温度補償型圧電発振器
【課題】周波数が安定するまでの時間を短縮することができると共に、消費電力を低減出来る圧電発振器の提供。
【解決手段】温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃又は、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子１２０と、集積回路素子１３０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ＩＮＶ１と、負荷容量になる可変容量ダイオードＣＶ１、ＣＶ２を含む発振回路部Ｘと、発振信号を増幅する第２のインバータＩＮＶ２を含む増幅回路部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のインバータＩＮＶ１と電源電圧端子Ｖｄｄの接続間及び増幅回路部の第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄの接続間に配置され、インヒビット端子ＩＮＨからの信号により動作するスイッチＳＷ１と、を備える。
【解決手段】温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃又は、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子１２０と、集積回路素子１３０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ＩＮＶ１と、負荷容量になる可変容量ダイオードＣＶ１、ＣＶ２を含む発振回路部Ｘと、発振信号を増幅する第２のインバータＩＮＶ２を含む増幅回路部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のインバータＩＮＶ１と電源電圧端子Ｖｄｄの接続間及び増幅回路部の第２のインバータＩＮＶ２と電源電圧端子Ｖｄｄの接続間に配置され、インヒビット端子ＩＮＨからの信号により動作するスイッチＳＷ１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温度補償型圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電発振器は、その例として素子搭載部材、圧電振動素子、集積回路素子、蓋体とから主に構成されている。
素子搭載部材は、基板部と第１の枠部と第２の枠部で構成されている。
この素子搭載部材は、基板部の一方の主面に枠部が設けられて第１の凹部空間が形成され、基板部の他方主面に枠部が設けられて第２の凹部空間が形成される。
その第１の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
また、第２の凹部空間内に露出する基板部の他方の主面には、集積回路素子搭載パッドが設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子が搭載されている。この圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の枠部の頂面には金属製の蓋体を被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間が気密封止されている。
また、集積回路素子搭載パッド上に半田等の導電性接合材を介して集積回路素子が電気的、機械的に接合されている。この状態を搭載という。
このような圧電発振器において、前記素子搭載部材の枠部の他方の主面の４隅には、それぞれ外部接続用電極端子が形成されている構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７に示すように、集積回路素子には、温度補償データを保持するメモリ部、周囲の温度検知する感温センサ部、可変容量ダイオードＣｖ、所定の温度補償データに基づいて所定電圧に変換して可変容量ダイオードＣｖに供給する３次関数発生回路部、これらの動作を制御するプロセッサ部からなる温度補償制御回路部Ｘと、負荷容量、発振インバータ及び帰還抵抗からなる発振回路部Ｙと、増幅インバータからなる増幅回路部Ｚを具備していることが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図８に示すように、圧電発振器には、圧電振動素子と、発振回路となるインバータＩＮＶ１と負荷容量となるＣ１、Ｃ２と抵抗Ｒ３、増幅回路となるインバータＩＮＶ２によって構成されており、増幅回路となるインバータＩＮＶ２の動作を一時的に停止させるためのインヒビット端子が形成されている構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、図９に示すように、従来の温度補償型圧電発振器を加熱した場合、周波数変化率が−０．７０ｐｐｍを超え、加熱開始から１５秒を経過した辺りから安定する。つまり、周波数変化量を縦軸、時間を横軸とし、加熱前を０ｐｐｍとした場合、加熱開始からすぐに周波数変化量において基準とした０ｐｐｍから大きく離れた周波数変化量となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９８３１０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６３５４２号公報
【特許文献３】実案登録第２５９７３８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の温度補償型発振器は、圧電振動素子と集積回路素子とに温度差が生じた場合に、必要とする温度補償電圧にズレを生じさせることがあった。例えば、温度補償型圧電発振器を携帯電話等の基板に搭載した場合、パワーアンプ等の熱源で基板が暖められると温度補償型圧電発振器の集積回路素子が暖められ、圧電振動素子の温度よりも集積回路素子の温度の方が高くなる状態が常に続くことになる。よって、集積回路素子と圧電振動素子との間に生じた温度差が一致し、発振周波数が安定するまでの時間を要してしまうといった課題があった。
【０００８】
また、従来の温度補償型圧電発振器を携帯電話等で使用されるモジュールに搭載する際に、圧電発振器の電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧をＯＮ／ＯＦＦすることで間欠動作を行なっていたが、圧電発振器に電源電圧をＯＮした時に圧電発振器が安定した発振周波数を出力するまでの立ち上がり時間を要するため、その立ち上がり時間の間、モジュールが起動しないといった課題があった。
また、圧電発振器の立ち上がり時間を考慮し、モジュールに搭載されている他の部品よりも前に圧電発振器を立ち上げるため、圧電発振器に消費電力を費やしてしまうといった課題もあった。
【０００９】
本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、周波数が安定するまでの時間を短縮することができるとともに、消費電力を低減する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】
【００１０】
本発明の温度補償型圧電発振器は、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素子搭載部材と、素子搭載部材を気密封止するための蓋体とを備えた温度補償型圧電発振器であって、温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子と、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のインバータと、負荷容量になる可変容量ダイオード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、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部と、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と、増幅回路部の第２のインバータと電源電圧端子の接続間に配置され、前記インヒビット端子からの信号により動作するスイッチと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の温度補償型圧電発振器によれば、温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子を用いると共に、インヒビット端子による発振回路部と増幅回路部とを停止することによって、圧電振動素子と集積回路素子で温度差が生じても、発振周波数に安定するまでの時間をさらに短縮することができると共に、温度補償型圧電発振器の消費電力も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器における圧電振動素子と集積回路素子とを接続した状態における周波数変化量と時間との関係を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器における圧電振動素子の周波数変化量と温度との関係を示した図である。
【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回路図である。
【図９】従来の温度補償型圧電発振器における圧電振動素子と集積回路素子とを接続した状態における周波数変化量と時間との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【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】
図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器１００は、圧電振動素子１２０と、集積回路素子１３０と、外部接続用電極端子１１５である電源電圧端子Ｖｄｄと出力端子ＯＵＴとグランド端子ＧＮＤとインヒビット端子ＩＮＨと、前記圧電振動素子１２０と前記集積回路素子１３０を収容する素子搭載部材１１０と、前記素子搭載部材１１０を気密封止するための蓋体１４０とによって構成されている。
【００１５】
圧電振動素子１２０は、例えば水晶素板１２１が用いられ、前記水晶素板１２１の表裏両主面に励振用電極１２２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１２２を介して水晶素板１２１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１２１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１２０は、このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極１２３と後述する素子搭載部材１１０の主面に形成されている後述する圧電振動素子搭載パッド１１３とを、導電性接着剤ＤＳ（図２参照）を介して電気的且つ機械的に接続することによって搭載される。
【００１６】
圧電振動素子１２０は、図６に示すように、温度によって、３次関数的に周波数特性が変化する。この水晶振動素子１２０は、温度に対する変曲点近傍の周波数の変動が０ｐｐｍ／℃、つまり、ＡＴカット水晶素板の基準角度（３５°１５′）における周波数特性と同一の周波数特性を示している。
図６に示すように、温度に対する変曲点とは、０〜５０℃の範囲のことであり、０ｐｐｍ／℃近傍とは、−０．５〜０．５ｐｐｍ／℃のことである。
【００１７】
導電性接着剤ＤＳ（図２参照）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、例えばアルミニウム（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。
【００１８】
集積回路素子１３０は、その回路形成面に圧電振動素子１２０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１１５のうちの出力端子ＯＵＴ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１３０は、後述する素子搭載部材１１０の第２の凹部空間１１２内（図３参照）に形成された集積回路素子搭載パッド１１４に搭載されている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂと、第２の枠部１１０ｃと、圧電振動素子搭載パッド１１３と、集積回路素子搭載パッド１１４と、外部接続用電極端子１１５とで主に構成されている。
【００２０】
この素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間１１１が形成されている。また、基板部１１０ａの他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間１１２が形成されている。
【００２１】
尚、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃ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を複数積層することよって形成されている。また、基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃは、セラミック材が積層した構造となっている。
【００２２】
第１の枠部１１０ｂは、例えば、シールリングを用いている。この場合、第１の枠部１１０ｂは、例えば４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜上にロウ付けなどにより接続される。
【００２３】
２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１３は、第１の凹部空間１１１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面に設けられている。
また、集積回路素子搭載パッド１１４は、第２の凹部空間１１２内で露出した基板部１１０ａの他方の主面に設けられている。
外部接続用電極端子１１５は、素子搭載部材１１０の第２の枠部１１０ｃの他方の主面に設けられている。
【００２４】
基板部１１０ａの内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。この配線パターンにより圧電振動素子搭載パッド１１３は、素子搭載部材１１０の第２の枠部１１０ｃの他方の主面に設けられている外部接続用電極端子１１５と接続している。
【００２５】
図２に示すように、集積回路素子搭載パッド１１４は、前記素子搭載部材１１０の前記第２の凹部空間１１２内底面に形成されている。
また、集積回路素子搭載パッド１１４は、集積回路素子１３０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、前記素子搭載部材１１０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１１５の電源電圧端子Ｖｄｄ、グランド端子ＧＮＤ、出力端子ＯＵＴ、インヒビット端子ＩＮＨに電気的に接続される。
【００２６】
図３に示すように、外部接続用電極端子１１５は、電源電圧端子Ｖｄｄ、グランド端子ＧＮＤ、出力端子ＯＵＴ、インヒビット端子ＩＮＨにより構成されており、これらの外部接続用電極端子１１５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。
【００２７】
また図１に示すように、蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋体１３０は、凹部空間１１１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、窒素雰囲気中や真空雰囲気中で、素子搭載部材１１０の枠部１１０ｂ上に載置され、枠部１１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠部１１０ｂに接合される。
【００２８】
図４に示すように、前記集積回路素子１３０には、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、温度補償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、スイッチＳＷ１とを備えたものである。
【００２９】
図４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。
【００３０】
図４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１のインバータＩＮＶ１と電源電圧端子Ｖｄｄは接続されている。
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１２０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１２０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。
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１２０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。
また、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と電源電圧端子Ｖｄｄは、スイッチＳＷ１を介して接続されている。
【００３１】
図４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１１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、スイッチＳＷ１を介して接続されている。
図４に示すように、インヒビット端子ＩＮＨとスイッチＳＷ１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、スイッチＳＷ１がＯＦＦの状態になり、電源電圧端子Ｖｄｄからの定電圧が、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と前記増幅回路部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への電圧の印加により、圧電振動素子１２０を振動させつつ、温度補償型圧電発振器としての出力を停止できるので、温度補償型圧電発振器の立ち上がり時間を短縮させることができる。
【００３２】
図４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には、ＤＩＯ端子、ＣＳ端子、ＣＬＫ端子が設けられている。また、メモリ部Ｍは、ＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭにより構成されている。
温度補償関数である下記に示す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端子ＤＩＯから入力され、保存される。
メモリ部Ｍには、レジスタマップが記憶されている。レジスタマップとは、各アドレスデータに制御データを入力した場合、制御部がそのデータを読み取り、信号を出力し、どのような動作を行なうかを示したものである。
【００３３】
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１３０内の温度センサより得られる。
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１２０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。
【００３４】
図４に示すように、スイッチＳＷ１は、電源電圧端子Ｖｄｄと前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１との接続間に配置されている。また、スイッチＳＷ１は、電源電圧端子Ｖｄｄと前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２との接続間に配置されている。
切替信号Ｓ１として出力停止信号が与えられた場合には、ＯＦＦ状態になり、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に電源電圧を印加することを制限する。この場合、第１のインバータＩＮＶ１と第２のインバータＩＮＶ２は、非動作状態になって、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力することを停止する。
切替信号Ｓ１として出力要求信号が与えられた場合には、ＯＮ状態になり、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に電源電圧を印加する。この場合、インバータＩＮＶ２００は、動作状態になって、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００３５】
通信機器である例えば、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、切替信号Ｓ１である出力停止信号が、携帯電話機のＣＰＵから出力され、スイッチＳＷ１に入力される。これにより、スイッチＳＷ１がＯＦＦされることになる。
また、通信機器である例えば、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとしている場合には、切替信号Ｓ１である出力要求信号が、携帯電話機のＣＰＵから出力され、スイッチＳＷ１に入力される。これにより、スイッチＳＷ１がＯＮされることになる。
【００３６】
また、図５に示すように、縦軸を周波数変化量、横軸を時間とした時間経過と周波数変化量との関係では、周波数変化量において加熱する前を０ｐｐｍとし、一時的に７０℃で温度補償型圧電発振器１００を加熱した場合、集積回路素子１３０と圧電振動素子１２０との間に温度差が生じても、周波数変化量が−０．１０ｐｐｍ未満で、−０．５ｐｐｍ〜＋０．５ｐｐｍの範囲内にあり、加熱開始から７秒前後で安定する。
また、この加熱開始から７秒間にインヒビット端子ＩＮＨからの信号Ｓ１により、スイッチＳＷ１がＯＦＦされることになる。前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に電源電圧端子Ｖｄｄからの電源電圧が印加されなくなり、発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２が停止する。よって、温度補償型圧電発振器１００の発振を停止することができるので、温度補償型圧電発振器１００の消費電力を低減することができる。
【００３７】
このように本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器によれば、インヒビット端子ＩＮＨによる発振回路部と増幅回路部とを停止すると共に、温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子１２０を用いることによって、圧電振動素子１２０と集積回路素子１３０で温度差が生じても、発振周波数に安定するまでの時間をさらに低減することができるともに、温度補償型圧電発振器の消費電力も低減することができる。
【００３８】
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。
通信機器は、携帯電話機以外に、ＧＰＳ装置等でも良い。
【符号の説明】
【００３９】
１１０・・・素子搭載部材
１１１・・・第１の凹部空間
１１２・・・第２の凹部空間
１１３・・・圧電振動素子搭載パッド
１１４・・・集積回路素子搭載パッド
１１５・・・外部接続用電極端子
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・励振用電極
１２２・・・引き出し電極
１３０・・・集積回路素子
１４０・・・蓋体
１００・・・圧電発振器
ＤＳ・・・導電性接着剤
Ｘ・・・発振回路部
Ｙ・・・増幅回路部
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・・・スイッチ
Ｖｄｄ・・・電源電圧端子
ＩＮＨ・・・インヒビット機能
ＯＵＴ・・・出力端子
ＧＮＤ・・・グランド端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる温度補償型圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電発振器は、その例として素子搭載部材、圧電振動素子、集積回路素子、蓋体とから主に構成されている。
素子搭載部材は、基板部と第１の枠部と第２の枠部で構成されている。
この素子搭載部材は、基板部の一方の主面に枠部が設けられて第１の凹部空間が形成され、基板部の他方主面に枠部が設けられて第２の凹部空間が形成される。
その第１の凹部空間内に露出する基板部の一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドが設けられている。
また、第２の凹部空間内に露出する基板部の他方の主面には、集積回路素子搭載パッドが設けられている。
この圧電振動素子搭載パッド上には、導電性接着剤を介して電気的に接続される一対の励振用電極を表裏主面に有した圧電振動素子が搭載されている。この圧電振動素子を囲繞する素子搭載部材の枠部の頂面には金属製の蓋体を被せられ、接合されている。これにより第１の凹部空間が気密封止されている。
また、集積回路素子搭載パッド上に半田等の導電性接合材を介して集積回路素子が電気的、機械的に接合されている。この状態を搭載という。
このような圧電発振器において、前記素子搭載部材の枠部の他方の主面の４隅には、それぞれ外部接続用電極端子が形成されている構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７に示すように、集積回路素子には、温度補償データを保持するメモリ部、周囲の温度検知する感温センサ部、可変容量ダイオードＣｖ、所定の温度補償データに基づいて所定電圧に変換して可変容量ダイオードＣｖに供給する３次関数発生回路部、これらの動作を制御するプロセッサ部からなる温度補償制御回路部Ｘと、負荷容量、発振インバータ及び帰還抵抗からなる発振回路部Ｙと、増幅インバータからなる増幅回路部Ｚを具備していることが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図８に示すように、圧電発振器には、圧電振動素子と、発振回路となるインバータＩＮＶ１と負荷容量となるＣ１、Ｃ２と抵抗Ｒ３、増幅回路となるインバータＩＮＶ２によって構成されており、増幅回路となるインバータＩＮＶ２の動作を一時的に停止させるためのインヒビット端子が形成されている構造が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、図９に示すように、従来の温度補償型圧電発振器を加熱した場合、周波数変化率が−０．７０ｐｐｍを超え、加熱開始から１５秒を経過した辺りから安定する。つまり、周波数変化量を縦軸、時間を横軸とし、加熱前を０ｐｐｍとした場合、加熱開始からすぐに周波数変化量において基準とした０ｐｐｍから大きく離れた周波数変化量となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１９８３１０号公報
【特許文献２】特開２００３−１６３５４２号公報
【特許文献３】実案登録第２５９７３８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の温度補償型発振器は、圧電振動素子と集積回路素子とに温度差が生じた場合に、必要とする温度補償電圧にズレを生じさせることがあった。例えば、温度補償型圧電発振器を携帯電話等の基板に搭載した場合、パワーアンプ等の熱源で基板が暖められると温度補償型圧電発振器の集積回路素子が暖められ、圧電振動素子の温度よりも集積回路素子の温度の方が高くなる状態が常に続くことになる。よって、集積回路素子と圧電振動素子との間に生じた温度差が一致し、発振周波数が安定するまでの時間を要してしまうといった課題があった。
【０００８】
また、従来の温度補償型圧電発振器を携帯電話等で使用されるモジュールに搭載する際に、圧電発振器の電源電圧端子Ｖｄｄに印加される電源電圧をＯＮ／ＯＦＦすることで間欠動作を行なっていたが、圧電発振器に電源電圧をＯＮした時に圧電発振器が安定した発振周波数を出力するまでの立ち上がり時間を要するため、その立ち上がり時間の間、モジュールが起動しないといった課題があった。
また、圧電発振器の立ち上がり時間を考慮し、モジュールに搭載されている他の部品よりも前に圧電発振器を立ち上げるため、圧電発振器に消費電力を費やしてしまうといった課題もあった。
【０００９】
本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、周波数が安定するまでの時間を短縮することができるとともに、消費電力を低減する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】
【００１０】
本発明の温度補償型圧電発振器は、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素子搭載部材と、素子搭載部材を気密封止するための蓋体とを備えた温度補償型圧電発振器であって、温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子と、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のインバータと、負荷容量になる可変容量ダイオード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、温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部と、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と、増幅回路部の第２のインバータと電源電圧端子の接続間に配置され、前記インヒビット端子からの信号により動作するスイッチと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の温度補償型圧電発振器によれば、温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子を用いると共に、インヒビット端子による発振回路部と増幅回路部とを停止することによって、圧電振動素子と集積回路素子で温度差が生じても、発振周波数に安定するまでの時間をさらに短縮することができると共に、温度補償型圧電発振器の消費電力も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器における圧電振動素子と集積回路素子とを接続した状態における周波数変化量と時間との関係を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器における圧電振動素子の周波数変化量と温度との関係を示した図である。
【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回路図である。
【図９】従来の温度補償型圧電発振器における圧電振動素子と集積回路素子とを接続した状態における周波数変化量と時間との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【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】
図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器１００は、圧電振動素子１２０と、集積回路素子１３０と、外部接続用電極端子１１５である電源電圧端子Ｖｄｄと出力端子ＯＵＴとグランド端子ＧＮＤとインヒビット端子ＩＮＨと、前記圧電振動素子１２０と前記集積回路素子１３０を収容する素子搭載部材１１０と、前記素子搭載部材１１０を気密封止するための蓋体１４０とによって構成されている。
【００１５】
圧電振動素子１２０は、例えば水晶素板１２１が用いられ、前記水晶素板１２１の表裏両主面に励振用電極１２２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１２２を介して水晶素板１２１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１２１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１２０は、このような圧電振動素子１２０は、その両主面に被着されている励振用電極１２２から延出する引き出し電極１２３と後述する素子搭載部材１１０の主面に形成されている後述する圧電振動素子搭載パッド１１３とを、導電性接着剤ＤＳ（図２参照）を介して電気的且つ機械的に接続することによって搭載される。
【００１６】
圧電振動素子１２０は、図６に示すように、温度によって、３次関数的に周波数特性が変化する。この水晶振動素子１２０は、温度に対する変曲点近傍の周波数の変動が０ｐｐｍ／℃、つまり、ＡＴカット水晶素板の基準角度（３５°１５′）における周波数特性と同一の周波数特性を示している。
図６に示すように、温度に対する変曲点とは、０〜５０℃の範囲のことであり、０ｐｐｍ／℃近傍とは、−０．５〜０．５ｐｐｍ／℃のことである。
【００１７】
導電性接着剤ＤＳ（図２参照）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、例えばアルミニウム（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。
【００１８】
集積回路素子１３０は、その回路形成面に圧電振動素子１２０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１１５のうちの出力端子ＯＵＴ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１３０は、後述する素子搭載部材１１０の第２の凹部空間１１２内（図３参照）に形成された集積回路素子搭載パッド１１４に搭載されている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａと、第１の枠部１１０ｂと、第２の枠部１１０ｃと、圧電振動素子搭載パッド１１３と、集積回路素子搭載パッド１１４と、外部接続用電極端子１１５とで主に構成されている。
【００２０】
この素子搭載部材１１０は、基板部１１０ａの一方の主面に第１の枠部１１０ｂが設けられて、第１の凹部空間１１１が形成されている。また、基板部１１０ａの他方の主面に第２の枠部１１０ｃが設けられて、第２の凹部空間１１２が形成されている。
【００２１】
尚、この素子搭載部材１１０を構成する基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃ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を複数積層することよって形成されている。また、基板部１１０ａ及び第２の枠部１１０ｃは、セラミック材が積層した構造となっている。
【００２２】
第１の枠部１１０ｂは、例えば、シールリングを用いている。この場合、第１の枠部１１０ｂは、例えば４２アロイやコバール等の金属から成り、中心が打ち抜かれた枠状になっている。
また、第１の枠部１１０ｂは、基板部１１０ａの一方の主面の外周を囲繞するように設けられた封止用導体膜上にロウ付けなどにより接続される。
【００２３】
２個一対の圧電振動素子搭載パッド１１３は、第１の凹部空間１１１内で露出した基板部１１０ａの一方の主面に設けられている。
また、集積回路素子搭載パッド１１４は、第２の凹部空間１１２内で露出した基板部１１０ａの他方の主面に設けられている。
外部接続用電極端子１１５は、素子搭載部材１１０の第２の枠部１１０ｃの他方の主面に設けられている。
【００２４】
基板部１１０ａの内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。この配線パターンにより圧電振動素子搭載パッド１１３は、素子搭載部材１１０の第２の枠部１１０ｃの他方の主面に設けられている外部接続用電極端子１１５と接続している。
【００２５】
図２に示すように、集積回路素子搭載パッド１１４は、前記素子搭載部材１１０の前記第２の凹部空間１１２内底面に形成されている。
また、集積回路素子搭載パッド１１４は、集積回路素子１３０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、前記素子搭載部材１１０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１１５の電源電圧端子Ｖｄｄ、グランド端子ＧＮＤ、出力端子ＯＵＴ、インヒビット端子ＩＮＨに電気的に接続される。
【００２６】
図３に示すように、外部接続用電極端子１１５は、電源電圧端子Ｖｄｄ、グランド端子ＧＮＤ、出力端子ＯＵＴ、インヒビット端子ＩＮＨにより構成されており、これらの外部接続用電極端子１１５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。
【００２７】
また図１に示すように、蓋体１３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（コバール）などからなる。このような蓋体１３０は、凹部空間１１１を、窒素ガスや真空などで気密的に封止される。具体的には、蓋体１３０は、窒素雰囲気中や真空雰囲気中で、素子搭載部材１１０の枠部１１０ｂ上に載置され、枠部１１０ｂの表面の金属と蓋体１３０の金属の一部とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、枠部１１０ｂに接合される。
【００２８】
図４に示すように、前記集積回路素子１３０には、発振回路部Ｘと、増幅回路部Ｙと、温度補償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、スイッチＳＷ１とを備えたものである。
【００２９】
図４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。
【００３０】
図４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１のインバータＩＮＶ１と電源電圧端子Ｖｄｄは接続されている。
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１２０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１２０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。
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１２０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。
また、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と電源電圧端子Ｖｄｄは、スイッチＳＷ１を介して接続されている。
【００３１】
図４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１１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、スイッチＳＷ１を介して接続されている。
図４に示すように、インヒビット端子ＩＮＨとスイッチＳＷ１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、スイッチＳＷ１がＯＦＦの状態になり、電源電圧端子Ｖｄｄからの定電圧が、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と前記増幅回路部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への電圧の印加により、圧電振動素子１２０を振動させつつ、温度補償型圧電発振器としての出力を停止できるので、温度補償型圧電発振器の立ち上がり時間を短縮させることができる。
【００３２】
図４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には、ＤＩＯ端子、ＣＳ端子、ＣＬＫ端子が設けられている。また、メモリ部Ｍは、ＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭにより構成されている。
温度補償関数である下記に示す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端子ＤＩＯから入力され、保存される。
メモリ部Ｍには、レジスタマップが記憶されている。レジスタマップとは、各アドレスデータに制御データを入力した場合、制御部がそのデータを読み取り、信号を出力し、どのような動作を行なうかを示したものである。
【００３３】
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１３０内の温度センサより得られる。
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１２０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。
【００３４】
図４に示すように、スイッチＳＷ１は、電源電圧端子Ｖｄｄと前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１との接続間に配置されている。また、スイッチＳＷ１は、電源電圧端子Ｖｄｄと前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２との接続間に配置されている。
切替信号Ｓ１として出力停止信号が与えられた場合には、ＯＦＦ状態になり、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に電源電圧を印加することを制限する。この場合、第１のインバータＩＮＶ１と第２のインバータＩＮＶ２は、非動作状態になって、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力することを停止する。
切替信号Ｓ１として出力要求信号が与えられた場合には、ＯＮ状態になり、前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と前記増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に電源電圧を印加する。この場合、インバータＩＮＶ２００は、動作状態になって、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００３５】
通信機器である例えば、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、切替信号Ｓ１である出力停止信号が、携帯電話機のＣＰＵから出力され、スイッチＳＷ１に入力される。これにより、スイッチＳＷ１がＯＦＦされることになる。
また、通信機器である例えば、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとしている場合には、切替信号Ｓ１である出力要求信号が、携帯電話機のＣＰＵから出力され、スイッチＳＷ１に入力される。これにより、スイッチＳＷ１がＯＮされることになる。
【００３６】
また、図５に示すように、縦軸を周波数変化量、横軸を時間とした時間経過と周波数変化量との関係では、周波数変化量において加熱する前を０ｐｐｍとし、一時的に７０℃で温度補償型圧電発振器１００を加熱した場合、集積回路素子１３０と圧電振動素子１２０との間に温度差が生じても、周波数変化量が−０．１０ｐｐｍ未満で、−０．５ｐｐｍ〜＋０．５ｐｐｍの範囲内にあり、加熱開始から７秒前後で安定する。
また、この加熱開始から７秒間にインヒビット端子ＩＮＨからの信号Ｓ１により、スイッチＳＷ１がＯＦＦされることになる。前記発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２に電源電圧端子Ｖｄｄからの電源電圧が印加されなくなり、発振回路部Ｘの第１のインバータＩＮＶ１と増幅回路部Ｙの第２のインバータＩＮＶ２が停止する。よって、温度補償型圧電発振器１００の発振を停止することができるので、温度補償型圧電発振器１００の消費電力を低減することができる。
【００３７】
このように本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器によれば、インヒビット端子ＩＮＨによる発振回路部と増幅回路部とを停止すると共に、温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子１２０を用いることによって、圧電振動素子１２０と集積回路素子１３０で温度差が生じても、発振周波数に安定するまでの時間をさらに低減することができるともに、温度補償型圧電発振器の消費電力も低減することができる。
【００３８】
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。
通信機器は、携帯電話機以外に、ＧＰＳ装置等でも良い。
【符号の説明】
【００３９】
１１０・・・素子搭載部材
１１１・・・第１の凹部空間
１１２・・・第２の凹部空間
１１３・・・圧電振動素子搭載パッド
１１４・・・集積回路素子搭載パッド
１１５・・・外部接続用電極端子
１２０・・・圧電振動素子
１２１・・・励振用電極
１２２・・・引き出し電極
１３０・・・集積回路素子
１４０・・・蓋体
１００・・・圧電発振器
ＤＳ・・・導電性接着剤
Ｘ・・・発振回路部
Ｙ・・・増幅回路部
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・・・スイッチ
Ｖｄｄ・・・電源電圧端子
ＩＮＨ・・・インヒビット機能
ＯＵＴ・・・出力端子
ＧＮＤ・・・グランド端子
【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素子搭載部材と、前記素子搭載部材を気密封止するための蓋体とを備えた温度補償型圧電発振器であって、
温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子と、
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のインバータと、負荷容量になる可変容量ダイオード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、
温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部と、
前記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と、
第１のインバータと電源電圧端子の接続間及び前記増幅回路部の第２のインバータと電源電圧端子の接続間に配置され、前記インヒビット端子からの信号により動作するスイッチと、を備えることを特徴とする温度補償型圧電発振器。
【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素子搭載部材と、前記素子搭載部材を気密封止するための蓋体とを備えた温度補償型圧電発振器であって、
温度補償を行う前の状態で、温度に対する変曲点近傍の変動が０ｐｐｍ／℃または、０ｐｐｍ／℃近傍となる圧電振動素子と、
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のインバータと、負荷容量になる可変容量ダイオード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、
温度補償用制御データを記憶するためのメモリ部と、
前記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と、
第１のインバータと電源電圧端子の接続間及び前記増幅回路部の第２のインバータと電源電圧端子の接続間に配置され、前記インヒビット端子からの信号により動作するスイッチと、を備えることを特徴とする温度補償型圧電発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８２０２５（Ｐ２０１１−１８２０２５Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４１６８９（Ｐ２０１０−４１６８９）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【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２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
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