振荡电路、振动器件及其调整方法、灵敏度调整电路技术

本发明专利技术提供振荡电路、振动器件及其调整方法、灵敏度调整电路，与现有技术相比可进行高精度的频率控制电压灵敏度调整和频率控制电压灵敏度波动校正。振荡电路（1）包含T1端子、T2端子、一端与T1端子连接且电容值根据频率控制信号发生变化的可变电容元件（20）、一端与T2端子连接且电容值根据频率控制信号发生变化的可变电容元件（22）、与T1端子连接的负载电容电路（30）、与T2端子连接的负载电容电路（40），且使振荡元件（3）以与频率控制信号对应的频率振荡。振荡电路（1）能够根据设定信息，调整负载电容电路（30）的电容值、负载电容电路（40）的电容值、基准电压VREFB（T1端子的电位）和基准电压VREFC（T2端子的电位）。

【技术实现步骤摘要】
振荡电路、振动器件及其调整方法、灵敏度调整电路
本专利技术涉及振荡电路、振动器件、电子设备、移动体、振动器件的调整方法以及灵敏度调整电路。
技术介绍
能够根据控制电压改变振荡频率的电压控制型振荡器（VCO：VoltageControlledOscillator）被广泛公知且被用于各种用途。其中，使用了石英振子的电压控制型石英振荡器（VCXO：VoltageControlledX’talOscillator）的频率稳定度高，被用于各种用途。一般而言，在电压控制型振荡器（VCO）中，在被定义为相对于频率控制电压（Vc）变化量的频率变化量的频率控制电压灵敏度（Vc灵敏度）过高时，频率调整的分解度劣化，当Vc灵敏度过低时，可进行频率调整的范围不足，因此要求Vc灵敏度是期望的大小。但是，实际上各个电压控制型振荡器的Vc灵敏度由于制造原因等而不同，因此需要按照每个电压控制型振荡器进行Vc灵敏度的调整。此外，在能够对应振子灵敏度不同的多种振子的情况下也需要调整Vc灵敏度。振子灵敏度SXtal、频率控制电压灵敏度（Vc灵敏度）SV、调整频率ΔF分别用以下的式（1）～（3）计算。在式（1）～（3）中，C0是振子并联电容，C1是振子串联电容，CL是振荡器负载电容，VC是频率调整电压。根据式（1）～（3），在要与振子灵敏度不同的多种振子对应时，需要进行频率控制电压Vc的增益调整、CL的调整或者ΔCL/ΔVc的调整。以往，例如专利文献1所记载那样，通常进行的是，通过变更与振子的输入侧和输出侧连接的负载电容的值来变更CL的大小，由此调整Vc灵敏度。图19（A）和图19（B）分别是使用了反相器或双极晶体管作为放大元件的以往的振荡器的电路图。在任意一个情况下，都在振子的两端（放大元件的两端）连接有电容值根据频率控制电压Vc变化的可变电容元件（变容二极管）、以及由多个电容元件和多个开关构成的电容组，通过根据存储器所存储的设定值调整电容组的电容值，将Vc灵敏度调整为期望的大小。相对于可变电容元件两端的电位差变化量的电容值的变化量在两端的电位差为某个电位差Vt时最大。因此，放大元件的输入侧的可变电容元件的Vc灵敏度在控制电压Vc与放大元件的输入侧电位V1偏离Vt时最大。另一方面，放大元件的输出侧的可变电容元件的Vc灵敏度在控制电压Vc与放大元件的输出侧电位V2偏离Vt时最大。振荡器整体的Vc灵敏度是对这两个Vc灵敏度进行合成而得到的，具有和V1与V2的电位差对应的特性。另外，Vt根据可变电容元件的特性发生变化，但以下为了使得说明简单，作为Vt＝0进行说明。图20（A）是表示使用振子灵敏度高的振子时的Vc灵敏度调整前后的频率控制电压Vc与调整频率之间的关系的一例的图，图20（B）是表示与图20（A）对应的、频率控制电压Vc与Vc灵敏度之间的关系的一例的图。在图20（A）和图20（B）的例子中，通过增大负载电容调整Vc灵敏度，使得在频率控制电压Vc以0.9V为中心在ΔV的范围内变化时，频率相对于标称频率在－15ppm～+15ppm的范围内变化。如图20（B）所示，放大元件的输入侧和输出侧的各可变电容元件的Vc灵敏度分别在频率控制电压Vc为V1和V2时变为峰值，但调整后的峰值比调整前的峰值低。由此，能够在频率控制电压Vc的变动范围ΔV内，将作为振荡器整体的Vc灵敏度设为目标值50ppm/V附近的值。由此，根据以往的调整方法，在使用振子灵敏度高的振子的情况下，能够通过与振子灵敏度变高对应地增大负载电容值，将Vc灵敏度调整为目标值。【专利文献1】日本特开平9-102714号公报另外，电压控制振荡器（VCO）的输出信号中的相位噪声用由下式（4）给出的SSB相位噪声换算式计算。在式（4）中，f0是谐振频率，f1是失谐频率，QL是有负载的Q值，fα是转角频率，F是噪声系数，K是波尔兹曼常数，T是周围温度，P0是振荡功率，Vcnoise是Vc噪声。根据式（4），在将Vc噪声（Vcnoise）设为恒定时，Vc灵敏度（SV）越低，相位噪声越小，因此最近还存在为了降低相位噪声而将振荡器调整为低Vc灵敏度来进行使用的用途，有时需要调整到低Vc灵敏度。图21（A）是表示以低Vc灵敏度使用振荡器时的Vc灵敏度调整前后的频率控制电压Vc与调整频率之间的关系的一例的图，图21（B）是表示与图21（A）对应的、频率控制电压Vc与Vc灵敏度之间的关系的一例的图。在图21（A）和图21（B）的例子中，在调整前，Vc灵敏度为50ppm/V，在使频率控制电压Vc以0.9V为中心在ΔVA的范围内变化时，频率相对于标称频率在－15ppm～+15ppm的范围内变化。在通过增大负载电容而将Vc灵敏度调整为降低至目标值40ppm时，在调整后，使频率控制电压Vc以0.9V为中心在ΔVB的范围内变化时，频率相对于标称频率在－15ppm～+15ppm的范围内变化。即，在降低Vc灵敏度时，为了恒定保持频率调整范围，需要增大频率控制电压Vc的变动范围。如图21（B）所示，针对频率控制电压Vc的变动范围ΔVB，在其中心的0.9V附近能够将Vc灵敏度设为目标值40ppm/V附近的值，但低电压侧和高电压侧的Vc灵敏度的降低变大。由此，根据以往的调整方法，在以低Vc灵敏度使用振荡器时，即使通过增大负载电容值而降低Vc灵敏度，在频率控制电压Vc的期望范围内，Vc灵敏度也不恒定而发生波动。该Vc灵敏度的波动成为妨碍振荡器的稳定动作和C/N等的特性劣化的主要原因。并且，还存在输入输出的振幅电压由于振子特性和振荡级电流的偏差等按照每个振荡器而不同的情况、和为了实现振荡器的低功耗化而减小振荡振幅来使用振荡器的情况，要求不论振荡振幅的大小如何都能够高精度地进行Vc灵敏度的调整。如图22（A）和图22（B）所示，振荡振幅的大小对Vc灵敏度的特性产生影响。图22（A）是表示改变振荡振幅时的可变电容元件的两端电位差与电容之间的关系的一例的图，图22（B）是表示改变振荡振幅时的频率控制电压Vc与Vc灵敏度之间的关系的一例的图。如图22（A）所示，振荡振幅越小，可变电容元件的电容变化的倾斜度越大，其结果，如图22（B）所示，振荡振幅越小，Vc灵敏度越大，而线性变差。图23（A）是表示以小振荡振幅使用振荡器时的Vc灵敏度调整前后的频率控制电压Vc与调整频率之间的关系的一例的图，图23（B）是表示与图23（A）对应的、频率控制电压Vc与Vc灵敏度之间的关系的一例的图。在图23（A）和图23（B）的例子中，通过增大负载电容进行调整，使得在频率控制电压以0.9V为中心在ΔV的范围内变化时，频率相对于标称频率在－15ppm～+15ppm的范围内变化。如图23（B）所示，在频率控制电压Vc的变动范围ΔV内，能够将Vc灵敏度降低为目标值50ppm/V附近的值，但线性没有提高。由此，根据以往的调整方法，在振荡振幅小时，即使通过增大负载电容值而降低Vc灵敏度，在频率控制电压Vc的期望范围内，Vc灵敏度也不恒定而发生波动。该Vc灵敏度的波动成为妨碍振荡器的稳定动作和C/N等的特性劣化的主要原因。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于以上问题点而完成的，根据本专利技术的几个方式，能够提供一种与现有技术相比可进行高精度的频率控制电压灵敏度调整和频率控制电压灵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡电路，其具有：振荡单元；第1控制单元，其根据频率控制信号和设定信息控制所述振荡单元的频率控制电压灵敏度的线性；以及第2控制单元，其根据所述设定信息控制所述振荡单元的所述频率控制电压灵敏度的大小。

【技术特征摘要】
2012.09.28 JP 2012-2174401.一种振荡电路，其用于使振荡元件以基于频率控制信号的频率进行振荡，在该振荡电路中，包含：负载电容电路；第1可变电容元件，其电容值根据施加到一端的第1电压、和施加到另一端的所述频率控制信号发生变化；以及第2可变电容元件，其电容值根据施加到一端的第2电压、和施加到另一端的所述频率控制信号发生变化，所述负载电容电路的电容值、所述第1电压和所述第2电压根据设定信息被控制。2.根据权利要求1所述的振荡电路，其中，所述振荡电路具有根据所述设定信息生成所述第1电压和所述第2电压的基准电压调整电路。3.根据权利要求1或2所述的振荡电路，其中，所述负载电容电路的电容值、所述第1电压和所述第2电压根据所述设定信息被独立控制。4.根据权利要求1或2所述的振荡电路，其中，所述负载电容电路的电容值、所述第1电压和所述第2电压根据所述设定信息被联动控制。5.一种灵敏度调整电路，其包含第1可变电容元件、第2可变电容元件和负载电容电路，用于调整由于所述第1可变电容元件的电容值和所述第2可变电容元件的电容值改变而频率发生变化的振动器件的频率控制电压灵敏度，所述第1可变电容元件的电容值根据施加到一端的第1电压和施...

【专利技术属性】
技术研发人员：板坂洋佑，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP