JP2018019419A - 圧電発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】 周波数調整用コンデンサによる周波数調整時に、ハンダボールがインダクタに付着して特性が劣化するのを防ぐことができる圧電発振器を提供する。【解決手段】 制御電圧を供給する制御電圧供給回路１と、制御電圧供給回路１に一端が接続し、インダクタＬ１を有するインダクタ部３と、インダクタ部３の他端に入力側が接続された水晶振動子４とを備え、制御電圧供給回路１のグランド端子側に調整用コンデンサＣ２を有する調整用コンデンサ部２を備えた回路構成とし、また、インダクタＬ１と調整用コンデンサＣ２とが基板上で互いに離れた位置に配置されるようにした圧電発振器としている。【選択図】 図１

Description

本発明は、圧電発振器に係り、特に周波数調整用コンデンサの取り付け時に、インダクタへのハンダの付着を防ぎ、周波数特性の劣化を抑えることができる圧電発振器に関する。

［先行技術の説明：図３］
従来の圧電発振器の構成について図３を用いて説明する。図３は、従来の圧電発振器の概略構成を示す回路図である。
図３に示すように、従来の圧電発振器は、制御電圧供給回路２１と、調整用コンデンサ部２２と、インダクタ部２３と、水晶振動子２４とを備えている。

制御電圧供給回路２１は、制御電圧入力端子（Ｖcont）と、それに一端が接続する抵抗Ｒ１１を備え、抵抗Ｒ１１の他端は調整用コンデンサ部２２の入力側に接続されている。
調整用コンデンサ部２２は、コンデンサＣ１１と調整用コンデンサＣ１２との並列回路で構成される。
調整用コンデンサ部２２の出力側は、インダクタＬ１１から成るインダクタ部２３の入力側に接続され、インダクタ部２３の出力側は水晶振動子２４の一端に接続されている。
また、抵抗Ｒ１１の他端と調整用コンデンサ部２２との間の点にダイオードＤ１１のカソード側が接続され、ダイオードＤ１１のアノード側は接地されている。
水晶振動子２４の他端には、図示は省略するが、出力周波数信号を取り出す発振回路が設けられている。

ここで、調整用コンデンサ部２２の調整用コンデンサＣ１２は、必要に応じて挿入されて出力周波数を調整するものであり、所望の出力周波数に応じて適切な値のものが選択されて基板上にハンダで取り付けられるようになっている。
このように、従来の圧電発振器においては、回路上でインダクタ部２３に隣接して調整用コンデンサ部２２が設けられている。

［従来の圧電発振器における基板上のレイアウト：図４］
従来の圧電発振器における基板上のレイアウトの例について図４を用いて説明する。図４は、従来の圧電発振器における基板上のレイアウトの例を示す説明図である。
図４に示すように、従来の圧電発振器においては、基板１０の上に、インダクタ部２３としてのインダクタＬ１１と、調整用コンデンサＣ１２とが隣接して配置されている。
尚、図４では、インダクタ１１と調整用コンデンサＣ１２の位置関係のみを示しており、他の部品や配線は省略している。

［関連技術］
尚、発振器における特性調整用部品の配置や実装に関する技術としては、特開平０５−０４８３３１号公報「電圧制御発振器」（松下電器産業株式会社、特許文献１）、特開２００６−２５４２１６号公報「発振器」（株式会社大真空、特許文献２）がある。

特許文献１には、発振器において、インダクタと、それ以外の部品を基板の表面と裏面とに離して配置して、雑音特性を向上させることが記載されている。
また、特許文献２には、発振器において、特性調整用電子部品の配線パッド部を、基板の端部とキャビティとの間に他の実装用配線パッド部を介在することなく配置して、半田付け不良を防止することが記載されている。

特開平０５−０４８３３１号公報 特開２００６−２５４２１６号公報

しかしながら、従来の圧電発振器では、周波数調整用コンデンサとインダクタとの距離が近く、周波数の調整を行うために、周波数調整用コンデンサを基板上にハンダで固定する際に、ハンダの飛沫（ハンダボール）が周囲に飛散してインダクタに付着し、特性が劣化してしまうという問題点があった。

例えば、周波数調整用コンデンサを取り付けた際に、全体の２５％のインダクタにハンダボールが付着する場合もあり、歩留まりが悪化し、更にハンダボールが付着したインダクタは交換しなければならないため、工程が増えてしまう。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、周波数調整用コンデンサによる周波数調整時に、ハンダボールがインダクタに付着するのを防ぎ、周波数特性の劣化を防ぐことができる圧電発振器を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、水晶振動子と、水晶振動子の入力側に一端が接続するインダクタ部と、インダクタ部の他端に接続して、制御電圧を供給する制御電圧供給回路と、制御電圧供給回路が接続するグランド端子側に、基板にハンダで取り付けられる周波数調整用コンデンサとを備え、制御電圧供給回路の制御電圧入力端子とインダクタ部との間の点にダイオードのカソードが接続され、周波数調整用コンデンサが、ダイオードを介して接続されており、インダクタ部が搭載された基板の一辺から離して、対向する辺又は隣接する辺でインダクタ部から遠い方の辺に配置され、インダクタ部と基板上で離れて配置されていることを特徴としている。

また、本発明は、インダクタ部と、制御電圧供給回路とを備え、制御電圧供給回路に接続する周波数調整用コンデンサが、制御電圧供給回路が接続するグランド端子に接続する圧電発振器であって、インダクタ部が搭載された基板の一辺から離して、対向する辺又は隣接する辺でインダクタ部から遠い方の辺に周波数調整用コンデンサが配置されることを特徴としている。

また、本発明は、上記圧電発振器において、周波数調整用コンデンサに並列に第１のコンデンサが設けられたことを特徴としている。

また、本発明は、上記圧電発振器において、周波数調整用コンデンサに並列に第２の抵抗が設けられたことを特徴としている。

本発明によれば、水晶振動子と、水晶振動子の入力側に一端が接続するインダクタ部と、インダクタ部の他端に接続して、制御電圧を供給する制御電圧供給回路と、制御電圧供給回路が接続するグランド端子側に、基板にハンダで取り付けられる周波数調整用コンデンサとを備え、制御電圧供給回路の制御電圧入力端子とインダクタ部との間の点にダイオードのカソードが接続され、周波数調整用コンデンサが、ダイオードを介して接続されており、インダクタ部が搭載された基板の一辺から離して、対向する辺又は隣接する辺でインダクタ部から遠い方の辺に配置され、インダクタ部と基板上で離れて配置されている圧電発振器としているので、基板上でインダクタ部と周波数調整用コンデンサとを離して配置可能な回路構成として、インダクタ部が搭載された基板の一辺から離して周波数調整用コンデンサが配置することを容易に実現でき、周波数調整用コンデンサを取り付ける際に、ハンダの飛沫が飛散したとしても、離れて配置されているインダクタ部までは届かず、インダクタ部にハンダが付着するのを防いで周波数特性の劣化を防ぎ、歩留まりを向上させることができる効果がある。

また、本発明によれば、インダクタ部と、制御電圧供給回路とを備え、制御電圧供給回路に接続する周波数調整用コンデンサが、制御電圧供給回路が接続するグランド端子に接続する圧電発振器であって、インダクタ部が搭載された基板の一辺から離して、対向する辺又は隣接する辺でインダクタ部から遠い方の辺に周波数調整用コンデンサが配置される圧電発振器としているので、周波数調整用コンデンサを取り付ける際にハンダ飛散したとしても、離れて配置されているインダクタまでは届かず、インダクタにハンダが付着するのを防いで周波数特性の劣化を防ぎ、歩留まりを向上させることができる効果がある。

本発明の実施の形態に係る圧電発振器の概略構成を示す回路図である。 本発振器における基板上のレイアウトの例を示す説明図である。 従来の圧電発振器の概略構成を示す回路図である。 従来の圧電発振器における基板上のレイアウトの例を示す説明図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る圧電発振器は、水晶振動子と、水晶振動子の入力側に一端が接続するインダクタ部と、インダクタ部の他端に接続して、制御電圧を供給する制御電圧供給回路とを備え、制御電圧供給回路とグランド端子との間に、周波数調整用コンデンサを設けた構成であり、インダクタ部と周波数調整用コンデンサとを基板上で離して配置でき、周波数調整用コンデンサをハンダで固定する際にハンダの飛沫がインダクタに付着しないようにして、特性の劣化を防ぎ、歩留まりを向上させることができるものである。

［実施の形態に係る圧電発振器の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る圧電発振器について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る圧電発振器の概略構成を示す回路図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る圧電発振器（本発振器）は、制御電圧供給回路１と、調整用コンデンサ部２と、インダクタ部３と、水晶振動子４とを備え、本発振器の特徴部分として、調整用コンデンサ部２が設けられる位置が従来とは異なっている。

制御電圧供給回路１は、インダクタ部３の入力側に接続され、インダクタ部３の出力側は水晶振動子４に接続されている。インダクタ部３は、インダクタＬ１を備えている。
そして、本発振器の特徴として、調整用コンデンサ部２は、制御電圧供給回路１とグランド端子との間に設けられている。

各構成部分について説明する。
制御電圧供給回路１は、従来とほぼ同様の構成であり、制御電圧端子（Ｖcont）と、一端が制御電圧端子に接続する抵抗Ｒ１とを備え、抵抗Ｒ１の他端は、インダクタ部３の入力側に接続されている。

インダクタ部３の出力側は、水晶振動子４の一端に接続されている。
また、抵抗Ｒ１の他端とインダクタ部３との間の点に、ダイオードＤ１のカソード側が接続され、ダイオードＤ１のアノード側は、調整用コンデンサ部２を介して接地されている。
水晶振動子４の他端は、図示していないが、発振回路に接続されている。

本発振器の特徴部分である調整用コンデンサ部２について説明する。
調整用コンデンサ部２は、出力周波数を調整するものであり、並列接続のコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２とを備え、必要に応じて調整用コンデンサＣ２が後付けで挿入されるものである。

コンデンサＣ１は、一端が制御電圧供給回路１のダイオードＤ１のアノード側に接続され、他端が接地されている。コンデンサＣ１は、請求項における第１のコンデンサに相当している。
また、抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ１に並列に設けられ、一端が制御電圧供給回路１のダイオードＤ１のアノード側に接続され、他端が接地されている。

調整用コンデンサＣ２は、出力周波数の調整が必要な場合に、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１に並列に取り付けられるものであり、一端が制御電圧供給回路１のダイオードＤ１のアノード側に接続され、他端が接地されている。つまり、調整用コンデンサＣ２は、制御電圧供給回路１と接地端子との間に設けられている。

すなわち、本発振器では、従来、インダクタ部３に隣接して設けられていた調整用コンデンサ部２を制御電圧供給回路１のグランド端子側に設けた構成として、インダクタ部３と調整用コンデンサ部２とを回路上で離して設けているものである。

［本発振器における基板上のレイアウト：図２］
次に、本発振器における基板上のレイアウトの例について図２を用いて説明する。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発振器における基板上のレイアウトの例を示す説明図である。尚、図２では、インダクタＬ１と調整用コンデンサＣ２の位置関係のみを示しており、他の部品や配線の配置は省略している。

図２（ａ）に示すように、本発振器では、例えば、基板１０の一辺に沿ってインダクタ部３としてのインダクタＬ１が搭載され、当該辺に隣接する辺の内、インダクタＬ１から遠い方の辺に沿って調整用コンデンサＣ２が搭載されている。
つまり、インダクタＬ１と調整用コンデンサＣ２とは隣接しておらず、離れて設けられている。
また、図２（ｂ）に示すように、インダクタＬ１に近接する辺に対向する辺に沿って、調整用コンデンサＣ２を設ける配置としてもよい。図２（ｂ）では一方の長辺に沿ってインダクタＬ１が設けられ、他方の長辺に沿って調整用コンデンサＣ２が設けられている。
更に、図２（ｃ）では、一方の短辺に沿ってインダクタＬ１が設けられ、他方の短辺に沿って調整用コンデンサＣ２が設けられている。

このように、基板１０上でインダクタＬ１と調整用コンデンサＣ２とを離して配置することにより、調整用コンデンサＣ２の取り付け時にハンダが飛んだとしても、ハンダボールがインダクタＬ１に付着するのを防ぐことができ、出力特性の劣化を防ぎ、製造工程における歩留まりを向上させ、工程数の増加を抑えることができるものである。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る圧電発振器によれば、制御電圧を供給する制御電圧供給回路１と、制御電圧供給回路１に一端が接続し、インダクタＬ１を有するインダクタ部３と、インダクタ部３の他端に入力側が接続された水晶振動子４とを備え、制御電圧供給回路１のグランド端子側に、必要に応じて調整用コンデンサＣ２が挿入される調整用コンデンサ部２を備えた構成としているので、基板１０上でインダクタＬ１と調整用コンデンサＣ２とを互いに離れた位置に配置することができ、調整用コンデンサＣ２を基板１０上に固定する際にハンダが飛散してインダクタＬ１に付着するのを防ぐことができ、周波数特性の劣化を防ぎ、製造工程における歩留まりを向上させ、コストを低減させることができる効果がある。

本発明は、周波数調整用コンデンサを取り付ける際に、周波数特性の劣化を抑えることができる圧電発振器に適している。

Ｃ１，Ｃ１１…コンデンサ、 Ｃ２，Ｃ１２…調整用コンデンサ、 Ｄ１，Ｄ１１…ダイオード、 Ｌ１，Ｌ１１…インダクタ、 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１１…抵抗、 １，２１…制御電圧供給回路、 ２，２２…調整用コンデンサ部、 ３，２３…インダクタ部、 ４，２４…水晶振動子、 １０…基板

Claims (4)

1. 水晶振動子と、
   前記水晶振動子の入力側に一端が接続するインダクタ部と、
   前記インダクタ部の他端に接続して、制御電圧を供給する制御電圧供給回路と、
   前記制御電圧供給回路が接続するグランド端子側に、基板にハンダで取り付けられる周波数調整用コンデンサとを備え、
   前記制御電圧供給回路の制御電圧入力端子と前記インダクタ部との間の点にダイオードのカソードが接続され、
   前記周波数調整用コンデンサが、前記ダイオードを介して接続されており、前記インダクタ部が搭載された基板の一辺から離して、対向する辺又は隣接する辺でインダクタ部から遠い方の辺に配置され、前記インダクタ部と基板上で離れて配置されていることを特徴とする圧電発振器。
2. インダクタ部と、制御電圧供給回路とを備え、前記制御電圧供給回路に接続する周波数調整用コンデンサが、前記制御電圧供給回路が接続するグランド端子に接続する圧電発振器であって、
   前記インダクタ部が搭載された基板の一辺から離して、対向する辺又は隣接する辺で前記インダクタ部から遠い方の辺に前記周波数調整用コンデンサが配置されることを特徴とする圧電発振器。
3. 周波数調整用コンデンサに並列に第１のコンデンサが設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の圧電発振器。
4. 周波数調整用コンデンサに並列に第２の抵抗が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の圧電発振器。

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