振荡器的制作方法

专利名称：振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种振荡器，特别是涉及一种包括用于使振子振荡的振荡电路的的振荡器。
背景技术：
近年来，在便携式电话的基站、要求stratum3标准的传送设备中，需要一种频率稳定度更为精确的振荡器(例如在stratum3的情况下为士0. 28ppm以内)。在这些用途中被用作基准时钟源的温度补偿型晶体振荡器具有如下的特征通过利用电压控制型振荡器的控制信号来控制晶体振子(压电振子)所具有的温度特性(例如，在由以被称为AT切的切割角度切出的晶体构成的晶体振子中，其温度特性接近三次函数)，来使相对于温度的晶体振荡频率的变化变小。图15是表示普通的晶体振荡器的结构的图。在图15中，晶体振荡器由晶体振子SS和用于使该晶体振子SS振荡的振荡电路部 CC构成。该振荡电路部CC构成为具有与晶体振子SS并联连接的放大器A和电阻R ；负载电容元件Ca(电容值CJ，其连接在放大器A的输入侧与接地侧之间；以及负载电容元件 Cb (电容值C。b)，其连接在该放大器A的输出侧与接地侧之间。上述电阻R也被称为反馈电阻，具有用于决定输入与输出的DC动作点的功能。在上述结构中，如果负载电容元件Ca和负载电容元件Cb是可变电容，则能够控制振荡频率。图16是表示图15的晶体振荡器的等效电路的图。在图16中，晶体振子侧SSS是将晶体串联等效电容成分Cl (电容值Ca)、晶体串联等效电阻成分Rl (电阻值1^)以及晶体串联等效电感性成分Ll (电抗值Lu)与晶体端子间电容C0(电容值CJ并联连接而成的结构。另一方面，振荡电路部侧CCS是电阻成分电阻值RKn)与电容成分CL(电容值 Ccl)串联连接而成的结构。电阻成分1 是取负值的负性电阻成分，利用该负性电阻成分的电阻值来抵消电阻成分Rl的电阻值，由此能够构成公知的LC振荡器。此外，电容成分CL是等效电路的振荡器等效电容成分。该振荡器等效电容成分CL 的电容值Ca与负载电容元件Ca的电容值C。a、负载电容元件Cb的电容值Ca之间的关系如式(1)所示。Ccl= (CCaXCcb)/(CCa+Ccb)... (1)该式(1)示出了当负载电容元件Ca的电容值较小且负载电容元件Cb的电容值Ca也较小时，振荡器等效电容成分CL的电容值Ca变小的情况。在此，振荡器等效电容成分CL的电容值Ca与振荡频率f之间的关系如式(2)所不。f = 1/2 31 {Ll1 X Cci X (C⑶+Ccl) / (C⑶+Cci+Ccl) }1/2. . . (2)另外，振荡频率f相对于振荡器等效电容成分CL的值Ca成为图17所示那样。
参照图17可知，相对于振荡器等效电容成分CL的电容值Ca的增加，振荡频率f 大致成反比地减少。在此，图18示出了提供电压来作为控制信号的电压控制型振荡器的以往例。在图18中，能够通过提高(降低)控制信号CS的电压来使振荡器等效电容成分的电容值Ca变大(变小)，从而使振荡频率f降低(升高)(例如参照专利文献1)。并且，在图18中，当输入控制信号作为控制信号CS以补偿晶体振子的振荡频率的温度特性时，能够构成温度补偿型振荡器。由AT切晶体构成的晶体振子的振荡频率的温度特性接近温度的三次函数。通过温度补偿型振荡器的控制信号CS来进行控制，以用上述式( 中的振荡器等效电容成分的电容值Ca来补偿晶体振子的振荡频率的温度特性。由此，能够使相对于温度的振荡频率f的变化较小。在此，在需要0. 5ppm以下的高精度的振荡器的情况下，利用以往的方法将晶体振子的振荡频率的温度特性补偿至高于三次成分的高次成分。由此，与接近三次函数的情况相比能够进一步提高精度(例如参照专利文献2)。图19示出了由AT切晶体构成的晶体振子的振荡频率的温度特性的例子以及利用温度补偿型振荡器对该温度特性进行温度补偿的情况下的温度补偿后的振荡频率的温度特性的例子。在图19中，在由AT切晶体构成的晶体振子的振荡频率中，温度为Ta时的振荡频率fa比温度为TO时的振荡频率f0高Δ fa。因此，温度补偿型振荡器使上述图17中的振荡器等效电容成分的电容值Ca从Catl变为Caa即变大Δ CLa、且使温度为Ta时的振荡频率 fa变低八&，由此使振荡频率接近《)。另一方面，温度为Tb时的振荡频率fb比温度为TO时的振荡频率f0低Δ fb。因此，温度补偿型振荡器使上述图17中的振荡器等效电容成分的电容值CaW Catl变为Cab即变小Δ CLb、且使温度为Tb时的振荡频率fb变高Δ fb,由此使振荡频率接近 。温度补偿型振荡器能够利用控制信号对温度各不相同的振荡器等效电容成分的电容值Ca进行控制，从而使相对于温度的振荡频率f的变化较小。专利文献1 :W02005/006539号公报专利文献2 日本专利第4070139号公报

发明内容
发明要解决的问题在上述图18的电压控制型振荡器中构成了温度补偿型振荡器，但有时为了在温度补偿后调整偏移频率和经年变化，要进行频率控制(AFC = Auto Frequency Control 自动频率控制)。在温度补偿后进行偏移频率的调整、经年变化的调整的情况下，如图20所示，输入控制信号作为第一控制信号CSlO以补偿晶体振子的振荡频率的温度特性，并且，输入用于进行偏移频率的调整、经年变化的调整的AFC控制信号作为第二控制信号CS20。如果构成上述那样的振荡器，则能够在温度补偿后进行偏移调整、经年变化的调離整。
在此，期望当利用图20的第二控制信号CS20将振荡频率f从f0变大至f 1时，即使上述式O)中的振荡器等效电容成分CL的电容值CaS生变化，也能够如图21那样，使每一温度的振荡频率的变化量Δ ·保持固定(AfLO)，从而振荡频率f的温度特性不发生变化。然而，实际上存在振荡频率f的温度特性成为图22所示那样、温度补偿精度发生劣化的问题。下面对该原因进行说明。利用上述图20的第一控制信号CSlO对按照温度不同而各不相同的振荡器等效电容成分的电容值进行调整，使得电容值为Ca，抵消晶体振子的振荡频率f的温度特性。接着，利用图20的第二控制信号CS20使振荡器等效电容成分的电容值变化固定值ACL的量。在这种情况下，对于图17的振荡器等效电容成分的电容值Caa，当从Caa起变化固定值ACL的量时，振荡频率的变化量为AfLa。另外，对于振荡器等效电容成分的电容值Catl，当从Catl起变化固定值ACL的量时，振荡频率的变化量为Δ Ο。并且，对于振荡器等效电容成分的电容值Cab，当从Cab起变化固定值ACL的量时，振荡频率的变化量为AfLb。根据图17可知，振荡频率的变化量Af为，振荡器等效电容成分CL较小时的振荡频率的变化量AfLb比振荡器等效电容成分CL较大时的振荡频率的变化量AfLa大。因此，在温度补偿型振荡器利用第一控制信号CSlO将按温度不同而各不相同的振荡器等效电容成分的电容值调整为Ca之后、利用第二控制信号CS20使电容值变化固定值Δ CL的量的情况下，每一温度的振荡频率的变化量Af不固定，从而温度补偿精度劣化。在此，在要求频率稳定度为几ppm程度的温度补偿型振荡器中，不易于发生因第二控制信号CS20的变更而导致温度补偿精度劣化的问题，但在要求频率稳定度为小于等于0. 5ppm程度的温度补偿型振荡器中有时会发生上述问题。本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于实现如下一种振荡器在利用第一控制信号CSlO调整振荡频率之后，再通过第二控制信号CS20改变振荡频率的情况下，能够使因第二控制信号CS20而产生的振荡频率的变化量固定。用于解决问题的方案为了达成上述目的，本案提出了如下所述的技术。(1) 一种振荡器，具有用于使振子振荡的振荡电路，其特征在于，具备调整部，其根据控制信号调整该振荡器的振荡频率；以及振荡振幅控制部，其将上述振子的振荡振幅设为可变。上述第一方面所述的振荡器具有用于使振子振荡的振荡电路。并且，其调整部根据控制信号对该振荡器的振荡频率进行调整。另外，其振荡振幅控制部将上述振子的振荡振幅设为可变。(2)根据第一方面所述的振荡器，其特征在于，上述振荡振幅控制部根据上述控制信号将上述振子的振荡振幅设为可变。上述第二方面所述的振荡器在第一方面所述的振荡器中，特别是，上述振荡振幅控制部根据上述控制信号将上述振子的振荡振幅设为可变。
(3)根据第一方面或第二方面所述振荡器，其特征在于，上述调整部具备第一调整部，其根据第一控制信号来调整上述振荡频率；以及第二调整部，其根据第二控制信号来调整上述振荡频率。上述第三方面所述的振荡器在第一方面或第二方面所述的振荡器中，特别是，其第一调整部根据第一控制信号来调整上述振荡频率。另外，其第二调整部根据第二控制信号来调整上述振荡频率。(4)根据第三方面所述的振荡器，其特征在于，上述第一调整部是与温度无关地使上述振荡频率固定的温度补偿用调整部，上述第二调整部是能够选择任意频率来作为上述振荡频率的AFC用调整部。上述第四方面所述的振荡器在第三方面所述的振荡器中，特别是，该振荡器的第一调整部是温度补偿用调整部，其与温度无关地使上述振荡频率固定。另外，该振荡器的第二调整部是AFC用调整部，其能够选择任意频率来作为上述振荡频率。(5)根据第一方面至第四方面中的任一项所述的振荡器，其特征在于，上述振荡振幅控制部是将振荡振幅设为可变的振荡振幅限幅单元。上述第五方面所述的振荡器在第一方面至第四方面中的任一项所述的振荡器中， 特别是，上述振荡振幅控制部是振荡振幅限幅单元，其将振荡振幅设为可变。(6)根据第一方面至第四方面中的任一项所述的振荡器，其特征在于，上述振荡振幅控制部是调整振荡段的电流的振荡段电流调整部。上述第六方面所述的振荡器在第一方面至第四方面中的任一项所述的振荡器中， 特别是，上述振荡振幅控制部是振荡段电流调整部，其调整振荡段的电流。发明的效果根据本发明，能够实现如下的一种振荡器在利用第一控制信号CSlO调整振荡频率之后，再利用第二控制信号CS20改变振荡频率的情况下，能够使因第二控制信号CS20而产生的振荡频率的变化量固定。


图1是表示作为本发明的第一实施方式的电压控制型振荡器的结构的电路图。图2是表示作为图1的电压控制型振荡器的结构要素的可变电容元件的结构例的图。图3是在施加于图2的可变电容元件的栅极的控制信号的电压与晶体振子的端子的输出信号的振幅之间的关系中表示振荡频率f的变化的特性图。图4是例示了假定的某种条件下，相对于第一控制信号的变化的振荡器的振荡频率的变化情况的图。图5是例示了在假定的某种条件下，使晶体振子的端子电压的振幅变大时，相对于第一控制信号的变化的振荡频率的变化情况的图。图6是例示了假定的某种条件下，相对于第二控制信号的变化的振荡器的振荡频率的变化情况的图。图7是例示了在假定的某种条件下，使晶体振子的端子电压的振幅变大时，相对于第二控制信号的变化的振荡频率的变化情况的图。
图8是表示本发明的第二实施方式的电压控制型振荡器的结构的电路图。图9是表示图8的电路中的放大器的结构例的电路图。图10是表示图8的电路中的放大器的另一个结构例的电路图。图11是表示本发明的第三实施方式的电压控制型振荡器的结构的电路图。图12是表示使用发射极跟随电路作为振幅限幅电路的一例的电路图。图13是表示使用源极跟随电路作为振幅限幅电路的一例的电路图。图14是表示振荡段电流调整电路的结构例的电路图。图15是表示普通的晶体振荡器的结构的图。图16是表示图15的晶体振荡器的等效电路的图。图17是表示相对于振荡器等效电容的振荡频率的变化的图。图18是表示电压控制型振荡器的以往例的电路图。图19是表示AT切晶体的振荡频率的温度特性的例子以及利用温度补偿型振荡器对该温度特性进行温度补偿时的振荡频率的温度特性的例子的图。图20是表示输入控制信号作为第一控制信号以补偿晶体振子的振荡频率的温度特性、输入AFC控制信号作为第二控制信号的温度补偿振荡器的结构例的电路图。图21是表示在利用图20的温度补偿型振荡器进行温度补偿后对偏移、经年变化进行调整时，所期待的振荡频率的温度特性的例子的图。图22是表示在利用图20的温度补偿型振荡器进行温度补偿后对偏移、经年变化进行调整时，实际的振荡频率的温度特性的例子的图。
具体实施例方式下面，通过参照附图详述本发明的实施方式来使本发明更清楚。(第一实施方式)图1是表示作为本发明的第一实施方式的电压控制型振荡器的结构的电路图。在图1中，关于该电压控制型振荡器，由晶体振子SS和用于使该晶体振子SS振荡的振荡电路部CC构成的振荡器与振幅限幅电路LM相连接。振荡电路部CC构成为包括反馈电阻R、可变电容元件MA1、MA2、MB1、MB2、放大器 A、生成第一控制信号Vl的第一控制信号生成电路CSl以及生成第二控制信号V2的第二控制信号生成电路CS2。并且，将由第二控制信号生成电路CS2生成的第二控制信号V2作为用于控制该振幅限制动作方式的信号来提供给振幅限幅电路LM。第一控制信号生成电路和可变电容元件MAI、MBl是与温度无关地使振荡频率固定的温度补偿用调整电路，第二控制信号生成电路和可变电容元件MA2、MB2是能够选择任意频率作为振荡频率的AFC用调整电路。在图1的实施方式的电压控制型振荡器中，振荡电路部CC是根据控制信号来构成调整该振荡器的振荡频率的调整部，振幅限幅电路LM构成了将振子的振荡振幅设为可变的振荡振幅控制部。图2是表示作为图1的电压控制型振荡器的结构要素的可变电容元件MAI、MA2、 MBl以及MB2的结构例的图。
在图2中，可变电容元件MA1、MA2、MB1以及MB2是MOS晶体管。在构成该可变电容元件的MOS晶体管中，对栅极G施加来自控制信号生成电路 CS (在这种情况下为第一控制信号生成电路CSl或第二控制信号生成电路Cs》的控制信号 V (在这种情况下为第一控制信号Vl或第二控制信号V2)。另外，构成可变电容元件的MOS晶体管的源极S与晶体振子SS的任一端子相连接，并输出振荡频率f的输出信号。在此，将晶体振子SS的一个端子的端子电压表示为Va， 将另一个端子的端子电压表示为Vb。对构成可变电容元件的MOS晶体管的本体B施加基准电压(例如接地电位)。在本例中，构成可变电容元件的MOS晶体管的漏极D没有连接对象，但能够采用将该漏极D与源极S相连接的结构。在图2那样的可变电容元件(图1的MAI、MA2、MBU MB2)中，在认为基于控制信号的振荡频率f的变化仅在单侧可变电容元件处的情况下，振荡频率f的变化与控制信号的电压的大小和晶体振子的端子的输出信号的振幅的大小相对应。图3是在施加于图2的可变电容元件的栅极G的控制信号的电压与图2的可变电容元件的源极S(即晶体振子的端子)的输出信号的振幅之间的关系中，表示振荡频率f的变化的特性图。图3的(a)例示了在图2的可变电容元件中，相对于控制信号的电压的变化量的振荡频率f的变化情况。图3的(b)例示了在图2的可变电容元件中，晶体振子的端子的输出信号的电压随时间变化的情况。参照图3来说明虚线所示的振荡频率f的变化。当控制信号的电压小于等于输出信号的从低电平升高阈值电压Vth而得到的电位时，即在相当于图3的(a)的区间⑴的情况下，MOS晶体管为不能形成沟道而总是截止状态。此时，振荡器等效电容CL不发生变化，因而，振荡频率f为固定。接着，当控制信号的电压大于等于输出信号的从低电平升高上述阈值电压Vth而得到的电位且小于等于输出信号的从高电平升高上述阈值电压Vth而得到的电位时，即， 在相当于图3的(a)的区间(2)的情况下，MOS晶体管为周期性地反复不能形成沟道的截止状态和能够形成沟道的导通状态。此时，控制信号的电压越大，能够形成沟道的导通状态的比例越大。因此，随着增大控制信号的电压，振荡器等效电容CL变大，振荡频率f变低。并且，当控制信号的电压大于等于输出信号的从高电平升高上述阈值电压Vth而得到的电位时，即在相当于图3的(a)的区间(3)的情况下，MOS晶体管能够形成沟道而总为导通状态。此时，振荡器等效电容CL不发生变化，振荡频率f为固定。在此，如图3的(b)所示，考虑利用振幅限幅电路LM将晶体振子的端子的输出信号的高电平剪短AVb的量以使该高电平从虚线变为实线的情况。在这种情况下，如图所示，从输出信号的高电平升高上述阈值电压Vth而得到的电位的位置向左(即向低电位侧)移动AVb，因此图3的(a)的区间⑵的区域缩小AVb， 区间(3)的区域扩大AVb。由此，基于控制信号的振荡频率f与晶体振子的端子的输出信号的振幅的变化相应地，如图3的(a)那样从虚线变为实线。即，能够利用振幅限幅电路LM来控制晶体振子的端子电压的振幅，由此对基于控制信号的振荡频率f的变化量Δ f进行控制。在以上说明的实施方式中，如参照图1进行说明那样，采用了将第二控制信号作为振幅限幅电路LM的输入的结构。在该结构中，在降低第二控制信号的电压V2而使振荡器等效电容成分CL变小的情况下，利用第二控制信号使振幅限幅电路LM的极限值变大，以利用振幅限幅电路LM将晶体振子的端子电压Vb的振幅变大。另外，在升高第二控制信号的电压V2而使振荡器等效电容成分CL变大的情况下， 利用第二控制信号使振幅限幅电路LM的极限值变小，以利用振幅限幅电路LM将晶体振子的端子电压Vb的振幅变小。如上所述，控制基于第二控制信号的电压V2的振荡器等效电容成分CL的变化量 Δ CL，并控制振幅限幅电路LM的极限值，由此能够使基于第二控制信号的振荡频率的变化量AfL的差异变小。在此，考虑为了使振荡器等效电容成分CL变小而将第二控制信号的电压由V2变为V2’，从而提高振荡频率的情况。当没有振幅限幅电路LM时，振荡频率会呈现图4所示的特性。图4例示了没有振幅限幅电路LM、晶体振子的端子电压Vb的振幅不变时的、相对于第一控制信号的电压的变化的振荡频率的变化情况。另外，图5例示了在本发明的第一实施方式中，使晶体振子的端子电压Vb的振幅变大时的、相对于第一控制信号的变化的振荡频率的变化情况。如图5所示，控制振幅限幅电路LM的极限值，以利用振幅限幅电路LM使晶体振子的端子电压Vb的振幅变大，由此相对于第一控制信号的电压变化的振荡频率变化不是呈现虚线所示的以往那样的特性，而是呈现出实线所示的特性。在这种情况下，通过使第二控制信号的电压改变而得到的振荡频率的变化量Af 为，当第一控制信号的电压为Vla时，振荡频率的变化量Af从AfLa变为AfLa’；当第一控制信号的电压为VlO时，振荡频率的变化量Af从AfLO变为AfLO’ ；当第一控制信号的电压为Vlb时，振荡频率的变化量Δ f从Δ fLb变为Δ fLb，。在此，第一控制信号的电压为Via和Vlb时的振荡频率的变化量AfLa、AfLa’以及Δ fLb、Δ fLb’以第一控制信号的电压为VlO时的振荡频率的变化量AfLO以及AfLO， 为基准，形成如下的关系。Δ fLO- Δ fLa > AfLO' -AfLa' . . . (3)Δ fLb- Δ fLO > Δ fLb，-AfLO' . . . (4)根据这些式C3)和式(4)可知，在利用第二控制信号使振荡器等效电容成分CL变小的情况下，将振幅限幅电路LM的极限值变大，以利用振幅限幅电路LM增大晶体振子的端子电压Vb的振幅，由此，基于与第一控制信号不同的电压下的第二控制信号的变化的振荡频率的变化量Δf的差异变小。即，在图17中，AfLO、AfLa, Δ fLb之差变小，因此能够抑制温度补偿的劣化。另外，考虑为了使振荡器等效电容成分CL变大，而将第二控制信号的电压由V2变为V2”，从而降低振荡频率的情况。在没有振幅限幅电路LM的情况下，振荡频率会呈现图6所示的特性。另外，如图7所示，在本发明的第一实施方式中，控制振幅限幅电路LM的极限值， 以利用振幅限幅电路LM减小晶体振子的端子电压Vb的振幅，由此，相对于第一控制信号的电压变化的振荡频率变化不是呈现虚线所示的以往那样的特性，而是呈现实线所示的特性。在这种情况下，通过使第二控制信号改变而得到的振荡频率的变化量Af为，当第一控制信号的电压为Vla时，振荡频率的变化量Af从AfLa变为AfLa”；当第一控制信号的电压为VlO时，振荡频率的变化量Af从AfLO变为AfLO”；当第一控制信号的电压为Vlb时，振荡频率的变化量Af从A fLb变为Δ fLb”。在此，第一控制信号的电压为Vla和Vlb时的振荡频率的变化量Δ fLa、Δ fLa”以及Δ fLb、Δ fLb”以第一控制信号的电压为VlO时的振荡频率的变化量AfLO以及AfLO” 为基准，形成如下的关系。Δ fLO- Δ fLa > Δ fLO ” - Δ fLa ” …(5)Δ fLb- AfLO > Δ fLb" -AfLO". . . 6)根据这些式( 和式(6)可知，在利用第二控制信号使振荡器等效电容成分CL变大的情况下，将振幅限幅电路LM的极限值变小，以利用振幅限幅电路LM减小晶体振子的端子电压Vb的振幅，由此，基于与第一控制信号不同的电压下的第二控制信号的变化的振荡频率的变化量AfL的差异变小。S卩，在图17中，Δ fLO、Δ fLa、Δ fLb之差变小，因此能够抑制温度补偿的劣化。另外，通过控制晶体振子的端子电压Vb的振幅的低电平，也能够控制基于第二控制信号的振荡频率的变化量Δι。因而，通过这种方式也能够实现与上述相同的作用和效^ ο另外，将振幅限幅电路LM与可变电路元件MAI、MA2侧相连接，从而通过控制晶体振子的端子电压Va的振幅的高电平或低电平，也能够控制基于第二控制信号的振荡频率的变化量Δ ·。因而，通过这种方式能够实现与上述相同的作用和效果。另外，如果振幅限幅电路LM能够进行如下的控制动作，则无论其自身结构如何都能够应用在以使振荡器等效电容成分CL变大的方式来使第二控制信号变化的情况下，进行控制以使晶体振子的端子电压Vb的振幅变小；在以使振荡器等效电容成分CL变小的方式来使第二控制信号变化的情况下，进行控制以使晶体振子的端子电压Vb的振幅变大。另外，如果振幅限幅电路LM的控制信号能够进行如下的控制动作，则无论控制信号如何都能够应用在以使振荡器等效电容成分CL变大的方式来使第二控制信号变化的情况下，进行控制以使晶体振子的端子电压Vb的振幅变小；并且，在以使振荡器等效电容成分CL变小的方式来使第二控制信号变化的情况下，进行控制以使晶体振子的端子电压 Vb的振幅变大。另外，如果振幅限幅电路LM能够进行如下的控制动作，则无论其自身结构如何都能够应用在以使振荡器等效电容成分CL变大的方式来使第二控制信号变化的情况下，进行控制以使晶体振子的端子电压Vb的振幅变小；在以使振荡器等效电容成分CL变大的方式来使第二控制信号变化的情况下，进行控制以使晶体振子的端子电压Vb的振幅变大。
(第二实施方式)图8是表示本发明的第二实施方式的电压控制型振荡器的结构的电路图。在图8 中，对与上述的图1相对应的部分附加相同的附图标记。第一实施方式是连接有振幅限幅电路LM的结构，而与此相对，第二实施方式是连接有振荡段电流调整电路IC的结构。另外，例如由图9所示，放大器A由电流源Is和NPN双极性晶体管构成。或者，例如由图10所示，放大器A由电流源Is和N型MOSFET (金属氧化层半导体场效晶体管)构成。当流经NPN双极性晶体管或N型MOSFET的振荡段电流Iosc较大时，晶体振子的端子电压Vb的振幅变大，反之，当振荡段电流Iosc较小时，晶体振子的端子电压Vb的振幅变小。在图8的电压控制型振荡器中，能够通过振荡段电流调整电路IC来调整振荡段电流 Iosc0即，能够进行如下操作当通过振荡段电流调整电路IC施加电流，使得当振荡段电流Iosc变大时晶体振子的端子电压Vb的振幅变大，反之，当通过振荡段电流调整电路IC 去除电流，使得当振荡段电流Iosc变小时晶体振子的端子电压Vb的振幅变小。因而，根据该第二实施方式，当利用第二控制信号使振荡器等效电容成分CL变小时，控制振荡段电流lose，以通过振荡段电流调整电路IC增大晶体振子的端子电压Vb的振幅，当利用第二控制信号使振荡器等效电容成分CL变大时，控制振荡段电流lose，以通过振荡段电流调整电路IC减小晶体振子的端子电压Vb的振幅，由此能够与第一控制信号的电压无关地使基于第二控制信号的振荡频率的变化量Af变小。因此，能够抑制温度补偿精度的劣化。即，能够实现与第一实施方式相同的效果。另外，将振荡段电流调整电路IC连接在可变电容元件MAl、ΜΑ2侧，从而通过控制晶体振子的端子电压Va的振幅的高电平或低电平，也能够控制基于第二控制信号的振荡频率的变化量Δ ·。因而，通过这种方式也能够实现与上述相同的作用、效果。另外，如果振荡段电流调整电路IC能够进行如下的控制动作，则无论其自身结构如何都能够应用在以使振荡器等效电容成分CL变大的方式来使第二控制信号变化的情况下，控制振荡段电流lose，以使振荡段电流Iosc变小而使晶体振子的端子电压Vb的振幅变小；在以使振荡器等效电容成分CL变小的方式来使第二控制信号变化的情况下，控制振荡段电流lose，以使振荡段电流Iosc变大而使晶体振子的端子电压Vb的振幅变大。另外，如果振荡段电流调整电路IC的控制信号能够进行如下的控制动作，则无论控制信号如何都能够应用在以使振荡器等效电容成分CL变大的方式来使第二控制信号变化的情况下，控制振荡段电流lose，以使振荡段电流Iosc变小而使晶体振子的端子电压 Vb的振幅变小；并且，在以使振荡器等效电容成分CL变小的方式来使第二控制信号变化的情况下，控制振荡段电流lose，以使振荡段电流Iosc变大而使晶体振子的端子电压Vb的振幅变大。另外，如果振荡段电流调整电路IC能够进行如下的控制动作，则无论其自身结构如何都能够应用在以使振荡器等效电容成分CL变大的方式来使第二控制信号变化的情况下，控制振荡段电流lose，以使振荡段电流Iosc变小而使晶体振子的端子电压Vb的振幅变小；在以使振荡器等效电容成分CL变小的方式来使第二控制信号变化的情况下，控制振荡段电流lose，以使振荡段电流Iosc变大而使晶体振子的端子电压Vb的振幅变大。在图8的实施方式的电压控制型振荡器中，振荡电路部CC构成了根据控制信号来调整该振荡器的振荡频率的调整部，振荡段电流调整电路IC构成了将振子的振荡振幅设为可变的振荡振幅控制部。(第三实施方式)图11是表示本发明的第三实施方式的电压控制型振荡器的结构的电路图。在图 11中，对与上述的图1相对应的部分附加相同的附图标记。第三实施方式是将振幅限幅电路LM与振荡段电流调整电路IC相连接的结构。在第三实施方式中，由于具有该结构，因此根据第二控制信号利用振幅限幅电路 LM和振荡段电流调整电路IC来控制晶体振子的端子电压Vb的振幅，由此能够实现与第一实施方式相同的效果。在图11的实施方式的电压控制型振荡器中，振荡电路部CC构成了根据控制信号来调整该振荡器的振荡频率的调整部，振幅限幅电路LM和振荡段电流调整电路IC构成了将振子的振荡振幅设为可变的振荡振幅控制部。(振幅限幅电路)示意性的说明了适用于上述相关实施方式的振幅限幅电路LM，该振幅限幅电路 LM构成为表现出如下特性的电路与提供给该电路的输入的控制信号(第二控制信号V2) 的增加相应地，在该电路的输出显现的被控制量(晶体振子的端子电压的振幅)结果上减少。并且，该电路能够根据其额定容量、电路方式等采用多种方式，只需要在确定了实施本申请发明的产品规格的情况下，与该规格相应地进行具体的设计。作为用于获得该特性的电路，存在以下电路例如图12的(a) (b)所示的基于双极性晶体管的发射极跟随电路、或图13的(a) (b)所示的基于MOSFET的源极跟随电路。在由图12的(a) (b)的发射极跟随电路构成的例子中，利用来自第二控制信号生成电路CS2的控制电压V2来对晶体管的基极提供可变的输入电压Vin (该电压与该振幅限幅电路所涉及的控制信号相对应)，发射极与晶体振子的端子(其电压与该振幅限幅电路所涉及的上述被控制量相对应)相连接，集电极与任意电压相连接。另外，在利用图13的(a) (b)的源极跟随电路来构成的例子中，利用来自第二控制信号生成电路CS2的控制电压V2来对MOSFET的栅极提供可变的输入电压Vin (该电压与该振幅限幅电路所涉及的控制信号相对应)，源极与晶体振子的端子(其电压与该振幅限幅电路所涉及的上述被控制量相对应)相连接，集电极与任意的电压相连接。在利用图12的(a)的发射极跟随电路来构成的例子和利用图13的(a)的源极跟随电路来构成的例子中，如果将该电路与可变电容元件MB1、MB2侧相连接，则能够对晶体振子的端子电压Vb的振幅的高电平进行控制。同样地，在利用图12的(b)的发射极跟随电路来构成的例子和利用图13的(b)的源极跟随电路来构成的例子中，如果将该电路与可变电容元件MB1、MB2侧相连接，则能够对晶体振子的端子电压Vb的振幅的低电平进行控制。(振荡段电流调整电路)示意性的说明了适用于上述相关实施方式的振荡段电流调整电路IC，该振荡段电流调整电路IC是表现出如下特性的电路与提供给该电路的输入的控制信号(第二控制信号V2)的增加相应地，在该电路的输出中显现的被控制量(振荡段电流Iosc以及晶体振子的端子电压的振幅)结果上增加。并且，该电路能够根据其额定容量、电路方式等采用多种方式，只需要在确定了实施本申请发明的产品规格时，与该规格相应地进行具体的设计。作为用于获得该特性的电路，例如存在如图14的(a) (d)那样的结构的电路。在图14的(a)的结构例中，除了具有图9的电流源Is和NPN双极性晶体管的放大器A之外，还增加了振荡段电流调整电路IC。振荡段电流调整电路IC具有电流源Isl，其与根据输入电压(控制信号)而流入NPN双极性晶体管的集电极的电流相加；以及电流源Is2，其减去根据输入电压(控制信号)而流入NPN双极性晶体管的集电极的电流。在此，振荡段电流调整电路IC能够采用仅使用了其中任一个电流源的的结构。并且，在参照图14的(a)进行说明的结构例中，流经 NPN双极性晶体管的集电极端子Vb的电流与该振荡段电流调整电路所涉及的上述被控制量相对应。在图14的(b)的结构例中，除了具有图10的电流源Is和N型MOSFET的放大器 A之外，还增加了振荡段电流调整电路IC。振荡段电流调整电路IC具有电流源Isl，其与根据输入电压(控制信号)而流入N型MOSFET的漏极的电流相加；以及电流源Is2，其减去根据输入电压(控制信号)而流入N型MOSFET的漏极的电流。在此，振荡段电流调整电路IC能够采用仅使用了其中任一个电流源的的结构。并且，在参照图14的(b)进行说明的结构例中，流经N型MOSFET的漏极端子Vb的电流与该振荡段电流调整电路所涉及的上述被控制量相对应。图14的(c)是表示电流源Isl的结构的一例的电路图。电流源Isl具备放大器OPl，其一个输入端子被提供输入电压Vin ；P型M0SFET1 和P型M0SFET2，二者的栅极与放大器OPl的输出端子相连接；以及可变电阻元件R，其一端与P型M0SFET1的漏极和放大器OPl的另一个输入端子相连接，另一端接地。利用来自第二控制信号生成电路CS2的控制电压V2，使输入电压Vin的电压或可变电阻元件R的电阻值可变。从P型M0SFET2的漏极输出被加入图14的(a)的NPN双极性晶体管的集电极或图14的(b)的N型MOSFET的漏极上的电流。图14的(d)是表示电流源Is2的结构的一例的电路图。电流源Is2具备放大器0P2，其一个输入端子被提供输入电压Vin ；N型M0SFET1和 N型M0SFET2，二者的栅极与放大器0P2的输出端子相连接；以及可变电阻元件R，其一端与 N型M0SFET1的漏极和放大器0P2的另一个输入端子相连接，另一端与任意电压Vcont相连接。利用来自第二控制信号生成电路CS2的控制电压V2，使输入电压Vin的电压或任意电压Vcont的电压或可变电阻元件R的电阻值可变。从N型M0SFET2的漏极引入从图14 的(a)的NPN双极性晶体管的集电极或图14的(b)的N型MOSFET的漏极减掉的电流。产业上的可利用性本发明能够应用于包含用于使振子振荡的振荡电路的振荡器。附图标记的说明SS 晶体振子；CC 振荡电路部；R 反馈电阻；A :放大器；CS1、CS2 控制信号生成电路；MAI、MA2、MBU MB2 可变电容元件；Va 晶体振子(输入侧电压)；Vb 晶体振子(输出侧电压)；LM 振幅限幅电路；IC 振荡段电流调整电路；Ca、Cb 负载电容元件；Cl 晶体串联等效电容成分；Rl 晶体串联等效电阻成分；Ll 晶体串联等效电感性成分；CO 晶体端子间电容；Rn 负性电阻成分；CL 振荡器等效电容成分；Is 电流源；NPN :NPN双极性晶体管；PNP =PNP双极性晶体管；匪OS :N型MOSFET ；PMOS :P型MOSFET ；0P1、0P2 放大器
权利要求
1.一种振荡器，具有用于使振子振荡的振荡电路，该振荡器的特征在于，具备 调整部，其根据控制信号调整该振荡器的振荡频率；以及振荡振幅控制部，其将上述振子的振荡振幅设为可变。
2.根据权利要求1所述的振荡器，其特征在于，上述振荡振幅控制部根据上述控制信号将上述振子的振荡振幅设为可变。
3.根据权利要求1或2所述的振荡器，其特征在于， 上述调整部具备第一调整部，其根据第一控制信号来调整上述振荡频率；以及第二调整部，其根据第二控制信号来调整上述振荡频率。
4.根据权利要求3所述的振荡器，其特征在于，上述第一调整部是与温度无关地使上述振荡频率固定的温度补偿用调整部，上述第二调整部是能够选择任意频率来作为上述振荡频率的自动频率控制用调整部。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的振荡器，其特征在于， 上述振荡振幅控制部是将振荡振幅设为可变的振荡振幅限幅单元。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的振荡器，其特征在于， 上述振荡振幅控制部是调整振荡段的电流的振荡段电流调整部。
全文摘要
提供一种振荡器，在利用第一控制信号对具有用于使振子振荡的振荡电路的温度补偿型振荡器进行振荡频率的调整之后，再利用第二控制信号来改变振荡频率的情况下，能够将基于第二控制信号的振荡频率的变化量设为固定。根据第一控制信号和第二控制信号来调整该振荡器的振荡频率，并且增加根据第二控制信号将上述振子的振荡振幅设为可变的振荡振幅控制部，从而能够在包括基于第一控制信号的振荡频率的调整域在内的宽广的范围(整个区域)调整固定的振荡频率。
文档编号H03B5/32GK102365819SQ20108001392
公开日2012年2月29日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月22日
发明者古谷多真美, 根本谦治 申请人:旭化成微电子株式会社