[發(fā)明專利]輔助振動(dòng)阻尼型晶體振蕩器電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910161714.X
• 申請(qǐng)日: 2009-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN101645691A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 新井淳一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本電波工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H03B5/36
• 分類號(hào): H03B5/36
• 代理公司: 北京泛誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 文 琦;陳 波

本申請(qǐng)要求2008年8月5日提交的日本專利申請(qǐng)No.2008-201394的優(yōu)先權(quán)，其整個(gè)主題結(jié)合于此供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及形成為柯匹茲型(Colpitts?type)振蕩器電路的輔助振動(dòng)阻尼型晶體振蕩器電路的技術(shù)領(lǐng)域，并且特別是，涉及其晶體單元形成為SC切割晶體元件以衰減以B模式中的振動(dòng)頻率振蕩的晶體振蕩器電路。

背景技術(shù)

晶體振蕩器電路由于其晶體單元而具有極高的頻率穩(wěn)定性，而被采用為用于各種通信設(shè)備的頻率發(fā)生源。作為其中之一，例如，有利用在應(yīng)力敏感性行為方面極好的SC切割晶體單元的晶體振蕩器電路，并且這種電路特別應(yīng)用于，例如，其頻率偏移被設(shè)置為1ppb(每十億單位分之幾)的基站等，以便是非常穩(wěn)定的。

圖5A和5B是用于說明相關(guān)技術(shù)晶體振蕩器電路的一個(gè)例子的示意圖。圖5A和5B都是高頻型晶體振蕩器電路(等效電路)圖，在這兩個(gè)圖中，其電源、偏壓電阻等被取消。

圖5的晶體振蕩器電路具有振蕩諧振電路1和根據(jù)該振蕩諧振電路1反饋放大振蕩頻率的振蕩放大器2。該振蕩諧振電路1通常是柯匹茲型振蕩器電路，并且基本上由起到電感器元件作用的晶體單元3和用作分壓(分離)電容的第一電容器C1和第二電容器C2構(gòu)成。振蕩放大器2由，例如晶體管2A構(gòu)成，并且晶體單元3連接在基極端子和集電極端子之間，第一電容器C1連接在發(fā)射集端子和集電極端子之間，而第二電容器C2連接在發(fā)射集端子和基極端子之間。

例如，以振蕩晶體管2A的基極電位作為標(biāo)準(zhǔn)，振蕩諧振電路1的端子連接在基極端子和集電極端子之間，并且第一和第二電容器C1和C2的中點(diǎn)(串聯(lián)連接點(diǎn))連接于發(fā)射極。于是，振蕩諧振電路1的端子之間的電壓設(shè)置為振蕩輸出Vout，而被第一和第二電容器C1和C2分壓的振蕩輸出Vout的一部分反饋到基極端子和發(fā)射極端子之間的區(qū)域，成為輸入Vi。從而，振蕩晶體管2A放大該振蕩輸出的部分(輸入Vi)，并且重復(fù)這些操作以連續(xù)振蕩。

通常，由于它的輸出阻抗能夠減小以使得容易與后面的極相耦合，所以采用共集電極(圖6A)。在附圖中的附圖標(biāo)記和字母R1和R2表示基極電阻和偏壓電阻，附圖標(biāo)記和字母R3是負(fù)載電阻，并且參考字母Vcc是電源。應(yīng)當(dāng)指出，即便在這種情況下，該電路圖與上面所描述的圖5A的振蕩器電路圖在高頻處相同，這是是理所當(dāng)然的事情。

晶體單元(晶體元件)3形成為SC切割晶體元件，其通常是所謂的雙旋轉(zhuǎn)Y切割系統(tǒng)，其中Y軸繞晶體軸(XYZ)的X軸和Z軸旋轉(zhuǎn)兩次。如圖7的電抗特性圖所示，在SC切割晶體單元3中，作為厚度剪切振動(dòng)的C模式是主振動(dòng)，并且通常，在其位移方向垂直于主振動(dòng)的B模式中產(chǎn)生輔助振動(dòng)。正如從晶體單元(未示出)的等效電路中清楚地看到的，這些主振動(dòng)(C模式)和輔助振動(dòng)(B模式)兩者均具有諧振點(diǎn)(諧振頻率)f1和f2以及反諧振點(diǎn)(反諧振頻率)f1′和f2′。

在這種情況下，C模式和B模式彼此接近，并且B模式達(dá)到較高頻側(cè)，大約高于C模式的10％，并且它在諧振點(diǎn)f2的諧振量等于或大于在諧振點(diǎn)f1的諧振量，這意味著使它的晶體阻抗(CI)等于或小于C模式中的晶體阻抗。于是，在任何情況下，在諧振點(diǎn)f1和反諧振點(diǎn)f1′之間的區(qū)域，以及諧振點(diǎn)f2和反諧振點(diǎn)f2′之間的區(qū)域被認(rèn)為是電感區(qū)域ΔF1和ΔF2，并且在C模式中的電感區(qū)域ΔF1以及第一和第二電容器C1和C2形成振蕩諧振電路1。

從而，諧振頻率根據(jù)在電感區(qū)域ΔF1中的振動(dòng)頻率f1o處的電感和電容C1和C2的組合電容來確定，并且在電感區(qū)域ΔF1中的振動(dòng)頻率f1o是振蕩頻率。然而，振蕩頻率根據(jù)電感、組合電容以及串聯(lián)等效電容來確定，其中當(dāng)從晶體單元3觀察時(shí)，在該串聯(lián)等效電容中添加有包括振蕩晶體管2A的在電路側(cè)的所有電容，并且該振蕩頻率大致對(duì)應(yīng)于振蕩頻率fo。

因此，在主振動(dòng)(C模式)中的諧振點(diǎn)f1和反諧振點(diǎn)f1′之間的電感區(qū)域ΔF1(f1-f1′)是C模式中的基本諧振區(qū)。那么，這也與輔助振動(dòng)中(B模式中)是相同的，并且B模式中的電感區(qū)域ΔF2是其中能夠發(fā)生振蕩的振蕩區(qū)。應(yīng)當(dāng)指出，實(shí)際上，在各模式中的振蕩區(qū)比電感區(qū)域ΔF1和ΔF2窄。

另一方面，如上所述，B模式接近C模式，并且使其諧振量等于或大于C模式中的諧振量，這意味著使其CI等于或小于C模式中的CI。因此，在其為主振動(dòng)的C模式的電感區(qū)域ΔF1中，僅僅以振動(dòng)頻率f1o振蕩的情況下，很難設(shè)置電路恒定等，這在B模式中(在電感區(qū)域ΔF2中以振動(dòng)頻率f2o)引起振蕩。