本發(fā)明涉及電子器件、電子器件的制造方法、電子設(shè)備以及移動體。
背景技術(shù):
在專利文獻(xiàn)1中公開有對由使用了石英振子和可變電容元件的振蕩電路、溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、CPU、存儲器以及積分電路構(gòu)成的溫度補(bǔ)償型石英振蕩器(TCXO:Temperature Compensated Crystal Oscillator)進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整裝置。專利文獻(xiàn)1中記載的調(diào)整裝置使用石英振子單體的頻率偏差-溫度特性和從溫度補(bǔ)償型石英振蕩器輸出的溫度傳感器的輸出信號,求出可變電容元件的控制電壓數(shù)據(jù),并將該控制電壓數(shù)據(jù)與石英振子的周圍溫度以及頻率偏差對應(yīng)地存儲在存儲器中。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-204127號公報
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在專利文獻(xiàn)1中,由于從溫度補(bǔ)償型石英振蕩器輸出的溫度傳感器的輸出信號是向A/D轉(zhuǎn)換器輸入之前的模擬信號,因此,在從溫度補(bǔ)償型石英振蕩器輸出之后,會因干擾噪聲而導(dǎo)致精度容易劣化。其結(jié)果,由于在根據(jù)溫度傳感器的輸出信號而得到的可變電容元件的控制電壓數(shù)據(jù)中包含干擾噪聲的影響,因此,誤差變大,溫度補(bǔ)償精度可能劣化。特別地,當(dāng)在批量生產(chǎn)振蕩器的情況等、在多個振蕩器同時動作的狀態(tài)下調(diào)整各振蕩器的情況下,由于干擾噪聲的影響較大,因此,非常不容易高精度地調(diào)整。
本發(fā)明是鑒于以上的問題點(diǎn)而完成的,根據(jù)本發(fā)明的幾個方式,能夠提供一種可通過降低調(diào)整誤差而以高精度進(jìn)行動作的電子器件及其制造方法。此外,根據(jù)本發(fā)明的幾個方式,能夠提供一種使用了該電子器件的電子設(shè)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(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。
[應(yīng)用例1]
本應(yīng)用例的電子器件包含:驅(qū)動部;檢測信號輸出部,其產(chǎn)生值伴隨物理量的變化而變化的第1模擬信號;以及控制部,其產(chǎn)生根據(jù)所述第1模擬信號而被控制的第2模擬信號,并且控制所述驅(qū)動部的驅(qū)動狀態(tài),至少所述檢測信號輸出部以及所述控制部被配備在基板上,能夠從所述基板輸出所述第1模擬信號被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號以及所述第2模擬信號被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號。
物理量例如既可以是溫度,也可以是角速度,還可以是加速度。
基板例如既可以是封裝,也可以是電路基板,還可以是硅基板。
由于本應(yīng)用例的電子器件能夠從基板輸出精度不容易因噪聲而劣化的第1數(shù)字信號以及第2數(shù)字信號,因此,外部裝置能夠根據(jù)第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號來高精度地調(diào)整電子器件。因此,根據(jù)本應(yīng)用例,通過降低調(diào)整誤差,可以實(shí)現(xiàn)能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件。
[應(yīng)用例2]
本應(yīng)用例的電子器件包含:驅(qū)動部;檢測信號輸出部,其產(chǎn)生值伴隨物理量的變化而變化的第1模擬信號;控制部,其產(chǎn)生根據(jù)所述第1模擬信號而被控制的第2模擬信號,并且根據(jù)所設(shè)定的工作條件控制所述驅(qū)動部的驅(qū)動狀態(tài);以及運(yùn)算部,其根據(jù)所述第1模擬信號被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號以及所述第2模擬信號被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號,確定所述工作條件,至少所述檢測信號輸出部以及所述控制部被配備在基板上。
本應(yīng)用例的電子器件能夠根據(jù)精度不容易因噪聲而劣化的第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號來高精度地調(diào)整工作條件。因此,根據(jù)本應(yīng)用例,通過降低調(diào)整誤差,可以實(shí)現(xiàn)能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件。
[應(yīng)用例3、4]
可以是,在上述應(yīng)用例的電子器件中,所述第1模擬信號是溫度信息,所述驅(qū)動部具有振蕩電路,所述控制部具有使所述振蕩電路輸出的頻率信號的溫度特性穩(wěn)定化的穩(wěn)定化功能,所述第2模擬信號是表示所述穩(wěn)定化功能的工作狀態(tài)的信息。
根據(jù)本應(yīng)用例,通過降低振蕩電路輸出的頻率信號的溫度特性的穩(wěn)定化功能的調(diào)整誤差,可以實(shí)現(xiàn)能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件。
[應(yīng)用例5、6]
可以是,在上述應(yīng)用例的電子器件中,所述振蕩電路在反饋電路內(nèi)具有被電壓控制的電抗電路,所述第2模擬信號是對所述電抗電路的電抗進(jìn)行所述電壓控制來補(bǔ)償所述溫度特性的信號。
根據(jù)本應(yīng)用例,通過降低振蕩電路輸出的頻率信號的溫度特性的穩(wěn)定化功能的調(diào)整誤差,能夠提高電抗電路的電抗的電壓控制的精度,實(shí)現(xiàn)能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件。
[應(yīng)用例7、8]
可以是,上述應(yīng)用例的電子器件具有根據(jù)所述第2模擬信號而被控制發(fā)熱量的發(fā)熱部,所述發(fā)熱部對所述驅(qū)動部進(jìn)行加熱。
根據(jù)本應(yīng)用例,通過降低振蕩電路輸出的頻率信號的溫度特性的穩(wěn)定化功能的調(diào)整誤差,能夠提高發(fā)熱部的發(fā)熱控制的精度,實(shí)現(xiàn)能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件。
[應(yīng)用例9]
可以是,上述應(yīng)用例的電子器件具有用于進(jìn)行所述數(shù)字化的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部。
根據(jù)本應(yīng)用例的電子器件,通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部,能夠生成精度不容易因噪聲而劣化的第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號。
[應(yīng)用例10]
本應(yīng)用例的電子器件的制造方法具有以下步驟:組裝電子器件,該電子器件包含驅(qū)動部、檢測信號輸出部和控制部,所述檢測信號輸出部產(chǎn)生值伴隨物理量的變化而變化的第1模擬信號,所述控制部產(chǎn)生根據(jù)所述第1模擬信號而被控制的第2模擬信號,并且根據(jù)所設(shè)定的工作條件控制所述驅(qū)動部的驅(qū)動狀態(tài);設(shè)定所述電子器件的溫度;在所設(shè)定的溫度下,測定所述第1模擬信號被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號和所述第2模擬信號被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號;以及根據(jù)所測定的所述第1數(shù)字信號和所述第2數(shù)字信號,確定所述工作條件。
根據(jù)本應(yīng)用例的電子器件的制造方法,測定精度不容易因噪聲而劣化的第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號,根據(jù)測定結(jié)果,能夠高精度地調(diào)整電子器件的工作條件。因此,根據(jù)本應(yīng)用例,通過降低調(diào)整誤差,能夠制造能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件。
[應(yīng)用例11]
可以是,在上述應(yīng)用例的電子器件的制造方法中,在使多個所述電子器件進(jìn)行動作的狀態(tài)下,進(jìn)行所述測定的步驟。
根據(jù)本應(yīng)用例的電子器件的制造方法,即使在由于多個電子器件進(jìn)行動作而容易產(chǎn)生噪聲的環(huán)境中,也能夠測定精度不容易因噪聲而劣化的第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號,根據(jù)測定結(jié)果,能夠高精度地調(diào)整電子器件的工作條件。因此,根據(jù)本應(yīng)用例,通過降低調(diào)整誤差,可制造能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件。
[應(yīng)用例12]
本應(yīng)用例的電子設(shè)備具有上述任意一個電子器件。
[應(yīng)用例13]
本應(yīng)用例的移動體具有上述任意一個電子器件。
根據(jù)這些應(yīng)用例,由于使用能夠以高精度進(jìn)行動作的電子器件,因此,例如也能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的電子設(shè)備以及移動體。
附圖說明
圖1是示出第1、第2實(shí)施方式的振蕩器的構(gòu)造的一例的圖。
圖2是第1實(shí)施方式的振蕩器的功能框圖。
圖3是示出溫度傳感器的輸出信號的溫度特性的一例的圖。
圖4是示出溫度補(bǔ)償電路的輸出信號的溫度特性的一例的圖。
圖5是示出振蕩電路的輸出信號的溫度特性的一例的圖。
圖6是示出第1、第2實(shí)施方式的振蕩器的制造方法的流程的一例的流程圖。
圖7是示出第1實(shí)施方式中的用于實(shí)施溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖8是示出第1實(shí)施方式中的溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟的詳細(xì)流程的一例的流程圖。
圖9是第2實(shí)施方式的振蕩器的功能框圖。
圖10是示出第2實(shí)施方式中的用于實(shí)施溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖11是示出第2實(shí)施方式中的溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟的詳細(xì)流程的一例的流程圖。
圖12是示出第3、第4實(shí)施方式的振蕩器的構(gòu)造的一例的圖。
圖13是第3實(shí)施方式的振蕩器的功能框圖。
圖14是示出第3、第4實(shí)施方式的振蕩器的制造方法的流程的一例的流程圖。
圖15是示出第3實(shí)施方式中的設(shè)定溫度調(diào)整步驟的詳細(xì)流程的一例的流程圖。
圖16是第4實(shí)施方式的振蕩器的功能框圖。
圖17是示出第4實(shí)施方式中的設(shè)定溫度調(diào)整步驟的詳細(xì)流程的一例的流程圖。
圖18是示出本實(shí)施方式的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的一例的功能框圖。
圖19是示出本實(shí)施方式的電子設(shè)備的外觀的一例的圖。
圖20是示出本實(shí)施方式的移動體的一例的圖。
標(biāo)號說明
1:振蕩器;2:集成電路(IC);3:振子;4:封裝;4a:殼體;4b:基臺;5:蓋;6:外部端子(外部電極);7:發(fā)熱元件;8:溫度傳感器;9:加熱爐;9a:部件搭載基板;10:振蕩電路;11:可變電容電路;20:輸出電路;30:溫度補(bǔ)償電路;31-0:0次電壓產(chǎn)生電路;31-n:n次電壓產(chǎn)生電路;32:加法電路;40:A/D轉(zhuǎn)換電路;50:A/D轉(zhuǎn)換電路;60:存儲部;62:非易失性存儲器;64:寄存器;70:接口電路;80:運(yùn)算部;90:調(diào)整電路;91:分頻器;92:分頻器;93:相位比較器;94:低通濾波器;95:A/D轉(zhuǎn)換電路;100:溫度傳感器;110:振蕩電路;120:輸出電路;130:發(fā)熱控制電路;140:A/D轉(zhuǎn)換電路;150:A/D轉(zhuǎn)換電路;160:存儲部;162:非易失性存儲器;164:寄存器;170:接口電路;180:運(yùn)算部;190:調(diào)整電路;191:分頻器;192:分頻器;193:相位比較器;194:低通濾波器;195:A/D轉(zhuǎn)換電路;200:恒溫槽;210:個人計算機(jī)(PC);220:頻率測定器;230:開關(guān);240:開關(guān);300:電子設(shè)備;310:電子器件;311:驅(qū)動部;312:檢測信號輸出部;313:控制部;314:運(yùn)算部;320:CPU;330:操作部;340:ROM;350:RAM;360:通信部;370:顯示部;400:移動體;410:電子器件;420、430、440:控制器;450:電池;460:備用電池。
具體實(shí)施方式
以下,使用附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。另外,以下說明的實(shí)施方式不對權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不恰當(dāng)?shù)南薅ā4送?,以下說明的結(jié)構(gòu)不一定全部都是本發(fā)明的必要結(jié)構(gòu)要素。
1.電子器件
以下,作為本發(fā)明的電子器件,列舉振蕩器為例進(jìn)行說明,但本發(fā)明的電子器件除了振蕩器以外,也能夠應(yīng)用于角速度傳感器或加速度傳感器等各種物理量傳感器等各種各樣的電子器件。進(jìn)而,作為物理量,列舉溫度為例,但也可以是其他物理量,例如,既可以是角速度,也可以是加速度。
1-1.第1實(shí)施方式
[振蕩器的結(jié)構(gòu)]
圖1是示出第1實(shí)施方式的振蕩器的構(gòu)造的一例的圖,是振蕩器的剖視圖。如圖1所示,第1實(shí)施方式的振蕩器1構(gòu)成為包含集成電路(IC:Integrated Circuit)2、振子3、封裝4、蓋5以及外部端子(外部電極)6。
封裝4將集成電路(IC)2和振子3收納于同一空間內(nèi)。具體而言,在封裝4上設(shè)置有凹部,通過蓋5覆蓋凹部,由此,收納集成電路(IC)2和振子3。在封裝4的內(nèi)部或者凹部的表面設(shè)置有用于將集成電路(IC)2的2個端子和振子3的2個端子分別電連接的未圖示的布線。此外,在封裝4的內(nèi)部或者凹部的表面設(shè)置有與設(shè)置于封裝4的底面的各外部端子6電連接的未圖示的布線,各布線與集成電路(IC)2的各端子通過金等接合線(未圖示)而接合(導(dǎo)通)。
振子3將未圖示的振動元件(振動片)密閉于具有高氣密性的封裝中而構(gòu)成。振動元件(振動片)在其表面以及背面分別具有金屬的激勵電極,振子3以與包含激勵電極在內(nèi)的振動元件的質(zhì)量對應(yīng)的期望的頻率進(jìn)行振蕩。
另外,作為振子3,除了例如石英振子、或者上述類型的振動元件之外,也可以是SAW(Surface Acoustic Wave:表面聲波)諧振元件。進(jìn)而,除了石英振子以外,能夠使用其他壓電振子或由壓電膜和硅材料構(gòu)成的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微機(jī)電系統(tǒng))振子等。作為振子3的基板材料,能夠使用石英、鉭酸鋰和鈮酸鋰等壓電單晶體、鋯鈦酸鉛等壓電陶瓷等壓電材料、或者硅半導(dǎo)體材料等。作為振子3的激勵手段,可以使用基于壓電效應(yīng)的手段,也可以使用基于庫侖力的靜電驅(qū)動。
集成電路(IC)2通過粘接部件與振子3接合。
圖2是第1實(shí)施方式的振蕩器1的功能框圖。如圖2所示,第1實(shí)施方式的振蕩器1包含振子3和用于使振子3振蕩的集成電路(IC)2,集成電路(IC)2和振子3被收納于封裝4。
在本實(shí)施方式中,集成電路(IC)2構(gòu)成為包含振蕩電路10、輸出電路20、溫度補(bǔ)償電路30、A/D轉(zhuǎn)換電路40、A/D轉(zhuǎn)換電路50、存儲部60、接口電路70以及溫度傳感器100。另外,集成電路(IC)2可以采用省略或變更這些要素的一部分、或者追加其他要素的結(jié)構(gòu)。此外,在本實(shí)施方式中,將振蕩電路10、輸出電路20、溫度補(bǔ)償電路30、A/D轉(zhuǎn)換電路40、A/D轉(zhuǎn)換電路50、存儲部60、接口電路70以及溫度傳感器100作為1個集成電路(IC)而構(gòu)成,但既可以由多個集成電路(IC)構(gòu)成,也可以至少一部分不被集成化,例如,可以使用多個電子部件離散地構(gòu)成。
存儲部60具有非易失性存儲器62和寄存器64,該存儲部60構(gòu)成為能夠從外部端子6經(jīng)由接口電路70對非易失性存儲器62或者寄存器64進(jìn)行讀/寫。接口電路70例如既可以是SPI(Serial Peripheral Interface:串行外設(shè)接口)或I2C(Inter-Integrated Circuit:內(nèi)部集成電路)等各種串行總線兼容的接口電路,也可以是并行總線兼容的接口電路。但是,為了減少振蕩器1的外部端子數(shù),使封裝4小型化,期望將接口電路70構(gòu)成為串行總線兼容的接口電路。
非易失性存儲器62是用于存儲各種控制數(shù)據(jù)的存儲部,作為能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入的可編程ROM(PROM:Programmable Read Only Memory,可編程只讀存儲器)而構(gòu)成。非易失性存儲器62例如既可以是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory:電可擦除可編程只讀存儲器)那樣的能夠進(jìn)行改寫的各種存儲器,也可以是一次性PROM(One Time Programmable Read Only Memory:一次性可編程只讀存儲器)那樣的不能進(jìn)行改寫(僅能夠?qū)懭?次)的各種存儲器。
在非易失性存儲器62中存儲有0次~n次補(bǔ)償數(shù)據(jù)作為用于控制溫度補(bǔ)償電路30的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(0次補(bǔ)償數(shù)據(jù)、···、n次補(bǔ)償數(shù)據(jù))是在振蕩器1的溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟中計算的、振蕩器1的頻率溫度特性的校正用的數(shù)據(jù),例如可以是與振子3的頻率溫度特性中的各次數(shù)成分對應(yīng)的0次~n次系數(shù)值。這里,作為溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的最大次數(shù)n,期望選擇能夠抵消振子3的頻率溫度特性、并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是比振子3的頻率溫度特性的主要次數(shù)大的整數(shù)值,如果振子3是AT切石英振子,則其頻率溫度特性呈3次曲線,其主要次數(shù)為3,因此,可以選擇比3大的整數(shù)值(例如,4或者5)作為n。溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)既可以包含0次~n次的全部次數(shù)的補(bǔ)償數(shù)據(jù),也可以僅包含0次~n次中的一部分次數(shù)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。另外,在非易失性存儲器62中可以存儲振蕩電路10和輸出電路20的控制用數(shù)據(jù)。
存儲在非易失性存儲器62中的各數(shù)據(jù)在集成電路(IC)2的電源接通時(電源端子的電壓從0V上升至期望的電壓時)從非易失性存儲器62向寄存器64傳送,并保存在寄存器64中。由此,向溫度補(bǔ)償電路30輸入保存在寄存器64中的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(0次補(bǔ)償數(shù)據(jù)、···、n次補(bǔ)償數(shù)據(jù))。
在非易失性存儲器62不能進(jìn)行改寫(僅能夠?qū)懭?次)的情況下,在振蕩器1的制造步驟(檢查步驟)中,從外部端子6經(jīng)由接口電路70向寄存器64直接寫入各數(shù)據(jù),并進(jìn)行調(diào)整/選擇而使得振蕩器1滿足期望的特性,將調(diào)整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終寫入到非易失性存儲器62中。在非易失性存儲器62能夠進(jìn)行改寫的情況下,在振蕩器1的制造步驟(檢查步驟)中,可以從外部端子6經(jīng)由接口電路70向非易失性存儲器62寫入各數(shù)據(jù)。但是,由于向非易失性存儲器62的寫入一般花費(fèi)時間,因此,為了縮短振蕩器1的檢查時間,可以從外部端子6經(jīng)由接口電路70向寄存器64直接寫入各數(shù)據(jù),并將調(diào)整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終寫入到非易失性存儲器62中。
振蕩電路10通過將振子3的輸出信號放大并反饋給振子3,而使振子3振蕩,輸出基于振子3的振蕩的頻率信號(振蕩信號)。振蕩電路10在反饋電路內(nèi)具有對電容(電抗的一例)進(jìn)行電壓控制的可變電容電路11(電抗電路的一例),使振子3以與該負(fù)載電容的值對應(yīng)的頻率進(jìn)行振蕩??勺冸娙蓦娐?1作為振蕩電路10的負(fù)載電容而發(fā)揮功能,例如,可以包含電容值根據(jù)施加在兩端的電壓而變化的變?nèi)荻O管等可變電容元件。
作為振蕩電路10,能夠采用已知的各種結(jié)構(gòu)的電路,由振蕩電路10和振子3構(gòu)成的電路例如可以是皮爾斯振蕩電路、逆變式振蕩電路、考畢茲振蕩電路、哈特利振蕩電路等各種振蕩電路。例如,可以通過保存在寄存器64中的控制數(shù)據(jù)來控制振蕩電路10的振蕩級電流。
輸出電路20輸入有振蕩電路10所輸出的頻率信號(振蕩信號),生成外部輸出用的頻率信號(振蕩信號),并經(jīng)由外部端子6向外部輸出。輸出電路20例如既可以是LVDS(Low Voltage Differential Signaling:低電壓差分信號)電路、PECL(Positive Emitter Coupled Logic:正射極耦合邏輯)電路、LVPECL(Low Voltage PECL:低電壓PECL)電路等差動輸出電路,也可以是單端的輸出電路。此外,輸出電路20可以將振蕩電路10輸出的頻率信號(振蕩信號)分頻,并輸出分頻后的振蕩信號。例如,可以通過保存在寄存器64中的控制數(shù)據(jù)來控制輸出電路20中的頻率信號(振蕩信號)的分頻比和輸出電平。
溫度傳感器100輸出與其周邊的溫度對應(yīng)的信號(例如,與溫度對應(yīng)的電壓)。溫度傳感器100既可以是溫度越高則輸出電壓越高的正極性,也可以是溫度越高則輸出電壓越低的負(fù)極性。另外,作為溫度傳感器100,期望在保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍內(nèi),輸出電壓相對于溫度變化盡可能地線性變化。溫度傳感器100例如既可以是利用了半導(dǎo)體的帶隙的溫度檢測電路,也可以是熱敏電阻(NTC熱敏電阻(Negative Temperature Coefficient:負(fù)溫度系數(shù))、PTC(Positive Temperature Coefficient:正溫度系數(shù))熱敏電阻等)或鉑電阻等。
溫度補(bǔ)償電路30具有溫度補(bǔ)償功能,作為使振蕩電路10輸出的頻率信號(振蕩信號)的溫度特性相對于作為干擾的溫度變化穩(wěn)定化的穩(wěn)定化功能,溫度補(bǔ)償電路30被輸入來自溫度傳感器100的輸出信號,產(chǎn)生表示溫度補(bǔ)償功能的工作狀態(tài)的信息即溫度補(bǔ)償信號。該溫度補(bǔ)償信號是對可變電容電路11的電容進(jìn)行電壓控制并補(bǔ)償振蕩電路10所輸出的頻率信號(振蕩信號)的溫度特性的信號,其電壓被施加于可變電容電路11。由此,振蕩電路10的振蕩頻率被控制為不依賴于溫度而大致恒定。在本實(shí)施方式中,溫度補(bǔ)償電路30構(gòu)成為包含0次電壓產(chǎn)生電路31-0~n次電壓產(chǎn)生電路31-n以及加法電路32。
0次電壓產(chǎn)生電路31-0~n次電壓產(chǎn)生電路31-n分別輸入有溫度傳感器100的輸出信號,分別根據(jù)保存在寄存器64中的0次補(bǔ)償數(shù)據(jù)~n次補(bǔ)償數(shù)據(jù)來產(chǎn)生用于補(bǔ)償頻率溫度特性的0次成分~n次成分的0次補(bǔ)償電壓~n次補(bǔ)償電壓。
加法電路32將0次電壓產(chǎn)生電路31-0~n次電壓產(chǎn)生電路31-n分別產(chǎn)生的0次補(bǔ)償電壓~n次補(bǔ)償電壓相加并輸出。該加法電路32的輸出信號是溫度補(bǔ)償電路30的輸出信號(溫度補(bǔ)償信號)。
A/D轉(zhuǎn)換電路40是作為將溫度傳感器100的輸出信號(作為溫度信息的模擬信號)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部而發(fā)揮功能的電路。A/D轉(zhuǎn)換電路40轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號能夠經(jīng)由接口電路70從外部端子6輸出(讀出)。
A/D轉(zhuǎn)換電路50是作為將溫度補(bǔ)償電路30輸出的溫度補(bǔ)償信號(表示溫度補(bǔ)償功能的工作狀態(tài)的信息即模擬信號)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部而發(fā)揮功能的電路。A/D轉(zhuǎn)換電路50轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號能夠經(jīng)由接口電路70從外部端子6輸出(讀出)。
這樣構(gòu)成的第1實(shí)施方式的振蕩器1作為在保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍內(nèi),不依賴于溫度而輸出穩(wěn)定的頻率的頻率信號(振蕩信號)的溫度補(bǔ)償型振蕩器(如果振子3為石英振子,則是TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator:溫度補(bǔ)償晶體振蕩器))而發(fā)揮功能。特別地,如果將振子3設(shè)為由于具有3次頻率溫度特性因而頻率偏差比較小的AT切石英振子,則溫度補(bǔ)償電路30的溫度補(bǔ)償比較容易,能夠?qū)崿F(xiàn)頻率穩(wěn)定度高的溫度補(bǔ)償型振蕩器。
圖3是示出溫度傳感器100的輸出信號的溫度特性的一例的圖。此外,圖4是示出溫度補(bǔ)償電路30的輸出信號(溫度補(bǔ)償信號)的溫度特性的一例的圖。此外,圖5是示出振蕩電路10的輸出信號(頻率信號(振蕩信號))的溫度特性的一例的圖。在圖3、圖4以及圖5中,橫軸是溫度。此外,在圖3以及圖4中,縱軸是電壓,在圖5中,縱軸是頻率。
例如,在振子3是AT切石英振子的情況下,振蕩電路10的輸出信號的頻率具有3次溫度特性。溫度傳感器100輸出圖3所示的那樣的、溫度越高則電壓越低的信號,與此相對,溫度補(bǔ)償電路30輸出圖4所示的那樣的、具有3次溫度特性的溫度補(bǔ)償信號,由此,如圖5所示,振蕩電路10輸出的頻率信號(振蕩信號)的頻率不依賴于溫度而接近于恒定。在圖4中,如實(shí)線和虛線所示,溫度補(bǔ)償信號的溫度特性根據(jù)溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)而變化,由此,在圖5中,如實(shí)線和虛線所示,頻率信號(振蕩信號)的溫度特性也變化。即,由于溫度補(bǔ)償電路30根據(jù)所設(shè)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(工作條件的一例),控制由振蕩電路10以及振子3構(gòu)成的電路的驅(qū)動狀態(tài),因此,通過適當(dāng)設(shè)定溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù),能夠使頻率信號(振蕩信號)的頻率不依賴于溫度而進(jìn)一步接近于恒定。
另外,振蕩器1相當(dāng)于本發(fā)明的“電子器件”。此外,由振蕩電路10和振子3構(gòu)成的電壓控制振蕩電路相當(dāng)于本發(fā)明的“驅(qū)動部”。此外,溫度傳感器100相當(dāng)于“產(chǎn)生值伴隨物理量(溫度)的變化而變化的第1模擬信號的檢測信號輸出部”。此外,溫度補(bǔ)償電路30相當(dāng)于本發(fā)明的“產(chǎn)生根據(jù)所述第1模擬信號(溫度傳感器100的輸出信號)而被控制的第2模擬信號,并且控制所述驅(qū)動部(由振蕩電路10和振子3構(gòu)成的電壓控制振蕩電路)的驅(qū)動狀態(tài)的控制部”。此外,A/D轉(zhuǎn)換電路40輸出的數(shù)字信號相當(dāng)于本發(fā)明的“所述第1模擬信號(溫度傳感器100的輸出信號)被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號”。此外,A/D轉(zhuǎn)換電路50輸出的數(shù)字信號相當(dāng)于本發(fā)明的“所述第2模擬信號(溫度補(bǔ)償電路30的輸出信號)被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號”。而且,在振蕩器1中,至少溫度傳感器100(所述檢測信號輸出部)及溫度補(bǔ)償電路30(所述控制部)被配備在作為基板的封裝4上,能夠?qū)/D轉(zhuǎn)換電路40輸出的數(shù)字信號(所述第1數(shù)字信號)及A/D轉(zhuǎn)換電路50輸出的數(shù)字信號(所述第2數(shù)字信號)經(jīng)由接口電路70從封裝4的外部端子6輸出。
[振蕩器的制造方法]
圖6是示出第1實(shí)施方式的振蕩器1的制造方法的流程的一例的流程圖。可以省略或變更圖6的步驟S10~S30的一部分,或者追加其他步驟。
在圖6的例子中,首先,在封裝4上搭載集成電路(IC)2和振子3,通過進(jìn)行熱處理而利用蓋5密封封裝4,來組裝振蕩器1(S10)。通過步驟S10,集成電路(IC)2和振子3通過設(shè)置于封裝4的內(nèi)部或者凹部的表面上的布線而連接,如果向集成電路(IC)2供給電源,則成為集成電路(IC)2與振子3電連接的狀態(tài)。
接下來,進(jìn)行振蕩器1的溫度補(bǔ)償調(diào)整(S20)。該溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟S20的詳細(xì)將后述。
最后,測定振蕩器1的頻率溫度特性,判定合格與否(S30)。在該步驟S30中,使振蕩器1的周圍溫度逐漸變化來測定振蕩器1的頻率,在期望的溫度范圍(例如,-40℃以上85℃以下)內(nèi),評價頻率偏差是否處于規(guī)定的范圍內(nèi),如果頻率偏差處于規(guī)定的范圍內(nèi),則判定為合格品,如果不處于規(guī)定的范圍內(nèi),則判定為不合格品。
圖7是示出實(shí)施第1實(shí)施方式中的用于溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟(圖6的S20)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一例的圖。在圖7的例子中,搭載有多個振蕩器1的未圖示的板被收納于恒溫槽200的內(nèi)部,個人計算機(jī)(PC)210能夠任意地設(shè)定恒溫槽200的溫度(內(nèi)部溫度)。
此外,個人計算機(jī)(PC)210控制開關(guān)電路230而使其與任意1個振蕩器1連接,能夠經(jīng)由所連接的振蕩器1的接口電路70,進(jìn)行向存儲部60的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的寫入和A/D轉(zhuǎn)換電路40的輸出信號V1以及A/D轉(zhuǎn)換電路50的輸出信號V2的讀出。
此外,個人計算機(jī)(PC)210控制開關(guān)電路240而使任意1個振蕩器1與頻率測定器220連接,頻率測定器220能夠測定從所選擇的振蕩器1的輸出電路20輸出的頻率信號(振蕩信號)的頻率。
圖8是示出第1實(shí)施方式中的溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟(圖6的S20)的詳細(xì)流程的一例的流程圖,圖8所示的流程由圖7所示的系統(tǒng)實(shí)施??梢允÷曰蜃兏鼒D8的步驟S100~S109的一部分,或者追加其他步驟。此外,可以在可能的范圍內(nèi),適當(dāng)變更各步驟的順序。
在圖8的例子中,首先,向搭載于板上的多個振蕩器1供給電源電壓,使多個振蕩器1全部進(jìn)行動作(S100)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210將恒溫槽的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為期望的溫度(例如,-40℃)(S101)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210控制開關(guān)電路230以及開關(guān)電路240,從多個振蕩器1中選擇出任意1個振蕩器1來連接到個人計算機(jī)(PC)210以及頻率測定器220(S102)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210在使多個振蕩器1進(jìn)行動作的狀態(tài)下,針對所連接的振蕩器1,經(jīng)由接口電路70將規(guī)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)設(shè)定于寄存器64,讀出并測定A/D轉(zhuǎn)換電路40的輸出信號(溫度傳感器100的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V1及A/D轉(zhuǎn)換電路50的輸出信號(溫度補(bǔ)償電路30的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V2,獲取頻率測定器220所測定的輸出電路20的輸出信號的頻率F(S103)。在該步驟S103中,個人計算機(jī)(PC)210按順序?qū)⒍鄠€不同的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的各個設(shè)定于寄存器64,得到相對于各溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的V1、V2以及F。
個人計算機(jī)(PC)210在步驟S101中設(shè)定的溫度下結(jié)束全部振蕩器1的測定之前(S104的“否”),反復(fù)振蕩器1的選擇(S102)和步驟S103的測定。
而且,當(dāng)個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束全部振蕩器1的測定(S104的“是”)后,接下來,將恒溫槽的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為不同的溫度(例如,-30℃)(S101),再次進(jìn)行步驟S102~步驟S104的處理。
同樣地,個人計算機(jī)(PC)210在結(jié)束保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍(例如,-40℃~+85℃)內(nèi)包含的、測定對象的全部溫度下的測定之前(S105的“否”),反復(fù)步驟S101~步驟S104的處理。
而且,當(dāng)個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束了測定對象全部溫度下的測定后(S105的“是”),接下來,針對各振蕩器1,根據(jù)在步驟S103中設(shè)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)、所測定的V1及V2、獲取的F,計算使得頻率溫度特性最接近于平坦的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(S106)。例如,個人計算機(jī)(PC)210針對各振蕩器1,按照每個V1,計算所設(shè)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)與V2之間的關(guān)系以及V2與F之間的關(guān)系等,并根據(jù)這些關(guān)系,計算最佳的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210控制開關(guān)電路230而從多個振蕩器1中選擇任意1個振蕩器1并進(jìn)行連接(S107),將在步驟S106中計算出的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)寫入到所連接的振蕩器1的非易失性存儲器62中(S108)。
個人計算機(jī)(PC)210在結(jié)束向全部振蕩器1的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)寫入之前(S109的“否”),反復(fù)振蕩器1的選擇(S107)和溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的寫入(S108)。
然后,在個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束向全部振蕩器1的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)寫入后(S109的“是”),溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟結(jié)束。
[效果]
如以上說明的那樣,第1實(shí)施方式的振蕩器1構(gòu)成為能夠經(jīng)由接口電路70,向外部輸出溫度傳感器100的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路40數(shù)字化后的數(shù)字信號V1、以及溫度補(bǔ)償電路30的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路50數(shù)字化后的數(shù)字信號V2。而且,由于數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2不易因噪聲而導(dǎo)致精度劣化,因此,即使在由于多個振蕩器1進(jìn)行動作而容易產(chǎn)生噪聲的環(huán)境中,個人計算機(jī)(PC)210也能夠根據(jù)數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2,高精度地對振蕩器1進(jìn)行溫度補(bǔ)償調(diào)整。因此,根據(jù)第1實(shí)施方式,通過降低溫度補(bǔ)償調(diào)整的誤差,能夠提高振蕩電路10所具有的可變電容電路11的電壓控制的精度,實(shí)現(xiàn)了能夠以高頻率精度進(jìn)行動作的振蕩器1。此外,能夠提高成品率。
1-2.第2實(shí)施方式
[振蕩器的結(jié)構(gòu)]
由于第2實(shí)施方式的振蕩器的構(gòu)造可以與圖1相同,因此,省略其圖示以及說明。圖9是第2實(shí)施方式的振蕩器的功能框圖。在圖9中,對與圖2同樣的結(jié)構(gòu)要素賦予相同標(biāo)號,以下,針對第2實(shí)施方式,以與第1實(shí)施方式不同的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明,省略與第1實(shí)施方式重復(fù)的說明。
在第2實(shí)施方式中,與第1實(shí)施方式同樣地,集成電路(IC)2構(gòu)成為包含振蕩電路10、輸出電路20、溫度補(bǔ)償電路30、A/D轉(zhuǎn)換電路40、A/D轉(zhuǎn)換電路50、存儲部60、接口電路70以及溫度傳感器100,進(jìn)而包含運(yùn)算部80以及調(diào)整電路90。另外,集成電路(IC)2可以采用省略或變更這些要素的一部分、或者追加其他要素的結(jié)構(gòu)。此外,在本實(shí)施方式中,將振蕩電路10、輸出電路20、溫度補(bǔ)償電路30、A/D轉(zhuǎn)換電路40、A/D轉(zhuǎn)換電路50、存儲部60、接口電路70、運(yùn)算部80、調(diào)整電路90以及溫度傳感器100作為1個集成電路(IC)而構(gòu)成,但既可以由多個集成電路(IC)構(gòu)成,也可以至少一部分不被集成化,例如,可以使用多個電子部件離散地構(gòu)成。
調(diào)整電路90構(gòu)成為包含分頻器91、分頻器92、相位比較器93、低通濾波器94以及A/D轉(zhuǎn)換電路95。另外,調(diào)整電路90可以采用省略或變更這些要素的一部分、或者追加其他要素的結(jié)構(gòu)。
分頻器91將輸出電路20輸出的頻率信號(振蕩信號)分頻,生成分頻信號。分頻器91的分頻比既可以固定,也可以通過寄存器64的設(shè)定等而改變。
分頻器92將經(jīng)由外部端子6從外部輸入的規(guī)定的頻率的基準(zhǔn)信號分頻,生成與分頻器91輸出的分頻信號相同頻率的分頻信號。分頻器92的分頻比既可以固定,也可以通過寄存器64的設(shè)定等而改變。
相位比較器93比較分頻器91輸出的分頻信號與分頻器92輸出的分頻信號的相位,輸出與比較結(jié)果對應(yīng)的信號。在本實(shí)施方式中,構(gòu)成為,在輸出電路20輸出的頻率信號(振蕩信號)的頻率與期望的頻率(目標(biāo)的頻率)準(zhǔn)確地一致的情況下,分頻器91輸出的分頻信號與分頻器92輸出的分頻信號之間的頻率差為0,相位比較器93檢測與該頻率差對應(yīng)的相位差。
低通濾波器94進(jìn)行從相位比較器93的輸出信號中去除(準(zhǔn)確地說是減少)高頻成分并積分的處理。低通濾波器94的截止頻率既可以固定,也可以通過寄存器64的設(shè)定等改變。該低通濾波器94的輸出信號具有與分頻器91輸出的分頻信號和分頻器92輸出的分頻信號之間的頻率差對應(yīng)的電壓。
A/D轉(zhuǎn)換電路95將具有與頻率差對應(yīng)的電壓的低通濾波器94的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號Δf而輸出。
運(yùn)算部80包含接口電路70,如果根據(jù)從外部端子6經(jīng)由接口電路70輸入的信號而設(shè)定為溫度補(bǔ)償調(diào)整模式,則使A/D轉(zhuǎn)換電路40、A/D轉(zhuǎn)換電路50以及調(diào)整電路90進(jìn)行動作。
此外,運(yùn)算部80在溫度補(bǔ)償調(diào)整模式中,經(jīng)由接口電路70從外部端子6接收到測定指令時,將規(guī)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(0次補(bǔ)償數(shù)據(jù)~n次補(bǔ)償數(shù)據(jù))設(shè)定于寄存器64,并測定A/D轉(zhuǎn)換電路40輸出的數(shù)字信號V1、A/D轉(zhuǎn)換電路50輸出的數(shù)字信號V2以及A/D轉(zhuǎn)換電路95輸出的數(shù)字信號Δf。
此外,運(yùn)算部80在溫度補(bǔ)償調(diào)整模式中,經(jīng)由接口電路70從外部端子6接收到運(yùn)算指令時,根據(jù)V1、V2以及Δf的測定結(jié)果,確定(計算)最佳的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(工作條件的一例),并寫入到非易失性存儲器62中。
運(yùn)算部80例如既可以由根據(jù)程序而進(jìn)行動作的微控制器或微處理器等通用電路實(shí)現(xiàn),也可以是根據(jù)序列發(fā)生器而進(jìn)行動作的專用電路。
另外,與第1實(shí)施方式同樣地,可以構(gòu)成為,能夠從外部端子6經(jīng)由接口電路70對非易失性存儲器62或者寄存器64進(jìn)行讀/寫。在這種情況下,例如可以是,運(yùn)算部80將計算出的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)寫入到寄存器64中,外部裝置從外部端子6讀出存儲在寄存器64中的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)并寫入到非易失性存儲器62中。
第2實(shí)施方式的振蕩器1的其他結(jié)構(gòu)以及功能與第1實(shí)施方式相同。
這樣構(gòu)成的第2實(shí)施方式的振蕩器1與第1實(shí)施方式同樣地,作為溫度補(bǔ)償型振蕩器而發(fā)揮功能。此外,第2實(shí)施方式的振蕩器1通過設(shè)定為溫度補(bǔ)償調(diào)整模式,而自動地進(jìn)行溫度補(bǔ)償調(diào)整。
[振蕩器的制造方法]
由于第2實(shí)施方式的振蕩器1的制造方法的流程與圖6相同,因此,省略其圖示以及說明。但是,由于溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟(圖6的S20)的詳細(xì)流程與第1實(shí)施方式不同,因此,以下進(jìn)行說明。
圖10是示出第2實(shí)施方式中的用于實(shí)施溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟(圖6的S20)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一例的圖。在圖10中,對與圖7同樣的結(jié)構(gòu)賦予相同標(biāo)號。
在圖10的例子中,與圖7的例子同樣地,搭載有多個振蕩器1的未圖示的板被收納于恒溫槽200的內(nèi)部,個人計算機(jī)(PC)210能夠任意地設(shè)定恒溫槽200的溫度(內(nèi)部溫度)。
個人計算機(jī)(PC)210始終與搭載于板上的全部振蕩器1連接。而且,針對各振蕩器1,個人計算機(jī)(PC)210能夠公共地(同時地)向調(diào)整電路90的分頻器92(參照圖9)輸入規(guī)定的頻率的基準(zhǔn)信號。此外,個人計算機(jī)(PC)210能夠?qū)Ω髡袷幤?公共地(同時地)輸入用于將運(yùn)算部80設(shè)定為溫度補(bǔ)償調(diào)整模式的信號、測定指令以及運(yùn)算指令。
圖11是示出第2實(shí)施方式中的溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟(圖6的S20)的詳細(xì)流程的一例的流程圖,圖11所示的流程由圖10所示的系統(tǒng)實(shí)施??梢允÷曰蜃兏鼒D11的步驟S200~S209的一部分,或者追加其他步驟。此外,可以在可能的范圍內(nèi),適當(dāng)變更各步驟的順序。
在圖11的例子中,首先,向搭載于板上的多個振蕩器1供給電源電壓,使多個振蕩器1全部進(jìn)行動作(S200)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210向各振蕩器1輸入規(guī)定的頻率的基準(zhǔn)信號(S201)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210向各振蕩器1輸入用于設(shè)定為溫度補(bǔ)償調(diào)整模式的信號(S202)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210將恒溫槽的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為期望的溫度(例如,-40℃)(S203)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210向各振蕩器1輸入測定指令(S204)。
接下來,各振蕩器1接收測定指令而將規(guī)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)設(shè)定于寄存器64,測定(存儲)A/D轉(zhuǎn)換電路40的輸出信號(溫度傳感器100的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V1及A/D轉(zhuǎn)換電路50的輸出信號(溫度補(bǔ)償電路30的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V2,測定(存儲)A/D轉(zhuǎn)換電路95的輸出信號Δf(S205)。在該步驟S205中,各振蕩器1按順序?qū)⒍鄠€不同的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的各個設(shè)定于寄存器64,得到相對于各溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)的V1、V2以及Δf。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210將恒溫槽的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為不同的溫度(例如,-30℃)(S203),再次進(jìn)行步驟S204以及步驟S205的處理。
同樣地,個人計算機(jī)(PC)210在結(jié)束保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍(例如,-40℃~+85℃)內(nèi)包含的、測定對象的全部溫度下的測定之前(S206的“否”),反復(fù)步驟S203~步驟S205的處理。
而且,當(dāng)個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束了測定對象的全部溫度下的基于各振蕩器1的測定后(S206的“是”),接下來,向各振蕩器1輸入運(yùn)算指令(S207)。
接下來,各振蕩器1接收運(yùn)算指令,根據(jù)在步驟S205中設(shè)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)、所測定的V1及V2、所測定的Δf,計算(確定)使得頻率溫度特性最接近于平坦的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)(S208)。例如,各振蕩器1按照每個V1,計算所設(shè)定的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)與V2之間的關(guān)系以及V2與F之間的關(guān)系等,并根據(jù)這些關(guān)系計算最佳的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
接下來,各振蕩器1將在步驟S208中計算出的溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)寫入到非易失性存儲器62中(S209),溫度補(bǔ)償調(diào)整步驟結(jié)束。
[效果]
如以上說明的那樣,第2實(shí)施方式的振蕩器1構(gòu)成為運(yùn)算部80能夠測定溫度傳感器100的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路40數(shù)字化后的數(shù)字信號V1、以及溫度補(bǔ)償電路30的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路50數(shù)字化后的數(shù)字信號V2。而且,由于數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2不易因噪聲而導(dǎo)致精度劣化,因此,即使在由于多個振蕩器1進(jìn)行動作而容易產(chǎn)生噪聲的環(huán)境中,各振蕩器1的運(yùn)算部80也能夠根據(jù)數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2的測定結(jié)果高精度地進(jìn)行溫度補(bǔ)償調(diào)整。因此,根據(jù)第2實(shí)施方式,通過降低溫度補(bǔ)償調(diào)整的誤差,能夠提高振蕩電路10所具有的可變電容電路11的電壓控制的精度,實(shí)現(xiàn)了能夠以高頻率精度進(jìn)行動作的振蕩器1。此外,能夠提高成品率。
此外,根據(jù)第2實(shí)施方式,由于多個振蕩器1能夠同時進(jìn)行溫度補(bǔ)償調(diào)整,因此,能夠大幅減少多個振蕩器1的調(diào)整所需的時間。
1-3.第3實(shí)施方式
[振蕩器的結(jié)構(gòu)]
圖12是示出第3實(shí)施方式的振蕩器的構(gòu)造的一例的圖,是振蕩器的剖視圖。如圖12所示,第3實(shí)施方式的振蕩器1構(gòu)成為包含集成電路(IC)2、振子3、封裝4、外部端子(外部電極)6、發(fā)熱元件7以及溫度傳感器8。
封裝4通過將殼體4a與基臺4b粘接而構(gòu)成。
在封裝4的內(nèi)部空間,與基臺4b相對地設(shè)置有部件搭載基板4c,在部件搭載基板4c的上表面搭載有加熱爐9。此外,在部件搭載基板4c的下表面搭載有集成電路(IC)2。
振子3以及溫度傳感器8被搭載于部件搭載基板9a的上表面,發(fā)熱元件7被搭載于部件搭載基板9a的下表面的與振子3相對的位置,由此,由此它們被收納于封裝4的內(nèi)部空間。
振子3、發(fā)熱元件7以及溫度傳感器8的各端子分別通過未圖示的布線圖案與集成電路(IC)2的期望的各端子電連接。此外,集成電路(IC)2的一部分端子通過未圖示的布線圖案與設(shè)置于封裝4的表面的外部端子6電連接。
振子3將未圖示的振動元件(振動片)密閉于具有高氣密性的封裝中而構(gòu)成。振動元件(振動片)在其表面以及背面分別具有金屬的激勵電極,振子3以與包含激勵電極在內(nèi)的振動元件的質(zhì)量對應(yīng)的期望的頻率進(jìn)行振蕩。
作為振子3,例如,能夠使用石英振子、SAW(Surface Acoustic Wave:表面聲波)諧振元件、其他壓電振子或MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微機(jī)電系統(tǒng))振子等。作為振子3的基板材料,能夠使用石英、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、或者硅半導(dǎo)體材料等。作為振子3的激勵手段,可以使用基于壓電效應(yīng)的手段,也可以使用基于庫侖力的靜電驅(qū)動。
發(fā)熱元件7例如是通過流過電流而發(fā)熱的元件,可以是電阻、功率晶體管、珀爾帖元件等。
溫度傳感器8輸出與其周邊的溫度對應(yīng)的信號(例如,與溫度對應(yīng)的電壓)。溫度傳感器8例如可以是熱敏電阻、鉑電阻、利用了半導(dǎo)體的帶隙的溫度檢測電路等。
圖13是第3實(shí)施方式的振蕩器1的功能框圖。如圖13所示,第3實(shí)施方式的振蕩器1包含收納在加熱爐9中的振子3、發(fā)熱元件7和溫度傳感器8以及用于使振子3振蕩的集成電路(IC)2,集成電路(IC)2、振子3、發(fā)熱元件7以及溫度傳感器8被收納于封裝4。
在本實(shí)施方式中,集成電路(IC)2構(gòu)成為包含振蕩電路110、輸出電路120、發(fā)熱控制電路130、A/D轉(zhuǎn)換電路140、A/D轉(zhuǎn)換電路150、存儲部160以及接口電路170。另外,集成電路(IC)2可以采用省略或變更這些要素的一部分、或者追加其他要素的結(jié)構(gòu)。此外,在本實(shí)施方式中,振蕩電路110、輸出電路120、發(fā)熱控制電路130、A/D轉(zhuǎn)換電路140、A/D轉(zhuǎn)換電路150、存儲部160以及接口電路170作為1個集成電路(IC)而構(gòu)成,但既可以由多個集成電路(IC)構(gòu)成,也可以至少一部分不被集成化,例如,可以使用多個電子部件離散地構(gòu)成。
存儲部160具有非易失性存儲器162和寄存器164,該存儲部60構(gòu)成為能夠從外部端子6經(jīng)由接口電路170對非易失性存儲器162或者寄存器164進(jìn)行讀/寫。接口電路170例如既可以是SPI或I2C等各種串行總線兼容的接口電路,也可以是并行總線兼容的接口電路。但是,為了減少振蕩器1的外部端子數(shù),使封裝4小型化,期望將接口電路170作為串行總線兼容的接口電路而構(gòu)成。
非易失性存儲器162是用于存儲各種控制數(shù)據(jù)的存儲部,作為能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入的可編程ROM(PROM)而構(gòu)成。非易失性存儲器162既可以是例如EEPROM那樣的能夠進(jìn)行改寫的各種存儲器,也可以是一次性PROM那樣的不能進(jìn)行改寫(僅能夠?qū)懭?次)的各種存儲器。
在非易失性存儲器162中存儲有用于控制發(fā)熱控制電路130的溫度控制數(shù)據(jù)。溫度控制數(shù)據(jù)例如是用于設(shè)定加熱爐9的內(nèi)部溫度(振子3的溫度)的數(shù)據(jù),為了控制發(fā)熱元件7的發(fā)熱,可以是與溫度傳感器8的輸出電壓進(jìn)行比較的閾值電壓的數(shù)據(jù)。如果振子3是SC切石英振子,則其頻率溫度特性呈2次曲線,由于在其頂點(diǎn)附近,每單位溫度的頻率變化量最小,因此例如,溫度控制數(shù)據(jù)可以是用于設(shè)定加熱爐9的內(nèi)部溫度的數(shù)據(jù),使得振子3的溫度成為頂點(diǎn)附近的溫度。另外,在非易失性存儲器162中可以存儲振蕩電路110和輸出電路120的控制用數(shù)據(jù)。
存儲在非易失性存儲器162中的各數(shù)據(jù)在集成電路(IC)2的電源接通時(電源端子的電壓從0V上升至期望的電壓時)從非易失性存儲器162向寄存器164傳送,并保存在寄存器164中。由此,向發(fā)熱控制電路130輸入保存在寄存器164中的溫度控制數(shù)據(jù)。
在非易失性存儲器162不能進(jìn)行改寫(僅能夠?qū)懭?次)的情況下,在振蕩器1的制造步驟(檢查步驟)中,從外部端子6經(jīng)由接口電路170向寄存器164直接寫入各數(shù)據(jù),并進(jìn)行調(diào)整/選擇,使得振蕩器1滿足期望的特性,將調(diào)整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終寫入到非易失性存儲器162中。在非易失性存儲器162能夠進(jìn)行改寫的情況下,在振蕩器1的制造步驟(檢查步驟)中,可以從外部端子6經(jīng)由接口電路170向非易失性存儲器162寫入各數(shù)據(jù)。但是,由于向非易失性存儲器162的寫入一般花費(fèi)時間,因此,為了縮短振蕩器1的檢查時間,可以從外部端子6經(jīng)由接口電路170向寄存器164直接寫入各數(shù)據(jù),并將調(diào)整/選擇后的各數(shù)據(jù)最終寫入到非易失性存儲器162中。
振蕩電路110通過將振子3的輸出信號放大并反饋給振子3,而使振子3振蕩,輸出基于振子3的振蕩的頻率信號(振蕩信號)。
作為振蕩電路110,能夠采用已知的各種結(jié)構(gòu)的電路,由振蕩電路110和振子3構(gòu)成的電路例如可以是皮爾斯振蕩電路、逆變式振蕩電路、考畢茲振蕩電路、哈特利振蕩電路等各種振蕩電路。例如,可以通過保存在寄存器164中的控制數(shù)據(jù)來控制振蕩電路110的振蕩級電流。
輸出電路120輸入有振蕩電路110所輸出的頻率信號(振蕩信號),生成外部輸出用的頻率信號(振蕩信號),并經(jīng)由外部端子6向外部輸出。輸出電路120例如既可以是LVDS電路、PECL電路、LVPECL電路等差動輸出電路,也可以是單端的輸出電路。此外,輸出電路120可以將振蕩電路110輸出的頻率信號(振蕩信號)分頻,并輸出分頻后的振蕩信號。例如,可以通過保存在寄存器164中的控制數(shù)據(jù)來控制輸出電路120中的頻率信號(振蕩信號)的分頻比和輸出電平。
發(fā)熱控制電路130具有發(fā)熱控制功能,作為使振蕩電路110輸出的頻率信號(振蕩信號)的溫度特性穩(wěn)定化的穩(wěn)定化功能,該發(fā)熱控制電路130輸入有來自溫度傳感器8的輸出信號,產(chǎn)生表示發(fā)熱控制功能的工作狀態(tài)的信息即發(fā)熱控制信號。該發(fā)熱控制信號是用于控制發(fā)熱元件7的發(fā)熱的信號,發(fā)熱控制電路130控制發(fā)熱元件7的發(fā)熱,使得溫度傳感器8的輸出信號保持為與保存在寄存器164中的溫度控制數(shù)據(jù)對應(yīng)的期望的電壓值。由此,加熱爐9的內(nèi)部溫度(振子3的溫度)被控制為不依賴于振蕩器1的周圍溫度而大致恒定。
發(fā)熱元件7根據(jù)發(fā)熱控制電路130輸出的發(fā)熱控制信號控制發(fā)熱量,該發(fā)熱元件7作為加熱振子3的發(fā)熱部而發(fā)揮功能。例如,可以是,發(fā)熱元件7的發(fā)熱量根據(jù)電流量而變化,根據(jù)發(fā)熱控制信號來控制流過發(fā)熱元件7的電流量。
A/D轉(zhuǎn)換電路140是作為將溫度傳感器8的輸出信號(作為溫度信息的模擬信號)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部而發(fā)揮功能的電路。A/D轉(zhuǎn)換電路140轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號能夠經(jīng)由接口電路170從外部端子6輸出(讀出)。
A/D轉(zhuǎn)換電路150是作為將發(fā)熱控制電路130輸出的發(fā)熱控制信號(表示發(fā)熱控制功能的工作狀態(tài)的信息即模擬信號)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換部而發(fā)揮功能的電路。A/D轉(zhuǎn)換電路150轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號能夠經(jīng)由接口電路170從外部端子6輸出(讀出)。
這樣構(gòu)成的第3實(shí)施方式的振蕩器1作為在保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍內(nèi),不依賴于溫度而輸出極其穩(wěn)定的頻率的頻率信號(振蕩信號)的恒溫槽型振蕩器(如果振子3為石英振子,則是OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator:恒溫晶體振蕩器))而發(fā)揮功能。特別地,設(shè)振子3為SC切石英振子,并以使得振子3的溫度為頂點(diǎn)附近的溫度的方式設(shè)定溫度控制數(shù)據(jù),由此,能夠?qū)崿F(xiàn)頻率穩(wěn)定度極高的恒溫槽型振蕩器。
另外,振蕩器1相當(dāng)于本發(fā)明的“電子器件”。此外,由振蕩電路110和振子3構(gòu)成的振蕩電路相當(dāng)于本發(fā)明的“驅(qū)動部”。此外,溫度傳感器8相當(dāng)于“產(chǎn)生值伴隨物理量(溫度)的變化而變化的第1模擬信號的檢測信號輸出部”。此外,發(fā)熱控制電路130相當(dāng)于本發(fā)明的“產(chǎn)生根據(jù)所述第1模擬信號(溫度傳感器8的輸出信號)而被控制的第2模擬信號,并且控制所述驅(qū)動部(由振蕩電路110和振子3構(gòu)成的振蕩電路)的驅(qū)動狀態(tài)的控制部”。此外,A/D轉(zhuǎn)換電路140輸出的數(shù)字信號相當(dāng)于本發(fā)明的“所述第1模擬信號(溫度傳感器8的輸出信號)被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號”。此外,A/D轉(zhuǎn)換電路150輸出的數(shù)字信號相當(dāng)于本發(fā)明的“所述第2模擬信號(發(fā)熱控制電路130的輸出信號)被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號”。而且,在振蕩器1中,至少溫度傳感器8(所述檢測信號輸出部)及發(fā)熱控制電路130(所述控制部)被配備在作為基板的封裝4上,能夠?qū)/D轉(zhuǎn)換電路140輸出的數(shù)字信號(所述第1數(shù)字信號)及A/D轉(zhuǎn)換電路150輸出的數(shù)字信號(所述第2數(shù)字信號)經(jīng)由接口電路170從封裝4的外部端子6輸出。
[振蕩器的制造方法]
圖14是示出第3實(shí)施方式的振蕩器1的制造方法的流程的一例的流程圖??梢允÷曰蜃兏鼒D14的步驟S50~S70的一部分,或者追加其他步驟。
在圖14的例子中,首先,在基臺4b上搭載集成電路(IC)2以及收納有振子3、發(fā)熱元件7和溫度傳感器8的加熱爐9,并進(jìn)行熱處理來密封殼體4a與基臺4b,由此,組裝振蕩器1(S50)。通過步驟S50,集成電路(IC)2、振子3、發(fā)熱元件7以及溫度傳感器8通過設(shè)置于封裝4的內(nèi)部或者凹部的表面的布線而連接,如果向集成電路(IC)2供給電源,則成為集成電路(IC)2、振子3、發(fā)熱元件7以及溫度傳感器8電連接的狀態(tài)。
接下來,進(jìn)行振蕩器1的設(shè)定溫度調(diào)整(S60)。該設(shè)定溫度調(diào)整步驟S60的詳細(xì)將后述。
最后,測定振蕩器1的頻率溫度特性,判定合格與否(S70)。在該步驟S70中,使振蕩器1的周圍溫度逐漸變化并測定振蕩器1的頻率,在期望的溫度范圍(例如,-40℃以上85℃以下)內(nèi),評價頻率偏差是否處于規(guī)定的范圍內(nèi),如果頻率偏差處于規(guī)定的范圍內(nèi),則判定為合格品,如果不處于規(guī)定的范圍內(nèi),則判定為不合格品。
圖15是示出第3實(shí)施方式中的設(shè)定溫度調(diào)整步驟(圖14的S60)的詳細(xì)流程的一例的流程圖,圖15所示的流程通過與圖7所示的系統(tǒng)相同的系統(tǒng)來實(shí)施??梢允÷曰蜃兏鼒D15的步驟S300~S309的一部分,或者追加其他步驟。此外,可以在可能的范圍內(nèi),適當(dāng)變更各步驟的順序。
在圖15的例子中,首先,向搭載于板上的多個振蕩器1供給電源電壓,使多個振蕩器1全部進(jìn)行動作(S300)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210將恒溫槽200的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為期望的溫度(例如,-40℃)(S301)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210控制開關(guān)電路230以及開關(guān)電路240,從多個振蕩器1中選擇出任意1個振蕩器1來連接到個人計算機(jī)(PC)210以及頻率測定器220(S302)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210在使多個振蕩器1進(jìn)行動作的狀態(tài)下,針對所連接的振蕩器1,經(jīng)由接口電路170將規(guī)定的溫度控制數(shù)據(jù)設(shè)定于寄存器164,讀出并測定A/D轉(zhuǎn)換電路140的輸出信號(溫度傳感器8的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V1及A/D轉(zhuǎn)換電路150的輸出信號(發(fā)熱控制電路130的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V2,獲取頻率測定器220所測定的輸出電路120的輸出信號的頻率F(S303)。在該步驟S303中,個人計算機(jī)(PC)210按順序?qū)⒍鄠€不同的溫度控制數(shù)據(jù)的各個設(shè)定于寄存器164,得到相對于各溫度控制數(shù)據(jù)的V1、V2以及F。
個人計算機(jī)(PC)210在步驟S301中設(shè)定的溫度下結(jié)束全部振蕩器1的測定之前(S304的“否”),反復(fù)振蕩器1的選擇(S302)和步驟S303的測定。
而且,當(dāng)個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束全部振蕩器1的測定后(S304的“是”),接下來,將恒溫槽200的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為不同的溫度(例如,-30℃)(S301),再次進(jìn)行步驟S302~步驟S304的處理。
同樣地,個人計算機(jī)(PC)210在結(jié)束保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍(例如,-40℃~+85℃)內(nèi)包含的、測定對象的全部溫度下的測定之前(S305的“否”),反復(fù)步驟S301~步驟S304的處理。
而且,當(dāng)個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束了測定對象的全部溫度下的測定后(S305的“是”),接下來,針對各振蕩器1,根據(jù)在步驟S303中設(shè)定的溫度控制數(shù)據(jù)、所測定的V1及V2、獲取的F,計算使得頻率溫度特性最接近于平坦的溫度控制數(shù)據(jù)(S306)。例如,個人計算機(jī)(PC)210針對各振蕩器1,按照每個V1,計算所設(shè)定的溫度控制數(shù)據(jù)與V2之間的關(guān)系以及V2與F之間的關(guān)系等,并根據(jù)這些關(guān)系計算最佳的溫度控制數(shù)據(jù)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210控制開關(guān)電路230而從多個振蕩器1中選擇任意1個振蕩器1并進(jìn)行連接(S307),將在步驟S306中計算出的溫度控制數(shù)據(jù)寫入到所連接的振蕩器1的非易失性存儲器162中(S308)。
個人計算機(jī)(PC)210在結(jié)束向全部振蕩器1的溫度控制數(shù)據(jù)寫入之前(S309的“否”),反復(fù)振蕩器1的選擇(S307)和溫度控制數(shù)據(jù)的寫入(S308)。
然后,當(dāng)個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束向全部振蕩器1的溫度控制數(shù)據(jù)寫入后(S309的“是”),設(shè)定溫度調(diào)整步驟結(jié)束。
[效果]
如以上說明的那樣,第3實(shí)施方式的振蕩器1構(gòu)成為能夠經(jīng)由接口電路170向外部輸出溫度傳感器8的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路140數(shù)字化后的數(shù)字信號V1、以及發(fā)熱控制電路130的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路150數(shù)字化后的數(shù)字信號V2。而且,由于數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2不易因噪聲而導(dǎo)致精度劣化,因此,即使在由于多個振蕩器1進(jìn)行動作而容易產(chǎn)生噪聲的環(huán)境中,個人計算機(jī)(PC)210也能夠根據(jù)數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2,高精度地對振蕩器1進(jìn)行設(shè)定溫度調(diào)整。因此,根據(jù)第3實(shí)施方式,通過降低設(shè)定溫度調(diào)整的誤差,能夠提高發(fā)熱元件7的發(fā)熱控制的精度,可以實(shí)現(xiàn)能夠以高頻率精度進(jìn)行動作的振蕩器1。此外,能夠提高成品率。
1-4.第4實(shí)施方式
[振蕩器的結(jié)構(gòu)]
由于第4實(shí)施方式的振蕩器的構(gòu)造可以與圖12相同,因此,省略其圖示以及說明。圖16是第4實(shí)施方式的振蕩器的功能框圖。在圖16中,對與圖13同樣的結(jié)構(gòu)要素賦予相同標(biāo)號,以下,針對第4實(shí)施方式,以與第3實(shí)施方式不同的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明,省略與第3實(shí)施方式重復(fù)的說明。
在第4實(shí)施方式中,與第3實(shí)施方式同樣地,集成電路(IC)2構(gòu)成為包含振蕩電路110、輸出電路120、發(fā)熱控制電路130、A/D轉(zhuǎn)換電路140、A/D轉(zhuǎn)換電路150、存儲部160以及接口電路170,進(jìn)而,包含運(yùn)算部180以及調(diào)整電路190。另外,集成電路(IC)2可以采用省略或變更這些要素的一部分、或者追加其他要素的結(jié)構(gòu)。此外,在本實(shí)施方式中,振蕩電路110、輸出電路120、發(fā)熱控制電路130、A/D轉(zhuǎn)換電路140、A/D轉(zhuǎn)換電路150、存儲部160、接口電路170、運(yùn)算部180以及調(diào)整電路190作為1個集成電路(IC)而構(gòu)成,但既可以由多個集成電路(IC)構(gòu)成,也可以至少一部分不被集成化,例如,可以使用多個電子部件而離散地構(gòu)成。
調(diào)整電路190構(gòu)成為包含分頻器191、分頻器192、相位比較器193、低通濾波器194以及A/D轉(zhuǎn)換電路195。另外,調(diào)整電路190可以采用省略或變更這些要素的一部分、或者追加其他要素的結(jié)構(gòu)。
分頻器191將輸出電路120輸出的頻率信號(振蕩信號)分頻,生成分頻信號。分頻器191的分頻比既可以固定,也可以通過寄存器164的設(shè)定等而改變。
分頻器192將經(jīng)由外部端子6從外部輸入的規(guī)定的頻率的基準(zhǔn)信號分頻,生成與分頻器191輸出的分頻信號相同頻率的分頻信號。分頻器192的分頻比既可以固定,也可以通過寄存器164的設(shè)定等而改變。
相位比較器193比較分頻器191輸出的分頻信號與分頻器192輸出的分頻信號的相位,輸出與比較結(jié)果對應(yīng)的信號。在本實(shí)施方式中,構(gòu)成為,在輸出電路120輸出的頻率信號(振蕩信號)的頻率與期望的頻率(目標(biāo)的頻率)準(zhǔn)確地一致的情況下,分頻器191輸出的分頻信號與分頻器192輸出的分頻信號之間的頻率差為0,相位比較器193檢測與該頻率差對應(yīng)的相位差。
低通濾波器194進(jìn)行從相位比較器193的輸出信號中去除(準(zhǔn)確地說是減少)高頻成分并積分的處理。低通濾波器194的截止頻率既可以固定,也可以通過寄存器164的設(shè)定等改變。該低通濾波器194的輸出信號具有與分頻器191輸出的分頻信號與分頻器192輸出的分頻信號之間的頻率差對應(yīng)的電壓。
A/D轉(zhuǎn)換電路195將具有與頻率差對應(yīng)的電壓的低通濾波器194的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號Δf而輸出。
運(yùn)算部180包含接口電路170,如果根據(jù)從外部端子6經(jīng)由接口電路170輸入的信號而設(shè)定為設(shè)定溫度調(diào)整模式,則使A/D轉(zhuǎn)換電路140、A/D轉(zhuǎn)換電路150以及調(diào)整電路190進(jìn)行動作。
此外,運(yùn)算部180在設(shè)定溫度調(diào)整模式中,經(jīng)由接口電路170從外部端子6接收到測定指令時,將規(guī)定的發(fā)熱控制數(shù)據(jù)設(shè)定于寄存器164,測定A/D轉(zhuǎn)換電路140輸出的數(shù)字信號V1、A/D轉(zhuǎn)換電路150輸出的數(shù)字信號V2以及A/D轉(zhuǎn)換電路195輸出的數(shù)字信號Δf。
此外,運(yùn)算部180在設(shè)定溫度調(diào)整模式中,經(jīng)由接口電路170從外部端子6接收到運(yùn)算指令時,根據(jù)V1、V2以及Δf的測定結(jié)果,確定(計算)最佳的溫度控制數(shù)據(jù)(工作條件的一例),并寫入到非易失性存儲器162中。
運(yùn)算部180例如既可以由根據(jù)程序而進(jìn)行動作的微控制器或微處理器等通用電路實(shí)現(xiàn),也可以是根據(jù)序列發(fā)生器而進(jìn)行動作的專用電路。
另外,與第3實(shí)施方式同樣地,可以構(gòu)成為,能夠從外部端子6經(jīng)由接口電路170對非易失性存儲器162或者寄存器164進(jìn)行讀/寫。在這種情況下,例如,可以是,運(yùn)算部180將計算出的溫度控制數(shù)據(jù)寫入到寄存器164中,外部裝置從外部端子6讀出存儲在寄存器164中的溫度控制數(shù)據(jù)并寫入到非易失性存儲器162中。
第4實(shí)施方式的振蕩器1的其他結(jié)構(gòu)以及功能與第3實(shí)施方式相同。
這樣構(gòu)成的第4實(shí)施方式的振蕩器1與第3實(shí)施方式同樣地,作為恒溫槽型振蕩器而發(fā)揮功能。此外,第4實(shí)施方式的振蕩器1通過設(shè)定為設(shè)定溫度調(diào)整模式,而自動地進(jìn)行設(shè)定溫度調(diào)整。
[振蕩器的制造方法]
由于第4實(shí)施方式的振蕩器1的制造方法的流程與圖14相同,因此,省略其圖示以及說明。但是,由于設(shè)定溫度調(diào)整步驟(圖14的S60)的詳細(xì)的流程與第3實(shí)施方式不同,因此,以下進(jìn)行說明。
圖17是示出第4實(shí)施方式中的設(shè)定溫度調(diào)整步驟(圖14的S60)的詳細(xì)流程的一例的流程圖,圖17所示的流程通過與圖10所示的系統(tǒng)同樣的系統(tǒng)來實(shí)施。可以省略或變更圖17的步驟S400~S409的一部分,或者追加其他步驟。此外,可以在可能的范圍內(nèi),適當(dāng)變更各步驟的順序。
在圖17的例子中,首先,向搭載于板上的多個振蕩器1供給電源電壓,使多個振蕩器1全部進(jìn)行動作(S400)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210向各振蕩器1輸入規(guī)定的頻率的基準(zhǔn)信號(S401)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210向各振蕩器1輸入用于設(shè)定為設(shè)定溫度調(diào)整模式的信號(S402)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210將恒溫槽200的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為期望的溫度(例如,-40℃)(S403)。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210向各振蕩器1輸入測定指令(S404)。
接下來,各振蕩器1接收測定指令而將規(guī)定的溫度控制數(shù)據(jù)設(shè)定于寄存器164,測定(存儲)A/D轉(zhuǎn)換電路140的輸出信號(溫度傳感器8的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V1及A/D轉(zhuǎn)換電路150的輸出信號(發(fā)熱控制電路130的輸出信號被轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號)V2,測定(存儲)A/D轉(zhuǎn)換電路195的輸出信號Δf(S405)。在該步驟S405中,各振蕩器1按順序?qū)⒍鄠€不同的溫度控制數(shù)據(jù)的各個設(shè)定于寄存器164,得到相對于各溫度控制數(shù)據(jù)的V1、V2以及Δf。
接下來,個人計算機(jī)(PC)210將恒溫槽200的溫度(多個振蕩器1的溫度)設(shè)定為不同的溫度(例如,-30℃)(S403),再次進(jìn)行步驟S404以及步驟S405的處理。
同樣地,個人計算機(jī)(PC)210在結(jié)束保證振蕩器1的動作的期望的溫度范圍(例如,-40℃~+85℃)內(nèi)包含的、測定對象的全部溫度下的測定之前(S406的“否”),反復(fù)步驟S403~步驟S405的處理。
而且,當(dāng)個人計算機(jī)(PC)210結(jié)束了測定對象的全部溫度下的基于各振蕩器1的測定后(S406的“是”),接下來,向各振蕩器1輸入運(yùn)算指令(S407)。
接下來,各振蕩器1接收運(yùn)算指令,根據(jù)在步驟S405中設(shè)定的溫度控制數(shù)據(jù)、所測定的V1及V2、所測定的Δf,計算(確定)使得頻率溫度特性最接近于平坦的溫度控制數(shù)據(jù)(S408)。例如,各振蕩器1按照每個V1,計算所設(shè)定的溫度控制數(shù)據(jù)與V2之間的關(guān)系以及V2與F之間的關(guān)系等,并根據(jù)這些關(guān)系計算最佳的溫度控制數(shù)據(jù)。
接下來,各振蕩器1將在步驟S408中計算出的溫度控制數(shù)據(jù)寫入到非易失性存儲器162中(S409),設(shè)定溫度調(diào)整步驟結(jié)束。
[效果]
如以上說明的那樣,第4實(shí)施方式的振蕩器1構(gòu)成為運(yùn)算部180能夠測定溫度傳感器8的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路140數(shù)字化后的數(shù)字信號V1、以及發(fā)熱控制電路130的輸出信號被A/D轉(zhuǎn)換電路150數(shù)字化后的數(shù)字信號V2。而且,由于數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2不易因噪聲而導(dǎo)致精度劣化,因此,即使在由于多個振蕩器1進(jìn)行動作而容易產(chǎn)生噪聲的環(huán)境中,各振蕩器1的運(yùn)算部180也能夠根據(jù)數(shù)字信號V1和數(shù)字信號V2的測定結(jié)果高精度地進(jìn)行設(shè)定溫度調(diào)整。因此,根據(jù)第4實(shí)施方式,通過降低設(shè)定溫度調(diào)整的誤差,能夠提高發(fā)熱元件7的發(fā)熱控制的精度,可以實(shí)現(xiàn)能夠以高頻率精度進(jìn)行動作的振蕩器1。此外,能夠提高成品率。
此外,根據(jù)第4實(shí)施方式,由于多個振蕩器1能夠同時進(jìn)行設(shè)定溫度調(diào)整,因此,能夠大幅減少多個振蕩器1的調(diào)整所需的時間。
2.電子設(shè)備
圖18是示出本實(shí)施方式的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的一例的功能框圖。此外,圖19是示出作為本實(shí)施方式的電子設(shè)備的一例的智能手機(jī)的外觀的一例的圖。
本實(shí)施方式的電子設(shè)備300構(gòu)成為包含電子器件310、CPU(Central Processing Unit:中央處理器)320、操作部330、ROM(Read Only Memory:只讀存儲器)340、RAM(Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲器)350、通信部360、顯示部370。另外,本實(shí)施方式的電子設(shè)備可以是省略或變更圖18的結(jié)構(gòu)要素(各部分)的一部分、或者附加其他結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)。
電子器件310包含:驅(qū)動部311;檢測信號輸出部312,其產(chǎn)生值伴隨物理量的變化而變化的第1模擬信號;以及控制部313,其產(chǎn)生根據(jù)第1模擬信號而被控制的第2模擬信號,并且控制驅(qū)動部的驅(qū)動狀態(tài)。
在電子器件310中,可以是,至少檢測信號輸出部312及控制部313被配備在基板上,能夠從該基板輸出第1模擬信號被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號及第2模擬信號被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號。或者,可以是,電子器件310進(jìn)一步包含運(yùn)算部314,該運(yùn)算部314測定第1模擬信號被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號及第2模擬信號被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號,并根據(jù)所測定的第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號來確定工作條件,控制部313根據(jù)所設(shè)定的該工作條件,控制驅(qū)動部311的驅(qū)動狀態(tài)。
CPU 320(處理部)基于存儲在ROM 340等中的程序,根據(jù)電子器件310的輸出信號進(jìn)行各種計算處理和控制處理。具體而言,CPU 320進(jìn)行如下處理:與來自操作部330的操作信號對應(yīng)的各種處理、為了與外部裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而控制通信部360的處理、發(fā)送用于在顯示部370中顯示各種信息的顯示信號的處理等。
操作部330是由操作鍵和按鈕開關(guān)等構(gòu)成的輸入裝置,將與用戶的操作對應(yīng)的操作信號向CPU 320輸出。
ROM 340存儲用于供CPU 320進(jìn)行各種計算處理和控制處理的程序和數(shù)據(jù)等。
RAM 350用作CPU 320的作業(yè)區(qū)域,暫時存儲從ROM 340讀出的程序和數(shù)據(jù)、從操作部330輸入的數(shù)據(jù)、CPU 320根據(jù)各種程序執(zhí)行的運(yùn)算結(jié)果等。
通信部360進(jìn)行用于使CPU 320與外部裝置之間的數(shù)據(jù)通信成立的各種控制。
顯示部370是由LCD(Liquid Crystal Display:液晶顯示器)等構(gòu)成的顯示裝置,根據(jù)從CPU 320輸入的顯示信號顯示各種信息。可以在顯示部370上設(shè)置作為操作部330而發(fā)揮功能的觸摸板。
作為電子器件310,通過應(yīng)用例如上述各實(shí)施方式的振蕩器1等電子器件,能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的電子設(shè)備。
作為這樣的電子設(shè)備300,考慮各種電子設(shè)備,例如,可列舉出GPS(Global Positioning System:全球定位系統(tǒng))模塊、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、廣播設(shè)備、人工衛(wèi)星和基站中利用的通信設(shè)備、電子鐘表、個人計算機(jī)(例如,移動型個人計算機(jī)、筆記本型個人計算機(jī)、平板型個人計算機(jī))、智能手機(jī)和移動電話機(jī)等移動終端、數(shù)碼相機(jī)、噴墨式吐出裝置(例如,噴墨打印機(jī))、路由器或開關(guān)等存儲區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、局域網(wǎng)設(shè)備、移動終端基站用設(shè)備、電視、攝像機(jī)、錄像機(jī)、車載導(dǎo)航裝置、實(shí)時時鐘裝置、尋呼機(jī)、電子記事本(也包含帶通信功能的)、電子詞典、計算器、電子游戲設(shè)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、電子雙筒鏡、POS終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電圖測量裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測機(jī)、燃?xì)獗淼雀鞣N測定設(shè)備、計量儀器類(例如、車輛、飛機(jī)、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器、頭戴顯示器、運(yùn)動跟蹤器、運(yùn)動追蹤儀、運(yùn)動控制器、PDR(歩行者位置方位測量)等。
作為本實(shí)施方式的電子設(shè)備300的一例,可列舉出,使用上述電子器件310作為基準(zhǔn)信號源、并作為通過例如有線或者無線與終端進(jìn)行通信的終端基站用裝置等而發(fā)揮功能的傳送裝置。作為電子器件310,例如通過應(yīng)用上述各實(shí)施方式的振蕩器1,還能夠?qū)崿F(xiàn)可用于例如通信基站等的期望頻率精度高、高性能、高可靠性的電子設(shè)備300。
此外,作為本實(shí)施方式的電子設(shè)備300的另一例,也可以是通信裝置,在該通信裝置中,通信部360接收外部時鐘信號,CPU 320(處理部)包含頻率控制部,該頻率控制部根據(jù)該外部時鐘信號和電子器件310的輸出信號(內(nèi)部時鐘信號)控制電子器件310的頻率。該通信裝置例如可以是在層(stratum)3等基干系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和毫微微小區(qū)中使用的通信設(shè)備。
3.移動體
圖20是示出本實(shí)施方式的移動體的一例的圖(俯視圖)。圖20所示的移動體400構(gòu)成為包含電子器件410,進(jìn)行發(fā)動機(jī)系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)等的各種控制的控制器420、430、440、電池450、備用電池460。另外,本實(shí)施方式的移動體可以是省略圖20的結(jié)構(gòu)要素(各部分)的一部分、或者附加其他結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)。
電子器件410包含:驅(qū)動部(未圖示);檢測信號輸出部(未圖示),其產(chǎn)生值伴隨物理量的變化而變化的第1模擬信號;以及控制部(未圖示),其產(chǎn)生根據(jù)第1模擬信號而被控制的第2模擬信號,并且控制驅(qū)動部的驅(qū)動狀態(tài)。
在電子器件410中,可以是,至少檢測信號輸出部及控制部被配備在基板上,能夠從該基板輸出第1模擬信號被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號及第2模擬信號被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號?;蛘撸部梢允?,電子器件410進(jìn)一步包含運(yùn)算部(未圖示),該運(yùn)算部測定第1模擬信號被數(shù)字化后的第1數(shù)字信號及第2模擬信號被數(shù)字化后的第2數(shù)字信號,并根據(jù)所測定的第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號來確定工作條件,控制部根據(jù)所設(shè)定的該工作條件控制驅(qū)動部的驅(qū)動狀態(tài)。
控制器420、430、440根據(jù)電子器件410的輸出信號進(jìn)行各種控制。
電池450向電子器件410以及控制器420、430、440供給電力。備用電池460在電池450的輸出電壓降低至比閾值低時,向電子器件410以及控制器420、430、440供給電力。
作為電子器件410,通過應(yīng)用例如上述各實(shí)施方式的振蕩器1等電子器件,能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的移動體。
作為這樣的移動體400,考慮各種移動體,例如,可列舉出機(jī)動車(也包含電動車)、噴氣機(jī)或直升飛機(jī)等飛機(jī)、船舶、火箭、人工衛(wèi)星等。
本發(fā)明不限于本實(shí)施方式,能夠在本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)實(shí)施各種變形。
上述實(shí)施方式以及變形例是一例,但并不限于此。例如,也能夠?qū)⒏鲗?shí)施方式以及各變形例適當(dāng)組合。
本發(fā)明包含與在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)(例如,功能、方法以及結(jié)果相同的結(jié)構(gòu),或者目的以及效果相同的結(jié)構(gòu))。此外,本發(fā)明包含將在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)的非本質(zhì)的部分置換而得到的結(jié)構(gòu)。此外,本發(fā)明包含起到與在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)相同的作用效果的結(jié)構(gòu)或者能夠達(dá)成相同目的的結(jié)構(gòu)。此外,本發(fā)明包含對在實(shí)施方式中說明的結(jié)構(gòu)附加公知技術(shù)而得到的結(jié)構(gòu)。
如上所述,本發(fā)明的電子器件除了振蕩器以外,也能夠應(yīng)用于角速度傳感器或加速度傳感器等各種物理量傳感器等各種各樣的電子器件,進(jìn)而,作為物理量,既可以是角速度,也可以是加速度,例如,在電子器件是角速度傳感器的情況下,作為成為干擾的物理量,可列舉出加速度,在電子器件為加速度傳感器的情況下,作為成為干擾的物理量,可列舉出角速度(科里奧利力)。