(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記電圧制御型発振回路は、周波数制御電圧入力端子を有し、
前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度補償を選択的に中止する
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項２】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振器と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記電圧制御型発振回路は周波数制御電圧入力端子を有し、
前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償回路から前記電圧制御型発振回路に供給される電圧を前記温度補償電圧と予め定めた一定電圧との間で選択的に切り替える
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項３】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記電圧制御型発振回路は、周波数制御電圧入力端子を有し、
前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償回路への電力の供給を選択的に中止する
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項４】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記電圧制御型発振回路は、周波数制御電圧入力端子を有し、
前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償電圧が前記電圧制御型発振回路に入力するのを選択的に中止する
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項５】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度補償を選択的に中止する
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項６】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償回路から前記電圧制御型発振回路に供給される電圧を前記温度補償電圧と予め定めた一定電圧との間で選択的に切り替える
ことを特徴とする温度補償発振器。
【請求項７】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償回路への電力の供給を選択的に中止する
ことを特徴とする温度補償発振器。
【請求項８】
圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、
前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償電圧が前記電圧制御型発振回路に入力するのを選択的に中止する
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の温度補償型発振器において、
前記圧電振動子を除く構成部品がワンチップＩＣで構成されている
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【請求項１０】
請求項９記載の温度補償型発振器において、前記ワンチップＩＣ及び前記圧電振動子とが一のパッケージに収納されている
ことを特徴とする温度補償型発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度補償型発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話等の電子機器に使用される発振器は、広い温度範囲で安定した発振周波数の出力信号を出力する必要があるため、温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）が使用されている。
この温度補償型発振器は、圧電振動子の発振周波数が負荷容量に応じて変化することを利用し、温度補償回路により温度に応じて負荷容量を変化させて発振周波数を一定に維持するものである。
このような温度補償型発振器においては、図９（ａ）に示すように、水晶振動子とＩＣ（温度補償回路等の集積回路）をそれぞれ別部品に実装し、水晶振動子の周波数温度特性を測定した後、良品の水晶振動子をＩＣ側と接合して構成したもの（以下、「二段構造タイプ」と呼ぶ。）や、図９（ｂ）に示すように、水晶振動子のパッケージに直接ＩＣを実装するもの（以下、「Ｈ構造タイプ」と呼ぶ。）や、図９（ｃ）に示すように、近年の携帯電話等の小型化の要請に対応させて水晶振動子とＩＣを同一空間内に実装して小型に構成したもの（以下、「小型タイプ」と呼ぶ。）等が存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、小型タイプの温度補償型発振器は、水晶振動子とＩＣが同一空間内に実装されているため、水晶振動子のみの周波数温度特性を測定することはできなかった。
このため、従来は小型タイプの温度補償型発振器の水晶振動子の評価は、この発振器の温度補償された出力周波数の測定結果に基づいて行っていた。
しかし、この場合、温度変化の中で発生する周波数変化の原因が温度補償の結果なのか、水晶振動子のアクティビティ・ディップ（Activity Dips）にあるのかを正確に判別することが困難な場合があり、水晶振動子の正確な評価ができないという問題があった。
一方、二段構造タイプやＨ構造タイプの温度補償型発振器は、水晶振動子とＩＣの接合前は水晶振動子のみの周波数温度特性を測定できるが、組み立て後（水晶振動子とＩＣを接合後）は小型タイプの場合と同様に測定することができない。
水晶振動子のアクティビティ・ディップには、その発生温度がＩＣ（発振回路）等の条件により変化するものがあるため、温度補償型発振器の組み立て後であっても温度補償を行わない状態の水晶振動発振器としての周波数温度特性を測定することができれば水晶振動子のアクティビティ・ディップの存在を正確に判別することが可能となる。
【０００４】
そこで本発明の目的は、組み立て後であっても水晶振動子等の圧電振動子の周波数温度特性を簡易に測定することができる温度補償型発振器及び温度補償型発振器の制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の構成は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記電圧制御型発振回路は、周波数制御電圧入力端子を有し、前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度補償を選択的に中止することを特徴としている。
請求項２記載の構成は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振器と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記電圧制御型発振回路は周波数制御電圧入力端子を有し、前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償回路から前記電圧制御型発振回路に供給される電圧を前記温度補償電圧と予め定めた一定電圧との間で選択的に切り替えることを特徴としている。
請求項３記載の構成は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記電圧制御型発振回路は、周波数制御電圧入力端子を有し、前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償回路への電力の供給を選択的に中止することを特徴としている。
【０００６】
請求項４記載の構成は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記電圧制御型発振回路は、周波数制御電圧入力端子を有し、前記温度補償中止手段は、前記周波数制御電圧入力端子に入力される周波数制御電圧が予め定めた通常動作範囲外になった場合に、前記温度補償電圧が前記電圧制御型発振回路に入力するのを選択的に中止することを特徴としている。
請求項５記載の構成は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度補償を選択的に中止することを特徴としている。
請求項６記載の発明は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償回路から前記電圧制御型発振回路に供給される電圧を前記温度補償電圧と予め定めた一定電圧との間で選択的に切り替えることを特徴としている。
【０００７】
請求項７記載の構成は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償回路への電力の供給を選択的に中止することを特徴としている。
請求項８記載の構成は、圧電振動子を内蔵し、供給される電圧に応じて出力信号の発振周波数が変化する電圧制御型発振回路と、前記発振周波数を温度補償するための温度補償電圧を前記電圧制御型発振回路に供給する温度補償回路と、前記温度補償回路による前記発振周波数の温度制御を選択的に中止する温度補償中止手段と、を有する温度補償型発振器であって、前記温度補償中止手段は、当該温度補償型発振器の電源端子の電圧に基づいて、前記温度補償電圧が前記電圧制御型発振回路に入力するのを選択的に中止することを特徴としている。
【０００８】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の温度補償型発振器において、前記圧電振動子を除く構成部品がワンチップＩＣで構成されていることを特徴としている。
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の温度補償型発振器において、前記ワンチップＩＣ及び前記圧電振動子とが一のパッケージに収納されていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（１）  実施形態
図１は、本発明の実施形態に係る温度補償型発振器のブロック図である。
この温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）１０は、電圧制御型発振回路（ＶＣＸＯ）１１と、温度補償回路１２と、温度補償データを記憶するメモリ１３と、電圧制御型発振回路１１と温度補償回路１２の間に配置された加算器１４と、電源端子ＶＣＣと温度補償回路１２との間に配置されたスイッチ回路（温度補償中止手段）１５と、スイッチ回路１５を制御するスイッチ制御回路（温度補償中止手段）１６とを備えて構成される。
なお、この温度補償型発振器１０は、実際には電圧制御型発振回路１１の圧電振動子Ｘを除く構成部品がワンチップＩＣで構成され、５ｍｍ×３．２ｍｍのセラミックパッケージやプラスチックパッケージ等の一のパッケージに収納されている。
【００１１】
電圧制御型発振回路１１は、水晶振動子やセラミック振動子等の圧電振動子Ｘを発振させる発振回路１１Ａと、抵抗素子Ｒと、印加電圧に応じて容量値が変化する可変容量素子Ｃｖとから構成される。
この電圧制御型発振回路１１の具体的な回路構成としては、図２に示すようなバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ２を使用した回路や、図３に示すようなＣＭＯＳインバータＩＶ１、ＩＶ２を使用した回路等が適用される。
【００１２】
温度補償回路１２は、メモリ１３に予め記録された温度補償データに基づいて電圧制御型発振回路１１の出力周波数を温度補償する温度補償電圧Ｖｃ１を出力する回路である。なお、温度補償回路１２は、このようなディジタル型のものに限らず、サーミスタ等の素子の温度特性を利用して温度補償電圧Ｖｃ１を変化させたアナログ型のもの等を広く適用することができる。
【００１３】
加算器１４は、温度補償回路１２より出力される温度補償電圧Ｖｃ１と、外部から周波数制御電圧入力端子ＶＣに供給される周波数制御電圧Ｖｃ２とを加算して電圧制御型発振回路１１に供給する。
従って、この温度補償型発振器１０は、温度補償電圧Ｖｃ１によって出力周波数が一定に制御されると共に、図４に示すように、外部から供給される周波数制御電圧Ｖｃ２に応じて出力周波数を変更できるようになっている。
【００１４】
スイッチ制御回路１６は、周波数制御電圧入力端子ＶＣの電圧を予め定めた一の閾値と比較し、その比較結果に応じてスイッチ回路１５を制御する回路である。
すなわち、図５に示すように、スイッチ制御回路１６は、閾値が予め定めた通常動作範囲の下限値Ｌまたは上限値Ｈのいずれか一方に設定されており、周波数制御電圧入力端子ＶＣの電圧、つまり、外部より供給される周波数制御電圧Ｖｃ２が通常動作範囲にある場合はスイッチ回路１５をオン状態に切替制御することにより、温度補償回路１２に電力を供給させる。
これに対して、スイッチ制御回路１６は、外部より供給される周波数制御電圧Ｖｃ２が下限値Ｌを下回った場合、若しくは、上限値Ｈを上回った場合は、スイッチ回路１５をオフ状態に切替制御することにより、温度補償回路１２への電力の供給を中止させる。
【００１５】
従って、この温度補償型発振器１０は、図６に示すように、周波数制御電圧Ｖｃ２が通常動作範囲にある場合には、温度補償回路１２を駆動させて一定周波数の出力周波数ｆ１を出力する一方、周波数制御電圧Ｖｃ２が通常動作範囲以外にある場合は、温度補償回路１２の駆動を停止させて温度補償されていない出力周波数ｆ２、すなわち、電圧制御型発振回路１１自体の出力周波数を出力できるようになっている。
これにより、この温度補償型発振器１０は、周波数制御電圧入力端子ＶＣに外部から供給される電圧に応じて温度補償された出力周波数ｆ１または電圧制御型発振回路１１自体の出力周波数ｆ２を選択的に出力することができ、組み立て後であっても圧電振動子Ｘの周波数温度特性を簡易に測定することができ、圧電振動子Ｘの検査や評価を正確に行うことができる。
また、この温度補償型発振器１０は、周波数制御電圧入力端子ＶＣに供給する電圧を制御するだけで、出力周波数の周波数制御と、温度補償された出力周波数ｆ１と出力周波数ｆ２との選択制御とを行うので、入出力端子の数を従来と同一に維持することができる。
なお、この温度補償型発振器１０は、従来の技術で述べた小型タイプ、二段構造タイプあるいはＨ構造タイプのいずれの構成でもよいことはいうまでもない。
【００１６】
（２）  変形例
（２−１）  第１変形例
上述の実施形態においては、周波数制御電圧Ｖｃ２に基づいて温度補償された出力周波数ｆ１と温度補償されていない出力周波数ｆ２とを選択的に出力する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図７に示すように、周波数制御電圧入力端子ＶＣに代えて、電源端子ＶＣＣの電圧をスイッチ制御回路１６が検出するようにすることにより、電源端子ＶＣＣに供給される電源電圧に基づいて出力周波数を選択的に切り替えてもよい。
また、図８に示すように、スイッチ１５を制御するための動作切替専用端子ＣＴＬを設けて外部からスイッチ１５を直接制御できるようにしてもよい。
【００１７】
（２−２）  第２変形例
上述の実施形態においては、温度補償回路１２への電力の供給を中止することにより温度補償型発振器１０から温度補償されていない出力周波数ｆ２を出力させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は温度補償電圧Ｖｃ１が電圧制御型発振回路１１に供給されなければ、温度補償されていない出力周波数ｆ２を出力させることができる。
従って、スイッチ１５を温度補償回路１２と電圧制御型発振回路１１との間に配置し、温度補償電圧Ｖｃ１を電圧制御型発振回路１１に供給させない回路構成などの電圧制御型発振回路１１に供給する周波数制御用の電圧を０Ｖ若しくは一定電圧に切り替えるための回路構成を広く適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
上述したように本発明の温度補償型発振器は、組み立て後であっても圧電振動子の周波数温度特性を簡易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る温度補償型発振器のブロック図である。
【図２】  前記温度補償型発振器の電圧制御型発振回路の一例の回路図である。
【図３】  前記温度補償型発振器の電圧制御型発振回路の一例の回路図である。
【図４】  前記温度補償型発振器の周波数制御の説明に供する図である。
【図５】  前記温度補償型発振器のスイッチ制御回路の説明に供する図である。
【図６】  前記温度補償型発振器の出力周波数の切替の説明に供する特性曲線図である。
【図７】  第１変形例に係る温度補償型発振器のブロック図である。
【図８】  第１変形例に係る他の温度補償型発振器のブロック図である。
【図９】  従来の温度補償型発振器の構造の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０……温度補償型発振器（ＴＣＸＯ）、
１１……電圧制御型発振回路（ＶＣＸＯ）、
１２……温度補償回路、
１３……メモリ、
１４……加算器、
１５……スイッチ（温度補償中止手段）、
１６……スイッチ制御回路（温度補償中止手段）、
Ｖｃ１……温度補償電圧、
Ｖｃ２……周波数制御電圧、
Ｘ……圧電振動子。
【図１】
0003925050.tif 000002
【図２】
0003925050.tif 000003
【図３】
0003925050.tif 000004
【図４】
0003925050.tif 000005
【図５】
0003925050.tif 000006
【図６】
0003925050.tif 000007
【図７】
0003925050.tif 000008
【図８】
0003925050.tif 000009
【図９】
0003925050.tif 000010