本發(fā)明涉及振蕩器、電子設備以及移動體。
背景技術:
溫度補償型石英振蕩器(tcxo:temperaturecompensatedcrystaloscillator)具有石英振子以及用于使該石英振子振蕩的集成電路(ic:integratedcircuit),該ic通過在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)對石英振子的振蕩頻率相對于期望的頻率(標稱頻率)的偏差(頻率偏差)進行補償(溫度補償)來得到高頻率精度。例如在專利文獻1中公開了這樣的溫度補償型石英振蕩器(tcxo)。
此外,溫度補償型石英振蕩器由于頻率穩(wěn)定度高,因此,被用于期望高性能、高可靠性的通信設備等。
專利文獻1:日本特開2006-50529號公報
在上述那樣的振蕩器中,一般情況下,從供給電源開始到頻率穩(wěn)定為止需要時間。
圖24是示出以往的溫度補償型石英振蕩器中的冷啟動特性的一例的曲線圖。這里,振蕩器的冷啟動特性是指從向振蕩器供給(接通)電源開始到振蕩器的動作穩(wěn)定為止的輸出頻率的時間特性。另外,圖24所示的曲線圖的橫軸是從向振蕩器開始供給電源起的經(jīng)過時間。此外,圖24所示的曲線圖的縱軸是相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差。
在圖24所示的例子中,以往的溫度補償型石英振蕩器中的相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差在從開始供給電源起經(jīng)過10秒時為-37ppb,在從開始供給電源起經(jīng)過20秒時為-68ppb,在從開始供給電源起經(jīng)過30秒時為-72ppb。
但是,例如當將振蕩器用于通信系統(tǒng)或自動運轉系統(tǒng)等時,存在如下問題:如果從供給電源到頻率穩(wěn)定為止的時間較長,則在系統(tǒng)被切斷的情況下無法迅速恢復。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的幾個方式的目的之一在于提供一種還能夠用于從開始供給電源起的早期要求高頻率精度的電子設備和移動體的振蕩器。此外,本發(fā)明的幾個方式的目的之一在于提供一種包含上述振蕩器的電子設備以及移動體。
本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的,能夠作為以下的方式或者應用例而實現(xiàn)。
[應用例1]
本應用例的振蕩器是溫度補償型振蕩器,其中,該振蕩器包含振動片、振蕩用電路以及溫度補償電路,在基準溫度狀態(tài)下,相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差在從開始供給電源起經(jīng)過10秒時為±8ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過20秒時為±10ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過30秒時為±10ppb以內(nèi)。
也可以通過振動元件和振蕩用電路構成例如皮爾斯振蕩電路、逆變式振蕩電路、考畢茲振蕩電路、哈特里振蕩電路等各種振蕩電路。
本應用例的振蕩器與以往的溫度補償型振蕩器相比,具有如下優(yōu)異的冷啟動特性:相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差在從開始供給電源起經(jīng)過10秒時為±8ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過20秒時為±10ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過30秒時為±10ppb以內(nèi)。因此,本應用例的振蕩器還能夠用于從開始供給電源起的早期要求高頻率精度的電子設備和移動體。
[應用例2]
在上述應用例的振蕩器中,可以是,在-40℃以上+85℃以下的溫度范圍內(nèi),頻率溫度特性處于以標稱頻率為基準值的±0.3ppm以內(nèi)。
本應用例的振蕩器由于具有在-40℃以上+85℃以下的溫度范圍內(nèi)頻率溫度特性處于±0.3ppm以內(nèi)這樣的優(yōu)異的頻率溫度特性,因此,還能夠用于要求高頻率精度的電子設備和移動體。
[應用例3]
在上述應用例的振蕩器中,可以是,使電源電壓變動±5%時的電源電壓變動特性處于以標稱頻率為基準值的±0.1ppm以內(nèi)。
本應用例的振蕩器由于具有使電源電壓變動±5%時的電源電壓變動特性處于±0.1ppm以內(nèi)這樣的優(yōu)異的電源電壓變動特性,因此,還能夠用于要求高頻率精度的電子設備和移動體。
[應用例4]
在上述應用例的振蕩器中,可以是,使負載變動±10%時的負載變動特性處于以標稱頻率為基準值的±0.1ppm以內(nèi)。
本應用例的振蕩器由于具有使負載變動±10%時的負載變動特性處于±0.1ppm以內(nèi)這樣的優(yōu)異的負載變動特性,因此,還能夠用于要求高頻率精度的電子設備和移動體。
[應用例5]
在上述應用例的振蕩器中,可以是,該振蕩器包含ic芯片,該ic芯片具有所述振蕩用電路和所述溫度補償電路。
在本應用例的振蕩器中,由于振蕩用電路以及溫度補償電路被包含于ic芯片,因此,能夠實現(xiàn)裝置的小型化。
[應用例6]
在上述應用例的振蕩器中,可以是,該振蕩器包含:第1容器,其收納所述振動片;以及第2容器,其收納所述第1容器和所述ic芯片,所述ic芯片被粘接于所述第1容器,在所述第2容器的內(nèi)表面與所述第1容器之間設有空間,在所述第2容器的內(nèi)表面與所述ic芯片之間設有空間。
在本應用例的振蕩器中,ic芯片被粘接于第1容器,在第2容器的內(nèi)表面與第1容器之間設有空間,在第2容器的內(nèi)表面與ic芯片之間設有空間,因此,在ic芯片中產(chǎn)生的熱在短時間內(nèi)傳導到振動片,ic芯片與振動片的溫度差變小。其結果,基于溫度補償電路的溫度補償?shù)恼`差變小,能夠實現(xiàn)如下優(yōu)異的冷啟動特性:相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差在從開始供給電源起經(jīng)過10秒時為±8ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過20秒時為±10ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過30秒時為±10ppb以內(nèi)。
[應用例7]
在上述應用例的振蕩器中,可以是,所述第1容器具有:基座;以及蓋,其將所述基座密封,材質是金屬,所述ic芯片被粘接于所述蓋。
在本應用例的振蕩器中,粘接有ic芯片的蓋的材質是熱傳導率高的金屬,因此,在ic芯片中產(chǎn)生的熱在短時間內(nèi)傳導到振動片,ic芯片與振動片的溫度差變小。其結果,基于溫度補償電路的溫度補償?shù)恼`差變小,能夠實現(xiàn)如下優(yōu)異的冷啟動特性:相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差在從開始供給電源起經(jīng)過10秒時為±8ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過20秒時為±10ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過30秒時為±10ppb以內(nèi)。
[應用例8]
本應用例的電子設備具有上述任意一項的振蕩器。
根據(jù)本應用例,能夠實現(xiàn)包含具有優(yōu)異的冷啟動特性的振蕩器在內(nèi)的電子設備。
[應用例9]
本應用例的移動體具有上述任意一項的振蕩器。
根據(jù)本應用例,能夠實現(xiàn)包含具有優(yōu)異的冷啟動特性的振蕩器在內(nèi)的移動體。
附圖說明
圖1是示意性地示出本實施方式的振蕩器的立體圖。
圖2是示意性地示出本實施方式的振蕩器的剖視圖。
圖3是示意性地示出本實施方式的振蕩器的俯視圖。
圖4是示意性地示出本實施方式的振蕩器的仰視圖。
圖5是示意性地示出本實施方式的振蕩器的封裝的基座的俯視圖。
圖6本實施方式的振蕩器的功能框圖。
圖7是示出本實施方式的振蕩器的制造方法的步驟的一例的流程圖。
圖8是示出本實施方式的振蕩器的冷啟動特性的評價結果的曲線圖。
圖9是示意性地示出比較樣本的結構的剖視圖。
圖10是示意性地示出比較樣本的結構的剖視圖。
圖11是示出本實施方式的振蕩器的頻率溫度特性的曲線圖。
圖12是示出用于評價本實施方式的振蕩器的電源電壓變動特性的測試電路(cmos輸出形式)的電路圖。
圖13是示出本實施方式的振蕩器的電源電壓變動特性的評價結果的表。
圖14是示出用于評價本實施方式的振蕩器的電源電壓特性的測試電路(clippedsine(削峰正弦波)輸出形式)的電路圖。
圖15是示出本實施方式的振蕩器的電源電壓變動特性的評價結果的表。
圖16是示出用于評價本實施方式的振蕩器的負載變動特性的測試電路(cmos輸出形式)的電路圖。
圖17是示出本實施方式的振蕩器的負載變動特性的評價結果的表。
圖18是示出用于評價本實施方式的振蕩器的負載變動特性的測試電路(clippedsine輸出形式)的電路圖。
圖19是示出本實施方式的振蕩器的負載變動特性的評價結果的表。
圖20是示意性地示出第1變形例的振蕩器的封裝的基座的俯視圖。
圖21是示出本實施方式的電子設備的結構的一例的功能框圖。
圖22是示出本實施方式的電子設備的外觀的一例的圖。
圖23是示出本實施方式的移動體的一例的圖。
圖24是示出以往的振蕩器中的冷啟動特性的一例的曲線圖。
標號說明
1:振蕩器;2:集成電路(ic);3:振動元件;3a:激勵電極;3b:激勵電極;4:封裝;4a:基座;4b:蓋;6:外部端子;7:接合線;8:封裝;8a:基座;8b:蓋;9:粘接部件;10:振蕩用電路;11a:電極焊盤;11b:電極焊盤;12:連接部件;13a:電極焊盤;13b:電極焊盤;14a:引出布線;14b:引出布線;20:輸出電路;30:頻率調整電路;32:afc電路;40:溫度補償電路;41-1:1次電壓產(chǎn)生電路;41-n:n次電壓產(chǎn)生電路;42:加法電路;50:溫度傳感器;60:調節(jié)器電路;70:存儲部;72:非易失性存儲器;74:寄存器;80:串行接口電路;300:電子設備;310:振蕩器;313:振子;320:cpu;330:操作部;340:rom;350:ram;360:通信部;370:顯示部;400:移動體;410:振蕩器;420:控制器;430:控制器;440:控制器;450:電池;460:備用電池。
具體實施方式
下面,使用附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。另外,以下說明的實施方式并非不當?shù)叵薅嗬髸涊d的本發(fā)明的內(nèi)容。此外,以下說明的結構并非全部是本發(fā)明的必要結構要素。
1.振蕩器
1.1.振蕩器的結構
圖1~圖4是示意性地示出本實施方式的振蕩器1的構造的一例的圖。圖1是振蕩器1的立體圖。圖2是沿圖1的ii-ii線的剖視圖。圖3是振蕩器1的俯視圖。圖4是振蕩器1的仰視圖。但是,在圖3中,為了方便,省略了蓋8b的圖示。
如圖1~圖4所示,振蕩器1構成為包含作為ic芯片的集成電路(ic:integratedcircuit)2、振動元件(振動片)3、封裝(第1容器)4以及封裝(第2容器)8。
集成電路(ic)2收納于封裝8。集成電路(ic)2在封裝8內(nèi),通過粘接部件9而被粘接(固定)于封裝4(蓋4b)。如后所述,集成電路(ic)2構成為包含振蕩用電路10以及溫度補償電路40(參照圖6)。
作為振動元件3,例如,能夠使用石英振動元件、saw(surfaceacousticwave:表面聲波)諧振元件、其他壓電振動元件、mems(microelectromechanicalsystems:微電子機械系統(tǒng))振動元件等。作為振動元件3的基板材料,可使用石英、鉭酸鋰、鈮酸鋰等壓電單晶體、鋯鈦酸鉛等壓電陶瓷等壓電材料或硅半導體材料等。作為振動元件3的激勵手段,既可以使用基于壓電效應的手段,也可以使用基于庫侖力的靜電驅動。
振動元件3在其正面?zhèn)纫约胺疵鎮(zhèn)确謩e具有金屬的激勵電極3a以及激勵電極3b,以與包含激勵電極3a以及激勵電極3b在內(nèi)的振動元件3的質量對應的期望的頻率(振蕩器1所要求的頻率)進行振蕩。
封裝4包含基座(封裝基座)4a以及對基座4a進行密封的蓋(lid)4b。封裝4收納振動元件3。具體而言,在基座4a設置有凹部,通過由蓋4b覆蓋凹部來收納振動元件3。封裝4收納振動元件3的空間例如是氮氣等惰性氣體的環(huán)境。基座4a通過樹脂等粘接部件9而粘接(固定)于封裝8的基座8a。
圖5是示意性地示出封裝4的基座4a的俯視圖。
如圖5所示,在基座4a上設置有電極焊盤11a、11b、電極焊盤13a、13b以及引出布線14a、14b。另外,在本實施方式的情況下,基座4a具有配置有電極焊盤11a、11b的板狀的基座主體以及包圍電極焊盤11a、11b的框體。
電極焊盤11a、11b分別與振動元件3的2個激勵電極3a、3b電連接。在電極焊盤11a、11b上,借助于導電性粘接材料等連接部件12而粘接(固定)有振動元件3。
電極焊盤13a、13b分別與封裝4的2個外部端子(未圖示)電連接。封裝4的2個外部端子分別與集成電路(ic)2的2個端子(后述的圖6的xo端子以及xi端子)電連接。
引出布線14a將電極焊盤11a與電極焊盤13a電連接。引出布線14b將電極焊盤11b與電極焊盤13b電連接。
如圖2所示,在蓋4b上借助于粘接部件9而粘接(固定)有集成電路(ic)2。粘接部件9例如期望是導電性粘接材料。如圖3所示,在從上表面觀察振蕩器1的俯視圖中,集成電路(ic)2與封裝4(振動元件3)重疊,在蓋4b上直接安裝有集成電路(ic)2。這樣,在振蕩器1中,通過將集成電路(ic)2粘接于收納有振動元件3的封裝4的蓋4b,能夠使集成電路(ic)2與振動元件3接近配置。由此,在集成電路(ic)2中產(chǎn)生的熱在短時間內(nèi)傳導到振動元件3,因此,能夠減小集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差。
基座4a的材質沒有特別限定,能夠使用氧化鋁等各種陶瓷。蓋4b的材質例如是金屬。蓋4b的材質期望是熱傳導率高的金屬,例如是鎳(ni)、鈷(co)、鐵合金(例如可伐合金)等。此外,蓋4b可以是通過這些熱傳導率高的金屬對板狀部件進行涂層而得的部件。通過使蓋4b的材質為熱傳導率高的金屬,在集成電路(ic)2中產(chǎn)生的熱在短時間內(nèi)傳導到振動元件3,因此,能夠減小集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差。而且,例如,當蓋4b與粘接部件9接觸的面的至少一部分為粗糙的狀態(tài)(粗糙面)時,蓋4b與粘接部件9的接合狀態(tài)良好,耐沖擊性、熱交換性良好。另外,粗糙面例如是具有基于激光加工的凹凸的狀態(tài),例如比未進行那樣的加工的收納空間側的面粗糙。
基座4a可以在陶瓷材料和蓋4b的封接部分之間存在密封用的金屬體。該金屬體可以是上述框體,也可以設置于由陶瓷材質構成的框體之上,還可以是例如接縫密封用的由鈷合金構成的所謂的接縫環(huán)、或在陶瓷材料上直接配置金屬膜的結構。
在該情況下,由于金屬膜比接縫環(huán)薄,因此,將金屬膜直接配置于陶瓷材料上的結構與接縫環(huán)的情況相比,能夠縮短蓋4b與陶瓷材料的距離,從蓋4b傳遞的熱能夠容易地傳遞到陶瓷材料、即振動元件3。
而且,蓋4b在密封于基座4a的狀態(tài)下,可以翹曲成靠振動元件3側為凸狀態(tài),且靠集成電路(ic)2側為凹狀態(tài)。如果基于這樣的翹曲的凹處位于與集成電路(ic)2重疊的位置,則容易將粘接部件9貯存于凹處。而且由此,能夠在集成電路(ic)2與蓋4b之間配置充分量的粘接部件9,因此,兩者間的粘接良好,集成電路(ic)2與蓋4b和基座4a、即集成電路(ic)2與振動元件3之間的熱交換性良好。
此外,蓋4b朝振動元件3側凸出,由此,與蓋4b為完全平坦的情況相比,成為蓋4b與振動元件3接近的狀態(tài),來自集成電路(ic)2的熱容易經(jīng)由蓋4b傳遞到振動元件3。
另外,作為使蓋4b翹曲的方法,準備在固定到基座4a之前的狀態(tài)下例如為平坦的蓋4b,此后,使蓋4b與基座4a重疊。
在使蓋4b與基座4a重疊之后,對蓋4b和基座4a進行加熱,并使兩者接合。
在該加熱時,使蓋4b的溫度比基座4a的基座主體低,或者選擇熱膨脹系數(shù)比基座主體小的蓋4b?;蛘?,也可以采用這兩者。由此,當在密封后使蓋4b和基座4a的溫度下降時,蓋4b比基座4a收縮程度大,因此,能夠容易地使蓋4b翹曲。
而且,通過使基座4a也朝振動元件3側的相反側凸出,能夠在基座主體與后述的封裝8之間,將間隙設置為較寬,能夠使基座4a與封裝8之間的熱交換能力下降。另外,也可以在構成該間隙的基座主體上設置安裝用的焊盤電極,在與其相對的封裝8的面上設置搭載用的焊盤電極,將安裝用焊盤電極與搭載用焊盤電極之間焊接接合。在這樣的結構時,與基座4a平坦的情況相比,焊料也會變厚間隙增大的部分,因此,基座4a與封裝8之間的經(jīng)由焊料的熱交換能力下降,成為不容易受到外部干擾的影響的振蕩器1。
封裝8包含基座(封裝基座)8a以及將基座8a密封的蓋(lid)8b。封裝8將集成電路(ic)2和收納有振動元件3的封裝4收納于同一空間內(nèi)。具體而言,在基座8a設置有凹部,通過蓋8b覆蓋凹部,由此,收納集成電路(ic)2和封裝4。封裝8收納集成電路(ic)2和封裝4的空間例如是氮氣等惰性氣體的環(huán)境。
在封裝8的內(nèi)表面與封裝4之間設有空間。在圖示的例子中,基座8a的內(nèi)壁面與封裝4不接觸,在它們之間設有空間(間隙)。此外,蓋8b與封裝4不接觸,在它們之間設有空間(間隙)。
在封裝8的內(nèi)表面與集成電路(ic)2之間設有空間。在圖示的例子中,基座8a的內(nèi)壁面與集成電路(ic)2不接觸,在它們之間設有空間(間隙)。此外,蓋8b與集成電路(ic)2不接觸,在它們之間設有空間(間隙)。
基座8a的材質沒有特別限定,能夠使用氧化鋁等各種陶瓷。蓋8b的材質例如是金屬。本實施方式的蓋8b是板狀(平坦的形狀),與利用模具等彎曲加工成凹狀的帽形狀相比,蓋8b的面積較小。因此,容易擋開來自封裝側面方向的風,因此,能夠抑制由外部氣體導致的溫度變動。另外,為了用于陶瓷制的基座8a與蓋8b的接合而設置有封接體。封接體例如是包含鈷合金、au等材質的金屬封接體或者玻璃、樹脂等非金屬封接體。
在振蕩器1中,封裝8的蓋8b與集成電路(ic)2之間的距離d1比集成電路(ic)2與振動元件3之間的距離d2大。在圖示的例子中,距離d1是蓋8b的下表面與集成電路(ic)2的上表面之間的距離,距離d2是集成電路(ic)2的下表面與振動元件3的上表面之間的距離。這樣,通過使得與蓋8b相比,集成電路(ic)2更接近振動元件3,能夠減小集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差。
在基座8a的內(nèi)部或者凹部的正面設置有用于將集成電路(ic)2的2個端子(后述的圖6的xo端子以及xi端子)與振動元件3的2個端子(激勵電極3a以及激勵電極3b)分別電連接的未圖示的布線。此外,在基座8a的內(nèi)部或者凹部的正面設置有與各外部端子6電連接的未圖示的布線,各布線與集成電路(ic)2的各端子通過金等的接合線7接合。
另外,例如當與粘接部件9接觸的面的至少一部分為粗糙的狀態(tài)(粗糙面)時,集成電路(ic)2與粘接部件9的接合狀態(tài)良好,耐沖擊性、熱交換性良好。另外,粗糙面例如是通過磨削加工而形成的具有條紋狀等的凹凸的狀態(tài)的面。
如圖4所示,振蕩器1在底面(基座8a的反面)設置有作為電源端子的外部端子vdd1、作為接地端子的外部端子vss1、作為輸入有頻率控制用的信號的端子的外部端子vc1以及作為輸出端子的外部端子out1這4個外部端子6。向外部端子vdd1供給電源電壓,外部端子vss1接地。
圖6是振蕩器1的功能框圖。如圖6所示,振蕩器1是包含振動元件3以及用于使振動元件3振蕩的集成電路(ic)2在內(nèi)的振蕩器。
在集成電路(ic)2中,設置有作為電源端子的vdd端子、作為接地端子的vss端子、作為輸出端子的out端子、作為輸入有控制頻率的信號的端子的vc端子以及作為與振動元件3連接的端子的xi端子和xo端子。vdd端子、vss端子、out端子以及vc端子在集成電路(ic)2的正面露出,并分別與設置于封裝8的外部端子vdd1、vss1、out1、vc1連接。此外,xi端子與振動元件3的一端(一個端子)連接,xo端子與振動元件3的另一端(另一個端子)連接。
在本實施方式中,集成電路(ic)2構成為包含振蕩用電路10、輸出電路20、頻率調整電路30、afc(automaticfrequencycontrol:自動頻率控制)電路32、溫度補償電路40、溫度傳感器50、調節(jié)器電路60、存儲部70以及串行接口(i/f)電路80。另外,集成電路(ic)2可以采用省略或者變更這些要素的一部分、或追加其他要素的結構。
調節(jié)器電路60根據(jù)從vdd端子供給的電源電壓vdd(正的電壓),生成作為振蕩用電路10、頻率調整電路30、afc電路32、溫度補償電路40、輸出電路20的一部分或者全部的電源電壓或者基準電壓的恒定電壓。
存儲部70具有非易失性存儲器72和寄存器74,構成為能夠從外部端子經(jīng)由串行接口電路80對非易失性存儲器72或者寄存器74進行讀/寫。在本實施方式中,與振蕩器1的外部端子連接的集成電路(ic)2的端子只有vdd、vss、out、vc這4個,因此,串行接口電路80例如在vdd端子的電壓比閾值高時,接收從vc端子輸入的時鐘信號和從out端子輸入的數(shù)據(jù)信號,對非易失性存儲器72或者寄存器74進行數(shù)據(jù)的讀/寫。
非易失性存儲器72是用于存儲各種控制數(shù)據(jù)的存儲部,例如,可以是eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory:電可擦除可編程只讀存儲器)或閃存等可改寫的各種非易失性存儲器,也可以是一次性prom(onetimeprogrammablereadonlymemory:一次性可編程只讀存儲器)那樣的不可改寫的各種非易失性存儲器。
在非易失性存儲器72中存儲有用于控制頻率調整電路30的頻率調整數(shù)據(jù)和用于控制溫度補償電路40的溫度補償數(shù)據(jù)(1次補償數(shù)據(jù)、···、n次補償數(shù)據(jù))。而且,在非易失性存儲器72中還存儲有用于分別控制輸出電路20和afc電路32的數(shù)據(jù)(未圖示)。
頻率調整數(shù)據(jù)是用于調整振蕩器1的頻率的數(shù)據(jù),在振蕩器1的頻率偏離期望的頻率的情況下,通過改寫頻率調整數(shù)據(jù),能夠進行微調,使得振蕩器1的頻率接近期望的頻率。
溫度補償數(shù)據(jù)(1次補償數(shù)據(jù)、···、n次補償數(shù)據(jù))是在振蕩器1的溫度補償調整工序中計算的、振蕩器1的頻率溫度特性的校正用的數(shù)據(jù),例如,可以是與振動元件3的頻率溫度特性的各次數(shù)成分對應的1次~n次系數(shù)值。這里,作為溫度補償數(shù)據(jù)的最大次數(shù)n,選擇抵消振動元件3的頻率溫度特性而且還能夠校正集成電路(ic)2的溫度特性的影響的值。例如,n可以是比振動元件3的頻率溫度特性的主要的次數(shù)大的整數(shù)值。例如,如果振動元件3是at切石英振動元件,則頻率溫度特性呈3次曲線,由于其主要的次數(shù)為3,因此,可以選擇比3大的整數(shù)值(例如,5或者6)作為n。另外,溫度補償數(shù)據(jù)可以包含1次~n次的全部次數(shù)的補償數(shù)據(jù),也可以僅包含1次~n次中的一部分次數(shù)的補償數(shù)據(jù)。
存儲于非易失性存儲器72中的各數(shù)據(jù)在集成電路(ic)2的電源接通時(vdd端子的電壓從0v上升至期望的電壓時)從非易失性存儲器72傳送到寄存器74,并保存于寄存器74。而且,向頻率調整電路30輸入保存于寄存器74中的頻率調整數(shù)據(jù),向溫度補償電路40輸入保存于寄存器74中的溫度補償數(shù)據(jù)(1次補償數(shù)據(jù)、···、n次補償數(shù)據(jù)),還向輸出電路20和afc電路32輸入保存于寄存器74中的各控制用的數(shù)據(jù)。
在非易失性存儲器72是不可改寫的情況下,在振蕩器1的檢查時,從外部端子經(jīng)由串行接口電路80對保存有從非易失性存儲器72傳送來的各數(shù)據(jù)的寄存器74的各比特直接寫入各數(shù)據(jù),并進行調整/選擇,使得振蕩器1滿足期望的特性,調整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終被寫入非易失性存儲器72。此外,在非易失性存儲器72是可改寫的情況下,在振蕩器1的檢查時,可以從外部端子經(jīng)由串行接口電路80向非易失性存儲器72寫入各數(shù)據(jù)。但是,向非易失性存儲器72的寫入一般花費時間,因此,在振蕩器1的檢查時,為了縮短檢查時間,可以從外部端子經(jīng)由串行接口電路80對寄存器74的各比特直接寫入各數(shù)據(jù),并將調整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終寫入到非易失性存儲器72。
振蕩用電路10通過將振動元件3的輸出信號放大并反饋給振動元件3,使振動元件3振蕩,輸出基于振動元件3的振蕩的振蕩信號。例如,可以通過保存于寄存器74中的控制數(shù)據(jù),控制振蕩用電路10的振蕩級電流。
頻率調整電路30產(chǎn)生與保存于寄存器74中的頻率調整數(shù)據(jù)對應的電壓,并施加于作為振蕩用電路10的負載電容而發(fā)揮功能的可變電容元件(未圖示)的一端。由此,在規(guī)定的溫度(例如,25℃)并且vc端子的電壓為規(guī)定的電壓(例如,vdd/2)的條件下的振蕩用電路10的振蕩頻率(基準頻率)被控制(微調)為大致期望的頻率。
afc電路32產(chǎn)生與vc端子的電壓對應的電壓,并施加于作為振蕩用電路10的負載電容而發(fā)揮功能的可變電容元件(未圖示)的一端。由此,振蕩用電路10的振蕩頻率(振動元件3的振蕩頻率)根據(jù)vc端子的電壓值而被控制。例如,可以通過保存于寄存器74中的控制數(shù)據(jù)來控制afc電路32的增益。
溫度傳感器50是輸出與其周邊的溫度對應的信號(例如,與溫度對應的電壓)的溫敏元件。溫度傳感器50可以是溫度越高則輸出電壓越高的正極性溫度傳感器,也可以是溫度越高則輸出電壓越低的負極性溫度傳感器。另外,作為溫度傳感器50,在保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍內(nèi),期望輸出電壓相對于溫度變化盡可能線性地變化。
溫度補償電路40輸入有來自溫度傳感器50的輸出信號,產(chǎn)生用于補償振動元件3的頻率溫度特性的電壓(溫度補償電壓),并施加于作為振蕩用電路10的負載電容而發(fā)揮功能的可變電容元件(未圖示)的一端。由此,振蕩用電路10的振蕩頻率被控制為不依賴于溫度而大致恒定。在本實施方式中,溫度補償電路40構成為包含1次電壓產(chǎn)生電路41-1~n次電壓產(chǎn)生電路41-n以及加法電路42。
1次電壓產(chǎn)生電路41-1~n次電壓產(chǎn)生電路41-n分別輸入有來自溫度傳感器50的輸出信號,并根據(jù)保存于寄存器74中的1次補償數(shù)據(jù)~n次補償數(shù)據(jù),產(chǎn)生用于補償頻率溫度特性的1次成分至n次成分的1次補償電壓~n次補償電壓。
加法電路42將1次電壓產(chǎn)生電路41-1~n次電壓產(chǎn)生電路41-n分別產(chǎn)生的1次補償電壓~n次補償電壓相加并輸出。該加法電路42的輸出電壓是溫度補償電路40的輸出電壓(溫度補償電壓)。
輸出電路20輸入有振蕩用電路10輸出的振蕩信號,生成外部輸出用的振蕩信號,并經(jīng)由out端子輸出到外部。例如,可以通過保存于寄存器74中的控制數(shù)據(jù),控制輸出電路20中的振蕩信號的分頻比和輸出電平。振蕩器1的輸出頻率范圍例如是10mhz以上800mhz以下。
這樣構成的振蕩器1作為在期望的溫度范圍內(nèi),不依賴于溫度而輸出與外部端子vc1的電壓對應的恒定頻率的振蕩信號的壓控型的溫度補償型振蕩器(如果振動元件3是石英振動元件,則是vc-tcxo(voltagecontrolledtemperaturecompensatedcrystaloscillator:壓控溫度補償晶體振蕩器))而發(fā)揮功能。
1.2.振蕩器的制造方法
圖7是示出本實施方式的振蕩器1的制造方法的步驟的一例的流程圖??梢允÷曰蛘咦兏鼒D7的工序s10~s70的一部分或者追加其他工序。此外,可以在可能的范圍內(nèi),適當變更各工序的順序。
在圖7的例子中,首先,將集成電路(ic)2和振動元件3(收納有振動元件3的封裝4)搭載于封裝8(基座8a)(s10)。通過工序s10,集成電路(ic)2與振動元件3借助設置于基座8a的內(nèi)部或者凹部的正面的布線而連接,當向集成電路(ic)2供給電源時,成為集成電路(ic)2與振動元件3電連接的狀態(tài)。
接下來,通過蓋8b將基座8a密封,進行熱處理,將蓋8b與基座8a粘接(s20)。通過該工序s20,振蕩器1的組裝結束。
接下來,調整振蕩器1的基準頻率(基準溫度t0(例如,25℃)下的頻率)(s30)。在該工序s30中,在基準溫度t0下,使振蕩器1振蕩來測量頻率,以使得頻率偏差接近0的方式確定頻率調整數(shù)據(jù)。
接下來,調整振蕩器1的vc靈敏度(s40)。在該工序s40中,在基準溫度t0下,在對外部端子vc1施加規(guī)定的電壓(例如,0v或vdd)的狀態(tài)下,使振蕩器1振蕩來測量頻率,以得到期望的vc靈敏度的方式確定afc電路32的調整數(shù)據(jù)。
接下來,進行振蕩器1的溫度補償調整(s50)。在該溫度補償調整工序s50中,在期望的溫度范圍(例如,-40℃以上85℃以下)內(nèi),在多個溫度下測量振蕩器1的頻率,并根據(jù)測量結果,生成用于校正振蕩器1的頻率溫度特性的溫度補償數(shù)據(jù)(1次補償數(shù)據(jù)、···、n次補償數(shù)據(jù))。具體而言,溫度補償數(shù)據(jù)的計算程序使用多個溫度下的頻率的測量結果,并通過以溫度(溫度傳感器50的輸出電壓)為變量的n次式,對振蕩器1的頻率溫度特性(包含振動元件3的頻率溫度特性和集成電路(ic)2的溫度特性)進行近似,生成與近似式對應的溫度補償數(shù)據(jù)(1次補償數(shù)據(jù)、···、n次補償數(shù)據(jù))。例如,在溫度補償數(shù)據(jù)的計算程序中,將基準溫度t0時的頻率偏差設為0,并且,生成使期望的溫度范圍內(nèi)的頻率偏差的寬度變小的溫度補償數(shù)據(jù)(1次補償數(shù)據(jù)、···、n次補償數(shù)據(jù))。
接下來,將在工序s30、s40以及s50中得到的各數(shù)據(jù)存儲于存儲部70的非易失性存儲器72(s60)。
最后,測量振蕩器1的頻率溫度特性,判定是否合格(s70)。在該工序s70中,一邊使溫度逐漸變化,一邊測量振蕩器1的頻率,評價在期望的溫度范圍(例如,-40℃以上85℃以下)內(nèi),頻率偏差是否處于規(guī)定范圍內(nèi),如果頻率偏差在規(guī)定范圍內(nèi),則判定為合格品,如果不在規(guī)定范圍內(nèi),則判定為不合格品。
1.3.振蕩器的冷啟動特性
振蕩器的冷啟動特性是指從向振蕩器供給(接通)電源到振蕩器的動作穩(wěn)定為止的輸出頻率的時間特性。
圖8是示出振蕩器1的冷啟動特性的評價結果的曲線圖。圖8所示的曲線圖的橫軸是在沒有向振蕩器供給電源的狀態(tài)下開始向振蕩器供給電源起的經(jīng)過時間(接通電源起的時間)。此外,圖8所示的曲線圖的縱軸是相對于開始向振蕩器供給電源時的頻率(開始供給電源時的頻率)的頻率偏差df(測量的頻率相對于開始供給電源時的頻率的偏差)。另外,在圖8中示出了振蕩器1的評價結果以及作為比較例的2個以往的溫度補償型石英振蕩器(比較樣本c1、比較樣本c2)的評價結果。
這里,對于振蕩器1,從開始供給電源起,按照1秒間隔測量頻率,求出相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差df,制作圖8所示的曲線圖。另外,開始供給電源時的頻率是從開始向振蕩器1供給電源起經(jīng)過1秒時的頻率。此外,頻率的測量是在將振蕩器1恒定地保持為基準溫度t0的狀態(tài)下進行的。基準溫度t0為25℃。針對比較樣本c1以及比較樣本c2,也進行同樣的測量并制作圖8所示的曲線圖。
在本評價中使用的振蕩器1的結構如上述“1.1.振蕩器的結構”(參照圖1~圖4)中說明的那樣。另外,封裝4的收納有振動元件3的空間、封裝8的收納有集成電路(ic)2和封裝4的空間是氮氣環(huán)境。此外,振動元件3是石英振動元件。
圖9是示意性地示出比較樣本c1的結構的剖視圖。
在比較樣本c1中,如圖9所示,基座8a具有在2個主面分別設置有凹部的h型構造。在比較樣本c1中,在設置于基座8a的一個主面的凹部中收納有振動元件3,在設置于另一個主面的凹部中收納有集成電路(ic)2。另外,比較樣本c1的其他結構與振蕩器1同樣。
圖10是示意性地示出比較樣本c2的結構的剖視圖。
在比較樣本c2中,如圖10所示,封裝8將集成電路(ic)2和振動元件3收納于同一空間。即,在比較樣本c2中,振動元件3未收納于封裝4(參照圖2)。另外,比較樣本c2的其他結構與振蕩器1同樣。
下述表1表示圖8所示的振蕩器1的冷啟動特性的評價結果。在下述表1中記載了從開始向未供給電源并且基準溫度狀態(tài)(25℃)下的振蕩器1供給電源起經(jīng)過10秒時、經(jīng)過20秒時、···、經(jīng)過60秒時的相對于開始供給電源時(time)的頻率的頻率偏差df。在該情況下,計算頻率偏差時的基準頻率也是開始供給電源時(供給電源而能夠測量頻率的時刻)的頻率。
【表1】
另外,在振蕩器1的測量結果中,頻率偏差df為正(+)的值,但根據(jù)基準溫度t0的條件等,頻率偏差df也可能取負(-)的值。即使在頻率偏差df取負的值的情況下,頻率偏差df的絕對值也示出相同趨勢。比較樣本c1以及比較樣本c2也同樣如此。
根據(jù)圖8以及表1所示的結果可知,振蕩器1具有如下優(yōu)異的冷啟動特性:在基準溫度狀態(tài)(25℃)下,相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差在從開始供給電源起經(jīng)過10秒時為±8ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過20秒時為±10ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過30秒時為±10ppb以內(nèi)。
具體而言,在振蕩器1中,如圖8所示,在從開始供給電源起經(jīng)過20秒后,以穩(wěn)定的頻率進行動作。即,在振蕩器1中,從開始供給電源到穩(wěn)定動作為止的時間為20秒。此外,在振蕩器1中,穩(wěn)定動作時(從經(jīng)過20秒后到經(jīng)過60秒為止的期間,20s≤t≤60s,t為從開始供給電源起的時間)的頻率偏差df為+10ppb左右。
與此相對,在比較樣本c1中,從開始供給電源起經(jīng)過30秒后,以穩(wěn)定的頻率進行動作。此外,在比較樣本c1中,穩(wěn)定動作時(30s≤t≤60s)的頻率偏差df為-70ppb左右。
此外,在比較樣本c2中,從開始供給電源起經(jīng)過20秒后,以穩(wěn)定的頻率進行動作。此外,在比較樣本c2中,穩(wěn)定動作時(20≤t≤60s)的頻率偏差df為+40ppb左右。
這樣,振蕩器1與比較樣本c1以及比較樣本c2相比,穩(wěn)定動作時的頻率相對于動作開始時的頻率的偏差極小,可以說具有優(yōu)異的冷啟動特性。
此外,如圖8所示,振蕩器1與比較樣本c1以及比較樣本c2相比,穩(wěn)定動作時(從經(jīng)過20秒后到經(jīng)過60秒為止的期間,20s≤t≤60s)的頻率的偏差(頻率變動)小。具體而言,在振蕩器1中,從經(jīng)過20秒后到經(jīng)過60秒為止的期間的頻率偏差df的標準偏差σ為0.7ppb。與此相對,在比較樣本c1中,從經(jīng)過20秒后到經(jīng)過60秒為止的期間的頻率偏差df的標準偏差σ為1.6ppb。此外,在比較樣本c2中,從經(jīng)過20秒后到經(jīng)過60秒為止的期間的頻率偏差df的標準偏差σ為2.5ppb。
這樣,振蕩器1與比較樣本c1以及比較樣本c2相比,具有穩(wěn)定動作時的頻率的偏差(頻率變動)極小的優(yōu)異的特性。
1.4.振蕩器的頻率溫度特性
圖11是示出振蕩器1的頻率溫度特性的曲線圖。圖11所示的曲線圖是針對振蕩器1繪制使溫度從-40℃逐漸變化到+85℃時的頻率偏差(測量的頻率相對于期望的頻率(標稱頻率)的偏差)而得到的圖。
在本評價中使用的振蕩器1的結構如在上述“1.3.振蕩器的冷啟動特性”中說明的那樣。
如圖11所示,振蕩器1在-40℃以上+85℃以下的溫度范圍內(nèi),頻率偏差為±0.3ppm以內(nèi)。
1.5.振蕩器的電源電壓變動特性(cmos輸出)
圖12是示出用于評價振蕩器1的電源電壓變動特性的測試電路(cmos輸出形式)的電路圖。
如圖12所示,測試電路t1包含振蕩器1、電源sv、旁路電容器cb以及負載電容cl。旁路電容器cb為0.1pf,負載電容cl為15pf。振蕩器1的結構如在上述“1.3.振蕩器的冷啟動特性”中說明的那樣。另外,振蕩器1的輸出頻率(標稱頻率)為19.2mhz。
電源電壓特性的評價通過如下方式進行:在測試電路t1中,測量將電源電壓vcc變更為3.135v、3.3v、3.465v時的振蕩器1的頻率,并根據(jù)測量的頻率求出頻率偏差(測量的頻率相對于期望的頻率(標稱頻率)的偏差)。即,這里,使電源電壓vcc相對于基準電壓(vcc=3.3v)變動±5%。測量是在將振蕩器1恒定地保持為基準溫度t0的狀態(tài)下進行的。基準溫度t0為25℃。
圖13是示出振蕩器1的電源電壓變動特性(cmos輸出)的評價結果的表。在圖13所示的表中示出了準備10個(no.1~no.10)振蕩器1并分別對這些樣本進行上述評價而得的結果。
如圖13所示,對于no.1~no.10的全部樣本,使電源電壓vcc變動±5%變動時的頻率偏差為±0.1ppm以內(nèi)。這樣,振蕩器1具有如下特性:使電源電壓vcc變動±5%時的電源電壓變動特性(cmos輸出)為±0.1ppm以內(nèi)。
1.6.振蕩器的電源電壓變動特性(clippedsine輸出)
圖14是示出用于評價振蕩器1的電源電壓特性的測試電路(clippedsine輸出形式)的電路圖。
如圖14所示,測試電路t2包含振蕩器1、電源sv、旁路電容器cb、負載電容cl、負載電阻rl。旁路電容器cb為0.1pf,負載電容cl為10pf,負載電阻rl為10kω。在本評價中使用的振蕩器1的結構如在上述“1.3.振蕩器的冷啟動特性”中說明的那樣。另外,振蕩器1的輸出頻率(標稱頻率)為19.2mhz。
電源電壓變動特性的評價通過如下方式進行:在測試電路t2中,測量將電源電壓vcc變更為3.135v、3.3v、3.465v時的振蕩器1的頻率,并根據(jù)測量的頻率求出頻率偏差(測量的頻率相對于期望的頻率(標稱頻率)的偏差)。即,這里,使電源電壓vcc相對于基準電壓(vcc=3.3v)變動±5%。測量是在將振蕩器1恒定地保持為基準溫度t0的狀態(tài)下進行的。基準溫度t0為25℃。
圖15是示出振蕩器1的電源電壓變動特性(clippedsine輸出)的評價結果的表。在圖15所示的表中示出了準備10個(no.1~no.10)振蕩器1并分別對這些樣本進行上述評價而得的結果。
如圖15所示,對于no.1~no.10的全部樣本,使電源電壓vcc變動±5%變動時的頻率偏差為±0.1ppm以內(nèi)。這樣,振蕩器1具有如下特性:使電源電壓vcc變動±5%時的電源電壓變動特性(clippedsine輸出)為±0.1ppm以內(nèi)。
1.7.振蕩器的負載變動特性(cmos輸出)
圖16是示出用于評價振蕩器1的負載變動特性的測試電路(cmos輸出形式)的電路圖。
如圖16所示,測試電路t3包含振蕩器1、電源sv、旁路電容器cb以及負載電容cl。電源電壓vcc為3.3v,旁路電容器cb為0.1pf。在本評價中使用的振蕩器1的結構如在上述“1.3.振蕩器的冷啟動特性”中說明的那樣。另外,振蕩器1的輸出頻率(標稱頻率)為19.2mhz。
負載變動特性的評價通過如下方式進行:在測試電路t3中,測量將負載電容cl變更為13.5pf、15pf、16.5pf時的振蕩器1的頻率,并根據(jù)測量的頻率求出頻率偏差(測量的頻率相對于期望的頻率(標稱頻率)的偏差)。即,這里,使負載電容cl相對于基準負載(load_c=15pf)變動±10%。測量是在將振蕩器1恒定地保持為基準溫度t0的狀態(tài)下進行的?;鶞蕼囟萾0為25℃。
圖17是示出振蕩器1的負載變動特性(cmos輸出)的表。在圖17所示的表中示出了準備10個(no.1~no.10)振蕩器1并分別對這些樣本進行上述評價而得的結果。
如圖17所示,對于no.1~no.10的全部樣本,使負載電容cl變動±10%時的頻率偏差為±0.1ppm以內(nèi)。這樣,振蕩器1具有如下特性:使負載電容cl變動±10%時的負載變動特性(cmos輸出)為±0.1ppm以內(nèi)。
1.8.振蕩器的負載變動特性(clippedsine輸出)
圖18是示出用于評價振蕩器1的負載變動特性的測試電路(clippedsine輸出形式)的電路圖。
如圖18所示,測試電路t4包含振蕩器1、電源sv、旁路電容器cb、負載電容cl、負載電阻rl。電源電壓vcc為3.3v,旁路電容器cb為0.1pf。在本評價中使用的振蕩器1的結構如在上述“1.3.振蕩器的冷啟動特性”中說明的那樣。另外,振蕩器1的輸出頻率(標稱頻率)為19.2mhz。
負載變動特性的評價通過如下方式進行:在測試電路t4中,測量將負載電容cl變更為9pf、10pf、11pf并且將負載電阻rl變更為9ω、10ω、11ω時的振蕩器1的頻率,并根據(jù)測量的頻率求出頻率偏差(測量的頻率相對于期望的頻率(標稱頻率)的偏差)。即,這里,使負載電容cl相對于基準負載(load_c=10pf)變動±10%并且使負載電阻rl相對于基準電阻(load_r=10ω)變動±10%。測量是在將振蕩器1恒定地保持為基準溫度t0的狀態(tài)下進行的?;鶞蕼囟萾0為25℃。
圖19是示出振蕩器1的負載變動特性(clippedsine輸出)的評價結果的表。在圖19所示的表中示出了準備10個(no.1~no.10)振蕩器1并分別對這些樣本進行上述評價而得的結果。
如圖19所示,對于no.1~no.10的全部樣本,使負載電容cl以及負載電阻分別變動±10%時的頻率偏差為±0.1ppm以內(nèi)。這樣,振蕩器1具有如下特性:使負載電容cl以及負載電阻分別變動±10%時的負載變動特性(clippedsine輸出)為±0.1ppm以內(nèi)。
本實施方式的振蕩器1例如具有以下的特。
振蕩器1在基準溫度狀態(tài)下,相對于開始供給電源時的頻率的頻率偏差從開始供給電源起經(jīng)過10秒時為±8ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過20秒時為±10ppb以內(nèi),在從開始供給電源起經(jīng)過30秒時為±10ppb以內(nèi)。這樣,振蕩器1與以往的溫度補償型石英振蕩器相比,具有優(yōu)異的冷啟動特性。因此,振蕩器1也能夠用于從開始供給電源起的早期要求高頻率精度的電子設備和移動體。例如,如后述那樣,通過將振蕩器1用于通信系統(tǒng)和自動運轉系統(tǒng)等,即使在系統(tǒng)被切斷的情況下,也能夠迅速地以高通信品質再次開始通信。
在振蕩器1中,振蕩用電路10以及溫度補償電路40被包含于集成電路(ic)2,因此,能夠實現(xiàn)裝置的小型化。
振蕩器1包含:收納振動元件3的封裝4;以及收納振動元件3和集成電路(ic)2的封裝8,集成電路(ic)2被粘接于封裝4,在封裝8的內(nèi)表面與封裝4之間設有空間,在封裝8的內(nèi)表面與集成電路(ic)2之間設有空間。由此,集成電路(ic)2產(chǎn)生的熱在短時間內(nèi)傳導到振動元件3,集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差變小。其結果,基于溫度補償電路40的溫度補償?shù)恼`差變小,能夠實現(xiàn)上述優(yōu)異的冷啟動特性。
在振蕩器1中,封裝4具有:基座4a;以及將基座4a密封并且材質為金屬的蓋4b,集成電路(ic)2被粘接于蓋4b。粘接有集成電路(ic)2的蓋4b的材質是熱傳導率高的金屬,因此,在集成電路(ic)2中產(chǎn)生的熱在短時間內(nèi)傳導到振動元件3,集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差變小。其結果,基于溫度補償電路40的溫度補償?shù)恼`差變小,能夠實現(xiàn)上述優(yōu)異的冷啟動特性。
振蕩器1在-40℃以上+85℃以下的溫度范圍內(nèi),頻率溫度特性處于以標稱頻率為基準值的±0.3ppm以內(nèi)。此外,在振蕩器1中,使電源電壓變動±5%時的電源電壓變動特性處于以標稱頻率為基準值的±0.1ppm以內(nèi)。此外,在振蕩器1中,使負載變動±10%時的負載變動特性處于以標稱頻率為基準值的±0.1ppm以內(nèi)。這樣,振蕩器1具有優(yōu)異的特性,因此,也能夠用于要求高頻率精度的電子設備和移動體。
1.9.振蕩器的變形例
接下來,對本實施方式的振蕩器的變形例進行說明。
(1)第1變形例
圖20是示意性地示出第1變形例的振蕩器的封裝4的基座4a的俯視圖。圖20與圖5對應。
在第1變形例的振蕩器中,如圖20所示,設置于基座4a上的電極焊盤11a、11b、電極焊盤13a、13b以及引出布線14a、14b的配置與上述圖5所示的配置不同。
如圖20所示,在俯視圖中(從基座4a的底面的垂線方向觀察),在繪制穿過基座4a的中心的假想直線l,將基座4a二等分時,電極焊盤13a以及電極焊盤13b位于設置有電極焊盤11a以及電極焊盤11b的一側。因此,與圖5所示的配置相比,能夠使引出布線14a的長度與引出布線14b的長度之差變小。在圖示的例子中,引出布線14a的長度與引出布線14b的長度相等。
在第1變形例的振蕩器中,在俯視圖中,在繪制穿過基座4a的中心的假想直線l,將基座4a二等分時,電極焊盤13a以及電極焊盤13b位于設置有電極焊盤11a以及11b的一側。因此,能夠使引出布線14a的長度與引出布線14b的長度之差變小。由此,能夠使來自封裝4外部的熱經(jīng)由電極焊盤13a、引出布線14a、電極焊盤11a而傳遞到振動元件3的路徑的路徑長度和經(jīng)由電極焊盤13b、引出布線14b、電極焊盤11b而傳遞到振動元件3的路徑的路徑長度之差變小。
其結果,例如與上述圖5所示的振蕩器1的例子相比,能夠降低振動元件3的溫度不均,能夠使集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差變小。因此,根據(jù)第1變形例,能夠實現(xiàn)具有比上述圖8所示的振蕩器1的冷啟動特性優(yōu)異的冷啟動特性的振蕩器。
(2)第2變形例
在上述實施方式中,封裝4的收納振動元件3的空間以及封裝8的收納集成電路(ic)2和封裝4的空間是氮氣環(huán)境,但這些空間也可以是氦氣環(huán)境。由于氦氣比氮氣熱傳導率高,因此,能夠使集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差變小。其結果,根據(jù)本變形例,能夠實現(xiàn)具有比上述圖8所示的振蕩器1的冷啟動特性優(yōu)異的冷啟動特性的振蕩器。
此外,也可以是,封裝4的收納振動元件3的空間為氮氣、氦氣等惰性氣體的環(huán)境,封裝8的收納集成電路(ic)2和封裝4的空間為真空(壓力比大氣壓低的狀態(tài))。由此,能夠使集成電路(ic)2與振動元件3的溫度差變小,并且減小封裝8外部的溫度變動對集成電路(ic)2以及振動元件3帶來的影響。其結果,根據(jù)本變形例,能夠實現(xiàn)具有比上述圖8所示的振蕩器1的冷啟動特性優(yōu)異的冷啟動特性的振蕩器。
2.電子設備
圖21是示出本實施方式的電子設備的結構的一例的功能框圖。此外,圖22是示出作為本實施方式的電子設備的一例的智能手機的外觀的一例的圖。
本實施方式的電子設備300構成為包含振蕩器310、cpu(centralprocessingunit:中央處理器)320、操作部330、rom(readonlymemory:只讀存儲器)340、ram(randomaccessmemory:隨機存取存儲器)350、通信部360以及顯示部370。另外,本實施方式的電子設備可以采用省略或者變更圖21的結構要素(各部分)的一部分或者附加其他結構要素的結構。
振蕩器310具有集成電路(ic)312和振子313。集成電路(ic)312使振子313振蕩而產(chǎn)生振蕩信號。該振蕩信號從振蕩器310的外部端子被輸出到cpu320。
cpu320根據(jù)存儲于rom340等中的程序,將從振蕩器310輸入的振蕩信號作為時鐘信號來進行各種計算處理、控制處理。具體而言,cpu320進行與來自操作部330的操作信號對應的各種處理、控制通信部360以便與外部裝置進行數(shù)據(jù)通信的處理、發(fā)送用于使顯示部370顯示各種信息的顯示信號的處理等。
操作部330是由操作鍵或按鈕開關等構成的輸入裝置,向cpu320輸出與用戶操作對應的操作信號。
rom340存儲有cpu320用于進行各種計算處理和控制處理的程序和數(shù)據(jù)等。
ram350被用作cpu320的作業(yè)區(qū)域,臨時存儲從rom340讀出的程序和數(shù)據(jù)、從操作部330輸入的數(shù)據(jù)、cpu320按照各種程序而執(zhí)行的運算結果等。
通信部360進行用于建立cpu320與外部裝置之間的數(shù)據(jù)通信的各種控制。
顯示部370是由lcd(liquidcrystaldisplay:液晶顯示器)等構成的顯示裝置,根據(jù)從cpu320輸入的顯示信號顯示各種信息??梢栽陲@示部370上設置作為操作部330而發(fā)揮功能的觸摸板。
通過應用例如上述振蕩器1作為振蕩器310,能夠實現(xiàn)包含具有優(yōu)異的冷啟動特性的振蕩器在內(nèi)的電子設備。
作為這樣的電子設備300,可考慮各種電子設備,例如,可以舉出個人計算機(例如移動型個人計算機、膝上型個人計算機、平板型個人計算機)、智能手機或移動電話等移動終端、數(shù)字照相機、噴墨式排出裝置(例如噴墨打印機)、路由器和開關等存儲區(qū)網(wǎng)絡設備、局域網(wǎng)設備、移動終端基站用設備、電視機、攝像機、錄像機、車載導航裝置、實時時鐘裝置、尋呼機、電子記事本(還包含帶通信功能的)、電子辭典、計算器、電子游戲設備、游戲用控制器、文字處理器、工作站、視頻電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子望遠鏡、pos終端、醫(yī)療設備(例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測器、各種測量設備、計量儀器類(例如車輛、飛機、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器、頭戴式顯示器、運動軌跡儀、運動跟蹤器、運動控制器、pdr(步行者位置方位計測)等。
作為本實施方式的電子設備300的一例,例如可列舉作為終端基站用裝置等而發(fā)揮功能的傳送裝置,其將上述振蕩器310用作基準信號源或者電壓可變型振蕩器(vco)等,通過有線或者無線與終端進行通信。通過應用振蕩器1作為振蕩器310,能夠實現(xiàn)可用于例如通信基站等的期望高性能、高可靠性的電子設備。
此外,作為本實施方式的電子設備300的另一例,可以是通信裝置,在該通信裝置中,通信部360接收外部時鐘信號,cpu320(處理部)包含根據(jù)該外部時鐘信號和振蕩器310的輸出信號(內(nèi)部時鐘信號)來控制振蕩器310的頻率的頻率控制部。該通信裝置例如可以是用于層(stratum)3等基干網(wǎng)絡設備或毫微微小區(qū)中的通信設備。
3.移動體
圖23是示出本實施方式的移動體的一例的圖(俯視圖)。圖23所示的移動體400構成為包含振蕩器410;進行發(fā)動機系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、無鑰匙進入系統(tǒng)等的各種控制的控制器420、430、440;電池450以及備用電池460。另外,本實施方式的移動體也可以采用省略圖23的結構要素(各部分)的一部分或者附加其他結構要素的結構。
振蕩器410具有未圖示的集成電路(ic)和振動元件,集成電路(ic)使振動元件振蕩而產(chǎn)生振蕩信號。該振蕩信號從振蕩器410的外部端子被輸出到控制器420、430、440,例如作為時鐘信號而被使用。
電池450向振蕩器410以及控制器420、430、440供給電力。備用電池460在電池450的輸出電壓下降至閾值以下時,向振蕩器410以及控制器420、430、440供給電力。
通過應用例如上述振蕩器1作為振蕩器410,能夠實現(xiàn)包含具有優(yōu)異的冷啟動特性的振蕩器在內(nèi)的移動體。
作為這樣的移動體400,可考慮各種移動體,例如,能夠舉出汽車(也包含電動汽車)、噴氣式飛機或直升機等飛機、船舶、火箭、人造衛(wèi)星等。
本發(fā)明不限于本實施方式,能夠在本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)實施各種變形。
上述的實施方式及變形例只是一個例子,但不限于這些例子。例如,也能夠將各實施方式及變形例適當組合。
本發(fā)明包含與在實施方式中說明的結構實質上相同的結構(例如,功能、方法以及結果相同的結構或者目的以及效果相同的結構)。另外,本發(fā)明包含置換在實施方式中說明的結構的非本質部分而成的結構。此外,本發(fā)明包含能夠起到與在實施方式中說明的結構相同的作用效果的結構或達到相同目的的結構。此外,本發(fā)明包含對在實施方式中說明的結構附加公知技術而成的結構。