JPS6387004A - 電圧制御発振器 - Google Patents
電圧制御発振器Info
- Publication number
- JPS6387004A JPS6387004A JP23218386A JP23218386A JPS6387004A JP S6387004 A JPS6387004 A JP S6387004A JP 23218386 A JP23218386 A JP 23218386A JP 23218386 A JP23218386 A JP 23218386A JP S6387004 A JPS6387004 A JP S6387004A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- control
- vibrators
- voltage
- crystal resonator
- Prior art date
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- Pending
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- 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、水晶振動子を使用した電圧制御発振器に関す
るものである。
るものである。
従来、この種の電圧制御発振器の一例としては、第３図
に示す如き装置が実用化されている０図に示す装置は、
発振回路Ｏ５Ｇの帰還回路中に挿入された水晶振動子Ｃ
Ｒに可変容量ダイオードＣＤを付加したものである。す
なわち、制御電圧■によりこの可変容量ダイオードＣＤ
の容量を変えると、水晶振動子ＣＲの負荷容量が変化し
、その共振周波数を変化させることができる。
に示す如き装置が実用化されている０図に示す装置は、
発振回路Ｏ５Ｇの帰還回路中に挿入された水晶振動子Ｃ
Ｒに可変容量ダイオードＣＤを付加したものである。す
なわち、制御電圧■によりこの可変容量ダイオードＣＤ
の容量を変えると、水晶振動子ＣＲの負荷容量が変化し
、その共振周波数を変化させることができる。
しかしながら、このような電圧制御発振器においては、
可変容量ダイオードＣＤの容量変化を利用して発振周波
数を制御しているので、制御電圧Ｖとその発振周波数と
の関係は、可変容量ダイオードＣＤの電圧−容量特性に
大きく左右されてしまい、広い周波数範囲にわたって良
好な直線性を得ることはできない、また、発振周波数の
安定度（ｌｉ度時特性よびエージング）もこの影響を受
けてしまう。
可変容量ダイオードＣＤの容量変化を利用して発振周波
数を制御しているので、制御電圧Ｖとその発振周波数と
の関係は、可変容量ダイオードＣＤの電圧−容量特性に
大きく左右されてしまい、広い周波数範囲にわたって良
好な直線性を得ることはできない、また、発振周波数の
安定度（ｌｉ度時特性よびエージング）もこの影響を受
けてしまう。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、広い
周波数範囲にわたって良好な直線性を得ることができる
とともに、高い周波数安定度を有する電圧制御発振器を
簡単な構成により実現することを目的としたものである
。
周波数範囲にわたって良好な直線性を得ることができる
とともに、高い周波数安定度を有する電圧制御発振器を
簡単な構成により実現することを目的としたものである
。
本発明の電圧制御発振器は、屈曲振動を行なう水晶振動
子と、共通の圧電基板によりこの水晶振動子と一体に形
成されこの水晶振動子を支持するフレーム部と、前記水
晶振動子の屈曲振動を利用して発振を行なう発振回路と
、前記水晶振動子またはフレーム部に設けられその圧電
性を利用して前記水晶振動子に歪を与える制御電極と、
この制御電極に制御電圧を印加する制御回路とを具備す
るようにしたものである。
子と、共通の圧電基板によりこの水晶振動子と一体に形
成されこの水晶振動子を支持するフレーム部と、前記水
晶振動子の屈曲振動を利用して発振を行なう発振回路と
、前記水晶振動子またはフレーム部に設けられその圧電
性を利用して前記水晶振動子に歪を与える制御電極と、
この制御電極に制御電圧を印加する制御回路とを具備す
るようにしたものである。
とのように、水晶振動子の圧電性を利用し、水晶振動子
に制御電圧に比例した歪を与えるようにすると、水晶振
動子の固有振動数（共振周波数）がこの歪に応じて変化
するようになり、可変容量ダイオードなどの素子を使用
することなく、発振回路の発振周波数を制御することが
できる。したがって、発振周波数（水晶振動子の固有振
動数）を変化させる要素は、水晶振動子の圧電定数など
の線形定数のみとなり、広い周波数範囲にわたって良好
な直線性を得ることができる。また、５！振周波数の安
定度は水晶振動子の特性によって決まることになり、高
い安定度が得られる。
に制御電圧に比例した歪を与えるようにすると、水晶振
動子の固有振動数（共振周波数）がこの歪に応じて変化
するようになり、可変容量ダイオードなどの素子を使用
することなく、発振回路の発振周波数を制御することが
できる。したがって、発振周波数（水晶振動子の固有振
動数）を変化させる要素は、水晶振動子の圧電定数など
の線形定数のみとなり、広い周波数範囲にわたって良好
な直線性を得ることができる。また、５！振周波数の安
定度は水晶振動子の特性によって決まることになり、高
い安定度が得られる。
以下、図面を用いて本発明の電圧制御発振器を説明する
。
。
ｆｆ１１図は本発明の電圧制御発振器の一実施例を示す
構成図である０図において、前記第３図と同様のものは
同一符号を付して示す、 ＣＨ、ＣＲ２は屈曲振動を行
なう水晶振動子、Ｍ目、 Ｍ１２は水晶振動子Ｃｆｆ１
ｌ 、 ＣＲ２に屈曲振動を行なおせるための励振電極
１Ｍａｌ 、 Ｍ２２は水晶振動子Ｃｆｆ１ｌ 、 Ｃ
Ｈにその圧電性を利用して歪を与えるための制御電極、
ＣＯＷはこの制御電極旧１ 、 Ｍ２２ を介して水晶
振動子ＣＩｌ 、 Ｃｌ１２に制御電圧（変調信号）
Ｖｍを印加する制御回路である。
構成図である０図において、前記第３図と同様のものは
同一符号を付して示す、 ＣＨ、ＣＲ２は屈曲振動を行
なう水晶振動子、Ｍ目、 Ｍ１２は水晶振動子Ｃｆｆ１
ｌ 、 ＣＲ２に屈曲振動を行なおせるための励振電極
１Ｍａｌ 、 Ｍ２２は水晶振動子Ｃｆｆ１ｌ 、 Ｃ
Ｈにその圧電性を利用して歪を与えるための制御電極、
ＣＯＷはこの制御電極旧１ 、 Ｍ２２ を介して水晶
振動子ＣＩｌ 、 Ｃｌ１２に制御電圧（変調信号）
Ｖｍを印加する制御回路である。
ここで、水晶振動子ＣＲＩ 、 ＣＲ’ｌは、例えば第
２図に示す如き形状に加工されたものである。第２図は
本発明の電圧制御発振器に使用される水晶振動子部分の
一実施例を示す構成図である。図におぃて、ＦＬＭは水
晶振動子Ｃｆｆ１ｌ 、 Ｃ２２を支持するフレーム部
で、これらは共通の圧電基板から一体に形成されたもの
である。なお、これらの加工には、フォトリソグラフィ
やエツチングなどの加工技術が利用される。第１図の図
中に示した水晶振動子ＣＲＩ 、 ＣＨハ、図ノ如き水
晶振動子ｃＲ１、ＣＨヲＡ−Ａ’断面で表わしたもので
ある。また、水晶振動子ＣＨ、ＣＨは左右対象な振動モ
ードで励振される。
２図に示す如き形状に加工されたものである。第２図は
本発明の電圧制御発振器に使用される水晶振動子部分の
一実施例を示す構成図である。図におぃて、ＦＬＭは水
晶振動子Ｃｆｆ１ｌ 、 Ｃ２２を支持するフレーム部
で、これらは共通の圧電基板から一体に形成されたもの
である。なお、これらの加工には、フォトリソグラフィ
やエツチングなどの加工技術が利用される。第１図の図
中に示した水晶振動子ＣＲＩ 、 ＣＨハ、図ノ如き水
晶振動子ｃＲ１、ＣＨヲＡ−Ａ’断面で表わしたもので
ある。また、水晶振動子ＣＨ、ＣＨは左右対象な振動モ
ードで励振される。
このように構成された電圧制御発振器においては、発振
回路０３Ｃは水晶振動子ＣＲＩ 、 ＣＨの固有振動数
に等しい周波数で発振する。ここで、屈曲振動を行なう
水晶振動子ＣＨ、ＣＭの固有振動数λ：固有値
Ｅ：ヤング率ｒ：＊面２次モーメント ρ：
密度 Ａ：衛面積 Ω：長さ 次に、制御回路ＣＱＩＩから制御型Ｗ！Ｍａｌ 、 Ｍ
Ｕに制御電圧Ｖｍが印加されると、水晶振動子ＣＨ、Ｃ
Ｒ２はその長さ方向（Ｙ軸方向）に歪を発生する。
回路０３Ｃは水晶振動子ＣＲＩ 、 ＣＨの固有振動数
に等しい周波数で発振する。ここで、屈曲振動を行なう
水晶振動子ＣＨ、ＣＭの固有振動数λ：固有値
Ｅ：ヤング率ｒ：＊面２次モーメント ρ：
密度 Ａ：衛面積 Ω：長さ 次に、制御回路ＣＱＩＩから制御型Ｗ！Ｍａｌ 、 Ｍ
Ｕに制御電圧Ｖｍが印加されると、水晶振動子ＣＨ、Ｃ
Ｒ２はその長さ方向（Ｙ軸方向）に歪を発生する。
この時の歪１ｋｉは次式の通りである。
ε＝−ｄ、、Ｅｖ （２１
ｄ目 ：圧電定数 Ｅｌ電界一方、水晶振動
子ＣＲＩ 、 ＣＲ２はその長さ方向に軸力Ｆが動いた
場合、固有振動数ｆＯが次式のように：定数 ここで、フレーム部ＦＬＭの剛性が水晶振動子ＣＲＩ
。
ｄ目 ：圧電定数 Ｅｌ電界一方、水晶振動
子ＣＲＩ 、 ＣＲ２はその長さ方向に軸力Ｆが動いた
場合、固有振動数ｆＯが次式のように：定数 ここで、フレーム部ＦＬＭの剛性が水晶振動子ＣＲＩ
。
Ｃ０部分より十分大きければ、上式の軸力ＦはＦ＝Ｅε
Ａとなるので、（２）式および（３）式より、歪となる
。したがって、水晶振動子ＣＨＩ 、 ＣＲ２の固有振
動数をｔ制御電圧Ｖｍにより変化させることができ、発
振回路Ｏ８Ｃの発振周波数を制御電圧Ｖ】に応じて変化
させることが可能となる。
Ａとなるので、（２）式および（３）式より、歪となる
。したがって、水晶振動子ＣＨＩ 、 ＣＲ２の固有振
動数をｔ制御電圧Ｖｍにより変化させることができ、発
振回路Ｏ８Ｃの発振周波数を制御電圧Ｖ】に応じて変化
させることが可能となる。
この時、歪量εは小さいので、
Ｑ”Ａ
Ｋ −ｔ ＜ １
■
となり、（４）式は次のように近似できる。
上式から明らかなように、式中の定数は圧電室数ｄｌｌ
などの線形定数のみであるので、広い周波数範囲にわた
って良好な直線性を得ることができる。また、発振周波
数の安定度は水晶振動子ＣＲＩ 。
などの線形定数のみであるので、広い周波数範囲にわた
って良好な直線性を得ることができる。また、発振周波
数の安定度は水晶振動子ＣＲＩ 。
ＣＲ２の特性によって決まることになり、高い安定度が
得られる。さらに、このような水晶振動子Ｃ２１、ＣＲ
’ｌはフォトリソグラフィやエツチングなどにより加工
することができるので、小型、量産性に優れている。
得られる。さらに、このような水晶振動子Ｃ２１、ＣＲ
’ｌはフォトリソグラフィやエツチングなどにより加工
することができるので、小型、量産性に優れている。
なお、上記の説明においては、水晶振動子ＣＲＩ 。
ＣＲ２に制御電極Ｍ２１ 、 ＭＵを設けた場合を例示
したが、制御電極Ｍ２１ 、 ＭＵを設ける位置はこれ
に限らず、フレーム部ＦＬＭ側あるいは水晶振動子Ｃｔ
１ 、 ＣＲ２とフレーム部ＦＬＭとの結合部などに設
けても良い、また、水晶振動子ＣＲＩ 、 ＣＨの形状
は第２図のものに限られない。
したが、制御電極Ｍ２１ 、 ＭＵを設ける位置はこれ
に限らず、フレーム部ＦＬＭ側あるいは水晶振動子Ｃｔ
１ 、 ＣＲ２とフレーム部ＦＬＭとの結合部などに設
けても良い、また、水晶振動子ＣＲＩ 、 ＣＨの形状
は第２図のものに限られない。
以上説明したように、本発明の電圧制御発振器では、屈
曲振動を行なう水晶振動子と、共通の圧電基板によりこ
の水晶振動子と一体に形成されこの水晶振動子を支持す
るフレーム部と、前記水晶振動子の屈曲振動を利用して
発振を行なう発振回路と、前記水晶振動子またはフレー
ム部に設けられその圧電性を利用して前記水晶振動子に
歪を与える制御電極と、この制御電極に制御電圧を印加
する制御回路とを具備するようにしているので、ＩＩ御
電電圧比例した歪により水晶振動子の固有振動数を変化
させることができ、広い周波数範囲にわたって良好な直
線性を得ることができるとともに、高い周波数安定度を
有する電圧制御発振器を簡単な構成により実現すること
ができる。
曲振動を行なう水晶振動子と、共通の圧電基板によりこ
の水晶振動子と一体に形成されこの水晶振動子を支持す
るフレーム部と、前記水晶振動子の屈曲振動を利用して
発振を行なう発振回路と、前記水晶振動子またはフレー
ム部に設けられその圧電性を利用して前記水晶振動子に
歪を与える制御電極と、この制御電極に制御電圧を印加
する制御回路とを具備するようにしているので、ＩＩ御
電電圧比例した歪により水晶振動子の固有振動数を変化
させることができ、広い周波数範囲にわたって良好な直
線性を得ることができるとともに、高い周波数安定度を
有する電圧制御発振器を簡単な構成により実現すること
ができる。
第１図および第２図は本発明の電圧制御発振器の一実施
例を示す構成図、第３図は従来の電圧制御発振器の一例
を示す構成図である。 Ｏ３Ｃ・・・・・・発振回路、ＣＲ，ＣＨ、ＣＲ２・・
・・・・水晶振動子、ＣｒＪ・・・・・・可変容量ダイ
オード、Ｍｌｌ 、 Ｍｕ・・・・・・励振！！！極、
Ｍ２１ 、 ＭＵ・・・・・・制御電極、ＣＯＮ・・・
・・・制御回路、ＦＬＭ・・・・・・フレーム部。 第 １ 図 第 ３ 図
例を示す構成図、第３図は従来の電圧制御発振器の一例
を示す構成図である。 Ｏ３Ｃ・・・・・・発振回路、ＣＲ，ＣＨ、ＣＲ２・・
・・・・水晶振動子、ＣｒＪ・・・・・・可変容量ダイ
オード、Ｍｌｌ 、 Ｍｕ・・・・・・励振！！！極、
Ｍ２１ 、 ＭＵ・・・・・・制御電極、ＣＯＮ・・・
・・・制御回路、ＦＬＭ・・・・・・フレーム部。 第 １ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- 屈曲振動を行なう水晶振動子と、共通の圧電基板により
この水晶振動子と一体に形成されこの水晶振動子を支持
するフレーム部と、前記水晶振動子の屈曲振動を利用し
て発振を行なう発振回路と、前記水晶振動子またはフレ
ーム部に設けられその圧電性を利用して前記水晶振動子
に歪を与える制御電極と、この制御電極に制御電圧を印
加する制御回路とを具備してなる電圧制御発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23218386A JPS6387004A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 電圧制御発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23218386A JPS6387004A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 電圧制御発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6387004A true JPS6387004A (ja) | 1988-04-18 |
Family
ID=16935305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23218386A Pending JPS6387004A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 電圧制御発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6387004A (ja) |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP23218386A patent/JPS6387004A/ja active Pending
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