(57)【要約】【課題】簡単な構成によって強励振時における発振回路の電気的な破壊を防止する。【解決手段】水晶発振器１は、水晶振動子１１と、水晶振動子１１を発振させる発振回路１２と、水晶振動子１１に電気的に接続され、水晶振動子１１の電気的特性の検査に用いられる特性検査端子１５、１６と、発振回路１２の電源電圧に基づいて、特性検査端子１５、１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を切り替える電界効果トランジスタ１７、１８とを備える。【選択図】図１
2017225056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子と、
前記水晶振動子を発振させる発振回路と、
前記水晶振動子に電気的に接続され、前記水晶振動子の電気的特性の検査に用いられる特性検査端子と、
前記発振回路の電源電圧に基づいて、前記特性検査端子及び前記水晶振動子と、前記発振回路との電気的な接続状態を切り替えるスイッチと、
を備える水晶発振器。
【請求項２】
前記スイッチは、前記発振回路に前記電源電圧を印加するための正電源端子及び負電源端子の電位に基づいて前記接続状態を切り替える、
請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項３】
前記スイッチは、前記正電源端子及び前記負電源端子の電位が０Ｖである場合に、前記接続状態を非導通状態とし、前記正電源端子及び前記負電源端子の電位が前記発振回路の動作電圧である場合に、前記接続状態を導通状態とする、
請求項２に記載の水晶発振器。
【請求項４】
前記スイッチは、前記正電源端子の電位が前記負電源端子の電位に比べて低い場合に、前記接続状態を非導通状態とし、前記正電源端子及び前記負電源端子の電位が前記発振回路の動作電圧である場合に、前記接続状態を導通状態とする、
請求項２に記載の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振器には、水晶振動子の電気的特性の検査や水晶振動子に付着した異物を除去する強励振を行うために、水晶振動子と電気的に接続される特性検査端子が設けられている。水晶振動子の強励振を行う場合には、特性検査端子から交流電流を入力し、水晶振動子を通常の振動レベルよりも高いレベルで励振させる。しかしながら、特性検査端子から入力された交流信号が発振回路にも入力されてしまい、発振回路が電気的に破壊されてしまうという問題があった。このため、特許文献１に示されるように、強励振を行う場合に、水晶振動子と発振回路とを電気的に切り離して、発振回路が電気的に破壊されることを防止することが行われている。
【０００３】
図２は、従来の水晶発振器１００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、従来の水晶発振器１００は、水晶振動子１０１と、発振回路１０２と、正電源端子１０３と、負電源端子１０４と、特性検査端子１０５、１０６と、スイッチ１０７、１０８と、制御信号端子１０９とを備える。特性検査端子１０５は、水晶振動子１０１の一端に接続され、特性検査端子１０６は、水晶振動子１０１の他端に接続されている。スイッチ１０７は、水晶振動子１０１の一端と発振回路１０２の一端との間に設けられており、スイッチ１０８は、水晶振動子１０１の他端と発振回路１０２の他端との間に設けられている。スイッチ１０７、１０８は、制御信号端子１０９を介して信号が入力されることにより、オン／オフが切り替えられる。これにより、水晶振動子１０１と発振回路１０２との電気的な接続状態が切り替わる。
【０００４】
従来の水晶発振器１００において発振信号を出力させる場合には、スイッチ１０７、１０８をオンにすることにより、水晶振動子１０１と発振回路１０２との接続状態を導通状態とする。また、従来の水晶発振器１００において強励振を行う場合には、スイッチ１０７、１０８をオフにすることにより、水晶振動子１０１と発振回路１０２との接続状態を非導通状態とする。これにより、特性検査端子１０５、１０６から入力された交流信号が発振回路１０２に入力されないので、発振回路１０２の電気的破壊を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６４６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の水晶発振器１００では、制御信号を入力することによってスイッチ１０７、１０８のオン／オフを切り替えるために制御信号端子１０９を設ける必要がある。しかしながら、水晶発振器１００自体を小型化しようとすると、水晶発振器１００に制御信号端子１０９を設けることが困難になるという問題がある。また、小型化した水晶発振器１００に制御信号端子１０９を設けることができたとしても、水晶発振器１００から発振信号を出力させる場合に、制御信号端子１０９からスイッチ１０７、１０８をオンにするための制御信号を入力する必要があり、回路構成が複雑になるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によって強励振時における発振回路の電気的な破壊を防止することができる水晶発振器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】
本発明の第１の態様に係る水晶発振器は、水晶振動子と、前記水晶振動子を発振させる発振回路と、前記水晶振動子に電気的に接続され、前記水晶振動子の電気的特性の検査に用いられる特性検査端子と、前記発振回路の電源電圧に基づいて、前記特性検査端子及び前記水晶振動子と、前記発振回路との電気的な接続状態を切り替えるスイッチと、を備える。
【０００９】
前記スイッチは、前記発振回路に前記電源電圧を印加するための正電源端子及び負電源端子の電位に基づいて前記接続状態を切り替えてもよい。
前記スイッチは、前記正電源端子及び前記負電源端子の電位が０Ｖである場合に、前記接続状態を非導通状態とし、前記正電源端子及び前記負電源端子の電位が前記発振回路の動作電圧である場合に、前記接続状態を導通状態としてもよい。
【００１０】
前記スイッチは、前記正電源端子の電位が前記負電源端子の電位に比べて低い場合に、前記接続状態を非導通状態とし、前記正電源端子及び前記負電源端子の電位が前記発振回路の動作電圧である場合に、前記接続状態を導通状態としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成によって強励振時における発振回路の電気的な破壊を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る水晶発振器の構成を示す図である。
【図２】従来の水晶発振器の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る水晶発振器１の構成を示す図である。水晶発振器１は、水晶振動子１１と、発振回路１２と、正電源端子１３と、負電源端子１４と、特性検査端子１５、１６と、スイッチとしての電界効果トランジスタ１７、１８とを備える。
【００１４】
水晶振動子１１は、電圧が印加されると、所定の周波数で振動する。
発振回路１２は、自身に電源電圧を印加するための正電源端子１３と、負電源端子１４とに接続されている。また、発振回路１２の一端は、電界効果トランジスタ１７を介して、特性検査端子１５と、水晶振動子１１の一端とに接続されている。発振回路１２の他端は、電界効果トランジスタ１８を介して、特性検査端子１６と、水晶振動子１１の他端とに接続されている。発振回路１２は、正電源端子１３に動作電圧ＶＣＣが印加されるとともに、負電源端子１４に、動作電圧ＶＥＥが印加されると水晶振動子１１を発振させ、所定周波数の発振信号を出力する。
【００１５】
特性検査端子１５、１６は、水晶振動子１１及び発振回路１２に電気的に接続され、水晶振動子１１の電気的特性の検査や、水晶振動子１１を強励振させる場合に用いられる。特性検査端子１５は、水晶振動子１１の一端及び発振回路１２の一端に接続されており、特性検査端子１６は、水晶振動子１１の他端及び発振回路１２の他端に接続されている。
【００１６】
電界効果トランジスタ１７、１８は、例えば、エンハンスメント型Ｎチャネルトランジスタである。電界効果トランジスタ１７のゲートは、正電源端子１３に接続されており、ソースは、発振回路１２の一端に接続されており、ドレインは、特性検査端子１５及び水晶振動子１１の一端に接続されている。電界効果トランジスタ１８のゲートは、正電源端子１３に接続されており、ソースは、発振回路１２の他端に接続されており、ドレインは、特性検査端子１６及び水晶振動子１１の他端に接続されている。
【００１７】
なお、本実施形態において、電界効果トランジスタ１７、１８は、エンハンスメント型Ｎチャネルトランジスタであることとしたが、これに限らない。例えば、電界効果トランジスタ１７、１８は、エンハンスメント型Ｐチャネルトランジスタであってもよい。この場合において、電界効果トランジスタ１７、１８のゲートは、負電源端子１４に接続されるものとする。このようにすることで、電界効果トランジスタ１７、１８は、エンハンスメント型Ｎチャネルトランジスタを用いる場合と同様の動作をすることができる。
【００１８】
電界効果トランジスタ１７、１８は、発振回路１２の電源電圧に基づいて、特性検査端子１５、１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を切り替える。具体的には、電界効果トランジスタ１７、１８は、発振回路１２に接続される正電源端子１３及び負電源端子１４の電位に基づいて、特性検査端子１５、１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を切り替える。
【００１９】
より具体的には、電界効果トランジスタ１７は、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が０Ｖである場合に、特性検査端子１５及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を非導通状態とし、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が発振回路１２の動作電圧である場合に、当該接続状態を導通状態とする。
【００２０】
同様に、電界効果トランジスタ１８は、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が０Ｖである場合に、特性検査端子１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を非導通状態とし、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が発振回路１２の動作電圧である場合に、当該接続状態を導通状態とする。
【００２１】
続いて、水晶発振器１の動作について説明する。
水晶発振器１から発振信号を出力させる場合には、正電源端子１３に動作電圧ＶＣＣが印加されるとともに、負電源端子１４に動作電圧ＶＥＥが印加される。この場合、電界効果トランジスタ１７は、特性検査端子１５及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を導通状態にするとともに、電界効果トランジスタ１８は、特性検査端子１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を導通状態にする。
【００２２】
また、水晶振動子１１を強励振させる場合には、正電源端子１３及び負電源端子１４に０Ｖが印加される。この場合、電界効果トランジスタ１７は、特性検査端子１５及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を非導通状態にするとともに、電界効果トランジスタ１８は、特性検査端子１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を非導通状態にする。これにより、特性検査端子１５、１６から入力される制御信号は、発振回路１２には入力されないので、発振回路１２が電気的に破壊されることを防止することができる。
【００２３】
［第１実施形態の効果］
以上のとおり、第１実施形態に係る水晶発振器１は、発振回路１２の電源電圧に基づいて、特性検査端子１５、１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を切り替える電界効果トランジスタ１７、１８を備える。また、水晶発振器１の電界効果トランジスタ１７、１８は、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が０Ｖである場合に、接続状態を非導通状態とし、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が発振回路１２の動作電圧である場合に、特性検査端子１５、１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を導通状態とする。このようにすることで、水晶発振器１は、特性検査端子１５、１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を切り替えるために、制御信号端子を設けることなく、簡単な構成によって強励振時における発振回路１２の電気的な破壊を防止することができる。
【００２４】
＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る水晶発振器１は、電界効果トランジスタ１７、１８として、ディプレッション型トランジスタが用いられる点で第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００２５】
第２実施形態において、電界効果トランジスタ１７、１８は、正電源端子１３の電位が負電源端子１４の電位に比べて低い場合に、特性検査端子１５及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を非導通状態とし、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が発振回路１２の動作電圧である場合に、接続状態を導通状態とする。
【００２６】
水晶発振器１から発振信号を出力させる場合には、第１実施形態と同様に、正電源端子１３に動作電圧ＶＣＣが印加されるとともに、負電源端子１４に動作電圧ＶＥＥが印加される。この場合、電界効果トランジスタ１７は、特性検査端子１５及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を導通状態にするとともに、電界効果トランジスタ１８は、特性検査端子１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を導通状態にする。
【００２７】
第２実施形態では、電界効果トランジスタ１７、１８としてディプレッション型Ｎチャネルトランジスタを用いているため、エンハンスメント型Ｎチャネルトランジスタを用いる場合と比べて、同一サイズ、同一バイアス条件下での導通状態における抵抗が小さく、水晶発振器１の発振特性への影響を少なくすることができる。
【００２８】
水晶振動子１１を強励振させる場合には、正電源端子１３にはマイナス電位が印加され、負電源端子１４には０Ｖが印加される。ここで、正電源端子１３に印加されるマイナス電位は、発振回路１２に印加可能な電圧の範囲内であるものとする。電界効果トランジスタ１７は、特性検査端子１５及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を非導通状態にするとともに、電界効果トランジスタ１８は、特性検査端子１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を非導通状態にする。
【００２９】
［第２実施形態の効果］
以上のとおり、第２実施形態に係る水晶発振器１の電界効果トランジスタ１７、１８は、正電源端子１３の電位がマイナス電位であるとともに、負電源端子１４の電位が０Ｖである場合に、接続状態を非導通状態とし、正電源端子１３及び負電源端子１４の電位が発振回路１２の動作電圧である場合に、特性検査端子１５、１６及び水晶振動子１１と、発振回路１２との電気的な接続状態を導通状態とする。このようにすることで、水晶発振器１は、第１実施形態と同様に、簡単な構成によって強励振時における発振回路１２の電気的な破壊を防止することができる。
【００３０】
なお、本実施形態において、電界効果トランジスタ１７、１８は、ディプレッション型Ｎチャネルトランジスタであることとしたが、これに限らない。電界効果トランジスタ１７、１８は、ディプレッション型Ｐチャネルトランジスタであってもよい。この場合において、電界効果トランジスタ１７、１８のゲートは、負電源端子１４に接続されるものとし、水晶振動子１１の強励振時には、正電源端子１３に０Ｖ、負電源端子１４にプラス電位が印加されるものとする。このようにすることで、電界効果トランジスタ１７、１８は、ディプレッション型Ｎチャネルトランジスタを用いる場合と同様の動作をすることができる。
【００３１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・水晶発振器、１１・・・水晶振動子、１２・・・発振回路、１３・・・正電源端子、１４・・・負電源端子、１５、１６・・・特性検査端子、１７、１８・・・電界効果トランジスタ
【図１】
2017225056.tif 000003
【図２】
2017225056.tif 000004