JPS62220005A - 水晶発振器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 発振回路に対して水晶振動子と周波数制御要素とが直列
に接続される水晶発振器において、制御信号に応じて切
夛替えられるスイッチと、このスイッチに直列に接続さ
れた、スイッチの切す替えに対応して選択される複数の
抵抗からなる抵抗群と、このスイッチと抵抗群の直列回
路に並列に接続されたコンデンサとによって周波数制御
要素を構成する。スイッチによって選択された抵抗とコ
コンデンサの値が変化するので、制御信号に応じて抵抗
群の抵抗を選択することによって、水晶発振器の発振周
波数２６；安定化される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は発振周波数を制御可能な水晶発振器に係シ、特
に抵抗値の変化によって発振周波数を変化させるように
し７’ｔ、ＬＳＩ化に好適な水晶発振器に関するもので
ある。

ディジタル制御によって発振周波数を制御できる、ＬＳ
Ｉ化された水晶発振器が要望されている。

この場合、周波数制御要素として、ＬＳＩ化が容易な素
子を用いることが必要である。

〔従来の技術〕

第４図は従来の水晶発振器の構成例を示したものであっ
て、マイコンを用いてディジタル制御によって発振周波
数を安定化し元水晶発振器を例示している。同図におい
て、１は周囲温度を検出するための温度センサ、２はア
ナログ信号からなる温度センサ１の検出信号を、ディジ
タル信号に変換するアナログディジタル（Ａ／Ｄ　）変
換器、３は制御用マイコン（μＣＯＭ）、４はマイコン
３によって制御されるスイッチアレイ、５はスイッチア
レイ４によって選択的に接続されるコンデンサ群、６は
水晶振動子、７は発振回路である。

第４図において、スイッチアレイ４は常にコンデンサ群
５におけるいずれか１個のコンデンサを切り替えて水晶
振動子６と直列に発振回路７に接続する。これによって
水晶振動子６の特性に従って、コンデンサ群５から選ば
れたコンデンサの値によって定まる微小周波数の変化を
、発振周波数に生じている。温度センサ１は水晶発振器
の周囲温度を検出し、検出した温度値はＡ／Ｄ変換器２
を経てディジタル信号に変換されてマイコン３に入力さ
れる。マイコン３は検出された温度ディジタル値に対応
して、水晶発振器の発振周波数を常に規定値に保つため
に、水晶振動子６に直列に接続すべき容量値を記憶して
いて、入力ディジタル信号に応じてスイッチアレイ４を
制御し、その時の温度に対して最適の容量値を有するコ
ンデンサをコンデンサ群５から選択して、発振回路７に
接続させる。このようにして第４図の水晶発振器におい
て、温度変化に拘らず発振周波数を安定化された、ディ
ジタル制御形温度補償水晶発振器（ＤＴＣＸＯ）が構成
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ディジタル制御形温度補償水晶発振器は、マイコン制御
機器における超小形高安定水晶発振器として特に適して
いるものであり、従ってその構成としては水晶振動子以
外の大部分をＬＳＩ化できるものであることが要望され
る。

しかしながら第４図に示された従来の水晶発振器におい
ては、周波数制御要素として多数のコンデンサを使用し
ている。コンデンサは一般にＬＳＩ化することが難しい
ものであシ、特にその容量値を精密に調整することは困
難である。

そのため第４図に示された水晶発振器は、ＬＳＩ化され
た超小形高安定水晶発振器を構成するために、必ずしも
適していないという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

このような従来技術の問題点を解決するため、本発明の
水晶発振器においては、発振回路に対して水晶振動子と
周波数制御要素とを直列に接続してなる水晶発振器にお
いて、第１図の原理的構成に示す各手段を具えている。

１０１はスイッチであって、制御信号に応じて切り替え
が行われる。

１０２は抵抗群であって、スイッチ（１０１）の切９替
えに対応して選択される複数の抵抗からなシ、スイッチ
（１０１）に直列に接続されている。

１０３はコンデンサであって、スイッチ（１０１）と抵
抗群（１０２）の直列回路に並列に接続されている。

〔作用〕

第１図の水晶発振器は、水晶振動子の特性に従って、周
波数制御要素における主として容量値に応して、その発
振周波数が決定される。コンデンサ（１０３）と、スイ
ッチ（１０１）によって抵抗群（１０２）よって等測的
に周波数制御要素における直列容量値が変化し、これに
よって水晶発振器の発振周波数が制御信号に応じて制御
される。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示したものであって、第４
図に示された従来例と同じ部分は同じ番号で示されてお
り、それらの動作もまた同様である。８はスイッチアレ
イ４によって切り替えられる抵抗群、９はコンデンサで
ある。

いま容量と抵抗の並列回路を第３図（ａ）に示すものと
すると、その等価回路は（ｂ）に示すようになり、両者
におけるそれぞれの容量ｃ　、　ｃ’　、抵抗Ｒ，Ｒ’
の間には周知のように次の関係がある。

（１）　、　（２７式の関係から、第２図の回路におい
て抵抗群８における抵抗の切り替えによって、等測的に
水晶振動子６の直列容量値を変化させて、発振周波数の
制御を行い得ることがわかる。

抵抗はＬＳＩ化することが容易であり、その値を精密に
調整することも容易である。第２図の水晶発振器におい
ては容量素子はコンデンサ９のみでちゃ、可変要素は抵
抗群８によって構成されるので、ＬＳＩ化可能な縮小形
高安定水晶発振器を容易に実現することができる。

スイッチアレイ４における抵抗群８を構成する抵抗の接
続は、各スイッチ素子が順次選択されて対応する抵抗を
選択するようにしてもよく、または各スイッチ素子が順
次並列に接続されて各抵抗を順次並列に接続するように
してもよい。

第２図に示された水晶発振器において、スイッチアレイ
４は通常のトランジスタスイッチを利用して構成するこ
とができるが、これをＣ−ＭＯＳスイッチによって作る
ようにしてもよい。Ｃ−ＭＯＳスイッチによってスイッ
チアレイ４を構成した場合には、Ｃ−ＭＯＳスイッチに
おけるオン抵抗を抵抗群８における各抵抗として利用す
ることができ、従って抵抗群８を省略することができる
ようになるので、ＬＳＩ化する上でさらに有利である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の水晶発振器によれば、温度
制御等に基づいて水晶発振器における周波数制御要素を
段階的に変化させて周波数制御を行う際に、制御要素と
してコンデンサ群を必要としないので、ＬＳＩ化が容易
であって縮小形高安定の水晶発振器を容易に実現でき、
特にディジタル制御形温度補償水晶発振器として好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図は本発明
の一実施例の構成を示す図、第３図は直列回路と並列回
路の変換を説明する図、 第４図は従来の水晶発振器の構成例を示す図である。 １・・・温度センサ ２・・・アナログディジタル（Ａ／Ｄ　）変換器３・・
・マイコン（μＣＯＭ） ４・・・スイッチアレイ ５・・・コンデンサ群 ６・・・水晶振動子 ７・・・発振回路 ８・・・抵抗群 ９・・・コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発振回路に対して水晶振動子と周波数制御要素と
   を直列に接続してなる水晶発振器において、該周波数制
   御要素が、 制御信号に応じて切り替えられるスイッチ（１０１）と
   、 該スイッチ（１０１）と直列に接続された、該スイッチ
   （１０１）の切り替えに対応して選択される複数の抵抗
   からなる抵抗群（１０２）と、 該スイッチ（１０１）と抵抗群（１０２）の直列回路に
   並列に接続されたコンデンサ（１０３）とからなること
   を特徴とする水晶発振器。
2. （２）前記スイッチ（１０１）と抵抗群（１０２）とが
   、制御信号に応じてオンになる複数のＣ−ＭＯＳスイッ
   チからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の水晶発振器。