説明

温度補償圧電発振器

【課題】 直接形温度補償圧電発振器に用いる補償部品を互いに集積して小型発振器を構成する。
【解決手段】 圧電振動子、増幅器、温度補償回路を構成するサーミスタ、チップコンデンサ、抵抗を備えた温度補償圧電発振器であって、圧電振動子のパッケージの裏面側に前記サーミスタ、前記抵抗を厚膜印刷で形成して温度補償圧電発振器を構成する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は温度補償圧電発振器に関し、特に温度補償回路部品を集積し小型化した温度補償圧電発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】圧電発振器、特に水晶発振器は優れた周波数精度、周波数温度特性、周波数エージング特性等を有するために、携帯電話端末機等に広範囲に使用されている。図6に示す温度補償形水晶発振器(補償回路が発振ループ内に存在し、高周波電流が流れるため直接形TCXOと称す)は、ATカット水晶振動子Xと、増幅器AMPと、2つの温度補償回路(低温部補償用:L、高温部補償用:H)と、調整用容量(C+Cv)とを直列接続して発振ループを形成する回路構成である。図6(a)は温度補償回路を直列形(L+H)で形成した例であり、(b)は並列形(L//H)で形成した例である。
【0003】上記の圧電振動子Xは周波数温度特性が3次曲線を呈するATカット水晶振動子であり、増幅器AMPにはトランジスタを内蔵したモジュールを用い、調整用容量は固定コンデンサとトリマーコンデンサとを並列接続したものを用いるのが一般的である。ここで、温度補償回路であるが、低温補償用、高温補償用とも基本的には図7(a)に示したサーミスタThと容量Cpとの並列回路で温度補償が可能である。
【0004】図7(b)はサーミスタTh1と容量C1との並列回路に抵抗R1を並列接続して、温度補償を微細に調整できるようにした低温側補償回路の例である。また、図7(c)はサーミスタTh2と容量C2との並列回路のサーミスタTh2に直列に抵抗R2を挿入して、温度補償を微細に調整できるようにした高温側補償回路の例である。上記の如き構成の直接形TCXOについては、例えば特開昭56−68002の開示に基づき、各素子値を決定すればよい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の直接形TCXOにおいては、低温側及び高温側の補償回路を個別の電子部品、即ちサーミスタTh1、Th2、抵抗R1、R2及びコンデンサC1、C2を用いて構成するため、発振器の寸法が大きくなり、最近の携帯電話端末の小型化の要求に応えられないという問題があった。本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、小型な直接形TCXOを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明に係る温度補償圧電発振器の請求項1記載の発明は、圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、コンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記圧電発振子のパッケージの裏面側に厚膜印刷により前記サーミスタまたは前記抵抗を形成したことを特徴とする温度補償圧電発振器である。請求項2記載の発明は、圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、チップコンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記チップコンデンサの表面に厚膜印刷によりサーミスタまたは抵抗を形成し、チップコンデンサの容量と並列接続したことを特徴とする温度補償圧電発振器である。請求項3記載の発明は、圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、チップコンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記チップコンデンサの表面に厚膜印刷によりサーミスタと抵抗との直列接続回路を形成し、チップコンデンサの容量と並列接続したことを特徴とする温度補償圧電発振器である。請求項4記載の発明は、圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、チップコンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記チップコンデンサの表面に厚膜印刷によりサーミスタと、抵抗と、サーミスタと抵抗との直列接続回路とを形成し、これらをチップコンデンサの容量と並列接続したことを特徴とする温度補償圧電発振器である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る直接形TCXOの温度補償回路を構成するサーミスタ2個を圧電振動子パッケージの底面に厚膜印刷にて構成した例を示す図であって、(a)はサーミスタ集積圧電振動子の平面図、(b)は右側面図、(c)は底面、(d)は電気的等価回路である。本発明の第1の実施例の特徴は、圧電振動子を収容するセラミックパッケージの底面基板上に厚膜印刷によりサーミスタを形成したことである。周知のように、セラミックパッケージは数層のセラミックを積層し、凹陥状の内底面を形成すると共に、その隅に圧電振動素子を搭載する段差部を設け、該段差部とパッケージ外部端子と導通する導体部を焼成により形成する。本発明に係るサーミスタ集積圧電振動子Xのパッケージは、図1(c)の底面図に示すように圧電振動子用の入出力端子4、6及び接地端子5、7以外に4個の端子電極8、9、10、11を設け、端子8と9との間及び端子10と11との間に厚膜形成法でサーミスタ12、13を形成し、一方を低温用、他方を高温用とする。
【0008】以上のように形成したパッケージ1内底部の段差部に圧電振動素子(図示しない)を搭載し、導電性接着材を用いて導通固定した後、セラミックベース部材1の上部周辺に施されたメタライズ部と金属蓋2とを抵抗溶接等の手段を用いて気密溶接して、サーミスタ集積圧電振動子を構成する。本発明の第1の実施例のサーミスタ集積圧電振動子を用いることにより、従来、2個の個別のサーミスタが占有していたプリント基板上の面積が省略でき、直接形TCXOの小型化に寄与する。
【0009】図2(a)、(b)及び(c)はそれぞれ本発明の第2の実施例である補償回路集積ブロック20の構成を示す表面の斜視図、裏面の斜視図及び電気的等価回路を示す図である。補償回路集積ブロック20は、セラミックチップコンデンサ21の良好な絶縁材である表面の電極22、23間に、厚膜焼成法により並列したサーミスタ24、25を形成すると共に、裏面の電極22、23間に同様な手法により並列した抵抗26、27を形成して、補償回路集積ブロック20を構成する。該ブロック20の電気的回路は、図2(c)に示すように、セラミックチップコンデンサ21自体の容量CにサーミスタTh1、Th2と抵抗R1、R2が並列に接続された回路となる。ここで、サーミスタTh1と抵抗R1との電気的定数は低温用に設定し、サーミスタTh2と抵抗R2のそれは高温用に設定する。このように、厚膜印刷によりサーミスタ及び抵抗のチップ部品を省略し、小型化が可能となると共に、補償回路の各素子を並列接続することにより、低温側補償用回路と高温側補償用回路を直列接続する場合に比べて、容量1個を削減することも可能となる。
【0010】図3(a)、(b)はそれぞれ本発明に係る第3の実施例である低温側補償回路30の構成を示す表面の斜視図及び裏面の斜視図である。図3(a)に示すようにチップコンデンサ31の表面の電極32、33間に厚膜焼成法によりサーミスタ34を形成すると共に、裏面の電極32、33間に同様な手法により抵抗35を構成する。この低温側補償回路30の電気的等価回路は、図7(b)に示す回路となる。抵抗R1がサーミスタTh1に並列接続されているため低温側の補償がより微細に行える特徴がある。
【0011】図4は本発明に係る第4の実施例である高温側補償回路30の構成を示す斜視図である。図4に示すチップコンデンサ41の図中左端に電極42から電極43向けてサーミスタ44を厚膜焼成法により形成すると共に、図中右端に電極43から電極42に向けて抵抗45を形成する。そして、サーミスタ44及び抵抗45の電極42、43側に接続されていない端部を導電厚膜材46を用いて接続し、サーミスタ44と抵抗45との直列接続回路にチップコンデンサ41の容量Cを並列接続した、図7(c)に相当する回路となる。このように、抵抗R2がサーミスタTh2に直列接続されているため高温側の補償がより微細に行える特徴がある。
【0012】図5(a)、(b)はそれぞれ本発明に係る第5の実施例の構成を示す表面、及び裏面の斜視図である。低高温補償素子集積ブロック50は、図5(a)に示すようにチップコンデンサ21表面の電極52、53間であって、図中左端にサーミスタ54を、図中右端に抵抗55を厚膜焼成法で形成する。さらに、図5(b)に示すように、チップコンデンサ51の裏面の電極52、53間には、図4R>4に示したようにサーミスタ56と抵抗57との直列接続回路を厚膜焼成法で形成する。このようにチップコンデンサの表裏に補償素子を形成することにより、その電気的回路は図7(b)、(c)の回路を並列接続した回路がチップコンデンサの上に構成でき、直列形TCXOを大幅に小型にすることが可能となる。
【0013】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成したので、直列形TCXOの補償回路を小さくすることができるようになり、その結果、直列形TCXOの形状寸法を大幅に小型化できた。本発明になる直列形TCXOを携帯電話端末等に用いれば機器の外形を従来機器に比して大幅に薄型化、小型化できるという優れた効果を奏す。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)及び(c)はそれぞれ本発明のサーミスタ集積圧電振動子の平面図、右側面図及び底面図、(d)はその電気的等価回路である。
【図2】(a)、(b)はそれぞれ低高温補償集積ブロックの表面及び裏面の斜視図、(c)はその電気等価回路である。
【図3】(a)、(b)はそれぞれ低温補償集積ブロックの表面及び裏面の斜視図である。
【図4】高温補償集積ブロックの斜視図である。
【図5】(a)、(b)はそれぞれ低高温補償集積ブロックの表面及び裏面の斜視図である。
【図6】(a)、(b)は従来の直列形TCXOの回路構成を示す図である。
【図7】(a)は温度補償回路の基本形でる回路、(b)は低温用補償回路、(c)高温用補償回路である。
【符号の説明】
1・・セラミックパッケージ
2・・メタライズ部
3・・金属蓋
4、5、6、7、8、9、10、11、22、23、32、33、42、43、52、53、・・端子電極
56・・サーミスタ
57・・抵抗
20、30、40、50・・温度補償集積ブロック
21、31、41、51・・チップコンデンサ
58・・導体
Th1、Th2・・サーミスタ
R1、R2・・抵抗
C・・容量

【特許請求の範囲】
【請求項1】 圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、コンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記圧電振動子のパッケージの裏面側に厚膜印刷により前記サーミスタまたは前記抵抗を形成したことを特徴とする温度補償圧電発振器。
【請求項2】 圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、チップコンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記チップコンデンサの表面に厚膜印刷によりサーミスタまたは抵抗を形成すると共に該サーミスタまたは抵抗を前記チップコンデンサとを並列接続したことを特徴とする温度補償圧電発振器。
【請求項3】 圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、チップコンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記チップコンデンサの表面に厚膜印刷によりサーミスタと抵抗との直列接続回路を形成すると共に、該直列接続回路と前記チップコンデンサとを並列接続したことを特徴とする温度補償圧電発振器。
【請求項4】 圧電振動子と増幅器と温度補償回路を構成するサーミスタ、チップコンデンサ、抵抗とを備えた温度補償圧電発振器において、前記チップコンデンサの表面に厚膜印刷により第1のサーミスタと、第1の抵抗と、第2のサーミスタと第2の抵抗との直列接続回路とを形成し、これらを前記チップコンデンサと並列接続にしたことを特徴とする温度補償圧電発振器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2001−77627(P2001−77627A)
【公開日】平成13年3月23日(2001.3.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平11−248550
【出願日】平成11年9月2日(1999.9.2)
【出願人】(000003104)東洋通信機株式会社 (1,528)
【Fターム(参考)】