JPH02217006A - 圧電振動デバイス - Google Patents
圧電振動デバイスInfo
- Publication number
- JPH02217006A JPH02217006A JP3877789A JP3877789A JPH02217006A JP H02217006 A JPH02217006 A JP H02217006A JP 3877789 A JP3877789 A JP 3877789A JP 3877789 A JP3877789 A JP 3877789A JP H02217006 A JPH02217006 A JP H02217006A
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- Japan
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- inverter
- piezo
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- Pending
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を用いた厚みすべり振
動子とインバータと帰還抵抗とを並列に接続した圧電振
動デバイスに関し、 水晶振動子を使用したものと同等の温度安定性とし、使
用温度領域の拡張を目的とし、該インバータ等の接続端
に接続された負荷容量の温度係数が、 該帰還抵抗に対し該インバータの出力が高インピーダン
スのとき、−０．４±０．２％／℃であり、該帰還抵抗
に対し該インバータの出力が低インピーダンスのとき、
−０．８±０．２％／℃である、ことを特徴とし構成す
る。
動子とインバータと帰還抵抗とを並列に接続した圧電振
動デバイスに関し、 水晶振動子を使用したものと同等の温度安定性とし、使
用温度領域の拡張を目的とし、該インバータ等の接続端
に接続された負荷容量の温度係数が、 該帰還抵抗に対し該インバータの出力が高インピーダン
スのとき、−０．４±０．２％／℃であり、該帰還抵抗
に対し該インバータの出力が低インピーダンスのとき、
−０．８±０．２％／℃である、ことを特徴とし構成す
る。
本発明はマイクロコンピュータ等のクロック源として利
用される圧電振動デバイスの改良、特にニオブ酸リチウ
ム単結晶から切り出した圧電体を用いた厚みすべり振動
子、インバータ、帰還抵抗を並列に接続し、その接続端
に負荷容量を接続した振動デバイス（発振回路）におい
て、水晶振動子を用いたものと同等の温度安定性であり
、使用温度領域が広がるように、温度特性を改善した新
規構成に関する。
用される圧電振動デバイスの改良、特にニオブ酸リチウ
ム単結晶から切り出した圧電体を用いた厚みすべり振動
子、インバータ、帰還抵抗を並列に接続し、その接続端
に負荷容量を接続した振動デバイス（発振回路）におい
て、水晶振動子を用いたものと同等の温度安定性であり
、使用温度領域が広がるように、温度特性を改善した新
規構成に関する。
近年、様々な装置にマイクロコンピュータが利用され、
このクロック源としての発振回路に水晶。
このクロック源としての発振回路に水晶。
タンタル酸リチウムの単結晶、ニオブ酸リチウムの単結
晶等を利用した振動子が使用されるようになった。
晶等を利用した振動子が使用されるようになった。
第１図は振動子を使用した発振回路の回路図であり、発
振回路７は振動子１とインバータ２と帰還抵抗３を並列
に接続し、この一方の接続端４には第１の負荷容量Ｃ，
を接続し、出力端子６に接続される他方の接続端５には
第２の負荷容量Ｃ２を接続してなる。
振回路７は振動子１とインバータ２と帰還抵抗３を並列
に接続し、この一方の接続端４には第１の負荷容量Ｃ，
を接続し、出力端子６に接続される他方の接続端５には
第２の負荷容量Ｃ２を接続してなる。
前述の発振回路（圧電振動デバイス）７において、振動
子１に水晶振動子を用いたものは、温度安定性に優れる
が大型かつ高価である。そこで、水晶振動子に替えてニ
オブ酸リチウムの単結晶やセラミックを用いた振動子１
を利用すると、小型かつ安価であることで有利となるが
温度安定性に劣り使用できる温度領域が狭めらる。例え
ばニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を利用した振動子を
利用した発振回路７において、負荷容量の温度係数がＯ
ｐｐｍ／％であるとき発振周波数の変化率を０゜１−％
以下とするには使用温度範囲が１０〜４０″Ｃに限定さ
れる。
子１に水晶振動子を用いたものは、温度安定性に優れる
が大型かつ高価である。そこで、水晶振動子に替えてニ
オブ酸リチウムの単結晶やセラミックを用いた振動子１
を利用すると、小型かつ安価であることで有利となるが
温度安定性に劣り使用できる温度領域が狭めらる。例え
ばニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を利用した振動子を
利用した発振回路７において、負荷容量の温度係数がＯ
ｐｐｍ／％であるとき発振周波数の変化率を０゜１−％
以下とするには使用温度範囲が１０〜４０″Ｃに限定さ
れる。
本発明の目的は、ニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を利
用した振動子を利用した圧電振動デバイスの温度特性を
安定化せしめ、従来より広範囲の温度領域で使用可能に
することである。
用した振動子を利用した圧電振動デバイスの温度特性を
安定化せしめ、従来より広範囲の温度領域で使用可能に
することである。
本発明は第１図に示す圧電振動デバイス（発振回路）７
において、ニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を用いた厚
みすべり振動子とインバータ２と帰還抵抗とを並列に接
続した接続端に負荷容量Ｃ，，Ｃ２を接続しその温度係
数が、 帰還抵抗３に対しインバータ２の出力が高インピーダン
スのとき−０，４±０．２％／’ｃであり、帰還抵抗３
に対しインバータ２の出力が低インピーダンスのとき−
０，８±０．２％／℃である、ことを特徴とし構成する
。
において、ニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を用いた厚
みすべり振動子とインバータ２と帰還抵抗とを並列に接
続した接続端に負荷容量Ｃ，，Ｃ２を接続しその温度係
数が、 帰還抵抗３に対しインバータ２の出力が高インピーダン
スのとき−０，４±０．２％／’ｃであり、帰還抵抗３
に対しインバータ２の出力が低インピーダンスのとき−
０，８±０．２％／℃である、ことを特徴とし構成する
。
第２図は振動子の負荷容量特性を示す図であり、縦軸が
発振周波数の変化率ΔＦ／Ｆｒ（％）、横軸が振動子の
等価並列容量Ｃｄと該振動子に接続された負荷容量ＣＬ
との比ＣＬ／Ｃｄである第２図において、周波数の変化
率ΔＦ ／ Ｆ ｒは容量比ＣＬ／Ｃｄにより変化、即
ち発振周波数Ｆｒは負荷容量ＣＬにより変化する。
発振周波数の変化率ΔＦ／Ｆｒ（％）、横軸が振動子の
等価並列容量Ｃｄと該振動子に接続された負荷容量ＣＬ
との比ＣＬ／Ｃｄである第２図において、周波数の変化
率ΔＦ ／ Ｆ ｒは容量比ＣＬ／Ｃｄにより変化、即
ち発振周波数Ｆｒは負荷容量ＣＬにより変化する。
本発明は、ニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を用いた厚
みすべり振動子の発振周波数が、第２図に示す如く負荷
容量ＣＬ（第１図のＣ，、Ｃ，）により異なることを利
用し、負荷容量ＣＬに適当な温度特性を持たせることで
圧電振動デバイスの温度安定化を図るものである。即ち
、負荷容量ＣＬに対する依存性および温度特性を有する
圧電振動子に対し、その振動子を利用した圧電振動デバ
イスの温度特性を補償する負荷容量ＣＬを組み合わせる
ことで、水晶振動子を用いたものと同等の温度安定性を
確保し、使用温度領域を広げられるようになる。
みすべり振動子の発振周波数が、第２図に示す如く負荷
容量ＣＬ（第１図のＣ，、Ｃ，）により異なることを利
用し、負荷容量ＣＬに適当な温度特性を持たせることで
圧電振動デバイスの温度安定化を図るものである。即ち
、負荷容量ＣＬに対する依存性および温度特性を有する
圧電振動子に対し、その振動子を利用した圧電振動デバ
イスの温度特性を補償する負荷容量ＣＬを組み合わせる
ことで、水晶振動子を用いたものと同等の温度安定性を
確保し、使用温度領域を広げられるようになる。
以下に、第１図および発振回路の温度特性を示す第３図
、第４図を用いて、本発明による圧電振動デバイスを説
明する。
、第４図を用いて、本発明による圧電振動デバイスを説
明する。
第３図は第１図に示す発振回路７において、ニオブ酸リ
チウム単結晶の圧電体を用いた厚みすべり振動子１を使
用し、帰還抵抗３よりインバータ２の出力が高インピー
ダンスである発振回路７Ｍ、の温度特性図である。
チウム単結晶の圧電体を用いた厚みすべり振動子１を使
用し、帰還抵抗３よりインバータ２の出力が高インピー
ダンスである発振回路７Ｍ、の温度特性図である。
第３図において、縦軸は発振周波数の変化率ΔＦ／Ｆｒ
（％）、横軸は温度（°Ｃ）であり、プロットした測定
値を直実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ０Ｃｚの温度特性ξ
がＯｐｐｍ／”Ｃ（Ｏχ）である回路素子７Ｈ８の温度
特性、プロットした測定値を直破線で結ぶ特性は負荷容
量Ｃ，，Ｃ２の温度特性ξが２０００ｐｐｍ／’Ｃ（０
，２％）である回路素子７ Ｈｉの温度特性、プロット
した測定値を曲実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ３，Ｃ２の
温度特性ξが一４０００ｐｐｍ／’Ｃ（−０゜４χ）で
ある回路素子７８４の温度特性、プロットした測定値を
曲−点鎖線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ。
（％）、横軸は温度（°Ｃ）であり、プロットした測定
値を直実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ０Ｃｚの温度特性ξ
がＯｐｐｍ／”Ｃ（Ｏχ）である回路素子７Ｈ８の温度
特性、プロットした測定値を直破線で結ぶ特性は負荷容
量Ｃ，，Ｃ２の温度特性ξが２０００ｐｐｍ／’Ｃ（０
，２％）である回路素子７ Ｈｉの温度特性、プロット
した測定値を曲実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ３，Ｃ２の
温度特性ξが一４０００ｐｐｍ／’Ｃ（−０゜４χ）で
ある回路素子７８４の温度特性、プロットした測定値を
曲−点鎖線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ。
Ｃ２の温度特性ξが一５０００ｐｐｍ／″Ｃ（−０，５
χ）である回路素子７ Ｍ＋の温度特性、プロットした
測定値を曲破線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ＋ 、 ＣＺの
温度特性ξが一６０００ｐｐｍ／″Ｃ（−０，６χ）で
ある回路素子７□の温度特性である。
χ）である回路素子７ Ｍ＋の温度特性、プロットした
測定値を曲破線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ＋ 、 ＣＺの
温度特性ξが一６０００ｐｐｍ／″Ｃ（−０，６χ）で
ある回路素子７□の温度特性である。
第３図から明らかなように、帰還抵抗３よりインバータ
２の出力が高インピーダンスである発振回路７□、では
、０°Ｃ〜６０°Ｃの雰囲気で周波数変化率ΔＦ／Ｆｒ
は０．１％以下となり、−１０°Ｃ〜７０°Ｃの雰囲気
では周波数変化率ΔＦ ／ Ｆ ｒが０，１５％以下に
なる。
２の出力が高インピーダンスである発振回路７□、では
、０°Ｃ〜６０°Ｃの雰囲気で周波数変化率ΔＦ／Ｆｒ
は０．１％以下となり、−１０°Ｃ〜７０°Ｃの雰囲気
では周波数変化率ΔＦ ／ Ｆ ｒが０，１５％以下に
なる。
第４図は第１図に示す発振回路７においてニオブ酸リチ
ウム単結晶の圧電体を用いた厚みすべり振動子１を使用
し、帰還抵抗３よりインバータ２の出力が低インピーダ
ンスである発振回路７．ｏ８の温度特性図である。
ウム単結晶の圧電体を用いた厚みすべり振動子１を使用
し、帰還抵抗３よりインバータ２の出力が低インピーダ
ンスである発振回路７．ｏ８の温度特性図である。
第４図において、縦軸は発振周波数の変化率ΔＦ／Ｆｒ
（％）、横軸は温度（°Ｃ）であり、プロットした測定
値を直実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ，，Ｃ，の温度特性
ξがＯｐｐｍ／″Ｃ（Ｏχ）である発振回路７．ｏ８の
温度特性、プロットした測定値を直破線で結ぶ特性は負
荷容量Ｃ，，Ｃ２の温度特性ξが一２０００ｐｐｍ／”
Ｃ（０，２χ）である回路素子７１゜８の温度特性、プ
ロットした測定値を曲実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ，，
Ｃ，の温度特性ξが一６０００ｐｐｌＷ／’Ｃ（−０，
６χ）、プロットした測定値を曲−点鎖線で結ぶ特性は
負荷容量Ｃ，，Ｃ，の温度特性ξが一８０００ｐｐｍ／
″Ｃ（−０，８χ）である発振回路７．。８の温度特性
、プロットした測定値を曲破線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ
，，Ｃ２の温度特性ξが一１００００ｐｐｍ／ ’Ｃ（
−１％）である発振回路７．。、の温度特性である。
（％）、横軸は温度（°Ｃ）であり、プロットした測定
値を直実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ，，Ｃ，の温度特性
ξがＯｐｐｍ／″Ｃ（Ｏχ）である発振回路７．ｏ８の
温度特性、プロットした測定値を直破線で結ぶ特性は負
荷容量Ｃ，，Ｃ２の温度特性ξが一２０００ｐｐｍ／”
Ｃ（０，２χ）である回路素子７１゜８の温度特性、プ
ロットした測定値を曲実線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ，，
Ｃ，の温度特性ξが一６０００ｐｐｌＷ／’Ｃ（−０，
６χ）、プロットした測定値を曲−点鎖線で結ぶ特性は
負荷容量Ｃ，，Ｃ，の温度特性ξが一８０００ｐｐｍ／
″Ｃ（−０，８χ）である発振回路７．。８の温度特性
、プロットした測定値を曲破線で結ぶ特性は負荷容量Ｃ
，，Ｃ２の温度特性ξが一１００００ｐｐｍ／ ’Ｃ（
−１％）である発振回路７．。、の温度特性である。
第４図から明らかなように、帰還抵抗３よりインバータ
２の出力が低インピーダンスである発振回路では、−５
°Ｃ〜４５℃の雰囲気で周波数変化率ΔＦ／Ｆｒはほぼ
０．１％以下となり、−１５°Ｃ〜５０°Ｃの雰囲気で
は周波数変化率ΔＦ ／ Ｆ ｒが０．１５％以下にな
る。
２の出力が低インピーダンスである発振回路では、−５
°Ｃ〜４５℃の雰囲気で周波数変化率ΔＦ／Ｆｒはほぼ
０．１％以下となり、−１５°Ｃ〜５０°Ｃの雰囲気で
は周波数変化率ΔＦ ／ Ｆ ｒが０．１５％以下にな
る。
以上説明したように本発明によれば、インバータの出力
に対応せしめ負荷容量の温度特性を請求項に明示する如
く設定することにより発振回路の温度特性は、発振周波
数が安定かつ使用温度領域の広い発振回路を提供可能に
したことは、マイクロコンピュータ等のクロック源とし
て産業上に寄与し得た効果が大である。
に対応せしめ負荷容量の温度特性を請求項に明示する如
く設定することにより発振回路の温度特性は、発振周波
数が安定かつ使用温度領域の広い発振回路を提供可能に
したことは、マイクロコンピュータ等のクロック源とし
て産業上に寄与し得た効果が大である。
第４図は帰還抵抗よりインバータの出力が低インピーダ
ンスである発振回路の周波数変化率と負荷容量の温度特
性との関係図、である。
ンスである発振回路の周波数変化率と負荷容量の温度特
性との関係図、である。
図中において、
１は振動子、
２はインバータ、
３は帰還抵抗、
４．５はインバータ等の接続端、
７は発振回路（圧電振動デバイス）、
Ｃ，、Ｃ，は負荷容量、
を示す。
第１図は振動子を使用した発振回路の回路図、第２図は
振動子の負荷容量特性を示す図、第３図は帰還抵抗より
インパークの出力が高インピーダンスである発振回路の
周波数変化率と負荷容量の温度特性との関係図、二ン
振動子の負荷容量特性を示す図、第３図は帰還抵抗より
インパークの出力が高インピーダンスである発振回路の
周波数変化率と負荷容量の温度特性との関係図、二ン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ニオブ酸リチウム単結晶の圧電体を用いた厚みすべり
振動子（１）とインバータ（２）と帰還抵抗（３）とを
並列に接続した接続端（４，５）に接続された負荷容量
（Ｃ＿１，Ｃ＿２）の温度係数が、該帰還抵抗（３）に
対し該インバータ（２）の出力が高インピーダンスのと
き、−０．４±０．２％／℃であり、 該帰還抵抗（３）に対し該インバータ（２）の出力が低
インピーダンスのとき、−０．８±０．２％／℃である
、 ことを特徴とする圧電振動デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3877789A JPH02217006A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 圧電振動デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3877789A JPH02217006A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 圧電振動デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02217006A true JPH02217006A (ja) | 1990-08-29 |
Family
ID=12534721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3877789A Pending JPH02217006A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 圧電振動デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02217006A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115042U (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-12 | 日本電子機器株式会社 | 圧電素子 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP3877789A patent/JPH02217006A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04115042U (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-12 | 日本電子機器株式会社 | 圧電素子 |
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