JPH03155206A - 発振回路 - Google Patents
発振回路Info
- Publication number
- JPH03155206A JPH03155206A JP29552889A JP29552889A JPH03155206A JP H03155206 A JPH03155206 A JP H03155206A JP 29552889 A JP29552889 A JP 29552889A JP 29552889 A JP29552889 A JP 29552889A JP H03155206 A JPH03155206 A JP H03155206A
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- JP
- Japan
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- capacitance
- oscillation
- capacitor
- variable
- drain
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- Pending
Links
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
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- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
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- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は通信分野などにおける高精度発振器の発振周波
数調整方法に関する。
数調整方法に関する。
従来の水晶発振回路の発振周波数調整は、発振の安定性
、調整の簡易の点から、第２図に示す様な、可変ドレイ
ン容量、又は可変ゲート容量によって行っていた。１は
水晶振動子、２は発振帰還抵抗、３は反転増幅器、４は
反転増幅器のゲート信号、５はドレイン信号、２０はゲ
ート容量、２１は可変ドレイン容量で、容量可変装置２
２によりドレイン容量２１を変化させ、発振周波数の調
整を行う。
、調整の簡易の点から、第２図に示す様な、可変ドレイ
ン容量、又は可変ゲート容量によって行っていた。１は
水晶振動子、２は発振帰還抵抗、３は反転増幅器、４は
反転増幅器のゲート信号、５はドレイン信号、２０はゲ
ート容量、２１は可変ドレイン容量で、容量可変装置２
２によりドレイン容量２１を変化させ、発振周波数の調
整を行う。
通常の特性として、ドレイン容量の逆数に比例して発振
周波数は下がってゆき、−船釣な周波数可変範囲は要求
仕様として±５０ ［ＰＰＭ］〜±１００［ＰＰＭ］が
必要とされる。
周波数は下がってゆき、−船釣な周波数可変範囲は要求
仕様として±５０ ［ＰＰＭ］〜±１００［ＰＰＭ］が
必要とされる。
しかしながら、従来の方式では周波数可変範囲を広くと
る為にはドレイン容量（又はゲート容量）の可変範囲も
大きくせねばならなかった。
る為にはドレイン容量（又はゲート容量）の可変範囲も
大きくせねばならなかった。
その為
■可変容量の値が大きく部品として大型になり発振器の
小型軽量化が難かしい。
小型軽量化が難かしい。
■ドレイン容量（又はゲート容量）が大きくなり過ぎる
と発振そのものが起こりにくくなり低い電圧（例えば電
池駆動）での動作が難しい。
と発振そのものが起こりにくくなり低い電圧（例えば電
池駆動）での動作が難しい。
■ドレイン容量が大きくなりすぎると、反転増幅器の出
力充放電電流は Ｉ ａ ” ｆ ａａｃ ” ”Ｄ ’ ｃ。
力充放電電流は Ｉ ａ ” ｆ ａａｃ ” ”Ｄ ’ ｃ。
とドレイン容量にほぼ比例する為、発振回路の消費電流
が増加してしまう などの問題点を有していた。
が増加してしまう などの問題点を有していた。
本発明は上記問題点を克服する為、従来よりも少ない可
変容量値で、発振周波数調整範囲を広げ、さらに発振起
動性をあまり犠牲にせず、又ドレイン容量が増加したこ
とによる発振回路の動作電流を極力抑えるということを
目的としている。
変容量値で、発振周波数調整範囲を広げ、さらに発振起
動性をあまり犠牲にせず、又ドレイン容量が増加したこ
とによる発振回路の動作電流を極力抑えるということを
目的としている。
本発明の水晶発振回路は、反転増幅器の入力側に接続さ
れた第１の容量と、出力側に接続された第２の容量を有
し、第１の容量と第２の容量を同時に変化させることに
より発振周波数の調整を行うことを特徴とする。
れた第１の容量と、出力側に接続された第２の容量を有
し、第１の容量と第２の容量を同時に変化させることに
より発振周波数の調整を行うことを特徴とする。
〔実 施 例〕
第１図に本発明の水晶発振回路を示す。
１は水晶振動子、２は帰還抵抗、３は反転増幅器、４は
反転増幅器のゲート信号、５は反転増幅器のドレイン信
号、６．７は各々可変ゲート容量、可変ドレイン容量、
で、容量可変装置９からの制御信号８により容量の鎮が
決められ、さらにゲート容量、ドレイン容量は同時に同
量づつ変化する。
反転増幅器のゲート信号、５は反転増幅器のドレイン信
号、６．７は各々可変ゲート容量、可変ドレイン容量、
で、容量可変装置９からの制御信号８により容量の鎮が
決められ、さらにゲート容量、ドレイン容量は同時に同
量づつ変化する。
第１図の細部について詳しく説明する。
第３図は本発明の特徴を最もよく表わす図で、容量変化
による周波数緩急特性である。ゲート容量の変化値を八
ＣＧ、ドレイン容量の変化値をΔＣｏとした時、周波数
の変化値Δ（（ｌｊ位は［ＰＰＭＩのオーダー）と容量
変化値の和△Ｃ（−ＡＣＧ＋ΔＣｏ）との相関を示すの
が曲線２５である。もしゲート容量を固定にして、ドレ
イン容量のみ可変とした発振回路の場合、容量変化値の
和はへ〇−へＣＤとなり、この時の周波数緩急特性曲線
は２６となる。同じ△Ｃの値で比較すると本発明の発振
回路の方が、緩急特性が４〜５倍となっており、周波数
調整範囲が広くとれることを示している。逆に言えば従
来の容量可変方式に比べ容量の変化量ΔＣを１／４〜１
１５の少ない値で、従来必要とされていた周波数調整範
囲を得ることが可能となる。
による周波数緩急特性である。ゲート容量の変化値を八
ＣＧ、ドレイン容量の変化値をΔＣｏとした時、周波数
の変化値Δ（（ｌｊ位は［ＰＰＭＩのオーダー）と容量
変化値の和△Ｃ（−ＡＣＧ＋ΔＣｏ）との相関を示すの
が曲線２５である。もしゲート容量を固定にして、ドレ
イン容量のみ可変とした発振回路の場合、容量変化値の
和はへ〇−へＣＤとなり、この時の周波数緩急特性曲線
は２６となる。同じ△Ｃの値で比較すると本発明の発振
回路の方が、緩急特性が４〜５倍となっており、周波数
調整範囲が広くとれることを示している。逆に言えば従
来の容量可変方式に比べ容量の変化量ΔＣを１／４〜１
１５の少ない値で、従来必要とされていた周波数調整範
囲を得ることが可能となる。
次に可変容量値が少なくて良いことの利点をいくつかで
掲げてみる。
掲げてみる。
第４図は水晶発振回路で一般的な特性であるドレイン容
量−発振消費電流特性の一例である。縦軸は消費電流増
加の割合を示し、ドレイン容量の変化量ΔＣｏ ＝Ｏ［
ＰＦ］の時を０［％］とした相対値で表わしである。ゲ
ート容量の増加が消費電流に与える影響はドレイン容量
の増加に比べ極くわずかなので、本発明の発振回路を用
いれば消費電流の増加を抑えることが可能である。
量−発振消費電流特性の一例である。縦軸は消費電流増
加の割合を示し、ドレイン容量の変化量ΔＣｏ ＝Ｏ［
ＰＦ］の時を０［％］とした相対値で表わしである。ゲ
ート容量の増加が消費電流に与える影響はドレイン容量
の増加に比べ極くわずかなので、本発明の発振回路を用
いれば消費電流の増加を抑えることが可能である。
第５図はゲート容量とドレイン容量変化量の和−発振開
始電圧特性である。八Ｃ−０［ＰＦ］の時を０［％］と
した相対値で縦軸を示している。
始電圧特性である。八Ｃ−０［ＰＦ］の時を０［％］と
した相対値で縦軸を示している。
これより、八〇は少ない程発振開始電圧を低く押えられ
発振起動性が良くなる。
発振起動性が良くなる。
本実施例では水晶振動子について述べてきたがセラミッ
ク振動子等の振動子でも同様の特性が得られ、本発明は
有効である。
ク振動子等の振動子でも同様の特性が得られ、本発明は
有効である。
又、第１図の容量可変装置９の構成としては、−船釣に
はトリマコンデンサがあるが、電圧制御によるバリアプ
ルキャパシタ、等も適応可能である。
はトリマコンデンサがあるが、電圧制御によるバリアプ
ルキャパシタ、等も適応可能である。
次に本発明を半導体集積装置上に形成した例を示す。
第６図はＭＯＳ型半導体集積装置におけるゲート・ドレ
イン容量同時可変方式による発振周波数調整回路である
。この中で最も特徴的な部分は、ＤＯ〜Ｄ３の４ビット
デジタル信号（信号５７．５８．５９．６０）によりＮ
型トランジスタをオンさせる回路と、ｃａｏ−ｃｃｉの
分割ゲート容量（７０，７１，７２，７３）と、ＣＤｏ
”” Ｃｌ）３の分割ドレイン容量（７４，７５，７６
，７７）を備え、上記デジタル信号により、分割ゲート
容量と分割ドレイン容量を同時に同量づつ変化させてゆ
くことである。
イン容量同時可変方式による発振周波数調整回路である
。この中で最も特徴的な部分は、ＤＯ〜Ｄ３の４ビット
デジタル信号（信号５７．５８．５９．６０）によりＮ
型トランジスタをオンさせる回路と、ｃａｏ−ｃｃｉの
分割ゲート容量（７０，７１，７２，７３）と、ＣＤｏ
”” Ｃｌ）３の分割ドレイン容量（７４，７５，７６
，７７）を備え、上記デジタル信号により、分割ゲート
容量と分割ドレイン容量を同時に同量づつ変化させてゆ
くことである。
今、ＣＧＯ−ＣＤＯ−１［ＰＦ］
Ｃａｔ−Ｃ３ｌ−２［ＰＦ］
ＣＯ２−ＣＤ２−４ ［ＰＦ］
Ｃａ１−Ｃｏ３”８ ［ＰＦ］
と容量値を設定しておくとゲート容ｆｆｉ （ＣＧ ）
、ドレイン容！（ＣＤ）の値はＤＯ−Ｄ３により次の様
な関数となる。
、ドレイン容！（ＣＤ）の値はＤＯ−Ｄ３により次の様
な関数となる。
Ｃａ ＝Ｄｏ ＋２Ｄ１ ＋４０２＋８Ｄｉ ［ＰＦ
ｌＣＤ−Ｄｏ ＋ ２ Ｄ ＋ ＋ ４ Ｄ２ ＋ ８
Ｄ３ ［Ｐ Ｆ ］但し、ＤＯ〜Ｄ３は信号が“Ｈ
”の時１、信号が“Ｌｏの時０の値とする。
ｌＣＤ−Ｄｏ ＋ ２ Ｄ ＋ ＋ ４ Ｄ２ ＋ ８
Ｄ３ ［Ｐ Ｆ ］但し、ＤＯ〜Ｄ３は信号が“Ｈ
”の時１、信号が“Ｌｏの時０の値とする。
従ってデジタル信号４ビツトによりＣａ、Ｃｏは１〜１
５［ＰＦ］まで１ ［ＰＦ］で、同時に可変可能となる
。よって出力信号５５には周波数調整されたサイン波形
が得られる。
５［ＰＦ］まで１ ［ＰＦ］で、同時に可変可能となる
。よって出力信号５５には周波数調整されたサイン波形
が得られる。
さらにゲート容量・ドレイン容量の値は同量づつでなく
ても良く、振動体の持つ特性に合わせて変えても良い。
ても良く、振動体の持つ特性に合わせて変えても良い。
−船釣にはドレイン容量を若干大きめにして、Ｃｏ＋−
１，２Ｃｃ＋（ｉ−０，１，２，３）程度にするとより
発振安定性は高まる。
１，２Ｃｃ＋（ｉ−０，１，２，３）程度にするとより
発振安定性は高まる。
以上述べた様に、本発明の発振回路は、従来のドレイン
容量可変方式（又はゲート容量可変方式）に比べ、少な
い可変容量値で、周波数可変範囲を広く取ることができ
、高精度発振器としての特性が高まる。
容量可変方式（又はゲート容量可変方式）に比べ、少な
い可変容量値で、周波数可変範囲を広く取ることができ
、高精度発振器としての特性が高まる。
又、可変容量値を少なくできるということは、次の様な
利点を生み出す。
利点を生み出す。
まず発振消費電流の増加を抑え、発振器としての低パワ
ー化に役立つ。
ー化に役立つ。
そして発振に必要な電源電圧も低くて済み、発振器とし
ての起動性が良くなり、電池などの低電圧駆動により適
した発振器となる。
ての起動性が良くなり、電池などの低電圧駆動により適
した発振器となる。
さらに半導体集積化した際に、トータル容量が少なくて
済む為、発振回路の面積を小さくすることがてき、半導
体としてより集積度を上げることが可能となる。
済む為、発振回路の面積を小さくすることがてき、半導
体としてより集積度を上げることが可能となる。
第１図は本発明によるゲート・ドレイン容量同時可変方
式による発振回路を示す図。 第２図は従来のドレイン容量可変方式による発振回路を
示す図。 第３図は発振容量変化量に対する発振周波数変化の図。 第４図はドレイン容量変化回にχ・Ｉする発振消費電流
の図。 第５図は発振容量変化量に対する発振開始電圧の図。 第６図は半導体集積上に応用した本発明の発振回路図。 １・・・水晶振動子 ２・・・発振帰還抵抗 ３・・・反転増幅器 ６・・・ゲート側可変容量 ７・・・ドレイン側可変容量 ８・・・ゲート容量及びドレイン容量可変制御信号 ９・・・容量可変装置 以上 −２０］ ２０ 第 図 第 図 ’ｉｌＱ ０ 第 図
式による発振回路を示す図。 第２図は従来のドレイン容量可変方式による発振回路を
示す図。 第３図は発振容量変化量に対する発振周波数変化の図。 第４図はドレイン容量変化回にχ・Ｉする発振消費電流
の図。 第５図は発振容量変化量に対する発振開始電圧の図。 第６図は半導体集積上に応用した本発明の発振回路図。 １・・・水晶振動子 ２・・・発振帰還抵抗 ３・・・反転増幅器 ６・・・ゲート側可変容量 ７・・・ドレイン側可変容量 ８・・・ゲート容量及びドレイン容量可変制御信号 ９・・・容量可変装置 以上 −２０］ ２０ 第 図 第 図 ’ｉｌＱ ０ 第 図
Claims (1)
- 発振回路において、反転増幅器の入力側に接続された第
１の容量（コンデンサ）と、出力側に接続された第２の
容量を有し、第１の容量と第２の容量を同時に変化させ
ることにより発振周波数の調整を行うことを特徴とする
発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29552889A JPH03155206A (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29552889A JPH03155206A (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 発振回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03155206A true JPH03155206A (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=17821792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29552889A Pending JPH03155206A (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03155206A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602713A (en) * | 1994-05-31 | 1997-02-11 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Electronic delay detonator |
| US7009460B2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-03-07 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Method and apparatus for reducing the start time of a VCXO |
| JP2012195974A (ja) * | 2012-07-12 | 2012-10-11 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 発振器 |
-
1989
- 1989-11-14 JP JP29552889A patent/JPH03155206A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602713A (en) * | 1994-05-31 | 1997-02-11 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Electronic delay detonator |
| US7009460B2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-03-07 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Method and apparatus for reducing the start time of a VCXO |
| JP2012195974A (ja) * | 2012-07-12 | 2012-10-11 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 発振器 |
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