專利名稱：振蕩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用了晶體的振蕩器，特別涉及在溫度補償振蕩器(TCXO: Temperature Compensated Crystal Oscillator 溫度補償晶體振蕩器)或壓控溫度補償振蕩 器(VC-TCXO: Voltage Controlled-TCXO)中高穩(wěn)定、廉價且實現(xiàn)小型化了的振蕩器。
背景技術：
[以往的技術]
以往，進行如下所述的控制在溫度補償振蕩器(TCXO)或壓控溫度補償振蕩 器(VC-TCXO)的內部實施溫度補償，將在所安裝的系統(tǒng)設備(例如，便攜電話機等) 的基帶部等的數(shù)字信號處理部中檢測出來的頻率偏差反饋給信號處理部，或者反饋到 VC-TCXO的頻率控制電壓上。
[現(xiàn)有技術]
另外，作為相關的現(xiàn)有技術，有日本特開平09-321539號公報(專利文獻1)、 日本特開平11-065694號公報(專利文獻2)、日本特開2003-3M318號公報(專利文獻 3)。
在專利文獻1中公開有如下所述的數(shù)字控制型振蕩電路AFC電路根據(jù)頻率誤 差量，而對從振蕩電路輸出的頻率運算頻率偏差并輸出到CPU，CPU對A/D轉換器施加 與頻率偏差對應的修正值，將輸出到振蕩電路的值作為與從溫度傳感器輸出的值對應的 值而保存到存儲器中。
在專利文獻2中公開有如下所述的軟件時鐘的修正方式預先測量晶體振蕩 電路的溫度特性，將各溫度區(qū)域中的離振蕩頻率的標準值的偏差值作為頻率變動表格而 存儲并保持在存儲器中，根據(jù)所測量的周圍溫度檢索頻率變動表格，讀出來自晶體振蕩 電路的輸出頻率的偏差量，計算離標準值的偏差，并對時刻信息進行加法運算或減法運 算，從而對離標準值的時刻的超前滯后進行修正。
在專利文獻3中公開有如下的接收裝置是一種溫度傳感器測量壓電振子附近 的溫度、控制電路從存儲器中輸出基于壓電振蕩器的溫度特性的近似曲線系數(shù)和偏移數(shù) 據(jù)的壓電振蕩器，與壓電振蕩器連接的CPU將測量溫度、近似曲線系數(shù)等代入計算頻率 偏差的近似式而運算頻率偏差，并將搜索信號的頻率范圍偏移頻率偏差的量。
專利文獻1 日本特開平09-321539號公報
專利文獻2 日本特開平11-065694號公報
專利文獻3 日本特開2003-3M318號公報發(fā)明內容
[發(fā)明要解決的問題]
但是，在上述以往的振蕩器內部進行溫度補償?shù)碾娐分?，需要溫度補償電路以 及用于實現(xiàn)溫度補償?shù)目勺冸娙菰?，存在不能將電路小型化、價格昂貴的問題。
另外，在專利文獻1中，在數(shù)字控制型振蕩電路內，因為AFC電路運算頻率偏 差，CPU求出對應的修正值，所以存在振蕩電路內的電路規(guī)模增大、不能實現(xiàn)高穩(wěn)定狀 態(tài)下的振蕩的問題。
另外，在專利文獻2中，雖然具備測量溫度的溫度傳感器，但是不是設置在晶 體振蕩電路內部而是設置在外部，并且，在專利文獻2中，不能將晶體振蕩電路作為部 件而以單體方式流通，必須作為計算機整體來設計，不能將晶體振蕩電路任意組裝而設 計整體電路，存在設計的自由度受阻的問題。
另外，在專利文獻3中，根據(jù)從壓電振蕩器提供的溫度、基于溫度特性的近似 曲線系數(shù)和偏移數(shù)據(jù)來變更信號處理電路中的捕捉從GPS衛(wèi)星接收的測位信號的頻率范 圍，但是存在不能在將從振蕩器輸出的時鐘等的基準信號設為高穩(wěn)定的信號的同時，在 信號處理電路中容易地對該基準信號中所包含的頻率偏差進行修正的問題。
另外，專利文獻3也和專利文獻2同樣地存在不能將晶體振蕩電路作為部件而以 單體方式流通，必須作為用于變更捕捉從GPS衛(wèi)星接收的測位信號的頻率范圍的接收裝 置的整體來設計，不能將晶體振蕩電路任意組裝而設計整體電路，存在設計的自由度受 阻的問題。
因此，在專利文獻3中不能在提供高穩(wěn)定的基準信號的同時容易地進行基準信 號的修正，不能實現(xiàn)用于使晶體振蕩電路作為單體而流通的結構的問題。
本發(fā)明就是鑒于上述實際情況而做出的，目的在于提供一種容易對由溫度變動 引起的頻率偏差進行修正、實現(xiàn)小型化并且實現(xiàn)高穩(wěn)定狀態(tài)的振蕩器。
[用于解決問題的手段]
用于解決上述以往例子的問題的本發(fā)明，為向系統(tǒng)設備處理部提供基準信號的 振蕩器，具有3次以上的諧波晶體振子；振蕩電路，與晶體振子連接，向系統(tǒng)設備處 理部輸出振蕩頻率；溫度傳感器，檢測晶體振子附近的溫度；以及存儲器，存儲用于根 據(jù)晶體振子的溫度特性來修正振蕩頻率的頻率偏差的信息，向系統(tǒng)設備處理部提供用于 修正頻率偏差的信息。
本發(fā)明在上述的振蕩器中，在振蕩電路和系統(tǒng)設備處理部之間設置有緩沖器， 該緩沖器輸入來自振蕩電路的振蕩頻率，向系統(tǒng)設備處理部輸出振蕩頻率，并且抑制輸 出側的負荷的影響。
本發(fā)明在上述的振蕩器中，在振蕩電路和緩沖器之間設置有對來自振蕩電路的 振蕩頻率進行分頻的分頻器。
本發(fā)明在上述的振蕩器中，在振蕩電路和分頻器之間設置有抑制分頻器中的負 荷的影響的緩沖器。
本發(fā)明在上述的振蕩器中，作為用于修正頻率偏差的信息，存儲器將與溫度的 值對應的頻率偏差量存儲為表格，并將該表格內容輸出給系統(tǒng)設備處理部。
本發(fā)明在上述的振蕩器中，作為用于修正頻率偏差的信息，存儲器存儲運算與 溫度的值對應的頻率偏差量的運算式的系數(shù)，并將該運算式的系數(shù)輸出給系統(tǒng)設備處理 部。
本發(fā)明在上述的振蕩器中，對晶體振子以外的構成部分進行集成化而容納在集 成電路中。
[發(fā)明效果]
根據(jù)本發(fā)明，因為振蕩電路連接3次以上的諧波晶體振子，向系統(tǒng)設備處理部 輸出振蕩頻率，溫度傳感器檢測晶體振子的周圍的溫度，存儲器存儲用于根據(jù)晶體振子 的溫度特性來修正振蕩頻率的頻率偏差的信息，并向系統(tǒng)設備處理部提供用于修正頻率 偏差的信息，所以，具有如下效果在系統(tǒng)設備處理部中容易對由溫度變動引起的頻率 偏差進行修正，能夠實現(xiàn)小型化并且實現(xiàn)高穩(wěn)定狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明的實施方式中的振蕩器的構成框圖。
圖2是基波和3倍頻波的頻率溫度特性圖。
圖3是示出振蕩器中的振蕩電路以及晶體振子的電路的圖。
附圖標記說明
1:振蕩器；2:系統(tǒng)設備處理部；11:晶體振子；12:振蕩電路(OSC)； 13 分頻器(Div) ； 15 緩沖器(Buff) ； 16 溫度傳感器；17 存儲器具體實施方式
參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[實施方式的概要]
本發(fā)明的實施方式的振蕩器是向系統(tǒng)設備處理部提供基準信號的晶體振蕩器， 具有3次以上的諧波晶體振子；振蕩電路，與晶體振子連接而向系統(tǒng)設備處理部輸出 振蕩頻率；溫度傳感器，檢測晶體振子周圍的溫度；以及存儲器，存儲用于根據(jù)晶體振 子的溫度特性而修正振蕩頻率的頻率偏差的信息，并向系統(tǒng)設備處理部提供用于修正頻 率偏差的信息，在系統(tǒng)設備處理部中容易對由溫度變動引起的頻率偏差進行修正，能夠 實現(xiàn)小型化并且實現(xiàn)高穩(wěn)定狀態(tài)。
[振蕩器的整體圖1]
參照圖1對本發(fā)明的實施方式的振蕩器進行說明。圖1是本發(fā)明的實施方式的 振蕩器的結構框圖。
如圖1所示，本發(fā)明的實施方式的振蕩器(本振蕩器)1與系統(tǒng)設備處理部2連 接，作為內部結構基本上具有晶體振子11、振蕩電路(OSC) 12、分頻器(Div) 13、緩 沖器(Buffer) 15、溫度傳感器 16、PROM (Programmable Read only Memory 可編程只讀存儲器)17。
另外，系統(tǒng)設備處理部2由微處理器或門陣列等構成，在無線通信設備中基帶 IC等的運算處理部相當于系統(tǒng)設備處理部2。
另外，系統(tǒng)設備處理部2是組裝振蕩器1的客戶任意設計的部分，設計成從振蕩 器1提供為了修正頻率變動所需要的信息、信號。
[振蕩器的各部分]
接下來，對本電路的各部分進行具體說明。
[晶體振子11]
晶體振子11是3次以上的諧波晶體振子。使用3次以上的諧波晶體振子是為了使振蕩器在高溫定(高Q)的狀態(tài)下動作。
[基波和3倍頻波的特性圖2]
在此，參照圖2對基波的晶體振子和3倍頻波的晶體振子(3次諧波晶體振子) 的頻率溫度特性曲線進行說明。圖2是基波和3倍頻波的頻率溫度特性圖。在圖2中， 橫軸表示溫度，縱軸表示頻率變化率。
在晶體振子中，由于其主振動和主振動以外的不需要的振動的結合，如圖2所 示地，示出相對于溫度不連續(xù)的頻率變化。但是，與基波(Fundamental mode 基頻模 式)相比，在3倍頻波(3rd overtone mode: 3次諧波模式)中，很少出現(xiàn)那樣的不連續(xù)的 頻率變化，容易得到具有良好的頻率溫度特性的晶體振子。
[振蕩電路(OSC)12]
振蕩電路(OSC) 12與晶體振子11連接，而以所希望的頻率進行振蕩，并輸出給 分頻器13。
[分頻器(Div)13]
分頻器(Div) 13對從振蕩電路12輸入的頻率信號進行分頻，并輸出給緩沖器 15。
另外，在振蕩器12與分頻器13之間也可以設置緩沖器。
[緩沖器(Buffer)15]
緩沖器(Buffer) 15是為了不受到系統(tǒng)設備處理部12中的負荷的影響、并且得到 所希望的輸出振幅而設置的放大器。
來自緩沖器15的輸出信號(OscOut)，被利用為對系統(tǒng)設備處理部2的時鐘。
[溫度傳感器I6]
溫度傳感器16測量晶體振子11的周圍的溫度，將所測量的溫度的值(Temp Out) 以數(shù)字值或模擬值的方式輸出給系統(tǒng)設備處理部2。S卩，溫度傳感器16提供溫度補償用 的溫度信息。
另外，如果溫度值是模擬值，則輸入到系統(tǒng)設備處理部2而被變換為數(shù)字信號。
在此，一般來說，關于決定振蕩器的頻率穩(wěn)定度的主要因素，晶體振子11比振 蕩電路12的影響度高。這是因為，雖然振蕩頻率受到從晶體振子11看振蕩電路12側時 的負荷的影像，但是晶體振子11自身的頻率溫度特性比由振蕩電路12的負荷電容的變動 所引起的振蕩器1的頻率變動大。
[存儲器17]
PROM存儲器17預先存儲與晶體振子11的溫度特性有關的信息，并向系統(tǒng)設備 處理部2輸出該信息。存儲器17內的信息，通過預先實測而取得，并根據(jù)需要而施加數(shù) 值計算，在本振蕩器1出廠之前根據(jù)其溫度特性而設定。
作為存儲在存儲器17中的與溫度特性有關的信息，有以表格(修正量表格)形 式存儲與溫度對應的頻率偏差的修正量的情況，有存儲與溫度特性對應地計算頻率偏差 的式子(修正式)的系數(shù)的情況。
在此，存儲器I7 也可以是 EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory 電可編程只讀存儲器)、或 EEPROM (Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory 電可擦可編程只讀存儲器)。
[本振蕩器中的其他結構]
另外，在上述本振蕩器1中，如果不需要也可以設為去掉分頻器13的結構。
另外，在本振蕩器1中，也可以設為將晶體振子11以外的構成部分進行集成化 而通過集成電路來構成。
[實施方式的動作]
在本振蕩器1中，輸出從振蕩電路12得到的振蕩頻率，在分頻器13中進行分 頻，經由緩沖器15而輸出到系統(tǒng)設備處理部2，其中振蕩電路12與3次以上的諧波晶體 振子11連接。
另外，在本振蕩器1中，溫度傳感器16檢測晶體振子11的周圍的溫度，將該檢 測出的溫度的數(shù)值輸出給系統(tǒng)設備處理部2，并且，從存儲器17將修正量表格的內容或 者使用修正式的系數(shù)通過修正式而得到的值輸出給系統(tǒng)設備處理部2。
系統(tǒng)設備處理部2使用從本振蕩器1的緩沖器15輸入的信號(Osc Out)、來自 溫度傳感器16的溫度的值、來自存儲器17的修正量表格或使用修正式的系數(shù)而取得頻率 偏差的修正量，通過系統(tǒng)設備處理部2內的運算以及信號處理來進行頻率偏差的修正處 理。
[振蕩器的結構圖3]
參照圖3對上述振蕩器中的振蕩電路以及晶體振子的電路進行說明。圖3是示 出振蕩器中的振蕩電路以及晶體振子的電路的圖。
如圖3所示，振蕩器中的振蕩電路以及晶體振子示出典型的科耳皮茲型的反饋 放大電路。
在圖3中，利用Q、C2的電容器對晶體振子X的兩端的信號進行分壓，將一方 連接到振蕩用晶體管 的基極端子，將另一方連接到晶體管 的發(fā)射極端子。另外， Ra、Rb是用于對晶體管 的基極端子施加固定偏置的泄漏電阻，Re是連接到發(fā)射極的 負反饋電阻，Rc是連接到集電極的負反饋電阻。
[實施方式的效果]
根據(jù)本振蕩器，具有如下效果，即，不是在電路內部對基于溫度變動的輸出信 號的頻率偏差進行修正，而是通過將包含頻率偏差的輸出信號作為基準信號輸出、并同 時提供與振蕩器內部的溫度的值和晶體振子的溫度特性有關的信息，而能夠在系統(tǒng)設備 處理部2內根據(jù)基準信號對輸入信號進行信號處理，并且根據(jù)與溫度的值和溫度特性有 關的信息而容易地對頻率偏差進行修正。
另外，根據(jù)本振蕩器，具有如下效果，即，如果在基準信號的輸出段設置緩沖 器15，并且在振蕩電路12和分頻器13之間設置緩沖器，則所輸出的基準信號很難受到系 統(tǒng)設備處理部2的負荷的影響。
另外，根據(jù)本振蕩器，具有如下效果，即，因為設為在晶體振子中使用3次以 上的諧波晶體振子11，所以能夠使振蕩器在高穩(wěn)定(高Q)的狀態(tài)下動作。
產業(yè)上的可利用性
本發(fā)明適用于容易修正由溫度變動引起的頻率偏差、實現(xiàn)小型化且實現(xiàn)高穩(wěn)定 狀態(tài)的振蕩器。
權利要求
1.一種振蕩器，向系統(tǒng)設備處理部提供基準信號，該振蕩器具有 3次以上的諧波晶體振子；振蕩電路，與上述晶體振子連接，向上述系統(tǒng)設備處理部輸出振蕩頻率； 溫度傳感器，檢測上述晶體振子的周圍的溫度；以及存儲器，存儲用于根據(jù)上述晶體振子的溫度特性而修正上述振蕩頻率的頻率偏差的 信息，并向上述系統(tǒng)設備處理部提供用于修正上述頻率偏差的信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的振蕩器，其特征在于，在振蕩電路和系統(tǒng)設備處理部之間設置有緩沖器，該緩沖器輸入來自上述振蕩電路 的振蕩頻率，向上述系統(tǒng)設備處理部輸出上述振蕩頻率，并抑制輸出側的負荷的影響。
3.根據(jù)權利要求2所述的振蕩器，其特征在于，在振蕩電路和緩沖器之間，設置有對來自上述振蕩電路的振蕩頻率進行分頻的分頻器。
4.根據(jù)權利要求3所述的振蕩器，其特征在于，在振蕩電路和分頻器之間，設置有抑制上述分頻器中的負荷的影響的緩沖器。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的振蕩器，其特征在于，作為用于修正頻率偏差的信息，存儲器將與溫度的值對應的頻率偏差量存儲為表 格，并將該表格內容輸出給系統(tǒng)設備處理部。
6.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的振蕩器，其特征在于，作為用于修正頻率偏差的信息，存儲器存儲運算與溫度值對應的頻率偏差量的運算 式的系數(shù)，并將該運算式的系數(shù)輸出給系統(tǒng)設備處理部。
7.根據(jù)權利要求1至6中任意一項所述的振蕩器，其特征在于， 對晶體振子以外的構成部分進行集成化而容納在集成電路中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種容易修正由溫度變動所引起的頻率偏差、實現(xiàn)小型化并且實現(xiàn)高穩(wěn)定狀態(tài)的振蕩器。本發(fā)明的振蕩器具有3次以上的諧波晶體振子(11)；振蕩電路(12)，與晶體振子(11)連接，輸出振蕩頻率；分頻器(13)，對振蕩頻率進行分頻并輸出給系統(tǒng)設備處理部(2)；溫度傳感器(16)，檢測晶體振子(11)的周圍的溫度；以及存儲器(17)，存儲用于根據(jù)晶體振子的溫度特性而修正振蕩頻率的頻率偏差的信息，并向系統(tǒng)設備處理部(2)提供用于修正頻率偏差的信息。
文檔編號H03B5/32GK102027672SQ20098011690
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權日2008年5月13日
發(fā)明者山川務, 長谷川和德 申請人:日本電波工業(yè)株式會社