DE10009079A1

DE10009079A1 - Piezoelektrischer Oszillator

Info

Publication number: DE10009079A1
Application number: DE10009079A
Authority: DE
Inventors: Tomio Satoh
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2020-02-26
Also published as: US6271734B1; JP2000252749A; DE10009079B4; JP4042246B2

Abstract

Ein piezoelektrischer Oszillator mit ausgezeichneten Rauscheigenschaften und Alterungseigenschaten ist durch einen piezoelektrischen Oszillator implementiert, der umfasst: einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor; Verstärkungsmittel zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszillators; und Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe der Verstärkungsmittel, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an die Basis des Oszillationstransistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgangspegel konstant zu halten, wobei eine Basis-Vorspannung derart eingestellt ist, dass der Oszillationstransistor an einen Arbeitspunkt versetzt ist, der in der Nähe eines Sättigungsbereichs angeordnet ist, und wobei ein Rückkopplungsstrom von den Gleichrichtmitteln der Basis des Oszillationstransistors zugeführt wird, damit der Arbeitspunkt sich dem Sättigungsbereich annähert, wenn der Sättigungsausgangspegel hoch geworden ist, und damit sich der Arbeitspunkt von dem Sättigungsbereich entfernt, wenn der Oszillationsausgangspegel niedrig geworden ist. Als Folge davon wird ein piezoelektrischer Oszillator, welcher sowohl im Hinblick auf Rauscheigenschaften als auch Alterungseigenschaften ausgezeichnet ist, realisiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Oszillator und insbe sondere einen piezoelektrischen Oszillator, welcher gute Rauscheigenschaften und Alterungseigenschaften aufweist.

Als ein in Bezugssignalquellen von Kommunikationsvorrichtungen verwendeter Kristalloszillator ist ein in Fig. 3 gezeigter Schaltungsaufbau bekannt.

In Fig. 3 ist eine durch eine unterbrochene Linie umgebene Schaltung 101 eine typische Colpitts-Oszillationsschaltung. Ein Kristallresonator 102 ist mit einer Basis eines Transistors 103 verbunden. Die Basis des Transistors 103 ist mit des sen Emitter über einen Kondensator 104 verbunden. Der Emitter des Transi stors 103 ist über eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 105 und einem Widerstand 106 mit Masse verbunden. Ein Kollektor des Transistors 103 ist mit einer Spannungsversorgung Vcc verbunden. Ferner ist ein Anschluss des Kri stallresonators 102 über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 107 und einem Trimmkondensator 108 mit Masse verbunden.

Der Oszillationsausgang wird an den Enden des Trimmkondensators 108 abge griffen.

Ferner bildet eine durch eine gestrichelte Linie in Fig. 3 umgebene Verstär kungsschaltung 109 einen Teil einer AGC-Schaltung (zur automatischen Ver stärkungseinstellung) in Verbindung mit einer später beschriebenen Gleichricht schaltung. Ein Emitter eines Transistors 110 ist mit Masse verbunden. Ein Kol lektor des Transistors 110 ist mit der Spannungsversorgung Vcc über einen Wi derstand 111 verbunden. Der Kollektor des Transistors 110 ist mit dessen Basis über einen Widerstand 112 verbunden. Ferner ist die Basis des Transistors 110 mit dem Emitter des Transistors 103 über eine Kapazität 113 verbunden.

Ferner ist eine durch eine unterbrochene Linie in Fig. 3 umgebene Schaltung 114 die oben beschriebene Gleichrichtschaltung. Eine Anode einer Diode 115 ist mit einer Kathode einer Diode 116 verbunden. Eine Kathode der Diode 115 ist mit Masse verbunden. Eine Anode der Diode 116 ist mit der Spannungsversorgung Vcc über einen Widerstand 117 verbunden. Die Anode der Diode 116 ist mit Masse über einen Kondensator 118 verbunden. Die Kathode der Diode 116 ist mit dem Kollektor des Transistors 110 über einen Kondensator 119 verbunden. Die Anode der Diode 116 ist mit der Basis des Transistors 103 über einen Wider stand 120 nach einer Rückkopplungsart verbunden.

Hierbei ist ein in Fig. 3 gezeigter Kondensator 122 ein Bypass-Kondensator.

Es wird nachfolgend der Betrieb des Kristalloszillators mit einem solchen Aufbau beschrieben.

Da die Oszillationsschaltung 101, wie vorangehend beschrieben, eine typische Colpitts-Oszillationsschaltung ist, erübrigt sich deren Beschreibung.

Ein an dem Emitter des Transistors 103 auf der Grundlage von Parametern der Schwingschaltung 101 erzeugtes Ausgangssignal wird der Verstärkungsschaltung 109 zugeführt, darin auf einen benötigten Pegel verstärkt und dann an dem Kollektor des Transistors 110 erzeugt.

Das in der Verstärkungsschaltung 109 verstärkte Ausgangssignal wird der Diode 115 und der Diode 116 der nächsten Stufe über den Kondensator 119 zugeführt.

Eine Signalkomponente eines positiven Halbzyklus des der Gleichrichtschaltung 114 zugeführten Ausgangssignals fließt durch die Diode 115, und der Kondensa tor 119 wird mit elektrischer Ladung derart geladen, dass die Anodenseite der Diode 115 ein niedrigeres Potential aufweist. Eine Signalkomponente eines ne gativen Halbzyklus des der Gleichrichtschaltung 114 zugeführten Ausgangs signals fließt durch die Diode 116. An der Anode der Diode 116 wird deshalb ein Potential erzeugt, das gleich der Summe des durch die Signalkomponente in dem negativen Halbzyklus erzeugten Potentials und des durch die aufgeladene elek trische Ladung des Kondensators 119 erzeugten elektrischen Potentials ist. Das resultierende Potential wird an die Basis des in der Schwingschaltung 101 ent haltenen Transistors 103 angelegt.

Auf diese Weise wird das Basispotential durch die Steuerung der AGC-Schaltung geändert. Als ein Ergebnis hiervon ändert sich die Ausgangsspannung des Tran sistors 103.

Wenn der Pegel des Ausgangssignals der Schwingschaltung 101 hoch wird, nimmt die Differenz (p-p-Wert) zwischen einem Minimalwert und einem Maxi malwert eines von der Verstärkungsschaltung 109 an die Gleichrichtschaltung 114 zugeführten Signals zu, und der Absolutwert des an dem Ausgang der Gleichrichtschaltung 114 erzeugten Potentials negativer Polarität nimmt zu. Deshalb fällt die Basis-Vorspannung des Transistors 103 ab, und der Pegel des Ausgangssignals der Schwingschaltung 101 fällt ab.

Andererseits wird in dem Fall, dass der Pegel des Ausgangssignals der Schwing schaltung 101 abgefallen ist, ein dem vorangehend beschriebenen Verhalten ent gegengesetztes Verhalten verursacht. Deshalb erübrigt sich eine Beschreibung dieses Verhaltens.

Durch wiederholtes Durchführen des vorangehend beschriebenen Betriebs gibt der Kristalloszillator deshalb ein stabiles Pegelsignal auf der Grundlage von des sen eingestellten Bedingungen ab.

Bei einem solchen hochstabilen Kristalloszillator unter Verwendung einer AGC- Schaltung stellen insbesondere Alterungseigenschaften ein Problem dar.

Um günstigere Alterungseigenschaltung zu erhalten, werden Schaltungskonstan ten derart eingestellt, dass der Pegel des Anregungsstroms des Kristallresonators auf einem niedrigen Wert gehalten wird.

D. h., der Anregungsstrom des Kristallresonators wird auf einem niedrigen Pegel gehalten, indem der Basis-Vorstrom des Transistors 103 klein gemacht und die Verstärkung des Transistors 103 auf einem kleinen Wert gehalten wird.

Wenn der Transistor 103 mit einem niedrigen Basis-Vorstrom getrieben wird, dann wird jedoch notwendigerweise der Kollektorstrom niedrig. Wie aus einer in Fig. 4 dargestellten Beziehung zwischen Kollektorstrom und Rauschen hervor geht, gibt es deshalb ein Problem dahingehend, dass der Rauschwert hoch wird.

Es ist mit anderen Worten notwendig, dem Kollektorstrom auf einen Wert bei einem Punkt B einzustellen, um den Rauschwert niedrig zu machen. Um den Kollektorstrom zu erhöhen, muss jedoch der Basis-Vorstrom erhöht werden. Als Folge davon wird die Verstärkung des Transistors 103 größer als notwendig. Der Anregungsstrompegel des Kristallresonators wird somit hoch. Folglich können günstige Alterungseigenschaften nicht erhalten werden.

Bei dem herkömmlichen Kristallresonator wird deshalb den Alterungseigenschaf ten Priorität eingeräumt, und der Kollektorstrom wird auf einen Wert eines Punkts A eingestellt, welcher einem extrem niedrigen Kollektorstrom entspricht. Es wird somit der Anstieg des Rauschwerts hingenommen.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Kristalloszillator bereitzustel len, der günstige Alterungseigenschaften und verbesserte Rauscheigenschaften aufweisen kann.

Zur Lösung dieser Probleme wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das obige Ziel erreicht durch einen piezoelektrischen Oszillator, wel cher umfasst: einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor; Verstärkungsmittel zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszillators; und Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe der Verstärkungsmittel, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an die Basis des Oszillationstransistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsaus gangspegel konstant zu halten, und wobei eine Basis-Vorspannung derart einge stellt ist, dass der Oszillationstransistor an einen Arbeitspunkt versetzt ist, der in der Nähe eines Sättigungsbereichs angeordnet ist, und wobei ein Rückkopp lungsstrom von den Gleichrichtmitteln der Basis des Oszillationstransistors zu geführt wird, damit der Arbeitspunkt sich dem Sättigungsbereich annähert, wenn der Sättigungsausgangspegel hoch geworden ist, und damit sich der Ar beitspunkt von dem Sättigungsbereich entfernt, wenn der Oszillationsausgangs pegel niedrig geworden ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das obige Ziel erreicht durch einen piezoelektrischen Oszillator, der umfasst: einen Colpitts- Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransi stor; Verstärkungsmittel zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszillators; und Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe der Verstärkungsmittel, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an die Basis des Oszillationstransistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgabepegel konstant zu halten, wo bei eine Basis eines zweiten Transistors, welcher in den Verstärkungsmitteln enthalten ist, nach Wechselstromart mit Masse verbunden ist, wobei ein Kollek tor des Oszillationstransistors mit einem Emitter des zweiten Transistors ver bunden ist, und wobei ein Kollektor des zweiten Transistors mit einer Span nungsversorgung verbunden ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das oben be schriebene Ziel erreicht durch einen piezoelektrischen Oszillator, der umfasst: einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor; einen zweiten Transistor zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszillators; und Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe des zweiten Transistors, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an eine Basis des zweiten Transistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgabepegel konstant zu halten, und wobei ein Kollektor des zweiten Transistors derart ein gestellt ist, dass der Oszillationstransistor an einen Arbeitspunkt versetzt wird, der in der Nähe eines Sättigungsbereichs angeordnet ist, und wobei ein Rück kopplungsstrom von den Gleichrichtmitteln der Basis des zweiten Transistors zugeführt wird, um eine Basis-Vorspannung des zweiten Transistors zu erniedri gen und hierdurch den Arbeitspunkt sich dem Sättigungsbereich annähern zu lassen, wenn der Sättigungsausgabepegel hoch geworden ist, und um die Basis- Vorspannung des zweiten Transistors anzuheben und dadurch den Arbeitspunkt sich von dem Sättigungspunkt entfernen zu lassen, wenn der Oszillationsausga bepegel niedrig geworden ist.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das oben be schriebene Ziel erreicht durch einen piezoelektrischen Oszillator, der umfasst: einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor; Verstärkungsmitteln zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszillators; und Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe der Verstärkungsmittel, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an eine Basis des Oszillationstransistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgabepegel konstant zu halten, und wobei die Basis des zweiten Transistors auf Wechsel stromweise mit Masse verbunden ist, und wobei ein Kollektor des Oszillations transistors mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist, und wobei der Kollektor des zweiten Transistors mit einer Spannungsversorgung verbun den ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das obige Ziel er reicht durch einen piezoelektrischen Oszillator gemäß einem der Aspekte zwei bis vier der vorliegenden Erfindung, wobei ein Kollektorstrom des zweiten Transi stors derart eingestellt ist, dass ein Rauschwert des Oszillationstransistors in der Nähe eines Minimalwerts bereitgestellt ist.

Aufgrund des vorangehend beschriebenen Aufbaus hängt der Kollektorstrom des Oszillationstransistors der Oszillationsschaltung nur von der Einstellung des Kollektorstroms des zweiten Transistorverstärkers ab und nicht von dem Basis strom des Oszillationstransistors. Entsprechend werden Einstellungswerte eines breiten Bereichs erhalten. Als Folge davon wird ein Betrieb unter Betriebsbedin gungen mit kleinem Rauschwert möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Hierbei sind:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform eines Kristalloszilla tors gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Kri stalloszillators gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm eines herkömmlichen Kristalloszillators,

Fig. 4 ein Graph, der eine Rauschwerteigenschaft als eine Funktion eines Kollektorstroms eines Transistors zeigt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine darge stellte Ausführungsform im Detail beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Ausführungsform eines Kristall oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

In Fig. 1 ist eine durch eine unterbrochene Linie umgebene Schaltung 1 eine ty pische Colpitts-Oszillationsschaltung. Ein Kristallresonator 2 ist mit einer Basis eines Transistors 3 verbunden. Die Basis des Transistors 3 ist mit dessen Emit ter über einen Kondensator 4 verbunden. Der Emitter des Transistors 3 ist mit Masse über eine Parallelschaltung eines Kondensators 5 und eines Widerstands 6 verbunden. Ferner ist ein Anschluss des Kristallresonators 2 über eine Reihen schaltung aus einem Kondensator 7 und einem Trimmkondensator 8 mit Masse verbunden.

Hierbei wird die Oszillationsausgabe von den Enden des Trimmkondensators 8 abgegriffen.

Eine durch eine unterbrochene Linie in Fig. 1 umgebene Verstärkungsschaltung 9 bildet in Verbindung mit einer nachfolgend beschriebenen Gleichrichtschaltung einen Teil einer AGC-Schaltung. Ein Emitter eines Transistors 10 ist mit einem Kollektor des Transistors 3 verbunden. Zusätzlich ist ein Kollektor des Transi stors 10 mit einer Spannungsversorgung VCC über einen Widerstand 11 verbun den. Eine Basis des Transistors 10 ist mit der Spannungsversorgung VCC über einen Widerstand 12 verbunden. Ferner ist die Basis die Transistors 10 über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 13 und einem Kondensator 14 mit Masse verbunden.

Ferner ist eine durch eine unterbrochene Linie in Fig. 1 umgebene Schaltung 15 die oben beschriebene Gleichrichtschaltung. Eine Kathode einer Diode 16 ist mit Masse verbunden, und eine Anode der Diode 16 ist mit einer Kathode einer Diode 17 verbunden. Eine Anode der Diode 17 ist über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 18 und einem Kondensator 19 mit Masse verbunden. Zudem ist ein Gate eines FET 20, welcher eine mit Masse verbundene Source aufweist, mit der Anode der Diode 17 verbunden. Ferner ist eine Drain des FET 20 mit der Spannungsversorgung über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 21 und einem Widerstand 22 verbunden. Zudem ist ein Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 21 und dem Widerstand 22 über einen Widerstand 23 mit der Basis des Transistors 3 verbunden. Die Kathode der Diode 17 ist über einen Kondensa tor 24 mit dem Kollektor des Transistors 10 verbunden.

Hierbei sind Kondensatoren 26 und 27 Bypass-Kondensatoren.

Der Betrieb des Kristalloszillators mit einem solchen Aufbau wird nachfolgend beschrieben.

Der Transistor 3 der Oszillationsschaltung 1 ist mit dem Transistor 10 in Kaska denform bzw. in Reihe verbunden. Da der Wert des Kollektorstroms des Transi stors 3 nur von dem eingestellten Wert des Kollektorstroms des Transistors 10 abhängt, ist es möglich, den Wert des Kollektorstroms des Transistors 3 auf der Grundlage der eingestellten Bedingungen in einem weiten Bereich zu bestim men, wobei er nicht von dem Basisstrom des Transistors 3 beeinflusst wird.

Ein von dem Kollektor des Transistors 3 auf der Grundlage der Parameter der Oszillationsschaltung 1 erzeugtes gewünschtes Ausgangssignal wird der Verstär kungsschaltung 9 zugeführt, darin auf einen gewünschten Pegel verstärkt, dann von dem Kollektor des Transistors 10 erzeugt und der Gleichrichtschaltung 15 über den Kondensator 24 zugeführt.

Während eines positiven Halbzyklus des der Gleichrichtschaltung 15 zugeführten Ausgangssignals durchläuft das Ausgangssignal die Diode 16. Während dieser Zeit wird der Kondensator 24 geladen, so dass die Anodenseite der Diode 16 ein niedrigeres Potential aufweisen wird. Während eines entgegengesetzten negati ven Halbzyklus des Ausgangssignals fließt das Signal durch die Diode 17. Als Folge davon tritt zwischen der Anode der Diode 17 und Masse ein Potential ne gativer Polarität auf, welches die Summe aus dem Potential, welches durch das Signal während des negativen Halbzyklus erzeugt wird, und dem Potential, wel ches durch die aufgeladene elektrische Ladung des Kondensators 24 erzeugt wird, wird.

In dem Fall, in dem der Pegel des Anregungsstroms hoch wird, nimmt der Abso lutwert des Potentials negativer Polarität zu. Als Folge davon wird ein Span nungsabfall zwischen dem Gate und der Source des FET 20 erzeugt, und folglich nimmt der Drain-Strom ab. Da die Basis-Vorspannung des Transistors 3 steigt, nimmt als Folge davon der Basisstrom zu, und die Emitterspannung steigt, und die Spannung zwischen der Basis und dem Kollektor des Transistors 3 nimmt ab.

Da der Emitter des Transistors 10 mit dem Kollektor des Transistors 3 verbun den ist, wird die Kollektorspannung des Transistors 3 unterhalb der Spannung der Spannungsversorgung Vcc reguliert. Andererseits wird die Basisspannung des Transistors 3 gleich der Spannung der Spannungsversorgung Vcc eingestellt. Als Folge ist es möglich, den Arbeitspunkt des Transistors 3 derart einzustellen, dass er sich dem Sättigungsbereich annähert, wenn der Kollektorstrom des Transistors 3 an einem in Fig. 4 dargestellten Punkt B eingestellt wird. Da der Transistor 3 unter der Sättigungsbedingung verwendet wird, nimmt folglich der Anregungspegel des Kristallresonators 3 ab. Es ist somit möglich, den Kollektor strom des Transistors 3 auf einem großen Stromwert zu halten und den Transi stor 3 an einem Arbeitspunkt einzustellen, der den Rauschwert minimiert, und dabei eine ausgezeichnete Alterungseigenschaft beizubehalten.

Wenn die Basisspannung des Transistors 3 auf einen hohen Pegel gelangt, nimmt der Sättigungspegel des Anregungssignals zu; deshalb wird die Amplitude des Anregungssignals durch die AGC-Funktion unterdrückt.

Hierbei wird die zu der Änderung der Basisspannung des Transistors 3 propor tionale Änderung des Anregungsstroms gering, da der Arbeitspunkt des Transi stors 3 sich dem Sättigungsbereich annähert. Dieser Nachteil wird jedoch durch die AGC-Schaltung kompensiert, da die Ausgabe der AGC-Schaltung durch den FET 20 verstärkt wird.

Andererseits wird in dem Fall, in dem der Pegel des Ausgangssignals der Oszil lationsschaltung 1 abgefallen ist, ein zu dem vorangehend beschriebenen Betrieb entgegengesetzter Betrieb hervorgerufen. Deshalb erübrigt sich die Beschreibung dieses Betriebs. Durch wiederholtes Ausführen des vorangehend beschriebenen Betriebs gibt der Kristalloszillator deshalb ein stabiles Pegelsignal auf der Grundlage von dessen eingestellten Bedingungen ab.

Ferner ist eine in Fig. 2 gezeigte Schaltung eine weitere Ausführungsform einer Kristalloszillatorschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau und Betrieb des Kristalloszillators wird nachfolgend beschrieben.

Teile des Kristalloszillators der Fig. 2, welche den gleichen Aufbau wie die des in Fig. 1 gezeigten Kristalloszillators aufweisen, sind durch entsprechende Bezugs ziffern versehen. Deren Beschreibung erübrigt sich.

Die Oszillationsschaltung 1 ist so ausgebildet, dass eine aus dem Widerstand 23 und einem Widerstand 28 gebildete Basisschaltung mit dem Transistor 3 ver bunden ist. Die Verstärkungsschaltung 9 ist so ausgebildet, dass sie die Basis des Transistors 10 über einen Kondensator 14 mit Masse verbindet. Die Gleichricht schaltung 15 ist so ausgebildet, dass ein Kollektor eines Transistors 29 über ei nen Widerstand 30 mit der Spannungsversorgung Vcc verbunden ist. Ein Emit ter des Transistors 29 ist über einen Widerstand 31 mit Masse verbunden. Fer ner ist eine Basis des Transistors 29 über den Kondensator 24 mit dem Kollektor des Transistors 10 verbunden. Zudem ist eine Diode 32 zwischen der Basis des Transistors 29 und Masse geschaltet, so dass die Kathode der Diode 32 mit der Basisseite der Diode 32 verbunden ist.

Das Ausgangssignal, das durch die Oszillationsschaltung 1 mit einem solchen Aufbau erzeugt wird, wird der Gleichrichtschaltung 15 über die Verstärkungs schaltung 9 zugeführt. Hiernach wird nur eine Signalkomponente des positiven Halbzyklus des Ausgangssignals durch die Gleichrichtschaltung 15 in ein Gleich stromsignal umgewandelt und an die Basis des Transistors 10 zurückgeführt.

Der Transistor 29 erzeugt eine Ausgabe, welche bezüglich seiner Eingabe inver tiert und phasengleich ist. In dem Fall, dass der Pegel des Ausgangssignals an steigt, nimmt deshalb eine Gleichspannung, welche von der Gleichrichtschaltung 15 der Basis des Transistors 10 zugeführt wird, ab. Ferner nimmt, wenn das Basispotential abfällt, eine Kollektorspannung des Transistors 10 ab.

Der Arbeitspunkt des Transistors 10 wird vorab in die Nähe eines Sättigungsbe reichs eingestellt, so dass ein Teil des Signals an dem Sättigungsbereich ankom men wird. Wenn die Kollektorspannung des Transistors 10 abfällt, nähert sich der Arbeitspunkt des Transistors 3 deshalb dem Sättigungsbereich, und folglich nimmt der Anregungspegel ab.

Andererseits wird in dem Fall, dass der Ausgangspegel abgenommen hat, ein zu dem vorangehend beschriebenen Betrieb entgegengesetzter Betrieb ausgelöst. Die Beschreibung dieses Betriebs wird deshalb weggelassen.

Aufgrund des vorangehend beschriebenen Aufbaus ist es möglich, durch den Transistor 3 einen großen Kollektorstrom selbst dann fließen zu lassen, wenn die Steuerung derart ausgeführt wird, dass der Anregungsstrom auf einem niedrigen Pegel gehalten wird.

Es sei nun angenommen, dass ein Transistor mit einem niedrigen Rauschwert verwendet wird, wie er beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Der Kollektorstrom des Transistors 3 wird so eingestellt, dass er einen Wert einnimmt, der nahe ei nem Punkt B in Fig. 4 angeordnet ist, was das Rauschen durch Verwenden des Transistors 10 und der um diesen herum angeordneten Schaltung minimiert. Als Folge davon wird eine ausreichend exzellente Eigenschaft erhalten. Ferner ist der Punkt B, wie aus Fig. 4 hervorgeht, ein Minimalwert selbst dann, wenn der Kollektorstrom durch die AGC-Funktion geändert ist; deshalb ist der Ände rungswert des Rauschwerts klein. Deshalb wird eine plötzliche Verschlechterung der Rauscheigenschaften nicht hervorgerufen.

Wie vorangehend beschrieben ist, wird der Kristalloszillator durch Verwendung einer Colpitts-Oszillationsschaltung als eine grundlegende Oszillationsschaltung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Kristalloszillator kann auch unter Verwendung einer Oberton-Oszillationsschaltung gebildet sein.

Während die Erfindung ferner unter Annahme eines Oszillators unter Verwen dung eines Kristallresonators beispielhaft beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es ist klar, dass die vorliegende Erfindung auf Oszilla toren angewandt werden kann, welche piezoelektrische Resonatoren anstatt Kri stallresonatoren verwenden.

Wie bisher beschrieben, wird der piezoelektrische Oszillator gemäß der vorlie genden Erfindung wie vorangehend beschrieben ausgebildet. Selbst in dem Fall, dass eine Steuerung derart ausgeführt wird, dass der Anregungsstrom auf einem niedrigen Pegel gehalten wird, ist es möglich, den Kollektorstrom des Transistors auf einem großen Wert zu halten und den Transistor an einen Arbeitspunkt ein zustellen, der den Rauschwert minimiert. Dies führt dazu, dass ein piezoelektri scher Oszillator, der im Hinblick auf sowohl Rauscheigenschaften und Alterungseigenschaften ausgezeichnet ist, realisierbar ist.

Claims

1. Piezoelektrischer Oszillator, umfassend:
einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor;
Verstärkungsmittel zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszillators; und
Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe der Verstärkungsmittel, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an eine Basis des Oszillations transistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgangspegel kon stant zu halten,
wobei eine Basis-Vorspannung derart eingestellt ist, dass der Oszillations transistor an einen Arbeitspunkt versetzt ist, der in der Nähe eines Sätti gungsbereichs angeordnet ist, und
wobei ein Rückkopplungsstrom von den Gleichrichtmitteln der Basis des Oszillationstransistors zugeführt wird, damit der Arbeitspunkt sich dem Sättigungsbereich annähert, wenn der Sättigungsausgangspegel hoch ge worden ist, und damit sich der Arbeitspunkt von dem Sättigungsbereich entfernt, wenn der Oszillationsausgangspegel niedrig geworden ist.

2. Piezoelektrischer Oszillator, umfassend:
einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor;
Verstärkungsmittel zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszillators; und
Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe der Verstärkungsmittel, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an die Basis des Oszillationstran sistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgangspegel konstant zu halten,
wobei eine Basis eines zweiten Transistors, welcher in den Verstärkungs mitteln enthalten ist, nach einer Wechselstromart mit Masse verbunden ist, wobei ein Kollektor des Oszillationstransistors mit einem Emitter des zwei ten Transistors verbunden ist, und
wobei ein Kollektor des zweiten Transistors mit einer Spannungsversor gung verbunden ist.

3. Piezoelektrischer Oszillator, umfassend:
einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor;
einen zweiten Transistor zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszil lators; und
Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe des zweiten Transistors,
wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an eine Basis des zweiten Transi stors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgangspegel konstant zu halten,
wobei eine Kollektorspannung des zweiten Transistors derart eingestellt ist, dass der Oszillationstransistor an einen Arbeitspunkt versetzt ist, der in der Nähe eines Sättigungsbereichs angeordnet ist, und
wobei ein Rückkopplungsstrom von den Gleichrichtmitteln der Basis des zweiten Transistors zugeführt wird, um eine Basis-Vorspannung des zwei ten Transistors zu erniedrigen und den Arbeitspunkt sich dem Sättigungs bereich annähern zu lassen, wenn der Oszillationsausgangspegel hoch ge worden ist, während die Basis-Vorspannung des zweiten Transistors steigt und der Arbeitspunkt sich von dem Sättigungspunkt entfernt, wenn der Oszillationsausgabepegel niedrig geworden ist.

4. Piezoelektrischen Oszillator, umfassend:
einen Colpitts-Oszillator mit einem piezoelektrischen Resonator und einem Oszillationstransistor;
einen zweiten Transistor zum Verstärken einer Ausgabe des Colpitts-Oszil lators; und
Gleichrichtmittel zum Gleichrichten einer Ausgabe des zweiten Transistors, wobei eine Ausgabe der Gleichrichtmittel an eine Basis des Oszillations transistors zurückgeführt wird, um einen Oszillationsausgabepegel kon stant zu halten;
wobei eine Basis des zweiten Transistors auf eine Wechselstromweise mit Masse verbunden ist,
wobei ein Kollektor des Oszillationstransistors mit einem Emitter des zwei ten Transistors verbunden ist, und
wobei der Kollektor des Oszillationstransistors und der Emitter des zweiten Transistors miteinander verbunden sind und der Kollektor des zweiten Transistors mit einer Spannungsversorgung verbunden ist.

5. Piezoelektrischer Oszillator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, worin ein Kollektorstrom des zweiten Transistors derart eingestellt ist, dass ein Rauschwert des Oszillationstransistors in der Nähe eines Minimalwerts be reitgestellt ist.