溫度補償型振蕩器的制作方法

專利名稱：溫度補償型振蕩器的制作方法
技術領域：
本發明涉及與周圍溫度無關，使輸出信號的頻率大致保持恒定的溫度補償型振蕩器，特別涉及到也可以使其溫度補償功能成為無效狀態的溫度補償型振蕩器。
背景技術：
溫度補償型振蕩器(TCXO)已應用于種種領域，但近年來多用于便攜式電話機等便攜式移動通信設備中。這種溫度補償型振蕩器一般是以10MHz頻帶的AT切割石英片(振子)為振動源構成振蕩電路，于其中設有采用了某種頻率可變裝置的溫度補償電路，多采用通過消除AT切割石英片的3次曲線溫度特性來穩定振蕩頻率的石英振蕩器。
根據這種溫度補償電路的結構，大致分為模擬溫度補償型振蕩器與數字溫度補償型振蕩器。
對于此種溫度補償型振蕩器，在要求振蕩輸出信號穩定性的同時，還希望其小型輕量化與低價格化。
圖8例示了超小型表面安裝用溫度補償型振蕩器的封裝結構。
此溫度補償型振蕩器由封裝主體11、焊接環12與蓋13構成封裝(容器)10，在其內部密封地安裝有石英片(振子)15、構成后述的振蕩電路與溫度補償電路的MOS型的IC(集成電路)芯片16、芯片電容等電路元件17。
這種溫度補償型振蕩器的電路結構如圖9所示。振蕩電路20與石英片15、反相器21以及反饋電阻22并聯，將該兩個連接點分別通過直流截止電容器Cc、Cd與振蕩電容器的電壓控制型可變電容器23、24接地，構成倒相振蕩電路。
從反相器21的輸出側的連接點引出輸出基于振蕩輸出的信號的輸出線25，與輸出端子26連接。此外，也可以用其他壓電元件作為振子來取代石英片。
還設有溫度檢測電路18，用以通過熱敏電阻等檢測振蕩電路20中石英片15附近的溫度狀態；補償電路30，用以根據此溫度檢測電路18的溫度檢測信號，將輸出到振蕩電路20的輸出線25上的信號頻率保持恒定。
該溫度補償電路30包括存儲用于進行溫度補償的補償數據的補償數據存儲電路(非易失性存儲器)31；基于該補償數據和來自溫度檢測電路18的溫度檢測信號，產生控制電壓的D/A變換電路32。
該D/A變換電路32輸出的控制電壓經振蕩電路20中所設的電阻R1、R2，分別施加到電壓控制型可變電容器23、24的正極側(與直流截止電容器Cc、Cd連接的各連接點)，根據此電壓改變各電壓控制型可變電容器23、24的振蕩電容。由此控制振蕩電路20的振蕩頻率，將輸出信號的頻率大致保持不變。
在這種溫度補償型振蕩器中，在石英片15和IC芯片16內所形成的振蕩電路20，由于制造上的偏差等不可能全部完全一致地制造而各自具有不同的溫度-頻率特性。所以不能由同一基準來對所有振蕩電路20進行溫度補償。
為此有必要對各振蕩電路制作不同的補償數據存儲于存儲電路31中。但是如果石英片15的特性的偏差大而不能全部補償，故需要預先進行調節以使石英片15的特性盡可能地一致。
這樣，以往都以下述步驟進行調整作業。
①僅將石英片15等壓電元件安裝到封裝(圖8的封裝主體11)內。
②將封裝保持于基準溫度(一般為室溫25℃)，由網絡分析器監控該壓電元件的諧振頻率，并由離子束等除去壓電元件表面的電極膜，調整到所希望的頻率。
③安裝構成振蕩電路與溫度補償電路的IC芯片于封裝中。
④將封裝暴露于多種溫度狀態下，在各種溫度狀態下測定振蕩頻率，測定它們與期望的振蕩頻率fo的差。
⑤基于上述測定值形成溫度補償數據，將其寫入IC芯片補償數據存儲電路(非易失性存儲器)中。
據此，在以往的溫度補償型振蕩器的調整方法中，在調整石英片等壓電元件的特性時，不安裝構成振蕩電路的IC芯片，由網絡分析器等從外部使壓電元件諧振而監控其諧振頻率，為使此頻率成為期望的值，除去壓電元件表面的電極膜。
為此，在把IC芯片安裝到封裝中與壓電元件一起構成振蕩電路進行振蕩時的振蕩頻率與預先調整的諧振頻率之間會發生偏移的問題。此外，調整步驟也將增多，需要額外的調整費用。
為此可以考慮將壓電元件與IC芯片安裝到封裝內使振蕩電路工作，監控此諧振頻率，在接近實際使用狀態的狀態下，進行室溫下壓電元件諧振頻率的調整及形成此后的補償數據。在這種情形下，溫度補償電路也工作。而且在溫度補償數據存儲電路中處于初始狀態時不存儲補償數據，就有用于存儲此數據的寄存器的各位全為“0”的情形以及全為“1”的情形，不能判定初始值。因而具有不能適當地調整石英片等壓電元件的諧振頻率以及也不能適當形成其后的補償數據的問題。

發明內容
本發明是為解決上述問題而產生的，目的在于謀求溫度補償型振蕩器的調整步驟簡潔化與高精度化，即在將石英片等壓電元件與IC芯片等安裝到封裝內構成溫度補償型振蕩器的狀態下，使其振蕩電路工作，能正確地調整壓電元件本身的溫度特性，且還能繼續地適當地進行其后的補償數據的形成和將此數據存儲于補償數據存儲電路中的操作。
本發明是在具有具有振蕩頻率隨溫度變化而變化的振蕩電路；基于其振蕩電路的振蕩輸出而輸出信號的輸出線；檢測此振蕩電路附近的溫度狀態的溫度檢測電路；基于從此溫度檢測電路的輸出對上述輸出線所輸出的頻率大致保持一定的溫度補償電路，其特征在于設有選擇此溫度補償電路的溫度補償功能有效狀態或無效狀態的選擇裝置。
在上述振蕩電路與上述輸出線之間設有可變分頻電路，其特征在于上述選擇裝置在上述溫度補償電路的溫度補償功能為有效狀態時，在此溫度補償電路上使上述可變分頻電路的分頻比隨上述溫度檢測電路所檢測出的溫度而變化，而在此溫度補償功能為無效狀態時，則有使上述可變分頻電路的分頻比固定到規定的值的裝置。
在上述溫度補償振蕩器中，上述振蕩電路具有振蕩電容，上述選擇裝置在上述溫度補償電路的溫度補償功能為有效狀態時，在此溫度補償電路上使振蕩電容的值依隨上述溫度檢測電路檢測出的溫度而變化，而在此溫度補償功能為無效狀態時則有使上述振蕩電容固定到規定的電容值的裝置。
上述振蕩電容具有根據所加電壓而改變電容值的可變電容，上述溫度補償電路具有使施加到可變電容上的電壓變化而改變振蕩電容的值的裝置。
在上述情形下，當把上述振蕩電容固定到規定電容值時，上述選擇裝置可以具有將施加到上述可變電容上的電壓固定到規定值的裝置。
或者，上述振蕩電容具有多個固定電容，而上述溫度補償電路則有使這多個固定電容的連接狀態變化而使振蕩電容器變化的裝置。
在上述情形下，上述選擇裝置當把振蕩電容固定到規定的電容值上時，可以具有使上述可變電容不包含在振蕩電容中的分離裝置。
在上述溫度補償型振蕩器中可以設置存儲用于控制上述選擇裝置選擇狀態的控制信息的選擇信息存儲電路。
此外，還最好設有存儲上述溫度補償電路的溫度補償數據的補償數據存儲電路。
也可以設置上述選擇信息存儲電路與補償數據存儲電路兩者，此時可由整體化的存儲電路(例如一個非易失性存儲器)構成這兩種電路。
也可以設置用于從外部輸入控制上述選擇裝置選擇狀態的控制信息的控制信息輸入端子。此控制信息輸入端子也可以是設于構成此溫度補償型振蕩器的封裝上的外部端子。
上述選擇信息存儲電路由規定的導電圖形組成，通過將此導電圖形切斷則可以存儲用作控制選擇裝置的選擇狀態的信息。


圖1是表示本發明的溫度補償型振蕩器的第一實施方式結構的電路框圖。
圖2是示明該振蕩電路另一例子的電路圖。
圖3是示明此振蕩電路又一不同例子的電路圖。
圖4是表示本發明的溫度補償型振蕩器的第二實施方式結構的電路框圖。
圖5是表示圖4中可變分頻電路的一個例子的框圖。
圖6例示上述可變分頻電路的分頻數據M、N與分頻比(遞變倍數)以及輸出信號頻率的關系。
圖7是表示本發明的溫度補償型振蕩器的第三實施方式結構的電路框圖。
圖8是例示溫度補償型振蕩器的封裝的簡略剖面圖。
圖9是表示已有的溫度補償型振蕩器結構例的電路框圖。
具體實施例方式
為了更詳細地描述本發明，下面根據

本發明的最佳實施方式。
圖1是表示本發明的溫度補償型振蕩器的第一實施方式結構的電路框圖，在圖8與9中對于相同的部分附以相同的標號而略去其說明。
該圖1所示的溫度補償型振蕩器包括具有與圖9所示已有例相同的輸出線25與輸出端子26的振蕩電路20以及溫度檢測電路18和溫度補償電路30。作為本實施方式所特有的還包括選擇裝置的選擇電路40、存儲用于控制其選擇狀態的控制信息的選擇信息存儲電路(非易失性存儲器)50、輸出恒壓Vk的恒壓發生電路51。
在選擇信息存儲電路50之外，在圖8所示封裝10的外部設有外部端子52，作為輸入用于控制選擇電路40的選擇狀態的控制信息的控制信息輸入端子。此控制信息輸入端子也可設于封裝主體11的內部。
選擇電路40包括一對傳輸門41、42，三輸入的NAND電路以及兩個反相器(“非”電路)44、45。
溫度補償電路30的輸出即控制電壓Vc，可通過一個傳輸門41施加到振蕩電路20的圖7所示電阻R1、R2的共同連接點上。恒壓發生電路51的輸出即恒壓Vk則通過另一傳輸門42施加到同一振蕩電路20的電阻R1、R2的共同連接點上。
選擇信息存儲電路50輸出3位的選擇信息，其位1與位3的輸出原樣地成為三輸入NAND電路43的兩個輸入，位2的輸出通過反相器44反轉，成為NAND電路43的剩余的一個輸入。因此，當選擇信息存儲電路50輸出的選擇信息僅是“101”時，由于NAND電路43的三個輸入全為“1”，其輸出成為“0”。
此NAND電路43的輸出直接施加到傳輸門41的負邏輯側的門與傳輸門42的正邏輯側的門；而通過反相器45反轉，施加給傳輸門41的正邏輯側的門與傳輸門42的負邏輯側的門。
于是，只當從選擇信息存儲電路50所輸出的選擇信息為“101”時，傳輸門41才導通而傳輸門42才截止，所以溫度補償電路30輸出的控制電壓Vc便通過傳輸門41施加給振蕩電路20，通過圖9所示的電阻R1、R2施加給電壓控制型可變電容器23、24，從而其振蕩電容值依隨溫度變化，使振蕩電路20的振蕩率保持恒定以進行溫度補償。
當選擇信息存儲電路50輸出的信息不是“101”時，傳輸門42導通而傳輸門41截止，于是恒壓發生電路51輸出的恒壓Vk通過傳輸門42施加給振蕩電路20，經圖9所示的電阻R1、R2施加給電壓控制型可變電容器23、24，其振蕩電容值因而固定到對應于該恒壓的規定電容值，不對振蕩電路20的振蕩頻率作溫度補償。
這樣，選擇電路40基于選擇信息存儲電路50所輸出的3位選擇信息，對于振蕩電路20供給來自溫度補償電路30的控制電壓Vc使溫度補償功能有效，或者由恒壓發生電路供給恒壓Vk選擇使溫度補償功能無效。
該選擇電路40的切換可以通過對外部端子52施加作為控制信息的高電平“1”信號(電壓)或施加低電平“0”信號進行。
在設有外部端子52這種控制信息輸入端子時，也可以省略圖1中的選擇信息存儲電路50與選擇電路40內的NAND電路43和反相器44。
根據此溫度補償型振蕩器，振蕩電路20的石英片的初始調整以及溫度補償數據的形成存儲調整作業，在把構成石英片與振蕩電路以及溫度補償電路等的IC芯片等安裝到封裝內完成溫度補償型振蕩器的狀態下，能夠使此振蕩電路20進行工作。在此調整之際，通過使選擇信息存儲電路50的選擇信息處于“101”之外，使溫度補償功能無效而以規定的振蕩電容使振蕩電路20進行振蕩作業。
這種調整作業的步驟如下。
①在封裝(例如圖8所示的封裝主體11)內安裝構成振蕩電路20以及圖11所示各電路的IC芯片，然后安裝石英片。
②將封裝保持于基準溫度(一般，室溫25℃)下，使此溫度補償型振蕩器的溫度補償功能無效而作為單純的振蕩器工作，用網絡分析器等監控其振蕩頻率，同時由離子束等除去石英片表面的電極膜，調整到所希望的振蕩頻率fo。
③對封裝加蓋，將石英片氣密密封。
④將封裝置于多種溫度下測定各個溫度狀態下的振蕩頻率，測定其與所希望的頻率fo的差。
⑤基于上述測定值形成溫度補償數據，將其寫入IC芯片補償數據存儲電路(非易失性存儲器)中。
在經上述調整之后，設選擇信息存儲電路50的選擇信息為“101”，則溫度補償功能為有效，可作為溫度補償型振蕩器正常地工作，從而完成了超小型溫度補償型振蕩器。
這樣，在讓振蕩電路進行與實際使用狀態作同樣地振蕩的同時，能夠不受溫度補償電路的影響正確地調整水晶片的溫度特性，而且還能恰當地繼續在以后形成補償數據和將其存儲于存儲電路中的作業，可以謀求溫度補償型振蕩器調整步驟的簡潔化和高精度化。
于步驟②，為了將封裝保持于基準溫度(一般為室溫25℃)，也可將封裝置于恒溫箱內進行調整作業。
于步驟④，為使封裝暴露于多種溫度狀態下，可順次變化恒溫箱的設定溫度。也可將封裝順次置納于設定為不同溫度的多個恒溫箱內，封裝的測定溫度范圍是此振蕩器的工作保證溫度范圍，例如設定為-40℃～+100℃之間的適當溫度點(如約11個溫度點)。
調整石英片的基準頻率時，預先在石英片的表面蒸鍍銀等金屬膜，形成使諧振蕩頻率比基準頻率低的膜厚(厚度)，為此可用離子槍以離子束照射此水晶片表面的電極膜，或進行濺射腐蝕，或可以通過僅僅減少電極膜的質量進行。
作為振蕩電路的振子，也可以使用其他壓電元件來取代石英片。
由于以AT石英片為振子的振蕩電路的溫度特性曲線基本上是3次曲線，即便進行調整使基準溫度下的振蕩頻率成為所希望的頻率fo，但當環境溫度變化時，振蕩頻率會偏移。為此，實際上是使溫度在使用保證溫度范圍的下限到上限之間變化，于此各溫度狀態(測溫點)下測定振蕩電路的實際振蕩頻率即輸出給輸出端子26的信號的頻率，再測定與所希望的振蕩頻率fo的差。
算出溫度補償電路30為發生用于使上述差為0的控制電壓Vc所需的溫度補償數據，使與溫度數據相對應而寫入圖9所示補償數據存儲電路(非易失性存儲器)31中。
測溫點多時雖能形成高精度的溫度補償數據，但測定時間便增長。為此可以根據適當個數(例如約11個測溫點)的溫度狀態下的測定結果，推定此振蕩電路溫度特性的三次曲線，也可以在各測溫點之間內插形成相對于溫度的溫度補償數據，而將后者寫入補償數據存儲電路中。
下面以圖2與3示明振蕩電路的不同例子，特別是其振蕩電容器與其電容可變裝置的不同例子。
圖2所示的振蕩電路與圖9所示的振蕩電路20相同，將石英片15、反相器21與反饋電阻22并聯，將其兩個連接點分別經振蕩電容器接地，構成倒相振蕩電路。但是作為該振蕩電容器，可以用多個固定電容的并聯電路來取代電壓控制型可變電容器。
具體地說，在反相器21的輸入側與接地之間設置著將電容器C1～C5分別經開關S1～S5并聯的第一電容陣列27，在反相器21的輸出側與接地之間設置著將電容器C6～C10分別通過開關S7～S10并聯的第二電容陣列28。各開關S1～S10也可以采用MOS-FET等開關元件。
在上述情形下，設有從補償數據存儲電路31讀出與溫度檢測電路18的溫度檢測數據相對應的補償數據，輸出控制振蕩電路開關S1～S10的通/斷狀態的可變開關控制信號的電路，用來代替圖9所示的D/A變換電路取代溫度補償電路。
此外，改變圖1所示的恒壓發生電路51，設有產生固定開關控制信號的電路，使振蕩電路的開關S1～S10之中規定的開關(例如開關S1～S3與S6～S8)接通而使其他開關斷開。通過選擇裝置選擇上述的固定開關控制信號與上述的溫度補償電路產生的可變開關控制信號中的一個，施加給振蕩電路的開關S1～S10的各控制電極以控制其通/斷。
這樣，在初始調整時使溫度補償功能無效時，由選擇裝置選擇上述固定的開關控制信號輸入振蕩電路，例如使開關S1-S3與S6-S8接通而斷開其他開關。由此，第一電容陣列27的電容值固定到電容器S1-S3的并聯電路的電容值，而第二電容陣列28的電容值固定到電容器S6-S8的并聯電路的電容值。于是，振蕩電容與溫度變化無關而成為恒定值。
初始調整后，在使溫度補償功能有效時，由選擇裝置從溫度補償電路選擇可變的開關控制信號輸入到振蕩電路中，將第一電容陣列27的開關S1-S5和第二電容陣列28的開關S6-S10各大于等于1作選擇性地接通。由此改變第一電容陣列27和第二電容陣列28的有效的電容器組合(連接狀態)。使各電容陣列27、28的電容值(振蕩電容)隨溫度的變化而變化。
例如以前所述，使第一電容陣列27的開關S1-S3與第二電容陣列28的S6-S8接通，將電容器C1-C3、電容器C6-C8分別連接為并聯狀態作為基準狀態時，若從該狀態使開關S1或S2或此兩者斷開，則當開關S6或S7或此兩者斷開時，第一電容陣列27與第二電容陣列28各個電容值便減少。此外，從在標準狀態，使開關S4或S5或此兩者接通，開關S9或S10或此兩者接通時，第一電容陣列27與第二電容陣列28各個電容值便增加。
再有，通過適當地選定構成第一電容陣列27與第二電容陣列28的電容器的個數以及該各個電容器的電容值，并使其連接狀態變化，則能頗精細地控制振蕩電容進行振蕩頻率的溫度補償。
圖3所示的振蕩電路是在圖9所示的振蕩電路20中的電壓控制型可變電容23、24之中分別串聯地插入開關S11、S12，與它們分別并聯地連接電容器Ca與開關S13的串聯電路以及電容器Cb與開關S14的串聯電路。電容器Ca、Cb為為固定電容。Cc、cd為直流部分切斷電容。
然后，在初始調整時使溫度補償功能無效之際，通過由選擇電路使開關S11、S12斷開，開關S13、S14接通，將振蕩電容固定到電容器Ca、Cb的電容值，此時的電壓控制型可變電容23、24成為斷開狀態，使其不包含在振蕩電容中。
初始調整后，在使溫度補償功能有效時，通過由選擇電路使開關S11、S12接通、開關S13、S14斷開，電壓可變型電容23、24成為振蕩電容，通過電阻R1、R2施加來自溫度補償電路的控制電壓，由于此各個電容值隨溫度變化而變化，故能進行振蕩頻率的溫度補償。
在上述的振蕩電路中，同樣也可用其他壓電元件取代石英片用作振子。
下面據圖4說明本發明的溫度補償型振蕩器的第二實施方式。在圖4中與圖1和9相同的部分附以相同標號而略去其說明，但是本實施方式中的溫度補償電路的補償數據存儲電路31和選擇信息存儲電路50是一整體的存儲電路，兼用1個非易失性存儲器19，此存儲區的大部分作為補償數據存儲電路31而被使用，一部分作為選擇信息存儲電路50而被使用。
此圖4所示的溫度補償型振蕩器在振蕩電路20與輸出線25之間設有可變分頻電路60，作為選擇裝置則設有第一選擇電路40A與第二選擇電路40B。此第一、第二選擇電路40A、40B具同樣的電路結構，如第二選擇電路40B所示，由數字門電路47、48和3輸入“與”電路46，以及兩個反相器(“非”電路)44、49構成。
選擇信息存儲電路50輸出的3位選擇信息中的位1與位3的輸出直接地成為3輸入“與”電路46的兩個輸入，位2的輸出通過反相器反轉成為“與”電路46的余剩的一個輸入。所以，從選擇信息存儲電路50所輸出的選擇信息僅在“101”時，“與”電路46的三個輸入全為“1”，從而其輸出成為“1”。當選擇信息存儲電路50輸出的選擇信息為“101”以外的情形時，“與”電路46的輸出成為“0”。
此“與”電路46的輸出直接施加給數字門電路47的控制端子C，而到數字門電路48的控制端子C則是通過反相器49反轉而施加的。
于是，此第二選擇電路40B僅在選擇信息存儲電路50所輸出的選擇信息只是“101”時，由于數字門電路47成為導通而數字門電路48成為截止，就選擇從溫度補償電路30’的補償數據輸出電路33輸入的可變分頻數據Dc，輸出給可變分頻電路60，而當從選擇信息存儲電路50所輸出的選擇信息為“101”以外時，由于數字門電路48成為導通而數字門電路47成為截止，就選擇從ROM 52輸入的固定分頻數據Dk，輸出給可變分頻電路60。
第一選擇電路40也具有與上述完全相同的結構，不同的只是所選擇的是開關控制數據Sc、Sk，所選擇的開關控制數據的輸出對象是振蕩電路20。
溫度補償電路30’的補償數據輸出電路33對應于溫度檢測電路18檢測出的溫度數據，參考補償數據存儲電路31的補償數據，輸出用于進行溫度補償的可變開關控制信號(數字數據)Sc和分頻數據Dc，分別輸入到第一、第二選擇電路40A、40B的數字門電路47。
另一方面，在只讀存儲器ROM52中，預存儲固定的開關控制信號(數字數據)Sk與分頻數據Dk，由圖中省略的讀出電路讀出各數據，分別輸入到第一、第二選擇電路40A、40B的數字電路48。
于是，第一選擇電路40A當從選擇信息存儲電路50所輸出的選擇信息只是“101”時，選擇從溫度補償電路30’的補償數據輸出電路33輸入的可變控制信號Sc，輸出給振蕩電路20，當選擇信息存儲電路50所輸出的選擇信息為“101”以外的結果時，則選擇從ROM52輸入的固定的開關控制信號Sk，輸出給振蕩電路20。
振蕩電路20例如圖2所示，是采用了把多個電容器通過開關并聯設置的第一、第二電容陣列27、28作為振蕩電容的電路，由第一選擇電路40A輸出的開關控制信號(數字數據)Sc或Sk控制各開關S1-S10的通/斷，由此控制該振蕩電容而能改變諧振頻率。可以將能由MOS型模擬開關等1位數字信號控制開/關的電子開關用作圖2所示的開關S1-S10。
變頻電路60采用周知的電路，現由圖5說明它的一個例子。該可變分頻電路60包括基準分頻器61、相位比較器62、低通濾波器(以后簡稱為“LPF”)63、電壓控制振蕩電路(以后簡稱為“VCO”)64、反饋分頻器65以輸出緩沖器66。
由基準分頻器61將來自振蕩電路20的振蕩輸出信號分頻，作為基準信號輸入給相位比較器62。另一方面，VCO64的振蕩信號由反饋分頻器65分頻，作為比較信號輸入給相位比較器62。相位比較器62輸出對應于這兩個輸入信號相位差的電壓，經LPF63供給VCO64，控制VCO64的振蕩頻率，該VCO的振蕩信號通過輸出緩沖器66輸出給輸出線25。
基準分頻器61與反饋分頻器65都是能由可變的整數值分頻的可編程分頻器。
此可變分頻電路60的輸出信號的頻率fo在把振蕩電路20的振蕩輸出信號的頻率設為fc時，由基準分頻器61的分頻數M與反饋分頻器65的分頻數N用下述關系式決定fo＝fc×N/M基準分頻器61將輸入信號的頻率按1/M分頻輸出，反饋分頻器65將輸入信號按1/N分頻輸出。
N/M為分頻變(在此時為遞變的倍數)，可根據頻率M與N的值任意地設定。例如以M＝N＝100為基準值，通過使分頻數M與N的值如圖6所示變化，能使分頻比(遞變倍數)從1.000按0.005幅度遞增或遞減。
所以，當fc為20MHz時，可使振蕩電路20的振蕩輸出信號的頻率fo以20MHz為基準，按0.1MHz幅度增減。
于是，設圖4所示的ROM52中存儲的固定分頻數據Dk由M與N構成而M＝N＝100，同時補償數據輸出電路33輸出的可變分頻數據Dc也由分頻數M與N構成，如圖6所示的情形，則當圖4的第二選擇電路40B從ROM52選擇固定的分頻數據Dk而輸入給可變分頻電路60時，由于M＝N＝100，分頻比成為1.000，輸出信號的頻率fo便與振蕩電路20的振蕩輸出信號的頻率fc相同(在圖6的例子中為20MHz)。
當圖4中的第二選擇電路40B選擇從補償數據輸出電路33輸出可變的分頻數數據Dc而輸入給可變分頻電路60時，通過構成分頻數數據Dc的分頻數M與N的值，能使分頻比作種種變化，如圖6所例示，使分頻比(遞變倍數)從1.000按0.005幅度增減，則能使輸出信號的頻率fo以20MHz為基準按0.1MHz幅度增減。
此分頻比(遞變倍數)的最小可變幅度(幅度寬度)與最大可變范圍可通過分頻數M與N的選擇任意地設定。
在此實施方式中，在調整振蕩電路20的石英片的諧振頻率，形成補償數據并將其存儲到補償數據存儲電路31中的初始調整時期，選擇信息存儲電路50的3位的選擇信息也成為“101”以外的狀態。
所以，第一選擇電路40A選擇從ROM52輸入的固定開關控制信號Sk，輸出給振蕩電路20，而第二選擇電路40B則選擇從ROM52輸入的固定分頻數數據Dk，輸出給可變分頻電路60。
由此，振蕩電路20通過其固定的開關控制信號Sk，例如僅使圖2所示的開關S1-S3與S6-S8接通而使其他開關斷開。
為此，第一電容陣列27的電容值便固定為電容器S1-S3的并聯電路的電容值，而第二電容陣列28的電容值則固定到電容器S6-S8的并聯電路的電容值。這是標準狀態，振蕩電容與溫度變化無關而為恒定，振蕩輸出信號的頻率fc由于石英片15的溫度特性雖多少有波動但不進行溫度補償。
另一方面，可變分頻電路60由于固定的分頻數數據Dk的M＝N＝100，分頻比固定到1.000，對輸出線輸出的信號的頻率fo與振蕩電路20的頻率fc相同，在此也不作溫度補償。即，此時的溫度補償功能成為無效，圖4所示的溫度補償型振蕩器只起到振蕩器的作用。
調整作業結束后，在把最后的補償數據寫入補償數據存儲電路31時或緊接其后，將“101”作為選擇信息寫入相同的非易失性存儲器19內的選擇信息存儲電路50中。
據此，選擇信息存儲電路50輸出的選擇信息成為“101”，第一選擇裝置40A從溫度補償電路30’的溫度補償數據輸出電路33選擇可變的開關控制信號Sc，輸出給振蕩電路20，而第二選擇電路40B也從補償數據輸出電路33選擇可變分頻數據Dc，輸出給可變分頻電路60。
振蕩電路20通過其固定的開關控制信號Sc，將例如圖2所示的第一電容陣列27的開關S1-S5以及第二電容陣列28的各大于等于1的開關S6-S10接通。于是改變了第一電容陣列27與第二電容陣列28的有效的電容器組合(連接狀態)，使各電容陣列27、28的電容值(振蕩電容)依隨溫度變化而變化，而振蕩電路20的振蕩信號的頻率fc便調整以補償溫度所致的變動。
此外，可變分頻電路60根據構成輸入的分頻數數據Dc的分頻數M與N的值使分頻比變化，將輸出信號的頻率fo作為fc×N/M輸出。在圖6所示例子中，使輸出信號的頻率以20MHz為基準按0.1MHz幅度增減。
這樣，在使溫度補償功能有效時，通過調整振蕩電路20的振蕩電容的值，再結合調整可變分頻電路60的分頻比(遞變倍數)，就能補償石英片溫度特性所致的振蕩頻率變動，常能將恒定頻率的輸出信號輸出給輸出端子26。
同樣，在此實施方式中可以取代石英片而把其他壓電元件用作振動電路20的振子。
下面根據圖7說明本發明的第三實施方式。在圖7中與圖1相同的部分附以相同的標號而略去其說明。
圖7所示的溫度補償型振蕩器，它的選擇電路40’是從圖1所示的選擇電路40中除去NAND電路43與反相器44的電路，同時設置了采用規定的導電圖形56的選擇信息存儲電路55來取代圖1所示的溫度補償型振蕩器中非易失性存儲器的選擇信息存儲電路50。此外，未設置有圖1中的外部端子52。
此導電圖形56例如形成于設置在圖8所示的封裝主體11之內部或是外部的在初始調整結束時能從外部操作的部位處的絕緣基板上。然后以其一端與正電源線57相連而以另一端經電阻58接地。將此導電圖形56與電阻58的連接點P點的電壓電平作為2值的選擇信息輸出給選擇電路40’，將它如圖所示直接地或通過反相器45反轉，施加給傳輸門41、42的各個門。
在初始狀態時，選擇信息存儲電路55的導電圖形56導通，P點的電壓電平為高電平“1”，選擇電路40’的傳輸門42導通，而傳輸門41成為截止。所以恒壓發生電路51輸出恒壓Vk，通過傳輸門42供給振蕩電路20，由于振蕩電路20的振蕩電容值固定到規定容量值，溫度補償功能無效。
當初始調整結束后切斷選擇信息存儲電路55的導電圖形56時，由于P點的電壓電平成為接地電平即低電平“0”，使選擇電路40’的傳輸門41導通，傳輸門42截止。于是溫度補償電路30根據溫度檢測電路18的溫度檢測信號輸出的控制電壓VC，通過傳輸門41供給振蕩電路20，使振蕩電路20的振蕩電容值隨溫度變化而變化。
由此，即便環境溫度變動，振蕩頻率，即通過輸出線25輸出到輸出端子26的信號的頻率，也將保持恒定而能有效地影響溫度補償功能。
在前述的第一、二實施方式中是通過使選擇信息存儲電路50的選擇信息為“101”而讓溫度補償功能有效，但并不局限于這種方式，而是可以把任何數據用作這種選擇信息，而且這種數據的位數是任意的。但一般情形下，構成選擇信息存儲電路50的非易失性存儲器等在初始狀態下的數據全為“1”或全為“0”的概率高，因此最好避免將“111”或“000”設定為上述的選擇信息。
如上所述，本發明的溫度補償型振蕩器在封裝內安裝石英片等壓電元件與IC芯片等而構成溫度補償型振蕩器的狀態下，能使它的振蕩電路工作而正確地調整壓電元件本身的溫度特性。
此外還能繼續合適地進行其后的補償數據的形成和將此補償數據存儲于存儲電路中的作業，從而可以謀求使調整步驟簡潔化與高精度化。
由此可以不使成本增加而實現在內部安裝了這種振蕩器的便攜式移動通信器等性能的提高。
權利要求
1.一種溫度補償型振蕩器，具有振蕩頻率隨溫度變化而變化的振蕩電路；基于其振蕩電路的振蕩輸出而輸出信號的輸出線；檢測此振蕩電路附近的溫度狀態的溫度檢測電路；基于從此溫度檢測電路的輸出將上述輸出線所輸出的頻率大致保持一定的溫度補償電路，其特征在于設有選擇上述溫度補償電路的溫度補償功能為有效狀態或無效狀態的選擇裝置。
2.根據權利要求1所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于在上述振蕩電路與上述輸出線之間設有可變分頻電路，上述選擇裝置具有在上述溫度補償電路的溫度補償功能為有效狀態時，在此溫度補償電路上使上述可變分頻電路的分頻比隨上述溫度檢測電路所檢測出的溫度而變化，而在此溫度補償功能為無效狀態時，則使上述可變分頻電路的分頻比固定到規定的值的裝置。
3.根據權利要求1或2所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于上述振蕩電路具有振蕩電容，上述選擇裝置具有在上述溫度補償電路的溫度補償功能為有效狀態時，在此溫度補償電路上使振蕩電容的值依隨上述溫度檢測電路檢測出的溫度而變化，而在此溫度補償功能為無效狀態時則使上述振蕩電容固定到規定的電容值的裝置。
4.根據權利要求3所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于上述振蕩電容具有對應于所加電壓而改變電容值的可變電容，上述溫度補償電路具有使施加到該可變電容上的電壓變化而改變上述振蕩電容的值的裝置。
5.根據權利要求3所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于上述振蕩電容具有多個固定電容，而上述溫度補償電路具有使這多個固定電容的連接狀態變化而使上述振蕩電容變化的裝置。
6.根據權利要求4所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于上述選擇裝置具有當把上述振蕩電容固定到規定電容值時，將施加到上述可變電容上的電壓固定到規定值上的裝置。
7.根據權利要求4所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于上述選擇裝置具有當把上述振蕩電容固定到規定的電容值上時，使上述可變電容不包含在上述振蕩電容中的分離裝置。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于設置存儲用于控制上述選擇裝置的選擇狀態的控制信息的選擇信息存儲電路。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于設有存儲上述溫度補償電路的溫度補償數據的補償數據存儲電路。
10.根據權利要求1-7中任一項所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于設有存儲用于控制上述選擇裝置的選擇狀態的控制信息的選擇信息存儲電路；存儲上述溫度補償電路的溫度補償數據的補償數據存儲電路，其中，上述選擇信息存儲電路與上述補償數據存儲電路是整體化的存儲電路。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于設置有用于從外部輸入控制上述選擇裝置的選擇狀態的控制信息的控制信息輸入端子。
12.根據權利要求11所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于上述控制信息輸入端子是設于構成此溫度補償型振蕩器的封裝上的外部端子。
13.根據權利要求8所述的溫度補償型振蕩器，其特征在于上述選擇信息存儲電路由規定的導電圖形組成，通過切斷此導電圖形而存儲控制上述選擇裝置的選擇狀態的信息。
全文摘要
本發明提供一種溫度補償型振蕩器。本發明的溫度補償型振蕩器包括振蕩電路(20)、溫度檢測電路(18)，以及基于此溫度檢測電路(18)的溫度檢測信號使振蕩電路(20)的輸出信號的頻率大致保持恒定的溫度補償電路(30)，還設有選擇電路40可選擇該補償電路(30)的有效或無效狀態。這樣，在封裝內安裝有石英片與IC芯片等狀態下，使補償電路(30)的溫度補償功能為無效狀態時，可操作振蕩電路(20)來正確地調整石英片本身的溫度特性，而后可以繼續進行補償數據的形成和將其存儲于存儲器中的作業。
文檔編號H03L1/02GK1618166SQ0380229
公開日2005年5月18日 申請日期2003年1月20日 優先權日2002年1月21日
發明者桜井保宏 申請人:西鐵城時計株式會社