JP2018011163A - Oscillator - Google Patents
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Abstract
【課題】発振器が出力する発振信号の精度を向上させる。【解決手段】発振器1は、外部から第1発振信号の入力を受ける入力端子10と、水晶振動子131を発振させることにより、第1発振信号の周波数に対して所定の範囲内の周波数の第2発振信号を発生する発振部13と、入力端子10と発振部13との間に直列に接続されたコンデンサ11及び抵抗12と、を有する。【選択図】図1The accuracy of an oscillation signal output from an oscillator is improved. An oscillator 1 oscillates an input terminal 10 for receiving a first oscillation signal from the outside and a crystal resonator 131, thereby having a frequency within a predetermined range with respect to the frequency of the first oscillation signal. An oscillation unit 13 that generates two oscillation signals, and a capacitor 11 and a resistor 12 connected in series between the input terminal 10 and the oscillation unit 13 are included. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、発振信号を出力する発振器に関する。 The present invention relates to an oscillator that outputs an oscillation signal.
従来、発振信号を生成するために、水晶発振器を用いることが知られている。特許文献1には、1Hzの逓倍波である32.768KHzで発振可能な水晶振動子を用いた発振器が開示されている。
Conventionally, it is known to use a crystal oscillator to generate an oscillation signal.
水晶振動子は、設計された周波数で発振することができるが、発振回路を構成するコンデンサの容量や周囲温度の影響により、周波数偏差が生じる。そこで、例えば、時計に使用される32.768KHzの発振信号を水晶発振器によって生成する場合、周期的に時刻を補正しなければならないという問題があった。 The crystal resonator can oscillate at a designed frequency, but a frequency deviation occurs due to the influence of the capacitance of the capacitor constituting the oscillation circuit and the ambient temperature. Therefore, for example, when a 32.768 KHz oscillation signal used for a timepiece is generated by a crystal oscillator, there is a problem that the time must be periodically corrected.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、発振器が出力する発振信号の精度を向上させることを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to improve the accuracy of an oscillation signal output from an oscillator.
本発明の第1の態様においては、外部から第1発振信号の入力を受ける入力部と、水晶振動子を発振させることにより、前記第1発振信号の周波数に対して所定の範囲内の周波数の第2発振信号を発生する発振部と、前記入力部と前記発振部との間に直列に接続されたコンデンサ及び抵抗と、を有する発振器を提供する。 In the first aspect of the present invention, an input unit that receives the input of the first oscillation signal from the outside and oscillating the crystal resonator, the frequency of the first oscillation signal is within a predetermined range. There is provided an oscillator having an oscillating unit for generating a second oscillation signal, and a capacitor and a resistor connected in series between the input unit and the oscillating unit.
前記発振部は、前記入力部に前記第1発振信号が入力されている間は、前記第1発振信号の周波数と等しい周波数の前記第2発振信号を発生し、前記入力部に前記第1発振信号が入力されていない間は、前記水晶振動子の自走周波数の前記第2発振信号を発生する。 The oscillation unit generates the second oscillation signal having a frequency equal to the frequency of the first oscillation signal while the first oscillation signal is input to the input unit, and the first oscillation is generated at the input unit. While the signal is not input, the second oscillation signal having the free-running frequency of the crystal resonator is generated.
前記抵抗が、抵抗値を変化させることができる可変抵抗であってもよい。この場合、前記発振部は、前記抵抗の抵抗値に基づく対応する大きさのジッタを含む前記第2発振信号を発生する。 The resistor may be a variable resistor capable of changing a resistance value. In this case, the oscillation unit generates the second oscillation signal including a jitter having a corresponding magnitude based on the resistance value of the resistor.
前記発振部は、前記水晶振動子と並列に接続されたインバータを有し、前記コンデンサ及び抵抗は、前記入力部と前記インバータの入力端子との間に設けられていてもよい。 The oscillation unit may include an inverter connected in parallel with the crystal resonator, and the capacitor and the resistor may be provided between the input unit and an input terminal of the inverter.
本発明によれば、発振器が出力する発振信号の精度を向上させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the oscillation signal output from the oscillator.
<第1の実施形態>
[発振器1の構成]
図1は、第1の実施形態に係る発振器1の構成を示す図である。発振器1は、入力端子10と、コンデンサ11と、抵抗12と、発振部13と、インバータ14と、分周器15と、インバータ16と、出力端子17と、出力端子18と、出力端子19とを有する。
<First Embodiment>
[Configuration of Oscillator 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
入力端子10は、外部から発振信号の入力を受ける入力部である。以下の説明では、外部から入力端子10に入力される発振信号を第1発振信号という。第1発振信号は、例えば衛星から送信された電波に重畳された発振信号である。この場合、入力端子10には、衛星からの電波を受信する受信機により抽出された発振信号が第1発振信号として入力される。
The
図1に示す発振器1は受信機を有していないが、発振器1が受信機を有しており、発振器1が有する受信機において抽出した発振信号を第1発振信号としてもよい。第1発振信号の周波数は、例えば、時計で用いられる発振信号の周波数である32.768KHzの逓倍の周波数である。
Although the
コンデンサ11は、入力端子10に入力された第1発振信号の直流成分を除去する。
抵抗12は、入力端子10と発振部13との間において、コンデンサ11と直列に設けられている。抵抗12は、第1発振信号を減衰させる。
The
The
発振部13は、第1発振信号に基づいて、第2発振信号を発生する発振回路を有する。具体的には、発振部13は、水晶振動子131と、抵抗132と、インバータ133と、コンデンサ134と、コンデンサ135とを有する。発振部13は、水晶振動子131を発振させることにより、第1発振信号の周波数に対して所定の範囲内の周波数の第2発振信号を発生する。
The
水晶振動子131は、第1発振信号の周波数と同一の周波数で発振するように設計されている。抵抗132は、水晶振動子131の両端に並列に設けられた帰還抵抗である。インバータ133は、水晶振動子131及び抵抗132の両端に並列に設けられている。コンデンサ134及びコンデンサ135は負荷容量であり、水晶振動子131の両端とグランドとの間に設けられている。
The
発振部13は、入力端子10から、水晶振動子131の発振周波数として予め設定された周波数に対して所定の範囲内の周波数の第1発振信号が入力されている間は、第1発振信号に同期して、第1発振信号の周波数と等しい周波数の第2発振信号を発生する。例えば、第1発振信号の周波数と水晶振動子131の発振周波数との差が3ppm以内である場合、発振部13は、第1発振信号に引き込まれて、第1発振信号の周波数での発振を開始する。発振部13は、入力端子10に第1発振信号が入力されていない間は、水晶振動子131の自走周波数の第2発振信号を発生する。
While the first oscillation signal having a frequency within a predetermined range is input from the
発振部13がこのように構成されていることで、入力端子10に高い周波数精度の第1発振信号が入力されている間は、発振部13が、高い周波数精度の第2発振信号を出力することができる。そして、入力端子10に第1発振信号が入力されない状態になった場合であっても、発振部13は、第2発振信号の出力を停止することなく、継続的に第2発振信号を出力することができる。
Since the
なお、第1発振信号と第2発振信号との間の位相同期の度合いは、コンデンサ11及び抵抗12の値によって定められる。また、第2発振信号は、水晶振動子131の自走周波数と第1発振信号の周波数との差、コンデンサ11の容量値及び抵抗12の抵抗値に応じた大きさのジッタが含まれる。抵抗12の抵抗値が小さいほど、第1発振信号と発振部13との結合度が大きくなり、第2発振信号のジッタが大きくなる。
Note that the degree of phase synchronization between the first oscillation signal and the second oscillation signal is determined by the values of the
インバータ14は、発振部13が出力する第2発振信号の論理を反転し、第2発振信号を整形する。インバータ14は、論理を反転させた後の第2発振信号を分周器15に入力する。また、インバータ14から出力された第2発振信号は、出力端子17を介して外部に出力される。
The
分周器15は、インバータ14から入力された第2発振信号を分周し、32.768KHzのクロックを生成する。分周器15は、生成したクロックをインバータ16に入力する。分周器15から出力されたクロックは、出力端子18を介して外部に出力される。
インバータ16は、分周器15から入力されたクロックを反転する。インバータ16が反転したクロックは、出力端子19を介して外部に出力される。
The
The
以上説明したように、第1の実施形態に係る発振器1は、発振部13が有するインバータ133の入力段に、直列に接続されたコンデンサ11及び抵抗12を介して、周波数の精度が高く、かつ水晶振動子131の自走周波数と近い周波数の第1発振信号が入力される。
As described above, the
発振器1がこのような構成を有することにより、発振部13は、第1発振信号の周波数に引き込まれて、第1発振信号の周波数に等しい高い精度の第2発振信号を出力することができる。そして、発振器1は、発振部13が発生する第2発振信号を分周器15が分周してから出力することで、高い精度の32.768KHzクロックを出力することができるので、長期間にわたって高精度の周波数での動作が求められる時計用の発振器として好適である。
Since the
<第2の実施形態>
図2は、第2の実施形態に係る発振器2の構成を示す図である。発振器2は、第1の実施形態に係る発振器1の発振部13の代わりに、発振部23を有する点で発振器1と異なり、他の点で発振器1と同じである。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the oscillator 2 according to the second embodiment. The oscillator 2 is different from the
発振部23は、温度補償水晶発振器(TCXO)である。発振部23は、コンデンサ134とグランドとの間に設けられた可変容量素子136を有する。可変容量素子136は、例えばバリキャップダイオードであり、両端の電圧に応じて容量値が変化する。
The
また、発振部23は、コンデンサ134と可変容量素子136との間に温度補償電圧を印加する温度補償回路137を有する。温度補償回路137は、周囲温度に応じて変化する温度補償電圧を出力する。例えば、温度補償回路137は、周囲温度が高くなると温度補償電圧を大きくすることにより可変容量素子136の容量値を小さくする。
In addition, the
発振部23が上記の構成を有することにより、周囲温度が高くなることで水晶振動子131の自走周波数が低下する特性を有しているとしても、可変容量素子136の容量値が小さくなることにより、自走周波数の低下を防ぐことができる。なお、温度補償水晶発振器の構成は、図2に示した構成に限らず、温度補償を行うことができる任意の構成を適用することができる。
Since the
<第3の実施形態>
図3は、第3の実施形態に係る発振器3の構成を示す図である。発振器3は、第1の実施形態に係る発振器1の発振部13の代わりに、発振部33を有する点で発振器1と異なり、他の点で発振器1と同じである。
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the oscillator 3 according to the third embodiment. The oscillator 3 is different from the
発振部33は、コルピッツ発振回路を有している。具体的には、発振部33は、水晶振動子331と、トランジスタ332と、抵抗333、334、335、336と、コンデンサ337、338、339とを有する。
The
水晶振動子331の一端は、トランジスタ332のベースに接続されており、水晶振動子331の他端はグランドに接続されている。抵抗12は、水晶振動子331とトランジスタ332のベースとの接続点に接続されている。
One end of the
発振部33は、入力端子10から、水晶振動子331の発振周波数として予め設定された周波数に対して所定の範囲内の周波数の第1発振信号が入力されている間は、第1発振信号に同期して、第1発振信号の周波数と等しい周波数の第2発振信号を発生する。また、発振部33は、入力端子10に第1発振信号が入力されていない間は、水晶振動子331の自走周波数の第2発振信号を発生する。このように、発振器3がコルピッツ発振回路等のようにインバータを有しない発振回路である場合にも、第1の実施形態と同様の効果を奏する。
While the
<第4の実施形態>
図4は、第4の実施形態に係る発振器4の構成を示す図である。発振器3は、第1の実施形態に係る発振器1が有する抵抗12の代わりに、可変抵抗41と、可変抵抗の抵抗値を制御するための制御端子42とを有する点で発振器1と異なり、他の点で発振器1と同じである。
<Fourth Embodiment>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the oscillator 4 according to the fourth embodiment. The oscillator 3 differs from the
可変抵抗41は、例えば制御端子42から入力される制御信号の電圧に応じて抵抗値を変化させる。可変抵抗41の抵抗値が変化することにより、発振部13に印加される第1発振信号の信号レベルが変化する。第1発振信号の信号レベルが変化すると、発振部13が出力する第2発振信号のジッタ量が変化する。したがって、発振器4のユーザは、制御端子42に印加する制御信号の電圧を変化させることにより、第2発振信号のジッタ量を変化させることができる。
The
このように、発振器4は、第1発振信号が入力される入力端子10と発振部13との間に可変抵抗41を有することにより、第2発振信号のジッタ量を変化させることができる。したがって、発振器4は、第2発振信号に起因する放射ノイズ(EMI:Electro-Magnetic Interference)のピークレベルを低減させる必要がある回路に好適である。
Thus, the oscillator 4 can change the jitter amount of the second oscillation signal by having the
なお、上記の説明では、制御端子42から制御信号が入力される例について説明したが、発振器4は、制御端子42を介して挿入した工具を用いて、可変抵抗41の抵抗値を物理的に調整するという構成を有していてもよい。
また、第4の実施形態の構成は、第2の実施形態及び第3の実施形態にも適用可能であり、発振器2及び発振器3における抵抗12を可変抵抗とすることにより、第4の実施形態に係る発振器4と同様の効果を得ることができる。
In the above description, the example in which the control signal is input from the
The configuration of the fourth embodiment can also be applied to the second and third embodiments. The
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
1、2、3、4 発振器
10 入力端子
11 コンデンサ
12 抵抗
13 発振部
14 インバータ
15 分周器
16 インバータ
17、18、19 出力端子
23 発振部
33 発振部
41 可変抵抗
42 制御端子
131 水晶振動子
132 抵抗
133 インバータ
134 コンデンサ
135 コンデンサ
136 可変容量素子
137 温度補償回路
331 水晶振動子
332 トランジスタ
333、334、335、336 抵抗
337、338、339 コンデンサ
1, 2, 3, 4
Claims (5)
水晶振動子を発振させることにより、前記第1発振信号の周波数に対して所定の範囲内の周波数の第2発振信号を発生する発振部と、
前記入力部と前記発振部との間に直列に接続されたコンデンサ及び抵抗と、
を有する発振器。 An input unit for receiving the first oscillation signal from the outside;
An oscillation unit that generates a second oscillation signal having a frequency within a predetermined range with respect to the frequency of the first oscillation signal by oscillating a crystal resonator;
A capacitor and a resistor connected in series between the input unit and the oscillation unit;
Having an oscillator.
請求項1に記載の発振器。 The oscillation unit generates the second oscillation signal having a frequency equal to the frequency of the first oscillation signal while the first oscillation signal is input to the input unit, and the first oscillation is generated at the input unit. While the signal is not input, the second oscillation signal having the free-running frequency of the crystal resonator is generated.
The oscillator according to claim 1.
請求項1又は2に記載の発振器。 The resistor is a variable resistor capable of changing a resistance value.
The oscillator according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の発振器。 The oscillation unit generates the second oscillation signal including a jitter having a corresponding magnitude based on a resistance value of the resistor;
The oscillator according to claim 3.
前記コンデンサ及び抵抗は、前記入力部と前記インバータの入力端子との間に設けられている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の発振器。
The oscillation unit has an inverter connected in parallel with the crystal resonator,
The capacitor and the resistor are provided between the input unit and the input terminal of the inverter.
The oscillator according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2016138124A JP2018011163A (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016138124A JP2018011163A (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2018011163A true JP2018011163A (en) | 2018-01-18 |
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ID=60993538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2016138124A Pending JP2018011163A (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
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-
2016
- 2016-07-13 JP JP2016138124A patent/JP2018011163A/en active Pending
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