温度补偿型振荡器的制作方法

专利名称：温度补偿型振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及与周围温度无关，使输出信号的频率大致保持恒定的温 度补偿型振荡器，特别涉及到也可以使其温度补偿功能成为无效状态的 温度补偿型振荡器。
背景技术：
温度补偿型振荡器(TCXO)已应用于种种领域，但近年来多用于 便携式电话机等便携式移动通信设备中。这种温度补偿型振荡器一般是 以10MHz频带的AT切割石英片(振子)为振动源构成振荡电路，于其 中设有采用了某种频率可变装置的温度补偿电路，多采用通过消除AT 切割石英片的3次曲线温度特性来稳定振荡频率的石英振荡器。根据这种温度补偿电路的结构，大致分为模拟温度补偿型振荡器与 数字温度补偿型振荡器。对于此种温度补偿型振荡器，在要求振荡输出信号稳定性的同时， 还希望其小型轻量化与低价格化。图8例示了超小型表面安装用温度补偿型振荡器的封装结构。此温度补偿型振荡器由封装主体11、焊接环12与盖13构成封装(容 器)10，在其内部密封地安装有石英片(振子)15、构成后述的振荡电 路与温度补偿电路的MOS型的IC (集成电路)芯片16、芯片电容等电 路元件17。这种温度补偿型振荡器的电路结构如图9所示。振荡电路20与石英 片15、反相器21以M馈电阻22并联，将该两个连接点分别通过直流4截止电容器Cc、 Cd与振荡电容器的电压控制型可变电容器23、 24接地， 构成倒相振荡电路。从反相器21的输出侧的连接点引出输出基于振荡输出的信号的输出 线25，与输出端子26连接。此外，也可以用其他压电元件作为振子来取 代石英片。还设有温度检测电路18，用以通过热敏电阻等检测振荡电路20 中石英片15附近的温度状态；补偿电路30，用以根据此温度检测电路 18的温度检测信号，将输出到振荡电路20的输出线25上的信号频率保 持恒定。该温度补偿电路30包括存储用于进行温度补偿的补偿数据的补偿 数据存储电路(非易失性存储器)31;基于该补偿数据和来自温度检测 电路18的温度检测信号，产生控制电压的D/A变换电路32。该D/A变换电路32输出的控制电压经振荡电路20中所设的电阻Rl 、 R2，分别施加到电压控制型可变电容器23、 24的正极侧(与直流截止电 容器Cc、 Cd连接的各连接点)，根据此电压改变各电压控制型可变电容 器23、 24的电容值。由此控制振荡电路20的振荡频率，将输出信号的 频率大致保持不变。在这种温度补偿型振荡器中，在石英片15和IC芯片16内所形成的 振荡电路20，由于制造上的偏差等不可能全部完全一致地制造而各自具 有不同的温度-频率特性。所以不能由同一基准来对所有振荡电路20进 行温度补偿。为此有必要对各振荡电路制作不同的补偿数据存储于存储电路31 中。但是如果石英片15的特性的偏差大而不能全部补偿，故需要预先进 行调节以使石英片15的特性尽可能地一致。这样，以往都以下述步骤进行调整作业。SMSI将石英片15等压电元件安装到封装(图8的封装主体11)内。 ②将封装保持于基准温度(一般为室温25°C)，由网络分析器监控该压电元件的谐振频率，并由离子束等除去压电元件表面的电极膜，调整到所希望的频率。③ 安装构成振荡电路与温度补偿电路的IC芯片于封装中。④ 将封装暴露于多种温度状态下，在各种温度状态下测定振荡频率，测定它们与期望的振荡频率fo的差。⑤ 基于上述测定值形成温度补偿数据，将其写入IC芯片补偿数据存 储电路(非易失性存储器)中。据此，在以往的温度补偿型振荡器的调整方法中，在调整石英片等 压电元件的特性时，不安装构成振荡电路的IC芯片，由网络分析器等从 外部使压电元件谐振而监控其谐振频率，为使此频率成为期望的值，除 去压电元件表面的电极膜。为此，在把IC芯片安装到封装中与压电元件一起构成振荡电路进行 振荡时的振荡频率与预先调整的谐振频率之间会发生偏移的问题。此外， 调整步骤也将增多，需要额外的调整费用。为此可以考虑将压电元件与IC芯片安装到封装内使振荡电路工作，监控此谐振频率，在接近实际使用状态的状态下，进行室温下压电元件 谐振频率的调整及形成此后的补偿数据。在这种情形下，温度补偿电路 也工作。而且在温度补偿数据存储电路中处于初始状态时不存储补偿数据，就有用于存储此数据的寄存器的各位全为"0"的情形以及全为"1"的情形，不能判定初始值。因而具有不能适当地调整石英片等压电元件的 谐振频率以及也不能适当形成其后的补偿数据的问题，发明内容本发明是为解决上述问题而产生的，目的在于谋求温度补偿型振荡器的调整步骤简洁化与高精度化，即在将石英片等压电元件与IC芯片等安装到封装内构成温度补偿型振荡器的状态下，使其振荡电路工作，能 正确地调整压电元件本身的温度特性，且还能继续地适当地进行其后的' 本发明是在具有具有振荡频率随;度变化而变化的振荡电路；基于 其振荡电路的振荡输出而输出信号的输出线；检测此振荡电路附近的温 度状态的温度检测电路；基于从此温度检测电路的输出对上述输出线所输出的频率大致保持一定的温度补偿电路，其特征在于设有选择此温 度补偿电路的温度补偿功能有效状态或无效状态的选择装置。在上述振荡电路与上述输出线之间设有可变分频电路，其特征在于 上述选择装置在上述温度补偿电路的温度补偿功能为有效状态时，在此 温度补偿电路上使上述可变分频电路的分频比随上述温度检测电路所检 测出的温度而变化，而在此温度补偿功能为无效状态时，则有使上述可 变分频电路的分频比固定到规定的值的装置。在上述温度补偿振荡器中，上述振荡电路具有振荡电容，上述选择 装置在上述温度补偿电路的温度补偿功能为有效状态时，在此温度补偿 电路上使振荡电容的电容值依随上述温度检测电路检测出的温度而变 化，而在此温度补偿功能为无效状态时则有使上述振荡电容的电容值固 定到规定的电容值的装置。上述振荡电容具有根据所加电压而改变电容值的可变电容，上述温 度补偿电路具有使施加到可变电容上的电压变化而改变振荡电容的电容 值的装置。在上述情形下，当把上述振荡电容的电容值固定到规定电容值时， 上述选择装置可以具有将施加到上述可变电容上的电压固定到规定值的 装置，或者，上述振荡电容具有多个固定电容，而上述温度补偿电路则有 使这多个固定电容的连接状态变化而使振荡电容的电容值变化的装置。在上述情形下，上述选择装置当把振荡电容固定到规定的电容值上 时，可以具有使上述可变电容不包含在振荡电容中的分离装置。在上述温度补偿型振荡器中可以设置存储用于控制上述选择装置选 择状态的控制信息的选择信息存储电路。此外，还最好设有存储上述温度补偿电路的温度补偿数据的补偿数 据存储电路。也可以设置上述选择信息存储电路与补偿数据存储电路两者，此时 可由整体化的存储电路(例如一个非易失性存储器)构成这两种电路。 也可以设置用于从外部输入控制上述选择装置选择状态的控制信息的控制信息输入端子。此控制信息输入端子也可以是设于构成此温度补 偿型振荡器的封装上的外部端子。上述选择信息存储电路由规定的导电图形组成，通过将此导电图形 切断则可以存储用作控制选择装置的选择状态的信息。


图1是表示本发明的温度补偿型振荡器的第一实施方式结构的电路 框图。图2是示明该振荡电路另一例子的电路图。 图3是示明此振荡电路又一不同例子的电路图。 图4是表示本发明的温度补偿型振荡器的第二实施方式结构的电路 框图。图5是表示图4中可变分频电路的一个例子的框图。图6例示上述可变分频电路的分频数据M、 N与分频比(递变倍数)以及输出信号频率的关系。图7是表示本发明的温度补偿型振荡器的第三实施方式结构的电路框图。图8是例示温度补偿型振荡器的封装的简略剖面图。图9是表示已有的温度补偿型振荡器结构例的电路框图。
具体实施方式
为了更详细地描述本发明，下面根据

本发明的最佳实施方式。l笫一实施方式图1 ;14示本发明的温度补偿型振荡器的第一实施方式结构的电路 框图，在图8与9中对于相同的部分附以相同的标号而略去其说明。该图1所示的温度补偿型振荡器包括具有与图9所示已有例相同 的输出线25与输出端子26的振荡电路20以及温度检测电路18和温度 补偿电路30。作为本实施方式所特有的还包括选择装置的选择电路40、存储用于控制其选择状态的控制信息的选择信息存储电路(非易失性存储器)50、输出恒压Vk的恒压发生电路51。在选择信息存储电路50之外，在图8所示封装10的外部设有外部 端子52，作为输入用于控制选择电路40的选择状态的控制信息的控制信 息输入端子。此控制信息输入端子也可设于封装主体ll的内部。选择电路40包括一对传输门41、 42，三输入的NAND电路以及两 个反相器("非，，电路)44、 45。温度补偿电路30的输出即控制电压Vc，可通过一个传输门41施加 到振荡电路20的图9所示电阻R1、 R2的共同连接点上。恒压发生电路 51的输出即恒压Vk则通过另一传输门42施加到同一振荡电路20的电 阻R1、 R2的共同连接点上。选择信息存储电路50输出3位的选择信息，其位1与位3的输出原 样地成为三输入NAND电路43的两个输入，位2的输出通过反相器44 反转，成为NAND电路43的剩余的一个输入。因此，当选择信息存储 电路50输出的选择信息仅是"101"时，由于NAND电路43的三个输入 全为"1"，其输出成为"O"。此NAND电路43的输出直接施加到传输门41的负逻辑侧的门与传 输门42的正逻辑侧的门；而通过反相器45反转，施加给传输门41的正 逻辑侧的门与传输门42的负逻辑侧的门。于是，只当从选择信息存储电路50所输出的选择信息为"101，，时， 传输门41才导通而传输门42才截止，所以温度补偿电路30输出的控制 电压Vc便通过传输门41施加给振荡电路20，通过图9所示的电阻R1、 R2施加给电压控制型可变电"「23、 24，从而其振荡电容的电容值依随 温度变化，使振荡电路20的振荡率保持恒定以进行温度补偿。当选择信息存储电路50输出的信息不是"101"时，传输门42导通而 传输门41截止，于是恒压发生电路51输出的恒压Vk通过传输门42施 加给振荡电路20，经图9所示的电阻R1、 R2施加给电压控制型可变电 容器23、 24，其振荡电容的电容值因而固定到对应于该恒压的规定电容 值，不对振荡电路20的振荡频率作温度补偿。这样，选择电路40基于选择信息存储电路50所输出的3位选择信 息，对于振荡电路20供给来自温度补偿电路30的控制电压Vc使温度补 偿功能有效，或者由恒压发生电路供给恒压Vk选择使温度补偿功能无 效。该选择电路40的切换可以通过对外部端子52施加作为控制信息的 高电平"l"信号(电压)或施加低电平"0"信号进行。在设有外部端子52这种控制信息输入端子时，也可以省略图1中的 选择信息存储电路50与选择电路40内的NAND电路43和反相器44。根据此温度补偿型振荡器，振荡电路20的石英片的初始调整以及温 度补偿数据的形成存储调整作业，在把构成石英片与振荡电路以及温度 补偿电路等的IC芯片等安装到封装内完成温度补偿型振荡器的状态下， 能够使此振荡电路20进行工作。在此调整之际，通过使选择信息存储电 路50的选择信息处于"101"之外，使温度补偿功能无效而以规定的振荡 电容使振荡电路20进行振荡作业。这种调整作业的步骤如下。① 在封装(例如图8所示的封装主体11)内安装构成振荡电路20以 及图ll所示各电路的IC芯片，然后安W英片。② 将封装保持于基准温度( 一般，室温25'C)下，使此温度补偿 型振荡器的温度补偿功能无效而作为单纯的振荡器工作，用网络分析器 等监控其振荡频率，同时由离子束等除去石英片表面的电极膜，调整到 所希望的振荡频率fo。③ 对封装加盖，将石英片气密密封。④ 将封装置于多种温度状态下测定各个温度状态下的振荡频率，测 定其与所希望的频率fo的差. 基于上述测定值形成温度补偿数据，将其写入IC芯片补偿数据存 储电路(非易失性存储器)中。在经上述调整之后，设选择信息存储电路50的选择信息为"101"， 则温度补偿功能为有效，可作为温度补偿型振荡器正常地工作，从而完 成了超小型温度补偿型振荡器。这样，在让振荡电路进行与实际使用状态作同样地振荡的同时，能 够不受温度补偿电路的影响正确地调整水晶片的温度特性，而且还能恰 当地继续在以后形成补偿数据和将其存储于存储电路中的作业，可以谋 求温度补偿型振荡器调整步骤的简洁化和高精度化。于步骤②，为了将封装保持于基准温度(一般为室温25°C)，也可 将封装置于恒温箱内进行调整作业。于步骤④，为使封装暴露于多种温度状态下，可顺次变化恒温箱的 设定温度。也可将封装顺次置纳于设定为不同温度的多个恒温箱内，封 装的测定温度范围是此振荡器的工作保证温度范围，例如设定为-4(TC ~ +100'0之间的适当温度点(如约11个温度点)。调整石英片的基准频率时，预先在石英片的表面蒸镀银等金属膜， 形成使谐振荡频率比基准频率低的膜厚(厚度)，为此可用离子枪以离子 束照射此水晶片表面的电极膜，或进行臧射腐蚀，或可以通过仅仅减少 电极膜的质量进行。作为振荡电路的振子，也可以使用其他压电元件来取代石英片。由于以AT石英片为振子的振荡电路的温度特性曲线基本上是3次曲 线，即l更进行调整佳羞准温度下的振荡频率成为所希望的频率fo,但当 环境温度变化时，振荡频率会偏移。为此，实际上是使温度在使用保证 温度范围的下限到上限之间变化，于此各温度状态(测温点)下测定振 荡电路的实际振荡频率即输出给输出端子26的信号的频率，再测定与所 希望的振荡频率fo的差。算出温度补偿电路30为发生用于使上述差为0的控制电压Vc所需 的温度补偿数据，使与温度数据相对应而写入图9所示补偿数据存储电 路(非易失性存储器)31中。测温点多时虽能形成高精度的温度补偿数据，但测定时间便增长。 为此可以根据适当个数(例如约11个测温点)的温度状态下的测定结果， 推定此振荡电路温度特性的三次曲线，也可以在各测温点之间内插形成 相对于温度的温度补偿数据，而将后者写入补偿数据存储电路中。l振荡电路的不同例1下面以图2与3示明振荡电路的不同例子，特别是其振荡电容器与 其电容可变装置的不同例子。图2所示的振荡电路与图9所示的振荡电路20相同，将石英片15、 反相器21与反馈电阻22并联，将其两个连接点分别经振荡电容器接地， 构成倒相振荡电路。但是作为该振荡电容器，可以用多个固定电容的并 联电路来取代电压控制型可变电容器。具体地说，在反相器21的输入侧与接地之间设置着将电容器Cl~ C5分别经开关SI ~ S5并联的第一电容阵列27，在反相器21的输出侧与 接地之间设置着将电容器C6 ~ C10分别通过开关S7 ~ S10并联的第二电 容阵列28。各开关SI ~ S10也可以釆用MOS-FET等开关元件。在上述情形下，设有从补偿数据存储电路31读出与温度检测电路18 的温度检测数据相对应的补偿数据，输出控制振荡电路开关S1~S10的 通/断状态的可变开关控制信号的电路，用来代替图9所示的D/A变换电 路取代温度补偿电路。此外，改变图1所示的恒压发生电路51,设有产生固定开关控制信 号的电路，使振荡电路的开关S1 S10之中规定的开关(例如开关S1 S3与S6 ~ S8 )接通而使其他开关断开。通过选择装置选择上述的固定开 关控制信号与上述的温度补偿电路产生的可变开关控制信号中的一个， 施加给振荡电路的开关SI ~S10的各控制电极以控制其通/断。这样，在初始调整时使温度补偿功能无效时，由选择装置选择上述 固定的开关控制信号输入振荡电路，例如使开关Sl-S3与S6-S8接通而 断开其他开关。由此，第一电容阵列27的电容值固定到电容器Cl-C3 的并联电路的电容值，而第二电容阵列28的电容值固定到电容器C6-C8 的并联电路的电容值。于是，振荡电容的电容值与温度变化无关而成为 恒定值。初始调整后，在使温度补偿功能有效时，由选择装置从温度补偿电 路选择可变的开关控制信号输入到振荡电路中，将第一电容阵列27的开 关Sl-S5和第二电容阵列28的开关S6-S10各大于等于1作选择性地接 通。由此改变第一电容阵列27和第二电容阵列28的有效的电容器组合(连接状态)。使各电容阵列27、 28的电容值(振荡电容)随温度的变 4匕而变4t。例如以前所述，使第一电容阵列27的开关Sl-S3与第二电容阵列28 的S6-S8接通，将电容器C1-C3、电容器C6-C8分别连接为并联状态作 为基准状态时，若从该状态使开关S1或S2或此两者断开，则当开关S6 或S7或此两者断开时，第一电容阵列27与第二电容阵列28各个电容值 便减少。此外，从在标准状态，使开关S4或S5或此两者接通，开关S9 或S10或此两者接通时，第一电容阵列27与第二电容阵列28各个电容 值便增加。再有，通过适当地选定构成第一电容阵列27与第二电容阵列28的 电容器的个数以及该各个电容器的电容值，并使其连接状态变化，则能 颇精细地控制振荡电容的电容值进行振荡频率的温度补偿。振荡电路的不同例2图3所示的振荡电路是在图9所示的振荡电路20中的电压控制型可 变电容23、 24之中分别串联地插入开关S11、 S12，与它们分别并联地连 接电容器Ca与开关S13的串联电路以及电容器Cb与开关S14的串联电 路。电容器Ca、 Cb为为固定电容。Cc、 Cd为直流部分切断电容。然后，在初始调整时使温度补偿功能无效之际，通过由选择电路使 开关Sll、 S12断开，开关S13、 S14接通，将振荡电容的电容值固定到 电容器Ca、 Cb的电容值，此时的电压控制型可变电容23、 24成为断开 状态，使其不包含在振荡电容中。初始调整后，在使温度补偿功能有效时，通过由选择电路使开关Sll、 S12接通、开关S13、 S14断开，电压控制型可变电容23、 24成为振荡 电容，通过电阻Rl、 R2施加来自温度补偿电路的控制电压，由于此各 个电容值随温度变化而变化，故能进行振荡频率的温度补偿。在上述的振荡电路中，同样也可用其他压电元件取代石英片用作振子。第二实施方式l下面据图4说明本发明的温度补偿型振荡器的第二实施方式。在图4中与图1和9相同的部分附以相同标号而略去其说明，但是本实施方式 中的温度补偿电路的补偿数据存储电路31和选择信息存储电路50是一 整体的存储电路，兼用l个非易失性存储器19，此存储区的大部分作为 补偿数据存储电路31而被使用， 一部分作为选择信息存储电路50而被 使用。此图4所示的温度补偿型振荡器在振荡电路20与输出线25之间设 有可变分频电路60,作为选择装置则设有第一选择电路40A与第二选择 电路40B。此第一、第二选择电路40A、 40B具同样的电路结构，如第二 选择电路40B所示，由数字门电路47、 48和3输入"与"电路46,以及 两个反相器("非"电路)44、 49构成。选择信息存储电路50输出的3位选择信息中的位1与位3的输出直 接地成为3输入"与"电路46的两个输入，位2的输出通过反相器反转成 为"与"电路46的余剩的一个输入。所以，从选择信息存储电路50所输 出的选择信息仅在"101"时，"与，，电路46的三个输入全为"l"，从而其输 出成为"1"。当选择信息存储电路50输出的选择信息为"101"以外的情形 时，"与"电路46的输出成为"0"。此"与"电路46的输出直接施加给数字门电路47的控制端子C，而 到数字门电路48的控制端子C则是通过反相器49反转而施加的。于是，此第二选择电路40B仅在选择信息存储电路50所输出的选择 信息只是"101"时，由于数字门电路47成为导通而数字门电路48成为截 止，就选择从温度补偿电路30，的补偿数据输出电路33输入的可变分频 数据Dc，输出给可变分频电路60，而当从选择信息存储电路50所输出 的选择信息为"101，，以外时，由于数字门电路48成为导通而数字门电路 47成为截止，就选择从ROM 52输入的固定分频数据Dk，输出给可变 分频电路60。第一选择电路40也具有与上述完全相同的结构，不同的只是所选择 的是开关控制数据Sc、 Sk，所选择的开关控制数据的输出对象是振荡电 路20。温度补偿电路30，的补偿数据输出电路33对应于温度检测电路18检测出的温度数据，参考补偿数据存储电路31的补偿数据，输出用于进行 温度补偿的可变开关控制信号(数字数据)Sc和分频数据Dc,分别输入 到第一、第二选择电路40A、 40B的数字门电路47。另一方面，在只读存储器ROM52中，预存储固定的开关控制信号 (数字数据)Sk与分频数据Dk，由图中省略的读出电路读出各数据， 分别输入到第一、第二选择电路40A、 40B的数字电路48。于是，第一选择电路40A当从选择信息存储电路50所输出的选择信 息只是"101"时，选择从温度补偿电路30，的补偿数据输出电路33输入的 可变控制信号Sc，输出给振荡电路20，当选择信息存储电路50所输出 的选择信息为"101"以外的结果时，则选择从ROM52输入的固定的开关 控制信号Sk，输出给振荡电路20。振荡电路20例如图2所示，是采用了把多个电容器通过开关并联设 置的第一、第二电容阵列27、 28作为振荡电容的电路，由第一选择电路 40A输出的开关控制信号(数字数据)Sc或Sk控制各开关S1-S10的通/ 断，由此控制该振荡电容的电容值而能改变谐振频率。可以将能由MOS 型才莫拟开关等1位数字信号控制开/关的电子开关用作图2所示的开关 Sl國SlO。变频电路60采用周知的电路，现由图5说明它的一个例子。该可变 分频电路60包括基准分频器61、相位比较器62、低通滤波器(以后简 称为"LPF")63、电压控制振荡电路(以后简称为"VCO，，) 64、反馈分 频器65以输出緩沖器66。由基准分频器61将来自振荡电路20的振荡输出信号分频，作为基 准信号输入给相位比较器62。另一方面，VC064的振荡信号由反馈分频 器65分频，作为比较信号输入给相位比较器62。相位比较器62输出对 应于这两个输入信号相位差的电压，经LPF63供给VC064,控制VC064 的振荡频率，该VCO的振荡信号通过输出緩冲器66输出给输出线25。基准分频器61与反馈分频器65都是能由可变的整数值分频的可编 程分频器。此可变分频电路60的输出信号的频率fo在把振荡电路20的振荡输出信号的频率设为fc时，由基准分频器61的分频数M与反馈分频器65 的分频数N用下述关系式决定 fo=fcxN/M基准分频器61将输入信号的频率按1/M分频输出，反馈分频器65 将输入信号按1/N分频输出。N/M为分频变(在此时为递变的倍数)，可根据频率M与N的值任 意地设定。例如以M=N=100为基准值，通过使分频数M与N的值如图 6所示变化，能使分频比(递变倍数)从1.000按0.005幅度递增或递减。所以，当来自振荡电路20的振荡输出信号的频率fc为20MHz时， 输出信号的频率fo以20MHz为基准，按O.lMHz幅度增减。于是，设图4所示的ROM52中存储的固定分频数据Dk由M与N 构成而M=N=100,同时补偿数据输出电路33输出的可变分频数据Dc 也由分频数M与N构成，如图6所示的情形，则当图4的第二选择电路 40B从ROM52选择固定的分频数据Dk而输入给可变分频电路60时， 由于M-N-IOO,分频比成为1.000，输出信号的频率fo便与振荡电路20 的振荡输出信号的频率fc相同(在图6的例子中为20MHz)。当图4中的第二选择电路40B选择从补偿数据输出电路33输出可变 的分频数数据Dc而输入给可变分频电路60时，通过构成分频数数据Dc 的分频数M与N的值，能使分频比作种种变化，如图6所例示，使分频 比(递变倍数)从1.000按0.005幅度增减，则能使输出信号的频率fo 以20MHz为基准按(UMHz幅度增减。此分频比(递变倍数)的最小可变幅度(幅度宽度)与最大可变范 围可通过分频数M与N的选择任意地设定。在此实施方式中，在调整振荡电路20的石英片的谐振频率，形成补 偿数据并将其存储到补偿数据存储电路31中的初始调整时期，选择信息 存储电路50的3位的选择信息也成为"101"以外的状态。所以，第一选择电路40A选择从ROM52输入的固定开关控制信号 Sk，输出给振荡电路20，而第二选择电路40B则选择从ROM52输入的 固定分频数数据Dk，输出给可变分频电路60。16由此，振荡电路20通过其固定的开关控制信号Sk，例如仅使图2 所示的开关Sl-S3与S6-S8接通而使其他开关断开。为此，第一电容阵列27的电容值便固定为电容器Cl-C3的并联电路 的电容值，而第二电容阵列28的电容值则固定到电容器C6-C8的并联电 路的电容值。这是标准状态，振荡电容与温度变化无关而为恒定，振荡 输出信号的频率fc由于石英片15的温度特性虽多少有波动但不进行温度 补偿。另 一方面，可变分频电路60由于固定的分频数数据Dk的M=N=100， 分频比固定到1.000，对输出线输出的信号的频率fo与振荡电路20的频 率fc相同，在此也不作温度补偿。即，此时的温度补偿功能成为无效， 图4所示的温度补偿型振荡器只起到振荡器的作用。调整作业结束后，在把最后的补偿数据写入补偿数据存储电路31时 或紧接其后，将"101"作为选择信息写入相同的非易失性存储器19内的 选择信息存储电路50中。据此，选择信息存储电路50输出的选择信息成为"101"，第一选择 电路40A从温度补偿电路30，的补偿数据输出电路33选择可变的开关控 制信号Sc，输出给振荡电路20，而第二选择电路40B也从补偿数据输出 电路33选择可变分频数据Dc，输出给可变分频电路60。振荡电路20通过其可变的开关控制信号Sc，将例如图2所示的第一 电容阵列27的开关Sl-S5以及第二电容阵列28的各大于等于1的开关 S6-S10接通。于是改变了第一电容阵列27与第二电容阵列28的有效的 电容器组合(连接状态)，使各电容阵列27、 28的电容值(振荡电容) 依随温度变化而变化，而振荡电路20的振荡信号的频率fc便调整以外Hi 温度所致的变动。此外，可变分频电路60根据构成输入的分频数数据Dc的分频数M 与N的值使分频比变化，将输出信号的频率fo作为fcxN/M输出。在图 6所示例子中，使输出信号的频率以20MHz为基准按0.1MHz幅度增减。这样，在使温度补偿功能有效时，通过调整振荡电路20的振荡电容 的值，再结合调整可变分频电路60的分频比(递变倍数)，就能补偿石英片温度特性所致的振荡频率变动，常能将恒定频率的输出信号输出给输出端子26。同样，在此实施方式中可以取代石英片而把其他压电元件用作振动 电路20的振子。[第三实施方式l下面根据图7说明本发明的第三实施方式。在图7中与图l相同的 部分附以相同的标号而略去其说明。图7所示的温度补偿型振荡器，它的选择电路40，是从图1所示的选 择电路40中除去NAND电路43与反相器44的电路，同时设置了采用 规定的导电图形56的选择信息存储电路55来取代图1所示的温度补偿 型振荡器中非易失性存储器的选择信息存储电路50。此外，未设置有图 l中的外部端子52。此导电图形56例如形成于设置在图8所示的封装主体11之内部或 是外部的在初始调整结束时能从外部操作的部位处的绝缘基板上。然后 以其一端与正电源线57相连而以另一端经电阻58接地。将此导电图形 56与电阻58的连接点P点的电压电平作为2值的选择信息输出给选择 电路40，，将它如图所示直接地或通过反相器45反转，施加给传输门41、 42的各个门。在初始状态时，选择信息存储电路55的导电图形56导通，P点的 电压电平为高电平"l"，选择电路40，的传输门42导通，而传输门41成 为截止。所以恒压发生电路51输出恒压Vk，通过传输门42供给振荡电 路20，由于振荡电路20的振荡电容值固定到规定容量值，温度补偿功能 无效。当初始调整结束后切断选择信息存储电路55的导电图形56时，由 于P点的电压电平成为接地电平即低电平"O"，使选择电路40，的传输门 41导通，传输门42截止。于是温度补偿电路30根据温度检测电路18 的温度检测信号输出的控制电压VC，通过传输门41供给振荡电路20， 使振荡电路20的振荡电容的电容值随温度变化而变化。由此，即便环境温度变动，振荡频率，即通过输出线25输出到输出端子26的信号的频率，也将保持恒定而能有效地影响温度补偿功能。 [实施方式的变更例l在前述的第一、二实施方式中是通过使选择信息存储电路50的选择 信息为"101"而让温度补偿功能有效，但并不局限于这种方式，而是可以 把任何数据用作这种选择信息，而且这种数据的位数也是任意的。但一 般情形下，构成选择信息存储电路50的非易失性存储器等在初始状态下 的数据全为"1，，或全为"0"的概率高，因此最好避免将"111"或"000"设定 为上述的选择信息。如上所述，本发明的温度补偿型振荡器在封装内安装石英片等压电 元件与IC芯片等而构成温度补偿型振荡器的状态下，能使它的振荡电路 工作而正确地调整压电元件本身的温度特性。此外还能继续合适地进行其后的补偿数据的形成和将此补偿数据存 储于存储电路中的作业，从而可以谋求使调整步骤简洁化与高精度化。由此可以不使成本增加而实现在内部安装了这种振荡器的便携式移 动通信器等性能的提高。
权利要求
1.一种温度补偿型振荡器的制造方法，其特征在于包括在封装内，对构成具有振荡电路以及补偿数据存储电路的温度补偿电路的IC芯片和上述振荡电路的振子进行封装，构成振荡器的步骤；接着上述步骤，将上述封装保持在基准温度，在使上述温度补偿电路的温度补偿功能无效的状态下，调整上述振子以使上述振荡电路的振荡频率成为所希望的振荡频率的步骤；在上述步骤之后，对上述振子进行气密封安装的步骤；生成温度补偿数据并将其写入到上述补偿数据存储电路的步骤；在上述温度补偿数据写入到上述补偿数据存储电路的状态下，使上述温度补偿电路的温度补偿功能有效的步骤。
2. 根据权利要求1所述的温度补偿型振荡器的制造方法，其特征 在于在调整上述振子的步骤中，将上述封装保持在基准温度是将上述 封装放入恒温箱中进行的。
3. 根据权利要求1所述的温度补偿型振荡器的制造方法，其特征 在于生成温度补偿数据并将其写入到上述补偿数据存储电路的步骤是 将上述封装放入恒温箱中进行的。
4. 根据权利要求1至3的任意一项所述的温度补偿型振荡器的制 造方法，其特征在于在生成上述温度补偿数据并将其写入到上述补偿数据存储电路的 步骤中，将上述封装暴露于多个温度，在该各温度的状态下，测定上 述振荡电路的振荡频率，测定与上述希望的振荡频率的差，基于该测定值生成上述温度补偿数据。
5. 根据权利要求4所述的温度补偿型振荡器的制造方法，其特征 在于将上述封装暴露的多个温度是该振荡器的动作保证温度范围内的 适宜的点。
6. 根据权利要求5所述的温度补偿型振荡器的制造方法，其特征 在于上述动作保证温度范围在负40*€到正ioox:之间，上述点是11个点。
7. 根据权利要求1至3的任意一项所述的温度补偿型振荡器的制造方法，其特征在于在使上达温度补偿电路的温度补偿功能有效的步骤中，根据特定的选择信息，使温度补偿功能有效。
8. 根据权利要求7所述的温度补偿型振荡器的制造方法，其特征 在于上述特定的选择信息是根据预先决定的组合的多位的信息。
9. 根据权利要求1至3的任意一项所述的温度补偿型振荡器的制 造方法，其特征在于在调整上述振子的步骤中，预先在上述振子的表面蒸镀金属膜， 使共振频率低于基准频率，在该振子表面的电极膜上照射离子束或者 进行溅射蚀刻，使该电极膜的质量一点点地减少。
全文摘要
本发明提供一种温度补偿型振荡器。本发明的温度补偿型振荡器包括振荡电路(20)、温度检测电路(18)，以及基于此温度检测电路(18)的温度检测信号使振荡电路(20)的输出信号的频率大致保持恒定的温度补偿电路(30)，还设有选择电路(40)可选择该补偿电路(30)的有效或无效状态。这样，在封装内安装有石英片与IC芯片等状态下，使补偿电路(30)的温度补偿功能为无效状态时，可操作振荡电路(20)来正确地调整石英片本身的温度特性，而后可以继续进行补偿数据的形成和将其存储于存储器中的作业。
文档编号H03L7/183GK101262202SQ200810095718
公开日2008年9月10日 申请日期2003年1月20日 优先权日2002年1月21日
发明者桜井保宏 申请人:西铁城控股株式会社