした部分は、二進数である２ｍであってもよい（ｍは０以上の整数）。
【００５７】
周波数比較部２４０において、式（３）で求められる基準周波数ｆＲが常に発振周波数の中心周波数ｆＣと等しくなるように、所定桁数ｎを予め設定しておく。すなわち、基準周波数ｆＲは、常に下記式（４）を満たす。
【００５８】
【数４】
2013207685.tif 000006
【００５９】
ここで、発振周波数ｆＩＮ（ｔ）のうち周波数偏差（ΔｆＩＮ（ｔ）／ｆＣ）の大きさは、用いる振動子１００の仕様に従って、ある程度の範囲内に限定される。たとえば、振動子１００の発振周波数の中心周波数が４０ＭＨｚである場合、周波数偏差はたとえば±５０ｐｐｍ以下である。したがって、振動子１００の仕様から、発振周波数の変化量ΔｆＩＮ（ｔ）の最大桁数を予め予測しておくことは可能である。
【００６０】
第１の実施形態では、所定桁数ｎは、たとえば発振周波数の変化量ΔｆＩＮ（ｔ）の最大桁数以上である。なお、当然ながら、所定桁数ｎは、発振周波数の中心周波数ｆＣの桁数以下である。すなわち、所定桁数ｎは、下記式（５）を満たすように設定されている。
【００６１】
【数５】
2013207685.tif 000007
【００６２】
これにより、式（２）、式（３）および式（５）により、常に基準周波数ｆＲは式（４）を満たす。このように、想定される周波数偏差（ΔｆＩＮ（ｔ）／ｆＣ）が必ず切り捨てられるように所定桁数ｎを予め設定しておくことにより、基準周波数ｆＲを常に発振周波数の中心周波数ｆＣと等しくすることができる。
【００６３】
具体的には、たとえば、あるユーザーが中心周波数ｆＣが４０ＭＨｚであって周波数偏差（ΔｆＩＮ（ｔ）／ｆＣ）が±５０ｐｐｍ以下である振動子１００を用いた場合、発振周波数の変化量ΔｆＩＮ（ｔ）の最大桁数は３である。この場合、所定桁数ｎは３以上である。これにより、基準周波数ｆＲを常に中心周波数ｆＣである中心周波数ｆＣ４０ＭＨｚと等しくすることができる。さらに、この場合、他のユーザーが、中心周波数ｆＣが２０ＭＨｚであって周波数偏差（ΔｆＩＮ（ｔ）／ｆＣ）が±３０ｐｐｍ以下である振動子１００を用いた場合であっても、基準周波数ｆＲを常に中心周波数ｆＣである中心周波数ｆＣ２０ＭＨｚと等しくすることができる。
【００６４】
次いで、周波数比較部２４０は、基準周波数ｆＲと現在の発振周波数ｆＩＮ（ｔ）とを比較することにより、発振周波数の周波数偏差（ΔｆＩＮ（ｔ）／ｆＣ）を算出する（Ｓ１４０）。
【００６５】
具体的には、基準周波数ｆＲと現在の発振周波数ｆＩＮ（ｔ）とを比較した値を、基準周波数ｆＲで割る。式（４）のように基準周波数ｆＲが常に発振周波数の中心周波数ｆＣと等しいため、下記式（６）のように時刻ｔにおける周波数偏差（ΔｆＩＮ（ｔ）／ｆＣ）を算出することができる。
【００６６】
【数６】
2013207685.tif 000008
【００６７】
次いで、周波数調整部２６０は、周波数比較部２４０が算出した周波数偏差に基づいて、周波数偏差を減少させる補正を行う。周波数偏差がプラスである場合は、発振周波数を減少させる補正を行う。周波数偏差がマイナスである場合は、発振周波数を増加させる補正を行う。
【００６８】
たとえば、上記した周波数偏差が閾値未満であるとき（Ｓ１５０Ｙｅｓ）、周波数調整部２６０は周波数偏差を減少させる補正を行わない。一方、周波数偏差が閾値未満でないとき（Ｓ１５０Ｎｏ）、周波数調整部２６０は周波数偏差を減少させる補正を行う（Ｓ１６０）。
【００６９】
ここでいう「閾値」とは、たとえば発振システム２０（半導体ＩＣ）を搭載した電子機器１０が許容できる出力周波数の周波数偏差に基づいて設定されている。なお、出力周波数の周波数偏差は、振動子１００の発振周波数の周波数偏差に等しい。具体的には、電子機器１０が周波数偏差Ｘｐｐｍを許容することができるとき、上記した閾値はＸｐｐｍである。
【００７０】
このように、周波数偏差が所定の閾値未満であるか否かに基づいて、周波数調整部２６０が補正を行うことにより、当該補正にかかる消費電力を削減することができる。
【００７１】
なお、閾値を設定することなく、常に周波数偏差が生じた場合に上記した補正を行ってもよい。
【００７２】
たとえば、図３を用いて上述したように、周波数調整部２６０は、可変抵抗（３４２並びに３４４）および可変容量素子（３２２並びに３２４）を制御することにより、発振周波数の「周波数偏差を減少させる補正」を行う。
【００７３】
図５は、図４のＳ１６０の一例を示すフローチャートである。図５のように、具体的には、周波数調整部２６０の制御部は、周波数比較部２４０からの周波数偏差に基づいて、可変抵抗の抵抗値を制御して、周波数偏差を減少させる（Ｓ１６１）。当該補正を行った後の周波数偏差が閾値未満であるとき（Ｓ１６２Ｙｅｓ）、周波数調整部２６０は補正を終了する。一方、当該補正を行った後の周波数偏差がまだ閾値以上であるとき（Ｓ１６２Ｎｏ）、周波数調整部２６０の制御部は、周波数比較部２４０からの周波数偏差に基づいて、可変容量素子の容量値を制御して、周波数偏差を減少させる（Ｓ１６３）。当該補正を行った後の周波数偏差が閾値未満であるとき（Ｓ１６４Ｙｅｓ）、周波数調整部２６０は補正を終了する。一方、当該補正を行った後の周波数偏差がまだ閾値以上であるとき（Ｓ１６４Ｎｏ）、再度、可変抵抗および可変容量素子の順で制御して、周波数偏差を減少させていく。
【００７４】
次いで、図４に戻り、出力信号の出力を継続するか否かを判断する（Ｓ１７０）。出力信号の出力を継続するとき（Ｓ１７０Ｙｅｓ）、再度、Ｓ１２０に戻り、Ｓ１３０からＳ１６０までの工程を順次繰り返していく。一方、出力信号の出力を継続しないとき（Ｓ１７０Ｎｏ）、出力信号の出力を終了する（Ｓ１８０）。
【００７５】
なお、Ｓ１７０において、発振システム２０は、たとえば電子機器１０側の停止信号に基づいて判断する。または、ユーザーが、発振システム２０に設けられたＯＮ／ＯＦＦスイッチ（不図示）を切り替えることによって、Ｓ１７０を行ってもよい。
【００７６】
次に、第１の実施形態の効果について説明する。
【００７７】
近年、電子機器１０に組み込まれる発振システム２０は、小型化および省スペース化が求められている。発振システム２０（半導体ＩＣ）の温度が上昇した場合、発振システム２０の外部に隣接して設けられた振動子１００に対して、温度が伝達してしまう。この場合、振動子１００の発振周波数は変化してしまう。したがって、発振システム２０は、高い周波数精度を保つことが困難になる可能性がある。
【００７８】
ここで、比較例として、以下のように、測定した温度に応じて発振周波数を補正する発振システム２０について説明する。比較例の発振システム２０は、たとえば、温度測定部を備えている。周波数比較部２４０は、所定の発振周波数および所定の温度における、発振周波数を補正するための周波数補償データを記憶部に保存している。なお、比較例では、用いる振動子１００が予め特定されている。上記した「所定の発振周波数」は、予め振動子１００が定められていることによって、一つの値に限定されている。
【００７９】
温度測定部は、発振システム２０の温度を測定し、温度に基づく信号を周波数比較部２４０に送信する。周波数比較部２４０は、温度測定部が測定した温度に基づいて、周波数補償データを参照して、補正信号を周波数調整部２６０に送信する。周波数調整部２６０は、補正信号に基づいて、発振周波数を調整する。
【００８０】
比較例では、温度測定部を有しているため、発振システム２０が大型化する可能性がある。振動子１００の発振周波数は、温度だけでなく、経時劣化により変化する。比較例では、このような経時劣化に対して周波数を補正することができない可能性がある。
【００８１】
また、比較例では、周波数補償データが広い温度範囲または狭い温度間隔で設定されているほど、記憶部の容量は増大する可能性がある。
【００８２】
さらに、比較例では、発振システム２０が製造された時点で、発振システム２０の出力周波数は限定されている。すなわち、ユーザーが、所望の発振周波数にあわせて、発振システム２０自体を変更しなければならない。周波数補償データが複数の発振周波数に対して設定されている場合、さらに記憶部の容量が増大する可能性がある。
【００８３】
これに対して、第１の実施形態によれば、周波数比較部２４０は、出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の発振周波数とを比較する。これにより、周波数比較部２４０は、発振周波数の周波数偏差を算出する。さらに、周波数調整部２６０は、周波数比較部２４０が算出した周波数偏差に基づいて、周波数偏差を減少させる補正を行う。
【００８４】
第１の実施形態によれば、実際の振動子１００の温度によらず、現在の発振周波数に基づいて、発振周波数を調整することができる。したがって、第１の実施形態の発振システム２０は、温度測定部を有している必要がない。また、温度に応じた補正値を保存していなくてもよい。これにより、発振システム２０を小型化することができる。
【００８５】
また、第１の実施形態によれば、現在の発振周波数に基づいて発振周波数を調整するため、発振周波数が経時変化した場合であっても発振周波数を補正することができる。
【００８６】
また、第１の実施形態によれば、発振システム２０が製造された時点で、発振システム２０の出力周波数は限定されていない。周波数比較部２４０は、出力周波数からの逆算値を発振周波数の基準周波数として、当該基準周波数と現在の発振周波数とを比較する。したがって、任意の発振周波数を有する振動子を接続しても、当該振動子の経時的な周波数変化に応じて、発振周波数を補正することが可能な発振システム２０を提供することができる。
【００８７】
（第２の実施形態）
図６を用い、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係る電子機器１０の構成を示す模式図である。第２の実施形態は、互いに異なる出力周波数を有する複数の出力信号を出力する点を除いて、第１の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
【００８８】
図６のように、第２の実施形態では、たとえば二つの周波数調整部（第１の周波数調整部２６０および第２の周波数調整部４６０）を備えている。第１の周波数調整部２６０は、振動子１００からの第１の発振周波数を調整する。第１の周波数調整部２６０は、たとえば図３に示した構成を備えている。
【００８９】
第２の周波数調整部４６０は、たとえば第１の周波数調整部２６０に接続している。第２の周波数調整部４６０は、第１の周波数調整部２６０を介して、振動子１００に接続している。第２の周波数調整部４６０は、たとえば第１の周波数調整部２６０からの第１の発振周波数に基づいて、第１の発振周波数と異なる第２の発振周波数に調整する。第２の周波数調整部４６０は、図３における振動子１００の部分を第１の周波数調整部２６０に置き換えている点を除いて、第１の周波数調整部２６０と同様である。
【００９０】
第２の周波数調整部４６０は、たとえば可変抵抗および可変容量素子を制御して、第１の発振周波数を第２の発振周波数に調整する。言い換えれば、第２の周波数調整部４６０は、後述する第２の周波数偏差を減少させるための補正を行う方法と同様にして、第１の発振周波数を第２の発振周波数に調整する。
【００９１】
具体的には、たとえば第１の周波数調整部２６０が第１の発振周波数として２５ＭＨｚに調整するとき、第２の周波数調整部４６０は第２の発振周波数として２８ＭＨｚに調整する。
【００９２】
さらに、第２の実施形態では、たとえば二つの発振部（第１の発振部２２０および第２の発振部４２０）を備えている。第１の発振部２２０は、第１の周波数調整部２６０からの第１の発振周波数に基づいて第１の出力周波数を有する第１の出力信号を出力する。
【００９３】
第２の発振部４２０は、第２の周波数調整部４６０からの第２の発振周波数に基づいて、第１の出力周波数と異なる第２の出力周波数を有する第２の出力信号を出力する。第１の発振部２２０および第２の発振部４２０は、たとえば図２に示した構成をそれぞれ備えている。
【００９４】
周波数比較部２４０は、第１の周波数調整部２６０、第２の周波数調整部４６０、第１の発振部２２０および第２の発振部４２０に接続されている。周波数比較部２４０は、第１の出力信号および第２の出力信号から求めた第１の基準周波数および第２の基準周波数に基づいて、それぞれの第１の周波数偏差および第２の周波数偏差を算出する。周波数比較部２４０は、第１の周波数偏差および第２の周波数偏差の信号を、それぞれ第１の周波数調整部２６０および第２の周波数調整部４６０に送信する。
【００９５】
周波数比較部２４０は、第１の発振周波数および第１の出力周波数を、第２の発振周波数および第２の出力周波数と異なるタイミングで計測する。これにより、一つの周波数比較部２４０だけで、第１の発振周波数、第１の出力周波数、第２の発振周波数および第２の出力周波数を計測することができる。
【００９６】
第１の周波数調整部２６０および第２の周波数調整部４６０は、それぞれの第１の周波数偏差および第２の周波数偏差に基づいて周波数偏差を減少させるための補正を行う。
【００９７】
次に、図７を用い、第２の実施形態に係る周波数制御方法について説明する。図６は、第２の実施形態に係る周波数制御方法を説明するためのフローチャートである。第２の実施形態に係る周波数制御方法は、以下の点を除いて、第１の実施形態と同様である。
【００９８】
図６のように、まず、たとえば第１の周波数調整部２６０によって、外部に設けられた振動子１００を発振させる。第１の周波数調整部２６０は、第１の発振周波数に調整する。第２の周波数調整部４６０は、第１の発振周波数に基づいて、第２の発振周波数に調整する。
【００９９】
このとき、第２の周波数調整部４６０は、たとえば図５のＳ１６２およびＳ１６４において、「周波数偏差＜閾値」を「現在の周波数＝第２の周波数」と置き換えた工程により、第２の発振周波数に調整する。
【０１００】
また、第１の発振部２２０および第２の発振部４２０は、それぞれ第１の発振周波数および第２の発振周波数に基づいて、第１の出力信号および第２の出力信号を出力する。（以上、Ｓ１１０：開始）。
【０１０１】
次いで、以下のようにして、「第１の発振周波数」に関する計測および補正を行う。周波数比較部２４０は、振動子１００からの第１の発振周波数、および第１の発振部２２０からの第１の出力周波数を計測する（Ｓ１２０）。
【０１０２】
周波数比較部２４０は、第１の出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を第１の発振周波数に対する第１の基準周波数とする（Ｓ１３０）。
【０１０３】
次いで、周波数比較部２４０は、第１の基準周波数と現在の第１の発振周波数とを比較することにより、第１の発振周波数の第１の周波数偏差を算出する（Ｓ１４０）。
【０１０４】
次いで、第１の周波数調整部２６０は、周波数比較部２４０が算出した第１の周波数偏差に基づいて、第１の周波数偏差を減少させる補正を行う。たとえば、第１の周波数偏差が第１閾値未満であるとき（Ｓ１５０Ｙｅｓ）、第１の周波数調整部２６０は第１の周波数偏差を減少させる補正を行わない。一方、第１の周波数偏差が第１閾値未満でないとき（Ｓ１５０Ｎｏ）、第１の周波数調整部２６０は第１の周波数偏差を減少させる補正を行う（Ｓ１６０）。
【０１０５】
次いで、以下のようにして、「第２の発振周波数」に関する計測および補正を行う。周波数比較部２４０は、振動子１００からの第２の発振周波数、および第２の発振部２２０からの第２の出力周波数を計測する（Ｓ２２０）。このように、周波数比較部２４０は、第１の発振周波数および第１の出力周波数を、第２の発振周波数および第２の出力周波数と異なるタイミングで計測する。
【０１０６】
周波数比較部２４０は、第２の出力周波数を定数倍で割って所定桁数以下を切り捨てた逆算値を算出して、当該逆算値を第２の発振周波数に対する第２の基準周波数とする（Ｓ２３０）。
【０１０７】
次いで、周波数比較部２４０は、第２の基準周波数と現在の第２の発振周波数とを比較することにより、第２の発振周波数の第２の周波数偏差を算出する（Ｓ２４０）。
【０１０８】
次いで、第２の周波数調整部４６０は、周波数比較部２４０が算出した第２の周波数偏差に基づいて、第２の周波数偏差を減少させる補正を行う。第２の周波数調整部４６０は、第２の周波数偏差が第２閾値未満であるか否かを判断する（Ｓ２５０）。第２閾値は、上記した第１閾値と異なる値であってもよい。
【０１０９】
第２の周波数偏差が第２閾値未満であるとき（Ｓ２５０Ｙｅｓ）、第２の周波数調整部４６０は第２の周波数偏差を減少させる補正を行わない。一方、第２の周波数偏差が第２閾値未満でないとき（Ｓ２５０Ｎｏ）、第２の周波数調整部４６０は第２の周波数偏差を減少させる補正を行う（Ｓ２６０）。
【０１１０】
出力信号の出力を継続するとき（Ｓ１７０Ｙｅｓ）、Ｓ１２０に戻り、Ｓ１３０からＳ１６０までの工程を順次繰り返していく。
【０１１１】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
ここで、比較例として、第１の出力周波数および第２の出力周波数のそれぞれに対して、振動子１００が設けられている場合が考えられる。比較例では、複数の振動子１００が設けられているため、発振システム２０を小型化することが困難である可能性がある。また、比較例では、複数の振動子のためのコストが増加する。
【０１１３】
さらに比較例では、測定した温度に応じて発振周波数を補正する場合、周波数補償データが振動子の数だけ増大する可能性がある。
【０１１４】
これに対して、第２の実施形態によれば、一つの振動子１００から互いに異なる出力周波数を有する複数の出力信号を得ることができる。これにより、複数の出力周波数を得る場合であっても、発振システム２０を小型化することができる。
【０１１５】
また、第２の実施形態によれば、第２の周波数調整部４６０は、後述する第２の周波数偏差を減少させるための補正を行う方法と同様にして、第１の発振周波数を第２の発振周波数に調整する。これにより、発振システム２０は、一つの振動子１００から任意の複数の発振周波数を得るとともに、それぞれの発振周波数の経時的な周波数変化に応じて、発振周波数の補正を行うことができる。
【０１１６】
以上、第２の実施形態において、第２の周波数調整部４６０も第２の周波数偏差に基づいて第２の発振周波数を調整する場合を説明した。しかし、第１の周波数偏差と第１の周波数偏差は同一である可能性がある。この場合、第２の周波数調整部４６０は、第２の周波数偏差に基づく調整を行わなくてもよい。
【０１１７】
また、第２の実施形態において、周波数比較部２４０が１つだけである場合を説明したが、周波数比較部は複数であってもよい。たとえば、第１の周波数調整部２６０および第１の発振部２２０のための第１の周波数比較部と、第２の周波数調整部４６０および第１の発振部２２０のための第２の周波数比較部と、が設けられていても良い。
【０１１８】
また、第２の実施形態において、発振システム２０は二つの出力周波数を出力する場合を説明したが、発振システム２０は二以上の出力周波数を出力してもよい。この場合、第２の周波数調整部４６０の後段に、他の周波数調整部（不図示）が連結して設けられていればよい。また、この場合、第２の周波数調整部４６０による補正の後（Ｓ２６０とＳ１７０との間）において、Ｓ２２０からＳ２６０と同様にして他の周波数調整部による補正を行えばよい。
【０１１９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  電子機器
２０  発振システム
２２０  発振部（第１の発振部）
２４０  周波数比較部（第１の周波数比較部）
２６０  周波数調整部（第１の周波数調整部）
３２２  可変容量素子
３２４  可変容量素子
３４２  可変抵抗
３４４  可変抵抗
４２０  第２の発振部
４６０  第２の周波数調整部
【図１】
2013207685.tif 000009
【図２】
2013207685.tif 000010
【図３】
2013207685.tif 000011
【図４】
2013207685.tif 000012
【図５】
2013207685.tif 000013
【図６】
2013207685.tif 000014
【図７】
2013207685.tif 000015