水晶発振回路
【目的】 水晶振動子が外部から大きな制動を受ける環境においても良好な発振を維持することができる水晶発振回路を提供する。
【構成】 本発明の請求項１はコレクタとエミッタとの間に第１の水晶振動子を接続したベース接地の水晶発振回路において、ベースと接地電位との間に発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子を直列に介挿したことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項２は請求項１に記載のものにおいて、ベースと第２の水晶振動子との接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項３は請求項１に記載のものにおいて、エミッタと第１の水晶振動子の接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路である。
【構成】 本発明の請求項１はコレクタとエミッタとの間に第１の水晶振動子を接続したベース接地の水晶発振回路において、ベースと接地電位との間に発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子を直列に介挿したことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項２は請求項１に記載のものにおいて、ベースと第２の水晶振動子との接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項３は請求項１に記載のものにおいて、エミッタと第１の水晶振動子の接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子を用いた発振回路に係わり、特に大きな制動を受ける環境でも発振を維持できる水晶発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、たとえば環境問題に対する関心から水溶液中の有害成分のような対象物質を短時間に、安価に検出することのできる測定装置が望まれている。
【０００３】
従来このような対象物質を検出するためには、ガスクロマトグラフィー等の高価で大型の装置が用いられている。
しかしながらこのような装置は、取り扱いも面倒で、熟練のオペレータを必要とし、このため検出に要するコストも高騰する傾向があった。
【０００４】
そこで水晶振動子の電極の質量の変化による、共振周波数の変化を利用することが考えられている。
すなわち、水晶振動子の電極の上に検出すべき対象物質と反応する反応物質を形成する。
そして対象物質を含む水溶液中に水晶振動子を投入して、反応物質が対象物質と反応したことによる質量の変化を発振周波数の変化から検出する。
【０００５】
このような水晶振動子の電極部分の質量変化による周波数の変化は、極めて感度が高く、しかも反復再現性も良好である。
したがって対象物質を短時間に精密に検出することができ、熟練作業者の必要もなく、検出作業に要するコストも安価である。
【０００６】
しかしながら水晶振動子を液体中に投入した場合、液体の粘性によって大きな制動を受け、水晶振動子の電気的なＱ値は著しく低下する。
このため発振が停止したり、かろうじて発振していても周波数安定度が低下することは避けられない。
一方、発振周波数の変化から対象物質を検出する場合、検出感度および検出精度は発振周波数の安定度に依存する。したがって周波数安定度の低下は、検出能力の低下となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、水晶振動子が外部から大きな制動を受ける環境においても良好な発振を維持することができる水晶発振回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１はコレクタとエミッタとの間に第１の水晶振動子を接続したベース接地の水晶発振回路において、ベースと接地電位との間に発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子を直列に介挿したことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項２は請求項１に記載のものにおいて、ベースと第２の水晶振動子との接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項３は請求項１に記載のものにおいて、エミッタと第１の水晶振動子の接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、水晶振動子が外部から大きな制動力を受ける環境でも確実に発振動作する水晶発振回路を提供することができる。
【実施例】
【００１０】
以下本発明の一実施態様を図１に示すベース接地の水晶発振回路を参照して詳細に説明する。
このようなベース接地の水晶発振回路は周知のコルピッツ水晶発振回路に比して大きな水晶電流を流すことができ、水晶振動子を強勢に励振できる特徴がある。
【００１１】
図中１はトランジスタでコレクタを同調コイル２の一次側を介して電源３に接続している。同調コイル２の二次側は、一端を接地４し、他端をコンデンサ５を介して出力６に接続している。
なお同調コイル２の一次側および二次側にはそれぞれ抵抗７、８を並列に接続している。
【００１２】
またエミッタを抵抗９及びコンデンサ１０の並列接続回路を介して接地している。
そしてコレクタと接地との間に直列に接続した２個のコンデンサ１１、１２を介挿し、この直列接続点とエミッタとの間に第１の水晶振動子１３を介挿している。この第１の水晶振動子１３に並列にインダクタ１４を接続している。
【００１３】
そしてベースと接地との間に第１の水晶振動子１３による発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子１５を直列に介挿している。
さらに電源３とベースとの間、およびベースと接地４との間にそれぞれバイアス抵抗１６、１７を介挿している。
そして電源３と接地４との間にバイパスコンデンサ１８を介挿している。
【００１４】
このような構成であれば、トランジスタ１による発振ループに第２の水晶振動子１５を介挿しているので第１の水晶振動子１３の実質的なＱ値を高めることができる。
このためたとえば第１の水晶振動子１３を液体中に投入して、液体の粘性で大きな制動力を受けても確実に振動させることができる。さらにベース接地水晶発振回路は適切な回路定数の設定により比較的大きな水晶電流を流すことができ、すなわち大きな電力で駆動することが可能なため第１の水晶振動子３をより確実に発振させることができる。
【００１５】
したがって第１の水晶振動子１３の励振電極に反応物質を形成して液体中に投入して対象物質との反応による質量変化によって生じた発振周波数の変化も確実に測定可能である。
なお本発明は上記の実施の態様に限定されるものではなく、発振出力のＣ／Ｎ比を高めるためには、たとえば図２に示すようにトランジスタ１のエミッタから発振出力を取り出すようにすればよい。
このようにすれば第２の水晶振動子１５の電極端子から出力を導出することになり雑音が少なく純度の高い発振出力を得られる。
【００１６】
したがって発振周波数の微細な変化を検出でき検出分解能を向上することができる。
また図３に示すようにトランジスタ１のエミッタから発振出力を得るようにしてもよい。この場合も第１の水晶振動子１３の電極端子から発振出力を導出しているのでＣ／Ｎ比の良好な発振出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様の回路図である。
【図２】本発明の他の実施態様の回路図である。
【図３】本発明のさらに他の実施態様の回路図である。
【符号の説明】
【００１８】
１ トランジスタ
１３ 第１の水晶振動子
１５ 第２の水晶振動子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子を用いた発振回路に係わり、特に大きな制動を受ける環境でも発振を維持できる水晶発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、たとえば環境問題に対する関心から水溶液中の有害成分のような対象物質を短時間に、安価に検出することのできる測定装置が望まれている。
【０００３】
従来このような対象物質を検出するためには、ガスクロマトグラフィー等の高価で大型の装置が用いられている。
しかしながらこのような装置は、取り扱いも面倒で、熟練のオペレータを必要とし、このため検出に要するコストも高騰する傾向があった。
【０００４】
そこで水晶振動子の電極の質量の変化による、共振周波数の変化を利用することが考えられている。
すなわち、水晶振動子の電極の上に検出すべき対象物質と反応する反応物質を形成する。
そして対象物質を含む水溶液中に水晶振動子を投入して、反応物質が対象物質と反応したことによる質量の変化を発振周波数の変化から検出する。
【０００５】
このような水晶振動子の電極部分の質量変化による周波数の変化は、極めて感度が高く、しかも反復再現性も良好である。
したがって対象物質を短時間に精密に検出することができ、熟練作業者の必要もなく、検出作業に要するコストも安価である。
【０００６】
しかしながら水晶振動子を液体中に投入した場合、液体の粘性によって大きな制動を受け、水晶振動子の電気的なＱ値は著しく低下する。
このため発振が停止したり、かろうじて発振していても周波数安定度が低下することは避けられない。
一方、発振周波数の変化から対象物質を検出する場合、検出感度および検出精度は発振周波数の安定度に依存する。したがって周波数安定度の低下は、検出能力の低下となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、水晶振動子が外部から大きな制動を受ける環境においても良好な発振を維持することができる水晶発振回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１はコレクタとエミッタとの間に第１の水晶振動子を接続したベース接地の水晶発振回路において、ベースと接地電位との間に発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子を直列に介挿したことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項２は請求項１に記載のものにおいて、ベースと第２の水晶振動子との接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路であり、請求項３は請求項１に記載のものにおいて、エミッタと第１の水晶振動子の接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、水晶振動子が外部から大きな制動力を受ける環境でも確実に発振動作する水晶発振回路を提供することができる。
【実施例】
【００１０】
以下本発明の一実施態様を図１に示すベース接地の水晶発振回路を参照して詳細に説明する。
このようなベース接地の水晶発振回路は周知のコルピッツ水晶発振回路に比して大きな水晶電流を流すことができ、水晶振動子を強勢に励振できる特徴がある。
【００１１】
図中１はトランジスタでコレクタを同調コイル２の一次側を介して電源３に接続している。同調コイル２の二次側は、一端を接地４し、他端をコンデンサ５を介して出力６に接続している。
なお同調コイル２の一次側および二次側にはそれぞれ抵抗７、８を並列に接続している。
【００１２】
またエミッタを抵抗９及びコンデンサ１０の並列接続回路を介して接地している。
そしてコレクタと接地との間に直列に接続した２個のコンデンサ１１、１２を介挿し、この直列接続点とエミッタとの間に第１の水晶振動子１３を介挿している。この第１の水晶振動子１３に並列にインダクタ１４を接続している。
【００１３】
そしてベースと接地との間に第１の水晶振動子１３による発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子１５を直列に介挿している。
さらに電源３とベースとの間、およびベースと接地４との間にそれぞれバイアス抵抗１６、１７を介挿している。
そして電源３と接地４との間にバイパスコンデンサ１８を介挿している。
【００１４】
このような構成であれば、トランジスタ１による発振ループに第２の水晶振動子１５を介挿しているので第１の水晶振動子１３の実質的なＱ値を高めることができる。
このためたとえば第１の水晶振動子１３を液体中に投入して、液体の粘性で大きな制動力を受けても確実に振動させることができる。さらにベース接地水晶発振回路は適切な回路定数の設定により比較的大きな水晶電流を流すことができ、すなわち大きな電力で駆動することが可能なため第１の水晶振動子３をより確実に発振させることができる。
【００１５】
したがって第１の水晶振動子１３の励振電極に反応物質を形成して液体中に投入して対象物質との反応による質量変化によって生じた発振周波数の変化も確実に測定可能である。
なお本発明は上記の実施の態様に限定されるものではなく、発振出力のＣ／Ｎ比を高めるためには、たとえば図２に示すようにトランジスタ１のエミッタから発振出力を取り出すようにすればよい。
このようにすれば第２の水晶振動子１５の電極端子から出力を導出することになり雑音が少なく純度の高い発振出力を得られる。
【００１６】
したがって発振周波数の微細な変化を検出でき検出分解能を向上することができる。
また図３に示すようにトランジスタ１のエミッタから発振出力を得るようにしてもよい。この場合も第１の水晶振動子１３の電極端子から発振出力を導出しているのでＣ／Ｎ比の良好な発振出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様の回路図である。
【図２】本発明の他の実施態様の回路図である。
【図３】本発明のさらに他の実施態様の回路図である。
【符号の説明】
【００１８】
１ トランジスタ
１３ 第１の水晶振動子
１５ 第２の水晶振動子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクタとエミッタとの間に第１の水晶振動子を接続したベース接地の水晶発振回路において、ベースと接地電位との間に発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子を直列に介挿したことを特徴とする水晶発振回路。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、ベースと第２の水晶振動子との接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、エミッタと第１の水晶振動子の接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路。
【請求項１】
コレクタとエミッタとの間に第１の水晶振動子を接続したベース接地の水晶発振回路において、ベースと接地電位との間に発振周波数に等しい共振周波数を有する第２の水晶振動子を直列に介挿したことを特徴とする水晶発振回路。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、ベースと第２の水晶振動子との接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、エミッタと第１の水晶振動子の接続点から発振出力を取り出すことを特徴とする水晶発振回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１５７０７６（Ｐ２００６−１５７０７６Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−２９５１４１（Ｐ２００３−２９５１４１）
【出願日】平成１５年８月１９日（２００３．８．１９）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年８月１９日（２００３．８．１９）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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