專利名稱：壓電振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了反射元件的壓電振蕩器，特別涉及使用反射元件的反射特性來進行高頻化、頻率穩(wěn)定化的壓電振蕩器。
背景技術(shù)：
[以往的技術(shù)]在壓電振蕩器中，有科爾皮茲型、皮爾斯型等電路。以往的振蕩器使用對諧振器的相位進行控制而使之振蕩的電路來控制其頻率。對于以往的壓電振蕩器，說明科爾皮茲電路的晶體振蕩電路和逆變器電路的晶體振蕩電路。[科爾皮茲型晶體振蕩電路圖13]參照圖13，說明以往的科爾皮茲型晶體振蕩電路。圖13是以往的科爾皮茲型晶體振蕩電路的電路圖。以往的科爾皮茲型晶體振蕩電路如圖13所示，晶體振子X的一端連接到振蕩用的晶體管Tr的基極，晶體振子X的另一端接地。另外，在晶體管Tr的集電極上經(jīng)由電阻Re施加電源電壓V并且經(jīng)由電容器設(shè)置有輸出端子(OUTPUT)。另外，晶體管Tr的發(fā)射極經(jīng)由電阻RE接地。在晶體管Tr的基極上經(jīng)由電阻RA施加電源電壓V，該基極經(jīng)由電阻RB接地。進而，在該基極上連接有電容C1、C2的串聯(lián)連接的一端，另一端被接地，電容Cl與電容C2之間的點連接到發(fā)射極。通過以上結(jié)構(gòu)的以往的科爾皮茲型晶體振蕩電路進行振蕩動作。[逆變器型晶體振蕩電路圖14]參照圖14，說明以往的逆變器型晶體振蕩電路。圖14是以往的逆變器型晶體振蕩電路的電路圖。以往的逆變器型晶體振蕩電路如圖14所示，在逆變器IC的輸入側(cè)連接有晶體振子X的一端，在逆變器IC的輸出側(cè)連接有晶體振子X的另一端，進而輸入側(cè)和輸出側(cè)經(jīng)由電阻RF連接。在輸入側(cè)連接有電容Cg的一端，另一端被接地，在輸出側(cè)連接有電容Cd的一端，另一端被接地，在輸出側(cè)設(shè)置有輸出端子(OUTPUT)。通過以上的結(jié)構(gòu)的以往的逆變器型晶體振蕩電路進行振蕩動作。[關(guān)聯(lián)技術(shù)]另外，作為關(guān)聯(lián)的現(xiàn)有技術(shù)，有日本特開2000-082922號公報“壓電振蕩器”(東洋通信機株式會社)[專利文獻I]、日本特開2000-295037號公報“高穩(wěn)定度壓電振蕩器”(東洋通信機株式會社)[專利文獻2]、日本實開平01-074616號公報“微波振蕩電路”(富士電氣化學(xué)株式會社)[專利文獻3]、日本特開平10-112612號公報“高頻振蕩電路”(株式會社村田制作所)[專利文獻4]、日本特開2008-157751號公報“感知裝置”(日本電波工業(yè)株式會社)[專利文獻5]。進而，作為非專利文獻，有“INTERNATIONAL STANDARD, Waveguide typedielectric resonators Part 2 Guidelines for oscillator and filterapplications, IEC 61338-2,First edition 2004-05,International ElectrotechnicalCommission"[非專利文獻I]和“電子信息通信學(xué)會“知識基礎(chǔ)” 9群-7編-5章(ver. 1/2010. 7. 22)能動電路元件5-1-4FET振蕩器的一般結(jié)構(gòu)”[非專利文獻2]。在專利文獻1、2中，公開了在壓電振蕩器中，對晶體管的基極連接串聯(lián)諧振電路，并在基極 發(fā)射極之間連接并聯(lián)諧振電路。在專利文獻3中，公開了在微波振蕩電路中，組合使用了電介質(zhì)的反饋部和放大器，在放大器的輸出側(cè)設(shè)置使基波反射的反射部，而使基波回到反饋部來輸出高頻。在專利文獻4中，公開了在高頻振蕩電路中，通過輸出濾波器設(shè)定振蕩條件。另外，在專利文獻5中，公開有為了使壓電振子振蕩，具備對壓電振子供給振蕩驅(qū)動電力以使驅(qū)動電流小于等于0. 3mA的振蕩電路的感知裝置。進而，在非專利文獻I中，記載有反射型的振蕩器的例子。另外，在非專利文獻2中，公開有使用了 FET晶體管的振蕩電路的一般結(jié)構(gòu)。專利文獻I日本特開2000-082922號公報專利文獻2日本特開2000-295037號公報專利文獻3日本實開平01-074616號公報專利文獻4日本特開平10-112612號公報專利文獻5日本特開2008-157751號公報非專利文獻I
INTERNATIONAL STANDARD, Waveguide type dielectricresonators Part 2 -Guidelines for oscillator and filter applications, IEC61338-2, First edition 2004—05, International Electrotechnical Commission.非專利文獻2電子信息通信學(xué)會“知識基礎(chǔ)”9群-7編-5章(ver.1/2010. 7. 22)能動電路元件5-1-4FET振蕩器的一般結(jié)構(gòu)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在以往的壓電振蕩器中，隨著頻率成為高頻，其波長變短，所以存在需要考慮印刷基板的線路長度、從諧振子到封裝的線路長度、搭載諧振子時的偏差等，并且由此線路長產(chǎn)生偏差，所以從期望的頻率偏移，為了調(diào)整頻率，相位調(diào)整變得敏感，而難以實現(xiàn)高穩(wěn)定化這樣的問題。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的 在于提供一種壓電振蕩器，能夠使用反射元件的反射特性實現(xiàn)高頻化、頻率的快速穩(wěn)定化。用于解決上述以往例的問題的本發(fā)明提供一種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在于在所述晶體管的柵極連接諧振電路，在所述晶體管的漏極設(shè)置輸出端子并且施加電源電壓，在所述晶體管的源極連接通過諧振而反射的反射元件，使所述反射元件的振蕩頻率和所述諧振電路的諧振頻率大致相同，所以具有能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化的效果。本發(fā)明提供一種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在于在所述晶體管的柵極經(jīng)由第I匹配電路連接諧振電路，在所述晶體管的漏極經(jīng)由第2匹配電路設(shè)置輸出端子并且施加電源電壓，在所述晶體管的源極經(jīng)由第3匹配電路連接通過諧振而反射的反射元件，通過所述第I匹配電路、所述第2匹配電路以及所述第3匹配電路，使所述諧振電路的諧振頻率可變，使該可變的諧振頻率和所述反射元件的振蕩頻率大致相同，所以具有能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化的效果。
本發(fā)明提供一種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在于在所述晶體管的柵極連接諧振電路，在所述晶體管的漏極施加電源電壓，在所述晶體管的源極連接通過諧振而反射的反射元件并且設(shè)置輸出端子，使所述反射元件的振蕩頻率和所述諧振電路的諧振頻率大致相同，所以具有能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化的效果。本發(fā)明提供一種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在于在所述晶體管的柵極經(jīng)由第I匹配電路連接諧振電路，在所述晶體管的漏極經(jīng)由第2匹配電路施加電源電壓，在所述晶體管的源極經(jīng)由第3匹配電路連接通過諧振而反射的反射元件，并且設(shè)置輸出端子，通過所述第I匹配電路、所述第2匹配電路以及所述第3匹配電路，使所述諧振電路的諧振頻率可變，使該可變的諧振頻率和所述反射元件的振蕩頻率大致相同，所以具有能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化的效果。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，將反射元件設(shè)為壓電諧振器。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，由線圈和電容器的并聯(lián)連接電路構(gòu)成諧振電路。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，將諧振電路設(shè)為壓電諧振器。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，將反射元件和諧振電路都設(shè)為壓電諧振器，針對所述反射元件的壓電諧振器和所述諧振電路的壓電諧振器，由在I個壓電元件中形成2個電極，并使該2個電極分別成為所述2個壓電諧振器的電極的諧振器構(gòu)成。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，匹配電路具備可變電容元件和可變電阻，利用變更所述可變電容元件或/和所述可變電阻的設(shè)定來制作出不平衡狀態(tài)并回到平衡狀態(tài)，而使頻率成為可變，所以具有能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化的效果。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，由微帶線以及諧振器構(gòu)成諧振電路。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，在輸出端子的前級設(shè)置了濾波器。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，將晶體管設(shè)為場效應(yīng)型晶體管。本發(fā)明在上述壓電振蕩器中，其特征在于，將晶體管設(shè)為NPN型晶體管。


圖I是本發(fā)明的第I實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。圖2是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。圖3是示出第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例I的電路圖。圖4是示出第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例2的電路圖。圖5是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。圖6是本發(fā)明的第4實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。圖7是本發(fā)明的第5實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。圖8是匹配電路I的電路圖。
圖9是匹配電路2的電路圖。圖10是示出諧振電路是微波電路的情況的電路圖。圖11是仿真電路的電路圖。圖12是示出振蕩起動時間的仿真結(jié)果的圖。圖13是以往的科爾皮茲型晶體振蕩電路的電路圖。圖14是以往的逆變器型晶體振蕩電路的電路圖。(符號說明)I :晶體管；2 :匹配電路(M) ；3 :諧振電路；4 :電阻(ZO) ；5 :匹配電路(M) >6 :壓電諧振器；7:匹配電路(M) ;8、8':輸出端子；9、9':濾波器；10:電阻(Rl) ;11:匹配電路 (M) ；12 :反饋電抗；13 :線圈(L2) ;14 :電阻(R2) ；30 :壓電諧振器；31 :線圈(LI) ;32 :電容器(Cl)。
具體實施例方式參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式。[實施方式的概要]在本發(fā)明的實施方式的壓電振蕩器中，在晶體管的柵極(基極)連接諧振電路，在晶體管的漏極(集電極)連接輸出端子，對該輸出端子側(cè)施加電源電壓，在晶體管的源極(發(fā)射極)連接反射元件，使諧振電路的諧振頻率和反射元件的振蕩頻率成為大致相同，能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化。另外，在本發(fā)明的實施方式的壓電振蕩器中，在晶體管的柵極(基極)連接諧振電路，在晶體管的漏極(集電極)施加電源電壓，在晶體管的源極(發(fā)射極)連接反射元件和輸出端子，使諧振電路的諧振頻率和反射元件的振蕩頻率成為大致相同，能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化。[第I實施方式的壓電振蕩器圖I]參照圖1，說明本發(fā)明的第I實施方式所涉及的壓電振蕩器。圖I是本發(fā)明的第I實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。本發(fā)明的第I實施方式所涉及的壓電振蕩器(第I壓電振蕩器)如圖I所示，基本上具有晶體管I、諧振電路3、成為阻抗(ZO)的電阻4、反射元件的壓電諧振器6、以及輸出端子(OUTPUT) 8。晶體管I是場效應(yīng)型晶體管(FET) 1，在諧振電路3的一端連接FETl的柵極(G)，漏極(D)連接到輸出端子8，源極(S)連接到壓電諧振器6的一端。晶體管I對從諧振電路3輸出的諧振頻率進行放大。諧振電路3的一端連接到FETl的柵極(G)，諧振電路3的另一端連接到電阻4的一端。諧振電路3由LC諧振器、壓電諧振器、壓電濾波器、SAW(Surface acoustic wave 彈性表面波)諧振器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems,微機電系統(tǒng))諧振器等構(gòu)成，進行頻率的振蕩動作，將諧振頻率輸出到晶體管I。另外，在輸出端子8側(cè)經(jīng)由電阻施加電源電壓。反射元件的壓電諧振器6使用反射特性而諧振并輸出振蕩頻率。通過該振蕩頻率，從輸出端子8得到振蕩輸出。此處，壓電諧振器6的振蕩頻率和諧振電路3的諧振頻率被設(shè)定為大致相同。其原因為，通過將諧振電路3的諧振頻率輸出到壓電諧振器6，能夠加快壓電諧振器6的振蕩起動，能夠使頻率快速穩(wěn)定化。S卩，通過使壓電諧振器6作為反射元件諧振，對于從輸出端子8得到的振蕩輸出，能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化。另外，晶體管I成為FET，但也可以是NPN型晶體管。在該情況下，在集電極(C)連接輸出端子8，在發(fā)射極(E)連接反射元件的壓電諧振器6，在基極(B)連接諧振電路3的一端，諧振電路3的另一端經(jīng)由電阻4被接地。另外，也可以在輸出端子8的前級設(shè)置濾波器。[第2實施方式的壓電振蕩器圖2]參照圖2，說明本發(fā)明的第2實施方式所涉及的壓電振蕩器。圖2是本發(fā)明的第2實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。本發(fā)明的第2實施方式所涉及的壓電振蕩器(第2壓電振蕩器)如圖2所示，基本上與圖I的電路相同，但FETl的柵極(G)經(jīng)由匹配電路(M) 2連接到諧振電路3，F(xiàn)ETl的漏極⑶經(jīng)由匹配電路(M) 7連接到輸出端子8，源極⑶經(jīng)由匹配電路(M)5連接到壓電諧振器6的一端，壓電諧振器6的另一端接地。另外，在第2壓電振蕩器中，為了以高頻使頻率快速穩(wěn)定化，諧振電路3的諧振頻率和壓電諧振器6的振蕩頻率也被設(shè)定為大致相同。匹配電路2、5、7使來自諧振電路3的諧振頻率成為可變，調(diào)整該頻率。S卩，還設(shè)想雖然諧振電路3的諧振頻率和壓電諧振器6的振蕩頻率被設(shè)定為大致相同，但兩者的不一致仍不適應(yīng)的情況，所以通過調(diào)整匹配電路2、5、7，使諧振電路3的諧振頻率成為可變，而接近壓電諧振器6的振蕩頻率。具體而言，匹配電路2、5、7通過變更內(nèi)部的可變電容元件或/和可變電阻的值，使柵極側(cè)、源極側(cè)形成的電路的阻抗成為不平衡，由此，電路趨于變?yōu)槠胶舛€(wěn)定為平衡狀態(tài)，使頻率成為可變。對于匹配電路的具體的結(jié)構(gòu)，后述。另外，對輸出端子8側(cè)經(jīng)由電阻施加電源電壓。晶體管I也可以使用NPN型晶體管。[第2實施方式的具體例I:圖3]參照圖3，說明第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例I。圖3是示出第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例I的電路圖。第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例I (具體的壓電振蕩器I)如圖3所示，在圖2的第2壓電振蕩器中，諧振電路3成為線圈(Ll)31與電容器(Cl)的并聯(lián)連接電路，在匹配電路7與輸出端子8之間形成有濾波器9，在匹配電路7與濾波器9之間經(jīng)由電阻(Rl) 10施加有電源電壓V。另外，在圖3中的結(jié)構(gòu)中，也可以將FETl置換為NPN型晶體管。另外，在第2實施方式的具體的壓電振蕩器I中，為了以高頻使頻率快速穩(wěn)定化，由L131和C132的并聯(lián)電路構(gòu)成的諧振電路3的諧振頻率和壓電諧振器6的振蕩頻率也被設(shè)定為大致相同。
[第2實施方式的具體例2:圖4]參照圖4，說明第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例2。圖4是示出第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例2的電路圖。第2實施方式中的具體的壓電振蕩器的例2 (具體的壓電振蕩器2)如圖4所示，代替圖3中的諧振電路設(shè)置有壓電諧振器30。在圖4中，連接到柵極(G)偵彳的壓 電諧振器30和連接到源極⑶的壓電諧振器6成為不同的結(jié)構(gòu)，通過連接到源極(S)的壓電諧振器6的諧振特性決定輸出頻率。S卩，壓電諧振器30的諧振頻率和壓電諧振器6的振蕩頻率被設(shè)定為大致相同。另外，在圖4中，也可以構(gòu)成為不使壓電諧振器30和壓電諧振器6成為不同的結(jié)構(gòu)，而設(shè)為由I個壓電元件形成了 2個電極的諧振器，使一方連接到柵極(G)側(cè)，使另一方連接到源極(S)側(cè)。即使在該情況下，也通過處于源極(S)側(cè)的壓電諧振器的諧振特性來決定輸出頻率。另外，在圖4中的結(jié)構(gòu)中，也可以將FETl置換為NPN型晶體管。[第3實施方式的壓電振蕩器圖5]參照圖5，說明本發(fā)明的第3實施方式所涉及的壓電振蕩器。圖5是本發(fā)明的第3實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。本發(fā)明的第3實施方式所涉及的壓電振蕩器(第3壓電振蕩器)如圖5所示，基本上具有晶體管I、匹配電路(M) 2、諧振電路3、成為阻抗(ZO)的電阻4、反射元件的反饋電抗仏匹配電路⑶ル輸出端子⑴^ !'…、濾波器9'、以及電阻(Rl)10。晶體管I是FET，在漏極⑶經(jīng)由電阻10施加電源電壓V，在源極⑶經(jīng)由匹配電路(M) 11連接反射元件的反饋電抗12，在柵極(G)經(jīng)由匹配電路(M)2連接諧振電路3的一端，諧振電路3的另一端經(jīng)由電阻4被接地。另外，在連接匹配電路11和反饋電抗12的線中經(jīng)由濾波器9'設(shè)置有輸出端子8,。濾波器9'設(shè)置于輸出端子8'的前級，能夠使特定頻帶的頻率通過，而輸出高精度的頻率。作為濾波器也可以是SAW濾波器等壓電濾波器。匹配電路11使來自反饋電抗12的振蕩頻率可變，而調(diào)整該頻率。反饋電抗12作為反射元件動作，是由LCR構(gòu)成的反饋電抗,能夠通過IC實現(xiàn)電路，能夠使振蕩器高頻化，使產(chǎn)品小型化。另外，在反饋電抗12中，也可以使用壓電諧振器，使壓電諧振器的一端連接到匹配電路(M) 11，使壓電諧振器的另一端不接地而成為開放。對于晶體管I、匹配電路2、諧振電路3、電阻4，與圖I或者圖2的說明相同。即使在圖5的第3壓電振蕩器中，諧振電路3的諧振頻率和反饋電抗12中的振蕩頻率也被設(shè)定為大致相同。另外，通過在諧振電路3和反饋電抗12中使用不同的諧振頻帶還能夠使輸出頻率成為N倍或者I/η倍。進而，也可以代替圖5的FET1，而使用NPN型晶體管。另外，也可以在晶體管I的漏極⑶與電阻10之間設(shè)置匹配電路。[第4實施方式的壓電振蕩器圖6]
參照圖6，說明本發(fā)明的第4實施方式所涉及的壓電振蕩器。圖6是本發(fā)明的第4實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。本發(fā)明的第4實施方式所涉及的壓電振蕩器(第4壓電振蕩器)如圖6所示，代替圖5的匹配電路11，而在源極(S)連接線圈(L2) 13的一端，使其另一端連接到濾波器9'的輸入，在線圈13的另一端與濾波器9'的輸入側(cè)之間的點連接電阻(R2)14的一端，其另
一端被接地。
在圖6的第4壓電振蕩器中，諧振電路3的諧振頻率和反饋電抗12中的振蕩頻率也被設(shè)定為大致相同。即使是代替圖5的匹配電路11而使用了圖6的L13和R14的電路，也能夠達成與圖5同樣的效果。即，利用通過調(diào)整匹配電路2制作出不平衡狀態(tài)并回到平衡狀態(tài)，使頻率成為可變，使頻率穩(wěn)定化。另外，也可以代替圖6的FET1，而使用NPN型晶體管。另外，也可以在晶體管I的漏極⑶與電阻10之間設(shè)置匹配電路。[第5實施方式的壓電振蕩器圖7]參照圖7，說明本發(fā)明的第5實施方式所涉及的壓電振蕩器。圖7是本發(fā)明的第5實施方式所涉及的壓電振蕩器的電路圖。本發(fā)明的第5實施方式所涉及的壓電振蕩器(第5壓電振蕩器)如圖7所示，去除圖6的濾波器9'和輸出端子8'，在晶體管I的漏極(D)經(jīng)由匹配電路7、濾波器9連接輸出端子8，在匹配電路7與濾波器9之間的點經(jīng)由電阻(Rl) 10施加電源電壓V。在圖7的第5壓電振蕩器中，諧振電路3的諧振頻率和反饋電抗12中的振蕩頻率也被設(shè)定為大致相同。即使是圖7的電路，也能夠達成與圖5、圖6同樣的效果。即，利用通過調(diào)整匹配電路2、7制作出不平衡狀態(tài)并返回至平衡狀態(tài)，使頻率成為可變，使頻率穩(wěn)定化。另外，也可以代替圖7的FET1，而使用NPN型晶體管。[匹配電路I:圖8]接下來，參照圖8，說明本實施方式中的匹配電路的例I (匹配電路I)。圖8是匹配電路I的電路圖。匹配電路I如圖8所示，由可變線圈L3和可變電容器C2構(gòu)成，在可變線圈L3的輸出側(cè)連接有可變電容器C2的一端，其另一端被接地。在匹配電路I中，利用通過變更可變線圈L3和可變電容器C2的一方或者雙方的值制作出不平衡狀態(tài)并返回至平衡狀態(tài)，使頻率成為可變。[匹配電路2:圖9]進而，參照圖9，說明本實施方式中的匹配電路的例2 (匹配電路2)。圖9是匹配電路2的電路圖。匹配電路2如圖9所示，代替圖8的電容器C2，而使用可變ニ極管D，可變ニ極管D的陰極側(cè)連接到線圈L3的輸出側(cè)，可變ニ極管D的陽極側(cè)被接地。在匹配電路2中，利用通過變更可變線圈L3和可變ニ極管D的一方或者雙方的值制作出不平衡狀態(tài)并返回至平衡狀態(tài)，使頻率成為可變。作為圖I 圖7的匹配電路，使用了上述匹配電路1、2。
[諧振電路(微波電路)圖10]接下來，對于本實施方式中的諧振電路，參照圖10，說明微波電路的情況。圖10是示出諧振電路為微波電路的情況的電路圖。在諧振電路是微波電路的情況下，由微帶線33和諧振器34構(gòu)成，并在與微帶線33的旁邊非接觸地設(shè)置有諧振器34。在微波電路的情況下，在圖1、2、圖5 圖7的諧振電路中，使用圖10的諧振電路。[仿真電路圖11]接下來，針對本實施方式進行仿真而驗證動作。首先，在仿真電路中，以圖I的電路為基礎(chǔ)，使諧振電路3成為線圈和電容器的并聯(lián)電路，如圖11所^^。圖11是仿真電路的電路圖。 仿真電路如圖11所示，F(xiàn)ETl的柵極(G)的LC的諧振電路3的一端連接，諧振電路3的另一端經(jīng)由電阻(ZO)被接地。諧振電路3是線圈LI和電容器Cl的并聯(lián)連接電路。FETl的源極⑶連接到壓電諧振器5的一端，壓電諧振器56的另一端接地。另夕卜，在FETl的源極⑶側(cè)設(shè)置有電流計。另外，F(xiàn)ETl的漏極⑶連接到輸出端子(Vout)8并且連接到電阻(Rl) 10的一端，電阻10的另一端連接到電源電壓(V_DC)。另外，在電阻10的另一端設(shè)置有電流計，并且連接去除噪聲用的電容器(C2)的一端，該電容器的另一端接地。此處，通過下式求出諧振電路3的諧振頻率f3。O=I/2π V(ZICI)另外，如果將壓電諧振器6的振蕩頻率設(shè)為f5，則以成為f5 = f3的方式，決定LI和Cl的值。由此，能夠使諧振電路3的諧振頻率f3大致等于壓電諧振器6的振蕩頻率f5，能夠以高頻快速實現(xiàn)頻率穩(wěn)定。[仿真結(jié)果圖12]接下來，參照圖12，說明仿真結(jié)果。圖12是示出振蕩起動時間的仿真結(jié)果的圖。另外，在圖12中，橫軸表示時間(time [μ sec])，縱軸表示漏極的電壓(V_out)的振幅(漏極振幅)。在圖12中，針對壓電諧振器6的晶體的Q，在Q = 1000和Q = 10000的情況下，示出輸出電壓[V]的起動時間中的推移。在晶體Q = 10000的情況下，實現(xiàn)了 30 μ s的振蕩起動時間。另外，在晶體Q =1000的情況下，實現(xiàn)了 50 μ s的振蕩起動時間。在以往的晶體振蕩器中，起動時間是300 μ s左右，所以即使在晶體Q低的狀態(tài)下，在實施方式中，也能夠顯著縮短起動時間。另外，在圖11的仿真電路中，壓電諧振器6中流過的電流IX是O. 045mA，相對于以往技術(shù)中的幾mA非常小。其原因在于，在本實施方式所涉及的壓電振蕩器中，壓電諧振器6具有的電阻成分小，且壓電諧振器6作為電容成分而發(fā)揮功能。以往，在用作諧振器的晶體振子中，由于溫度變化·歷時變化而電阻成分變動，以往在設(shè)計時使參數(shù)變化而研究了穩(wěn)定區(qū)域。相對于此，在本實施方式中，減小壓電諧振器6具有的電阻成分，所以不依賴于電阻成分的變動，而能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的動作。[針對活性下降(activitydip)的對應(yīng)]
如果在晶體振子中流過電流的狀態(tài)下使用，則有時引起活性下降這樣的頻率跳越，而形成障礙。為了避免該頻率跳越，需要使晶體振子中流過的電流成為O. 3mA以下，但在以往的電路中難以實現(xiàn)。在專利文獻5中，公開了使對壓電振子供給的驅(qū)動電流成為O. 3mA以下的振蕩電路，但難以使用作反射元件的壓電諧振器6中流過的電流成為O. 3mA以下。在本仿真電路中，壓電諧振器6中流過的電流IX成為O. 04mA O. 05mA，所以能夠?qū)崿F(xiàn)小于O. 3mA,能夠在不產(chǎn)生頻率跳越的狀態(tài)下使用。[實施方式的效果]在本發(fā)明的實施方式的壓電振蕩器中，在晶體管I的柵極連接諧振電路3，在漏極連接輸出端子8，在該輸出端子8側(cè)施加電源電壓V，對源極連接反射元件，使諧振電路3的諧振頻率和反射元件的振蕩頻率成為大致相同，具有能夠以高頻使頻率快速穩(wěn)定化的效果O在本發(fā)明的實施方式所涉及的壓電振蕩器中，在晶體管I的柵極與諧振電路3之間連接了匹配電路2，在漏極與輸出端子8之間連接了匹配電路7，通過調(diào)整匹配電路2、5、7，使諧振電路3的諧振頻率成為可變，接近反射元件的振蕩頻率，所以具有能夠以高頻使頻率穩(wěn)定化的效果。另外，在本發(fā)明的實施方式的壓電振蕩器中，在晶體管I的柵極與諧振電路3之間連接匹配電路2，在漏極施加電源電壓V，在源極經(jīng)由匹配電路11連接反射元件和輸出端子，具有能夠以高頻使頻率穩(wěn)定化的效果。另外，本發(fā)明的實施方式的壓電振蕩器具有使匹配電路中的可變電容元件或/和可變電阻等成為可變，從而制作出柵極側(cè)、源極側(cè)的阻抗的不平衡使振蕩頻率成為可變，并穩(wěn)定至平衡狀態(tài)，從而使可變的頻率穩(wěn)定化的效果。(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明適用于能夠使用反射元件的反射特性實現(xiàn)高頻化、頻率穩(wěn)定化的壓電振蕩器。
權(quán)利要求
1.ー種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在干 在所述晶體管的柵極連接諧振電路， 在所述晶體管的漏極設(shè)置輸出端子并且施加電源電壓， 在所述晶體管的源極連接通過諧振而反射的反射元件， 使所述反射元件的振蕩頻率和所述諧振電路的諧振頻率大致相同。
2.ー種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在干 在所述晶體管的柵極經(jīng)由第I匹配電路連接諧振電路， 在所述晶體管的漏極經(jīng)由第2匹配電路設(shè)置輸出端子并且施加電源電壓， 在所述晶體管的源極經(jīng)由第3匹配電路連接通過諧振而反射的反射元件， 通過所述第I匹配電路、所述第2匹配電路以及所述第3匹配電路，使所述諧振電路的諧振頻率可變，使該可變的諧振頻率和所述反射元件的振蕩頻率大致相同。
3.ー種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在干 在所述晶體管的柵極連接諧振電路， 在所述晶體管的漏極施加電源電壓， 在所述晶體管的源極連接通過諧振而反射的反射元件并且設(shè)置輸出端子， 使所述反射元件的振蕩頻率和所述諧振電路的諧振頻率大致相同。
4.ー種具備晶體管的壓電振蕩器，其特征在干 在所述晶體管的柵極經(jīng)由第I匹配電路連接諧振電路， 在所述晶體管的漏極經(jīng)由第2匹配電路施加電源電壓， 在所述晶體管的源極經(jīng)由第3匹配電路連接通過諧振而反射的反射元件，并且設(shè)置輸出端子， 通過所述第I匹配電路、所述第2匹配電路以及所述第3匹配電路，使所述諧振電路的諧振頻率可變，使該可變的諧振頻率和所述反射元件的振蕩頻率大致相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在于將反射元件設(shè)為壓電諧振器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在干由線圈和電容器的并聯(lián)連接電路構(gòu)成諧振電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在于將諧振電路設(shè)為壓電諧振器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在于 將反射元件和諧振電路都設(shè)為壓電諧振器， 針對所述反射元件的壓電諧振器和所述諧振電路的壓電諧振器，由在I個壓電元件中形成2個電扱，并使該2個電極分別成為所述2個壓電諧振器的電極的諧振器構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或者4所述的壓電振蕩器，其特征在于匹配電路具備可變電容元件和可變電阻，利用變更所述可變電容元件或/和所述可變電阻的設(shè)定來制作出不平衡狀態(tài)并回到平衡狀態(tài)，而使頻率成為可變。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在干由微帶線以及諧振器構(gòu)成諧振電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在于在輸出端子的前級設(shè)置了濾波器。
12.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在于將晶體管設(shè)為場效應(yīng)型晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求I 4中的任意ー項所述的壓電振蕩器，其特征在于將晶體管設(shè)為NPN型晶體管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠使用反射元件的反射特性實現(xiàn)高頻化、頻率穩(wěn)定化的壓電振蕩器。其特征在于在場效應(yīng)型的晶體管(1)的柵極連接諧振電路(3)，在漏極連接輸出端子(8)，并且施加電源電壓(V)，在源極作為反射元件連接壓電諧振器(6)，使諧振電路(3)的諧振頻率和反射元件的壓電諧振器(6)的振蕩頻率成為大致相同，其中，在諧振電路(3)與柵極之間設(shè)置第1匹配電路(2)，在漏極與輸出端子(8)之間設(shè)置第2匹配電路(7)，在源極與反射元件之間設(shè)置第3匹配電路(5)。
文檔編號H03B5/36GK102629852SQ20121002377
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者細田朋之 申請人:日本電波工業(yè)株式會社