特開 2024-140094 回路装置及び発振器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140094

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】回路装置及び発振器

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051089

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】樋口 哲平

(72)【発明者】

【氏名】松崎 賞

(72)【発明者】

【氏名】鳥海 裕一

(72)【発明者】

【氏名】臼田 俊也

【テーマコード（参考）】

5J079

【Ｆターム（参考）】

5J079AA04

5J079AA06

5J079BA39

5J079BA43

5J079BA44

5J079BA53

5J079FA14

5J079FA15

5J079FA21

5J079FB03

5J079FB47

5J079FB48

5J079GA09

5J079HA03

5J079HA07

5J079HA09

5J079KA01

(57)【要約】

【課題】２つの外部端子と振動子とを接続する検査用のモードを有し、かつ、電源電圧の変動が生じても誤って検査用のモードに遷移するおそれを低減させることが可能な回路装置を提供すること。
【解決手段】振動子に接続される第１端子及び第２端子と、第３端子と、第４端子と、前記第１端子と前記第３端子との間の信号経路上に設けられた第１スイッチと、前記第２端子と前記第４端子との間の信号経路上に設けられた第２スイッチと、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオン又はオフに制御する信号を出力するレジスターと、を含み、第１モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフとなり、前記第３端子に制御信号が入力され、前記第４端子からクロック信号が出力され、第２モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンとなる、回路装置。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動子に接続される第１端子及び第２端子と、
第３端子と、
第４端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間の信号経路上に設けられた第１スイッチと、
前記第２端子と前記第４端子との間の信号経路上に設けられた第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオン又はオフに制御する信号を出力するレジスターと、を含み、
第１モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフとなり、前記第３端子に制御信号が入力され、前記第４端子からクロック信号が出力され、
第２モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンとなる、回路装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記第１端子からの信号を増幅して前記第２端子に出力する増幅回路を含む、回路装置。

【請求項3】

請求項１において、
前記振動子を発振させる発振回路と、
前記発振回路からの発振信号が入力されて前記クロック信号を出力する出力バッファーと、
前記出力バッファーと前記第４端子との間の信号経路上に設けられ、前記レジスターによって制御され、前記第１モードでオンとなり、前記第２モードでオフとなる入出力回路と、を備える、回路装置。

【請求項4】

請求項１において、
前記第３端子と前記レジスターとの間の信号経路上に設けられた第１入出力回路と、
前記第４端子と前記レジスターとの間の信号経路上に設けられた第２入出力回路と、をさらに備え、
第３モードにおいて、前記第３端子及び前記第４端子を用いた通信によって前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御するための設定値が前記レジスターに設定される、回路装置。

【請求項5】

請求項４において、
前記第３モードにおいて、前記第３端子がシリアルデータ端子となり、前記第４端子がシリアルクロック端子となる、回路装置。

【請求項6】

請求項４において、
電源投入時に設定される前記レジスターの初期値により、前記第１モードに設定される、回路装置。

【請求項7】

振動子と、
前記振動子に接続された回路装置と、
前記振動子及び前記回路装置を収容する容器と、を備え、
前記回路装置は、
前記振動子に接続される第１端子及び第２端子と、
第３端子と、
第４端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間の信号経路上に設けられた第１スイッチと、
前記第２端子と前記第４端子との間の信号経路上に設けられた第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオン又はオフに制御する信号を出力するレジスターと、を含み、
前記容器は、
前記第３端子と接続された第１外部端子と、
前記第４端子と接続された第２外部端子と、を含み、
第１モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフとなり、前記第１外部端子に制御信号が入力され、前記第２外部端子からクロック信号が出力され、
第２モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンとなる、発振器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路装置及び発振器に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、出力端子を出力回路と水晶片の一方の励振電極のいずれかに接続させる第１切換回路と、機能端子を機能回路と水晶片の他方の励振電極のいずれかに接続させる第２切換回路とが設けられ、第１切換回路および第２切換回路は電源端子に接続した電圧検出回路からの切換信号によって動作する、表面実装発振器が記載されている。特許文献１に記載の表面実装発振器によれば、水晶検査端子に実装端子を兼用して小型化を促進することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２０１０９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の表面実装発振器では、意図しない電源電圧の変動によって第１切換回路および第２切換回路が動作し、発振器の通常動作中に機能端子および出力端子が水晶片の２つの励振電極にそれぞれ接続され、動作不良を引き起こすおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る回路装置の一態様は、
振動子に接続される第１端子及び第２端子と、
第３端子と、
第４端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間の信号経路上に設けられた第１スイッチと、
前記第２端子と前記第４端子との間の信号経路上に設けられた第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオン又はオフに制御する信号を出力するレジスターと、を含み、
第１モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフとなり、前記第３端子に制御信号が入力され、前記第４端子からクロック信号が出力され、
第２モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンとなる。

【0006】

本発明に係る発振器の一態様は、
振動子と、
前記振動子に接続された回路装置と、
前記振動子及び前記回路装置を収容する容器と、を備え、
前記回路装置は、
前記振動子に接続される第１端子及び第２端子と、
第３端子と、
第４端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間の信号経路上に設けられた第１スイッチと、
前記第２端子と前記第４端子との間の信号経路上に設けられた第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオン又はオフに制御する信号を出力するレジスターと、を含み、
前記容器は、
前記第３端子と接続された第１外部端子と、
前記第４端子と接続された第２外部端子と、を含み、
第１モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフとなり、前記第１外部端子に制御信号が入力され、前記第２外部端子からクロック信号が出力され、
第２モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンとなる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態の発振器の斜視図。

【図2】本実施形態の発振器の断面図。

【図3】本実施形態の発振器の他の断面図。

【図4】本実施形態の発振器の底面図。

【図5】本実施形態の発振器の機能ブロック図。

【図6】本実施形態の発振器に検査装置が接続された検査システムの構成を示す図。

【図7】検査装置による振動子のＣＩ値の検査方法の手順の一例を示すフローチャート図。

【図8】検査装置がＣＩ値の検査を行うときの各端子及び各信号の電圧波形の一例を示す図。

【図9】検査モードにおける発振器の状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0009】

１．発振器の構成
図１～図４は、本実施形態の発振器１の構造の一例を示す図である。図１は、発振器１の斜視図であり、図２は、図１のＡ－Ａ断面図の一例である。図３は、図１のＡ－Ａ断面図の他の一例であり、図４は、発振器１の底面図である。

【0010】

図１～図３に示すように、発振器１は、回路装置２、振動子３、パッケージ４、リッド５及び複数の外部端子６を含む。本実施形態では、振動子３は、基板材料として水晶を用いた水晶振動子であり、例えば、ＡＴカット水晶振動子や音叉型水晶振動子等である。振動子３は、ＳＡＷ共振子であってもよい。ＳＡＷはSurface Acoustic Waveの略である。また、振動子３の基板材料としては、水晶の他、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料等を用いることができる。振動子３の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよい。また、本実施形態では、回路装置２は１チップの集積回路で実現されている。ただし、回路装置２は、少なくとも一部がディスクリート部品で構成されていてもよい。

【0011】

図２に示す発振器１は、シングルシール構造の発振器であり、パッケージ４は、回路装置２と振動子３とを同一空間内に収容する容器である。具体的には、パッケージ４には、凹部が設けられており、リッド５で凹部を覆うことによって収容室７となる。また、図３に示す発振器１は、Ｈ型構造の発振器であり、パッケージ４は、回路装置２と振動子３とを別空間内に収容する容器である。具体的には、パッケージ４には、対向する面に２つの凹部が設けられており、リッド５で一方の凹部を覆うことによって収容室７ａとなり、封止部材８で他方の凹部を覆うことによって収容室７ｂとなる。収容室７ａには振動子３が収容され、収容室７ｂには回路装置２が収容されている。

【0012】

振動子３は、その表面及び裏面にそれぞれ金属の励振電極３ａ，３ｂを有しており、励振電極３ａ，３ｂを含む振動子３の形状や質量に応じた所望の周波数で発振する。パッケージ４の内部又は凹部の表面には、回路装置２の２つの端子、具体的には、後述する図５のＴ１端子及びＴ２端子と、振動子３の２つの励振電極３ａ，３ｂとをそれぞれ電気的に接続するための不図示の配線が設けられている。また、パッケージ４の内部又は凹部の表面には、回路装置２の各端子とパッケージ４の底面に設けられた各外部端子６とを電気的に接続するための不図示の配線が設けられている。

【0013】

図４に示すように、本実施形態の発振器１は、底面であるパッケージ４の裏面に、電源電圧Ｖｄｄが供給される電源端子であるＶＤＤ端子、グラウンド電圧Ｖｓｓが供給されるグラウンド端子であるＶＳＳ端子、出力端子であるＯＵＴ端子及び出力イネーブル端子であるＯＥ端子の４個の外部端子６が設けられている。すなわち、本実施形態では、パッケージ４は、ＶＤＤ端子、ＶＳＳ端子、ＯＵＴ端子及びＯＥ端子の４個の外部端子６を有する。

【0014】

図５は、第１実施形態の発振器１の機能ブロック図である。図５に示すように、本実施形態の発振器１は、回路装置２と振動子３とを含む。回路装置２は、外部接続端子として、Ｔ１端子、Ｔ２端子、Ｔ３端子、Ｔ４端子、Ｔ５端子及びＴ６端子を有している。Ｔ１端子は振動子３の一端と電気的に接続され、Ｔ２端子は振動子３の他端と電気的に接続されている。Ｔ３端子、Ｔ４端子、Ｔ５端子及びＴ６端子は、図４に示した発振器１の複数の外部端子６であるＯＥ端子、ＯＵＴ端子、ＶＤＤ端子及びＶＳＳ端子とそれぞれ電気的に接続されている。

【0015】

本実施形態では、回路装置２は、発振回路１０、出力バッファー２０、第１入出力回路３０、第２入出力回路４０、制御回路５０、第１スイッチ６０、第２スイッチ７０及びパワーオンリセット回路８０を備える。なお、回路装置２は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。

【0016】

発振回路１０は、Ｔ１端子及びＴ２端子と接続され、振動子３を発振させて発振信号を生成する。発振回路１０は、Ｔ１端子からの信号を増幅してＴ２端子に出力する増幅回路を含む。具体的には、発振回路１０は、振動子３から出力される信号がＴ１端子を介して入力され、増幅回路により当該信号を増幅してＴ２端子を介して振動子３に供給する。例えば、図５に示すように、発振回路１０は、論理反転回路１１、抵抗１２，１３、可変容量回路１４，１５及び容量素子１６を含む。

【0017】

可変容量回路１４は、一端がＴ１端子と接続され、他端にはグラウンド電圧Ｖｓｓが供給される。可変容量回路１５は、一端がＴ２端子と接続され、他端にはグラウンド電圧Ｖｓｓが供給される。容量素子１６は、一端がＴ１端子と接続され、他端が抵抗１２の一端及び論理反転回路１１の入力端子と接続されている。

【0018】

論理反転回路１１は、入力端子が容量素子１６の他端及び抵抗１２の一端と接続され、出力端子が抵抗１２の他端及び抵抗１３の一端と接続されている。抵抗１３の他端は、可変容量回路１５の一端及びＴ２端子と接続されている。また、論理反転回路１１の制御端子には、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮが入力される。

【0019】

このように構成されている発振回路１０では、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮがハイレベルのときは、振動子３からＴ１端子を介して入力される信号が、容量素子１６によってＤＣ成分がカットされて論理反転回路１１に入力され、増幅回路である論理反転回路１１によって反転増幅された信号が抵抗１３及びＴ２端子を介して振動子３に供給される。これにより、振動子３が発振する。一方、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮがローレベルのときは、論理反転回路１１が入力信号の論理レベルによらずに出力信号をハイインピーダンス状態にすることにより、振動子３の発振動作を停止する。

【0020】

可変容量回路１４，１５は振動子３の負荷容量として機能する。可変容量回路１４，１５の容量値が大きいほど振動子３の発振周波数が低くなり、可変容量回路１４，１５の容量値が小さいほど振動子３の発振周波数が高くなる。可変容量回路１４，１５は、振動子３を所望の周波数で発振させるように、発振周波数の調整のために設けられており、不図示の不揮発性メモリーに可変容量回路１４，１５の容量値を設定するための情報が記憶されている。

【0021】

出力バッファー２０は、発振回路１０からの発振信号が入力されてクロック信号ＣＫを出力する。具体的には、出力バッファー２０の入力端子には、発振回路１０の論理反転回路１１から出力される発振信号が入力される。そして、出力バッファー２０は、当該発振信号をバッファリングし、制御端子に入力される信号がハイレベルのときに出力端子からクロック信号ＣＫを出力する。出力バッファー２０は、制御端子に入力される信号がローレベルのときは、出力端子からグラウンド電圧Ｖｓｓを出力する。

【0022】

制御回路５０は、各回路の動作を制御する。具体的には、制御回路５０は、回路装置２の動作モードを、通常動作モード、外部通信モード及び検査モードを含む複数のモードのうちの１つに設定し、設定した動作モードに応じた制御を行う。通常動作モードは、発振回路１０が発振動作を行い、ＯＥ端子から入力される制御信号に応じて、ＯＵＴ端子からクロック信号ＣＫが出力されるか否かが制御される動作モードである。また、外部通信モードは、制御回路５０がＯＥ端子とＯＵＴ端子を介して不図示の外部装置と通信する動作モードである。検査モードは、第１入出力回路３０及び第２入出力回路４０がともにオフとなり、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がともにオンし、振動子３の両端がそれぞれＯＥ端子とＯＵＴ端子を介して外部装置と接続される動作モードである。本実施形態では、図５に示すように、制御回路５０は、シリアルインターフェース回路５１及びレジスター５２を含む。

【0023】

シリアルインターフェース回路５１は、ＶＤＤ端子への電源電圧Ｖｄｄの供給が開始してから所定期間内に、ＯＥ端子から所定のパターンの制御信号が入力された場合には、当該所定期間の経過後に動作モードを外部通信モードに設定する。また、シリアルインターフェース回路５１は、電源電圧Ｖｄｄの供給が開始してから所定期間内に、ＯＥ端子から所定のパターンの制御信号が入力されない場合には、当該所定期間の経過後に動作モードを外部通信モードに設定せずに、通常動作モードに設定する。例えば、シリアルインターフェース回路５１は、電源電圧Ｖｄｄの供給により振動子３が発振を開始して発振が安定したことを検出するまでの期間を当該所定期間としてもよいし、クロック信号ＣＫのパルス数をカウントし、カウント値が所定の値に到達したら当該所定期間が経過したと判断してもよい。また、例えば、シリアルインターフェース回路５１は、電源電圧Ｖｄｄの供給により動作を開始するＲＣ時定数回路の出力信号に基づいて当該所定期間を計測してもよい。

【0024】

外部通信モードでは、シリアルインターフェース回路５１は、第１入出力回路３０を介してＯＥ端子と電気的に接続され、第２入出力回路４０を介してＯＵＴ端子と電気的に接続され、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子を介して不図示の外部装置とデータ通信を行うことができる。本実施形態では、外部通信モードにおいて、ＯＥ端子及びＴ３端子がシリアルデータ端子となり、ＯＵＴ端子及びＴ４端子がシリアルクロック端子となる。そして、外部装置は、所定の通信規格に従い、ＯＵＴ端子にシリアルクロック信号を出力し、シリアルクロック信号に同期して、ＯＥ端子にシリアルデータ信号を出力し、あるいは、シリアルインターフェース回路５１からＯＥ端子に出力される信号を取得する。シリアルインターフェース回路５１は、外部通信モードにおいて、例えばＩ２Ｃバスの規格に準じて、シリアルクロック信号のエッジ毎に、各種のコマンドとしてのシリアルデータ信号をサンプリングする。Ｉ２Ｃは、Inter-Integrated Circuitの略である。そして、シリアルインターフェース回路５１は、サンプリングしたコマンドに基づいて、動作モードの設定や、レジスター５２に対するデータの読み出しや書き込み等の処理を行う。なお、本実施形態では、シリアルインターフェース回路５１は、例えば、Ｉ２Ｃバス等の２線式バスの通信規格で外部装置と通信を行うが、ＳＰＩバス等の３線式バスあるいは４線式バスの通信規格で外部装置と通信を行ってもよい。ＳＰＩは、Serial Peripheral Interfaceの略である。

【0025】

例えば、シリアルインターフェース回路５１は、レジスター設定コマンドをサンプリングした場合、レジスター設定コマンドで指定されたレジスター５２のアドレスに、指定されたデータを書き込む。レジスター５２は、複数ビットのデータを保持し、当該複数ビットのうちの５ビットを、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮ、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ、第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮ、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮ及び第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮとして出力する。発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮは、発振回路１０の動作を制御する信号である。また、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ及び第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮは、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０をそれぞれオン又はオフに制御する信号である。また、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮ及び第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮは、第１入出力回路３０及び第２入出力回路４０をそれぞれオン又はオフに制御する信号である。

【0026】

外部装置は、外部通信モードにおいて、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子を介して、シリアルインターフェース回路５１にレジスター設定コマンドを送信することにより、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮ、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ及び第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮをそれぞれローレベル又はハイレベルに設定することができる。また、外部装置は、レジスター設定コマンドにより、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮをローレベルに設定し、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ及び第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮをともにハイレベルに設定した後、通信を終了させる。これにより、シリアルインターフェース回路５１が第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮ及び第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮをともにローレベルに設定し、動作モードが外部通信モードから検査モードに移行する。

【0027】

第１入出力回路３０は、Ｔ３端子とレジスター５２との間の信号経路上に設けられている。第１入出力回路３０は、Ｔ３端子と出力バッファー２０との間の信号経路上に設けられている。そして、第１入出力回路３０は、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮの論理レベルに応じてオン又はオフする。具体的には、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮがハイレベルのときは、第１入出力回路３０がオンする。そして、第１入出力回路３０がオンすることにより、通常動作モードでは、Ｔ３端子と出力バッファー２０の制御端子とが電気的に接続され、Ｔ３端子とレジスター５２とが電気的に切断される。また、第１入出力回路３０がオンすることにより、外部通信モードでは、シリアルインターフェース回路５１を介してＴ３端子とレジスター５２とが電気的に接続され、Ｔ３端子と出力バッファー２０の制御端子とが電気的に切断される。一方、検査モードでは、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮがローレベルであり、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮがローレベルのときは、第１入出力回路３０がオフする。第１入出力回路３０がオフすることにより、Ｔ３端子と出力バッファー２０の制御端子とが電気的に切断され、Ｔ３端子とレジスター５２とが電気的に切断される。このように、第１入出力回路３０は、レジスター５２から出力される第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮによって制御され、通常動作モード及び外部通信モードでオンとなり、検査モードでオフとなる。

【0028】

第２入出力回路４０は、出力バッファー２０とＴ４端子との間の信号経路上に設けられている。また、第２入出力回路４０は、Ｔ４端子とレジスター５２との間の信号経路上に設けられている。そして、第２入出力回路４０は、第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮの論理レベルに応じてオン又はオフする。具体的には、第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮがハイレベルのときは、第２入出力回路４０がオンする。そして、第２入出力回路４０がオンすることにより、通常動作モードでは、出力バッファー２０の出力端子とＴ４端子とが電気的に接続され、Ｔ４端子とレジスター５２とが電気的に切断される。また、第２入出力回路４０がオンすることにより、外部通信モードでは、シリアルインターフェース回路５１を介してＴ４端子とレジスター５２とが電気的に接続され、出力バッファー２０の出力端子とＴ４端子とが電気的に切断される。一方、検査モードでは、第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮがローレベルであり、第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮがローレベルのときは、第２入出力回路４０がオフする。第２入出力回路４０がオフすることにより、出力バッファー２０とＴ４端子とが電気的に切断され、Ｔ４端子とレジスター５２とが電気的に切断される。このように、第２入出力回路４０は、レジスター５２から出力される第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮによって制御され、通常動作モード及び外部通信モードでオンとなり、検査モードでオフとなる。

【0029】

第１スイッチ６０は、Ｔ１端子とＴ３端子との間の信号経路上に設けられている。そして、第１スイッチ６０は、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮの論理レベルに応じてオン又はオフする。具体的には、通常動作モード及び外部通信モードでは、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮがローレベルであり、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮがローレベルのときは、第１スイッチ６０がオフする。第１スイッチ６０がオフすることにより、Ｔ１端子とＴ３端子とが電気的に切断され、これにより、振動子３の一端とＯＥ端子とが電気的に切断される。一方、検査モードでは、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮがハイレベルであり、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮがハイレベルのときは、第１スイッチ６０がオンする。第１スイッチ６０がオンすることにより、Ｔ１端子とＴ３端子とが電気的に接続され、これにより、振動子３の一端とＯＥ端子とが電気的に接続される。

【0030】

第２スイッチ７０は、Ｔ２端子とＴ４端子との間の信号経路上に設けられている。そして、第２スイッチ７０は、第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮの論理レベルに応じてオン又はオフする。具体的には、通常動作モード及び外部通信モードでは、第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがローレベルであり、第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがローレベルのときは、第２スイッチ７０がオフする。第２スイッチ７０がオフすることにより、Ｔ２端子とＴ４端子とが電気的に切断され、これにより、振動子３の他端とＯＵＴ端子とが電気的に切断される。一方、検査モードでは、第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがハイレベルであり、第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがハイレベルのときは、第２スイッチ７０がオンする。第２スイッチ７０がオンすることにより、Ｔ２端子とＴ４端子とが電気的に接続され、これにより、振動子３の他端とＯＵＴ端子とが電気的に接続される。

【0031】

パワーオンリセット回路８０は、ＶＤＤ端子への電源電圧Ｖｄｄの供給が開始すると、所定期間ハイレベルとなるリセット信号ＲＳＴを出力する。リセット信号ＲＳＴによってレジスター５２がリセットされ、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮ、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮ、第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮがハイレベルに初期化され、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ及び第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがローレベルに初期化される。その後、所定期間が経過すると、回路装置２の動作モードが通常動作モードに初期化される。すなわち、回路装置２は、電源投入時に設定されるレジスター５２の初期値により、通常動作モードに設定される。

【0032】

前述の通り、外部通信モードにおいて、Ｔ３端子及びＴ４端子を用いた通信によって第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０を制御するための設定値がレジスター５２に設定される。通常動作モードでは、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオフとなり、振動子３の一端とＴ３端子とが電気的に切断され、振動子３の他端とＴ４端子とが電気的に切断される。そして、Ｔ３端子に出力バッファー２０の動作を制御する制御信号が入力され、Ｔ４端子からクロック信号ＣＫが出力される。したがって、発振器１は、通常動作モードにおいて、ＯＥ端子から入力される制御信号に応じて、ＯＵＴ端子からクロック信号ＣＫを出力する。

【0033】

一方、検査モードでは、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオンとなり、Ｔ１端子とＴ３端子とが電気的に接続され、Ｔ２端子とＴ４端子とが電気的に接続される。これにより、振動子３の一端とＯＥ端子とが電気的に接続され、振動子３の他端とＯＵＴ端子とが電気的に接続されるので、外部装置である検査装置は、ＯＥ端子とＯＵＴ端子とを用いて、振動子３のＣＩ値を検査することができる。なお、容量素子１６により、Ｔ１端子から抵抗１２及び抵抗１３を経由してＴ２端子に至るＤＣ経路がカットされるので、この経路による検査への悪影響は生じない。

【0034】

なお、本実施形態では、Ｔ１端子は第１端子の一例であり、Ｔ２端子は第２端子の一例であり、Ｔ３端子は第３端子の一例であり、Ｔ４端子は第４端子の一例である。また、ＯＥ端子は第１外部端子の一例であり、ＯＵＴ端子は第２外部端子の一例である。また、通常動作モードは第１モードの一例であり、検査モードは第２モードの一例であり、外部通信モードは第３モードの一例である。

【0035】

２．ＣＩ値の検査方法
前述の通り、本実施形態では、検査モードにおいて、振動子３の一端とＯＥ端子とが電気的に接続され、振動子３の他端とＯＵＴ端子とが電気的に接続されるので、外部装置である検査装置は、ＯＥ端子とＯＵＴ端子とを用いて、振動子３のＣＩ値を検査することができる。

【0036】

図６は、発振器１に検査装置１００が接続された検査システムの構成を示す図である。図６に示すように、検査装置１００は、発振器１のＶＤＤ端子、ＶＳＳ端子、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子と接続されている。発振器１のグラウンドと検査装置１００のグラウンドは共通である。

【0037】

図７は、図６の検査システムにおいて、検査装置１００による振動子３のＣＩ値の検査方法の手順の一例を示すフローチャート図である。また、図８は、図７のフローチャートによってＣＩ値の検査を行うときの各端子及び各信号の電圧波形の一例を示す図である。

【0038】

図７の例では、まず、工程Ｓ１において、検査装置１００は、発振器１のＶＤＤ端子に電源電圧Ｖｄｄを供給する。工程Ｓ１により、図８に示すように、ＶＤＤ端子がグラウンド電圧Ｖｓｓから所望の電圧まで上昇する。これにより、所定期間ハイレベルとなるリセット信号ＲＳＴが発生し、レジスター５２の各ビットが初期化される。その結果、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ及び第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがローレベルに初期化されて第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオフする。また、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮがハイレベルに初期化されて発振回路１０が発振動作を開始する。また、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮ及び第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮがハイレベルに初期化されて第１入出力回路３０及び第２入出力回路４０がオンする。

【0039】

次に、工程Ｓ２において、検査装置１００は、発振器１のＯＥ端子に制御信号を供給し、発振器１を外部通信モードに設定する。すなわち、図８に示すように、検査装置１００は、ＶＤＤ端子に電源電圧Ｖｄｄを供給してから所定期間内に、発振器１のＯＥ端子に予め決められた所定のパターンの信号を供給し、発振器１を外部通信モードに設定する。

【0040】

次に、工程Ｓ３において、検査装置１００は、発振器１のＯＵＴ端子及びＯＥ端子に制御信号を供給し、レジスター５２に検査用の設定値を書き込むためのコマンドを送信する。すなわち、図８に示すように、検査装置１００は、ＯＥ端子の論理レベルをハイレベルに固定し、かつ、ＯＵＴ端子の論理レベルをハイレベルからローレベルに変化させることにより、スタートコンディションを成立させて通信を開始する。そして、検査装置１００は、ＯＥ端子からシリアルクロック信号を入力し、ＯＵＴ端子からシリアルデータ信号を入力して、レジスター５２の各ビットに所望の値を書き込むためのコマンドを送信する。

【0041】

次に、工程Ｓ４において、検査装置１００は、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子を用いた通信を終了し、発振器１を検査モードに設定する。すなわち、図８に示すように、検査装置１００は、ＯＥ端子の論理レベルをハイレベルに固定し、かつ、ＯＵＴ端子の論理レベルをローレベルからハイレベルに変化させることにより、ストップコンディションを成立させて通信を終了する。これにより、シリアルインターフェース回路５１が、レジスター５２に所望の設定値を書き込み、図８に示すように、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ及び第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがローレベルからハイレベルに変化して第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオンする。また、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮがハイレベルからローレベルに変化して発振回路１０が発振動作を停止する。さらに、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮ及び第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮがハイレベルからローレベルに変化し、発振器１が検査モードに設定される。

【0042】

図９に、検査モードにおける発振器１の状態を示す。検査モードでは、第１スイッチイネーブル信号ＳＷ１ＥＮ及び第２スイッチイネーブル信号ＳＷ２ＥＮがハイレベルであり、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオンしている。その結果、ＯＥ端子と振動子３の一端とが電気的に接続され、ＯＵＴ端子と振動子３の他端とが電気的に接続されている。また、発振イネーブル信号ＯＳＣＥＮがローレベルであり、発振回路１０が発振動作を停止している。また、第１入出力イネーブル信号ＩＯ１ＥＮ及び第２入出力イネーブル信号ＩＯ２ＥＮがローレベルであり、第１入出力回路３０及び第２入出力回路４０がオフしている。

【0043】

最後に、工程Ｓ５において、検査装置１００は、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子を用いて振動子３のＣＩ値を測定する。例えば、検査装置１００は、インピーダンスアナライザーを内蔵しており、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子の一方に入力する信号の周波数を掃引しながら、ＯＥ端子及びＯＵＴ端子の他方を用いて振動子３のインピーダンスを測定する。

【0044】

図９に示すように、検査モードでは、第１入出力回路３０及び第２入出力回路４０がオフとなるので、ＯＥ端子と第１入出力回路３０との接続やＯＵＴ端子と第２入出力回路４０との接続がハイインピーダンスとなり、ＯＥ端子の信号が第１入出力回路３０によって影響を受けなくなり、ＯＵＴ端子の信号が第２入出力回路４０によって影響を受けなくなる。さらに、検査モードでは、発振回路１０が発振動作を停止し、発振回路１０と振動子３との接続もハイインピーダンスとなることで、振動子３が発振回路１０によって影響を受けなくなる。したがって、検査装置１００は、振動子３のＣＩ値の検査を高精度に行うことができる。

【0045】

３．作用効果
以上に説明したように、本実施形態の発振器１では、回路装置２において、通常動作モードでは、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオフとなってＴ３端子及びＴ４端子とＴ１端子及びＴ２端子とが電気的に切断され、Ｔ３端子に入力される制御信号に応じて、振動子３の発振動作に基づくクロック信号ＣＫがＴ４端子から出力される。一方、回路装置２において、検査モードでは、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオンとなり、Ｔ３端子及びＴ４端子がＴ１端子及びＴ２端子を介して振動子３の両端とそれぞれ電気的に接続される。したがって、本実施形態の発振器１によれば、検査モードにおいて、検査装置１００が、Ｔ３端子及びＴ３端子とそれぞれ接続されているＯＥ端子及びＯＵＴ端子を用いて振動子３を検査することができる。

【0046】

また、本実施形態の発振器１では、回路装置２において、第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０は、レジスター５２から出力される信号によってそれぞれオン又はオフに制御される。そのため、回路装置２において、レジスター５２から出力される信号の論理レベルが変化するほど電源電圧Ｖｄｄが大きく変動しない限り、通常動作モードにおいて第１スイッチ６０及び第２スイッチ７０がオンしない。したがって、本実施形態の発振器１によれば、回路装置２の通常動作モードにおいて電源電圧Ｖｄｄの変動が生じても誤って検査モードに遷移するおそれを低減させることができる。

【0047】

また、本実施形態の発振器１によれば、回路装置２の検査モードにおいて、Ｔ３端子と第１入出力回路３０とが電気的に切断され、Ｔ４端子と第２入出力回路４０とが電気的に切断されるので、Ｔ３端子の信号及びＴ４端子の信号が第１入出力回路３０及び第２入出力回路４０によってそれぞれ影響を受けなくすることができる。また、回路装置２の検査モードにおいて、発振回路１０が発振動作を停止するので、振動子３が発振回路１０によって影響を受けなくすることができる。したがって、検査装置１００は、振動子３の検査を高精度に行うことができる。

【0048】

また、本実施形態の発振器１によれば、回路装置２において、通常動作モードでの動作に必要なＴ３端子及びＴ４端子が、検査モードにおいて振動子３の検査のために兼用され、外部通信モードにおいてレジスター５２の設定のために兼用されるので、検査モードや外部通信モードに専用の端子が不要であり、小型化に有利である。したがって、本実施形態の発振器１によれば、例えば、検査専用端子を設けることが困難な小型のパッケージを用いた場合でも、振動子３の検査を行うことができる。

【0049】

また、本実施形態の発振器１によれば、回路装置２は、電源投入により通常動作モードに初期化されるので、検査モードや外部通信モードに設定された場合に電源を再投入することにより確実に通常動作モードに復帰することができる。

【0050】

４．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0051】

例えば、上記の実施形態では、第１スイッチ６０がＴ１端子とＴ３端子との間の信号経路上に設けられ、第２スイッチ７０がＴ２端子とＴ４端子との間の信号経路上に設けられているが、第１スイッチ６０がＴ１端子とＴ４端子との間の信号経路上に設けられ、第２スイッチ７０がＴ２端子とＴ３端子との間の信号経路上に設けられてもよい。

【0052】

また、上記の実施形態の発振器１は、ＳＰＸＯ等のシンプルな発振器であるが、ＴＣＸＯ等の温度補償機能を有する発振器であってもよいし、ＶＣＸＯ等の周波数制御機能を有する発振器であってもよい。ＳＰＸＯはSimple Packaged Crystal Oscillatorの略である。ＴＣＸＯはTemperature Compensated Crystal Oscillatorの略である。ＶＣＸＯはVoltage Controlled Crystal Oscillatorの略である。また、発振器１は、ＶＣ－ＴＣＸＯ等の温度補償機能及び周波数制御機能を有する発振器であってもよいし、ＯＣＸＯ等の温度制御機能を有する発振器などであってもよい。ＶＣ－ＴＣＸＯはVoltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillatorの略である。また、ＯＣＸＯは、Oven Controlled Crystal Oscillatorの略である。

【0053】

また、上記の実施形態では、第１スイッチ６０と電気的に接続されているＴ３端子に、出力バッファー２０の出力を制御する信号が入力されるが、これ以外の制御信号が入力されてもよい。例えば、Ｔ３端子には、発振器１をスタンバイモードに設定するための制御信号が入力されてもよいし、発振器１がＶＣＸＯ等の周波数制御機能を有する発振器であれば、クロック信号ＣＫの周波数を制御するための信号が入力されてもよい。

【0054】

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

【0055】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【0056】

上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。

【0057】

回路装置の一態様は、
振動子に接続される第１端子及び第２端子と、
第３端子と、
第４端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間の信号経路上に設けられた第１スイッチと、
前記第２端子と前記第４端子との間の信号経路上に設けられた第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオン又はオフに制御する信号を出力するレジスターと、を含み、
第１モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフとなり、前記第３端子に制御信号が入力され、前記第４端子からクロック信号が出力され、
第２モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンとなる。

【0058】

この回路装置では、第１モードにおいて、第１スイッチ及び第２スイッチがオフとなって第３端子及び第４端子と第１端子及び第２端子とが電気的に切断され、第３端子に入力される制御信号に応じて、振動子の発振動作に基づくクロック信号が第４端子から出力される。一方、第２モードにおいて、第１スイッチ及び第２スイッチがオンとなり、第３端子及び第４端子が第１端子及び第２端子を介して振動子と電気的に接続される。したがって、この回路装置によれば、第２モードにおいて、検査装置が第３端子及び第４端子を用いて振動子を検査することができる。また、この回路装置によれば、第１モードでの動作に必要な第３端子及び第４端子が、第２モードにおいて振動子の検査のために兼用されるので、第２モードに専用の端子が不要であり、小型化に有利である。

【0059】

また、この回路装置では、第１スイッチ及び第２スイッチは、レジスターから出力される信号によってそれぞれオン又はオフに制御される。そのため、レジスターから出力される信号の論理レベルが変化するほど電源電圧が大きく変動しない限り、第１モードにおいて第１スイッチ及び第２スイッチがオンしない。したがって、この回路装置によれば、第１モードにおいて電源電圧の変動が生じても誤って検査用の第２モードに遷移するおそれを低減させることができる。

【0060】

前記回路装置の一態様は、
前記第１端子からの信号を増幅して前記第２端子に出力する増幅回路を含んでもよい。

【0061】

前記回路装置の一態様は、
前記振動子を発振させる発振回路と、
前記発振回路からの発振信号が入力されて前記クロック信号を出力する出力バッファーと、
前記出力バッファーと前記第４端子との間の信号経路上に設けられ、前記レジスターによって制御され、前記第１モードでオンとなり、前記第２モードでオフとなる入出力回路と、を備えてもよい。

【0062】

この回路装置によれば、第２モードにおいて、第４端子と入出力回路とが電気的に切断されるので、第４端子の信号が入出力回路によって影響を受けなくすることができる。

【0063】

前記回路装置の一態様は、
前記第３端子と前記レジスターとの間の信号経路上に設けられた第１入出力回路と、
前記第４端子と前記レジスターとの間の信号経路上に設けられた第２入出力回路と、をさらに備え、
第３モードにおいて、前記第３端子及び前記第４端子を用いた通信によって前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御するための設定値が前記レジスターに設定されてもよい。

【0064】

この回路装置によれば、第１モードでの動作に必要な第３端子及び第４端子が、第３モードにおいてレジスターの設定のために兼用されるので、第３モードに専用の端子が不要であり、小型化に有利である。

【0065】

前記回路装置の一態様は、
前記第３モードにおいて、前記第３端子がシリアルデータ端子となり、前記第４端子がシリアルクロック端子となってもよい。

【0066】

前記回路装置の一態様は、
電源投入時に設定される前記レジスターの初期値により、前記第１モードに設定されてもよい。

【0067】

この回路装置によれば、電源投入により振動子が発振する第１モードに初期化されるので、第１モード以外のモードに設定された場合に電源を再投入することにより確実に第１モードに復帰することができる。

【0068】

発振器の一態様は、
振動子と、
前記振動子に接続された回路装置と、
前記振動子及び前記回路装置を収容する容器と、を備え、
前記回路装置は、
前記振動子に接続される第１端子及び第２端子と、
第３端子と、
第４端子と、
前記第１端子と前記第３端子との間の信号経路上に設けられた第１スイッチと、
前記第２端子と前記第４端子との間の信号経路上に設けられた第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオン又はオフに制御する信号を出力するレジスターと、を含み、
前記容器は、
前記第３端子と接続された第１外部端子と、
前記第４端子と接続された第２外部端子と、を含み、
第１モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオフとなり、前記第１外部端子に制御信号が入力され、前記第２外部端子からクロック信号が出力され、
第２モードでは、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチがオンとなる。

【0069】

この発振器では、回路装置の第１モードにおいて、第１スイッチ及び第２スイッチがオフとなって第３端子及び第４端子と第１端子及び第２端子とが電気的に切断され、第３端子に入力される制御信号に応じて、振動子の発振動作に基づくクロック信号が第４端子から出力される。一方、回路装置の第２モードにおいて、第１スイッチ及び第２スイッチがオンとなり、第３端子及び第４端子が第１端子及び第２端子を介して振動子と電気的に接続される。したがって、この発振器によれば、回路装置の第２モードにおいて、検査装置が第３端子及び第４端子を用いて振動子を検査することができる。また、この発振器によれば、回路装置において、第１モードでの動作に必要な第３端子及び第４端子が、第２モードにおいて振動子の検査のために兼用されるので、第２モードに専用の端子が不要であり、小型化に有利である。

【0070】

また、この発振器では、回路装置において、第１スイッチ及び第２スイッチは、レジスターから出力される信号によってそれぞれオン又はオフに制御される。そのため、回路装置において、レジスターから出力される信号の論理レベルが変化するほど電源電圧が大きく変動しない限り、第１モードにおいて第１スイッチ及び第２スイッチがオンしない。したがって、この発振器によれば、回路装置の第１モードにおいて電源電圧の変動が生じても誤って検査用の第２モードに遷移するおそれを低減させることができる。

【符号の説明】

【0071】

１…発振器、２…回路装置、３…振動子、３ａ…励振電極、３ｂ…励振電極、４…パッケージ、５…リッド、６…外部端子、７，７ａ，７ｂ…収容室、８…封止部材、１０…発振回路、１１…論理反転回路、１２，１３…抵抗、１４，１５…可変容量回路、１６…容量素子、２０…出力バッファー、３０…第１入出力回路、４０…第２入出力回路、５０…制御回路、５１…シリアルインターフェース回路、５２…レジスター、６０…第１スイッチ、７０…第２スイッチ、８０…パワーオンリセット回路、１００…検査装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】