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公開番号2024158158
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073119
出願日2023-04-27
発明の名称発振器
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H03B 5/32 20060101AFI20241031BHJP(基本電子回路)
要約【課題】用途や環境などが異なる様々な状況に応じて振動素子の温度を適切に制御することが可能な発振器を提供すること。
【解決手段】前記振動素子の温度を検出する第1温度センサーと、前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、前記温度制御素子の動作を制御する制御信号を生成する温度制御回路と、を備え、前記温度制御回路は、設定温度と前記第1温度センサーが検出した第1検出温度との差に利得を乗じた値に基づいて前記制御信号を生成し、前記利得が可変である、発振器。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
振動素子と、
前記振動素子の温度を検出する第１温度センサーと、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
前記温度制御素子の動作を制御する制御信号を生成する温度制御回路と、を備え、
前記温度制御回路は、設定温度と前記第１温度センサーが検出した第１検出温度との差に利得を乗じた値に基づいて前記制御信号を生成し、
前記利得が可変である、発振器。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記温度制御回路は、
前記温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記設定温度と前記第１検出温度との差が第１温度差以下になったとき、前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える、発振器。
【請求項３】
請求項２において、
前記温度制御回路は、
前記起動期間において、前記設定温度と前記第１検出温度との差が前記第１温度差よりも小さい第２温度差以下になったとき、前記利得を前記第２の値から前記第２の値よりも小さい第３の値に切り替える、発振器。
【請求項４】
請求項１において、
前記温度制御回路は、
前記温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する、発振器。
【請求項５】
請求項１において、
前記振動素子を発振させて生成される発振信号の周波数を温度補償する温度補償回路をさらに備え、
前記温度補償回路は、
前記温度制御素子が動作を開始した初期期間における、前記制御信号及び前記第１検出温度に基づいて、温度補償係数を推定する推定回路と、
前記推定回路が推定した前記温度補償係数及び前記第１検出温度に基づいて、前記発振信号の周波数を温度補償するための第１温度補償値を算出する第１温度補償演算回路を含む、発振器。
【請求項６】
請求項５において、
前記発振信号が入力されるＰＬＬ回路をさらに備え、
前記温度補償回路は、
前記第１温度補償値に基づいて、前記ＰＬＬ回路の分周比を計算する分周比演算回路をさらに含む、発振器。
【請求項７】
請求項５において、
前記第１温度補償演算回路は、前記温度制御素子が動作を開始してからの起動期間が終了した後は、動作を停止する、発振器。
【請求項８】
請求項５において、
第２温度センサーをさらに備え、
前記温度補償回路は、
前記第１検出温度と前記第２温度センサーが検出した第２検出温度との差分に基づいて前記発振信号の周波数を温度補償するための第２温度補償値を算出する第２温度補償演算回路をさらに含み、
前記振動素子と前記第２温度センサーとの距離は、前記振動素子と前記第１温度センサーとの距離よりも大きい、発振器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、水晶発振器が収容された恒温槽を構成するパッケージから外部に漏洩する熱量を検出し、検出した漏洩熱量に基づき水晶発振器の発振周波数を補正する恒温槽型水晶発振器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１０５５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水晶発振器に含まれる振動素子は温度特性を有するため、水晶発振器の発振周波数を所望の発振周波数にするためには、振動素子の温度を所定の温度で安定させることが必要である。しかしながら、特許文献１に記載の恒温槽型水晶発振器では、恒温槽の温度を制御するための利得が固定されているため、発振器の用途や動作環境によっては利得が適切でなく、振動素子の温度を適切に制御できないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る発振器の一態様は、
振動素子と、
前記振動素子の温度を検出する第１温度センサーと、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
前記温度制御素子の動作を制御する制御信号を生成する温度制御回路と、を備え、
前記温度制御回路は、設定温度と前記第１温度センサーが検出した第１検出温度との差に利得を乗じた値に基づいて前記制御信号を生成し、
前記利得が可変である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本実施形態の発振器の断面図。
本実施形態の発振器の平面図。
発振器が有する内側パッケージおよびその内部を示す断面図。
発振器が有する電圧制御発振器を示す断面図。
発振器の機能ブロック図。
第１実施形態における温度制御素子に対する制御量の時間変化の概要を示す図。
第１実施形態における振動素子の温度の時間変化の概要を示す図。
第１実施形態における温度制御回路の構成例を示す図。
第１実施形態における温度補償回路の構成例を示す図。
第２実施形態における温度制御素子に対する制御量の時間変化の概要を示す図。
第２実施形態における振動素子の温度の時間変化の概要を示す図。
第２実施形態における温度制御回路の構成例を示す図。
第３実施形態における温度制御素子に対する制御量の時間変化の概要を示す図。
第３実施形態における振動素子の温度の時間変化の概要を示す図。
第３実施形態における温度制御回路の構成例を示す図。
第４実施形態における温度補償回路の構成例を示す図。
第１テーブルの一例を示す図。
第２テーブルの一例を示す図。
起動期間における発振信号の周波数及びフラクショナルＮ－ＰＬＬ回路の分周比の時間変化の一例を示す図。
起動期間における発振信号の周波数及びフラクショナルＮ－ＰＬＬ回路の分周比の時間変化の他の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【０００８】
１．第１実施形態
１－１．発振器の構造
図１は、本実施形態の発振器を示す断面図である。図２は、発振器を上面側から見た平面図である。図３は、発振器が有する内側パッケージおよびその内部を示す断面図である。図４は、発振器が有する電圧制御発振器を示す断面図である。
【０００９】
図１および図２に示す発振器１は、恒温槽型水晶発振器であり、外側パッケージ２と、内側パッケージ３と、制御ＩＣ４と、電圧制御発振器５と、を備える。内側パッケージ３、制御ＩＣ４及び電圧制御発振器５は、外側パッケージ２に収容されている。
【００１０】
図１に示すように、外側パッケージ２は、外側ベース２１と、外側リッド２２と、を有
する。外側ベース２１は、基板２７と、基板２７の上面の縁部から上側に向けて立設する枠状の壁部２８と、基板２７の下面の縁部から下側に向けて立設する枠状の脚部２９と、を有する。基板２７の上面と壁部２８とによって外側ベース２１の上面２１ａに開口する上側凹部２１１が形成され、基板２７の下面と脚部２９とによって外側ベース２１の下面２１ｂに開口する下側凹部２１２が形成されている。そのため、外側ベース２１は、断面視において略Ｈ型となっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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