JPH03167908A - Crystal oscillator - Google Patents
Crystal oscillatorInfo
- Publication number
- JPH03167908A JPH03167908A JP30841189A JP30841189A JPH03167908A JP H03167908 A JPH03167908 A JP H03167908A JP 30841189 A JP30841189 A JP 30841189A JP 30841189 A JP30841189 A JP 30841189A JP H03167908 A JPH03167908 A JP H03167908A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- oscillation circuit
- resistor
- cmos inverter
- crystal oscillator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水晶発振器において、水晶振動子の励振電力を
低減する手段を提供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides a means for reducing the excitation power of a crystal resonator in a crystal oscillator.
水晶発振器は、発振周波数の安定度がすくれているので
各種の分野で広く用いられている。Crystal oscillators are widely used in various fields because of their excellent oscillation frequency stability.
コンピュータや各種制御機器の、ＣＰＵのクロック信号
発生源として、水晶発振器が用いられる場合、ロジック
ＩＣが５Ｖで動作することから、一般的に、水晶発振器
も、５ＶＤＣで駆動される。When a crystal oscillator is used as a clock signal generation source for a CPU of a computer or various control equipment, the crystal oscillator is generally also driven at 5V DC since a logic IC operates at 5V.
従来の水晶発振器の回路図を第２図に示す。同図におい
て、２０、２６はＣＭＯＳインバータであり、前記イン
バータ２０は帰還抵抗２１により、増幅器となり、水晶
振動子２４、コンデンサ２２と２３により発振回路を構
戊する。２６はバソファ用インバータてあり、同図で明
らかなように、インバータ２０と２６は同一の電源電圧
Ｖｄｄによって駆動される。A circuit diagram of a conventional crystal oscillator is shown in FIG. In the figure, 20 and 26 are CMOS inverters, the inverter 20 serves as an amplifier with a feedback resistor 21, and a crystal resonator 24 and capacitors 22 and 23 constitute an oscillation circuit. 26 is an inverter for the bath sofa, and as is clear from the figure, the inverters 20 and 26 are driven by the same power supply voltage Vdd.
従来の技術においては、発振用インバータ２０にも５ｖ
が印加されるので、一般に水晶振動子を励振する電力が
過大になり、異常発振を起すことがあった。これを防止
するため、前記ＣＭＯＳインバータ２０の出力側に、数
ＫΩから３ＯＫΩ程度の抵抗２５を挿入し、前記抵抗２
５（Ｒｏ）と前記コンデンサ２Ｂ（Ｃｏ）とによりロー
パス・フィルタを構成し、水晶振動子の励振電力を低減
していた。In the conventional technology, the oscillation inverter 20 also has a voltage of 5V.
is applied, the power used to excite the crystal oscillator is generally excessive, sometimes causing abnormal oscillation. In order to prevent this, a resistor 25 of several KΩ to 30KΩ is inserted on the output side of the CMOS inverter 20, and the resistor 25 is inserted into the output side of the CMOS inverter 20.
5 (Ro) and the capacitor 2B (Co) constitute a low-pass filter to reduce the excitation power of the crystal resonator.
しかし、この方法では、水晶振動子の駆動電力を十分下
げるには、時定数τＤ””ＲＤ’ＣＤを大きくする必要
があり、τＤを大きくすると位相遅れも大きくなり、発
振の安定度が悪化し、かつ、発振回路の負性抵抗も小さ
くなるので発振の起動がしにくくなる、という重大な欠
点があった。However, with this method, in order to sufficiently reduce the driving power of the crystal resonator, it is necessary to increase the time constant τD""RD'CD, and as τD increases, the phase lag also increases and the stability of oscillation deteriorates. Moreover, since the negative resistance of the oscillation circuit becomes small, it becomes difficult to start oscillation, which is a serious drawback.
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、Ｃ Ｍ Ｏ Ｓインバータより成る発振回路
を主電源電圧から降圧手段により得た低い電圧で駆動す
ることにより、上記の問題点を解決するものであり、前
記降圧手段が、前記発振回路に直列に挿入された抵抗と
、前記抵抗の前記発振回路側の端子と接地間に挿入され
るコンデンサにより構或され、前記発振回路の出力信号
が、前記主電源電圧の供給をうける出力ＣＭＯＳインバ
ータを駆動することを特徴とするものであり、さらに、
前記発振回路の帰還ループの中に、抵抗とコンデンサよ
り成るローパス・フィルタを含み、さらに、前記出力Ｃ
ＭＯＳインバータの入力にコンデンサが直列に接続され
、前記出力ＣＭＯＳインバータの入力と出力の間に抵抗
が接続されていることが特徴である。[Means for Solving the Problems] The present invention solves the above problems by driving an oscillation circuit made of a CMOS inverter with a low voltage obtained from the main power supply voltage by a step-down means. , the step-down means includes a resistor inserted in series with the oscillation circuit, and a capacitor inserted between a terminal of the resistor on the oscillation circuit side and ground, and the output signal of the oscillation circuit is It is characterized by driving an output CMOS inverter that is supplied with a power supply voltage, and further includes:
The feedback loop of the oscillation circuit includes a low-pass filter consisting of a resistor and a capacitor, and the output C
It is characterized in that a capacitor is connected in series to the input of the MOS inverter, and a resistor is connected between the input and output of the output CMOS inverter.
水晶振動子を駆動する電圧（発振回路インバータの出力
電圧）をｖ６ヨ、発振回路の電源電圧をＶ’ ｄｄ、水
晶振動子の共振抵抗をＲ１、水晶振動子の駆動電力をＰ
０とすると
Ｐｇ ｏｃＶ ２ｏｘ／Ｒ １ｏｃｖ’ ２ｄｄ／Ｒｒ
となる。即わち、Ｐ０は電源電圧の２乗に比例するので
、Ｐ０を下げるため、Ｖ′，，を下げることは非常に効
果的である。The voltage that drives the crystal resonator (output voltage of the oscillation circuit inverter) is v6 yo, the power supply voltage of the oscillation circuit is V' dd, the resonance resistance of the crystal resonator is R1, and the driving power of the crystal resonator is P.
If it is 0, Pg ocV 2ox/R 1ocv' 2dd/Rr
becomes. That is, since P0 is proportional to the square of the power supply voltage, it is very effective to lower V', , in order to lower P0.
一方、ローパス・フィルタの降下は、電圧利得をＧＤと
すると、
ＧＤＣｘ−１／τｏ−１／Ｃｏ”Ｒｏ
であり、（ ｏ−ａ−一定とすればＲＤに反比例し、そ
の効果は、Ｖ′，，ほど顕著ではなく、かつ、このフィ
ルタにより、発振回路の増幅器の利得も下がり、位相特
性も悪化し、発振起動特゛性が悪化する。On the other hand, the drop of the low-pass filter is GDCx-1/τo-1/Co"Ro, where GD is the voltage gain, and is inversely proportional to RD if o-a is constant, and the effect is V' , , etc., and this filter also lowers the gain of the amplifier of the oscillation circuit, deteriorates the phase characteristics, and deteriorates the oscillation start-up characteristics.
本発明の目的は、水晶発振器の発振回路の駆動電圧のみ
を下げることであり、以下、実施例により、本発明を説
明する。An object of the present invention is to lower only the driving voltage of the oscillation circuit of a crystal oscillator, and the present invention will be described below with reference to Examples.
第１図は本発明の実施例を回路図で示している。 FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the invention.
第３図は、本発明の実施例における主電源電圧Ｖｄｄと
発振回路駆動電源電圧Ｖ′，，の関係を示す特性図であ
り、第４図はＣＭＯＳインバータ増幅器の伝達特性と駆
動電圧との関係を示す動作特性図である。第５図、第６
図、第７図は本発明の他の実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the main power supply voltage Vdd and the oscillation circuit drive power supply voltage V', , in the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the transfer characteristic of the CMOS inverter amplifier and the drive voltage. FIG. Figures 5 and 6
7 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention.
第１図において、Ｃ Ｍ Ｏ Ｓインバータ１０と帰還
抵抗（Ｒｐ）１１により、前記インバータ１０は増幅器
として働き、水晶振動子１４と、コンデンサ１２（Ｃｃ
）、コンデンサ１３（Ｃｏ）とにより、コルビッツ型発
振回路を構成する。前記発振回路は、抵抗１６（Ｒｓ）
により降圧された電圧ｖ′６，により駆動される。前記
発振回路の出力信号は、出力インバータ１７により整形
され、出力される。前記出力インバータ１７は、主電源
電圧Ｖ。により駆動される。コンデンサ１５は、電圧の
平滑とノイズをバイパスするもので０． １μＦから
１μＦのものが使われる。In FIG. 1, the inverter 10 functions as an amplifier by a CMOS inverter 10 and a feedback resistor (Rp) 11, and a crystal resonator 14 and a capacitor 12 (Cc
) and capacitor 13 (Co) constitute a Kolbitz type oscillation circuit. The oscillation circuit has a resistor of 16 (Rs)
It is driven by the voltage v'6, which is stepped down by the voltage v'6. The output signal of the oscillation circuit is shaped by an output inverter 17 and output. The output inverter 17 is connected to the main power supply voltage V. Driven by. The capacitor 15 is for smoothing the voltage and bypassing noise, and has a capacitance of 0. 1μF to 1μF is used.
ここで、当然、Ｖ’ ，，＜Ｖ。となる。発振回路の消
費電流ｌ’ｄｄは、ｌ ’ ，，ａ＝ ’Ｊ ′２，，
の関係を有するので、前記抵抗１６による電圧降下は線
形にならず、第３図に示すように、大略、ｖ’ｄ４０Ｃ
Ｊｎで表わされる。即ち、単に、Ｖ ’ ａｄ ＜ Ｖ
ｄｄとなるばかりでなく、ｖ′，６はＶ。に対して安
定化される。この時、水晶振動子の駆動電力は、（Ｖ′
，イ／Ｖ，ｄ）２倍になる。例えば、Ｖａａ＝５Ｖで、
Ｖ’ ｄｄ−３Ｖになるように、Ｒｓを選ぶと、Ｐａ
（Ｖ’ ａａ）は、ＰＱ （Ｖｄｄ）に比し０．３６
倍となることが分かる。Here, naturally, V',,<V. becomes. The current consumption l'dd of the oscillation circuit is l',,a='J'2,,
Therefore, the voltage drop due to the resistor 16 is not linear, and as shown in FIG.
It is represented by Jn. That is, simply V' ad < V
Not only is it dd, but v',6 is V. stabilized against At this time, the driving power of the crystal resonator is (V'
, i/V, d) will be doubled. For example, when Vaa=5V,
If Rs is selected so that V' dd - 3V, Pa
(V' aa) is 0.36 compared to PQ (Vdd)
It can be seen that the amount is doubled.
さらに、発振回路の駆動電圧ｖ′ｏをＶｄｄよりも小さ
くすることにより、第４図に示すように、ＣＭＯＳイン
バータの伝達特性は、電源電圧が高い場合（ｂ）に比べ
、電源電圧が低い場合（ａ）の方が、格段に急峻となり
、同図で模式的に示すように、利得が格段に大きくなる
。即ち、Ｖ′ｏくＶ６６とすることにより、ＣＭＯＳイ
ンバータ増幅器の利得が大きくなり、発振の起動特性が
向上する。Furthermore, by making the drive voltage v'o of the oscillator circuit smaller than Vdd, the transfer characteristics of the CMOS inverter change when the power supply voltage is low compared to (b) when the power supply voltage is high, as shown in Figure 4. In (a), the slope is much steeper, and as schematically shown in the same figure, the gain is much larger. That is, by setting V'o to V66, the gain of the CMOS inverter amplifier increases and the oscillation starting characteristics improve.
第５図の実施例では、ＣＭＯＳインバータ５０の出力と
、コンデンサ５３（Ｃｏ）の間に抵抗５５（Ｒｏ）が挿
入され、ローパス・フィルタ効果により、更にＰ０を小
さくする。本実施例でも、ｖ′ｏくｖ。なので、前記ロ
ーパス●フィルタによる発振起動特性の悪化は、第１図
に示す場合程大きくはない。In the embodiment of FIG. 5, a resistor 55 (Ro) is inserted between the output of the CMOS inverter 50 and the capacitor 53 (Co), and the low-pass filter effect further reduces P0. In this embodiment as well, v'okuv. Therefore, the deterioration of the oscillation starting characteristics due to the low-pass ● filter is not as great as in the case shown in FIG.
第６図の実施例においては、発振回路の出力信号は、出
力ＣＭＯＳインバータ６９ａと帰還抵抗６９ｂによる増
幅器により増幅され、波高値がｖｏの出力信号が得られ
る。本例で、コンデンサ６８は直流電圧を遮断するため
に用いられる。In the embodiment shown in FIG. 6, the output signal of the oscillation circuit is amplified by an amplifier including an output CMOS inverter 69a and a feedback resistor 69b, and an output signal having a peak value of vo is obtained. In this example, capacitor 68 is used to block the DC voltage.
第７図の実施例において、コンデンサ７７ｂが発振回路
が発生する雑音を減結合するために用いられる。In the embodiment of FIG. 7, a capacitor 77b is used to decouple the noise generated by the oscillator circuit.
以上述べたように、本発明は、ＣＭＯＳインバータで構
成される水晶発振器において、発振回路を、抵抗とコン
デンサを用い、主電源より低い電圧で駆動することによ
り、水晶振動子の励振電力を大幅に低減することを可能
にする。発振回路が比較的低い電圧で駆動され、発振起
動特性は大幅に改善されるので、ローパス・フィルタを
発振回路の帰還ループに入れて、水晶振動子の励振電力
を更に低減しても、発振起動特性はそれ程悪化しない。As described above, the present invention, in a crystal oscillator configured with a CMOS inverter, uses a resistor and a capacitor to drive the oscillation circuit at a voltage lower than the main power supply, thereby significantly reducing the excitation power of the crystal resonator. enable to reduce Since the oscillator circuit is driven at a relatively low voltage and the oscillation start-up characteristics are greatly improved, even if a low-pass filter is inserted into the feedback loop of the oscillator circuit and the excitation power of the crystal resonator is further reduced, the oscillation start-up characteristics will be improved. The characteristics do not deteriorate that much.
又、主電源電圧の変化に比べ、発振回路の駆動電圧の変
化は小さいので、周波数の対電源電圧安定度も改善され
る、等、本発明は多くの効果を有している。Furthermore, since the change in the driving voltage of the oscillation circuit is smaller than the change in the main power supply voltage, the present invention has many effects such as improving the frequency stability with respect to the power supply voltage.
第１図は本発明の実施例を示す回路図である。
第２図は従来のＣＭＯＳインバータによる水晶発振器の
回路の回路図、第３図は主電源電圧と発振回路駆動電圧
の関係を示す特性図、第４図はＣＭＯＳインバータ増幅
の伝達特性と駆動電圧との関係を示す動作特性図、第５
図、第６図、第７図は本発明の他の実施例を示す回路図
である。
１０、２０、５０、６０、７０、１７、２６、５８、６
９ａ１７９ａ・・・ＣＭＯＳインバータ１１、１６、２
１、２５、５１、５５、５６、６１、６５、６６、５９
ｂ，７１、７５、７６、７９ｂ・●・・・◆・・・・抵
抗
１４、２４、５４、６４、７４
・・・水晶振動子
１２、１３、１５、２２、２３、５２、５３、５７、６
２、６３、６７、６８、７２、７３、７７ａ，７７ｂ，
７８・・●・コンデンサ以上FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. Figure 2 is a circuit diagram of a crystal oscillator circuit using a conventional CMOS inverter, Figure 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the main power supply voltage and the oscillation circuit drive voltage, and Figure 4 is a diagram showing the relationship between the transfer characteristics and drive voltage of the CMOS inverter amplification. 5th operating characteristic diagram showing the relationship between
6 and 7 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention. 10, 20, 50, 60, 70, 17, 26, 58, 6
9a179a...CMOS inverter 11, 16, 2
1, 25, 51, 55, 56, 61, 65, 66, 59
b, 71, 75, 76, 79b・●・◆・・・・Resistor 14, 24, 54, 64, 74 ・・・Crystal oscillator 12, 13, 15, 22, 23, 52, 53, 57 ,6
2, 63, 67, 68, 72, 73, 77a, 77b,
78...●・Capacitor or more
Claims (3)
路から構成される水晶発振器であって、発振回路の駆動
電圧が主電源電圧よりも低くする手段を備えたものにお
いて、前記降圧手段が、前記発振回路に直列に挿入され
た抵抗と、前記抵抗の前記発振回路側の端子と接地間に
挿入されるコンデンサにより構成され、前記発振回路の
出力信号が、前記主電源電圧の供給をうける出力ＣＭＯ
Ｓインバータを駆動することを特徴とする水晶発振器。(1) In a crystal oscillator comprising an oscillation circuit including a crystal resonator and a CMOS inverter, the crystal oscillator is provided with means for lowering the driving voltage of the oscillation circuit to be lower than the main power supply voltage, in which the step-down means An output CMO comprising a resistor inserted in series in a circuit and a capacitor inserted between a terminal of the resistor on the oscillation circuit side and ground, and the output signal of the oscillation circuit is supplied with the main power supply voltage.
A crystal oscillator characterized by driving an S inverter.
ンサより成るローパス・フィルタを含むことを特徴とす
る前記第（１）項に記載の水晶発振器。(2) The crystal oscillator according to item (1), wherein the feedback loop of the oscillation circuit includes a low-pass filter made of a resistor and a capacitor.
が直列に接続され、前記出力ＣＭＯＳインバータの入力
と出力の間に抵抗が接続されることを特徴とする前記第
（１）項記載の水晶発振器。(3) The crystal oscillator according to item (1), wherein a capacitor is connected in series to the input of the output CMOS inverter, and a resistor is connected between the input and output of the output CMOS inverter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30841189A JPH03167908A (en) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Crystal oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30841189A JPH03167908A (en) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Crystal oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03167908A true JPH03167908A (en) | 1991-07-19 |
Family
ID=17980739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30841189A Pending JPH03167908A (en) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | Crystal oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03167908A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6703905B2 (en) | 2001-09-26 | 2004-03-09 | Yamaha Corporation | Crystal oscillation circuit |
| JP2004128929A (en) * | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Daishinku Corp | Crystal oscillator |
| JP2012175238A (en) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Kyocera Crystal Device Corp | Electronic circuit |
| JP2013128331A (en) * | 2013-03-27 | 2013-06-27 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric oscillator |
| KR20150002009U (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | (주)에코그릴 | clip for skewered meats grilled of smokeless charcoal fire roast |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP30841189A patent/JPH03167908A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6703905B2 (en) | 2001-09-26 | 2004-03-09 | Yamaha Corporation | Crystal oscillation circuit |
| JP2004128929A (en) * | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Daishinku Corp | Crystal oscillator |
| JP2012175238A (en) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Kyocera Crystal Device Corp | Electronic circuit |
| JP2013128331A (en) * | 2013-03-27 | 2013-06-27 | Seiko Epson Corp | Piezoelectric oscillator |
| KR20150002009U (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | (주)에코그릴 | clip for skewered meats grilled of smokeless charcoal fire roast |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4536364B2 (en) | High quality parallel resonant oscillator | |
| EP3652856A1 (en) | Low power crystal oscillator | |
| JPH03167908A (en) | Crystal oscillator | |
| JPH0818340A (en) | Crystal oscillator circuit | |
| JP4271634B2 (en) | Crystal oscillation circuit | |
| US8957740B2 (en) | Low power oscillator with negative resistance boosting | |
| US4322694A (en) | Crystal oscillator implemented with CMOS technology | |
| JPS59178014A (en) | Oscillation circuit | |
| JP2001308641A (en) | Piezoelectric oscillator | |
| JP4042246B2 (en) | Piezoelectric oscillator | |
| JPH077325A (en) | Oscillation circuit | |
| JP2703410B2 (en) | Voltage converter circuit | |
| JP4175941B2 (en) | Crystal oscillation circuit | |
| JPS6260844B2 (en) | ||
| JPS59114908A (en) | Integrated circuit device having oscillating circuit | |
| JPH1056330A (en) | Voltage controlled piezoelectric oscillator | |
| CN113014249B (en) | Self-calibrating crystal drive system | |
| JPS59229908A (en) | Current inverting circuit | |
| JPS6138264Y2 (en) | ||
| JPH08186443A (en) | Crystal oscillator | |
| JPS5843998B2 (en) | Inverter | |
| JPH06177646A (en) | Crystal oscillation circuit | |
| JP2576193B2 (en) | Oscillation circuit | |
| JPS59168704A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
| JPH0697732A (en) | Oscillation circuit |