発振器
【課題】 本発明は、製造上の手間を大幅に低減することができる発振器を提供することを目的とする。
【解決手段】 予め用意されている複数の動作モードの中から選択された動作モードに対応するデータを記憶する記憶部６００と、記憶部６００に記憶されているデータに基づいて、動作モードを判定する判定部７００と、判定部７００によって判定された動作モードに基づいて動作する電流源ＶＩ、電流源用スイッチＳＷ３０、インバータ用スイッチＳＷ１０及び温度補償部用スイッチＳＷ２０とを備える。
【解決手段】 予め用意されている複数の動作モードの中から選択された動作モードに対応するデータを記憶する記憶部６００と、記憶部６００に記憶されているデータに基づいて、動作モードを判定する判定部７００と、判定部７００によって判定された動作モードに基づいて動作する電流源ＶＩ、電流源用スイッチＳＷ３０、インバータ用スイッチＳＷ１０及び温度補償部用スイッチＳＷ２０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発振器としては、種々のものが開発されており、例えば温度補償水晶発振器がある。この温度補償水晶発振器は、圧電素子として水晶振動子を使用する水晶発振回路と、当該水晶発振回路の周波数温度特性を補償するための温度補償回路とを有し、例えば携帯電話機に搭載され使用される。
【０００３】
ここで図５に、かかる温度補償水晶発振器の一例として発振器１０の構成を示す。この発振器１０を形成する水晶発振回路２０は、圧電素子として水晶振動子Ｘ１０を有し、所望の発振周波数を有する出力信号を生成する。
【０００４】
水晶振動子Ｘ１０の一端は、帰還抵抗としての抵抗Ｒ１０の一端に接続されると共に、インバータＩＮＶ１０の入力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１０の一端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ１０が接続されている。
【０００５】
一方、水晶振動子Ｘ１０の他端は、抵抗Ｒ１０の他端に接続されると共に、インバータＩＮＶ１０の出力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１０の他端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ２０が接続されている。
【０００６】
インバータＩＮＶ１０の出力端子には、バッファとしてのインバータＩＮＶ２０の入力端子が接続され、当該インバータＩＮＶ２０の出力端子から、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔが出力される。
【０００７】
温度補償回路３０は、温度の変化にかかわらず、一定の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを発振器１０から出力させるため、水晶発振回路２０の周波数温度特性を補償するための回路である。
【０００８】
具体的には、温度補償回路３０は、水晶発振回路２０の周囲の温度を測定するための温度センサを有し、当該温度センサによって得られた温度に基づいて、所望の補償電圧を生成する。
【０００９】
そして温度補償回路３０は、この補償電圧を可変コンデンサＣ１０及びＣ２０に印加し、これら可変コンデンサＣ１０及びＣ２０の容量を変化させることにより、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整して温度補償を行う。
【００１０】
また、発振器１０は、当該発振器１０が搭載される携帯電話機内の他の信号処理回路から、制御電圧入力端子Ｖｃを介して入力される制御電圧を、可変コンデンサＣ１０及びＣ２０に印加することにより、可変コンデンサＣ１０及びＣ２０の容量を変化させ、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整する。
【００１１】
これにより、水晶振動子Ｘ１０の特性の経年変化や、温度補償回路３０による温度補償のずれなどを調整し、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を微調整する。
【００１２】
このようにして、温度補償回路３０から供給される補償電圧と、制御電圧入力端子Ｖｃから入力される制御電圧とを加算した電圧が、可変コンデンサＣ１０及びＣ２０に印加される。
【００１３】
一方、電源電圧Ｖｄｄは、参照電圧生成回路５０に供給され、参照電圧生成回路５０は、この電源電圧Ｖｄｄを基に参照電圧を生成し、当該生成した参照電圧を、インバータＩＮＶ１０及びＩＮＶ２０の電源端子並びに温度補償回路３０に印加する。
【００１４】
これにより、インバータＩＮＶ１０及びＩＮＶ２０並びに温度補償回路３０は、いずれも動作状態になることにより、インバータＩＮＶ２０は、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００１５】
以下、温度補償水晶発振器に関する文献名を記載する。
【特許文献１】特開２００３−１６３５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、かかる発振器１０においては、消費電流の低減などを目的として、インバータＩＮＶ１０及びＩＮＶ２０並びに温度補償回路３０に、参照電圧を印加する電圧印加方法として、それぞれ異なる複数の電圧印加方法を採用することにより、複数の動作モードが提案及び開発されている。
【００１７】
従って、発振器１０を製造する際には、例えばユーザから要求される複数の動作モード毎に、複数種類の発振器１０をそれぞれ別個に製造しなければならず、発振器１０を製造する際に手間がかかるという問題があった。
【００１８】
本発明は、製造上の手間を大幅に低減することができる発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様による発振器は、圧電素子と、少なくとも一端が前記圧電素子の一端に接続された抵抗と、少なくとも入力端子が前記圧電素子の一端に接続された第１のインバータと、前記圧電素子とグランドとの間に接続された可変容量素子と、前記第１のインバータの出力端子に接続された第２のインバータと、予め用意されている複数の動作モードの中から選択された前記動作モードに対応するデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記データに基づいて、前記動作モードを判定する判定部と、前記第１のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、前記可変電流源として動作する場合には、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えらると、前記第１のインバータに供給する電流を増加させ、前記出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられると、前記第１のインバータに供給する電流を減少させる電流源と、前記電流源に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、オン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする無効状態と、前記スイッチング機能を有効にする有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記電流源に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記電流源に印加することを制限する電流源用スイッチと、前記第２のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記第２のインバータに印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記第２のインバータに印加することを制限するインバータ用スイッチとを備える。
【００２０】
また、本発明の一態様による発振器は、前記可変容量素子の容量を変化させるための補償電圧を生成し、前記補償電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償部と、前記温度補償部に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記温度補償部に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記温度補償部に印加することを制限する温度補償部用スイッチとをさらに備える。
【００２１】
また、本発明の一態様による発振器は、前記記憶部は、前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記無効状態にする第１の動作モードに対応する第１のデータと、前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第２の動作モードに対応する第２のデータと、前記電流源を前記可変電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチを前記無効状態にし、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第３の動作モードに対応する第３のデータとの中から選択されたいずれかの前記データを記憶する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の発振器によれば、動作モード毎に異なる発振器をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器を製造する際の手間を低減することができる。また、単一の発振器を、複数の動作モードで動作させることができることから、発振器を製造する際に必要となる部材の数を削減することができる。
【００２３】
また、本発明の発振器によれば、温度補償部を有する場合も同様に、動作モード毎に異なる発振器をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器を製造する際の手間を低減することができる。
【００２４】
また、本発明の発振器によれば、動作モードに対応するデータを記憶部に記憶させるだけで、単一の発振器を、第１乃至第３の動作モードの中から選択された所望の動作モードで動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に、本発明の実施の形態による発振器１００の構成を示す。この発振器１００は、例えば携帯電話機などの電子機器に搭載され、当該携帯電話機において要求される発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを生成し出力する。かかる携帯電話機は、発振器１００から出力される出力信号Ｆｏｕｔを基準信号として使用することにより、内蔵する各種回路の動作を制御する。
【００２６】
発振器１００を形成する水晶発振回路２００は、圧電素子として水晶振動子Ｘ１００を有し、所望の発振周波数を有する出力信号を生成する。なお、本実施の形態の場合、圧電素子として水晶振動子Ｘ１００を使用したが、例えば圧電セラミックなど、他の種々の圧電素子を使用することができる。
【００２７】
水晶振動子Ｘ１００の一端は、帰還抵抗としての抵抗Ｒ１００の一端に接続されると共に、第１のインバータに対応するインバータＩＮＶ１００の入力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１００の一端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ１００が接続されている。
【００２８】
一方、水晶振動子Ｘ１００の他端は、抵抗Ｒ１００の他端に接続されると共に、インバータＩＮＶ１００の出力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１００の他端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ２００が接続されている。
【００２９】
可変コンデンサＣ１００及びＣ２００は、印加される電圧に応じて、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整するための可変容量素子として動作する。なお、この場合、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００ではなく、可変容量ダイオードを使用しても良い。
【００３０】
インバータＩＮＶ１００の出力端子には、第２のインバータに対応する、バッファとしてのインバータＩＮＶ２００の入力端子が接続され、当該インバータＩＮＶ２００の出力端子から、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔが出力される。
【００３１】
温度補償回路３００は、温度補償部に対応し、温度の変化にかかわらず、一定の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを発振器１００から出力させるため、水晶発振回路２００の周波数温度特性を補償するための回路である。
【００３２】
具体的には、温度補償回路３００は、水晶発振回路２００の周囲の温度を測定するための温度センサを有し、当該温度センサによって得られた温度に基づいて、所望の補償電圧を生成する。
【００３３】
そして温度補償回路３００は、この補償電圧を可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加し、これら可変コンデンサＣ１００及びＣ２００の容量を変化させることにより、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整して温度補償を行う。
【００３４】
また、発振器１００は、当該発振器１００が搭載される携帯電話機内の他の信号処理回路から、制御電圧入力端子Ｖｃを介して入力される制御電圧を、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加することにより、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００の容量を変化させ、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整する。なお、この制御電圧は、常に、制御電圧入力端子Ｖｃから入力され、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加される。
【００３５】
これにより、水晶振動子Ｘ１００の特性の経年変化や、温度補償回路３００による温度補償のずれなどを調整し、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を微調整する。
【００３６】
このようにして、温度補償回路３００から供給される補償電圧と、制御電圧入力端子Ｖｃから入力される制御電圧とを加算した電圧が、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加される。
【００３７】
なお、この場合、水晶振動子Ｘ１００の他端とグランドＧＮＤとの間に、さらに別の可変コンデンサを接続し、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００には、温度補償回路３００から供給される補償電圧を印加し、新たに接続された可変コンデンサには、制御電圧入力端子Ｖｃから入力される制御電圧を印加するようにしても良い。
【００３８】
一方、電源電圧Ｖｄｄは、参照電圧生成回路５００に供給され、参照電圧生成回路５００は、この電源電圧Ｖｄｄを基に参照電圧を生成し、これを制御回路４００に出力する。制御回路４００は、水晶発振回路２００、インバータＩＮＶ２００及び温度補償回路３００の動作状態を制御するための回路であり、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０及び電流源ＶＩを有する。
【００３９】
具体的には、インバータ用スイッチに対応するスイッチＳＷ１０は、参照電圧生成回路５００と、インバータＩＮＶ２００の電源端子との間に接続され、温度補償部用スイッチに対応するスイッチＳＷ２０は、参照電圧生成回路５００と、温度補償回路３００との間に接続され、電流源用スイッチに対応するスイッチＳＷ３０及び電流源ＶＩの直列回路は、参照電圧生成回路５００と、インバータＩＮＶ１００の電源端子との間に接続されている。
【００４０】
ところで、かかる発振器１００の場合、当該発振器１００が動作する動作モードとして、複数の動作モードが予め用意され、発振器１００は、これら複数の動作モードの中から選択された動作モードで動作する。
【００４１】
具体的には、動作モードとしては、通常モードと、節電モードと、高速動作節電モードとがある。通常モードは、第１の動作モードに対応し、発振器１００に電源電圧Ｖｄｄが供給されている限り常に動作するモードである。節電モードは、第２の動作モードに対応し、発振器１００が搭載される携帯電話機の間欠動作に対応して動作することにより、消費電流を低減するモードである。
【００４２】
高速動作節電モードは、第３の動作モードに対応し、携帯電話機の間欠動作に対応して動作することにより、消費電流を低減しつつも、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとするタイミングで、発振周波数が安定状態に維持されている出力信号Ｆｏｕｔを直ちに出力することにより、高速に動作するモードである。
【００４３】
かかる動作モードに対応するデータは、データ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫを介して記憶部としてのメモリ６００に書き込まれ、記憶される。例えば図２に示すように、動作モードに対応するデータは、メモリ６００のアドレス“００１”に記憶され、発振器１００は、メモリ６００に第１のデータ“００”が記憶されている場合には、通常モードで動作し、第２のデータ“０１”が記憶されている場合には、節電モードで動作し、第３のデータ“１０”が記憶されている場合には、高速動作節電モードで動作する。
【００４４】
ここで、メモリ６００に第１のデータ“００”が記憶され、発振器１００が通常モードで動作する場合について説明する。この場合、判定部に対応するスイッチ制御回路７００は、メモリ６００にアクセスすることにより、メモリ６００に記憶されている第１のデータ“００”を読み出すと、動作モードとして通常モードが選択されていると判定し、当該発振器１００を通常モードで動作させるように制御回路４００を制御する。
【００４５】
すなわち、スイッチ制御回路７００は、電流源ＶＩを定電流源として動作させると共に、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０をオン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする状態（以下、これを無効状態と呼ぶ）にする。
【００４６】
この場合、参照電圧生成回路５００によって生成された参照電圧は、電流源ＶＩ、インバータＩＮＶ２００の電源端子及び温度補償回路３００に印加される。電流源ＶＩは、参照電圧が印加されることに応じて、所定の電流すなわちインバータＩＮＶ１００を動作させる動作電流を生成し、これをインバータＩＮＶ１００の電源端子に供給する。
【００４７】
これにより、インバータＩＮＶ１００及びＩＮＶ２００並びに温度補償回路３００は、いずれも動作状態になることにより、インバータＩＮＶ２００は、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００４８】
続いて、メモリ６００に第２のデータ“０１”が記憶され、発振器１００が節電モードで動作する場合について説明する。この場合、スイッチ制御回路７００は、メモリ６００にアクセスすることにより、メモリ６００に記憶されている第２のデータ“０１”を読み出すと、動作モードとして節電モードが選択されていると判定し、当該発振器１００を節電モードで動作させるように制御回路４００を制御する。
【００４９】
すなわち、スイッチ制御回路７００は、電流源ＶＩを定電流源として動作させると共に、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０のスイッチング機能を有効にする状態（以下、これを有効状態と呼ぶ）にする。これにより、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０は、外部（携帯電話機に搭載される他の信号処理回路）から供給される制御信号Ｓ１０に基づいて、その接続状態を切り換える。
【００５０】
ところで、一般に、携帯電話機は、一定の時間間隔毎に基地局と通信するようになされており、間欠的に動作する。これにより、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、制御信号Ｓ１０として、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられ、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０は、いずれもオフ状態にされる。
【００５１】
この場合、参照電圧生成回路５００によって生成された参照電圧は、電流源ＶＩ、インバータＩＮＶ２００の電源端子及び温度補償回路３００に印加されない。従ってインバータＩＮＶ１００の電源端子にも、インバータＩＮＶ１００を動作させる動作電流が供給されない。
【００５２】
これにより、インバータＩＮＶ１００及びＩＮＶ２００並びに温度補償回路３００は、非動作状態になり、発振器１００は、携帯電話機によって必要とされる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。
【００５３】
これに対して、携帯電話機が基地局と通信している場合には、制御信号Ｓ１０として、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えられ、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０は、いずれもオン状態にされる。
【００５４】
この場合、参照電圧生成回路５００によって生成された参照電圧は、電流源ＶＩ、インバータＩＮＶ２００の電源端子及び温度補償回路３００に印加される。よって、電流源ＶＩは、参照電圧が印加されることにより、所定の電流すなわちインバータＩＮＶ１００を動作させる動作電流を生成し、これをインバータＩＮＶ１００の電源端子に供給する。
【００５５】
これにより、インバータＩＮＶ１００及びＩＮＶ２００並びに温度補償回路３００は、いずれも動作状態になり、発振器１００は、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００５６】
続いて、メモリ６００に第３のデータ“１０”が記憶され、発振器１００が高速動作節電モードで動作する場合について説明する。この場合、スイッチ制御回路７００は、メモリ６００にアクセスすることにより、メモリ６００に記憶されている第３のデータ“１０”を読み出すと、動作モードとして高速動作節電モードが選択されていると判定し、当該発振器１００を高速動作節電モードで動作させるように制御回路４００を制御する。
【００５７】
すなわち、スイッチ制御回路７００は、電流源ＶＩを可変電流源として動作させると共に、スイッチＳＷ３０を無効状態にし、スイッチＳＷ１０及びスイッチＳＷ２０を有効状態にする。
【００５８】
具体的には、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、制御信号Ｓ１０として、出力停止信号が与えられ、電流源ＶＩは、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を、水晶発振回路２００から出力される出力信号の発振周波数が安定状態を維持する程度の必要最低限の電流に減少させる共に、スイッチＳＷ１０及びＳＷ２０はオフ状態にされ、インバータＩＮＶ２００及び温度補償回路３００は非動作状態になる。
【００５９】
この場合、水晶発振回路２００は、発振周波数が安定状態に維持された出力信号を生成するが、インバータＩＮＶ２００は非動作状態にあるため、発振器１００は、携帯電話機によって必要とされる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。
【００６０】
この状態において、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとして、制御信号Ｓ１０として出力要求信号が与えられると、電流源ＶＩは、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を増加させる共に、スイッチＳＷ１０及びＳＷ２０はオン状態にされ、インバータＩＮＶ２００及び温度補償回路３００は動作状態になる。
【００６１】
これにより、発振器１００は、かかる出力要求信号が与えられたタイミングで、発振周波数が既に安定状態に維持された出力信号Ｆｏｕｔを直ちに外部に出力し、出力要求信号が与えられている間、当該出力信号Ｆｏｕｔを出力し続ける。
【００６２】
このように本実施の形態によれば、動作モードに対応するデータをメモリ６００に記憶させるだけで、単一の発振器１００を、複数の動作モードの中から選択された所望の動作モードで動作させることができる。従って、動作モード毎に異なる発振器１００をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器１００を製造する際の手間を低減することができる。
【００６３】
因みに、動作モードに対応するデータをメモリ６００に書き込む際に使用されるデータ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫは、発振器１００のうち種々の位置に形成される。
【００６４】
図３に、電源電圧入力端子Ｖｄｄと、グランド端子ＧＮＤと、出力端子ＯＵＴと、制御電圧入力端子又は制御信号入力端子として機能する外部接続端子Ｖｃ／Ｓｃとが形成された面と同一の面に、データ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫが形成された発振器１００の一例を示す。
【００６５】
また図４に、電源電圧入力端子Ｖｄｄと、グランド端子ＧＮＤと、出力端子ＯＵＴと、制御電圧入力端子又は制御信号入力端子として機能する外部接続端子Ｖｃ／Ｓｃとが形成された面に対する側面に、データ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫが形成された発振器１００の一例を示す。
【００６６】
なお、メモリアクセス方法としては、図３及び図４に示す２線式ではなく、例えば３線式又は４線式を採用しても良く、この場合、当該メモリアクセス方法に対応する端子数を必要とする。
【００６７】
なお、上述の実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、水晶振動子Ｘ１００及び可変コンデンサＣ２００の接続点と、水晶振動子Ｘ１００の他端との間に、抵抗を接続しても良い。また、水晶振動子Ｘ１００の他端、可変コンデンサＣ２００の一端、抵抗Ｒ１００の他端、インバータＩＮＶ１００の出力端子を接続するための接続線のうち、当該接続線及び水晶振動子Ｘ１００の接続点と、当該接続線及び抵抗Ｒ１００の接続点との間に、抵抗を接続しても良い。
【００６８】
また、上述の実施の形態においては、携帯電話機に発振器１００を搭載する場合について述べたが、例えばＧＰＳ機能を有するナビゲーション装置など、他の種々の電子機器に発振器１００を搭載するようにしても良い。
【００６９】
また、温度補償回路３００を設けることなく、制御電圧入力端子Ｖｃを介して入力される制御電圧のみを可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加して、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整するようにしても良い。
【００７０】
また、上述の実施の形態においては、記憶部として、メモリ６００を適用する場合について述べたが、予め用意されている複数の動作モードの中から選択された動作モードに対応するデータを記憶する、他の種々の記憶部を適用するようにしても良い。
【００７１】
また、上述の実施の形態においては、判定部として、スイッチ制御回路７００を適用する場合について述べたが、メモリ６００に記憶されているデータに基づいて、動作モードを判定する、他の種々の判定部を適用するようにしても良い。
【００７２】
また、上述の実施の形態においては、電流源として、電流源ＶＩを適用する場合について述べたが、インバータＩＮＶ１００の電源端子に接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、可変電流源として動作する場合には、出力要求信号が与えられると、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を増加させ、出力停止信号が与えられると、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を減少させる、他の種々の電流源を適用するようにしても良い。
【００７３】
また、上述の実施の形態においては、電流源用スイッチとして、スイッチＳＷ３０を適用する場合について述べたが、電流源ＶＩに接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を電流源ＶＩに印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧を電流源ＶＩに印加することを制限する、他の種々の電流源用スイッチを適用するようにしても良い。
【００７４】
また、上述の実施の形態においては、インバータ用スイッチとして、スイッチＳＷ１０を適用する場合について述べたが、インバータＩＮＶ２００の電源端子に接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧をインバータＩＮＶ２００に印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧をインバータＩＮＶ２００に印加することを制限する、他の種々のインバータ用スイッチを適用するようにしても良い。
【００７５】
また、上述の実施の形態においては、温度補償部用スイッチとして、スイッチＳＷ２０を適用する場合について述べたが、温度補償回路３００に接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を温度補償回路３００に印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧を温度補償回路３００に印加することを制限する、他の種々の温度補償部用スイッチを適用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態による発振器の構成を示す回路図である。
【図２】メモリに記憶されるデータのアドレス及びデータ内容を示す図表である。
【図３】本実施の形態による発振器の外観の一例を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態による発振器の外観の他の例を示す斜視図である。
【図５】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０、１００ 発振器
２０、２００ 水晶発振回路
３０、３００ 温度補償回路
４００ 制御回路
５０、５００ 参照電圧生成回路
６００ メモリ
７００ スイッチ制御回路
Ｘ１０、Ｘ１００ 水晶振動子
Ｒ１０、Ｒ１００ 抵抗
Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ１００、Ｃ２００ 可変コンデンサ
ＩＮＶ１０、ＩＮＶ２０、ＩＮＶ１００、ＩＮＶ２００ インバータ
ＳＷ１０、ＳＷ２０、ＳＷ３０ スイッチ
ＶＩ 電流源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発振器としては、種々のものが開発されており、例えば温度補償水晶発振器がある。この温度補償水晶発振器は、圧電素子として水晶振動子を使用する水晶発振回路と、当該水晶発振回路の周波数温度特性を補償するための温度補償回路とを有し、例えば携帯電話機に搭載され使用される。
【０００３】
ここで図５に、かかる温度補償水晶発振器の一例として発振器１０の構成を示す。この発振器１０を形成する水晶発振回路２０は、圧電素子として水晶振動子Ｘ１０を有し、所望の発振周波数を有する出力信号を生成する。
【０００４】
水晶振動子Ｘ１０の一端は、帰還抵抗としての抵抗Ｒ１０の一端に接続されると共に、インバータＩＮＶ１０の入力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１０の一端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ１０が接続されている。
【０００５】
一方、水晶振動子Ｘ１０の他端は、抵抗Ｒ１０の他端に接続されると共に、インバータＩＮＶ１０の出力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１０の他端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ２０が接続されている。
【０００６】
インバータＩＮＶ１０の出力端子には、バッファとしてのインバータＩＮＶ２０の入力端子が接続され、当該インバータＩＮＶ２０の出力端子から、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔが出力される。
【０００７】
温度補償回路３０は、温度の変化にかかわらず、一定の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを発振器１０から出力させるため、水晶発振回路２０の周波数温度特性を補償するための回路である。
【０００８】
具体的には、温度補償回路３０は、水晶発振回路２０の周囲の温度を測定するための温度センサを有し、当該温度センサによって得られた温度に基づいて、所望の補償電圧を生成する。
【０００９】
そして温度補償回路３０は、この補償電圧を可変コンデンサＣ１０及びＣ２０に印加し、これら可変コンデンサＣ１０及びＣ２０の容量を変化させることにより、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整して温度補償を行う。
【００１０】
また、発振器１０は、当該発振器１０が搭載される携帯電話機内の他の信号処理回路から、制御電圧入力端子Ｖｃを介して入力される制御電圧を、可変コンデンサＣ１０及びＣ２０に印加することにより、可変コンデンサＣ１０及びＣ２０の容量を変化させ、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整する。
【００１１】
これにより、水晶振動子Ｘ１０の特性の経年変化や、温度補償回路３０による温度補償のずれなどを調整し、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を微調整する。
【００１２】
このようにして、温度補償回路３０から供給される補償電圧と、制御電圧入力端子Ｖｃから入力される制御電圧とを加算した電圧が、可変コンデンサＣ１０及びＣ２０に印加される。
【００１３】
一方、電源電圧Ｖｄｄは、参照電圧生成回路５０に供給され、参照電圧生成回路５０は、この電源電圧Ｖｄｄを基に参照電圧を生成し、当該生成した参照電圧を、インバータＩＮＶ１０及びＩＮＶ２０の電源端子並びに温度補償回路３０に印加する。
【００１４】
これにより、インバータＩＮＶ１０及びＩＮＶ２０並びに温度補償回路３０は、いずれも動作状態になることにより、インバータＩＮＶ２０は、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００１５】
以下、温度補償水晶発振器に関する文献名を記載する。
【特許文献１】特開２００３−１６３５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、かかる発振器１０においては、消費電流の低減などを目的として、インバータＩＮＶ１０及びＩＮＶ２０並びに温度補償回路３０に、参照電圧を印加する電圧印加方法として、それぞれ異なる複数の電圧印加方法を採用することにより、複数の動作モードが提案及び開発されている。
【００１７】
従って、発振器１０を製造する際には、例えばユーザから要求される複数の動作モード毎に、複数種類の発振器１０をそれぞれ別個に製造しなければならず、発振器１０を製造する際に手間がかかるという問題があった。
【００１８】
本発明は、製造上の手間を大幅に低減することができる発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様による発振器は、圧電素子と、少なくとも一端が前記圧電素子の一端に接続された抵抗と、少なくとも入力端子が前記圧電素子の一端に接続された第１のインバータと、前記圧電素子とグランドとの間に接続された可変容量素子と、前記第１のインバータの出力端子に接続された第２のインバータと、予め用意されている複数の動作モードの中から選択された前記動作モードに対応するデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記データに基づいて、前記動作モードを判定する判定部と、前記第１のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、前記可変電流源として動作する場合には、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えらると、前記第１のインバータに供給する電流を増加させ、前記出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられると、前記第１のインバータに供給する電流を減少させる電流源と、前記電流源に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、オン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする無効状態と、前記スイッチング機能を有効にする有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記電流源に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記電流源に印加することを制限する電流源用スイッチと、前記第２のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記第２のインバータに印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記第２のインバータに印加することを制限するインバータ用スイッチとを備える。
【００２０】
また、本発明の一態様による発振器は、前記可変容量素子の容量を変化させるための補償電圧を生成し、前記補償電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償部と、前記温度補償部に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記温度補償部に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記温度補償部に印加することを制限する温度補償部用スイッチとをさらに備える。
【００２１】
また、本発明の一態様による発振器は、前記記憶部は、前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記無効状態にする第１の動作モードに対応する第１のデータと、前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第２の動作モードに対応する第２のデータと、前記電流源を前記可変電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチを前記無効状態にし、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第３の動作モードに対応する第３のデータとの中から選択されたいずれかの前記データを記憶する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の発振器によれば、動作モード毎に異なる発振器をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器を製造する際の手間を低減することができる。また、単一の発振器を、複数の動作モードで動作させることができることから、発振器を製造する際に必要となる部材の数を削減することができる。
【００２３】
また、本発明の発振器によれば、温度補償部を有する場合も同様に、動作モード毎に異なる発振器をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器を製造する際の手間を低減することができる。
【００２４】
また、本発明の発振器によれば、動作モードに対応するデータを記憶部に記憶させるだけで、単一の発振器を、第１乃至第３の動作モードの中から選択された所望の動作モードで動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に、本発明の実施の形態による発振器１００の構成を示す。この発振器１００は、例えば携帯電話機などの電子機器に搭載され、当該携帯電話機において要求される発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを生成し出力する。かかる携帯電話機は、発振器１００から出力される出力信号Ｆｏｕｔを基準信号として使用することにより、内蔵する各種回路の動作を制御する。
【００２６】
発振器１００を形成する水晶発振回路２００は、圧電素子として水晶振動子Ｘ１００を有し、所望の発振周波数を有する出力信号を生成する。なお、本実施の形態の場合、圧電素子として水晶振動子Ｘ１００を使用したが、例えば圧電セラミックなど、他の種々の圧電素子を使用することができる。
【００２７】
水晶振動子Ｘ１００の一端は、帰還抵抗としての抵抗Ｒ１００の一端に接続されると共に、第１のインバータに対応するインバータＩＮＶ１００の入力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１００の一端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ１００が接続されている。
【００２８】
一方、水晶振動子Ｘ１００の他端は、抵抗Ｒ１００の他端に接続されると共に、インバータＩＮＶ１００の出力端子に接続されている。また、水晶振動子Ｘ１００の他端と、グランドＧＮＤとの間には、可変コンデンサＣ２００が接続されている。
【００２９】
可変コンデンサＣ１００及びＣ２００は、印加される電圧に応じて、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整するための可変容量素子として動作する。なお、この場合、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００ではなく、可変容量ダイオードを使用しても良い。
【００３０】
インバータＩＮＶ１００の出力端子には、第２のインバータに対応する、バッファとしてのインバータＩＮＶ２００の入力端子が接続され、当該インバータＩＮＶ２００の出力端子から、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔが出力される。
【００３１】
温度補償回路３００は、温度補償部に対応し、温度の変化にかかわらず、一定の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを発振器１００から出力させるため、水晶発振回路２００の周波数温度特性を補償するための回路である。
【００３２】
具体的には、温度補償回路３００は、水晶発振回路２００の周囲の温度を測定するための温度センサを有し、当該温度センサによって得られた温度に基づいて、所望の補償電圧を生成する。
【００３３】
そして温度補償回路３００は、この補償電圧を可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加し、これら可変コンデンサＣ１００及びＣ２００の容量を変化させることにより、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整して温度補償を行う。
【００３４】
また、発振器１００は、当該発振器１００が搭載される携帯電話機内の他の信号処理回路から、制御電圧入力端子Ｖｃを介して入力される制御電圧を、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加することにより、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００の容量を変化させ、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整する。なお、この制御電圧は、常に、制御電圧入力端子Ｖｃから入力され、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加される。
【００３５】
これにより、水晶振動子Ｘ１００の特性の経年変化や、温度補償回路３００による温度補償のずれなどを調整し、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を微調整する。
【００３６】
このようにして、温度補償回路３００から供給される補償電圧と、制御電圧入力端子Ｖｃから入力される制御電圧とを加算した電圧が、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加される。
【００３７】
なお、この場合、水晶振動子Ｘ１００の他端とグランドＧＮＤとの間に、さらに別の可変コンデンサを接続し、可変コンデンサＣ１００及びＣ２００には、温度補償回路３００から供給される補償電圧を印加し、新たに接続された可変コンデンサには、制御電圧入力端子Ｖｃから入力される制御電圧を印加するようにしても良い。
【００３８】
一方、電源電圧Ｖｄｄは、参照電圧生成回路５００に供給され、参照電圧生成回路５００は、この電源電圧Ｖｄｄを基に参照電圧を生成し、これを制御回路４００に出力する。制御回路４００は、水晶発振回路２００、インバータＩＮＶ２００及び温度補償回路３００の動作状態を制御するための回路であり、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０及び電流源ＶＩを有する。
【００３９】
具体的には、インバータ用スイッチに対応するスイッチＳＷ１０は、参照電圧生成回路５００と、インバータＩＮＶ２００の電源端子との間に接続され、温度補償部用スイッチに対応するスイッチＳＷ２０は、参照電圧生成回路５００と、温度補償回路３００との間に接続され、電流源用スイッチに対応するスイッチＳＷ３０及び電流源ＶＩの直列回路は、参照電圧生成回路５００と、インバータＩＮＶ１００の電源端子との間に接続されている。
【００４０】
ところで、かかる発振器１００の場合、当該発振器１００が動作する動作モードとして、複数の動作モードが予め用意され、発振器１００は、これら複数の動作モードの中から選択された動作モードで動作する。
【００４１】
具体的には、動作モードとしては、通常モードと、節電モードと、高速動作節電モードとがある。通常モードは、第１の動作モードに対応し、発振器１００に電源電圧Ｖｄｄが供給されている限り常に動作するモードである。節電モードは、第２の動作モードに対応し、発振器１００が搭載される携帯電話機の間欠動作に対応して動作することにより、消費電流を低減するモードである。
【００４２】
高速動作節電モードは、第３の動作モードに対応し、携帯電話機の間欠動作に対応して動作することにより、消費電流を低減しつつも、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとするタイミングで、発振周波数が安定状態に維持されている出力信号Ｆｏｕｔを直ちに出力することにより、高速に動作するモードである。
【００４３】
かかる動作モードに対応するデータは、データ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫを介して記憶部としてのメモリ６００に書き込まれ、記憶される。例えば図２に示すように、動作モードに対応するデータは、メモリ６００のアドレス“００１”に記憶され、発振器１００は、メモリ６００に第１のデータ“００”が記憶されている場合には、通常モードで動作し、第２のデータ“０１”が記憶されている場合には、節電モードで動作し、第３のデータ“１０”が記憶されている場合には、高速動作節電モードで動作する。
【００４４】
ここで、メモリ６００に第１のデータ“００”が記憶され、発振器１００が通常モードで動作する場合について説明する。この場合、判定部に対応するスイッチ制御回路７００は、メモリ６００にアクセスすることにより、メモリ６００に記憶されている第１のデータ“００”を読み出すと、動作モードとして通常モードが選択されていると判定し、当該発振器１００を通常モードで動作させるように制御回路４００を制御する。
【００４５】
すなわち、スイッチ制御回路７００は、電流源ＶＩを定電流源として動作させると共に、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０をオン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする状態（以下、これを無効状態と呼ぶ）にする。
【００４６】
この場合、参照電圧生成回路５００によって生成された参照電圧は、電流源ＶＩ、インバータＩＮＶ２００の電源端子及び温度補償回路３００に印加される。電流源ＶＩは、参照電圧が印加されることに応じて、所定の電流すなわちインバータＩＮＶ１００を動作させる動作電流を生成し、これをインバータＩＮＶ１００の電源端子に供給する。
【００４７】
これにより、インバータＩＮＶ１００及びＩＮＶ２００並びに温度補償回路３００は、いずれも動作状態になることにより、インバータＩＮＶ２００は、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００４８】
続いて、メモリ６００に第２のデータ“０１”が記憶され、発振器１００が節電モードで動作する場合について説明する。この場合、スイッチ制御回路７００は、メモリ６００にアクセスすることにより、メモリ６００に記憶されている第２のデータ“０１”を読み出すと、動作モードとして節電モードが選択されていると判定し、当該発振器１００を節電モードで動作させるように制御回路４００を制御する。
【００４９】
すなわち、スイッチ制御回路７００は、電流源ＶＩを定電流源として動作させると共に、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０のスイッチング機能を有効にする状態（以下、これを有効状態と呼ぶ）にする。これにより、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０は、外部（携帯電話機に搭載される他の信号処理回路）から供給される制御信号Ｓ１０に基づいて、その接続状態を切り換える。
【００５０】
ところで、一般に、携帯電話機は、一定の時間間隔毎に基地局と通信するようになされており、間欠的に動作する。これにより、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、制御信号Ｓ１０として、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられ、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０は、いずれもオフ状態にされる。
【００５１】
この場合、参照電圧生成回路５００によって生成された参照電圧は、電流源ＶＩ、インバータＩＮＶ２００の電源端子及び温度補償回路３００に印加されない。従ってインバータＩＮＶ１００の電源端子にも、インバータＩＮＶ１００を動作させる動作電流が供給されない。
【００５２】
これにより、インバータＩＮＶ１００及びＩＮＶ２００並びに温度補償回路３００は、非動作状態になり、発振器１００は、携帯電話機によって必要とされる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。
【００５３】
これに対して、携帯電話機が基地局と通信している場合には、制御信号Ｓ１０として、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えられ、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ３０は、いずれもオン状態にされる。
【００５４】
この場合、参照電圧生成回路５００によって生成された参照電圧は、電流源ＶＩ、インバータＩＮＶ２００の電源端子及び温度補償回路３００に印加される。よって、電流源ＶＩは、参照電圧が印加されることにより、所定の電流すなわちインバータＩＮＶ１００を動作させる動作電流を生成し、これをインバータＩＮＶ１００の電源端子に供給する。
【００５５】
これにより、インバータＩＮＶ１００及びＩＮＶ２００並びに温度補償回路３００は、いずれも動作状態になり、発振器１００は、所望の発振周波数を有する出力信号Ｆｏｕｔを出力する。
【００５６】
続いて、メモリ６００に第３のデータ“１０”が記憶され、発振器１００が高速動作節電モードで動作する場合について説明する。この場合、スイッチ制御回路７００は、メモリ６００にアクセスすることにより、メモリ６００に記憶されている第３のデータ“１０”を読み出すと、動作モードとして高速動作節電モードが選択されていると判定し、当該発振器１００を高速動作節電モードで動作させるように制御回路４００を制御する。
【００５７】
すなわち、スイッチ制御回路７００は、電流源ＶＩを可変電流源として動作させると共に、スイッチＳＷ３０を無効状態にし、スイッチＳＷ１０及びスイッチＳＷ２０を有効状態にする。
【００５８】
具体的には、携帯電話機が基地局と通信していない場合には、制御信号Ｓ１０として、出力停止信号が与えられ、電流源ＶＩは、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を、水晶発振回路２００から出力される出力信号の発振周波数が安定状態を維持する程度の必要最低限の電流に減少させる共に、スイッチＳＷ１０及びＳＷ２０はオフ状態にされ、インバータＩＮＶ２００及び温度補償回路３００は非動作状態になる。
【００５９】
この場合、水晶発振回路２００は、発振周波数が安定状態に維持された出力信号を生成するが、インバータＩＮＶ２００は非動作状態にあるため、発振器１００は、携帯電話機によって必要とされる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。
【００６０】
この状態において、携帯電話機が基地局と通信を開始しようとして、制御信号Ｓ１０として出力要求信号が与えられると、電流源ＶＩは、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を増加させる共に、スイッチＳＷ１０及びＳＷ２０はオン状態にされ、インバータＩＮＶ２００及び温度補償回路３００は動作状態になる。
【００６１】
これにより、発振器１００は、かかる出力要求信号が与えられたタイミングで、発振周波数が既に安定状態に維持された出力信号Ｆｏｕｔを直ちに外部に出力し、出力要求信号が与えられている間、当該出力信号Ｆｏｕｔを出力し続ける。
【００６２】
このように本実施の形態によれば、動作モードに対応するデータをメモリ６００に記憶させるだけで、単一の発振器１００を、複数の動作モードの中から選択された所望の動作モードで動作させることができる。従って、動作モード毎に異なる発振器１００をそれぞれ別個に製造する必要がなく、その分、発振器１００を製造する際の手間を低減することができる。
【００６３】
因みに、動作モードに対応するデータをメモリ６００に書き込む際に使用されるデータ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫは、発振器１００のうち種々の位置に形成される。
【００６４】
図３に、電源電圧入力端子Ｖｄｄと、グランド端子ＧＮＤと、出力端子ＯＵＴと、制御電圧入力端子又は制御信号入力端子として機能する外部接続端子Ｖｃ／Ｓｃとが形成された面と同一の面に、データ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫが形成された発振器１００の一例を示す。
【００６５】
また図４に、電源電圧入力端子Ｖｄｄと、グランド端子ＧＮＤと、出力端子ＯＵＴと、制御電圧入力端子又は制御信号入力端子として機能する外部接続端子Ｖｃ／Ｓｃとが形成された面に対する側面に、データ入出力端子ＤＩＯ及びクロック端子ＣＬＫが形成された発振器１００の一例を示す。
【００６６】
なお、メモリアクセス方法としては、図３及び図４に示す２線式ではなく、例えば３線式又は４線式を採用しても良く、この場合、当該メモリアクセス方法に対応する端子数を必要とする。
【００６７】
なお、上述の実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、水晶振動子Ｘ１００及び可変コンデンサＣ２００の接続点と、水晶振動子Ｘ１００の他端との間に、抵抗を接続しても良い。また、水晶振動子Ｘ１００の他端、可変コンデンサＣ２００の一端、抵抗Ｒ１００の他端、インバータＩＮＶ１００の出力端子を接続するための接続線のうち、当該接続線及び水晶振動子Ｘ１００の接続点と、当該接続線及び抵抗Ｒ１００の接続点との間に、抵抗を接続しても良い。
【００６８】
また、上述の実施の形態においては、携帯電話機に発振器１００を搭載する場合について述べたが、例えばＧＰＳ機能を有するナビゲーション装置など、他の種々の電子機器に発振器１００を搭載するようにしても良い。
【００６９】
また、温度補償回路３００を設けることなく、制御電圧入力端子Ｖｃを介して入力される制御電圧のみを可変コンデンサＣ１００及びＣ２００に印加して、出力信号Ｆｏｕｔの発振周波数を調整するようにしても良い。
【００７０】
また、上述の実施の形態においては、記憶部として、メモリ６００を適用する場合について述べたが、予め用意されている複数の動作モードの中から選択された動作モードに対応するデータを記憶する、他の種々の記憶部を適用するようにしても良い。
【００７１】
また、上述の実施の形態においては、判定部として、スイッチ制御回路７００を適用する場合について述べたが、メモリ６００に記憶されているデータに基づいて、動作モードを判定する、他の種々の判定部を適用するようにしても良い。
【００７２】
また、上述の実施の形態においては、電流源として、電流源ＶＩを適用する場合について述べたが、インバータＩＮＶ１００の電源端子に接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、可変電流源として動作する場合には、出力要求信号が与えられると、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を増加させ、出力停止信号が与えられると、インバータＩＮＶ１００に供給する電流を減少させる、他の種々の電流源を適用するようにしても良い。
【００７３】
また、上述の実施の形態においては、電流源用スイッチとして、スイッチＳＷ３０を適用する場合について述べたが、電流源ＶＩに接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を電流源ＶＩに印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧を電流源ＶＩに印加することを制限する、他の種々の電流源用スイッチを適用するようにしても良い。
【００７４】
また、上述の実施の形態においては、インバータ用スイッチとして、スイッチＳＷ１０を適用する場合について述べたが、インバータＩＮＶ２００の電源端子に接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧をインバータＩＮＶ２００に印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧をインバータＩＮＶ２００に印加することを制限する、他の種々のインバータ用スイッチを適用するようにしても良い。
【００７５】
また、上述の実施の形態においては、温度補償部用スイッチとして、スイッチＳＷ２０を適用する場合について述べたが、温度補償回路３００に接続され、スイッチ制御回路７００によって判定された動作モードに基づいて、無効状態と有効状態とのうちのいずれかを選択し、有効状態を選択した場合には、出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を温度補償回路３００に印加し、出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて所定の電圧を温度補償回路３００に印加することを制限する、他の種々の温度補償部用スイッチを適用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態による発振器の構成を示す回路図である。
【図２】メモリに記憶されるデータのアドレス及びデータ内容を示す図表である。
【図３】本実施の形態による発振器の外観の一例を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態による発振器の外観の他の例を示す斜視図である。
【図５】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０、１００ 発振器
２０、２００ 水晶発振回路
３０、３００ 温度補償回路
４００ 制御回路
５０、５００ 参照電圧生成回路
６００ メモリ
７００ スイッチ制御回路
Ｘ１０、Ｘ１００ 水晶振動子
Ｒ１０、Ｒ１００ 抵抗
Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ１００、Ｃ２００ 可変コンデンサ
ＩＮＶ１０、ＩＮＶ２０、ＩＮＶ１００、ＩＮＶ２００ インバータ
ＳＷ１０、ＳＷ２０、ＳＷ３０ スイッチ
ＶＩ 電流源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子と、
少なくとも一端が前記圧電素子の一端に接続された抵抗と、
少なくとも入力端子が前記圧電素子の一端に接続された第１のインバータと、
前記圧電素子とグランドとの間に接続された可変容量素子と、
前記第１のインバータの出力端子に接続された第２のインバータと、
予め用意されている複数の動作モードの中から選択された前記動作モードに対応するデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記データに基づいて、前記動作モードを判定する判定部と、
前記第１のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、前記可変電流源として動作する場合には、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えられると、前記第１のインバータに供給する電流を増加させ、前記出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられると、前記第１のインバータに供給する電流を減少させる電流源と、
前記電流源に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、オン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする無効状態と、前記スイッチング機能を有効にする有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記電流源に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記電流源に印加することを制限する電流源用スイッチと、
前記第２のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記第２のインバータに印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記第２のインバータに印加することを制限するインバータ用スイッチと
を備えることを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記可変容量素子の容量を変化させるための補償電圧を生成し、前記補償電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償部と、
前記温度補償部に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記温度補償部に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記温度補償部に印加することを制限する温度補償部用スイッチと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
前記記憶部は、
前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記無効状態にする第１の動作モードに対応する第１のデータと、
前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第２の動作モードに対応する第２のデータと、
前記電流源を前記可変電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチを前記無効状態にし、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第３の動作モードに対応する第３のデータとの中から選択されたいずれかの前記データを記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載の発振器。
【請求項１】
圧電素子と、
少なくとも一端が前記圧電素子の一端に接続された抵抗と、
少なくとも入力端子が前記圧電素子の一端に接続された第１のインバータと、
前記圧電素子とグランドとの間に接続された可変容量素子と、
前記第１のインバータの出力端子に接続された第２のインバータと、
予め用意されている複数の動作モードの中から選択された前記動作モードに対応するデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記データに基づいて、前記動作モードを判定する判定部と、
前記第１のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、定電流源又は可変電流源として動作し、前記可変電流源として動作する場合には、所望の発振周波数を有する出力信号を出力することを要求する出力要求信号が与えられると、前記第１のインバータに供給する電流を増加させ、前記出力信号を出力することを停止する出力停止信号が与えられると、前記第１のインバータに供給する電流を減少させる電流源と、
前記電流源に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、オン状態に固定した上でスイッチング機能を無効にする無効状態と、前記スイッチング機能を有効にする有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記電流源に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記電流源に印加することを制限する電流源用スイッチと、
前記第２のインバータの電源端子に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記第２のインバータに印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記第２のインバータに印加することを制限するインバータ用スイッチと
を備えることを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記可変容量素子の容量を変化させるための補償電圧を生成し、前記補償電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償部と、
前記温度補償部に接続され、前記判定部によって判定された前記動作モードに基づいて、前記無効状態と前記有効状態とのうちのいずれかを選択し、前記有効状態を選択した場合には、前記出力要求信号が与えられると、オン状態に切り換えて所定の電圧を前記温度補償部に印加し、前記出力停止信号が与えられると、オフ状態に切り換えて前記所定の電圧を前記温度補償部に印加することを制限する温度補償部用スイッチと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
前記記憶部は、
前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記無効状態にする第１の動作モードに対応する第１のデータと、
前記電流源を前記定電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチ、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第２の動作モードに対応する第２のデータと、
前記電流源を前記可変電流源として動作させると共に、前記電流源用スイッチを前記無効状態にし、前記インバータ用スイッチ及び前記温度補償部用スイッチを前記有効状態にする第３の動作モードに対応する第３のデータとの中から選択されたいずれかの前記データを記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載の発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９０３８１（Ｐ２００９−２９０３８１Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３８７６６（Ｐ２００８−１３８７６６）
【出願日】平成２０年５月２７日（２００８．５．２７）
【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１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２７日（２００８．５．２７）
【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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