JPH03280607A - 水晶発振器の駆動回路 - Google Patents
水晶発振器の駆動回路Info
- Publication number
- JPH03280607A JPH03280607A JP8174290A JP8174290A JPH03280607A JP H03280607 A JPH03280607 A JP H03280607A JP 8174290 A JP8174290 A JP 8174290A JP 8174290 A JP8174290 A JP 8174290A JP H03280607 A JPH03280607 A JP H03280607A
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- transistor
- capacitor
- circuit
- capacitance
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、水晶振動子を含むコルピンッ発振回路を駆動
するための水晶発振器の駆動回路に関する。
するための水晶発振器の駆動回路に関する。
一般に通信機器においては、発振源として水晶発振器が
用いられている。発振器としては、温度変化によって電
源電圧が変化したような場合にも発振周波数が安定して
いること等が求められているが、特に携帯型の二ｚ−ド
レス電話やセルラー電話等の標準発振源としで使用され
る水晶発振器とし−（は、次のような特性が要求されて
いる。
用いられている。発振器としては、温度変化によって電
源電圧が変化したような場合にも発振周波数が安定して
いること等が求められているが、特に携帯型の二ｚ−ド
レス電話やセルラー電話等の標準発振源としで使用され
る水晶発振器とし−（は、次のような特性が要求されて
いる。
■特に温度補償型水晶発振器においては温度特性がよい
こと。
こと。
■負荷の変化に対して発振周波数が変化しないこと。す
なわち、負荷変動特性がよいこと。
なわち、負荷変動特性がよいこと。
■電圧変動特性がよいこと。
■消費電力が少ないこと。
■小型軽量であること。
■出力電圧がＩＶＰ−Ｐ以」−であること。
■安価であること。
これらの要求を満足する水晶発振器または温度補償型の
水晶発振器の駆動回路としては、第２図に示すようなも
のが使用されている。
水晶発振器の駆動回路としては、第２図に示すようなも
のが使用されている。
第２図において、水晶振動子Ｘ、１リマーコンデ′ンサ
Ｃｐ、二１ンテ′ンサＣ１，Ｃ２，Ｃ４，ＣＪＣ６、抵
抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及びｔランジスタ１゛１によ
ってコルピッツ型発振回路が構成されている。前記コル
ピッツ型発振回路を構成するトランジスタ′ｒ１に対し
て、トランジスタＴ２がカスケード接続されている。ト
ランジスタ１゛２のコレクタは、抵抗Ｒ５を介して電源
に接続されている。また、トランジスタＴ１のエミッタ
は：ｊンデンサＣ３を介してトランジスタＴ２のベース
に接続されており、トランジスタＴ２のコレクタからコ
ンデンサ０７を介して出力が取り出されるようになって
いる。この出力は、コンデンサ成分Ｃ４及び抵抗成分Ｒ
Ｌからなる負荷３に供給されている。なお、コンデンサ
Ｃ８はノイズ除去用として設けられたものである。
Ｃｐ、二１ンテ′ンサＣ１，Ｃ２，Ｃ４，ＣＪＣ６、抵
抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及びｔランジスタ１゛１によ
ってコルピッツ型発振回路が構成されている。前記コル
ピッツ型発振回路を構成するトランジスタ′ｒ１に対し
て、トランジスタＴ２がカスケード接続されている。ト
ランジスタ１゛２のコレクタは、抵抗Ｒ５を介して電源
に接続されている。また、トランジスタＴ１のエミッタ
は：ｊンデンサＣ３を介してトランジスタＴ２のベース
に接続されており、トランジスタＴ２のコレクタからコ
ンデンサ０７を介して出力が取り出されるようになって
いる。この出力は、コンデンサ成分Ｃ４及び抵抗成分Ｒ
Ｌからなる負荷３に供給されている。なお、コンデンサ
Ｃ８はノイズ除去用として設けられたものである。
この第２図に示ず３１、うに、２つのトランジスタＴ１
及びトランジスタＴ２をカスケード接続することにより
、前述の要求特性である、少消費電力、ＩＶＰ−Ｆ以上
の出力電圧、安価、小型装置を実現している。
及びトランジスタＴ２をカスケード接続することにより
、前述の要求特性である、少消費電力、ＩＶＰ−Ｆ以上
の出力電圧、安価、小型装置を実現している。
従来の水晶発振器の駆動回路とし”ζは第２図に示すも
のが一般的な回路構成となるが、負荷変動特性におい°
ζ次のような欠点を有している。
のが一般的な回路構成となるが、負荷変動特性におい°
ζ次のような欠点を有している。
すなわち、トランジスタＴ２のコレクタからコンデン！
）Ｃ７を介して出力するので、出力インピーダンスが高
い（前記第２図の例では抵抗値Ｒ５に相当する）。この
ため、発振器の負荷３であるコンデンサ成分Ｃ４抵抗成
分ＲＬ が変動すると、Ｉ・ランジスタＴ２の動作状態
が変わり、その結果発振回路を構成するトランジスタＴ
Ｉの発振周波数に影響を及ばず。このように、負荷の変
動が発振周波数の変動となって現れ、良好な周波数安定
度を得ることができない。
）Ｃ７を介して出力するので、出力インピーダンスが高
い（前記第２図の例では抵抗値Ｒ５に相当する）。この
ため、発振器の負荷３であるコンデンサ成分Ｃ４抵抗成
分ＲＬ が変動すると、Ｉ・ランジスタＴ２の動作状態
が変わり、その結果発振回路を構成するトランジスタＴ
Ｉの発振周波数に影響を及ばず。このように、負荷の変
動が発振周波数の変動となって現れ、良好な周波数安定
度を得ることができない。
前記のような負荷変動による周波数変動を抑えるために
は、トランジスタ１゛１とトランジスタ１゛２とを交流
的に遮断する必要がある。このためコンデンサＣ６の容
量を大きくする必要がある。しかし、このコンデンサＣ
６の容Ｍを人きくすると、結果的にゲインが下がり、所
望の出力電圧が得られなくなる場合がある。
は、トランジスタ１゛１とトランジスタ１゛２とを交流
的に遮断する必要がある。このためコンデンサＣ６の容
量を大きくする必要がある。しかし、このコンデンサＣ
６の容Ｍを人きくすると、結果的にゲインが下がり、所
望の出力電圧が得られなくなる場合がある。
一般に通信機器に使用される水晶発振器は、Ｐｌ、１．
（位相制御ループ）ＩＣの入力ゲートに接続されるこ
とが多い。このＰＬＬＩＣは、通常ＣＭＯ５で構成され
、抵抗成分よりもコンデン・す゛成分が主である。そし
て、このコンデンサ成分（第２図のＣＬに相当）が変動
すると、前述のように発振周波数が変動してしまう。
（位相制御ループ）ＩＣの入力ゲートに接続されるこ
とが多い。このＰＬＬＩＣは、通常ＣＭＯ５で構成され
、抵抗成分よりもコンデン・す゛成分が主である。そし
て、このコンデンサ成分（第２図のＣＬに相当）が変動
すると、前述のように発振周波数が変動してしまう。
本発明の目的は、出力インピーダンスを極めて小さくで
きるとともに、出力が大きな容量性を有Ｌ７、こわによ
って負荷容量の変動を吸収することができ、負荷変動が
あっても発振回路部への影響を抑えて良好な周波数安定
を得ることができる水晶発振器の駆動回路を提供するこ
とにある。
きるとともに、出力が大きな容量性を有Ｌ７、こわによ
って負荷容量の変動を吸収することができ、負荷変動が
あっても発振回路部への影響を抑えて良好な周波数安定
を得ることができる水晶発振器の駆動回路を提供するこ
とにある。
本発明に係る水晶発振器の駆動回路は、水晶振動子を含
むコルピッツ発振回路を駆動するためのものであり、コ
ルピッツ発振回路を構成する第１のトランジスタとカス
グー１′接続された第２のトランジスタと、第２のトラ
ンジスタのベース、上ミッタ間に接続されたコンデンサ
とを備えている。
むコルピッツ発振回路を駆動するためのものであり、コ
ルピッツ発振回路を構成する第１のトランジスタとカス
グー１′接続された第２のトランジスタと、第２のトラ
ンジスタのベース、上ミッタ間に接続されたコンデンサ
とを備えている。
そして、前記第１のトランジスタのコレクタより発振出
力を導出している。
力を導出している。
この発明においては、発振回路の増幅段においζ２゛つ
のトランジスタがカスケード接続されている。このため
、消費電力が少なくなる。また、第１のトランジスタを
含むコルピッツ発振回路が第２の１ランシスタのエミッ
タ負荷となり、第２のトランジスタはエミックフ７ Ｌ
ｌワ回路を構成している。これにより出力−インピーダ
ンスが小さくなる。さらに、発振回路の第１＃ランジス
タに接続された第２のトランジスタにおいζ、その・・
、−ス。
のトランジスタがカスケード接続されている。このため
、消費電力が少なくなる。また、第１のトランジスタを
含むコルピッツ発振回路が第２の１ランシスタのエミッ
タ負荷となり、第２のトランジスタはエミックフ７ Ｌ
ｌワ回路を構成している。これにより出力−インピーダ
ンスが小さくなる。さらに、発振回路の第１＃ランジス
タに接続された第２のトランジスタにおいζ、その・・
、−ス。
〕−ミンタ間にｍｌンデンサが接続されている。したか
っ°（、エミッタ側から見たコンデンサの容量を、コン
デンサの容量とトランジスタの増幅率との積とし°Ｃ実
際の容量よりも大きな容量と見なすことができる。
っ°（、エミッタ側から見たコンデンサの容量を、コン
デンサの容量とトランジスタの増幅率との積とし°Ｃ実
際の容量よりも大きな容量と見なすことができる。
このように、低出力インピーダンス及び大容量性によっ
°ζ、電流損失を少なくできるとともに、負（ｉ容量の
変動を吸収して発振回路部への影響を少なくすることが
できる。
°ζ、電流損失を少なくできるとともに、負（ｉ容量の
変動を吸収して発振回路部への影響を少なくすることが
できる。
〔実施例］
第１図は本発明の一実施例による水晶発振回路及びその
駆動回路である。
駆動回路である。
図において、コルピッツ発振回路ｌと電源との間には駆
動回路２が接続され、コルピッツ発振回路ｌの出力には
負荷３が接続されている。
動回路２が接続され、コルピッツ発振回路ｌの出力には
負荷３が接続されている。
コルビ・ンツ発振回路１は、水晶振動子Ｘと、１リマー
ニＩンデンサＣＰと、コンテ゛ンサＣ１ｌ、ＣＩ２．Ｃ
１３及びＣ１４と、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２及びＲ１３と、
第１トランジスタＴＩとによって構成されている。第１
Ｆランジスタ′１゛１のベースには」ンデンナＣ１２を
介し°（水晶振動子Ｘが接続されており、この水晶振動
子ＸはトリマーコンテンサＣＰ及びコンデンサＣ１ｌの
並列回路を介してアースに接続されている。また、第１
トランジスタ′１゛１のベース、エミ・シタ間には二１
ンデンサＣ１３が接続されており、エミッタはコンデン
サＣＩ／ｌ及び抵抗Ｒ１３の並列回路を介してアースに
接続され”ζいる。さらに、第１トランジスタＴｌの−
・−スには、抵抗Ｒ１１及びＲｌ ２によっ（分割され
た電源電圧が印加され得るようになっ゛（いる。
ニＩンデンサＣＰと、コンテ゛ンサＣ１ｌ、ＣＩ２．Ｃ
１３及びＣ１４と、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２及びＲ１３と、
第１トランジスタＴＩとによって構成されている。第１
Ｆランジスタ′１゛１のベースには」ンデンナＣ１２を
介し°（水晶振動子Ｘが接続されており、この水晶振動
子ＸはトリマーコンテンサＣＰ及びコンデンサＣ１ｌの
並列回路を介してアースに接続されている。また、第１
トランジスタ′１゛１のベース、エミ・シタ間には二１
ンデンサＣ１３が接続されており、エミッタはコンデン
サＣＩ／ｌ及び抵抗Ｒ１３の並列回路を介してアースに
接続され”ζいる。さらに、第１トランジスタＴｌの−
・−スには、抵抗Ｒ１１及びＲｌ ２によっ（分割され
た電源電圧が印加され得るようになっ゛（いる。
駆動回路２は、前記コルピッツ発振回路の第１トランジ
スタＴ１とカスケード接続される第２トランジスタ′Ｉ
゛２と、コンデンサＣＩ５と、抵抗Ｒ１４とを有してい
る。第２トランジスタ］゛２の二１１、−フタは電源に
直接に接続されており、・、−スは抵抗ＲＩ４を介して
電源に接続されている。また、第２トランジスタＴ２の
エミッタには、前記第１［ランジスタＴｌを含む発振回
路１が接続されでおり、この第２トランジスタ′「２は
エミッターノオＵｌソ回路を構成している。さらに、第
２トランジスタＴ２のベース、エミンタ間には、コンデ
ンナＣＩ５が接続されている。
スタＴ１とカスケード接続される第２トランジスタ′Ｉ
゛２と、コンデンサＣＩ５と、抵抗Ｒ１４とを有してい
る。第２トランジスタ］゛２の二１１、−フタは電源に
直接に接続されており、・、−スは抵抗ＲＩ４を介して
電源に接続されている。また、第２トランジスタＴ２の
エミッタには、前記第１［ランジスタＴｌを含む発振回
路１が接続されでおり、この第２トランジスタ′「２は
エミッターノオＵｌソ回路を構成している。さらに、第
２トランジスタＴ２のベース、エミンタ間には、コンデ
ンナＣＩ５が接続されている。
また、第１トランジスタＴＩのコレクタと第２１ランジ
スクＴ２のエミ・７タの接続点から二１ンデンサＣ１６
を介して出力が導出され、ここに抵抗成分ＲＬ及びコン
デンサ成分ＣＬからなる負荷３が接続されている。
スクＴ２のエミ・７タの接続点から二１ンデンサＣ１６
を介して出力が導出され、ここに抵抗成分ＲＬ及びコン
デンサ成分ＣＬからなる負荷３が接続されている。
次に前記実施例の作用効果について説明する。
ｌ］ｉ＋記のような：１ルピソツ型の発振回路においζ
は、水晶振動子によって決定される周波数の信号が第１
１ランシスタＴ’ Ｉで増幅されて、所定の周波数の信
号を負ｔｉ３に対して供給することができる。
は、水晶振動子によって決定される周波数の信号が第１
１ランシスタＴ’ Ｉで増幅されて、所定の周波数の信
号を負ｔｉ３に対して供給することができる。
このとき、たとえば各抵抗値を第１図Ｏこ示Ｊように設
定し、電源を５■とすると、第１トランジスタ′１゛１
の二ルクタに得られる出力電圧はほぼ２゜５Ｖとなり、
出力電流を約ｌ口１Ａとすることができる。
定し、電源を５■とすると、第１トランジスタ′１゛１
の二ルクタに得られる出力電圧はほぼ２゜５Ｖとなり、
出力電流を約ｌ口１Ａとすることができる。
したがって、発振時の動作インピーダンスは、２．５Ｖ
／１ｍＡ−２，５にΩ となる。この約２．５にΩの負荷が第２トランジスタ１
゛２のエミッタ負荷となる。第２トランジスタＴ２はエ
ミッタフォー１９回路を形成しているので、出力コンデ
ンサＣＩ６から見た出力インピーダンスは、ｌ ／ Ｉ
＋□倍となる（ｔｌｒｔ：第２トランジスタＴ２の電流
増幅率）。
／１ｍＡ−２，５にΩ となる。この約２．５にΩの負荷が第２トランジスタ１
゛２のエミッタ負荷となる。第２トランジスタＴ２はエ
ミッタフォー１９回路を形成しているので、出力コンデ
ンサＣＩ６から見た出力インピーダンスは、ｌ ／ Ｉ
＋□倍となる（ｔｌｒｔ：第２トランジスタＴ２の電流
増幅率）。
ずなわら、１１□を約１００とすると、出力インピーダ
ンスは ２、５にΩ／１００＝２５Ω となり、非常に低い値となる。
ンスは ２、５にΩ／１００＝２５Ω となり、非常に低い値となる。
また、第２トランジスタＴ２のベース、エミンタ間に接
続されたコンデンサＣ１５は、ミラー効果によって、 Ｃ］５ＸｈＦｔ’１Ｃ５Ｘ１００ の容量値を有するコンデンサとしζ見える。
続されたコンデンサＣ１５は、ミラー効果によって、 Ｃ］５ＸｈＦｔ’１Ｃ５Ｘ１００ の容量値を有するコンデンサとしζ見える。
以にのように、本実施例の駆動回路にＪ、れば、出力イ
ンピーダンス及び出力容量はＦ記の表１に示すようにな
り、目的とする低出力インピーダンスで、かつ大きな容
量性を有する駆動回路が実現できる。
ンピーダンス及び出力容量はＦ記の表１に示すようにな
り、目的とする低出力インピーダンスで、かつ大きな容
量性を有する駆動回路が実現できる。
表１
したがって、負荷３のコンデンサ成分ＣＬ、抵抗成分Ｒ
４の変動に対する周波数の変化率は少なくなり、良好な
周波数安定度を得ることができる。
４の変動に対する周波数の変化率は少なくなり、良好な
周波数安定度を得ることができる。
以下に従来例と本実施例の周波数安定度（Δｆ／ｆ）を
比較して示す。
比較して示す。
表２−１
ＲＬ ＝ ＩＯＫΩ一定で、ＣＬを変化させた場合ｉ
ＣＬ＝１０ρＦが基準（単位：ｐｐｍ 表２−２ ＣＬ １０ρ１？−・定で、 ＲＬを変化さ−また場合； ＲＬ＝ＩＯＫΩがｗ車 （栄位：ｐｐｍ） 前記表２−１及び表２−２から明らかなように、ｆｔ荷
の変動に対して本実施例の力が従来例に比較して１／１
０以下の変動率となっ°ζいる。
ＣＬ＝１０ρＦが基準（単位：ｐｐｍ 表２−２ ＣＬ １０ρ１？−・定で、 ＲＬを変化さ−また場合； ＲＬ＝ＩＯＫΩがｗ車 （栄位：ｐｐｍ） 前記表２−１及び表２−２から明らかなように、ｆｔ荷
の変動に対して本実施例の力が従来例に比較して１／１
０以下の変動率となっ°ζいる。
以−Ｌのように本発明では、発振回路を構成する第１の
トランジスタにカスゲート°接続された第２ｏ）トラン
ジスタにおいて、この第２のトランジスタ２を、前記発
振回路をそのエミッタ負荷とするエミッタフォロワ回路
とし、さらに第２のｌ・ランジスタのベース、エミッタ
間にコンデンサを接続したので、低出力インピーダンス
で、かつ大きな客足性を有する駆動回路が実現でき、特
に負荷変動に対して周波数安定度の良好な発振出力を得
ることができる。
トランジスタにカスゲート°接続された第２ｏ）トラン
ジスタにおいて、この第２のトランジスタ２を、前記発
振回路をそのエミッタ負荷とするエミッタフォロワ回路
とし、さらに第２のｌ・ランジスタのベース、エミッタ
間にコンデンサを接続したので、低出力インピーダンス
で、かつ大きな客足性を有する駆動回路が実現でき、特
に負荷変動に対して周波数安定度の良好な発振出力を得
ることができる。
第１図は本発明の一実施例による水晶発振器及びその駆
動回路を示す回路図、第２図は従来の水晶発振器及びそ
の駆動回路を示す回路図である。 ■・・・コルピンツ発振回路、２・・・駆動回路、３・
・・負荷、ＴＩ、１’２・・・第１．第２のトランジス
タ、Ｘ・・・水晶振動子、ＣＩｌ〜Ｃ１７・・・コンデ
ンサ、Ｒ１１−Ｒｌ４・・・抵抗。
動回路を示す回路図、第２図は従来の水晶発振器及びそ
の駆動回路を示す回路図である。 ■・・・コルピンツ発振回路、２・・・駆動回路、３・
・・負荷、ＴＩ、１’２・・・第１．第２のトランジス
タ、Ｘ・・・水晶振動子、ＣＩｌ〜Ｃ１７・・・コンデ
ンサ、Ｒ１１−Ｒｌ４・・・抵抗。
Claims (1)
- （１）コルピッツ発振回路を構成する第１のトランジス
タとカスケード接続された第２のトランジスタと、 前記第２のトランジスタのベース、エミッタ間に接続さ
れたコンデンサとを備え、 前記第１のトランジスタのコレクタより発振出力を導出
する、 水晶発振器の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8174290A JP2956985B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 水晶発振器の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8174290A JP2956985B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 水晶発振器の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280607A true JPH03280607A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2956985B2 JP2956985B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=13754891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8174290A Expired - Fee Related JP2956985B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 水晶発振器の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956985B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP8174290A patent/JP2956985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2956985B2 (ja) | 1999-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |