JPS6232845B2 - - Google Patents

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JPS6232845B2
JPS6232845B2 JP53148469A JP14846978A JPS6232845B2 JP S6232845 B2 JPS6232845 B2 JP S6232845B2 JP 53148469 A JP53148469 A JP 53148469A JP 14846978 A JP14846978 A JP 14846978A JP S6232845 B2 JPS6232845 B2 JP S6232845B2
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    • H01G4/002—Details
    • H01G4/255—Means for correcting the capacitance value
    • G—PHYSICS
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    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/12—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
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    • H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、露出電極を有するコンデンサを備え
る水晶発振器の発振周波数を所望値に調整すべ
く、露出電極をトリミングするトリミング装置に
関する。
第１図に示すような水晶発振器において、発振
周波数を調整する場合、従来は可変容量コンデン
サ２としてトリマーコンデンサを使用し、このト
リマーコンデンサ２の容量値を可変調整すること
により発振周波数を調整するようにしてあつた。
図において１は水晶振動子、３は駆動回路、４は
抵抗である。
しかしトリマーコンデンサは容量可変のための
機械的な可動部分を有しているため、容量調整後
に振動等により容量値が変化しやすく、このため
発振周波数が変動するなど信頼性、周波数安定性
に欠ける面があつた。
更に水晶腕時計などに見られるように、水晶発
振器を必要とする電子機器の高密度実装化の要請
に伴い、水晶発振器の小形化が望まれているわけ
であるが、トリマーコンデンサは、その構造上小
形化に限度があるからこれを使用した水晶発振器
は高密度実装化の要請に合わなくなつてきてい
る。上述のような問題を解決する手段として、水
晶発振器の可変容量コンデンサを、トリマーコン
デンサに代えて、第２図に示すような磁器コンデ
ンサによつて構成することが考慮される。すなわ
ち、実質的に容量値を決定する電極の一つを磁器
誘電体５の表面上に露出電極６として形成し、こ
の露出電極６の電極面積をトリミングすることに
より、内部電極７との間の電極対向面積をかえて
容量値を調整し、これによつて水晶発振器の発振
周波数を調整するわけである。
前述の露出電極６は容量粗調整部分６ａと、容
量微調整部分６ｂとより構成されている。容量粗
調整部分６ａは略一定間隔をもつて平行して延び
る櫛歯状に形成してあつて、実質的な経路長が長
くなるようにしてある。一方容量微調整部分６ｂ
は容量粗調整部分６ａとは間隔をおいて同方向に
直線状に設けてある。
また容量微調整部分６ｂの電極幅d1は容量粗調
整部分６ａの電極幅d2より狭くなつていて、同一
長さのトリミング量に対して容量値減少量が少な
くなるようになつている。
８は望ましくは磁器誘電体５と同質の材料、た
とえばチタン酸バリウム、酸化チタン等によつて
構成された補強層であつて、内部電極７を付与し
た後の磁器誘電体５と同時に焼成焼結される。
９，１０は露出電極６および内部電極７に各別に
接続させるべく、焼結後の磁器誘電体５、補強層
８の両側面に塗布焼付けした外部接続電極であ
る。
上述の磁器コンデンサは、第１図に示す水晶発
振回路を塔載したプリント配線基板等の導体パタ
ーンに、その外部接続電極９，１０を固着して取
付けた後、露出電極６の容量粗調整部分６ａ、次
に容量微整部分６ｂを、ダイヤモンドカツタ、サ
ンドブラスト、またはレーザ光線等のトリミング
手段により、所望の発振周波数が出るようにトリ
ミングすることとなる。
露出電極６のトリミングによる発振周波数の調
整後は、当該磁器コンデンサは固定コンデンサと
して働き、容量値変動を伴うことがないから、当
該水晶発振器の信頼性、周波数安定性が著るしく
向上することとなる。また磁器コンデンサは極く
薄い小さな平板状に形成されるから、水晶発振器
を小形化し、実装密度を高めることとなる。
本発明は上述する磁器コンデンサを備えた水晶
発振器において磁器コンデンサの露出電極を必要
な量だけ迅速かつ正確にトリミングし、発振周波
数を迅速かつ高精度で所望値に調整するようにし
た自動トリミング装置を提供することを目的とす
る。上記目的を達成するため、本発明は、水晶発
振器に備えられた発振周波数調整用のコンデンサ
に粗調整用露出電極及び微調整用電極を設け、前
記粗調整用露出電極及び微整用露出電極のトリミ
ング量を前記水晶発振器の発振周波数出力信号に
基づいて制御するトリミング装置において、前記
水晶発振器の発振周波数出力信号を計数する周波
数カウンタと、こお周波数カウンタで計数された
周波数信号を基準周波数信号と比較する比較器
と、この比較器の出力が入力されてトリミング手
段を制御するトリミング制御回路と、粗調整トリ
ミングに伴う周波数の段階的変化の度毎に前記周
波数カウンタから出力される制御信号に基づき、
前記周波数カウンタから出力される周波数信号を
記憶すると同時に先に記憶されていた周波数信号
を出力するメモリと、このメモリから出力される
周波数信号と前記周波数カウンタから与えられる
周波数信号との演算を行なう演算回路と、この演
算回路の出力を基準信号と比較してその比較値が
所望の発振周波数の許容値近傍にあるとき前記ト
リミング制御回路に対して微調整トリミングに移
行するトリガ信号を出力する比較回路とを有する
ことを特徴とする。以下実施例たる添付図面を参
照し、本発明の内容を具体的に詳説する。第３図
は本発明に係るトリミング装置のブロツク図、第
４図Ａ，ＢおよびＣはその動作説明図である。第
３図において、１１は発振周波数調整対象の水晶
発振器であつて、既に説明した如く、露出電極６
を有する磁器コンデンサ２を備えてある。１１ａ
は水晶発振部である。１２は露出電極６をトリミ
ングする電極トリミング手段であつて、ダイヤモ
ンドカツタ、サンドブラスト等の機械的トリミン
グヘツドまたはレーザ光線によるトリミングヘツ
ド等を備えて構成される。
１３は水晶発振器１１の発振周波数信号または
これを分周した後の信号を検出する信号検出器で
ある。１４は、信号検出器１３より与えられる信
号を、次段の周波数カウンタ１５において要求さ
れるレベルまで増幅し、かつ波形整形する前置増
幅器である。周波数カウンタ１５は、前置増幅器
１４より与えられる周波数信号を計数し、その計
数値を論理信号f2として出力する一方、トリミン
グ動作時における周波数の段階的変化回数を計数
しその計数値を制御信号Ａ（第４図Ｂ）として出
力する。
１６は比較器、１７は基準値設定器である。比
較器１６は周波数カウンタ１５より与えられる論
理信号f2と、基準値設定器１７より与えられる論
理信号f0とを比較し、その差信号を論理信号の形
で送出することとなる。準値設定器１７は所望の
発振周波数および許容値情報を、前記論理信号f0
によつて設定することとなる。
比較器１６の差信号はトリミング制御回路１８
に入力され粗調整トリミング、すなわち露出電極
６のうち容量粗調整部分６ａのトリミング信号と
して利用される。
前述の差信号が入力されると、比較器１８から
電極トリミング手段１２に対して粗調整トリミン
グ指令信号が与えられ、粗調整トリミングが行な
われる。第４図Ａの段階的折線P1は粗調整トリミ
ングに伴う周波数変化を示している。周波数変化
が段階的になるのは、粗調整トリミングが、容量
粗調整部分６ａを一定面積づつ切断する如く行な
われるからである。そして周波数の段階的変化の
度毎に、周波数カウンタ１５から制御信号Ａが出
力されることは前述の通りである。
１９はメモリ、２０は演算回路、２１は比較器
である。これらの各構成部分は、粗調整トリミン
グから微調整トリミングに移行する際の、トリガ
信号を得る目的で設けたものである。
まずメモリ１９は周波数カウンタ１５から制御
信号Ａが入力されたとき、その時の周波数カウン
タ１５の論理信号f2を記憶すると同時に、先に記
憶されていた論理信号f1を次段の演算回路２０へ
送出する。
演算回路２０においてはメモリ１９より与えら
れた論理信号f1と周波数カウンタ１５より与えら
れた論理信号f2とより、予め設定された演算、た
とえば（2f2−f1）のような演算を行ない、その演
算の結果たる論理信号f3を出力する。この論理信
号f3は比較器２１に入力され、基準値設定器１７
の論理信号f0と比較される。その差信号が所望の
発振周波数の許容値近傍の値に対応するものであ
るとき、比較器２１からトリミング制御回路１８
に対して、微調整トリミングに移行するトリガ信
号Ｂ（第４図Ｃ）が出力される。
したがつてトリガ信号Ｂを出力するタイミング
は演算回路２０に依存することとなるが、演算回
路２０の論理信号f3を前述する如くf3＝2f2−f1と
した場合は、f3≧f0のとき、すなわち周波数カウ
ンタ１５の論理信号f2がf2≧ｆ１＋ｆ０／２（ただしf2
＜ f0）となつたときトリガ信号Ｂを出力する。
トリミング制御回路１８は、トリガ信号Ｂが入
力されたときは、粗調整トリミングを停止し、微
調整トリミングへの移行すべく、電極トリミング
手段１２を制御する。これによつて露出電極６の
容量微調整部分６ｂがトリミングされてゆき、発
振周波数が第４図曲線P2にしたがつて基準値f0に
漸近し、基準値f0の許容値内となつたときトリミ
ングが自動的に停止する。
以上詳説したように本発明は、水晶発振器に備
えられた発振周波数調整用のコンデンサに粗調整
用露出電極及び微調整用電極を設け、前記粗調整
用露出電極及び微調整用露出電極のトリミング量
を前記水晶発振器の発振周波数出力信号に基づい
て制御するトリミング装置において、前記水晶発
振器の発振周波数出力信号を計数する周波数カウ
ンタと、この周波数カウンタで計数された周波数
信号を基準周波数信号と比較する比較器と、この
比較器の出力が入力されてトリミング手段を制御
するトリミング制御回路と、粗調整トリミングに
伴う周波数の段階的変化の度毎に前記周波数カウ
ンタから出力される制御信号に基づき、前記周波
数カウンタから出力される周波数信号を記憶する
と同時に先に記憶されていた周波数信号を出力す
るメモリと、このメモリから出力される周波数信
号と前記周波数カウンタから与えられる周波数信
号との演算を行なう演算回路と、この演算回路の
出力を基準信号と比較してその比較値が所望の発
振周波数の許容値近傍にあるとき前記トリミング
制御回路に対して微調整トリミングに移行するト
リガ信号を出力する比較回路とを有することを特
徴とするから、コンデンサの露出電極を必要量だ
け迅速かつ正確にトリミングし、発振周波数を迅
速かつ高精度で所望値に調整する自動的なトリミ
ング装置を提供することとなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は水晶発振回路の電気回路接続図、第２
図は露出電極を有する磁器コンデンサの一部破断
斜視図、第３図は本発明に係るトリミング装置の
ブロツク図、第４図Ａ，ＢおよびＣは同じくその
動作説明図をそれぞれ示している。 ６……コンデンサ、６ａ……容量粗調整部分、
６ｂ……容量微調整部分、１１……水晶発振器、
１２……電極トリミング手段、１３……信号検出
器、１４……前置増幅器、１４……前置増幅器、
１５……周波数カウンタ、１６，２１……比較
器、１７……基準値設定器、１８……トリミング
制御回路、１９……メモリ、２０……演算回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 水晶発振器に備えられた発振周波数調整用の
    コンデンサに粗調整用露出電極及び微調整用電極
    を設け、前記粗調整用露出電極及び微調整用露出
    電極のトリミング量を前記水晶発振器の発振周波
    数出力信号に基づいて制御するトリミング装置に
    おいて、前記水晶発振器の発振周波数出力信号を
    計数する周波数カウンタと、この周波数カウンタ
    で計数された周波数信号を基準周波数信号と比較
    する比較器と、この比較器の出力が入力されてト
    リミング手段を制御するトリミング制御回路と、
    粗調整トリミングに伴う周波数の段階的変化の度
    毎に前記周波数カウンタから出力される制御信号
    に基づき、前記周波数カウンタから出力される周
    波数信号を記憶すると同時に先に記憶されていた
    周波数信号を出力するメモリと、このメモリから
    出力される周波数信号と前記周波数カウンタから
    与えられる周波数信号との演算を行なう演算回路
    と、この演算回路の出力を基準周波数信号と比較
    してその比較値が所望の発振周波数の許容値近傍
    にあるとき前記トリミング制御回路に対して微調
    整トリミングに移行するトリガ信号を出力する比
    較回路とを有することを特徴とするトリミング装
    置。
JP14846978A 1978-11-30 1978-11-30 Trimming unit Granted JPS5574223A (en)

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