晶体振荡器制造技术

一种晶体振荡器，包括晶体单元和电压可变的电容性元件，该电压可变的电容性元件串联连接于所述晶体单元，该晶体单元通过在所述电压可变的电容性元件的端子之间施加控制电压以及通过改变当从晶体单元的端子之间观察的振荡器电路的一侧的串联等效电容，来改变振荡频率。该晶体振荡器还包括用于分压所述控制电压的第一电阻器和第二电阻器。所述第一电阻器和第二电阻器的至少一个是温度感测电阻器，其阻抗基于温度而改变，从而校正振荡频率的频率温度特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术存在于具有基于晶体单元的频率温度特性的晶体振荡器的
，并且 具体地涉及一种晶体振荡器，该晶体振荡器的频率温度特性在一标准内被校正。
技术介绍
由于晶体振荡器相比于使用陶瓷等的振荡器具有显著更高的Q值，并且具有优异 的频率稳定性，所以可以在使用频率和时间作为基准源的各种类型的电子设备中引入晶体 振荡器。作为一种类型的晶体振荡器，有这样一种晶体振荡器，其中使用具有AT切割作为 代表切割角度并且具有大约10至100MHz的频带的晶体单元。 图5、6A和6B是描述现有技术晶体振荡器的图，其中图5是现有技术晶体振荡器 的电路图，而图6A和6B是现有技术晶体振荡器的频率温度特性图。 晶体振荡器使用分压电容器(Ca和Cb)和晶体单元1作为电感器元件而形成谐振 电路。晶体振荡器被制成所谓的Colpitts型振荡器，其中谐振电路的振荡频率由振荡放大 器2回馈放大。在该例子中，将振荡放大器2制成共集电极作为发送器Tr。电压可变电容 元件(可变电容二极管)3串联连接于晶体单元1 ，而控制电压Vc施加在电压可变电容元件 3的端子之间。 从AFC电路输入控制电压Vc，该AFC电路连同晶体振荡器一起被合并在电子设备 的集基板(set substrate)上，该控制电压Vc例如是自动频率控制电压(AFC电压)。由 于AFC电压根据电子设备的规格而不同，所以通常由第一电阻器Ra和第二电阻器Rb来分 压并施加该AFC电压。因此，通过选择其中电压可变电容元件3相对于电压的电容变化为 线性的部分，就可以改进振荡频率的频率变化特性。顺便提及，图中的符号Rl、 R2和R3指 代偏压电阻器，RC指代高频阻塞电阻器，Ct指代频率调节电容器、Vcc指代电源，而Vout指 代输出。 在这种晶体振荡器中，振荡频率根据温度，特别是根据晶体单元(AT切割)1的频 率温度特性而变化。在AT切割晶体单元中，频率温度特性成为在常温(大约25tO附近具 有拐点的三次曲线。在AT切割晶体单元中，根据极微小不同的切割角度，导致了在标准温 度范围(-20至7(TC)的两侧具有最大值和最小值的三次曲线(图6A中的曲线A)以及在 常温侧具有最大值和最小值的三次曲线(图6B中的曲线B)。 并且，例如，如果晶体单元1的工作温度是恒温型的，则选择在高温侧具有最大值 的频率温度特性(图6A中的曲线A)，在该恒温型中，通过具有加热器(未示出)等的温度 控制电路而将晶体单元l的工作温度固定、并且稳定为高的工作温度。在这种情况下，如果 将工作温度设置为常温或更低，则当温度超过常温时，温度不能被降低。因此，将工作温度 设置为超过常温的最大值。在最大值处，以该温度为中心的振荡频率的波动宽度(变化量)减小。 此外，在典型的晶体振荡器中，由于即使温度从常温改变为低温侧或高温侧也抑 制了振荡频率的波动宽度，因此也如上述情况那样，选择具有最大值和最小值的频率温度 特性(图6B中的曲线B)。 顺便提及，日本专禾U申请JP-UM-A-59-118307、 JP-UM-A-61-81208和 JP-A-6-85538每个都描述了现有技术晶体振荡器。 然而，在具有上述结构的晶体振荡器中，晶体振荡器的频率温度特性取决于晶体 单元l，而晶体单元l的频率温度特性特别地取决于微妙的切割角度(以秒为单位)。因此， 对于切割晶体单元l(人造晶体)而言需要严格的加工。此外，如果切割角度偏离标准切割 角度，或者如果由其他电路元件导致的温度特性的影响较大，则相对于温度的频率偏移变 为在标准之下。因此，出现晶体振荡器的产率下降的问题。 因此，例如，考虑应用这样一种电容器作为用于调节振荡频率的电容器Ct，该电容 器具有温度特性，并且其电容值具有正特性或负特性。即，通过电容器的温度特性，使频率 温度特性以常温(即，拐点的大约25°C )为中心，而使得频率温度特性为标准。总之，由根 据温度而变化的电容器的电容，改变从晶体单元1的两端所观察到的串联等效电容(负载 电容)，并且频率温度特性被校正。 例如，对于如在图6A中的曲线A，在标准温度范围(-20至70°C )的频率温度特性 的最大值或最小值超过可允许偏差± appm的情况，具有负特性的电容器适用于曲线A，该 负特性向右侧倾斜下降(即，其电容值随着温度上升而下降)。因此，由于电容器的电容值 随着温度上升而下降，从而导致振荡频率上升，频率温度特性左转以使得最大值和最小值 都变为标准(曲线A')。此外，在这种情况下，可以通过频率温度特性满足该标准，该频率 温度特性是非对称的，并且仅仅其最大值在该标准之外。 此外，对于如在图6B的曲线B，对于即使频率温度特性的最大值和最小值在频率 偏差± appm之内，在标准温度内的两侧处，频率温度特性的最大值和最小值都在频率偏 差以外的情况，适用于具有正特性的电容器，该正特性向右侧倾斜上升(即，其电容值随着 温度上升而上升)。因此，由于电容器的电容值随着温度上升而上升，从而导致振荡频率下 降，频率温度特性右转，并且甚至在标准温度的两侧也纳入频率偏差中(图6B的曲线B')。 此外，可以通过频率温度特性满足该标准，其中仅该频率温度特性的高温侧在该标准之外。 然而，事实上，仅仅不多的几种电容器具有温度特性，而大多数的电容器具有向右 侧倾斜下降的负特性。因此，在这些情况中，即便可以通过右转来校正频率温度特性，也难 以通过左转校正频率温度特性。此外，在任何一种情况下，例如，仅仅几种类型(即，四种类 型)的具有负特性的电容器是可得的，在它们当中的特性上存在大的变化，从而变得难以 设计和制造晶体振荡器。特别地，在其频率偏差为例如ppb级(1/10亿)的恒温型晶体振 荡器的情况下，存在精细调节变得困难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种晶体振荡器，其能够通过校正频率温度特性来促进设 计。 根据本专利技术的第一方面，提供一种晶体振荡器，其包括晶体单元和电压可变的电4容性元件，该电压可变的电容性元件串联连接于所述晶体单元，该晶体振荡器通过在该电压可变的电容性元件的端子之间施加控制电压以及通过改变当从晶体单元的端子之间观察的振荡器电路的一侧的串联等效电容，来改变振荡频率，其中晶体振荡器还包括用于分压所述控制电压的第一电阻器和第二电阻器，并且其中所述第一电阻器和第二电阻器的至少一个是温度感测电阻器，其阻抗基于温度而改变，从而校正振荡频率的频率温度特性。 根据本专利技术的第二方面，在所述晶体振荡器中，其中所述控制电压是由所述第一电阻器和第二电阻器预先分压的自动频率控制电压。 根据本专利技术的第三方面，在所述晶体振荡器中，其中该晶体振荡器是恒温型晶体 振荡器，其中晶体单元的工作温度恒定。 根据本专利技术的第四方面，在所述晶体振荡器中，其中所述控制电压是晶体振荡器 的电源电压的分压。 根据本专利技术的第五方面，在所述晶体振荡器中，其中所述温度感测电阻器是线性 电阻器，其电阻值相对于温度线性地改变。 根据本专利技术的各方面，施加到所述电压可变的电容性元件的所述控制电压变为基于温度感测电阻器的温度而变化的电压。因此，由于所述电压可变的电容性元件的电容也基于温度而变化，所以在晶体单元的端子之间观察到的所述串联等效电容也可以变化。因此，如果将控制电压设置为依据频率温度特性而使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体振荡器，包括晶体单元和电压可变的电容性元件，该电压可变的电容性元件串联连接于所述晶体单元，该晶体振荡器通过在所述电压可变的电容性元件的端子之间施加控制电压以及通过改变从所述晶体单元的端子之间观察的、所述振荡器电路的一侧的串联等效电容，来改变振荡频率，其中所述晶体振荡器还包括用于分压所述控制电压的第一电阻器和第二电阻器，并且其中所述第一电阻器和所述第二电阻器的至少一个是温度感测电阻器，其阻抗基于温度而改变，从而校正所述振荡频率的频率温度特性。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-27 2008-275169一种晶体振荡器，包括晶体单元和电压可变的电容性元件，该电压可变的电容性元件串联连接于所述晶体单元，该晶体振荡器通过在所述电压可变的电容性元件的端子之间施加控制电压以及通过改变从所述晶体单元的端子之间观察的、所述振荡器电路的一侧的串联等效电容，来改变振荡频率，其中所述晶体振荡器还包括用于分压所述控制电压的第一电阻器和第二电阻器，并且其中所述第一电阻器和所述第二电阻器的至少一个是温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：新井淳一，
申请(专利权)人：日本电波工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]