[發明專利]晶體振蕩器

有效

• 申請號: 201210001139.9
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102594259A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 淺村文雄
• 申請（專利權）人: 日本電波工業株式會社
• 主分類號: H03B5/04
• 分類號: H03B5/04;H03B5/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明涉及石英晶體振蕩器，所述石英晶體振蕩器包石英晶體單元和IC(集成電路)芯片，所述IC芯片在一個部件中集成了使用晶體單元的振蕩器電路，更具體地，本發明涉及具有改進的振蕩頻率穩定性的晶體振蕩器。

背景技術

通過將晶體單元和集成了使用所述晶體單元的振蕩器電路的IC芯片組合到單獨的封裝部件中而配置的晶體振蕩器可以容易地采用表面安裝(surface?mount)結構，并且作為頻率和時間的基準源而廣泛地并入例如以移動電話為代表的移動電子設備中。

在晶體振蕩器中，IC芯片中集成的電路不局限于振蕩器電路。相反，例如可以將諸如溫度補償電路之類的電路集成到IC芯片中。溫度補償電路對晶體單元的溫度-頻率特性進行補償，并且允許與環境溫度無關地獲得恒定的振蕩頻率。能夠通過在IC芯片中集成溫度補償電路而高度精確地維持振蕩頻率的晶體振蕩器稱作溫度補償晶體振蕩器(TCXO，temperature?compensated?crystal?oscillator)。

圖1示出了TCXO的電路配置的示例。

圖中所示的TCXO包括晶體單元10和IC芯片20，IC芯片20包括使用晶體單元10的振蕩器電路。例如，使用AT切割(AT-cut)石英晶體坯(blank)的晶體單元可以被用作晶體單元10。IC芯片20包括：恒壓電路21，從外部向恒壓電路21供應電源電壓，恒壓電路21進而向IC芯片20中的每一個電路供應經調節(regulated)的內部電源電壓；振蕩器電路22，與晶體單元10相連；頻率控制器23，從外部向頻率控制器23供應自動頻率控制(AFC)信號，頻率控制器23產生頻率控制信號，并且將該頻率控制信號提供給振蕩器電路22；溫度傳感器24，測量溫度；溫度補償電路25，根據溫度傳感器24的溫度測量結果來產生用于對晶體單元10的溫度-頻率特性進行補償的溫度補償信號，并將該溫度補償信號提供給振蕩器電路22；非易失性存儲器26，存儲用于產生溫度補償信號的數據；以及輸出緩沖器27和28，對來自振蕩器電路22的振蕩輸出進行放大，并且以模擬信號的形式將該振蕩輸出提供給外部電路。輸出緩沖器27和28并聯設置。輸出緩沖器28能夠根據從外部提供的使能信號來接通和關斷。考慮到將TCXO合并到具有無線通信功能的電子設備中的情況，來自輸出緩沖器27的連續振蕩輸出信號被用作無線通信部分中的PLL(鎖相環)合成器(synthesizer)電路的基準信號，并且還被用作用于系統控制的DSP(數字信號處理器)和CPU(中央處理單元)的時鐘。另一方面，輸出緩沖器28與用于PLL電路的間歇操作信號(intermittent?operation?signal)相鏈接，并且允許對輸出的接通/關斷控制。例如，將來自輸出緩沖器28的振蕩輸出信號提供給在待機期間無需操作的電路。通過這樣允許對來自輸出緩沖器28的輸出的接通/關斷控制，便于減小具有晶體振蕩器的電子設備在待機期間的功耗。

除了IC芯片20中的以上電路布置之外，IC芯片20還包括：電源端子VDD，向電源端子VDD提供電源電壓；接地端子GND；晶體連接端子對X1和X2，與晶體單元10電連接；輸入端子AFC，向輸入端子AFC提供自動頻率控制信號；使能端子EN，向使能端子EN提供使能信號；以及兩個輸出端子OUT1和OUT2，在輸出端子OUT1和OUT2處出現來自相應輸出緩沖器27和28的振蕩輸出信號。包括反相放大器的Colpitts振蕩器電路廣泛地用作振蕩器電路22。晶體連接端子X1從放大器的輸入側被電學地抽出，晶體連接端子X2從放大器的輸出側被電學地抽出。因此，隨同振蕩器電路22的操作，如圖1所示，在各個晶體連接端子X1和X2處出現的振蕩頻率信號分量的相位彼此相反。反相放大器和非反相放大器均可用作輸出緩沖器27和28。然而如圖1所示，在采用非反相放大器作為輸出緩沖器27和28的情況下，輸出端子OUT1和OUT2處的信號相位與晶體連接端子X2處的信號相位相同。