圧電発振器
【課題】圧電振動素子が搭載された圧電発振器の小型化が進んでも、圧電発振器に設ける電極端子数を増やすことなく、圧電振動素子の測定を容易に行うことができる圧電発振器を提供する。
【解決手段】第１のインバータを含む発振回路部と、第２のインバータを含む増幅回路部と、基準電圧生成回路部と、比較器を有する切替回路部と、圧電振動素子の一端と第１のインバータの入力側との接続間に配置される第１のスイッチと、圧電振動素子の他端と第１のインバータの出力側との接続間に配置される第２のスイッチと、第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、圧電振動素子の一端又は増幅回路部の第２のインバータの入力側と、インヒビット端子との接続を切り替える第４のスイッチとを備える。
【解決手段】第１のインバータを含む発振回路部と、第２のインバータを含む増幅回路部と、基準電圧生成回路部と、比較器を有する切替回路部と、圧電振動素子の一端と第１のインバータの入力側との接続間に配置される第１のスイッチと、圧電振動素子の他端と第１のインバータの出力側との接続間に配置される第２のスイッチと、第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、圧電振動素子の一端又は増幅回路部の第２のインバータの入力側と、インヒビット端子との接続を切り替える第４のスイッチとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の圧電発振器の一形態を示す分解斜視図である。図６に示すように従来の圧電発振器２００は、凹部空間２０５を有するパッケージ２０１と圧電振動素子２０２と集積回路素子２０３と蓋体２０４とから主に構成されている。
前記パッケージ２０１は、セラミック材料等から成る概略直方体からなり、一方の主面に開口する凹部空間２０５が形成され、前記凹部空間２０５内には前記凹部空間２０５内底面より高い位置となる搭載部２０６が形成されている。
前記圧電振動素子２０２は、前記搭載部２０６に形成された圧電振動素子搭載パッド２０７上に搭載されている。
前記集積回路素子２０３は、前記パッケージ２０１の凹部空間内底面に形成された集積回路素子搭載パッド２０８上に搭載されている。
前記蓋体２０４は、前記パッケージ２０１の凹部空間２０５上に載置し、前記パッケージ２０１の側壁頂部と固着することにより、凹部空間２０５内を気密封止される。
このような圧電発振器２００において、前記パッケージ２０１の他方の主面の４隅には、それぞれ外部接続用電極端子２０９である電源電圧端子、グランド端子、出力端子、インヒビット端子が一端子ずつ形成されている構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、前記パッケージ２０１の側面には、上下に延びる２本の溝部が形成され、前記各溝部内の中央部分にモニタ用電極端子２１０が設けられている。このモニタ用電極端子は、前記圧電振動素子を電気的に接続されている。
圧電振動素子２０２の特性を測定する場合は、一対のコンタクトプローブを一方向から並列させてモニタ用電極端子２１０に接触させることによって、圧電振動素子２０１のＣＩ（クリスタルインピーダンス）値、周波数等の特性を測定する（例えば、特許文献２を参照）。
図７は、従来の圧電発振器の回路構成を示すブロック図である。図７に示した圧電発振器は、圧電振動素子Ｘｔａｌと前記集積回路素子には、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部Ｍと、温度補償用制御データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号制御回路部Ｔとを有するものである。
圧電振動素子Ｘｔａｌの一端であるＸＭ１と前記圧電振動素子Ｘｔａｌの他端であるＸＭ２をモニタ用電極端子として用いている。
【０００４】
図８は、従来の圧電発振器の回路構成を示すブロック図である。図８に示した圧電発振器は、圧電発振器を構成するパッケージに、電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３とグランド端子３０４と出力端子３０５と書込端子３０６と調整端子３０７が設けられている。又、パッケージ３０８内には、圧電振動素子３０１が搭載されている。
更に、パッケージ３０８内には集積回路素子が搭載されている。
この集積回路素子３１３には、前記各端子と電気的に接続し、且つ圧電振動素子３０１からの信号を制御処理する電子回路が設けられている。電子回路としては、温度補償回路を有し、圧電振動素子３０１からの信号を制御処理し、出力端子３０５に出力する、電源電圧端子３０２より電源電圧を供給される発振回路３０９と、書込端子３０６より入力された温度補償データを記憶する、電源電圧端子３０２より電源電圧を供給される記憶手段３１０と、第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂと、第２の切替手段３１２ａ及び３１２ｂとから構成されている。ここで第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂは、調整端子３０７から入力された選択信号により、圧電振動素子３０１と発振回路３０９との間に切断と接続を切り替える。又、第２の切替手段３１２ａは、調整端子３０７から入力された選択信号により、電源電圧端子３０２の接続を、発振回路３０９及び記憶手段３１０との接続又は圧電振動素子３０１との接続のどちらかに切り替える。
このような構成の回路において、圧電発振器３００を発振器として機能させる場合は、調整端子３０７から入力された選択信号により、第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂを圧電振動素子３０１と発振回路３０９を接続する側に切り替え、第２の切替手段３１２ｂを周波数制御端子３０３と発振回路３０９とを接続する側に切り替える。
又、圧電発振器３００に搭載された圧電振動素子の周波数特性を測定する場合は、調整端子３０７から入力された選択信号により、第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂを圧電振動素子３０１と発振回路３０９とを切断する側に切り替え、第２の切替手段３１２ａを電源電圧端子３０２と圧電振動素子３０１を接続する側に切り替え、第２の切替手段３１２ｂを周波数制御端子３０３と圧電振動素子３０１とを接続する側に切り替える。
この各切替手段による切断と接続により、圧電振動素子３０１は発振回路３０９や記憶手段３１０と完全に切り離された状態で、電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３に接続することになり、この電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３を圧電振動素子３０１のモニタ用電極端子として用いることができる（例えば、特許文献３を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４２０９６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６３５４２号公報
【特許文献３】特開２００６−２５３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電発振器２００では、小型化が進むと、モニタ用電極端子２１０を形成するエリアを圧電発振器表面に確保できなくなり、モニタ用電極端子２１０を圧電発振器２００に設けることが困難になる。モニタ用電極端子２１０を設けた場合でも、一方の側面に形成する２本の溝部の間隔が狭くなり、溝部内に形成するモニタ用電極端子２１０の形成面積も小さくなってしまう。これにより溝部に接触されるプローブ同士が接触してしまったり、モニタ用電極端子２１０に正しく接触することができないといった課題があった。
また、コンタクト不良を防ぐ為に、何度もコンタクトプローブを溝部内のモニタ用電極端子２１０に接触させることによって、溝部内のモニタ用電極端子以外の部分にもコンタクトプローブの先端が接触してしまいパッケージ２０１に割れやカケ等が生じてしまうといった課題があった。
また、パッケージ２０１の側面にモニタ用電極端子２１０を形成する場合、フィル材等の異物が付着してしまうと圧電振動素子２０２の周波数が変動してしまうといった課題もあった。
【０００７】
また、従来の圧電発振器３００では、圧電振動素子２０２の測定用端子として電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３を使用ために、調整端子３０７という新たな電極端子をパッケージに設けなければならないため、電極端子数が増えてしまい、小型化されるパッケージで面積を小さくしなければ各電極端子を設けることができないという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、圧電振動素子が搭載された圧電発振器の小型化が進んでも、圧電発振器に設ける電極端子数を増やすことなく、圧電振動素子の測定を容易に行うことができる圧電発振器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電発振器は、圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子とインヒビット端子を有し、圧電振動素子と集積回路素子を収容するパッケージと、パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、集積回路素子には、圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、圧電振動素子の一端と発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、圧電振動素子の他端と発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、圧電振動素子の他端と増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の他端又は増幅回路部の第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、圧電振動素子の一端と増幅回路部の第２のインバータとインヒビット端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の一端又は増幅回路部の第２のインバータの入力側と、インヒビット端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の圧電発振器は、圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子と周波数制御端子とを有し、圧電振動素子と集積回路素子を収容するパッケージと、パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、集積回路素子には、圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、温度補償データを記憶するためのメモリ部と、温度補償データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号発生回路部と、基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、圧電振動素子の一端と発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、圧電振動素子の他端と発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、圧電振動素子の他端と増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の他端又は増幅回路部の第２のインバータの出力側と、出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、圧電振動素子の一端と増幅回路部の第２のインバータと周波数制御端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の一端又は増幅回路部の第２のインバータの入力側と、周波数制御端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧電発振器によれば、切替回路部の比較器は電源電圧端子と接続されていることにより、電源電圧端子に印加される電源電圧が、比較器に接続されている基準電圧生成回路部からの基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となることによって、比較器から出力信号が出力され、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、第４のスイッチが切り替えられる。
圧電振動素子が第１のスイッチと第２のスイッチによって、発振回路部と切断され、圧電振動素子が第３のスイッチと第４のスイッチによって、出力端子とインヒビット端子と接続される。これにより、出力端子とインヒビット端子を圧電振動素子のモニタ用電極端子として用いることができ、この出力端子とインヒビット端子にプローブを接触させて、圧電振動素子の周波数特性を測定することができる。
よって、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がなく、外部接続用電極端子と兼用することできる。これにより、離れた位置にある外部接続用電極端子にプローブをあてて測定するため、プローブ同士が接触することがなくなり、安定して測定することが可能となる。
また、従来のように狭い溝部にモニタ用電極端子を形成せずに、パッケージの他方の主面上に形成されている外部接続用電極端子と兼用することによって、コンタクト不良を防ぐ為に、何度もプローブを接触させる必要がないため、外部接続用電極端子以外部分にコンタクトプローブの先端が接触することがないので、パッケージの割れやカケ等が防止することが可能となる。
また、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がないため、フィル等の異物がモニタ用電極端子に付着することで生じた圧電振動素子の周波数の変動を防止することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の圧電発振器によれば、切替回路部の比較器は電源電圧端子と接続されていることにより、電源電圧端子に印加される電源電圧が、比較器に接続されている基準電圧生成回路部からの基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となることによって、比較器から信号が出力され、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、第４のスイッチが切り替えられる。これにより、圧電振動素子が第１のスイッチと第２のスイッチによって、発振回路部と切断され、圧電振動素子が第３のスイッチと第４のスイッチによって、出力端子と周波数制御端子と接続される。これにより、出力端子と周波数制御端子を圧電振動素子のモニタ用電極端子として用いることができ、この出力端子と周波数制御端子にプローブを接触させることによって、圧電振動素子の周波数特性を測定することができる。
よって、従来の圧電発振器のように調整端子のような新たな電極端子を設けることなく、スイッチを切り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部を図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る圧電発振器を示す分解斜視図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る圧電発振器１００は、圧電振動素子２０と、集積回路素子３０と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子とインヒビット端子とを備え、前記圧電振動素子と前記集積回路素子を収容するパッケージ１０と、前記パッケージ１０を気密封止するための蓋体５０とによって主に構成されている。
【００１５】
圧電振動素子２０は、例えば水晶素板が用いられ、前記水晶素板の表裏両主面に励振用電極２１が被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極２１を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
このような圧電振動素子２０は、その両主面に被着されている励振用電極２１と凹部空間１１内の搭載部１６の開口側表面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１５とを、導電性接着剤４０を介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間１１の搭載部１６に搭載される。また、前記搭載部１６は、前記凹部空間１１の底面よりも高くなるように形成されている。また、前記圧電振動素子搭載パッド１５は、前記パッケージ１０の内部の配線導体やビアホール導体等及び凹部空間内底面に形成された集積回路素子接続用電極パッド１４を介して、集積回路素子３０に電気的に接続される。
【００１６】
導電性接着剤４０は、シリコーン樹脂の中に導電性フィラーが含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、またはこれらのうちのいずれかの組み合わせを含むものが用いられている。
【００１７】
集積回路素子３０は、その回路形成面に圧電振動素子２０からの発振出力を生成する発振回路等から成る電子回路が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は外部接続用電極端子１３のうちの出力端子を介して圧電発振器外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。また集積回路素子３０は、パッケージ１０の凹部空間１１内に形成された集積回路素子搭載パッド１４に搭載されている。
【００１８】
パッケージ１０は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る絶縁層を複数積層することよって形成されており、前記パッケージ１０の一方の主面には、中央域に開口する矩形状の凹部空間１１が形成されている。また、凹部空間１１を囲繞するパッケージ１０の側壁部の開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン１２が形成されている。凹部空間１１内には、前記凹部空間１１の底面からの段差により高い位置に設けられる搭載部１６と、前記搭載部１６に形成される圧電振動素子搭載パッド１５と、前記凹部空間１１の底面に設けられる集積回路素子搭載パッド１２を備えている。更に、前記パッケージ１０の他方の主面には外部接続用電極端子１３である電源電圧端子、グランド端子、出力端子、インヒビット端子が形成されている。
【００１９】
集積回路素子搭載パッド１４は、前記パッケージ１０の前記凹部空間１１内底面に形成されている。
また、集積回路素子搭載パッド１４は、集積回路素子３０に形成されている接続パッドが電気的且つ機械的に接続され、前記パッケージ１０内部に形成されている配線導体やビアホール導体等を介して外部接続用電極端子１３のうちの出力端子、インヒビット端子、電源電圧端子に電気的に接続される。
【００２０】
前記外部接続用電極端子１３は、電源電圧端子、グランド端子、出力端子、インヒビット端子により構成されており、これらの外部接続用電極端子１３は、圧電発振器１００をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されることとなる。
また、パッケージ１０の側壁部の頂面に形成された封止用導体パターン１２は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次、前記パッケージ１０の環状に囲繞する形態で被着させることによって１０μｍ〜２５μｍの厚みに形成されており、その封止用導体パターン１２は、後述する蓋体５０を、蓋体５０に形成された封止部材５１を介して、前記パッケージ１０の側壁部の頂面に接合させるためのものであり、かかる封止用導体パターン１２に、Ｗ若しくはＭｏから成る基層の表面にＮｉ層及びＡｕ層を順次被着させた構成となしておくことにより、封止用導体パターン１２に対する封止部材５１の濡れ性を良好とし、圧電発振器１００の気密信頼性及び生産性を向上させる。
【００２１】
また蓋体５０は従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、前記蓋体５０の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面の封止用導体パターン１２に対応する箇所に封止部材５１である金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、このような封止部材５１は、封止用導体パターン１２の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。また、封止部材５１が薄すぎると当該機能を充分に発揮しない。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器として機能している状態を示すブロック図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
第１の実施形態は、圧電振動素子２０と、前記集積回路素子３０には、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４と、前記第１のスイッチＳＷ１、前記第２のスイッチＳＷ２、前記第３のスイッチＳＷ３、前記第４のスイッチＳＷ４と接続されている比較器ＣＯＭＰ１を含む切替回路部Ｚと、比較器ＣＯＭＰ１に基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧生成回路部とを備えたものである。
尚、集積回路素子３０は、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４と、切替回路部Ｚと、基準電圧生成回路部等を集積した電子回路を内部に有する。
【００２３】
図２及び図３に示すように、電源電圧端子Ｖｄｄに印加された電源電圧によって発振回路部Ｘと増幅回路部Ｙに定電圧が印加される。
尚、図２及び図３に示した発振回路部Ｘ及び増幅回路部Ｙでは、電源電圧端子Ｖｄｄと第１のインバータＩＮＶ１、第２のインバータＩＮＶ２が接続される構成として表している。
【００２４】
図２及び図３に示すように、発振回路部Ｘは、第１のインバータＩＮＶ１、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ１、Ｃ２によって構成されている。
抵抗Ｒ３は、前記第１のインバータＩＮＶ１の入出力間に並列に接続されている。
圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１は、第１のインバータＩＮＶ１の入力側及び抵抗Ｒ３の一端、負荷容量となるコンデンサＣ１の一端が接続されている。コンデンサＣ１の他端はグランド端子ＧＮＤと接続されている。
圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２は、第１のインバータＩＮＶ１の出力側及び抵抗Ｒ３の他端、負荷容量となるコンデンサＣ２の一端が接続されている。コンデンサＣ２の他端はグランド端子ＧＮＤと接続されている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、増幅回路部Ｙは、第２のインバータＩＮＶ２によって構成されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の入力側は、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側は、出力端子ＯＵＴと接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄは、第５のスイッチＳＷ５を介して接続されている。
インヒビット端子ＩＮＨと第５のスイッチＳＷ５が接続されており、インヒビット端子ＩＮＨに定電圧が印加されることにより、第５のスイッチＳＷ５が、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄが接続された状態から増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄが切り離された状態になり、電源電圧端子Ｖｄｄからの定電圧が、前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に印加されなくなるので、出力端子ＯＵＴからの発振信号の出力が停止することになる。
つまり、インヒビット端子ＩＮＨへの所定の電圧の印加により、圧電振動素子２０を振動させつつ、圧電発振器としての出力を停止できるので、圧電発振器の出力が必要な場合には、インヒビット端子ＩＮＨへの所定の電圧の印加をやめることにより、第５のスイッチＳＷ５が接続された状態になり、すぐに圧電発振器として出力することができる。よって、圧電発振器の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００２６】
図２及び図３に示すように、基準電圧発生回路部Ｒは、切替回路部Ｚの比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側と接続されており、設定された基準電圧Ｖｒｅｆを比較器ＣＯＭＰ１に印加する。
【００２７】
図２及び図３に示すように、切替回路部Ｚは、抵抗Ｒ１、Ｒ２と比較器ＣＯＭＰ１によって回路構成されている。
前記抵抗Ｒ１の一端は、電源電圧端子Ｖｄｄと接続されており、前記抵抗Ｒ１の他端は、前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。前記抵抗Ｒ２の他端は、グランド端子ＧＮＤと接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１のプラス入力側は、前記抵抗Ｒ１の他端及び前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。また、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側は、基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧発生回路部と接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１の出力側は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第４のスイッチＳＷ４と接続されている。
【００２８】
図２及び図３に示すように、第１のスイッチＳＷ１は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側との接続間に配置されている。
第２のスイッチＳＷ２は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側との接続間に配置されている。
第３のスイッチＳＷ３は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴとの接続間に配置されており、圧電振動素子の他端であるＸＴ２と第２のインバータＩＮＶ２と、出力端子ＯＵＴとの接続を切り替える機能を備えている。
第４のスイッチＳＷ４は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２とインヒビット端子ＩＮＨとの接続間に配置されており、水晶振動素子の一端であるＸＴ１と第２のインバータＩＮＶ２と、インヒビット端子ＩＮＨとの接続を切り替える機能を備えている。
【００２９】
図２に示すように、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は接続された状態で圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１に並列に接続されている。また、第３のスイッチＳＷ３は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子Ｏｕｔが接続するように切り替えられている。
また、第４のスイッチＳＷ４は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２とインヒビット端子ＩＮＨが接続するように切り替えられている。
また、図３に示すように、基準電圧生成回路部Ｒから入力される基準電圧Ｖｒｅｆと、電源電圧端子Ｖｄｄから入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい値又は、電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと同じ値になる場合に、比較器ＣＯＭＰ１から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、また、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は切り離された状態となり、第３のスイッチＳＷ３は、圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続するように切り替えられ、第４のスイッチＳＷ４は、圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１とインヒビット端子ＩＮＨが接続するように切り替えられ、圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙ、切替回路部Ｚと完全に切り離される。この切り離された圧電振動素子２０の両端は、それぞれ出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨと接続されているので、この出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨとなる外部接続用電極端子から圧電振動素子２０の周波数特性を測定することが可能になる。
【００３０】
第１のスイッチＳＷ１に信号Ｓ１が入力されて、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側と切り離された状態になる。
第２のスイッチＳＷ２に信号Ｓ２が入力されて、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と切り離された状態になる。
第３のスイッチＳＷ３に信号Ｓ３が入力されて、第３のスイッチＳＷ３が圧電振動素子の他端となるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になる。
第４のスイッチＳＷ４に信号Ｓ４が入力されて、第４のスイッチＳＷ４が圧電振動素子の一端となるＸＴ１とインヒビット端子ＩＮＨが接続された状態になる。
【００３１】
例えば、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値が同じであり、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側に印加される基準電圧Ｖｒｅｆを２．０（Ｖ）に設定した場合、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が３．０（Ｖ）の時には、比較器のプラス入力側には、１．５（Ｖ）が入力されるため、比較器からの信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は出力されず、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙは動作し、出力端子ＯＵＴから信号が出力される。
又、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が４．０（Ｖ）の時には、比較器４０のプラス入力側には、２．０（Ｖ）が入力されるため、比較器から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨに圧電振動素子２０が接続した状態となる。
【００３２】
尚、信号Ｓ１〜Ｓ４は、異なる信号となっている。信号Ｓ１は、第１のスイッチＳＷ１に入力される。これにより、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側が接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側が切り離された状態になる。
信号Ｓ２は、第２のスイッチＳＷ２に入力される。これにより、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が接続された状態から圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が切り離なされた状態になる。
信号Ｓ３は、第３のスイッチＳＷ３に入力される。これにより、第３のスイッチＳＷ３が増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴが接続されている状態から圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になる。 信号Ｓ４は、第４のスイッチＳＷ４に入力される。これにより、第４のスイッチＳＷ４が第５のスイッチＳＷ５とインヒビット端子ＩＮＨが接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１とインヒビット端子ＩＮＨが接続された状態になる。
【００３３】
このように本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器により、切替回路部Ｚの比較器は電源電圧端子Ｖｄｄと接続されていることにより、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が、比較器ＣＯＭＰ１に接続されている基準電圧生成回路部Ｒからの基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい値又は、電源電圧と基準電圧Ｖｒｅｆが同じ値となることによって、比較器ＣＯＭＰ１から出力信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３、第４のスイッチＳＷ４が切り替えられる。
圧電振動素子２０が第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２によって、発振回路部Ｘと切断され、圧電振動素子２０が第３のスイッチＳＷ３と第４のスイッチＳＷ４によって、出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨと接続される。これにより、出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨを圧電振動素子のモニタ用電極端子として用いることができ、この出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨにプローブを接触させて、圧電振動素子の周波数特性を測定することができる。
よって、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がなく、外部接続用電極端子と兼用することできる。
これにより、離れた位置にある外部接続用電極端子にプローブをあてて測定するため、プローブ同士が接触することがなくなり、安定して測定することが可能となる。
また、従来のように狭い溝部にモニタ用電極端子を形成せずに、パッケージの他方の主面上に形成されている外部接続用電極端子と兼用することによって、コンタクト不良を防ぐ為に、何度もプローブを接触させる必要がないため、外部接続用電極端子以外部分にコンタクトプローブの先端が接触することがないので、パッケージの割れやカケ等が防止することが可能となる。
また、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がないため、フィル等の異物がモニタ用電極端子に付着することで生じた圧電振動素子の周波数の変動を防止することが可能となる。
よって、従来の圧電発振器のように調整端子のような新たな電極端子を設けることなく、スイッチを切り替えることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
パッケージ１０に設けられた外部接続用電極端子のインヒビット端子ＩＮＨが周波数制御端子Ｖｃｏｎｔである点が異なる。また、集積回路素子には、メモリ部と温度補償信号制御回路部が設けられている点が異なる。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器として機能している状態を示すブロック図であり、図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
第２の実施形態は、圧電振動素子２０と前記集積回路素子に発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部Ｍと、温度補償用制御データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号制御回路部Ｔと、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４と、前記第１のスイッチＳＷ１、前記第２のスイッチＳＷ２、前記第３のスイッチＳＷ３、前記第４のスイッチＳＷ４と接続されている比較器ＣＯＭＰ１を含む切替回路部Ｚと、比較器ＣＯＭＰ１に基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧生成回路部Ｒとを有するものである。
【００３５】
図４及び図５に示すように、電源電圧端子Ｖｄｄに印加された電源電圧によって発振回路部Ｘと増幅回路部Ｙに定電圧が印加される。
尚、図４及び図５に示すように、発振回路部Ｘ及び増幅回路部Ｙでは、電源電圧端子Ｖｄｄと第１のインバータＩＮＶ１、第２のインバータＩＮＶ２が接続される構成として表している。
【００３６】
図４及び図５に示すように、発振回路部Ｘは、第１のインバータＩＮＶ１、抵抗Ｒ３、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２によって構成されている。
前記発振回路部Ｘの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄは接続されている。 抵抗Ｒ３は、前記第２のインバータＩＮＶ２の入出力間に並列に接続されている。
圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１は、第１のインバータＩＮＶ１の入力側及び抵抗Ｒ３の一端と負荷容量となる可変容量ダイオードＣｖ１のカソードが接続されている。可変容量ダイオードＣｖ１のアノードはグランド端子ＧＮＤと接続されている。
圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２は、第１のインバータＩＮＶ１の出力側及び抵抗Ｒ３の他端と負荷容量となる可変容量ダイオードＣｖ２のカソードが接続されている。可変容量ダイオードＣｖ２のアノードはグランド端子ＧＮＤと接続されている。
周波数制御端子Ｖｃｏｎｔと可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２のカソードが接続されている。周波数制御端子Ｖｃｏｎｔに定電圧が印加されることにより、負荷容量が調整される。このように、負荷容量を調整することによって、圧電振動素子２０（Ｘｔａｌ）の発振特性を基準周波数に補償する。
即ち、広い温度範囲領域においては、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２に供給される電圧が制御され、圧電振動素子２０が有する固有の温度周波数特性を広い温度範囲で平坦化することができる。
【００３７】
図４及び図５に示すように、増幅回路部Ｙは、第２のインバータＩＮＶ２によって構成されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の入力側は、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側は、出力端子ＯＵＴと接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄは接続されている。
【００３８】
図４及び図５に示すように、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部Ｍは、ＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭにより構成されている。
温度補償関数である下記の式１に示す３次関数のもととなるパラメータ、例えば３次成分調整値α、１次成分調整値β、０次成分調整値γの各値の温度補償用制御データが書込読込端子ＩＮＰＵＴ／ＯＵＴＰＵＴから入力され、メモリ部Ｍに保存される。
ｆ＝α（Ｔ−Ｔ０)３＋β（Ｔ−Ｔ０）＋γ・・・（式１）
尚、ｆは周波数を示し、αは３次成分の定数を示し、βは１次成分の定数を示し、γは０次成分の定数を示し、Ｔ、Ｔ０は、温度を示す。
【００３９】
温度補償信号制御回路部Ｔは、３次関数発生回路や５次関数発生回路等によって構成されている。例えば、３次関数発生回路の場合は、そのメモリ部Ｍに入力された温度補償用制御データを読出して、温度補償用制御データから各温度に対して３次関数で導き出された電圧を発生させる。尚、この時の外部の周囲温度は、集積回路素子内の温度センサ（不図示）より得られる。
温度補償信号制御回路部Ｔは、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２のカソードと接続されており、温度補償信号制御回路部Ｔからの電圧が印加される。
このように、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２に温度補償信号制御回路部Ｔからの電圧を印加することよって、圧電振動素子２０の周波数温度特性を補正することにより、周波数温度特性が平坦化される。
【００４０】
図４及び図５に示すように、基準電圧発生回路部Ｒは、切替回路部Ｚの比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側と接続されており、比較器ＣＯＭＰ１に設定された基準電圧Ｖｒｅｆを印加する。
【００４１】
図４及び図５に示すように、切替回路部Ｚは、抵抗Ｒ１、Ｒ２と比較器ＣＯＭＰ１によって構成されている。
前記抵抗Ｒ１の一端は、電源電圧端子Ｖｄｄと接続されており、前記抵抗Ｒ１の他端は、前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。前記抵抗Ｒ２の他端は、グランド端子ＧＮＤと接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１のプラス入力側は、前記抵抗Ｒ１の他端及び前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。また、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側は、基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧生成回路部Ｒと接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１の出力側は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第４のスイッチＳＷ４と接続されている。
【００４２】
図４及び図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側との接続間に配置されている。第１のスイッチＳＷ１に信号Ｓ１が入力されて、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側と切り離された状態になる。
第２のスイッチＳＷ２は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側との接続間に配置されている。第２のスイッチＳＷ２に信号Ｓ２が入力されて、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と切り離された状態になる。
第３のスイッチＳＷ３は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴとの接続間に配置されており、圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と第２のインバータＩＮＶ２と、出力端子ＯＵＴとの接続を切り替える機能を備えている。
第４のスイッチＳＷ４は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔとの接続間に配置されており、水晶振動素子の一端であるＸＴ１と第２のインバータＩＮＶ２と、周波数制御端子Ｖｃｏｎｔとの接続を切り替える機能を備えている。
第４のスイッチＳＷ４に信号Ｓ４が入力されて、第４のスイッチＳＷ４が圧電振動素子の一端となるＸＴ１と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続された状態になる。
【００４３】
図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は接続された状態で圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１に並列に接続されている。 また、第３のスイッチＳＷ３は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴが接続するように切り替えられている。
また、第４のスイッチＳＷ４は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続されている。
また図５に示すように、基準電圧生成回路部Ｒから入力される基準電圧Ｖｒｅｆと、電源電圧端子Ｖｄｄから入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい値又は電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと同じ値となる場合に、比較器ＣＯＭＰ１から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は切り離された状態となり、第３のスイッチＳＷ３は、圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続するように切り替えられ、第４のスイッチＳＷ４は、圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続するように切り替えられ、圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙ、切替回路部Ｚと完全に切り離される。この切り離された圧電振動素子２０の両端は、それぞれ出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔと接続されているので、この出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔとなる外部接続用電極端子から圧電振動素子２０の周波数特性を測定することが可能になる。
【００４４】
例えば、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値が同じであり、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側に印加される基準電圧Ｖｒｅｆを２．０（Ｖ）に設定した場合、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が３．０（Ｖ）の時には、比較器ＣＯＭＰ１のプラス入力側には、１．５（Ｖ）が入力されるため、比較器ＣＯＭＰ１からの信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は出力されず、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙは動作し、出力端子ＯＵＴから信号が出力される。 又、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が４．０（Ｖ）の時には、比較器４０のプラス入力側には、２．０（Ｖ）が入力されるため、比較器ＣＯＭＰ１から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔに圧電振動素子２０が接続した状態となる。
【００４５】
尚、信号Ｓ１〜Ｓ４は、異なる信号となっている。信号Ｓ１は、第１のスイッチＳＷ１に入力される。これにより、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側が接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側と切り離された状態になる。
信号Ｓ２は、第２のスイッチに入力される。これにより、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が接続された状態から第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が切り離なされた状態になる。
信号Ｓ３は、第３のスイッチＳＷ３に入力される。これにより、第３のスイッチＳＷ３が増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴが接続された状態から圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になる。
信号Ｓ４は、第４のスイッチＳＷ４に入力される。これにより、第４のスイッチＳＷ４が発振回路部Ｘの可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２のカソードと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔ接続された状態になる。
【００４６】
このように本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器により、圧電振動素子２０が第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２によって、発振回路部Ｘと切断され、圧電振動素子２０が第３のスイッチＳＷ３と第４のスイッチＳＷ４によって、出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔと接続されることによって、出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔにプローブを接触させることによって、圧電振動素子３０の測定をすることができる。
【００４７】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子２０を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【００４８】
本発明の圧電発振器１００は、パッケージ１０の凹部空間内１１に圧電振動素子２０と、集積回路素３０が収容されて蓋体４０で気密封止されているが、パッケージの一方の主面に形成されている第１の凹部空間内に、圧電振動素子が搭載され、前記パッケージの他方の主面に形成される第２の凹部空間内に集積回路素子が搭載された圧電発振器としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電発振器を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の機能している状態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器の機能している状態を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
【図６】従来の圧電発振器を示す分解斜視図である。
【図７】従来の圧電発振器を示すブロック図である。
【図８】従来の圧電発振器を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・パッケージ
１１・・・凹部空間
１２・・・封止用導体パターン
１３・・・外部接続用電極端子
１４・・・圧電振動素子搭載パッド
１５・・・集積回路素子搭載パッド
２０・・・圧電振動素子
２１・・・励振用電極
３０・・・集積回路素子
４０・・・導電性接着剤
５０・・・蓋体
５１・・・封止部材
１００・・・圧電発振器
Ｘ・・・発振回路部
Ｙ・・・増幅回路部
Ｚ・・・切替回路部
Ｃ１、Ｃ２・・・コンデンサ
Ｃｖ１、Ｃｖ２・・・可変容量ダイオード
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・抵抗
ＩＮＶ１・・・第１のインバータ
ＩＮＶ２・・・第２のインバータ
ＳＷ１・・・第１のスイッチ
ＳＷ２・・・第２のスイッチ
ＳＷ３・・・第３のスイッチ
ＳＷ４・・・第４のスイッチ
ＣＯＭＰ１・・・比較器
Ｖｄｄ・・・電源電圧端子
ＩＮＨ・・・インヒビット端子
Ｖｃｏｎｔ・・・周波数制御端子
ＯＵＴ・・・出力端子
ＧＮＤ・・・グランド端子
ＩＮＰＵＴ／ＯＵＴＰＵＴ・・・書込読込端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の圧電発振器の一形態を示す分解斜視図である。図６に示すように従来の圧電発振器２００は、凹部空間２０５を有するパッケージ２０１と圧電振動素子２０２と集積回路素子２０３と蓋体２０４とから主に構成されている。
前記パッケージ２０１は、セラミック材料等から成る概略直方体からなり、一方の主面に開口する凹部空間２０５が形成され、前記凹部空間２０５内には前記凹部空間２０５内底面より高い位置となる搭載部２０６が形成されている。
前記圧電振動素子２０２は、前記搭載部２０６に形成された圧電振動素子搭載パッド２０７上に搭載されている。
前記集積回路素子２０３は、前記パッケージ２０１の凹部空間内底面に形成された集積回路素子搭載パッド２０８上に搭載されている。
前記蓋体２０４は、前記パッケージ２０１の凹部空間２０５上に載置し、前記パッケージ２０１の側壁頂部と固着することにより、凹部空間２０５内を気密封止される。
このような圧電発振器２００において、前記パッケージ２０１の他方の主面の４隅には、それぞれ外部接続用電極端子２０９である電源電圧端子、グランド端子、出力端子、インヒビット端子が一端子ずつ形成されている構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、前記パッケージ２０１の側面には、上下に延びる２本の溝部が形成され、前記各溝部内の中央部分にモニタ用電極端子２１０が設けられている。このモニタ用電極端子は、前記圧電振動素子を電気的に接続されている。
圧電振動素子２０２の特性を測定する場合は、一対のコンタクトプローブを一方向から並列させてモニタ用電極端子２１０に接触させることによって、圧電振動素子２０１のＣＩ（クリスタルインピーダンス）値、周波数等の特性を測定する（例えば、特許文献２を参照）。
図７は、従来の圧電発振器の回路構成を示すブロック図である。図７に示した圧電発振器は、圧電振動素子Ｘｔａｌと前記集積回路素子には、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部Ｍと、温度補償用制御データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号制御回路部Ｔとを有するものである。
圧電振動素子Ｘｔａｌの一端であるＸＭ１と前記圧電振動素子Ｘｔａｌの他端であるＸＭ２をモニタ用電極端子として用いている。
【０００４】
図８は、従来の圧電発振器の回路構成を示すブロック図である。図８に示した圧電発振器は、圧電発振器を構成するパッケージに、電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３とグランド端子３０４と出力端子３０５と書込端子３０６と調整端子３０７が設けられている。又、パッケージ３０８内には、圧電振動素子３０１が搭載されている。
更に、パッケージ３０８内には集積回路素子が搭載されている。
この集積回路素子３１３には、前記各端子と電気的に接続し、且つ圧電振動素子３０１からの信号を制御処理する電子回路が設けられている。電子回路としては、温度補償回路を有し、圧電振動素子３０１からの信号を制御処理し、出力端子３０５に出力する、電源電圧端子３０２より電源電圧を供給される発振回路３０９と、書込端子３０６より入力された温度補償データを記憶する、電源電圧端子３０２より電源電圧を供給される記憶手段３１０と、第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂと、第２の切替手段３１２ａ及び３１２ｂとから構成されている。ここで第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂは、調整端子３０７から入力された選択信号により、圧電振動素子３０１と発振回路３０９との間に切断と接続を切り替える。又、第２の切替手段３１２ａは、調整端子３０７から入力された選択信号により、電源電圧端子３０２の接続を、発振回路３０９及び記憶手段３１０との接続又は圧電振動素子３０１との接続のどちらかに切り替える。
このような構成の回路において、圧電発振器３００を発振器として機能させる場合は、調整端子３０７から入力された選択信号により、第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂを圧電振動素子３０１と発振回路３０９を接続する側に切り替え、第２の切替手段３１２ｂを周波数制御端子３０３と発振回路３０９とを接続する側に切り替える。
又、圧電発振器３００に搭載された圧電振動素子の周波数特性を測定する場合は、調整端子３０７から入力された選択信号により、第１の切替手段３１１ａ及び３１１ｂを圧電振動素子３０１と発振回路３０９とを切断する側に切り替え、第２の切替手段３１２ａを電源電圧端子３０２と圧電振動素子３０１を接続する側に切り替え、第２の切替手段３１２ｂを周波数制御端子３０３と圧電振動素子３０１とを接続する側に切り替える。
この各切替手段による切断と接続により、圧電振動素子３０１は発振回路３０９や記憶手段３１０と完全に切り離された状態で、電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３に接続することになり、この電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３を圧電振動素子３０１のモニタ用電極端子として用いることができる（例えば、特許文献３を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４２０９６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６３５４２号公報
【特許文献３】特開２００６−２５３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の圧電発振器２００では、小型化が進むと、モニタ用電極端子２１０を形成するエリアを圧電発振器表面に確保できなくなり、モニタ用電極端子２１０を圧電発振器２００に設けることが困難になる。モニタ用電極端子２１０を設けた場合でも、一方の側面に形成する２本の溝部の間隔が狭くなり、溝部内に形成するモニタ用電極端子２１０の形成面積も小さくなってしまう。これにより溝部に接触されるプローブ同士が接触してしまったり、モニタ用電極端子２１０に正しく接触することができないといった課題があった。
また、コンタクト不良を防ぐ為に、何度もコンタクトプローブを溝部内のモニタ用電極端子２１０に接触させることによって、溝部内のモニタ用電極端子以外の部分にもコンタクトプローブの先端が接触してしまいパッケージ２０１に割れやカケ等が生じてしまうといった課題があった。
また、パッケージ２０１の側面にモニタ用電極端子２１０を形成する場合、フィル材等の異物が付着してしまうと圧電振動素子２０２の周波数が変動してしまうといった課題もあった。
【０００７】
また、従来の圧電発振器３００では、圧電振動素子２０２の測定用端子として電源電圧端子３０２と周波数制御端子３０３を使用ために、調整端子３０７という新たな電極端子をパッケージに設けなければならないため、電極端子数が増えてしまい、小型化されるパッケージで面積を小さくしなければ各電極端子を設けることができないという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、圧電振動素子が搭載された圧電発振器の小型化が進んでも、圧電発振器に設ける電極端子数を増やすことなく、圧電振動素子の測定を容易に行うことができる圧電発振器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電発振器は、圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子とインヒビット端子を有し、圧電振動素子と集積回路素子を収容するパッケージと、パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、集積回路素子には、圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、圧電振動素子の一端と発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、圧電振動素子の他端と発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、圧電振動素子の他端と増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の他端又は増幅回路部の第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、圧電振動素子の一端と増幅回路部の第２のインバータとインヒビット端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の一端又は増幅回路部の第２のインバータの入力側と、インヒビット端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の圧電発振器は、圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子と周波数制御端子とを有し、圧電振動素子と集積回路素子を収容するパッケージと、パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、集積回路素子には、圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、温度補償データを記憶するためのメモリ部と、温度補償データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号発生回路部と、基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、圧電振動素子の一端と発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、圧電振動素子の他端と発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、圧電振動素子の他端と増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の他端又は増幅回路部の第２のインバータの出力側と、出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、圧電振動素子の一端と増幅回路部の第２のインバータと周波数制御端子との接続間に配置され、比較器からの出力信号により、圧電振動素子の一端又は増幅回路部の第２のインバータの入力側と、周波数制御端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の圧電発振器によれば、切替回路部の比較器は電源電圧端子と接続されていることにより、電源電圧端子に印加される電源電圧が、比較器に接続されている基準電圧生成回路部からの基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となることによって、比較器から出力信号が出力され、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、第４のスイッチが切り替えられる。
圧電振動素子が第１のスイッチと第２のスイッチによって、発振回路部と切断され、圧電振動素子が第３のスイッチと第４のスイッチによって、出力端子とインヒビット端子と接続される。これにより、出力端子とインヒビット端子を圧電振動素子のモニタ用電極端子として用いることができ、この出力端子とインヒビット端子にプローブを接触させて、圧電振動素子の周波数特性を測定することができる。
よって、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がなく、外部接続用電極端子と兼用することできる。これにより、離れた位置にある外部接続用電極端子にプローブをあてて測定するため、プローブ同士が接触することがなくなり、安定して測定することが可能となる。
また、従来のように狭い溝部にモニタ用電極端子を形成せずに、パッケージの他方の主面上に形成されている外部接続用電極端子と兼用することによって、コンタクト不良を防ぐ為に、何度もプローブを接触させる必要がないため、外部接続用電極端子以外部分にコンタクトプローブの先端が接触することがないので、パッケージの割れやカケ等が防止することが可能となる。
また、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がないため、フィル等の異物がモニタ用電極端子に付着することで生じた圧電振動素子の周波数の変動を防止することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の圧電発振器によれば、切替回路部の比較器は電源電圧端子と接続されていることにより、電源電圧端子に印加される電源電圧が、比較器に接続されている基準電圧生成回路部からの基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となることによって、比較器から信号が出力され、第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ、第４のスイッチが切り替えられる。これにより、圧電振動素子が第１のスイッチと第２のスイッチによって、発振回路部と切断され、圧電振動素子が第３のスイッチと第４のスイッチによって、出力端子と周波数制御端子と接続される。これにより、出力端子と周波数制御端子を圧電振動素子のモニタ用電極端子として用いることができ、この出力端子と周波数制御端子にプローブを接触させることによって、圧電振動素子の周波数特性を測定することができる。
よって、従来の圧電発振器のように調整端子のような新たな電極端子を設けることなく、スイッチを切り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、説明を明りょうにするため説明に不必要な構造体の一部を図示していない。さらに図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る圧電発振器を示す分解斜視図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る圧電発振器１００は、圧電振動素子２０と、集積回路素子３０と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子とインヒビット端子とを備え、前記圧電振動素子と前記集積回路素子を収容するパッケージ１０と、前記パッケージ１０を気密封止するための蓋体５０とによって主に構成されている。
【００１５】
圧電振動素子２０は、例えば水晶素板が用いられ、前記水晶素板の表裏両主面に励振用電極２１が被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極２１を介して水晶素板に印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
このような圧電振動素子２０は、その両主面に被着されている励振用電極２１と凹部空間１１内の搭載部１６の開口側表面に形成されている圧電振動素子搭載パッド１５とを、導電性接着剤４０を介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間１１の搭載部１６に搭載される。また、前記搭載部１６は、前記凹部空間１１の底面よりも高くなるように形成されている。また、前記圧電振動素子搭載パッド１５は、前記パッケージ１０の内部の配線導体やビアホール導体等及び凹部空間内底面に形成された集積回路素子接続用電極パッド１４を介して、集積回路素子３０に電気的に接続される。
【００１６】
導電性接着剤４０は、シリコーン樹脂の中に導電性フィラーが含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、またはこれらのうちのいずれかの組み合わせを含むものが用いられている。
【００１７】
集積回路素子３０は、その回路形成面に圧電振動素子２０からの発振出力を生成する発振回路等から成る電子回路が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は外部接続用電極端子１３のうちの出力端子を介して圧電発振器外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。また集積回路素子３０は、パッケージ１０の凹部空間１１内に形成された集積回路素子搭載パッド１４に搭載されている。
【００１８】
パッケージ１０は、例えば、アルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料から成る絶縁層を複数積層することよって形成されており、前記パッケージ１０の一方の主面には、中央域に開口する矩形状の凹部空間１１が形成されている。また、凹部空間１１を囲繞するパッケージ１０の側壁部の開口側頂面の全周には、環状の封止用導体パターン１２が形成されている。凹部空間１１内には、前記凹部空間１１の底面からの段差により高い位置に設けられる搭載部１６と、前記搭載部１６に形成される圧電振動素子搭載パッド１５と、前記凹部空間１１の底面に設けられる集積回路素子搭載パッド１２を備えている。更に、前記パッケージ１０の他方の主面には外部接続用電極端子１３である電源電圧端子、グランド端子、出力端子、インヒビット端子が形成されている。
【００１９】
集積回路素子搭載パッド１４は、前記パッケージ１０の前記凹部空間１１内底面に形成されている。
また、集積回路素子搭載パッド１４は、集積回路素子３０に形成されている接続パッドが電気的且つ機械的に接続され、前記パッケージ１０内部に形成されている配線導体やビアホール導体等を介して外部接続用電極端子１３のうちの出力端子、インヒビット端子、電源電圧端子に電気的に接続される。
【００２０】
前記外部接続用電極端子１３は、電源電圧端子、グランド端子、出力端子、インヒビット端子により構成されており、これらの外部接続用電極端子１３は、圧電発振器１００をマザーボード等の外部電気回路に搭載する際、半田付け等によって外部電気回路の回路配線と電気的に接続されることとなる。
また、パッケージ１０の側壁部の頂面に形成された封止用導体パターン１２は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等から成る基層の表面にニッケル（Ｎｉ）層及び金（Ａｕ）層を順次、前記パッケージ１０の環状に囲繞する形態で被着させることによって１０μｍ〜２５μｍの厚みに形成されており、その封止用導体パターン１２は、後述する蓋体５０を、蓋体５０に形成された封止部材５１を介して、前記パッケージ１０の側壁部の頂面に接合させるためのものであり、かかる封止用導体パターン１２に、Ｗ若しくはＭｏから成る基層の表面にＮｉ層及びＡｕ層を順次被着させた構成となしておくことにより、封止用導体パターン１２に対する封止部材５１の濡れ性を良好とし、圧電発振器１００の気密信頼性及び生産性を向上させる。
【００２１】
また蓋体５０は従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、前記蓋体５０の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面の封止用導体パターン１２に対応する箇所に封止部材５１である金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、このような封止部材５１は、封止用導体パターン１２の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。また、封止部材５１が薄すぎると当該機能を充分に発揮しない。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器として機能している状態を示すブロック図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
第１の実施形態は、圧電振動素子２０と、前記集積回路素子３０には、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４と、前記第１のスイッチＳＷ１、前記第２のスイッチＳＷ２、前記第３のスイッチＳＷ３、前記第４のスイッチＳＷ４と接続されている比較器ＣＯＭＰ１を含む切替回路部Ｚと、比較器ＣＯＭＰ１に基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧生成回路部とを備えたものである。
尚、集積回路素子３０は、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４と、切替回路部Ｚと、基準電圧生成回路部等を集積した電子回路を内部に有する。
【００２３】
図２及び図３に示すように、電源電圧端子Ｖｄｄに印加された電源電圧によって発振回路部Ｘと増幅回路部Ｙに定電圧が印加される。
尚、図２及び図３に示した発振回路部Ｘ及び増幅回路部Ｙでは、電源電圧端子Ｖｄｄと第１のインバータＩＮＶ１、第２のインバータＩＮＶ２が接続される構成として表している。
【００２４】
図２及び図３に示すように、発振回路部Ｘは、第１のインバータＩＮＶ１、抵抗Ｒ３、コンデンサＣ１、Ｃ２によって構成されている。
抵抗Ｒ３は、前記第１のインバータＩＮＶ１の入出力間に並列に接続されている。
圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１は、第１のインバータＩＮＶ１の入力側及び抵抗Ｒ３の一端、負荷容量となるコンデンサＣ１の一端が接続されている。コンデンサＣ１の他端はグランド端子ＧＮＤと接続されている。
圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２は、第１のインバータＩＮＶ１の出力側及び抵抗Ｒ３の他端、負荷容量となるコンデンサＣ２の一端が接続されている。コンデンサＣ２の他端はグランド端子ＧＮＤと接続されている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、増幅回路部Ｙは、第２のインバータＩＮＶ２によって構成されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の入力側は、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側は、出力端子ＯＵＴと接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄは、第５のスイッチＳＷ５を介して接続されている。
インヒビット端子ＩＮＨと第５のスイッチＳＷ５が接続されており、インヒビット端子ＩＮＨに定電圧が印加されることにより、第５のスイッチＳＷ５が、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄが接続された状態から増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄが切り離された状態になり、電源電圧端子Ｖｄｄからの定電圧が、前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に印加されなくなるので、出力端子ＯＵＴからの発振信号の出力が停止することになる。
つまり、インヒビット端子ＩＮＨへの所定の電圧の印加により、圧電振動素子２０を振動させつつ、圧電発振器としての出力を停止できるので、圧電発振器の出力が必要な場合には、インヒビット端子ＩＮＨへの所定の電圧の印加をやめることにより、第５のスイッチＳＷ５が接続された状態になり、すぐに圧電発振器として出力することができる。よって、圧電発振器の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００２６】
図２及び図３に示すように、基準電圧発生回路部Ｒは、切替回路部Ｚの比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側と接続されており、設定された基準電圧Ｖｒｅｆを比較器ＣＯＭＰ１に印加する。
【００２７】
図２及び図３に示すように、切替回路部Ｚは、抵抗Ｒ１、Ｒ２と比較器ＣＯＭＰ１によって回路構成されている。
前記抵抗Ｒ１の一端は、電源電圧端子Ｖｄｄと接続されており、前記抵抗Ｒ１の他端は、前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。前記抵抗Ｒ２の他端は、グランド端子ＧＮＤと接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１のプラス入力側は、前記抵抗Ｒ１の他端及び前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。また、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側は、基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧発生回路部と接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１の出力側は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第４のスイッチＳＷ４と接続されている。
【００２８】
図２及び図３に示すように、第１のスイッチＳＷ１は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側との接続間に配置されている。
第２のスイッチＳＷ２は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側との接続間に配置されている。
第３のスイッチＳＷ３は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴとの接続間に配置されており、圧電振動素子の他端であるＸＴ２と第２のインバータＩＮＶ２と、出力端子ＯＵＴとの接続を切り替える機能を備えている。
第４のスイッチＳＷ４は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２とインヒビット端子ＩＮＨとの接続間に配置されており、水晶振動素子の一端であるＸＴ１と第２のインバータＩＮＶ２と、インヒビット端子ＩＮＨとの接続を切り替える機能を備えている。
【００２９】
図２に示すように、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は接続された状態で圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１に並列に接続されている。また、第３のスイッチＳＷ３は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子Ｏｕｔが接続するように切り替えられている。
また、第４のスイッチＳＷ４は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２とインヒビット端子ＩＮＨが接続するように切り替えられている。
また、図３に示すように、基準電圧生成回路部Ｒから入力される基準電圧Ｖｒｅｆと、電源電圧端子Ｖｄｄから入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい値又は、電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと同じ値になる場合に、比較器ＣＯＭＰ１から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、また、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は切り離された状態となり、第３のスイッチＳＷ３は、圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続するように切り替えられ、第４のスイッチＳＷ４は、圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１とインヒビット端子ＩＮＨが接続するように切り替えられ、圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙ、切替回路部Ｚと完全に切り離される。この切り離された圧電振動素子２０の両端は、それぞれ出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨと接続されているので、この出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨとなる外部接続用電極端子から圧電振動素子２０の周波数特性を測定することが可能になる。
【００３０】
第１のスイッチＳＷ１に信号Ｓ１が入力されて、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側と切り離された状態になる。
第２のスイッチＳＷ２に信号Ｓ２が入力されて、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と切り離された状態になる。
第３のスイッチＳＷ３に信号Ｓ３が入力されて、第３のスイッチＳＷ３が圧電振動素子の他端となるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になる。
第４のスイッチＳＷ４に信号Ｓ４が入力されて、第４のスイッチＳＷ４が圧電振動素子の一端となるＸＴ１とインヒビット端子ＩＮＨが接続された状態になる。
【００３１】
例えば、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値が同じであり、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側に印加される基準電圧Ｖｒｅｆを２．０（Ｖ）に設定した場合、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が３．０（Ｖ）の時には、比較器のプラス入力側には、１．５（Ｖ）が入力されるため、比較器からの信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は出力されず、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙは動作し、出力端子ＯＵＴから信号が出力される。
又、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が４．０（Ｖ）の時には、比較器４０のプラス入力側には、２．０（Ｖ）が入力されるため、比較器から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨに圧電振動素子２０が接続した状態となる。
【００３２】
尚、信号Ｓ１〜Ｓ４は、異なる信号となっている。信号Ｓ１は、第１のスイッチＳＷ１に入力される。これにより、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側が接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側が切り離された状態になる。
信号Ｓ２は、第２のスイッチＳＷ２に入力される。これにより、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が接続された状態から圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が切り離なされた状態になる。
信号Ｓ３は、第３のスイッチＳＷ３に入力される。これにより、第３のスイッチＳＷ３が増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴが接続されている状態から圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になる。 信号Ｓ４は、第４のスイッチＳＷ４に入力される。これにより、第４のスイッチＳＷ４が第５のスイッチＳＷ５とインヒビット端子ＩＮＨが接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１とインヒビット端子ＩＮＨが接続された状態になる。
【００３３】
このように本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器により、切替回路部Ｚの比較器は電源電圧端子Ｖｄｄと接続されていることにより、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が、比較器ＣＯＭＰ１に接続されている基準電圧生成回路部Ｒからの基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい値又は、電源電圧と基準電圧Ｖｒｅｆが同じ値となることによって、比較器ＣＯＭＰ１から出力信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３、第４のスイッチＳＷ４が切り替えられる。
圧電振動素子２０が第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２によって、発振回路部Ｘと切断され、圧電振動素子２０が第３のスイッチＳＷ３と第４のスイッチＳＷ４によって、出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨと接続される。これにより、出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨを圧電振動素子のモニタ用電極端子として用いることができ、この出力端子ＯＵＴとインヒビット端子ＩＮＨにプローブを接触させて、圧電振動素子の周波数特性を測定することができる。
よって、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がなく、外部接続用電極端子と兼用することできる。
これにより、離れた位置にある外部接続用電極端子にプローブをあてて測定するため、プローブ同士が接触することがなくなり、安定して測定することが可能となる。
また、従来のように狭い溝部にモニタ用電極端子を形成せずに、パッケージの他方の主面上に形成されている外部接続用電極端子と兼用することによって、コンタクト不良を防ぐ為に、何度もプローブを接触させる必要がないため、外部接続用電極端子以外部分にコンタクトプローブの先端が接触することがないので、パッケージの割れやカケ等が防止することが可能となる。
また、モニタ用電極端子をパッケージの側面に形成する必要がないため、フィル等の異物がモニタ用電極端子に付着することで生じた圧電振動素子の周波数の変動を防止することが可能となる。
よって、従来の圧電発振器のように調整端子のような新たな電極端子を設けることなく、スイッチを切り替えることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
パッケージ１０に設けられた外部接続用電極端子のインヒビット端子ＩＮＨが周波数制御端子Ｖｃｏｎｔである点が異なる。また、集積回路素子には、メモリ部と温度補償信号制御回路部が設けられている点が異なる。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器として機能している状態を示すブロック図であり、図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
第２の実施形態は、圧電振動素子２０と前記集積回路素子に発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部Ｍと、温度補償用制御データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号制御回路部Ｔと、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、第４のスイッチＳＷ４と、前記第１のスイッチＳＷ１、前記第２のスイッチＳＷ２、前記第３のスイッチＳＷ３、前記第４のスイッチＳＷ４と接続されている比較器ＣＯＭＰ１を含む切替回路部Ｚと、比較器ＣＯＭＰ１に基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧生成回路部Ｒとを有するものである。
【００３５】
図４及び図５に示すように、電源電圧端子Ｖｄｄに印加された電源電圧によって発振回路部Ｘと増幅回路部Ｙに定電圧が印加される。
尚、図４及び図５に示すように、発振回路部Ｘ及び増幅回路部Ｙでは、電源電圧端子Ｖｄｄと第１のインバータＩＮＶ１、第２のインバータＩＮＶ２が接続される構成として表している。
【００３６】
図４及び図５に示すように、発振回路部Ｘは、第１のインバータＩＮＶ１、抵抗Ｒ３、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２によって構成されている。
前記発振回路部Ｘの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄは接続されている。 抵抗Ｒ３は、前記第２のインバータＩＮＶ２の入出力間に並列に接続されている。
圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１は、第１のインバータＩＮＶ１の入力側及び抵抗Ｒ３の一端と負荷容量となる可変容量ダイオードＣｖ１のカソードが接続されている。可変容量ダイオードＣｖ１のアノードはグランド端子ＧＮＤと接続されている。
圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２は、第１のインバータＩＮＶ１の出力側及び抵抗Ｒ３の他端と負荷容量となる可変容量ダイオードＣｖ２のカソードが接続されている。可変容量ダイオードＣｖ２のアノードはグランド端子ＧＮＤと接続されている。
周波数制御端子Ｖｃｏｎｔと可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２のカソードが接続されている。周波数制御端子Ｖｃｏｎｔに定電圧が印加されることにより、負荷容量が調整される。このように、負荷容量を調整することによって、圧電振動素子２０（Ｘｔａｌ）の発振特性を基準周波数に補償する。
即ち、広い温度範囲領域においては、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２に供給される電圧が制御され、圧電振動素子２０が有する固有の温度周波数特性を広い温度範囲で平坦化することができる。
【００３７】
図４及び図５に示すように、増幅回路部Ｙは、第２のインバータＩＮＶ２によって構成されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の入力側は、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側は、出力端子ＯＵＴと接続されている。
前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄは接続されている。
【００３８】
図４及び図５に示すように、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部Ｍは、ＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭにより構成されている。
温度補償関数である下記の式１に示す３次関数のもととなるパラメータ、例えば３次成分調整値α、１次成分調整値β、０次成分調整値γの各値の温度補償用制御データが書込読込端子ＩＮＰＵＴ／ＯＵＴＰＵＴから入力され、メモリ部Ｍに保存される。
ｆ＝α（Ｔ−Ｔ０)３＋β（Ｔ−Ｔ０）＋γ・・・（式１）
尚、ｆは周波数を示し、αは３次成分の定数を示し、βは１次成分の定数を示し、γは０次成分の定数を示し、Ｔ、Ｔ０は、温度を示す。
【００３９】
温度補償信号制御回路部Ｔは、３次関数発生回路や５次関数発生回路等によって構成されている。例えば、３次関数発生回路の場合は、そのメモリ部Ｍに入力された温度補償用制御データを読出して、温度補償用制御データから各温度に対して３次関数で導き出された電圧を発生させる。尚、この時の外部の周囲温度は、集積回路素子内の温度センサ（不図示）より得られる。
温度補償信号制御回路部Ｔは、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２のカソードと接続されており、温度補償信号制御回路部Ｔからの電圧が印加される。
このように、可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２に温度補償信号制御回路部Ｔからの電圧を印加することよって、圧電振動素子２０の周波数温度特性を補正することにより、周波数温度特性が平坦化される。
【００４０】
図４及び図５に示すように、基準電圧発生回路部Ｒは、切替回路部Ｚの比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側と接続されており、比較器ＣＯＭＰ１に設定された基準電圧Ｖｒｅｆを印加する。
【００４１】
図４及び図５に示すように、切替回路部Ｚは、抵抗Ｒ１、Ｒ２と比較器ＣＯＭＰ１によって構成されている。
前記抵抗Ｒ１の一端は、電源電圧端子Ｖｄｄと接続されており、前記抵抗Ｒ１の他端は、前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。前記抵抗Ｒ２の他端は、グランド端子ＧＮＤと接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１のプラス入力側は、前記抵抗Ｒ１の他端及び前記抵抗Ｒ２の一端と接続されている。また、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側は、基準電圧Ｖｒｅｆを印加するための基準電圧生成回路部Ｒと接続されている。
比較器ＣＯＭＰ１の出力側は、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第４のスイッチＳＷ４と接続されている。
【００４２】
図４及び図５に示すように、第１のスイッチＳＷ１は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側との接続間に配置されている。第１のスイッチＳＷ１に信号Ｓ１が入力されて、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側と切り離された状態になる。
第２のスイッチＳＷ２は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側との接続間に配置されている。第２のスイッチＳＷ２に信号Ｓ２が入力されて、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側と切り離された状態になる。
第３のスイッチＳＷ３は、前記圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴとの接続間に配置されており、圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と第２のインバータＩＮＶ２と、出力端子ＯＵＴとの接続を切り替える機能を備えている。
第４のスイッチＳＷ４は、前記圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔとの接続間に配置されており、水晶振動素子の一端であるＸＴ１と第２のインバータＩＮＶ２と、周波数制御端子Ｖｃｏｎｔとの接続を切り替える機能を備えている。
第４のスイッチＳＷ４に信号Ｓ４が入力されて、第４のスイッチＳＷ４が圧電振動素子の一端となるＸＴ１と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続された状態になる。
【００４３】
図４に示すように、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は接続された状態で圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１に並列に接続されている。 また、第３のスイッチＳＷ３は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴが接続するように切り替えられている。
また、第４のスイッチＳＷ４は、増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続されている。
また図５に示すように、基準電圧生成回路部Ｒから入力される基準電圧Ｖｒｅｆと、電源電圧端子Ｖｄｄから入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい値又は電源電圧が基準電圧Ｖｒｅｆと同じ値となる場合に、比較器ＣＯＭＰ１から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２は切り離された状態となり、第３のスイッチＳＷ３は、圧電振動素子２０の他端であるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続するように切り替えられ、第４のスイッチＳＷ４は、圧電振動素子２０の一端であるＸＴ１と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続するように切り替えられ、圧電振動素子２０は、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙ、切替回路部Ｚと完全に切り離される。この切り離された圧電振動素子２０の両端は、それぞれ出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔと接続されているので、この出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔとなる外部接続用電極端子から圧電振動素子２０の周波数特性を測定することが可能になる。
【００４４】
例えば、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値が同じであり、比較器ＣＯＭＰ１のマイナス入力側に印加される基準電圧Ｖｒｅｆを２．０（Ｖ）に設定した場合、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が３．０（Ｖ）の時には、比較器ＣＯＭＰ１のプラス入力側には、１．５（Ｖ）が入力されるため、比較器ＣＯＭＰ１からの信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は出力されず、発振回路部Ｘ、増幅回路部Ｙは動作し、出力端子ＯＵＴから信号が出力される。 又、電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧が４．０（Ｖ）の時には、比較器４０のプラス入力側には、２．０（Ｖ）が入力されるため、比較器ＣＯＭＰ１から信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が出力され、出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔに圧電振動素子２０が接続した状態となる。
【００４５】
尚、信号Ｓ１〜Ｓ４は、異なる信号となっている。信号Ｓ１は、第１のスイッチＳＷ１に入力される。これにより、第１のスイッチＳＷ１が圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側が接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の入力側と切り離された状態になる。
信号Ｓ２は、第２のスイッチに入力される。これにより、第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が接続された状態から第２のスイッチＳＷ２が圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１の出力側が切り離なされた状態になる。
信号Ｓ３は、第３のスイッチＳＷ３に入力される。これにより、第３のスイッチＳＷ３が増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２の出力側と出力端子ＯＵＴが接続された状態から圧電振動素子２０の他端となるＸＴ２と出力端子ＯＵＴが接続された状態になる。
信号Ｓ４は、第４のスイッチＳＷ４に入力される。これにより、第４のスイッチＳＷ４が発振回路部Ｘの可変容量ダイオードＣｖ１、Ｃｖ２のカソードと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔが接続された状態から圧電振動素子２０の一端となるＸＴ１と周波数制御端子Ｖｃｏｎｔ接続された状態になる。
【００４６】
このように本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器により、圧電振動素子２０が第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２によって、発振回路部Ｘと切断され、圧電振動素子２０が第３のスイッチＳＷ３と第４のスイッチＳＷ４によって、出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔと接続されることによって、出力端子ＯＵＴと周波数制御端子Ｖｃｏｎｔにプローブを接触させることによって、圧電振動素子３０の測定をすることができる。
【００４７】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子２０を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【００４８】
本発明の圧電発振器１００は、パッケージ１０の凹部空間内１１に圧電振動素子２０と、集積回路素３０が収容されて蓋体４０で気密封止されているが、パッケージの一方の主面に形成されている第１の凹部空間内に、圧電振動素子が搭載され、前記パッケージの他方の主面に形成される第２の凹部空間内に集積回路素子が搭載された圧電発振器としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電発振器を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の機能している状態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器の機能している状態を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る圧電発振器の圧電振動素子の周波数特性を測定する状態を示すブロック図である。
【図６】従来の圧電発振器を示す分解斜視図である。
【図７】従来の圧電発振器を示すブロック図である。
【図８】従来の圧電発振器を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・パッケージ
１１・・・凹部空間
１２・・・封止用導体パターン
１３・・・外部接続用電極端子
１４・・・圧電振動素子搭載パッド
１５・・・集積回路素子搭載パッド
２０・・・圧電振動素子
２１・・・励振用電極
３０・・・集積回路素子
４０・・・導電性接着剤
５０・・・蓋体
５１・・・封止部材
１００・・・圧電発振器
Ｘ・・・発振回路部
Ｙ・・・増幅回路部
Ｚ・・・切替回路部
Ｃ１、Ｃ２・・・コンデンサ
Ｃｖ１、Ｃｖ２・・・可変容量ダイオード
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・抵抗
ＩＮＶ１・・・第１のインバータ
ＩＮＶ２・・・第２のインバータ
ＳＷ１・・・第１のスイッチ
ＳＷ２・・・第２のスイッチ
ＳＷ３・・・第３のスイッチ
ＳＷ４・・・第４のスイッチ
ＣＯＭＰ１・・・比較器
Ｖｄｄ・・・電源電圧端子
ＩＮＨ・・・インヒビット端子
Ｖｃｏｎｔ・・・周波数制御端子
ＯＵＴ・・・出力端子
ＧＮＤ・・・グランド端子
ＩＮＰＵＴ／ＯＵＴＰＵＴ・・・書込読込端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子とインヒビット端子を有し、前記圧電振動素子と前記集積回路素子を収容するパッケージと、前記パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、
前記集積回路素子には、前記圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、
発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、
基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、
前記基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、
前記圧電振動素子の一端と前記発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の他端又は前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、
前記圧電振動素子の一端と前記増幅回路部の第２のインバータとインヒビット端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の一端又は前記増幅回路部の第２のインバータの入力側と、前記インヒビット端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子と周波数制御端子とを有し、前記圧電振動素子と前記集積回路素子を収容するパッケージと、前記パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、
前記集積回路素子には、前記圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、
前記発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、
温度補償データを記憶するためのメモリ部と、
前記温度補償データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号発生回路部と、
基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、
前記基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、
前記圧電振動素子の一端と前記発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の他端又は前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、
前記圧電振動素子の一端と前記増幅回路部の第２のインバータと周波数制御端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の一端又は前記増幅回路部の第２のインバータの入力側と、前記周波数制御端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とする圧電発振器。
【請求項１】
圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子とインヒビット端子を有し、前記圧電振動素子と前記集積回路素子を収容するパッケージと、前記パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、
前記集積回路素子には、前記圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、
発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、
基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、
前記基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、
前記圧電振動素子の一端と前記発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の他端又は前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、
前記圧電振動素子の一端と前記増幅回路部の第２のインバータとインヒビット端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の一端又は前記増幅回路部の第２のインバータの入力側と、前記インヒビット端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とする圧電発振器。
【請求項２】
圧電振動素子と、集積回路素子と、外部接続用電極端子である電源電圧端子と出力端子とグランド端子と周波数制御端子とを有し、前記圧電振動素子と前記集積回路素子を収容するパッケージと、前記パッケージを気密封止するための蓋体とを備えた圧電発振器であって、
前記集積回路素子には、前記圧電振動素子の共振周波数に基づいて発振信号を出力する第１のインバータを含む発振回路部と、
前記発振信号を増幅する第２のインバータを含む増幅回路部と、
温度補償データを記憶するためのメモリ部と、
前記温度補償データに基づき、温度補償を行なう温度補償信号発生回路部と、
基準電圧を発生させる基準電圧生成回路部と、
前記基準電圧生成回路部から入力される基準電圧と、電源電圧端子から入力される電源電圧を比較し、電源電圧が基準電圧よりも大きい値又は電源電圧と基準電圧が同じ値となる場合に出力信号を出力する比較器を有する切替回路部と、
前記圧電振動素子の一端と前記発振回路部の第１のインバータの入力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第１のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記発振回路部の第１のインバータの出力側との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により動作する第２のスイッチと、
前記圧電振動素子の他端と前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と出力端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の他端又は前記増幅回路部の第２のインバータの出力側と、前記出力端子との接続を切り替える第３のスイッチと、
前記圧電振動素子の一端と前記増幅回路部の第２のインバータと周波数制御端子との接続間に配置され、前記比較器からの出力信号により、前記圧電振動素子の一端又は前記増幅回路部の第２のインバータの入力側と、前記周波数制御端子との接続を切り替える第４のスイッチと、を備えることを特徴とする圧電発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−４４６０６（Ｐ２００９−４４６０６Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０９２１４（Ｐ２００７−２０９２１４）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]