振荡电路、电子电路、半导体装置、电子仪器及时钟制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种以小的耗电稳定振荡的晶体振荡电路，包括信号反向放大器、根据振荡输出控制上述信号反向放大器电源电压的电能控制电路。上述电能控制电路包括输出互不相同的多个电源电压的电源电压发生电路，根据振荡输出，判定供给上述信号反相放大器的电源电压的最优电压的判定控制装置、根据上述判定结果，切换控制由上述电源电压发生电路外加给上述信号反向放大器的电源电压的多路选择器。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及振荡电路、利用它的电子电路、利用它们的半导体装置、电子仪器或时钟。以往，利用晶体振子的振荡电路广泛应用于携带用手表、便携式电话、计算机终端等上。象这样携带型的电子仪器，需要节约电能消耗延长电池寿命。从节约耗电的角度出发，本专利技术分析了携带型电子仪器，特别是分析了使用于手表的电子电路的耗电。根据此分析，确认了在半导体衬底上组成的电子电路中，晶体振荡电路比其它电路部分都大大缩小了耗电。也就是说，可以看出在延长电池寿命基础上，可以有效地节减使用于携带型电子仪器的电子电路里的振荡电路的耗电。在这样的晶体振荡电路中，向信号反向放大器外加电压Vreg，则信号反向放大器的输出会相移180度，反馈输入给栅极。由此，组成信号反向放大器的一对晶体管被驱动交替导通截止，晶体振荡电路的振荡输出逐渐增加，最终，晶体振子会稳定地振荡。但是，稳定振荡后，能继续振荡是因为补偿了晶体振子的惯性能量的损失部分，所以比起起动时所需的能量少。又，批量生产时，因信号反向放大器的性能存在偏差，即使同一型号的电路，其稳定振荡所需的能量有时也不同。不仅如此，在现有的晶体振荡电路中，不论是起动时，还是稳定振荡后，其组成为常以一定电压驱动上述的一对晶体管以交替导通截止。因此，这成了增加整个电路耗电的主要原因。本专利技术的目的在于提供一种以少的耗电稳定振荡的晶体振荡电路，利用它的电子电路，利用它们的半导体装置、电子仪器及时钟。为了达到上述目的，本专利技术的振荡电路包括信号反向放大器、根据振荡输出而控制上述信号反向放大器的电源电压的电能控制装置。由此，可以减少稳定振荡时的电路耗电。上述的电能控制装置形成时最好包括输出多种不同电压的电源电路、根据振荡输出判定供给信号反向放大器的电源电压的最优电压的判定控制装置、根据上述判定结果切换控制由上述电源电路外加给上述信号反向放大器的电源电压的切换控制装置。由以上的组成，根据振荡电路的振荡输出就可以判定供给信号反向放大器的电源电压的最优值。之后，根据此判定结果，切换控制由电源电路外加给信号反向放大器的电源电压。由此，即使因任何原因振荡电路的振荡输出有变动或者反向放大器的性能有偏差，也总能向信号反向放大器提供最优电源电压，可以继续稳定振荡和实现低耗电。而且，较理想的是上述的电能控制装置包括，各不相同的值上设定逻辑电平、比较上述的振荡输出的电压和上述的逻辑电平而输出脉冲信号的多个反相器；上述的判定控制装置，根据上述的各反相器的输出脉冲信号的值而判定最优电压，并输出电源电压选择指令；上述的切换装置是根据上述的选择指令，而切换控制由电源电路外加给信号反向放大器的电源电压。由以上的组成，多个反相器比较振荡电路的振荡输出电压和互不相同电压的逻辑电平而输出脉冲信号。因此，选择指令输出电路，可以根据这些各个反相器输出的脉冲信号的值，判定与振荡输出对应的最优电源电压值，由此，可以切换控制由电源电路外加给信号反向放大器的电源电压为最优值。而且，上述的电能控制装置理想的情况是，包括设置在给信号反向放大器的电能供给线路上，根据上述多个反相器当中的任何一个的输出而控制开关的电能供给用开关元件。这样，根据上述多个反向器中任何一个的输出，控制设置在给信号反向放大器供给电能的线路上的开关元件的开关，就可以实现小的耗电；这时，可以根据用于电能供给用开关元件开关控制的反向器的输出脉冲和设在与此不同的逻辑电平上的其它反向器的输出脉冲适当判断振荡电路的振荡状态。也就是说，通过控制电能供给用开关元件的开关，断续控制供给信号反向放大器的电能，当谋求低耗电时，加长上述电能供给用开关元件的关断区间，而过于缩小电能供给，则振荡状态会不稳定，且，如果闭合区间过长，电能供给过多，从低耗电的角度出发是不理想的。根据本专利技术，象这样的间歇式晶体振荡电路，可以根据比较输出电能供给用开关元件的开关控制脉冲信号的反相器的输出和设置在与此不同的逻辑电平上的其它的反相器的输出，可以监视振荡状态，也可以反馈控制、总以合适的电压进行电能供给。由此，可以实现持续的稳定振荡和低耗电。又，本专利技术的振荡电路最好包含在控制上述电源电压时，修正振荡输出的频率变动的振荡输出修正装置。在半导体衬底上组成的晶体振荡电路，与半导体衬底成为一体的电路的主要部分，通过输入输出端与另设的晶体振子连接的情况较多。因此，为了从通过输入、出端子侵入的外部波动电压保护其上述的主要电路部分，主要电路部分的输入、出端子设有静电保护电路。但是，如上所述，为了低耗电，如果切换控制外加给信号反向放大器的电源电压，则信号反向放大器的输出阻抗会变化，并且引起上述静电保护电路的寄生电容量的变动，结果产生振荡电路的振荡频率f虽是少量偏移却发生变动的问题。这样，一旦振荡电路的振荡频率变动，将振荡电路的振荡输出作为基准时钟使用的电子电路例如手表用的电子电路，就会产生不能正确计时的问题。本专利技术，在控制外加给信号反向放大器的电源电压时，采用利用振荡输出修正装置修正振荡输出的频率变动的结构。因此，可以持续稳定振荡、可以使稳定振荡时耗电低，可以得到生成正确的基准时钟的振荡电路。在这里，上述的振荡输出修正电路最好包括计数振荡频率的分频装置和根据由上述的电源电路外加给信号反向放大器的电源电压的值，对上述分频装置进行分频控制的分频控制装置，并修正伴随电源电压变动而发生的振荡输出的频率变动。也就是说，通过分频装置输出振荡电路的振荡输出时，分频控制装置根据外加给信号反向放大器的电源电压的值，分频控制装置对上述分频装置进行分频控制，以修正伴随电源电压变动发生的振荡输出的频率变动。这样，以简单的电路组成修正振荡输出的频率变动，就成为可能。这里，上述分频控制装置最好是事先设定与上述电源电路输出的多种电源电压对应的分频控制数据，根据与外加给信号反向放大器的电源电压值对应的分频控制数据，对分频装置进行分频控制。这样，事先设定好与多个电源电压对应的分频控制数据，就可以得到以较简单的电路组成修正振荡输出的频率变动的振荡输出修正电路。而且，本专利技术作为上述的晶体振子，最好利用Q值大的晶振。这样，作为晶体振子，因利用了表示机械振荡容易的Q值大的晶振，则稳定振荡后，就更可以减小耗电，维持稳定的振荡状态。本专利技术的电子电路的特征在于具有上述的振荡电路。本专利技术的半导体装置特征在于包括上述的振荡电路或者电子电路而组成。本专利技术的电子仪器特征在于包括上述的振荡电路或者电子电路而组成。由此，可以减少如便携式电话、携带型计算机终端等电子仪器的耗电，也可以缩小机内电池、蓄电池等2次电池的耗电。本专利技术的时钟特征在于包括上述的振荡电路或者电子电路而组成。由此，可以实现耗电小的时钟，其结果，可以使使用的电池更小，从而实现整个时钟的小型化，使用同一容量的电池时，可以延长电池的寿命。 附图说明图1是有关本专利技术的晶体振荡电路第一实施例的电路图；图2是示于图1电路的时序图；图3是本专利技术的第2实施例的电路图；图4是示于图3的实施例的时序图。下面，根据附图详细说明本专利技术的优选实施例。第1实施例图1表示本专利技术优选的第1实施例的晶体振荡电路，图2表示其时序图。本实施例的晶体振荡电路是用于石英手表的晶体振荡电路，其电路的主要部分形成于半导体衬底上。本实施例的晶体振荡电路包括信号反向放大器20和构成反馈电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡电路，其特征在于，包括信号反向放大器、根据振荡输出控制上述信号反向放大器的电源电压的电能控制装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中宫信二，门胁忠雄，牧内佳树，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]