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JP2002237722A - 電圧制御発振回路 - Google Patents

電圧制御発振回路

Info

Publication number
JP2002237722A
JP2002237722A JP2001031018A JP2001031018A JP2002237722A JP 2002237722 A JP2002237722 A JP 2002237722A JP 2001031018 A JP2001031018 A JP 2001031018A JP 2001031018 A JP2001031018 A JP 2001031018A JP 2002237722 A JP2002237722 A JP 2002237722A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
oscillation
circuit
voltage controlled
oscillation circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001031018A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Ozawa
忠史 小沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Microelectronics Inc
Original Assignee
Kawasaki Microelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Microelectronics Inc filed Critical Kawasaki Microelectronics Inc
Priority to JP2001031018A priority Critical patent/JP2002237722A/ja
Publication of JP2002237722A publication Critical patent/JP2002237722A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発振起動時間の短縮化が図られた電圧制御発
振回路を提供する。 【解決手段】 電源投入時に、発振起動認識回路17か
ら‘L’レベルの信号STを出力してPMOSトランジ
スタ18,トランスミッションゲート19をオン,オフ
してバリキャップ14_1,14_2に電源電圧Vdd
を印加して発振起動時間を短縮し、発振起動後には、発
振起動認識回路17から‘H’レベルの信号STを出力
してPMOSトランジスタ18,トランスミッションゲ
ート19をオフ,オンしてバリキャップ14_1,14
_2に制御電圧Vcを印加して通常の発振周波数の信号
を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧可変容量が組
み込まれた電圧制御発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、水晶発振子および印加電圧の
大きさに応じて容量が変化する可変容量ダイオード(バ
リキャップと称する)を備えた電圧制御発振回路(VC
XO;Voltage Controlled X‘t
al Oscillator)が知られている。
【0003】図2は、従来の電圧制御発振回路の構成を
示す図である。
【0004】図2に示す電圧制御発振回路100には、
2つの端子11_1,11_2と、それら2つの端子1
1_1,11_2に接続された水晶発振子12と、端子
11_1とグラウンドGNDとの間に直列接続されたキ
ャパシタ13_1およびバリキャップ14_1と、端子
11_2とグラウンドGNDとの間に直列接続されたキ
ャパシタ13_2およびバリキャップ14_2とが備え
られている。また、この電圧制御発振回路100には、
キャパシタ13_1およびバリキャップ14_1の接続
点と、キャパシタ13_2およびバリキャップ14_2
の接続点との間に、直列接続された抵抗素子15_1,
15_2が備えられている。さらに、電圧制御発振回路
100には、抵抗素子15_1,15_2の接続点に接
続された制御端子11_3が備えられている。この制御
端子11_3には、所定の制御電圧Vcが印加される。
【0005】また、電圧制御発振回路100には、端子
11_1,11_2間に直列接続された抵抗素子15_
3,15_4と、入力側が端子11_1に接続されると
ともに出力側が抵抗素子15_3,15_4の接続点に
接続されたインバータ16_1と、そのインバータ16
_1の出力側に直列接続されたインバータ16_2,1
6_3と、インバータ16_3の出力側に接続された出
力端子11_4とが備えられている。
【0006】このように構成された電圧制御発振回路1
00に電源が投入されると、制御端子11_3に所定の
制御電圧Vcが印加される。この制御電圧Vcは、抵抗
素子15_1,15_2を経由してバリキャップ14_
1,14_2に印加され、これにより制御電圧Vcの大
きさに応じてバリキャップ14_1,14_2の容量値
が変化し、水晶発振子12固有の共振による発振周波数
が、例えば±100ppm〜±150ppmの範囲内で
変化する。このようにして、所定の制御電圧Vcの大き
さに応じた発振周波数の信号がインバータ16_1から
出力され、インバータ16_2,16_3を経由して波
形整形され増幅されて出力端子11_4から外部に出力
される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した電圧制御発振
回路100では、制御端子11_3に印加される所定の
制御電圧Vcが比較的小さい場合、バリキャップ14_
1,14_2の容量値は比較的大きくなり、従って発振
起動に長い時間を必要とするという問題を抱えている。
【0008】本発明は、上記事情に鑑み、発振起動時間
の短縮化が図られた電圧制御発振回路を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の電圧制御発振回路は、電圧可変容量が組み込まれた
電圧制御発振回路において、電源投入時に、上記電圧可
変容量に通常発振時における制御電圧よりも発振余裕度
が高まる開始電圧を与える開始電圧付与手段と、発振起
動後に、上記電圧可変容量に、上記開始電圧に代えて上
記制御電圧を与える制御電圧付与手段とを備えたことを
特徴とする。
【0010】電圧可変容量が組み込まれた電圧制御発振
回路において、電圧可変容量(例えばバリキャップ)に
比較的大きな制御電圧が印加されると、その電圧可変容
量の値は比較的小さくなる。このため、発振起動時間は
比較的短くなり発振余裕度は高まる。一方、電圧可変容
量に比較的小さな制御電圧が印加されると、その電圧可
変容量の値は比較的大きくなる。このため、発振起動時
間は比較的長くなり発振余裕度は低くなる。このよう
に、上記電圧制御発振回路における発振余裕度は、電圧
可変容量に印加される制御電圧の大きさに依存する。本
発明は、このような観点に着目してなされたものであ
る。
【0011】本発明の電圧制御発振回路は、電源投入時
には、電圧可変容量に通常発振時における制御電圧より
も発振余裕度が高まる開始電圧が与えられるため、比較
的小さな電圧可変容量の値に基づいて発振起動が行なわ
れることとなり、従って発振起動時間が短くて済む。ま
た、発振起動後には、上記電圧可変容量に上記制御電圧
が与えられるため、その制御電圧の大きさに見合った通
常の発振周波数の信号が出力される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施形態の電圧制御発
振回路の回路図である。
【0014】尚、前述した図2に示す電圧制御発振回路
100と同じ構成要素には同一の符号を付し、重複説明
は省く。
【0015】図1に示す電圧制御発振回路10には、図
2に示す電圧制御発振回路100の構成要素に加え、入
力側がインバータ16_2,16_3の接続点に接続さ
れた発振起動認識回路17と、ゲートが発振起動認識回
路17の出力側に接続されるとともにソースが電源電圧
Vddを供給する電源に接続され且つドレインが抵抗素
子15_1,15_2の接続点に接続されたPMOSト
ランジスタ18と、抵抗素子15_1,15_2の接続
点と制御端子11_3との間に配置されたトランスミッ
ションゲート19と、インバータ16_4とが備えられ
ている。
【0016】トランスミッションゲート19は、ゲート
が発振起動認識回路17の出力側および上記インバータ
16_4の入力側に接続されたNMOSトランジスタ1
9_1と、ゲートが上記インバータ16_4の出力側に
接続されたPMOSトランジスタ19_2から構成され
ている。尚、発振起動認識回路17、PMOSトランジ
スタ18、トランスミッションゲート19、およびイン
バータ16_4が、本発明にいう開始電圧付与手段およ
び制御電圧付与手段双方の役割を担うこととなる。以
下、図1に示す電圧制御発振回路10の動作について説
明する。
【0017】この電圧制御発振回路10に電源が投入さ
れると、この電圧制御発振回路10全体に電源電圧Vd
dが印加されるとともに制御端子11_3に所定の制御
電圧Vc(例えばVdd/2)が印加される。電源が投
入された時点では、発振起動認識回路17からは‘L’
レベルの信号STが出力される。この‘L’レベルの信
号STはPMOSトランジスタ18のゲートに入力さ
れ、これによりPMOSトランジスタ18はオン状態に
なる。また、この‘L’レベルの信号STはトランスミ
ッションゲート19を構成するNMOSトランジスタ1
9_1のゲートに入力される。このため、そのNMOS
トランジスタ19_1はオフ状態になる。さらに、この
‘L’レベルの信号STはインバータ16_4で‘H’
レベルに変換されてPMOSトランジスタ19_2のゲ
ートに入力される。このため、そのPMOSトランジス
タ19_2もオフ状態になる。従って、トランスミッシ
ョンゲート19はオフ状態になる。このようにして、抵
抗素子15_1,15_2の接続点には、PMOSトラ
ンジスタ18を経由して制御電圧Vcよりも高い開始電
圧である電源電圧Vddが印加される。この電源電圧V
ddは、抵抗素子15_1,15_2を経由してバリキ
ャップ14_1,14_2に印加される。バリキャップ
14_1,14_2には、このように十分に大きな電源
電圧Vddが印加されるため、バリキャップ14_1,
14_2の容量値は小さくなり、従って電源が投入され
た時点から発振が起動するまでの発振起動時間が短くて
済み、発振余裕度が高まる。
【0018】電圧制御発振回路10において発振が起動
した後、発振起動認識回路17には、インバータ16_
2からの発振周波数の信号が入力される。発振起動認識
回路17は、この信号の発振周波数をカウントし、所定
の値に達した時点で‘H’レベルの信号STを出力す
る。この‘H’レベルの信号STはPMOSトランジス
タ18のゲートに入力され、これによりPMOSトラン
ジスタ18はオフ状態になる。また、この‘H’レベル
の信号STはNMOSトランジスタ19_1のゲートに
入力されるため、そのNMOSトランジスタ19_1は
オン状態になる。さらに、この‘H’レベルの信号ST
はインバータ16_4で‘L’レベルに変換されてPM
OSトランジスタ19_2のゲートに入力されるため、
そのPMOSトランジスタ19_2もオン状態になる。
従って、トランスミッションゲート19はオン状態にな
る。すると、制御端子11_3に印加されている制御電
圧Vcが、トランスミッションゲート19を経由して抵
抗素子15_1,15_2の接続点に印加され、さらに
抵抗素子15_1,15_2を経由してバリキャップ1
4_1,14_2に印加される。バリキャップ14_
1,14_2は、その制御電圧Vcの大きさに見合った
容量値になり、これによりその容量値に基づいた発振周
波数の信号がインバータ16_1から出力され、さらに
インバータ16_2,16_3で波形整形され増幅され
て出力端子11_4から外部に出力される。
【0019】本実施形態の電圧制御発振回路10は、電
源投入時に、発振起動認識回路17から‘L’レベルの
信号STが出力され、これによりバリキャップ14_
1,14_2に電源電圧Vddが印加されるため、比較
的小さなバリキャップ14_1,14_2の容量値に基
づいて発振起動が行なわれることとなり、従って発振起
動時間が短くて済み発振余裕度が高まる。また、発振起
動後には、発振起動認識回路17から‘H’レベルの信
号STが出力されるため、バリキャップ14_1,14
_2に電源電圧Vddに代えて制御電圧Vcが印加され
て比較的大きなバリキャップ14_1,14_2の容量
値に基づいて発振が行なわれる。従って、制御電圧Vc
の大きさに見合った通常の発振周波数の信号が出力され
ることとなる。
【0020】本実施形態の電圧制御発振回路10におけ
る発振起動時間は、抵抗素子15_1,15_2の接続
点における電圧が、0Vの場合は1ms程度であり、電
源電圧Vddの場合は0.5ms程度である。従って、
発振起動時間を最大で0.5ms程度短縮することがで
きる。また、発振が起動すれば発振状態がロックされて
安定化するため、発振起動時の余裕度の高まりに伴って
通常発振時の余裕度も高まることとなる。
【0021】尚、本実施形態では、発振起動認識回路1
7は、カウンタの例で説明したが、これに限られるもの
ではなく、電源が投入された時点から所定時間経過後に
発振起動を認識させる信号を出力する、いわゆるパワー
オンリセット回路構成でもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発振起動時間の短縮化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の電圧制御発振回路の回路
図である。
【図2】従来の電圧制御発振回路の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
10 電圧制御発振回路 11_1,11_2,11_3,11_4 端子 12 水晶振動子 13_1,13_2 キャパシタ 14_1,14_2 バリキャップ 15_1,15_2,15_3,15_4 抵抗素子 16_1,16_2,16_3,16_4 インバータ 17 発振起動認識回路 18,19_2 PMOSトランジスタ 19 トランスミッションゲート 19_1 NMOSトランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧可変容量が組み込まれた電圧制御発
    振回路において、 電源投入時に、前記電圧可変容量に通常発振時における
    制御電圧よりも発振余裕度が高まる開始電圧を与える開
    始電圧付与手段と、発振起動後に、前記電圧可変容量
    に、前記開始電圧に代えて前記制御電圧を与える制御電
    圧付与手段とを備えたことを特徴とする電圧制御発振回
    路。
JP2001031018A 2001-02-07 2001-02-07 電圧制御発振回路 Withdrawn JP2002237722A (ja)

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Cited By (5)

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Effective date: 20080513