電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御発振器
【課題】可変容量ダイオードのアノード電圧を調整して、制御電圧と周波数との関係の直線性を向上する電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御発振器を提供する。
【解決手段】電圧制御発振器１０は、圧電振動片１２と、カソード側が圧電振動片１２に接続した可変容量ダイオードＣｖと、この可変容量ダイオードＣｖのアノード側に接続した基準電圧発生源１６と、可変容量ダイオードＣｖのアノード側に一方が接続するとともに、他方がパッド１８に接続した抵抗とを備えている。また電圧制御発振器１０は、圧電振動片１２、可変容量ダイオードＣｖ、基準電圧発生源１６および前記抵抗を搭載するパッケージを備えている。そして、このパッケージは、パッド１８と導通し又は導通しないグランド用のボンディング電極を備えている。
【解決手段】電圧制御発振器１０は、圧電振動片１２と、カソード側が圧電振動片１２に接続した可変容量ダイオードＣｖと、この可変容量ダイオードＣｖのアノード側に接続した基準電圧発生源１６と、可変容量ダイオードＣｖのアノード側に一方が接続するとともに、他方がパッド１８に接続した抵抗とを備えている。また電圧制御発振器１０は、圧電振動片１２、可変容量ダイオードＣｖ、基準電圧発生源１６および前記抵抗を搭載するパッケージを備えている。そして、このパッケージは、パッド１８と導通し又は導通しないグランド用のボンディング電極を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧制御発振器は、圧電振動片に可変容量ダイオードを接続し、制御端子から制御電圧を印加することにより可変容量ダイオードの容量を変化させて、発振周波数を変化させている。この可変容量ダイオードは、アノードとカソードの間に逆方向電圧をかけた場合に、この逆方向電圧の変化によってｐｎ接合の空乏層容量が変化することを利用している。
【０００３】
図７は従来技術の説明図である。ここで図７（Ａ）は従来技術に係る電圧制御発振器の概略ブロック図、図７（Ｂ）は可変容量ダイオードにおける電圧と容量の関係を示す図である。電圧制御発振器１は、前述した圧電振動片２および可変容量ダイオードＣｖに加えて、圧電振動片２を発振させる回路（発振回路３）を備えている。この電圧制御発振器１の制御端子に補償電圧発生器４（制御回路）が接続している。この補償電圧発生器４は、制御端子に制御電圧Ｖｓを出力しており、単電源の集積回路（ＩＣ）を使うことが多い。
【０００４】
ところがこの場合では、補償電圧発生器４から出力される制御電圧Ｖｓの最低電圧が０Ｖにならず、０．６Ｖ程度になっている。そして可変容量ダイオードＣｖのアノードとカソードとの間にかかる最低電圧が約０．６Ｖになるので、図７（Ｂ）において矢印Ｃで示す部分、すなわち電圧と容量の関係において容量変化が大きい領域を使用することができなかった。
【０００５】
このため特許文献１に開示された発明は、可変容量ダイオードの電圧を零ボルトから使用するために、可変容量ダイオードに定電圧を印加してアノードの電圧を上げ、アノードとカソードの差電圧を零ボルトにして、可変容量ダイオードの最大容量値を得るとともに、差電圧が零近傍の直線性の高い部分をも制御できるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１５１２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した可変容量ダイオードは、この素子毎にバラツキを有しているために、アノードとカソードの間に同じの電圧をかけても同じ容量値になるとは限らない。このため特許文献１に開示された発明では、可変容量ダイオードの容量変化の最も直線性の良い部分を使用するために、可変容量ダイオード毎のバラツキに応じて電圧制御発振器毎に定電圧値を設定しなければならない。ところが特許文献１に開示された発明では、この設定のために調整回路が必要になり、電圧制御発振器内の回路が複雑になってしまう。
【０００７】
また発振回路には、電源電圧の仕様が異なるものがある。例えば電源電圧の仕様には、３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．８Ｖがある。図８は従来技術に係る電圧制御発振器の周波数偏差と制御電圧の関係を示す図である。ここで図８（Ａ）と図８（Ｂ）は同じ特性であるが、異なる電源電圧の仕様になっているので、制御電圧の可変範囲が異なっている。図８（Ａ）に示すような制御電圧の可変範囲が広い（電源電圧が高い）電圧制御発振器では、制御電圧の中心値（中心電圧Ｖ０）よりも高電圧側の周波数可変範囲と、中心電圧よりも低電圧側の周波数可変範囲が同等になっている。他方、図８（Ｂ）に示すような制御電圧の可変範囲が狭い（電源電圧が低い）電圧制御発振器では、中心電圧Ｖ０よりも高電圧側の周波数可変範囲Ｄと、中心電圧Ｖ０よりも低電圧側の周波数可変範囲Ｅが異なってしまう。
【０００８】
そして図８（Ｂ）に示すような周波数可変範囲の違いを是正して、中心電圧よりも高電圧側と低電圧側の周波数可変範囲を同等にするためには、発振回路の電源電圧に応じて中心電圧Ｖ０を変更すればよい。すなわち電源電圧の仕様に応じて可変容量ダイオードのアノード側に電圧を印加し、中心電圧Ｖ０を変更すればよい。ところが特許文献１に開示された発明では、中心電圧を変更するために、可変容量ダイオードに定電圧を印加する回路を電源電圧の仕様に応じて複数設計し、用意しなければならず、製造コストが増大してしまう。
【０００９】
本発明は、可変容量ダイオードに供給される基準電圧を分圧調整して、制御電圧と周波数との関係の直線性を向上する電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御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】
【００１０】
本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法は、カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードのアノード側に、基準電圧発生源を接続するとともに、他方を開放した複数の抵抗を並列接続し、並列接続した複数の前記抵抗の他方を選択して接地したときの前記圧電振動片の周波数を測定し、この周波数測定結果に基づいて他方を接続する前記抵抗を決定することを特徴としている。
【００１１】
すなわち本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法は、可変容量ダイオードを介して圧電振動片に一方が接続する抵抗の他方を開放し、基準電圧を可変容量ダイオードに印加して、発振器出力信号の周波数を測定し、抵抗の他方をグランドに短絡し、この抵抗で分圧した基準電圧を可変容量ダイオードに印加して、発振器出力信号の周波数を測定し、これらの測定結果から可変容量ダイオードのアノード電圧を決定し、抵抗の他端をグランドに接続するか又は開放にするかを決め、この決定した前記抵抗の他端をグランドに接続することを特徴としている。また本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法は、可変容量ダイオードを介して圧電振動片に一方が接続する抵抗の他方をグランドに短絡したときの発振器出力信号の周波数を予め求め、可変容量ダイオードを介して圧電振動片に一方が接続する抵抗の他方を開放し、基準電圧を可変容量ダイオードに印加して、発振器出力信号の周波数を測定し、予め求めた結果および測定結果から可変容量ダイオードのアノード電圧を決定し、抵抗の他端をグランドに接続するか又は開放にするかを決め、この決定した前記抵抗の他端をグランドに接続することを特徴としている。
【００１２】
これにより抵抗に接続したパッドとグランドを接続又は開放するか決定でき、この決定に応じてパッドとグランドを接続又は開放すれば基準電圧を分圧調整でき、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更できる。よって制御電圧と周波数との関係の直線性を向上できる。
【００１３】
また本発明に係る電圧制御発振器は、カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードと、可変容量ダイオードのアノード側に直列接続した抵抗と、可変容量ダイオードのアノード側に一方が接続し、他方がパッドに接続した抵抗と、を備えたことを特徴としている。この場合、電圧制御発振器は、可変容量ダイオードのアノード側に一方が接続するとともに、他方がパッドに接続した抵抗を複数備えることができる。抵抗に接続したパッドをグランドに短絡し又は開放することで分圧比を調整できるので、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更でき、制御電圧と周波数との関係の直線性を向上できる。また抵抗にパッドを接続した簡単な回路で分圧比を調整できるので、電圧制御発振器の内部回路が複雑にならない。さらに発振回路の電源電圧の仕様にかかわらず同じ回路でアノード電圧を変更できるので、製造コストを低減できる。
【００１４】
また本発明に係る電圧制御発振器は、圧電振動片と、圧電振動片に一端（カソード側）が接続した可変容量ダイオードと、可変容量ダイオードの他端（アノード側）に接続した基準電圧発生源と、可変容量ダイオードの他端に一方が接続するとともに、他方がパッドに接続した抵抗と、圧電振動片、可変容量ダイオード、基準電圧発生源および抵抗を搭載し、パッドと短絡し又は開放するグランド用のボンディング電極を備えたパッケージと、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
抵抗に接続したパッドをグランドに短絡し又は開放することで、基準電圧発生源から出力される基準電圧を分圧調整でき、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更できる。このため制御電圧と周波数との関係の直線性を向上できる。また抵抗にパッドを接続した簡単な回路で分圧比を調整できるので、電圧制御発振器の内部回路が複雑にならない。さらに発振回路の電源電圧の仕様にかかわらず同じ回路でアノード電圧を変更できるので、製造コストを低減できる。
【００１６】
また本発明に係る電圧制御発振器は抵抗を複数備え、この各抵抗に接続したパッドのうちの少なくとも１つとグランド用のボンディング電極とをワイヤで導通し、または全てのパッドとグランド用のボンディング電極とをワイヤで導通せず開放にしたことを特徴としている。これにより可変容量ダイオードのアノード電圧を細かく設定できる。
【００１７】
そして前述した基準電圧発生源は、入力端子、出力端子およびコントロール端子を備え、可変容量ダイオードの他端とコントロール端子との間に、前述した抵抗の一方を接続したことを特徴としている。この場合、この抵抗の他方はパッドに接続している。基準電圧発生源を飽和電圧型レギュレータとした場合であっても、抵抗に接続したパッドをグランドに短絡し又は開放することで分圧比を調整できるので、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更できる。また抵抗にパッドを接続した簡単な回路で分圧比を調整できるので、電圧制御発振器の内部回路が複雑にならず、また発振回路の電源電圧の仕様にかかわらず同じ回路でアノード電圧を変更できるので、製造コストを低減できる。
【００１８】
また本発明に係る電圧制御発振器は、可変容量ダイオード、基準電圧発生源および抵抗をＩＣチップ内に搭載し、パッドをＩＣチップの主面に設けたことを特徴としている。これらの可変容量ダイオード等の回路を容易にパッケージに搭載でき、またこれらの可変容量ダイオード等の回路を小型化できる。よって電圧制御発振器の平面サイズを小型化でき、また低背化できる。
【００１９】
また本発明に係る電圧制御発振器は、可変容量ダイオードを複数備えたことを特徴としている。これにより制御電圧の可変範囲を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御発振器の最良の実施形態について説明する。図１は電圧制御発振器のブロック図である。電圧制御発振器１０は、圧電振動片１２、可変容量ダイオードＣｖ、発振回路１４、基準電圧発生源１６、複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５、バイパスコンデンサＣ、電源電圧端子Ｖｄｄ、制御端子Ｖｃおよびグランド端子２２を備えている。
【００２１】
圧電振動片１２は一定の周波数で発振する素子であり、例えばＡＴカット圧電基板等を用いた圧電振動片、音叉型圧電振動片または弾性表面波共振片であればよい。この圧電振動片１２に可変容量ダイオードＣｖのカソード側が接続するとともに、制御端子Ｖｃが接続している。また圧電振動片１２は、発振回路１４に接続している。この発振回路１４は、圧電振動片１２を発振させるものである。また電源電圧端子Ｖｄｄは、基準電圧発生源１６の入力側に接続している。この基準電圧発生源１６は、電源電圧を入力して基準電圧Ｖｒを出力する。
【００２２】
基準電圧発生源１６の出力側は、可変容量ダイオードＣｖのアノードに接続している。この基準電圧発生源１６と可変容量ダイオードＣｖの間には、第１抵抗Ｒ１が直列に接続している。また基準電圧発生源１６と可変容量ダイオードＣｖの間には、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５およびバイパスコンデンサＣが並列接続している。すなわち可変容量ダイオードＣｖのアノードは、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５およびバイパスコンデンサＣの各一方と接続している。そして第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３および第４抵抗Ｒ４の各他方はパッド１８に接続している。この第１ないし第４抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、基準電圧発生源１６から出力する基準電圧Ｖｒを分圧して、可変容量ダイオードＣｖのアノード側の電圧（アノード電圧Ｖａ）を調整するために設けてある。また第５抵抗Ｒ５およびバイパスコンデンサＣの各他方はグランド（ＧＮＤ）に接続している。
【００２３】
なお可変容量ダイオードＣｖ、発振回路１４、基準電圧発生源１６、第１ないし第５抵抗Ｒ１〜Ｒ５およびバイパスコンデンサＣは、集積化されてＩＣチップ２０にすることができる。そしてＩＣチップ２０にした場合、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続した各パッド１８、制御端子Ｖｃ、電源電圧端子Ｖｄｄ、グランド端子２２および圧電振動片１２と導通する端子（図示せず）をＩＣチップ２０の主面に設ければよい。
【００２４】
図２は電圧制御発振器の平面図である。なお図２では、パッケージベースの上面に接合する蓋体や、パッケージベースに固着した圧電振動片の記載を省略している。電圧制御発振器１０は、パッケージ３０を備えている。このパッケージ３０は、パッケージベース３２と前記蓋体を備えている。パッケージベース３２は、圧電振動片１２やＩＣチップ２０を搭載するために、上方に向けて開口した凹陥部３４を備えている。この凹陥部３４は、側面を階段状に形成した階段部を備えている。この階段部は２段あり、下側が第１階段部３６、上側が第２階段部３８になっている。この第１階段部３６の上面にボンディング電極４０を複数設けている。そして複数のボンディング電極４０のうちの１つ（グランド用のボンディング電極４０ａ）は、パッケージベース３２の裏面に設けたグランド用の外部端子（図示せず）に導通している。またボンディング電極４０には、このグランド機能の他に、圧電振動片１２に電気信号を供給する機能や圧電振動片１２から出力された信号を入力する機能、電源電圧をＩＣチップ２０に供給する機能、ＩＣチップ２０から出力された信号を受ける機能、制御電圧をＩＣチップ２０に供給する機能等が割り当てられている。
【００２５】
また第２階段部３８の上面にマウント電極４２を複数設けている。このマウント電極４２は、圧電振動片１２をパッケージベース３２に搭載したときに、圧電振動片１２と接合する箇所である。そしてマウント電極４２は、ボンディング電極４０とそれぞれ導通している。すなわちマウント電極４２は、圧電振動片１２に電気信号を供給する機能が割り当てられたボンディング電極４０、および圧電振動片１２から出力された信号を入力する機能が割り当てられたボンディング電極４０と１対１に導通している。
【００２６】
このようなパッケージベース３２の底面にＩＣチップ２０が固着している。ＩＣチップ２０の主面は上方に向いており、ＩＣチップ２０に設けられた前述した各端子とボンディング電極４０にワイヤ４４が接合して、これらが導通している。なおワイヤ４４は、ＩＣチップ２０に設けられた各端子の機能とボンディング電極４０に割り当てられた機能とが一致するようにボンディングされている。例えば、ＩＣチップ２０の制御端子Ｖｃと、ＩＣチップ２０に制御電圧を供給する機能が割り当てられたボンディング電極４０ｂとにワイヤ４４をボンディングして、これらが導通している。
【００２７】
また少なくともいずれか１つのパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａとにワイヤ４４をボンディングすることで、基準電圧Ｖｒを分圧してアノード電圧Ｖａを設定し、または全てのパッド１８にワイヤ４４をボンディングしないで、基準電圧Ｖｒを分圧してアノード電圧Ｖａを設定している。すなわち第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の他端をグランドに適宜接続することにより、またはグランドに接続しないことにより、第１ないし第４抵抗Ｒ１〜Ｒ４で分圧比を調整して、アノード電圧Ｖａを変更している。
【００２８】
そしてアノード電圧Ｖａが変わる範囲（設定範囲）の一例は、次のようになっている。図３はアノード電圧Ｖａの設定範囲の一例を示す説明図である。ここで図３（Ａ）は電圧制御発振器の一部を示すブロック図であり、図３（Ｂ）は各パッドを選択してグランド用のボンディング電極と導通したときのアノード電圧Ｖａを示している。なお図３に例示する場合では、第１抵抗Ｒ１は５０ｋΩ、第２抵抗Ｒ２は５０ｋΩ、第３抵抗Ｒ３は２０ｋΩ、第４抵抗Ｒ４は１２ｋΩ、第５抵抗Ｒ５は１ｋΩ、基準電圧Ｖｒは１Ｖとなっている。第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続する全てのパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通しない（全て開放）場合は、図３（Ｂ）に示すようにアノード電圧Ｖａは０．０２Ｖとなる。また図３（Ａ）に示すように、第４抵抗Ｒ４に接続するパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａをワイヤ４４で導通し（短絡）、第２抵抗Ｒ２および第３抵抗Ｒ３に接続するパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通しない（開放）の場合は、図３（Ｂ）に示すようにアノード電圧Ｖａは０．２Ｖとなる。そして第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続するパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通し又は導通しなかったときのアノード電圧Ｖａは、図３（Ｂ）に示すように０．０２Ｖから０．６２Ｖまでの範囲で変化する。このため、この設定範囲内でアノード電圧Ｖａを決定すればよい。
【００２９】
なお各抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値やアノード電圧Ｖａの設定範囲は、図３に例示する場合に限定されない。すなわち各抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値を変えれば、アノード電圧Ｖａの設定範囲を任意に設定できる。またパッド１８が接続した抵抗Ｒ２〜Ｒ４の数は３つに限定されない。すなわちパッド１８が接続した抵抗の数を変えても、アノード電圧Ｖａの設定範囲を任意に設定できる。
【００３０】
次に、電圧制御発振器１０の製造方法およびアノード電圧Ｖａの決定方法について説明する。まずパッケージベース３２（凹陥部３４）の底面にＩＣチップ２０を搭載する。そして各端子２２，Ｖｃ，Ｖｄｄとボンディング電極４０にワイヤ４４をボンディングして、これらを導通する。またマウント電極４２の上に圧電振動片１２を搭載して、これらを導通する。この後、アノード電圧Ｖａを決定する。
【００３１】
具体的には、まず第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の他端を開放にした状態でＩＣチップ２０に電源電圧を供給し、電圧制御発振器１０から出力する信号（発振器出力信号）の周波数を測定する。そしてグランドに接続している短絡用プローブを、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続したパッド１８のうち少なくとも１つに接触させる。これにより第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つがグランドに接続するので、基準電圧発生源１６から出力される基準電圧Ｖｒが分圧されて、可変容量ダイオードＣｖのアノード電圧Ｖａが変化する。そしてＩＣチップ２０に電源電圧を供給し、発振器出力信号の周波数を測定する。これらの測定結果から、発振器出力信号の周波数変化がわかるので、グランド用のボンディング電極４０ａに接続すべきパッド１８を決定する。なお場合によっては、測定の結果からグランド用のボンディング電極４０ａとパッド１８を接続しないと決定することもできる。この後、この決定結果に基づいて接続すべきパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａにワイヤ４４をボンディングして導通し、またはワイヤ４４をボンディングすることなくそのまま開放しておく。このようなアノード電圧Ｖａの決定方法により、アノード電圧Ｖａを微調整できる。
【００３２】
そしてパッケージベース３２の上面に前記蓋体を接合して、圧電振動片１２やＩＣチップ２０を気密封止する。これにより圧電振動片１２およびＩＣチップ２０等をパッケージ３０に搭載した電圧制御発振器１０が得られる。
【００３３】
またアノード電圧Ｖａの決定方法には、前述した決定方法とは別の方法を用いることができる。まず各パッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通したときの、発振器出力信号の周波数を予めシミュレーションしておく。そして電圧制御発振器１０の製造時において、パッケージベース３２（凹陥部３４）の底面にＩＣチップ２０を搭載して、各端子２２，Ｖｃ，Ｖｄｄとボンディング電極４０にワイヤ４４をボンディングするとともに、マウント電極４２の上に圧電振動片１２を搭載した後、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の他端を開放にした状態でＩＣチップ２０に電源電圧を供給し、発振器出力信号の周波数を測定する。この測定の結果とシミュレーションの結果から、発振器出力信号の周波数変化を予測して、グランド用のボンディング電極４０ａに接続すべきパッド１８を決定し、またはグランド用のボンディング電極４０ａにパッド１８を接続しないと決定する。この後、この決定結果に基づいて接続すべきパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａにワイヤ４４をボンディングして導通し、またはワイヤ４４をボンディングすることなくそのまま開放にしておく。このような調整方法により、アノード電圧Ｖａを調整できる。
【００３４】
このようにして製造された電圧制御発振器１０は、次のように動作する。電源電圧端子Ｖｄｄから入力された電源電圧を基準電圧発生源１６に供給する。基準電圧発生源１６から出力する基準電圧Ｖｒを第１ないし第４抵抗Ｒ１〜Ｒ４で分圧して、所定のアノード電圧Ｖａにする。そして制御端子Ｖｃから前記Ｖａと均しい制御電圧を入力すれば、可変容量ダイオードＣｖのアノードとカソード間の電圧が零ボルトになる。これにより電圧と容量の関係においては、容量変化が大きくて直線性の高い領域も使用するので、中心電圧よりも高電圧側と中心電圧よりも低電圧側で容量変化をほぼ均等にすることができる。このことから、制御電圧と周波数偏差との関係を示す周波数可変特性においても、制御電圧の中心電圧付近において周波数偏差がほぼ直線的に変化し、可変バランスが良好になる。
【００３５】
また可変容量ダイオードＣｖのアノード電圧Ｖａを調整すると、中心電圧も変化する。図４は周波数偏差と制御電圧との関係を示す図である。このため電源電圧の仕様が異なる電圧制御発振器１０であっても、図４に示すようにアノード電圧Ｖａを調整すると中心電圧Ｖ０が高電圧側に移動して、電源電圧の仕様にかかわらず中心電圧Ｖ０よりも高電圧側の周波数可変範囲Ａと、中心電圧Ｖ０よりも低電圧側の周波数可変範囲Ｂが同等になる。
【００３６】
このような電圧制御発振器１０及びこれの基準電圧調整方法によれば、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続したパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａとを導通し又は導通しないことにより基準電圧Ｖｒの分圧比を変え、アノード電圧Ｖａを変更できる。そしてパッド１８が接続した抵抗Ｒ２〜Ｒ４は簡単な回路構成なので、電圧制御発振器１０の内部回路が複雑になることはない。
【００３７】
このアノード電圧Ｖａの変更は、可変容量ダイオードＣｖのバラツキや発振回路１４の電源電圧の仕様にかかわらず同一の回路構成、すなわちパッド１８が接続した抵抗回路で行える。このため発振回路１４の電源電圧の仕様毎に定電圧値を設定した回路を設計し、用意する必要がないので、製造コストを低減できる。
【００３８】
そしてアノード電圧Ｖａを変更することで制御電圧の可変範囲で変化する周波数の直線性を向上でき、中心電圧よりも高電圧側と中心電圧よりも低電圧側で良好な周波数の可変バランスが得られる。なお基準電圧Ｖｒの分圧比の変更はワイヤボンディングにより容易に行えるので、外部からの複雑なＩＣリモートが不要である。
【００３９】
なお前述した実施形態では、圧電振動片１２に１つの可変容量ダイオードＣｖが接続した形態であるが、本発明はこの形態に限定されることはない。図５は複数の可変容量ダイオードを備えた電圧制御発振器のブロック図である。すなわち図５に示すように、２つの可変容量ダイオードＣｖ１，Ｃｖ２のカソードを圧電振動片１２に接続するとともに、アノードを第１ないし第５抵抗Ｒ１〜Ｒ５等に接続すれば、制御電圧の可変範囲を広くできる。なお３つ以上の可変容量ダイオードを圧電振動片１２に接続することもできる。また複数の可変容量ダイオードを並列接続するばかりでなく、直列接続してもよい。さらに可変容量ダイオードのアノードに接続する第５抵抗Ｒ５をコンデンサにしてもよい。
【００４０】
また前述した実施形態の基準電圧発生源１６を飽和電圧型レギュレータとしてもよい。図６は基準電圧発生源を飽和電圧型レギュレータとした場合の電圧制御発振器の説明図である。この基準電圧発生源１６（飽和電圧型レギュレータ）の入力側は電源電圧端子Ｖｄｄに接続するとともに、出力側は可変容量ダイオードＣｖのアノードに接続している。また基準電圧発生源１６のコントロール端子４８には、第６抵抗Ｒ６、第７抵抗Ｒ７、第８抵抗Ｒ８、第９抵抗Ｒ９、第１０抵抗Ｒ１０の一端が接続している。そして第７ないし第９抵抗Ｒ７〜Ｒ９の他端にパッド１８がそれぞれ接続している。また第６抵抗Ｒ６の他端はグランドに接続している。さらに第１０抵抗Ｒ１０の他端は、基準電圧発生源１６の出力側と可変容量ダイオードＣｖのアノードに接続している。そしてこのような形態であっても、複数のパッド１８のうちの少なくとも１つにワイヤをボンディングしてグランドに接続し、または全てのパッド１８にワイヤをボンディングしないで開放にして、可変容量ダイオードＣｖのアノード電圧Ｖａを変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】電圧制御発振器のブロック図である。
【図２】電圧制御発振器の平面図である。
【図３】アノード電圧Ｖａの設定範囲の一例を示す説明図である。
【図４】周波数偏差と制御電圧との関係を示す図である。
【図５】複数の可変容量ダイオードを備えた電圧制御発振器のブロック図である。
【図６】基準電圧発生源を飽和電圧型レギュレータとした場合の電圧制御発振器の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【図８】従来技術に係る電圧制御発振器の周波数偏差と制御電圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０………電圧制御発振器、１２………圧電振動片、１４………発振回路、１６………基準電圧発生源、１８………パッド、２０………ＩＣチップ、３０………パッケージ、４４………ワイヤ、Ｃｖ………可変容量ダイオード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧制御発振器は、圧電振動片に可変容量ダイオードを接続し、制御端子から制御電圧を印加することにより可変容量ダイオードの容量を変化させて、発振周波数を変化させている。この可変容量ダイオードは、アノードとカソードの間に逆方向電圧をかけた場合に、この逆方向電圧の変化によってｐｎ接合の空乏層容量が変化することを利用している。
【０００３】
図７は従来技術の説明図である。ここで図７（Ａ）は従来技術に係る電圧制御発振器の概略ブロック図、図７（Ｂ）は可変容量ダイオードにおける電圧と容量の関係を示す図である。電圧制御発振器１は、前述した圧電振動片２および可変容量ダイオードＣｖに加えて、圧電振動片２を発振させる回路（発振回路３）を備えている。この電圧制御発振器１の制御端子に補償電圧発生器４（制御回路）が接続している。この補償電圧発生器４は、制御端子に制御電圧Ｖｓを出力しており、単電源の集積回路（ＩＣ）を使うことが多い。
【０００４】
ところがこの場合では、補償電圧発生器４から出力される制御電圧Ｖｓの最低電圧が０Ｖにならず、０．６Ｖ程度になっている。そして可変容量ダイオードＣｖのアノードとカソードとの間にかかる最低電圧が約０．６Ｖになるので、図７（Ｂ）において矢印Ｃで示す部分、すなわち電圧と容量の関係において容量変化が大きい領域を使用することができなかった。
【０００５】
このため特許文献１に開示された発明は、可変容量ダイオードの電圧を零ボルトから使用するために、可変容量ダイオードに定電圧を印加してアノードの電圧を上げ、アノードとカソードの差電圧を零ボルトにして、可変容量ダイオードの最大容量値を得るとともに、差電圧が零近傍の直線性の高い部分をも制御できるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１５１２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した可変容量ダイオードは、この素子毎にバラツキを有しているために、アノードとカソードの間に同じの電圧をかけても同じ容量値になるとは限らない。このため特許文献１に開示された発明では、可変容量ダイオードの容量変化の最も直線性の良い部分を使用するために、可変容量ダイオード毎のバラツキに応じて電圧制御発振器毎に定電圧値を設定しなければならない。ところが特許文献１に開示された発明では、この設定のために調整回路が必要になり、電圧制御発振器内の回路が複雑になってしまう。
【０００７】
また発振回路には、電源電圧の仕様が異なるものがある。例えば電源電圧の仕様には、３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．８Ｖがある。図８は従来技術に係る電圧制御発振器の周波数偏差と制御電圧の関係を示す図である。ここで図８（Ａ）と図８（Ｂ）は同じ特性であるが、異なる電源電圧の仕様になっているので、制御電圧の可変範囲が異なっている。図８（Ａ）に示すような制御電圧の可変範囲が広い（電源電圧が高い）電圧制御発振器では、制御電圧の中心値（中心電圧Ｖ０）よりも高電圧側の周波数可変範囲と、中心電圧よりも低電圧側の周波数可変範囲が同等になっている。他方、図８（Ｂ）に示すような制御電圧の可変範囲が狭い（電源電圧が低い）電圧制御発振器では、中心電圧Ｖ０よりも高電圧側の周波数可変範囲Ｄと、中心電圧Ｖ０よりも低電圧側の周波数可変範囲Ｅが異なってしまう。
【０００８】
そして図８（Ｂ）に示すような周波数可変範囲の違いを是正して、中心電圧よりも高電圧側と低電圧側の周波数可変範囲を同等にするためには、発振回路の電源電圧に応じて中心電圧Ｖ０を変更すればよい。すなわち電源電圧の仕様に応じて可変容量ダイオードのアノード側に電圧を印加し、中心電圧Ｖ０を変更すればよい。ところが特許文献１に開示された発明では、中心電圧を変更するために、可変容量ダイオードに定電圧を印加する回路を電源電圧の仕様に応じて複数設計し、用意しなければならず、製造コストが増大してしまう。
【０００９】
本発明は、可変容量ダイオードに供給される基準電圧を分圧調整して、制御電圧と周波数との関係の直線性を向上する電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御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】
【００１０】
本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法は、カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードのアノード側に、基準電圧発生源を接続するとともに、他方を開放した複数の抵抗を並列接続し、並列接続した複数の前記抵抗の他方を選択して接地したときの前記圧電振動片の周波数を測定し、この周波数測定結果に基づいて他方を接続する前記抵抗を決定することを特徴としている。
【００１１】
すなわち本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法は、可変容量ダイオードを介して圧電振動片に一方が接続する抵抗の他方を開放し、基準電圧を可変容量ダイオードに印加して、発振器出力信号の周波数を測定し、抵抗の他方をグランドに短絡し、この抵抗で分圧した基準電圧を可変容量ダイオードに印加して、発振器出力信号の周波数を測定し、これらの測定結果から可変容量ダイオードのアノード電圧を決定し、抵抗の他端をグランドに接続するか又は開放にするかを決め、この決定した前記抵抗の他端をグランドに接続することを特徴としている。また本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法は、可変容量ダイオードを介して圧電振動片に一方が接続する抵抗の他方をグランドに短絡したときの発振器出力信号の周波数を予め求め、可変容量ダイオードを介して圧電振動片に一方が接続する抵抗の他方を開放し、基準電圧を可変容量ダイオードに印加して、発振器出力信号の周波数を測定し、予め求めた結果および測定結果から可変容量ダイオードのアノード電圧を決定し、抵抗の他端をグランドに接続するか又は開放にするかを決め、この決定した前記抵抗の他端をグランドに接続することを特徴としている。
【００１２】
これにより抵抗に接続したパッドとグランドを接続又は開放するか決定でき、この決定に応じてパッドとグランドを接続又は開放すれば基準電圧を分圧調整でき、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更できる。よって制御電圧と周波数との関係の直線性を向上できる。
【００１３】
また本発明に係る電圧制御発振器は、カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードと、可変容量ダイオードのアノード側に直列接続した抵抗と、可変容量ダイオードのアノード側に一方が接続し、他方がパッドに接続した抵抗と、を備えたことを特徴としている。この場合、電圧制御発振器は、可変容量ダイオードのアノード側に一方が接続するとともに、他方がパッドに接続した抵抗を複数備えることができる。抵抗に接続したパッドをグランドに短絡し又は開放することで分圧比を調整できるので、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更でき、制御電圧と周波数との関係の直線性を向上できる。また抵抗にパッドを接続した簡単な回路で分圧比を調整できるので、電圧制御発振器の内部回路が複雑にならない。さらに発振回路の電源電圧の仕様にかかわらず同じ回路でアノード電圧を変更できるので、製造コストを低減できる。
【００１４】
また本発明に係る電圧制御発振器は、圧電振動片と、圧電振動片に一端（カソード側）が接続した可変容量ダイオードと、可変容量ダイオードの他端（アノード側）に接続した基準電圧発生源と、可変容量ダイオードの他端に一方が接続するとともに、他方がパッドに接続した抵抗と、圧電振動片、可変容量ダイオード、基準電圧発生源および抵抗を搭載し、パッドと短絡し又は開放するグランド用のボンディング電極を備えたパッケージと、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
抵抗に接続したパッドをグランドに短絡し又は開放することで、基準電圧発生源から出力される基準電圧を分圧調整でき、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更できる。このため制御電圧と周波数との関係の直線性を向上できる。また抵抗にパッドを接続した簡単な回路で分圧比を調整できるので、電圧制御発振器の内部回路が複雑にならない。さらに発振回路の電源電圧の仕様にかかわらず同じ回路でアノード電圧を変更できるので、製造コストを低減できる。
【００１６】
また本発明に係る電圧制御発振器は抵抗を複数備え、この各抵抗に接続したパッドのうちの少なくとも１つとグランド用のボンディング電極とをワイヤで導通し、または全てのパッドとグランド用のボンディング電極とをワイヤで導通せず開放にしたことを特徴としている。これにより可変容量ダイオードのアノード電圧を細かく設定できる。
【００１７】
そして前述した基準電圧発生源は、入力端子、出力端子およびコントロール端子を備え、可変容量ダイオードの他端とコントロール端子との間に、前述した抵抗の一方を接続したことを特徴としている。この場合、この抵抗の他方はパッドに接続している。基準電圧発生源を飽和電圧型レギュレータとした場合であっても、抵抗に接続したパッドをグランドに短絡し又は開放することで分圧比を調整できるので、可変容量ダイオードのアノード電圧を変更できる。また抵抗にパッドを接続した簡単な回路で分圧比を調整できるので、電圧制御発振器の内部回路が複雑にならず、また発振回路の電源電圧の仕様にかかわらず同じ回路でアノード電圧を変更できるので、製造コストを低減できる。
【００１８】
また本発明に係る電圧制御発振器は、可変容量ダイオード、基準電圧発生源および抵抗をＩＣチップ内に搭載し、パッドをＩＣチップの主面に設けたことを特徴としている。これらの可変容量ダイオード等の回路を容易にパッケージに搭載でき、またこれらの可変容量ダイオード等の回路を小型化できる。よって電圧制御発振器の平面サイズを小型化でき、また低背化できる。
【００１９】
また本発明に係る電圧制御発振器は、可変容量ダイオードを複数備えたことを特徴としている。これにより制御電圧の可変範囲を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る電圧制御発振器の基準電圧調整方法および電圧制御発振器の最良の実施形態について説明する。図１は電圧制御発振器のブロック図である。電圧制御発振器１０は、圧電振動片１２、可変容量ダイオードＣｖ、発振回路１４、基準電圧発生源１６、複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５、バイパスコンデンサＣ、電源電圧端子Ｖｄｄ、制御端子Ｖｃおよびグランド端子２２を備えている。
【００２１】
圧電振動片１２は一定の周波数で発振する素子であり、例えばＡＴカット圧電基板等を用いた圧電振動片、音叉型圧電振動片または弾性表面波共振片であればよい。この圧電振動片１２に可変容量ダイオードＣｖのカソード側が接続するとともに、制御端子Ｖｃが接続している。また圧電振動片１２は、発振回路１４に接続している。この発振回路１４は、圧電振動片１２を発振させるものである。また電源電圧端子Ｖｄｄは、基準電圧発生源１６の入力側に接続している。この基準電圧発生源１６は、電源電圧を入力して基準電圧Ｖｒを出力する。
【００２２】
基準電圧発生源１６の出力側は、可変容量ダイオードＣｖのアノードに接続している。この基準電圧発生源１６と可変容量ダイオードＣｖの間には、第１抵抗Ｒ１が直列に接続している。また基準電圧発生源１６と可変容量ダイオードＣｖの間には、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５およびバイパスコンデンサＣが並列接続している。すなわち可変容量ダイオードＣｖのアノードは、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第５抵抗Ｒ５およびバイパスコンデンサＣの各一方と接続している。そして第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３および第４抵抗Ｒ４の各他方はパッド１８に接続している。この第１ないし第４抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、基準電圧発生源１６から出力する基準電圧Ｖｒを分圧して、可変容量ダイオードＣｖのアノード側の電圧（アノード電圧Ｖａ）を調整するために設けてある。また第５抵抗Ｒ５およびバイパスコンデンサＣの各他方はグランド（ＧＮＤ）に接続している。
【００２３】
なお可変容量ダイオードＣｖ、発振回路１４、基準電圧発生源１６、第１ないし第５抵抗Ｒ１〜Ｒ５およびバイパスコンデンサＣは、集積化されてＩＣチップ２０にすることができる。そしてＩＣチップ２０にした場合、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続した各パッド１８、制御端子Ｖｃ、電源電圧端子Ｖｄｄ、グランド端子２２および圧電振動片１２と導通する端子（図示せず）をＩＣチップ２０の主面に設ければよい。
【００２４】
図２は電圧制御発振器の平面図である。なお図２では、パッケージベースの上面に接合する蓋体や、パッケージベースに固着した圧電振動片の記載を省略している。電圧制御発振器１０は、パッケージ３０を備えている。このパッケージ３０は、パッケージベース３２と前記蓋体を備えている。パッケージベース３２は、圧電振動片１２やＩＣチップ２０を搭載するために、上方に向けて開口した凹陥部３４を備えている。この凹陥部３４は、側面を階段状に形成した階段部を備えている。この階段部は２段あり、下側が第１階段部３６、上側が第２階段部３８になっている。この第１階段部３６の上面にボンディング電極４０を複数設けている。そして複数のボンディング電極４０のうちの１つ（グランド用のボンディング電極４０ａ）は、パッケージベース３２の裏面に設けたグランド用の外部端子（図示せず）に導通している。またボンディング電極４０には、このグランド機能の他に、圧電振動片１２に電気信号を供給する機能や圧電振動片１２から出力された信号を入力する機能、電源電圧をＩＣチップ２０に供給する機能、ＩＣチップ２０から出力された信号を受ける機能、制御電圧をＩＣチップ２０に供給する機能等が割り当てられている。
【００２５】
また第２階段部３８の上面にマウント電極４２を複数設けている。このマウント電極４２は、圧電振動片１２をパッケージベース３２に搭載したときに、圧電振動片１２と接合する箇所である。そしてマウント電極４２は、ボンディング電極４０とそれぞれ導通している。すなわちマウント電極４２は、圧電振動片１２に電気信号を供給する機能が割り当てられたボンディング電極４０、および圧電振動片１２から出力された信号を入力する機能が割り当てられたボンディング電極４０と１対１に導通している。
【００２６】
このようなパッケージベース３２の底面にＩＣチップ２０が固着している。ＩＣチップ２０の主面は上方に向いており、ＩＣチップ２０に設けられた前述した各端子とボンディング電極４０にワイヤ４４が接合して、これらが導通している。なおワイヤ４４は、ＩＣチップ２０に設けられた各端子の機能とボンディング電極４０に割り当てられた機能とが一致するようにボンディングされている。例えば、ＩＣチップ２０の制御端子Ｖｃと、ＩＣチップ２０に制御電圧を供給する機能が割り当てられたボンディング電極４０ｂとにワイヤ４４をボンディングして、これらが導通している。
【００２７】
また少なくともいずれか１つのパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａとにワイヤ４４をボンディングすることで、基準電圧Ｖｒを分圧してアノード電圧Ｖａを設定し、または全てのパッド１８にワイヤ４４をボンディングしないで、基準電圧Ｖｒを分圧してアノード電圧Ｖａを設定している。すなわち第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の他端をグランドに適宜接続することにより、またはグランドに接続しないことにより、第１ないし第４抵抗Ｒ１〜Ｒ４で分圧比を調整して、アノード電圧Ｖａを変更している。
【００２８】
そしてアノード電圧Ｖａが変わる範囲（設定範囲）の一例は、次のようになっている。図３はアノード電圧Ｖａの設定範囲の一例を示す説明図である。ここで図３（Ａ）は電圧制御発振器の一部を示すブロック図であり、図３（Ｂ）は各パッドを選択してグランド用のボンディング電極と導通したときのアノード電圧Ｖａを示している。なお図３に例示する場合では、第１抵抗Ｒ１は５０ｋΩ、第２抵抗Ｒ２は５０ｋΩ、第３抵抗Ｒ３は２０ｋΩ、第４抵抗Ｒ４は１２ｋΩ、第５抵抗Ｒ５は１ｋΩ、基準電圧Ｖｒは１Ｖとなっている。第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続する全てのパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通しない（全て開放）場合は、図３（Ｂ）に示すようにアノード電圧Ｖａは０．０２Ｖとなる。また図３（Ａ）に示すように、第４抵抗Ｒ４に接続するパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａをワイヤ４４で導通し（短絡）、第２抵抗Ｒ２および第３抵抗Ｒ３に接続するパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通しない（開放）の場合は、図３（Ｂ）に示すようにアノード電圧Ｖａは０．２Ｖとなる。そして第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続するパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通し又は導通しなかったときのアノード電圧Ｖａは、図３（Ｂ）に示すように０．０２Ｖから０．６２Ｖまでの範囲で変化する。このため、この設定範囲内でアノード電圧Ｖａを決定すればよい。
【００２９】
なお各抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値やアノード電圧Ｖａの設定範囲は、図３に例示する場合に限定されない。すなわち各抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値を変えれば、アノード電圧Ｖａの設定範囲を任意に設定できる。またパッド１８が接続した抵抗Ｒ２〜Ｒ４の数は３つに限定されない。すなわちパッド１８が接続した抵抗の数を変えても、アノード電圧Ｖａの設定範囲を任意に設定できる。
【００３０】
次に、電圧制御発振器１０の製造方法およびアノード電圧Ｖａの決定方法について説明する。まずパッケージベース３２（凹陥部３４）の底面にＩＣチップ２０を搭載する。そして各端子２２，Ｖｃ，Ｖｄｄとボンディング電極４０にワイヤ４４をボンディングして、これらを導通する。またマウント電極４２の上に圧電振動片１２を搭載して、これらを導通する。この後、アノード電圧Ｖａを決定する。
【００３１】
具体的には、まず第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の他端を開放にした状態でＩＣチップ２０に電源電圧を供給し、電圧制御発振器１０から出力する信号（発振器出力信号）の周波数を測定する。そしてグランドに接続している短絡用プローブを、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続したパッド１８のうち少なくとも１つに接触させる。これにより第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の少なくとも１つがグランドに接続するので、基準電圧発生源１６から出力される基準電圧Ｖｒが分圧されて、可変容量ダイオードＣｖのアノード電圧Ｖａが変化する。そしてＩＣチップ２０に電源電圧を供給し、発振器出力信号の周波数を測定する。これらの測定結果から、発振器出力信号の周波数変化がわかるので、グランド用のボンディング電極４０ａに接続すべきパッド１８を決定する。なお場合によっては、測定の結果からグランド用のボンディング電極４０ａとパッド１８を接続しないと決定することもできる。この後、この決定結果に基づいて接続すべきパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａにワイヤ４４をボンディングして導通し、またはワイヤ４４をボンディングすることなくそのまま開放しておく。このようなアノード電圧Ｖａの決定方法により、アノード電圧Ｖａを微調整できる。
【００３２】
そしてパッケージベース３２の上面に前記蓋体を接合して、圧電振動片１２やＩＣチップ２０を気密封止する。これにより圧電振動片１２およびＩＣチップ２０等をパッケージ３０に搭載した電圧制御発振器１０が得られる。
【００３３】
またアノード電圧Ｖａの決定方法には、前述した決定方法とは別の方法を用いることができる。まず各パッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａを導通したときの、発振器出力信号の周波数を予めシミュレーションしておく。そして電圧制御発振器１０の製造時において、パッケージベース３２（凹陥部３４）の底面にＩＣチップ２０を搭載して、各端子２２，Ｖｃ，Ｖｄｄとボンディング電極４０にワイヤ４４をボンディングするとともに、マウント電極４２の上に圧電振動片１２を搭載した後、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４の他端を開放にした状態でＩＣチップ２０に電源電圧を供給し、発振器出力信号の周波数を測定する。この測定の結果とシミュレーションの結果から、発振器出力信号の周波数変化を予測して、グランド用のボンディング電極４０ａに接続すべきパッド１８を決定し、またはグランド用のボンディング電極４０ａにパッド１８を接続しないと決定する。この後、この決定結果に基づいて接続すべきパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａにワイヤ４４をボンディングして導通し、またはワイヤ４４をボンディングすることなくそのまま開放にしておく。このような調整方法により、アノード電圧Ｖａを調整できる。
【００３４】
このようにして製造された電圧制御発振器１０は、次のように動作する。電源電圧端子Ｖｄｄから入力された電源電圧を基準電圧発生源１６に供給する。基準電圧発生源１６から出力する基準電圧Ｖｒを第１ないし第４抵抗Ｒ１〜Ｒ４で分圧して、所定のアノード電圧Ｖａにする。そして制御端子Ｖｃから前記Ｖａと均しい制御電圧を入力すれば、可変容量ダイオードＣｖのアノードとカソード間の電圧が零ボルトになる。これにより電圧と容量の関係においては、容量変化が大きくて直線性の高い領域も使用するので、中心電圧よりも高電圧側と中心電圧よりも低電圧側で容量変化をほぼ均等にすることができる。このことから、制御電圧と周波数偏差との関係を示す周波数可変特性においても、制御電圧の中心電圧付近において周波数偏差がほぼ直線的に変化し、可変バランスが良好になる。
【００３５】
また可変容量ダイオードＣｖのアノード電圧Ｖａを調整すると、中心電圧も変化する。図４は周波数偏差と制御電圧との関係を示す図である。このため電源電圧の仕様が異なる電圧制御発振器１０であっても、図４に示すようにアノード電圧Ｖａを調整すると中心電圧Ｖ０が高電圧側に移動して、電源電圧の仕様にかかわらず中心電圧Ｖ０よりも高電圧側の周波数可変範囲Ａと、中心電圧Ｖ０よりも低電圧側の周波数可変範囲Ｂが同等になる。
【００３６】
このような電圧制御発振器１０及びこれの基準電圧調整方法によれば、第２ないし第４抵抗Ｒ２〜Ｒ４に接続したパッド１８とグランド用のボンディング電極４０ａとを導通し又は導通しないことにより基準電圧Ｖｒの分圧比を変え、アノード電圧Ｖａを変更できる。そしてパッド１８が接続した抵抗Ｒ２〜Ｒ４は簡単な回路構成なので、電圧制御発振器１０の内部回路が複雑になることはない。
【００３７】
このアノード電圧Ｖａの変更は、可変容量ダイオードＣｖのバラツキや発振回路１４の電源電圧の仕様にかかわらず同一の回路構成、すなわちパッド１８が接続した抵抗回路で行える。このため発振回路１４の電源電圧の仕様毎に定電圧値を設定した回路を設計し、用意する必要がないので、製造コストを低減できる。
【００３８】
そしてアノード電圧Ｖａを変更することで制御電圧の可変範囲で変化する周波数の直線性を向上でき、中心電圧よりも高電圧側と中心電圧よりも低電圧側で良好な周波数の可変バランスが得られる。なお基準電圧Ｖｒの分圧比の変更はワイヤボンディングにより容易に行えるので、外部からの複雑なＩＣリモートが不要である。
【００３９】
なお前述した実施形態では、圧電振動片１２に１つの可変容量ダイオードＣｖが接続した形態であるが、本発明はこの形態に限定されることはない。図５は複数の可変容量ダイオードを備えた電圧制御発振器のブロック図である。すなわち図５に示すように、２つの可変容量ダイオードＣｖ１，Ｃｖ２のカソードを圧電振動片１２に接続するとともに、アノードを第１ないし第５抵抗Ｒ１〜Ｒ５等に接続すれば、制御電圧の可変範囲を広くできる。なお３つ以上の可変容量ダイオードを圧電振動片１２に接続することもできる。また複数の可変容量ダイオードを並列接続するばかりでなく、直列接続してもよい。さらに可変容量ダイオードのアノードに接続する第５抵抗Ｒ５をコンデンサにしてもよい。
【００４０】
また前述した実施形態の基準電圧発生源１６を飽和電圧型レギュレータとしてもよい。図６は基準電圧発生源を飽和電圧型レギュレータとした場合の電圧制御発振器の説明図である。この基準電圧発生源１６（飽和電圧型レギュレータ）の入力側は電源電圧端子Ｖｄｄに接続するとともに、出力側は可変容量ダイオードＣｖのアノードに接続している。また基準電圧発生源１６のコントロール端子４８には、第６抵抗Ｒ６、第７抵抗Ｒ７、第８抵抗Ｒ８、第９抵抗Ｒ９、第１０抵抗Ｒ１０の一端が接続している。そして第７ないし第９抵抗Ｒ７〜Ｒ９の他端にパッド１８がそれぞれ接続している。また第６抵抗Ｒ６の他端はグランドに接続している。さらに第１０抵抗Ｒ１０の他端は、基準電圧発生源１６の出力側と可変容量ダイオードＣｖのアノードに接続している。そしてこのような形態であっても、複数のパッド１８のうちの少なくとも１つにワイヤをボンディングしてグランドに接続し、または全てのパッド１８にワイヤをボンディングしないで開放にして、可変容量ダイオードＣｖのアノード電圧Ｖａを変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】電圧制御発振器のブロック図である。
【図２】電圧制御発振器の平面図である。
【図３】アノード電圧Ｖａの設定範囲の一例を示す説明図である。
【図４】周波数偏差と制御電圧との関係を示す図である。
【図５】複数の可変容量ダイオードを備えた電圧制御発振器のブロック図である。
【図６】基準電圧発生源を飽和電圧型レギュレータとした場合の電圧制御発振器の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【図８】従来技術に係る電圧制御発振器の周波数偏差と制御電圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０………電圧制御発振器、１２………圧電振動片、１４………発振回路、１６………基準電圧発生源、１８………パッド、２０………ＩＣチップ、３０………パッケージ、４４………ワイヤ、Ｃｖ………可変容量ダイオード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードのアノード側に、基準電圧発生源を接続するとともに、他方を開放した複数の抵抗を並列接続し、
並列接続した複数の前記抵抗の他方を選択して接地したときの前記圧電振動片の周波数を測定し、
この周波数測定結果に基づいて他方を接続する前記抵抗を決定する
ことを特徴とする電圧制御発振器の基準電圧調整方法。
【請求項２】
カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードと、
前記可変容量ダイオードのアノード側に直列接続した抵抗と、
前記可変容量ダイオードのアノード側に一方が接続し、他方がパッドに接続した抵抗と、
を備えたことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項３】
圧電振動片と、
前記圧電振動片に一端が接続した可変容量ダイオードと、
前記可変容量ダイオードの他端に接続した基準電圧発生源と、
前記可変容量ダイオードの他端に一方が接続するとともに、他方がパッドに接続した抵抗と、
前記圧電振動片、前記可変容量ダイオード、前記基準電圧発生源および前記抵抗を搭載し、前記パッドと短絡し又は開放するグランド用のボンディング電極を備えたパッケージと、
を備えたことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項４】
前記抵抗を複数備え、この各抵抗に接続した前記パッドのうちの少なくとも１つとグランド用の前記ボンディング電極とをワイヤで導通し、または全ての前記パッドとグランド用の前記ボンディング電極とをワイヤで導通せず開放にしたことを特徴とする請求項３に記載の電圧制御発振器。
【請求項５】
前記基準電圧発生源は、入力端子、出力端子およびコントロール端子を備え、
前記可変容量ダイオードの他端と前記コントロール端子との間に、前記抵抗を接続したことを特徴とする請求項３または４に記載の電圧制御発振器。
【請求項６】
前記可変容量ダイオード、前記基準電圧発生源および前記抵抗をＩＣチップ内に搭載し、前記パッドを前記ＩＣチップの主面に設けたことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電圧制御発振器。
【請求項７】
前記可変容量ダイオードを複数備えたことを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の電圧制御発振器。
【請求項１】
カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードのアノード側に、基準電圧発生源を接続するとともに、他方を開放した複数の抵抗を並列接続し、
並列接続した複数の前記抵抗の他方を選択して接地したときの前記圧電振動片の周波数を測定し、
この周波数測定結果に基づいて他方を接続する前記抵抗を決定する
ことを特徴とする電圧制御発振器の基準電圧調整方法。
【請求項２】
カソード側が圧電振動片に接続した可変容量ダイオードと、
前記可変容量ダイオードのアノード側に直列接続した抵抗と、
前記可変容量ダイオードのアノード側に一方が接続し、他方がパッドに接続した抵抗と、
を備えたことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項３】
圧電振動片と、
前記圧電振動片に一端が接続した可変容量ダイオードと、
前記可変容量ダイオードの他端に接続した基準電圧発生源と、
前記可変容量ダイオードの他端に一方が接続するとともに、他方がパッドに接続した抵抗と、
前記圧電振動片、前記可変容量ダイオード、前記基準電圧発生源および前記抵抗を搭載し、前記パッドと短絡し又は開放するグランド用のボンディング電極を備えたパッケージと、
を備えたことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項４】
前記抵抗を複数備え、この各抵抗に接続した前記パッドのうちの少なくとも１つとグランド用の前記ボンディング電極とをワイヤで導通し、または全ての前記パッドとグランド用の前記ボンディング電極とをワイヤで導通せず開放にしたことを特徴とする請求項３に記載の電圧制御発振器。
【請求項５】
前記基準電圧発生源は、入力端子、出力端子およびコントロール端子を備え、
前記可変容量ダイオードの他端と前記コントロール端子との間に、前記抵抗を接続したことを特徴とする請求項３または４に記載の電圧制御発振器。
【請求項６】
前記可変容量ダイオード、前記基準電圧発生源および前記抵抗をＩＣチップ内に搭載し、前記パッドを前記ＩＣチップの主面に設けたことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電圧制御発振器。
【請求項７】
前記可変容量ダイオードを複数備えたことを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の電圧制御発振器。
【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２００７−３００４７５（Ｐ２００７−３００４７５Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２７６４２（Ｐ２００６−１２７６４２）
【出願日】平成１８年５月１日（２００６．５．１）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１日（２００６．５．１）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
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