[发明专利]温度补偿型振荡器

说明书

本申请是申请号为03802292.3、申请日为2003年1月20日、发明名称为“温度补偿型振荡器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及与周围温度无关，使输出信号的频率大致保持恒定的温度补偿型振荡器，特别涉及到也可以使其温度补偿功能成为无效状态的温度补偿型振荡器。

背景技术

温度补偿型振荡器(TCXO)已应用于种种领域，但近年来多用于便携式电话机等便携式移动通信设备中。这种温度补偿型振荡器一般是以10MHz频带的AT切割石英片(振子)为振动源构成振荡电路，于其中设有采用了某种频率可变装置的温度补偿电路，多采用通过消除AT切割石英片的3次曲线温度特性来稳定振荡频率的石英振荡器。

根据这种温度补偿电路的结构，大致分为模拟温度补偿型振荡器与数字温度补偿型振荡器。

对于此种温度补偿型振荡器，在要求振荡输出信号稳定性的同时，还希望其小型轻量化与低价格化。

图8例示了超小型表面安装用温度补偿型振荡器的封装结构。

此温度补偿型振荡器由封装主体11、焊接环12与盖13构成封装(容器)10，在其内部密封地安装有石英片(振子)15、构成后述的振荡电路与温度补偿电路的MOS型的IC(集成电路)芯片16、芯片电容等电路元件17。

这种温度补偿型振荡器的电路结构如图9所示。振荡电路20与石英片15、反相器21以及反馈电阻22并联，将该两个连接点分别通过直流截止电容器Cc、Cd与振荡电容器的电压控制型可变电容器23、24接地，构成倒相振荡电路。

从反相器21的输出侧的连接点引出输出基于振荡输出的信号的输出线25，与输出端子26连接。此外，也可以用其他压电元件作为振子来取代石英片。

还设有：温度检测电路18，用以通过热敏电阻等检测振荡电路20中石英片15附近的温度状态；补偿电路30，用以根据此温度检测电路18的温度检测信号，将输出到振荡电路20的输出线25上的信号频率保持恒定。

该温度补偿电路30包括：存储用于进行温度补偿的补偿数据的补偿数据存储电路(非易失性存储器)31；基于该补偿数据和来自温度检测电路18的温度检测信号，产生控制电压的D/A变换电路32。

该D/A变换电路32输出的控制电压经振荡电路20中所设的电阻R1、R2，分别施加到电压控制型可变电容器23、24的正极侧(与直流截止电容器Cc、Cd连接的各连接点)，根据此电压改变各电压控制型可变电容器23、24的电容值。由此控制振荡电路20的振荡频率，将输出信号的频率大致保持不变。

在这种温度补偿型振荡器中，在石英片15和IC芯片16内所形成的振荡电路20，由于制造上的偏差等不可能全部完全一致地制造而各自具有不同的温度-频率特性。所以不能由同一基准来对所有振荡电路20进行温度补偿。

为此有必要对各振荡电路制作不同的补偿数据存储于存储电路31中。但是如果石英片15的特性的偏差大而不能全部补偿，故需要预先进行调节以使石英片15的特性尽可能地一致。

这样，以往都以下述步骤进行调整作业。

①仅将石英片15等压电元件安装到封装(图8的封装主体11)内。

②将封装保持于基准温度(一般为室温：25℃)，由网络分析器监控该压电元件的谐振频率，并由离子束等除去压电元件表面的电极膜，调整到所希望的频率。

③安装构成振荡电路与温度补偿电路的IC芯片于封装中。

④将封装暴露于多种温度状态下，在各种温度状态下测定振荡频率，测定它们与期望的振荡频率fo的差。

⑤基于上述测定值形成温度补偿数据，将其写入IC芯片补偿数据存储电路(非易失性存储器)中。

据此，在以往的温度补偿型振荡器的调整方法中，在调整石英片等压电元件的特性时，不安装构成振荡电路的IC芯片，由网络分析器等从外部使压电元件谐振而监控其谐振频率，为使此频率成为期望的值，除去压电元件表面的电极膜。

为此，在把IC芯片安装到封装中与压电元件一起构成振荡电路进行振荡时的振荡频率与预先调整的谐振频率之间会发生偏移的问题。此外，调整步骤也将增多，需要额外的调整费用。