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特開2024-158157発振器、並びに、第１の発振器および第２の発振器の製造方法
(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】P2024158157
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】発振器、並びに、第１の発振器および第２の発振器の製造方法
(51)【国際特許分類】
H03B 5/32 20060101AFI20241031BHJP
【ＦＩ】
H03B5/32 A
H03B5/32 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023073118
(22)【出願日】2023-04-27
(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】100090387
【弁理士】
【氏名又は名称】布施 行夫
(74)【代理人】
【識別番号】100090398
【弁理士】
【氏名又は名称】大渕 美千栄
(74)【代理人】
【識別番号】100148323
【弁理士】
【氏名又は名称】川▲崎▼ 通
(74)【代理人】
【識別番号】100168860
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 充史
(72)【発明者】
【氏名】宇野 智博
(72)【発明者】
【氏名】須藤 泰宏
(72)【発明者】
【氏名】瀬尾 顕太郎
【テーマコード（参考）】
5J079
【Ｆターム（参考）】
5J079AA04
5J079BA02
5J079BA22
5J079CA04
5J079CA12
5J079CB01
5J079DB03
5J079EA02
5J079EA11
5J079EA20
5J079FA01
5J079FB35
5J079FB38
5J079FB39
5J079FB40
5J079FB48
5J079GA12
5J079HA03
5J079HA07
5J079JA06
(57)【要約】
【課題】用途に応じて振動素子の温度制御の演算を最適化することが容易な発振器を提供すること。
【解決手段】振動素子と、前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、インターフェース回路と、を備え、前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である、発振器。
【選択図】図５
【解決手段】振動素子と、前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、インターフェース回路と、を備え、前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である、発振器。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
振動素子と、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、
インターフェース回路と、を備え、
前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である、発振器。
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、
インターフェース回路と、を備え、
前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である、発振器。
【請求項2】
請求項１において、
第１温度センサーをさらに備え、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、
設定温度と前記第１温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行うとともに、
前記温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、
前記温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御と、
前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御と、
のいずれかの制御を行う、発振器。
第１温度センサーをさらに備え、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、
設定温度と前記第１温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行うとともに、
前記温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、
前記温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御と、
前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御と、
のいずれかの制御を行う、発振器。
【請求項3】
請求項２において、
第２温度センサーをさらに備え、
前記振動素子と前記第２温度センサーとの距離は、前記振動素子と前記第１温度センサーとの距離よりも大きく、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、前記第２温度センサーが検出する温度が低いほど、前記設定温度を高くするように制御する、発振器。
第２温度センサーをさらに備え、
前記振動素子と前記第２温度センサーとの距離は、前記振動素子と前記第１温度センサーとの距離よりも大きく、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、前記第２温度センサーが検出する温度が低いほど、前記設定温度を高くするように制御する、発振器。
【請求項4】
請求項１において、
前記マイクロコントローラーは、温度補償プログラムをさらに記憶し、前記温度補償プログラムに基づいて、前記振動素子を発振させて生成される発振信号の周波数を温度補償し、
前記温度補償プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である、発振器。
前記マイクロコントローラーは、温度補償プログラムをさらに記憶し、前記温度補償プログラムに基づいて、前記振動素子を発振させて生成される発振信号の周波数を温度補償し、
前記温度補償プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である、発振器。
【請求項5】
請求項４において、
前記マイクロコントローラーは、前記温度補償プログラムに基づいて、２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行う、発振器。
前記マイクロコントローラーは、前記温度補償プログラムに基づいて、２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行う、発振器。
【請求項6】
第１の発振器および第２の発振器の製造方法であって、
前記第１の発振器は、第１の振動素子、前記第１の振動素子の温度を制御する第１の温度制御素子、第１のマイクロコントローラー、及び第１のインターフェース回路を備え、
前記第２の発振器は、第２の振動素子、前記第２の振動素子の温度を制御する第２の温度制御素子、第２のマイクロコントローラー、及び第２のインターフェース回路を備え、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の温度制御素子の動作を制御するための第１の温度制御プログラムを記憶させるこ
とと、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の温度制御素子の動作を制御するための、前記第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを記憶させることと、を含む、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第１の発振器は、第１の振動素子、前記第１の振動素子の温度を制御する第１の温度制御素子、第１のマイクロコントローラー、及び第１のインターフェース回路を備え、
前記第２の発振器は、第２の振動素子、前記第２の振動素子の温度を制御する第２の温度制御素子、第２のマイクロコントローラー、及び第２のインターフェース回路を備え、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の温度制御素子の動作を制御するための第１の温度制御プログラムを記憶させるこ
とと、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の温度制御素子の動作を制御するための、前記第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを記憶させることと、を含む、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【請求項7】
請求項６において、
前記第１の発振器は、第１の温度センサーをさらに備え、
前記第２の発振器は、第２の温度センサーをさらに備え、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
第１の設定温度と前記第１の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第１の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第１の温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御を行わせ、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第２の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に乗じる前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御を行わせる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第１の発振器は、第１の温度センサーをさらに備え、
前記第２の発振器は、第２の温度センサーをさらに備え、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
第１の設定温度と前記第１の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第１の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第１の温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御を行わせ、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第２の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に乗じる前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御を行わせる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【請求項8】
請求項７において、
前記第１の発振器は、第３の温度センサーをさらに備え、
前記第１の振動素子と前記第３の温度センサーとの距離は、前記第１の振動素子と前記第１の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
前記第３の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第１の設定温度を高くするように制御させる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第１の発振器は、第３の温度センサーをさらに備え、
前記第１の振動素子と前記第３の温度センサーとの距離は、前記第１の振動素子と前記第１の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
前記第３の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第１の設定温度を高くするように制御させる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【請求項9】
請求項７において、
前記第２の発振器は、第４の温度センサーをさらに備え、
前記第２の振動素子と前記第４の温度センサーとの距離は、前記第２の振動素子と前記第２の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
前記第４の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第２の設定温度を高くするように制御させる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第２の発振器は、第４の温度センサーをさらに備え、
前記第２の振動素子と前記第４の温度センサーとの距離は、前記第２の振動素子と前記第２の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
前記第４の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第２の設定温度を高くするように制御させる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【請求項10】
請求項６において、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の振動素子を発振させて生成される第１の発振信号の周波数を温度補償するための第１の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含む、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の振動素子を発振させて生成される第１の発振信号の周波数を温度補償するための第１の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含む、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【請求項11】
請求項１０において、
前記第１の温度補償プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第１の温度補償プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【請求項12】
請求項６において、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の振動素子を発振させて生成される第２の発振信号の周波数を温度補償するための第２の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含む、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の振動素子を発振させて生成される第２の発振信号の周波数を温度補償するための第２の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含む、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【請求項13】
請求項１２において、
前記第２の温度補償プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
前記第２の温度補償プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせる、第１の発振器および第２の発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発振器、並びに、第１の発振器および第２の発振器の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、水晶振動子が置かれる雰囲気の温度を一定にするための振動子用加熱部に加えて、発振回路が置かれる雰囲気の温度を一定にするための発振回路用加熱部を設け、発振回路用加熱部を振動子用加熱部とは独立して制御することで、周波数の安定度の高い発振出力を得ることができる水晶発振器であるＯＣＸＯが記載されている。特許文献１に記載のＯＣＸＯでは、発振回路を含むＩＣの内部と外部にそれぞれ発熱体を設けており、いずれを発振回路用加熱部として使用するかを、外部コンピューターから制御回路のレジスター内のパラメーターを書き換えることで選択可能である。さらに、レジスターのデータ変更により、出力周波数の設定なども変更可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－０４６７０４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ＯＣＸＯでは、設計上の最適化のためにレジスター内のパラメーターを書き換えられるようにしている。しかしながら、ＯＣＸＯの機能は高度化・複雑化しており、特許文献１に記載のＯＣＸＯのような設定切替では不十分だった。例えば、ＯＣＸＯの用途等に応じて、オーブンの温度制御の演算の変更など、より高度な機能変更が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る発振器の一態様は、
振動素子と、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、
インターフェース回路と、を備え、
前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である。
振動素子と、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、
インターフェース回路と、を備え、
前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である。
【0006】
本発明に係る第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様は、
前記第１の発振器は、第１の振動素子、前記第１の振動素子の温度を制御する第１の温度制御素子、第１のマイクロコントローラー、及び第１のインターフェース回路を備え、
前記第２の発振器は、第２の振動素子、前記第２の振動素子の温度を制御する第２の温度制御素子、第２のマイクロコントローラー、及び第２のインターフェース回路を備え、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の温度制御素子の動作を制御するための第１の温度制御プログラムを記憶させることと、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の温度制御素子の動作を制御するための、前記第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを記憶させることと、を含む。
前記第１の発振器は、第１の振動素子、前記第１の振動素子の温度を制御する第１の温度制御素子、第１のマイクロコントローラー、及び第１のインターフェース回路を備え、
前記第２の発振器は、第２の振動素子、前記第２の振動素子の温度を制御する第２の温度制御素子、第２のマイクロコントローラー、及び第２のインターフェース回路を備え、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の温度制御素子の動作を制御するための第１の温度制御プログラムを記憶させることと、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の温度制御素子の動作を制御するための、前記第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを記憶させることと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本実施形態の発振器の断面図。
【図2】本実施形態の発振器の平面図。
【図3】発振器が有する内側パッケージおよびその内部を示す断面図。
【図4】発振器が有する電圧制御発振器を示す断面図。
【図5】本実施形態の発振器の機能ブロック図。
【図6】通常制御の場合の温度制御素子に対する制御量の時間変化の概要を示す図。
【図7】通常制御の場合の振動素子の温度の時間変化の概要を示す図。
【図8】通常制御を実現するための温度制御回路の構成例を示す図。
【図9】高速起動制御の場合の温度制御素子に対する制御量の時間変化の概要を示す図。
【図10】高速起動制御の場合の振動素子の温度の時間変化の概要を示す図。
【図11】高速起動制御を実現するための温度制御回路の構成例を示す図。
【図12】最大電力抑制制御の場合の温度制御素子に対する制御量の時間変化の概要を示す図。
【図13】最大電力抑制制御の場合の振動素子の温度の時間変化の概要を示す図。
【図14】最大電力抑制制御を実現するための温度制御回路の構成例を示す図。
【図15】設定温度補正制御の場合の制御ＩＣの温度と発振ＩＣの温度及び振動素子の温度との関係の概要を示す図。
【図16】設定温度補正制御を実現するための温度制御回路の構成例を示す図。
【図17】高速起動制御と設定温度補正制御とを実現するための温度制御回路の構成例を示す図。
【図18】最大電力抑制制御と設定温度補正制御とを実現するための温度制御回路の構成例を示す図。
【図19】高次関数補償を実現するための温度補償回路の構成例を示す図。
【図20】ニューラルネット補償を実現するための温度補償回路の構成例を示す図。
【図21】高次関数補償とニューラルネット補償とを実現するための温度補償回路の構成例を示す図。
【図22】第１の発振器及び第２の発振器の製造方法の手順の一例を示す図。
【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
１－１．発振器の構造
図１は、本実施形態の発振器を示す断面図である。図２は、発振器を上面側から見た平面図である。図３は、発振器が有する内側パッケージおよびその内部を示す断面図である。図４は、発振器が有する電圧制御発振器を示す断面図である。
１－１．発振器の構造
図１は、本実施形態の発振器を示す断面図である。図２は、発振器を上面側から見た平面図である。図３は、発振器が有する内側パッケージおよびその内部を示す断面図である。図４は、発振器が有する電圧制御発振器を示す断面図である。
【0010】
図１および図２に示す発振器１は、恒温槽型水晶発振器であり、外側パッケージ２と、内側パッケージ３と、制御ＩＣ４と、電圧制御発振器５と、を備える。内側パッケージ３、制御ＩＣ４及び電圧制御発振器５は、外側パッケージ２に収容されている。
【0011】
図１に示すように、外側パッケージ２は、外側ベース２１と、外側リッド２２と、を有
する。外側ベース２１は、基板２７と、基板２７の上面の縁部から上側に向けて立設する枠状の壁部２８と、基板２７の下面の縁部から下側に向けて立設する枠状の脚部２９と、を有する。基板２７の上面と壁部２８とによって外側ベース２１の上面２１ａに開口する上側凹部２１１が形成され、基板２７の下面と脚部２９とによって外側ベース２１の下面２１ｂに開口する下側凹部２１２が形成されている。そのため、外側ベース２１は、断
面視において略Ｈ型となっている。
する。外側ベース２１は、基板２７と、基板２７の上面の縁部から上側に向けて立設する枠状の壁部２８と、基板２７の下面の縁部から下側に向けて立設する枠状の脚部２９と、を有する。基板２７の上面と壁部２８とによって外側ベース２１の上面２１ａに開口する上側凹部２１１が形成され、基板２７の下面と脚部２９とによって外側ベース２１の下面２１ｂに開口する下側凹部２１２が形成されている。そのため、外側ベース２１は、断
面視において略Ｈ型となっている。
【0012】
上側凹部２１１は、上面２１ａに開口する第１上側凹部２１１ａと、第１上側凹部２１１ａの底面に開口し、第１上側凹部２１１ａよりも開口が小さい第２上側凹部２１１ｂと、第２上側凹部２１１ｂの底面に開口し、第２上側凹部２１１ｂよりも開口が小さい第３上側凹部２１１ｃと、を有する。そして、第１上側凹部２１１ａの底面に制御ＩＣ４が配置され、第３上側凹部２１１ｃの底面に内側パッケージ３が配置されている。
【0013】
外側リッド２２は、上側凹部２１１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材２３を介して外側ベース２１の上面２１ａに接合されている。これにより、上側凹部２１１が気密封止され、外側パッケージ２内に収容空間としての外側収容空間Ｓ２が形成される。一方、下側凹部２１２の開口は、封止されておらず、外側パッケージ２の外部に臨んでいる。そして、外側収容空間Ｓ２に内側パッケージ３および制御ＩＣ４が収容され、下側凹部２１２に電圧制御発振器５が配置されている。
【0014】
外側ベース２１には、第１上側凹部２１１ａの底面に配置された複数の内部端子２４１と、第２上側凹部２１１ｂの底面に配置された複数の内部端子２４２と、下側凹部２１２の底面に配置された複数の内部端子２４３と、下面２１ｂすなわち脚部２９の頂面に配置された複数の外部端子２４４と、が配置されている。各内部端子２４１は、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して制御ＩＣ４と電気的に接続され、各内部端子２４２は、ボンディングワイヤーＢＷ２を介して内側パッケージ３と電気的に接続され、各内部端子２４３は、導電性の接合部材Ｂ１を介して電圧制御発振器５と電気的に接続されている。
【0015】
これらの各端子２４１、２４２、２４３、２４４は、外側ベース２１内に形成された内部配線２５を介して適宜電気的に接続され、制御ＩＣ４、内側パッケージ３、電圧制御発振器５および外部端子２４４を電気的に接続している。内部配線２５は、脚部２９の内部を通って外部端子２４４に接続されている。そして、外部端子２４４において図示しない外部装置との接続が行われる。脚部２９の側面には、外部端子２４４と接続された側面端子２４５が配置されている。側面端子２４５は、キャスタレーションである。そのため、半田Ｈが側面端子２４５に濡れ広がってフィレットを形成し、外部装置との機械的および電気的な接合がより強固なものとなる。ただし、これに限定されず、例えば、側面端子２４５を省略してもよい。
【0016】
図３に示すように、内側パッケージ３は、内側ベース３１と、内側リッド３２と、を有する。内側ベース３１は、下面３１ｂに開口する凹部３１１を有する。
【0017】
凹部３１１は、下面３１ｂに開口する第１凹部３１１ａと、第１凹部３１１ａの底面に開口し、第１凹部３１１ａよりも開口が小さい第２凹部３１１ｂと、第２凹部３１１ｂの底面に開口し、第２凹部３１１ｂよりも開口が小さい第３凹部３１１ｃと、を有する。そして、第１凹部３１１ａの底面に振動素子６が配置され、第３凹部３１１ｃの底面に発熱ＩＣ７及び発振ＩＣ８がＸ軸方向に並んで配置されている。
【0018】
内側リッド３２は、凹部３１１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材３３を介して内側ベース３１の下面３１ｂに接合されている。これにより、凹部３１１が気密封止され、内側パッケージ３内に内側収容空間Ｓ３が形成される。そして、内側収容空間Ｓ３に振動素子６、発熱ＩＣ７及び発振ＩＣ８が収容されている。
【0019】
このような内側収容空間Ｓ３は、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。これにより、内側収容空間Ｓ３の粘性抵抗が減り、振動素子６の振動特性が向上する。ただし、内側収容空間Ｓ３の雰囲気は、特に限定されない。
【0020】
内側ベース３１には、第１凹部３１１ａの底面に配置された複数の内部端子３４１と、第２凹部３１１ｂの底面に配置された複数の内部端子３４２、３４３と、内側ベース３１の上面３１ａに配置された複数の外部端子３４４と、が配置されている。各内部端子３４１は、導電性の接合部材Ｂ２およびボンディングワイヤーＢＷ３を介して振動素子６と電気的に接続され、各内部端子３４２は、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して発熱ＩＣ７と電気的に接続され、各内部端子３４３は、ボンディングワイヤーＢＷ５を介して発振ＩＣ８と電気的に接続されている。
【0021】
これらの各端子３４１、３４２、３４３、３４４は、内側パッケージ３内に形成された図示しない内部配線を介して適宜電気的に接続されており、振動素子６、発熱ＩＣ７、発振ＩＣ８および外部端子３４４を電気的に接続している。このような内側パッケージ３においては、外部端子３４４を介してその内外が電気的に接続される。
【0022】
以上のような内側パッケージ３は、内側リッド３２において、熱伝導率が十分に低い接合部材Ｂ３を介して第３上側凹部２１１ｃの底面に固定されている。
【0023】
図３に示すように、発熱ＩＣ７は、能動面を下側（内側リッド３２側）に向けて第３凹部３１１ｃの底面に配置され、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して複数の内部端子３４２と電気的に接続されている。発振ＩＣ８は、能動面を下側（内側リッド３２側）に向けて第３凹部３１１ｃの底面に配置され、ボンディングワイヤーＢＷ５を介して複数の内部端子３４３と電気的に接続されている。
【0024】
電圧制御発振器５は、入力電圧に応じて周波数が変化する発振信号を出力する発振器である。図４に示すように、電圧制御発振器５は、パッケージ５１と、パッケージ５１に収容された振動素子５５および発振ＩＣ５９と、を有する。
【0025】
パッケージ５１は、ベース５２およびリッド５３を有する。ベース５２は、下面５２ｂに開口する凹部５２１を有する。凹部５２１は、下面５２ｂに開口する第１凹部５２１ａと、第１凹部５２１ａの底面に開口し、第１凹部５２１ａよりも開口が小さい第２凹部５２１ｂと、第２凹部５２１ｂの底面に開口し、第２凹部５２１ｂよりも開口が小さい第３凹部５２１ｃと、を有する。そして、第１凹部５２１ａの底面に振動素子５５が配置され、第３凹部５２１ｃの底面に発振ＩＣ５９が配置されている。
【0026】
リッド５３は、凹部５２１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材５４を介してベース５２の下面５２ｂに接合されている。これにより、凹部５２１が気密封止され、パッケージ５１内に収容空間Ｓ５が形成される。そして、収容空間Ｓ５に振動素子５５および発振ＩＣ５９が収容されている。収容空間Ｓ５は、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。これにより、収容空間Ｓ５の粘性抵抗が減り、振動素子５５の振動特性が向上する。ただし、収容空間Ｓ５の雰囲気は、特に限定されない。
【0027】
ベース５２には、第１凹部５２１ａの底面に配置された複数の内部端子５６１と、第２凹部５２１ｂの底面に配置された複数の内部端子５６２と、ベース５２の上面５２ａに配置された複数の外部端子５６４と、が配置されている。各内部端子５６１は、導電性の接合部材Ｂ４を介して振動素子５５と電気的に接続され、各内部端子５６２は、ボンディングワイヤーＢＷ６を介して発振ＩＣ５９と電気的に接続されている。これらの各端子５６１、５６２、５６４は、ベース５２内に形成された図示しない内部配線を介して適宜電気的に接続されており、振動素子５５、発振ＩＣ５９および外部端子５６４を電気的に接続している。このようなパッケージ５１においては、外部端子５６４を介してその内外が電
気的に接続される。
気的に接続される。
【0028】
振動素子５５は、ＡＴカット水晶振動素子である。ただし、振動素子５５は、ＡＴカット水晶振動素子でなくてもよく、例えば、ＳＣカット水晶振動素子、ＢＴカット水晶振動素子、音叉型水晶振動素子、弾性表面波共振子、その他の圧電振動素子、ＭＥＭＳ共振素子等であってもよい。
【0029】
発振ＩＣ５９は、能動面を下側に向けて第３凹部５２１ｃの底面に配置され、ボンディングワイヤーＢＷ６を介して複数の内部端子５６２と電気的に接続されている。
【0030】
図４に示すように、電圧制御発振器５は、導電性の接合部材Ｂ１を介して下側凹部２１２の底面に固定されている。また、接合部材Ｂ１を介して外部端子５６４と内部端子２４３とが電気的に接続されている。
【0031】
１－２．発振器の機能的構成
図５は、本実施形態の発振器１の機能ブロック図である。図５において、図１～図４に示したのと同じ構成要素には同じ符号が付されている。図５に示すように、本実施形態の発振器１は、制御ＩＣ４と、電圧制御発振器５と、振動素子６と、発熱ＩＣ７と、発振ＩＣ８とを含む。
図５は、本実施形態の発振器１の機能ブロック図である。図５において、図１～図４に示したのと同じ構成要素には同じ符号が付されている。図５に示すように、本実施形態の発振器１は、制御ＩＣ４と、電圧制御発振器５と、振動素子６と、発熱ＩＣ７と、発振ＩＣ８とを含む。
【0032】
発振ＩＣ８は、発振回路８１と、温度センサー８２とを含み、制御ＩＣ４から電源電圧ＶＯＳＣが供給されて動作する。発振回路８１は、振動素子６の両端と電気的に接続されており、振動素子６の出力信号を増幅して振動素子６にフィードバックすることにより、振動素子６を発振させ、発振信号ＯＳＣＯを出力する回路である。例えば、発振回路８１は、増幅素子としてインバーターを用いた発振回路であってもよいし、増幅素子としてバイポーラトランジスターを用いた発振回路であってもよい。発振回路８１から出力される発振信号ＯＳＣＯは、制御ＩＣ４に入力される。
【0033】
温度センサー８２は、温度を検出し、検出した温度に応じた電圧レベルを有する温度検出信号ＴＳ１を出力する感温素子である。温度センサー８２は、発振ＩＣ８に内蔵されており、発振ＩＣ８の温度を検出する。温度センサー８２から出力される温度検出信号ＴＳ１は、制御ＩＣ４に入力される。温度センサー８２は、例えば、ダイオードのＰＮ接合の順方向電圧の温度依存性を利用したセンサーであってもよい。
【0034】
発熱ＩＣ７は、温度制御素子７１と、温度センサー７２とを含む。温度制御素子７１は、制御ＩＣ４から出力される温度制御信号ＯＶＣに基づいて振動素子６の温度を制御する素子であり、発熱素子であってもよい。例えば、温度制御素子７１は、ＣＭＯＳトランジスターであり、ゲートに入力される温度制御信号ＯＶＣの電圧に応じて発熱量が変化する。温度制御素子７１の発熱量が大きいほど振動素子６の温度が高くなり、制御ＩＣ４により、振動素子６の温度が目標となる設定温度で一定となるように温度制御素子７１の発熱量が制御される。例えば、設定温度は、８０℃等の固定値でもよいし、７０℃以上１２５℃の範囲等の所定の範囲で任意に設定可能であってもよい。
【0035】
温度センサー７２は、温度を検出し、検出した温度に応じた電圧レベルを有する温度検出信号ＴＳ２を出力する感温素子である。温度センサー７２は、発熱ＩＣ７に内蔵されており、発熱ＩＣ７の温度を検出する。発熱ＩＣ７には温度制御素子７１も内蔵されているため、温度センサー７２は、温度制御素子７１の温度を検出することになる。温度センサー７２から出力される温度検出信号ＴＳ２は、制御ＩＣ４に入力される。温度センサー７２は、例えば、ダイオードのＰＮ接合の順方向電圧の温度依存性を利用したセンサーであってもよい。
【0036】
図３に示したように、振動素子６、発熱ＩＣ７及び発振ＩＣ８は、内側パッケージ３に収容されており、振動素子６の温度が一定に保たれるように、制御ＩＣ４によって発熱ＩＣ７の発熱が制御される。発熱ＩＣ７が発熱源であり、発熱ＩＣ７からの放射熱が振動素子６や発振ＩＣ８に伝わるため、振動素子６や発振ＩＣ８の温度と、発熱ＩＣ７の温度との間に差が生じる。これに対して、振動素子６及び発振ＩＣ８は、発熱ＩＣ７と離間して配置されており、発熱ＩＣ７と振動素子６との熱的な距離が発熱ＩＣ７と発振ＩＣ８との熱的な距離とほぼ同じであると見做すと、発振ＩＣ８の温度は振動素子６の温度に近いと言える。すなわち、発熱ＩＣ７に内蔵されている温度センサー７２が検出する温度よりも、発振ＩＣ８に内蔵されている温度センサー８２が検出する温度の方が、振動素子６の温度に近い。そのため、後述するように、制御ＩＣ４は、温度センサー８２から出力される温度検出信号ＴＳ１に基づいて、発熱ＩＣ７の発熱を制御する。ただし、振動素子６、発熱ＩＣ７及び発振ＩＣ８の配置によっては、発熱ＩＣ７の温度が発振ＩＣ８の温度よりも振動素子６の温度に近い場合もあり、その場合は、制御ＩＣ４は、温度センサー７２から出力される温度検出信号ＴＳ２に基づいて、発熱ＩＣ７の発熱を制御してもよい。
【0037】
なお、温度センサー８２又は温度センサー７２は「第１温度センサー」の一例であり、温度センサー４２は「第２温度センサー」の一例である。
【0038】
制御ＩＣ４は、マイクロコントローラー４０、セレクター４１、温度センサー４２、Ａ／Ｄ変換器４３、Ｄ／Ａ変換器４４、フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５、ＰＬＬ回路４６、スイッチ回路４７、電源回路４８、インターフェース回路４９、メモリー９０及びレジスター９４を含む。ＰＬＬは、Phase Locked Loopの略である。
【0039】
電源回路４８は、発振器１の外部から供給される電源電圧ＶＤＤとグラウンド電圧ＶＳＳとに基づいて、電源電圧ＶＤＤよりも低い一定電圧である電源電圧ＶＯＳＣを生成する。例えば、電源回路４８は、バンドギャップリファレンス回路の出力電圧に基づいて一定電圧である電源電圧ＶＯＳＣを生成する。電源電圧ＶＯＳＣは、発振ＩＣ８に供給される。
【0040】
フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５は、発振ＩＣ８から出力される発振信号ＯＳＣＯが入力され、発振信号ＯＳＣＯの周波数ｆＯＳＣＯを、分周比制御信号ＤＩＶＣによって指示される分周比に応じた周波数ｆＣＫ１に変換したクロック信号ＣＫ１を出力する。フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５は、発振信号ＯＳＣＯの位相と、分周比制御信号ＤＩＶＣで指定される分周比でクロック信号ＣＫ１を分周した信号の位相とが一致するようにフィードバック制御することにより、クロック信号ＣＫ１を生成する。分周比制御信号ＤＩＶＣはデルタシグマ変調されており、分周比制御信号ＤＩＶＣで指定される分周比は、複数の整数分周比の間で切り替わり、平均化すると分数の分周比になる。したがって、周波数ｆＣＫ１は周波数ｆＯＳＣＯの非整数倍である。フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５は、分周比制御信号ＤＩＶＣに応じて、周波数ｆＯＳＣＯとは異なり、かつ、外気温度によらずほぼ一定の周波数ｆＣＫ１のクロック信号ＣＫ１を出力してもよい。
【0041】
ＰＬＬ回路４６は、フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５から出力されるクロック信号ＣＫ１が入力され、クロック信号ＣＫ１の周波数ｆＣＫ１と同じ周波数である周波数ｆＣＫ２のクロック信号ＣＫ２を出力する。ＰＬＬ回路４６は、クロック信号ＣＫ１の位相と電圧制御発振器５から出力されるクロック信号ＣＫ２の位相とが一致するように、電圧制御発振器５の入力電圧をフィードバック制御することにより、クロック信号ＣＫ２を生成する。
【0042】
フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５から出力されるクロック信号ＣＫ１は、その周波数
ｆＣＫ１が発振信号ＯＳＣＯの周波数ｆＯＳＣＯの非整数倍であり、ジッターが大きい。これに対して、ＰＬＬ回路４６から出力されるクロック信号ＣＫ２は、その周波数ｆＣＫ２がクロック信号ＣＫ１の周波数ｆＣＫ１と同じであり、かつ、周波数安定性が高い振動素子５５を用いた電圧制御発振器５から出力されるので、クロック信号ＣＫ１よりもジッターが小さい。
ｆＣＫ１が発振信号ＯＳＣＯの周波数ｆＯＳＣＯの非整数倍であり、ジッターが大きい。これに対して、ＰＬＬ回路４６から出力されるクロック信号ＣＫ２は、その周波数ｆＣＫ２がクロック信号ＣＫ１の周波数ｆＣＫ１と同じであり、かつ、周波数安定性が高い振動素子５５を用いた電圧制御発振器５から出力されるので、クロック信号ＣＫ１よりもジッターが小さい。
【0043】
スイッチ回路４７は、レジスター９４から出力されるスイッチ制御信号ＳＷＣの論理レベルに応じて、クロック信号ＣＫ１及びクロック信号ＣＫ２のいずれかを選択したクロック信号ＣＫを出力する。クロック信号ＣＫは、発振器１の外部に出力される。クロック信号ＣＫは、外部装置１００に供給されてもよいし、外部装置１００とは異なる装置に供給されてもよい。例えば、発振器１の通常動作時は、クロック信号ＣＫとしてジッターの小さいクロック信号ＣＫ２が選択され、クロック信号ＣＫ１の検査時に、クロック信号ＣＫとしてクロック信号ＣＫ１が選択されてもよい。
【0044】
温度センサー４２は、温度を検出し、検出した温度に応じた電圧レベルを有する温度検出信号ＴＳ３を出力する感温素子である。温度センサー４２は、制御ＩＣ４に内蔵されており、制御ＩＣ４の温度を検出する。図１に示したように、制御ＩＣ４は、外側リッド２２に近い場所に配置されており、振動素子６と温度センサー４２との距離は、振動素子６と発振ＩＣ８に含まれる温度センサー８２との距離よりも大きく、制御ＩＣ４の温度は発振器１の外気の温度の影響を受けやすい。そのため、制御ＩＣ４の発熱量がほぼ一定であるとすると、温度センサー４２は、発振器１の外気の温度変化を検出することができる。温度センサー７２から出力される温度検出信号ＴＳ２は、制御ＩＣ４に入力される。温度センサー７２は、例えば、ダイオードのＰＮ接合の順方向電圧の温度依存性を利用したセンサーであってもよい。
【0045】
セレクター４１は、発振ＩＣ８から出力される温度検出信号ＴＳ１、発熱ＩＣ７から出力される温度検出信号ＴＳ２及び温度センサー４２から出力される温度検出信号ＴＳ３のいずれか１つを選択して出力する。本実施形態では、セレクター４１は、温度検出信号ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を時分割に選択して周期的に出力する。
【0046】
Ａ／Ｄ変換器４３は、セレクター４１から時分割に出力されるアナログ信号である温度検出信号ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を、それぞれデジタル信号である温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３に変換する。Ａ／Ｄ変換器４３は、温度検出信号ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を抵抗分圧等によって電圧レベルを変換した後に、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３に変換してもよい。
【0047】
マイクロコントローラー４０は、ＣＰＵ１０と、不揮発性のメモリー１３とを含む。ＣＰＵは、Central Processing Unitの略である。メモリー１３には、温度制御プログラム１３１が記憶されている。
【0048】
ＣＰＵ１０は、温度制御プログラム１３１を実行することにより、温度制御回路１１として機能する。温度制御回路１１は、発熱ＩＣ７に内蔵されている温度制御素子７１の動作を制御する。具体的には、温度制御回路１１は、温度コードＤＴＳ１と、不揮発性のメモリー９０に記憶されている温度制御データ９１とに基づいて、温度制御素子７１の発熱量を制御するための温度制御コードＤＯＶＣを出力する。例えば、温度制御データ９１は、振動素子６の温度の目標となる設定温度の情報や、温度制御素子７１の発熱量の制御のための利得の情報を含んでもよい。あるいは、振動素子６の温度の目標となる設定温度が外気温度によって変動する場合は、温度制御データ９１は、温度コードＤＴＳ３と設定温度との関係を示す情報を含んでもよい。この場合、温度制御回路１１は、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ３と温度制御データ９１とに基づいて、温度制御コードＤＯＶＣを出力する
。
。
【0049】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、温度制御素子７１の動作を制御する温度制御処理を行う。本実施形態では、温度制御プログラム１３１は、インターフェース回路４９を介して、外部装置１００が書き換え可能である。例えば、発振器１の製造工程において、外部装置１００である検査装置が、マイクロコントローラー４０のメモリー１３に所望の温度制御プログラム１３１を書き込む。したがって、マイクロコントローラー４０による温度制御処理は、温度制御プログラム１３１によって選択可能である。マイクロコントローラー４０による温度制御処理の詳細については後述する。
【0050】
また、メモリー１３には、温度補償プログラム１３２が記憶されている。ＣＰＵ１０は、温度補償プログラム１３２を実行することにより、温度補償回路１２として機能する。温度補償回路１２は、発振ＩＣ８に内蔵されている発振回路８１が振動素子６を発振させて生成される発振信号ＯＳＣＯの周波数を温度補償する。具体的には、温度補償回路１２は、温度コードＤＴＳ３と、メモリー９０に記憶されている温度補償データ９２とに基づいて、フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５に、温度によらず周波数が一定となるクロック信号ＣＫ１を出力させるための分周比制御信号ＤＩＶＣを出力する。例えば、温度補償データ９２は、温度コードＤＴＳ３と発振信号ＯＳＣＯの周波数との関係を示すテーブル情報であってもよいし、当該関係を示す数式の各次数の係数値の情報であってもよい。あるいは、温度補償データ９２は、温度コードＤＴＳ３と発振信号ＯＳＣＯの周波数との関係から算出される、温度コードＤＴＳ３とフラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５の分数分周比の値との関係を示す情報であってもよい。
【0051】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度補償プログラム１３２に基づいて、発振信号ＯＳＣＯの周波数を温度補償する温度補償処理を行う。本実施形態では、温度補償プログラム１３２は、インターフェース回路４９を介して、外部装置１００が書き換え可能である。例えば、発振器１の製造工程において、外部装置１００である検査装置が、マイクロコントローラー４０のメモリー１３に所望の温度補償プログラム１３２を書き込む。したがって、マイクロコントローラー４０による温度補償処理は、温度補償プログラム１３２によって選択可能である。マイクロコントローラー４０による温度補償処理の詳細については後述する。
【0052】
Ｄ／Ａ変換器４４は、温度制御回路１１から出力されるデジタル信号である温度制御コードＤＯＶＣを、アナログ信号である温度制御信号ＯＶＣに変換する。温度制御信号ＯＶＣは、発熱ＩＣ７の温度制御素子７１に供給される。
【0053】
インターフェース回路４９は、発振器１と接続される外部装置１００との間でデータ通信を行うための回路である。具体的には、インターフェース回路４９は、外部装置１００からの要求に応じて、メモリー９０、レジスター９４又はマイクロコントローラー４０のメモリー１３に対するデータの書き込みや読み出しを行う。インターフェース回路４９は、例えば、Ｉ２Ｃバスに対応したインターフェース回路であってもよいし、ＳＰＩバスに対応したインターフェース回路であってもよい。Ｉ２Ｃは、Inter-Integrated Circuitの略である。また、ＳＰＩは、Serial Peripheral Interfaceの略である。
【0054】
発振器１の製造時の検査工程において、外部装置１００である検査装置は、インターフェース回路４９を介して、スイッチ回路４７にクロック信号ＣＫ１を選択させるためのスイッチ制御信号ＳＷＣを設定し、クロック信号ＣＫ１を検査してもよい。また、外部装置１００である検査装置は、インターフェース回路４９を介して、メモリー９０に温度制御データ９１及び温度補償データ９２を書き込むとともに、メモリー１３に温度制御プログ
ラム１３１及び温度補償プログラム１３２を書き込む。なお、温度制御データ９１及び温度補償データ９２は、発振器１の起動時に外部装置１００がレジスター９４に設定してもよい。
ラム１３１及び温度補償プログラム１３２を書き込む。なお、温度制御データ９１及び温度補償データ９２は、発振器１の起動時に外部装置１００がレジスター９４に設定してもよい。
【0055】
１－３．マイクロコントローラーによる温度制御処理
本実施形態では、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、振動素子６の温度制御として、通常制御、高速起動制御及び最大電力抑制制御のいずれかを行う。すなわち、本実施形態では、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度制御として、通常制御、高速起動制御又は最大電力抑制制御を選択可能である。例えば、マイクロコントローラー４０は、温度制御素子７１が動作を開始してからの起動期間において、高速起動制御と最大電力抑制制御とのいずれかの制御を行ってもよい。また、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、振動素子６の温度の目標となる設定温度を外気温度に応じて補正する設定温度補正制御を行うこともできる。すなわち、本実施形態では、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０に設定温度補正制御を行わせるか否かを選択可能である。以下、通常制御、高速起動制御、最大電力抑制制御及び設定温度補正制御について詳細に説明する。
本実施形態では、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、振動素子６の温度制御として、通常制御、高速起動制御及び最大電力抑制制御のいずれかを行う。すなわち、本実施形態では、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度制御として、通常制御、高速起動制御又は最大電力抑制制御を選択可能である。例えば、マイクロコントローラー４０は、温度制御素子７１が動作を開始してからの起動期間において、高速起動制御と最大電力抑制制御とのいずれかの制御を行ってもよい。また、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、振動素子６の温度の目標となる設定温度を外気温度に応じて補正する設定温度補正制御を行うこともできる。すなわち、本実施形態では、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０に設定温度補正制御を行わせるか否かを選択可能である。以下、通常制御、高速起動制御、最大電力抑制制御及び設定温度補正制御について詳細に説明する。
【0056】
１－３－１．通常制御
通常制御は、振動素子６の温度の目標となる設定温度と振動素子６の温度との差分をゼロに近づけるための温度制御素子７１の発熱量の制御である。図６及び図７は、それぞれ、マイクロコントローラー４０が通常制御を行う場合の温度制御素子７１に対する制御量及び振動素子６の温度の時間変化の概要を示す図である。
通常制御は、振動素子６の温度の目標となる設定温度と振動素子６の温度との差分をゼロに近づけるための温度制御素子７１の発熱量の制御である。図６及び図７は、それぞれ、マイクロコントローラー４０が通常制御を行う場合の温度制御素子７１に対する制御量及び振動素子６の温度の時間変化の概要を示す図である。
【0057】
例えば、設定温度が８０℃であるとすると発振器１の起動時は振動素子６の温度は外気温度に近いので、図６及び図７に示すように、温度制御素子７１を発熱させるために制御量が上昇していき、これに伴い、振動素子６の温度が上昇していく。振動素子６の温度が設定温度に達すると、その後、温度制御素子７１の制御量がピークに達して減少していく。これにより、振動素子６の温度は、設定温度を超えてピークに達した後、減少していく。そして、振動素子６の温度が設定温度に近づくにつれて、制御量は、その減少率が小さくなっていき一定値になる。これに伴い、振動素子６の温度も設定温度に収束する。
【0058】
【0059】
減算器１１１は、設定温度コードＤＴＳＥＴから温度コードＤＴＳ１を減算した値を出力する。設定温度コードＤＴＳＥＴは、設定温度に対応するデジタルコードであり、温度制御データ９１に含まれている。また、前述の通り、温度コードＤＴＳ１は、発振ＩＣ８から出力される温度検出信号ＴＳ１の電圧に対応するデジタルコードである。
【0060】
乗算器１１２は、減算器１１１の出力値と利得ｋｐとの積を出力する。また、乗算器１１３は、減算器１１１の出力値と利得ｋｉとの積を出力する。利得ｋｐ，ｋｉは、温度制御データ９１に含まれている。
【0061】
加算器１１４は、乗算器１１３の出力値と遅延素子１１５の出力値とを加算した値を出力する。遅延素子１１５は、加算器１１４の出力値を所定時間遅延させて出力する。例えば、所定時間は、Ａ／Ｄ変換器４３が温度コードＤＴＳ１を更新する周期に相当する時間であってもよい。
【0062】
加算器１１６は、乗算器１１２の出力値と加算器１１４の出力値とを加算して温度制御コードＤＯＶＣを出力する。
【0063】
このような構成の温度制御回路１１は、ＰＩ制御により、温度制御素子７１に対する通常制御を実現している。乗算器１１２の出力値が比例項Ｐの値に相当し、加算器１１４の出力値が積分項Ｉの値に相当する。
【0064】
なお、図８の例では、発熱ＩＣ７の温度よりも発振ＩＣ８の温度の方が振動素子６の温度に近いものとして、減算器１１１には温度コードＤＴＳ１が入力されている。ただし、発振ＩＣ８の温度よりも発熱ＩＣ７の温度の方が振動素子６の温度に近い場合は、減算器１１１に、発熱ＩＣ７から出力される温度検出信号ＴＳ２の電圧に対応する温度コードＤＴＳ２が入力されてもよい。
【0065】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、設定温度と温度センサー８２あるいは温度センサー７２が検出した温度との差に利得を乗じた値に基づく通常制御を行うことができる。
【0066】
１－３－２．高速起動制御
高速起動制御は、発振器１が起動した後、振動素子６の温度の目標となる設定温度と振動素子６の温度との差分を高速にゼロに近づけるための温度制御素子７１の発熱量の制御である。図９及び図１０は、それぞれ、マイクロコントローラー４０が高速起動制御を行う場合の温度制御素子７１に対する制御量及び振動素子６の温度の時間変化の概要を示す図である。
高速起動制御は、発振器１が起動した後、振動素子６の温度の目標となる設定温度と振動素子６の温度との差分を高速にゼロに近づけるための温度制御素子７１の発熱量の制御である。図９及び図１０は、それぞれ、マイクロコントローラー４０が高速起動制御を行う場合の温度制御素子７１に対する制御量及び振動素子６の温度の時間変化の概要を示す図である。
【0067】
図９及び図１０に示すように、温度制御素子７１が動作を開始してからの起動期間において、温度制御素子７１を発熱させるために制御量が上昇していき、これに伴い、振動素子６の温度が上昇していく。起動期間の開始時には、温度制御素子７１を制御するための利得が通常制御時よりも大きい第１の値ｋ１に設定されており、図６及び図７に示した通常制御の場合と比較して、制御量や温度の上昇率が大きい。そのため、振動素子６の温度は、早期に設定温度に達し、その後、温度制御素子７１の制御量がピークに達して減少していく。これにより、振動素子６の温度は、設定温度を超えてピークに達した後、減少していく。高速起動制御では、図６及び図７に示した通常制御の場合と比較して、制御量や温度の減少率も大きい。その後、利得が第１の値ｋ１よりも小さい第２の値ｋ２に切り替わり、振動素子６の温度が設定温度に近づくにつれて、制御量は、その減少率が小さくなっていき一定値になる。これに伴い、振動素子６の温度も設定温度に収束し、起動期間が終了する。例えば、第２の値ｋ２は、通常制御時の利得の値と同じである。なお、図９及び図１０では、仮に起動期間において利得が第１の値ｋ１を維持した場合の温度制御素子７１に対する制御量及び振動素子６の温度の時間変化がそれぞれ破線で示されている。仮に起動期間において利得が第１の値ｋ１を維持した場合、利得が大きすぎるため、制御量や温度が一定値に収束するのに時間がかかることになる。
【0068】
図１１は、高速起動制御を実現するための温度制御回路１１の構成例を示す図である。図１１において、図８と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図１１に示すように、温度制御回路１１は、減算器１１１、乗算器１１２，１１３、加算器１１４、遅延素子１１５、加算器１１６及び利得切替回路１１７を含む。減算器１１１、乗算器１１２，１１３、加算器１１４、遅延素子１１５及び加算器１１６の動作は、前述の通りであるため、その説明を省略する。
【0069】
利得切替回路１１７は、設定温度コードＤＴＳＥＴと温度コードＤＴＳ１との差分である減算器１１１の出力値に基づいて、利得ｋｐ，ｋｉをそれぞれ第１の値から第２の値に
切り替える。例えば、利得切替回路１１７は、減算器１１１の出力値が、最大となった後に所定の閾値以下になったときに、利得ｋｐ，ｋｉをそれぞれ第１の値ｋｐ１，ｋｉ１から第２の値ｋｐ２，ｋｉ２に切り替える。所定の閾値は、温度制御素子７１の制御量や振動素子６の温度が、図９及び図１０に破線で示した時間変化をせずに実線で示した時間変化をするように、シミュレーション結果や評価結果に基づいて適宜決められる。
切り替える。例えば、利得切替回路１１７は、減算器１１１の出力値が、最大となった後に所定の閾値以下になったときに、利得ｋｐ，ｋｉをそれぞれ第１の値ｋｐ１，ｋｉ１から第２の値ｋｐ２，ｋｉ２に切り替える。所定の閾値は、温度制御素子７１の制御量や振動素子６の温度が、図９及び図１０に破線で示した時間変化をせずに実線で示した時間変化をするように、シミュレーション結果や評価結果に基づいて適宜決められる。
【0070】
【0071】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、温度制御素子７１が動作を開始してからの起動期間において、設定温度と温度センサー８２あるいは温度センサー７２が検出した温度との差に乗じる利得ｋｐ，ｋｉを、それぞれ第１の値ｋｐ１，ｋｉ１から第１の値ｋｐ１，ｋｉ１よりも小さい第２の値ｋｐ２，ｋｉ２に切り替える高速起動制御を行うことができる。なお、マイクロコントローラー４０は、起動期間の終了後は通常制御を行う。マイクロコントローラー４０は、起動期間において高速起動制御を行うことにより、起動期間においても通常制御を行う場合と比較して、振動素子６の温度が設定温度に収束するまでの時間を短くすることができる。
【0072】
１－３－３．最大電力抑制制御
最大電力抑制制御は、発振器１が起動した後、温度制御素子７１による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する温度制御素子７１の発熱量の制御である。図１２及び図１３は、マイクロコントローラー４０が最大電力抑制制御を行う場合の温度制御素子７１に対する制御量及び振動素子６の温度の時間変化の概要を示す図である。
最大電力抑制制御は、発振器１が起動した後、温度制御素子７１による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する温度制御素子７１の発熱量の制御である。図１２及び図１３は、マイクロコントローラー４０が最大電力抑制制御を行う場合の温度制御素子７１に対する制御量及び振動素子６の温度の時間変化の概要を示す図である。
【0073】
図１２及び図１３に示すように、温度制御素子７１が動作を開始してからの起動期間において、温度制御素子７１を発熱させるために制御量が上昇していき、これに伴い、振動素子６の温度が上昇していく。温度制御素子７１を制御するための利得は通常制御時と同じ値に設定されており、制御量や温度の上昇率は、図６及び図７に示した通常制御の場合と同じである。その後、制御量は、あらかじめ定められた上限値に達すると上限値を維持する。制御量が上限値を維持する期間は、振動素子６の温度の上昇率が低下する。その後、振動素子６の温度が設定温度に達するとともに、温度制御素子７１の制御量が上限値から減少していく。これにより、振動素子６の温度は、設定温度を超えてピークに達した後、減少していく。この制御量や温度の減少率は、図６及び図７に示した通常制御の場合と同じである。その後、振動素子６の温度が設定温度に近づくにつれて、制御量は、その減少率が小さくなっていき一定値になる。これに伴い、振動素子６の温度も設定温度に収束し、起動期間が終了する。
【0074】
図１４は、最大電力抑制制御を実現するための温度制御回路１１の構成例を示す図である。図１４において、図８と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図１４に示すように、温度制御回路１１は、減算器１１１、乗算器１１２，１１３、加算器１１４、遅延素子１１５、加算器１１６及び出力制限回路１１８を含む。減算器１１１、乗算器１１２，１１３、加算器１１４、遅延素子１１５及び加算器１１６の動作は、前述の通りであるため、その説明を省略する。
【0075】
出力制限回路１１８は、加算器１１６の出力値を所定の上限値と比較し、加算器１１６の出力値が上限値以下の場合は加算器１１６の出力値を温度制御コードＤＯＶＣとして出力し、加算器１１６の出力値が上限値よりも大きい場合は上限値を温度制御コードＤＯＶＣとして出力する。上限値は、温度制御素子７１による消費電力があらかじめ定められた上限値となるように、シミュレーション結果や評価結果に基づいて適宜決められる。
【0076】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、温度制御素子７１が動作を開始してからの起動期間において、温度制御素子７１による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御を行うことができる。なお、マイクロコントローラー４０は、起動期間の終了後は通常制御を行う。マイクロコントローラー４０は、起動期間において最大電力抑制制御を行うことにより、起動期間においても通常制御を行う場合と比較して、振動素子６の温度が設定温度に収束するまでの時間が長くなるが、発振器１を用いた各種のシステムの安定動作を確保することができる。
【0077】
１－３－４．設定温度補正制御
設定温度補正制御は、振動素子６の温度が低いほど、振動素子６の温度の目標となる設定温度を高くする、温度制御素子７１の発熱量の制御である。図１５は、マイクロコントローラー４０が設定温度補正制御を行う場合の制御ＩＣ４の温度と発振ＩＣ８の温度及び振動素子６の温度との関係の概要を示す図である。図１５では、マイクロコントローラー４０が設定温度補正制御を行う場合の関係が実線で示されており、マイクロコントローラー４０が設定温度補正制御を行わず通常制御を行う場合の関係も破線で示されている。
設定温度補正制御は、振動素子６の温度が低いほど、振動素子６の温度の目標となる設定温度を高くする、温度制御素子７１の発熱量の制御である。図１５は、マイクロコントローラー４０が設定温度補正制御を行う場合の制御ＩＣ４の温度と発振ＩＣ８の温度及び振動素子６の温度との関係の概要を示す図である。図１５では、マイクロコントローラー４０が設定温度補正制御を行う場合の関係が実線で示されており、マイクロコントローラー４０が設定温度補正制御を行わず通常制御を行う場合の関係も破線で示されている。
【0078】
図１５において、破線で示すように、マイクロコントローラー４０が通常制御を行う場合は、制御ＩＣ４の温度によらず発振ＩＣ８の温度が一定になるように温度制御素子７１の発熱量が制御される。この場合、振動素子６の温度は外気温度によって変化するため、制御ＩＣ４の温度が低いほど振動素子６の温度も低くなる。これに対して、マイクロコントローラー４０が設定温度補正制御を行う場合は、制御ＩＣ４の温度が低いほど発振ＩＣ８の温度が高くなる。この場合、制御ＩＣ４の温度が低いほど振動素子６の温度も低くなるので、設定温度の変化による振動素子６の温度の変動と外気温度の変化による振動素子６の温度の変動とが相殺され、振動素子６の温度が一定に保たれる。
【0079】
図１６は、設定温度補正制御を実現するための温度制御回路１１の構成例を示す図である。図１６において、図８と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図１６に示すように、温度制御回路１１は、減算器１１１、乗算器１１２，１１３、加算器１１４、遅延素子１１５、加算器１１６及び設定温度切替回路１１９を含む。減算器１１１、乗算器１１２，１１３、加算器１１４、遅延素子１１５及び加算器１１６の動作は、前述の通りであるため、その説明を省略する。
【0080】
設定温度切替回路１１９は、温度コードＤＴＳ３に応じて、出力する設定温度コードＤＴＳＥＴを切り替える。前述の通り、温度コードＤＴＳ３は、温度センサー４２から出力される温度検出信号ＴＳ３の電圧に対応するデジタルコードである。例えば、温度制御データ９１が温度コードＤＴＳ３と設定温度コードＤＴＳＥＴとの関係を示す情報を含み、設定温度切替回路１１９は、温度コードＤＴＳ３と温度制御データ９１とに基づいて、設定温度コードＤＴＳＥＴを切り替えてもよい。例えば、温度コードＤＴＳ３と設定温度コードＤＴＳＥＴとの関係を示す情報は、発振器１のシミュレーションや評価により、互いに異なる複数の温度コードＤＴＳ３のそれぞれに対して、設定温度コードＤＴＳＥＴを変化させて通常制御を行ったときの、温度コードＤＴＳ１が所望の値で安定する設定温度コードＤＴＳＥＴに基づいて生成される。
【0081】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、温度センサー４２が検出する温度が低いほど、振動素子６の温度の目標となる設定温度を高くする設定温度補正制御を行うことができる。マイクロコントローラー４０は、設定温度補正制御を行うことにより、発振器１の外気温度によらず振動素子６の温度を一定に保つことができるので、発振信号ＯＳＣＯの周波数偏差を小さくすることができる。
【0082】
なお、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、高速起動制御と設定温度補正制御とを行ってもよい。図１７は、高速起動制御と設定温度補正制御とを実現するための温度制御回路１１の構成例を示す図である。図１７において、図１１又は図１６と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図１７に示す回路は、図１１に示した回路と図１６に示した回路とを組み合わせたものであり、その動作についての説明を省略する。
【0083】
また、マイクロコントローラー４０は、温度制御プログラム１３１に基づいて、最大電力抑制制御と設定温度補正制御とを行ってもよい。図１８は、最大電力抑制制御と設定温度補正制御とを実現するための温度制御回路１１の構成例を示す図である。図１８において、図１４又は図１６と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図１８に示す回路は、図１４に示した回路と図１６に示した回路とを組み合わせたものであり、その動作についての説明を省略する。
【0084】
１－４．マイクロコントローラーによる温度補償処理
本実施形態では、マイクロコントローラー４０は、温度補償プログラム１３２に基づいて、発振信号ＯＳＣＯの温度補償として、２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償との少なくともいずれかを行う。すなわち、本実施形態では、温度補償プログラム１３２を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度補償として、高次関数補償とニューラルネット補償の少なくとも一方を選択可能である。以下、高次関数補償及びニューラルネット補償について詳細に説明する。
本実施形態では、マイクロコントローラー４０は、温度補償プログラム１３２に基づいて、発振信号ＯＳＣＯの温度補償として、２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償との少なくともいずれかを行う。すなわち、本実施形態では、温度補償プログラム１３２を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度補償として、高次関数補償とニューラルネット補償の少なくとも一方を選択可能である。以下、高次関数補償及びニューラルネット補償について詳細に説明する。
【0085】
１－４－１．高次関数補償
高次関数補償は、発振器１の外気温度の影響により振動素子６の温度がわずかに変動することに起因して生じる発振信号ＯＳＣＯの周波数の変動を、振動素子６の温度に関する２次以上の多項式を用いて補正する温度補償である。
高次関数補償は、発振器１の外気温度の影響により振動素子６の温度がわずかに変動することに起因して生じる発振信号ＯＳＣＯの周波数の変動を、振動素子６の温度に関する２次以上の多項式を用いて補正する温度補償である。
【0086】
【0087】
減算器１２１は、温度コードＤＴＳ２から温度コードＤＴＳ３を減算して温度コードＤＴＳＸを出力する。前述の通り、温度コードＤＴＳ２は、発熱ＩＣ７から出力される温度検出信号ＴＳ２の電圧に対応するデジタルコードである。また、温度コードＤＴＳ３は、温度センサー４２から出力される温度検出信号ＴＳ３の電圧に対応するデジタルコードである。
【0088】
高次関数演算回路１２２は、減算器１２１から出力される温度コードＤＴＳＸを変数とする、式（１）で示される多項式によって温度補償コードＤＣＭＰを算出する。具体的には、高次関数演算回路１２２は、温度コードＤＴＳＸを式（１）に代入して温度補償コードＤＣＭＰを算出する。式（１）の係数ａｎ～ａ０は、温度補償データ９２に含まれている。ｎは２以上の整数であり、発振信号ＯＳＣＯの周波数を高い精度で温度補償するために、ｎが３以上であることが好ましい。
【0089】
【数1】
【0090】
分周比演算回路１２３は、高次関数演算回路１２２が算出した温度補償コードＤＣＭＰに基づいてフラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５の分周比を計算し、当該分周比をデルタシグマ変調して分周比制御信号ＤＩＶＣを生成する。そして、フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５により発振信号ＯＳＣＯの周波数が温度補償され、高い周波数精度のクロック信号ＣＫ１が得られる。
【0091】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度補償プログラム１３２に基づいて、発振信号ＯＳＣＯの温度補償として、２次以上の多項式を用いた高次関数補償を行うことができる。
【0092】
１－４－２．ニューラルネット補償
図２０は、ニューラルネット補償を実現するための温度補償回路１２の構成例を示す図である。図２０に示すように、温度補償回路１２は、分周比演算回路１２３及びニューラルネット演算回路１２４を含む。図２０において、図１９と同様の構成要素には同じ符号が付されている。
図２０は、ニューラルネット補償を実現するための温度補償回路１２の構成例を示す図である。図２０に示すように、温度補償回路１２は、分周比演算回路１２３及びニューラルネット演算回路１２４を含む。図２０において、図１９と同様の構成要素には同じ符号が付されている。
【0093】
ニューラルネット演算回路１２４は、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３と温度補償コードＤＣＭＰとの関係を学習済みのニューラルネットワークを含んでいる。具体的には、ニューラルネットワークは、温度補償コードＤＣＭＰの実測データを教師データとして、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３から温度補償コードＤＣＭＰを求めるニューラルネットワーク演算における重みやバイアスを学習済みである。そして、ニューラルネット演算回路１２４は、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３を入力として、ニューラルネットワーク演算を行って温度補償コードＤＣＭＰを出力する。
【0094】
なお、ニューラルネットワークに入力される温度コードは、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３の一部でもよく、例えば、温度コードＤＴＳ２と温度コードＤＴＳ３との差分が入力されてもよい。この場合、ニューラルネットワークは、温度補償コードＤＣＭＰの実測データを教師データとして、温度コードＤＴＳ２と温度コードＤＴＳ３との差分から温度補償コードＤＣＭＰを求めるニューラルネットワーク演算における重みやバイアスを学習済みであればよい。
【0095】
分周比演算回路１２３は、ニューラルネット演算回路１２４が算出した温度補償コードＤＣＭＰに基づいてフラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５の分周比を計算し、当該分周比をデルタシグマ変調して分周比制御信号ＤＩＶＣを生成する。そして、フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５により発振信号ＯＳＣＯの周波数が温度補償され、高い周波数精度のクロック信号ＣＫ１が得られる。
【0096】
このように、マイクロコントローラー４０は、温度補償プログラム１３２に基づいて、発振信号ＯＳＣＯの温度補償として、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償を行うことができる。
【0097】
なお、マイクロコントローラー４０は、温度補償プログラム１３２に基づいて、発振信号ＯＳＣＯの温度補償として、高次関数補償とニューラルネット補償とを行ってもよい。図２１は、高次関数補償とニューラルネット補償とを実現するための温度補償回路１２の構成例を示す図である。図２１において、図１９又は図２０と同様の構成要素には同じ符号が付されている。図２１に示すように、温度補償回路１２は、減算器１２１、高次関数演算回路１２２、分周比演算回路１２３、ニューラルネット演算回路１２４及び加算器１２５を含む。減算器１２１、高次関数演算回路１２２及びニューラルネット演算回路１２４の動作は、前述の通りであるため、その説明を省略する。
【0098】
加算器１２５は、高次関数演算回路１２２が算出した温度補償コードＤＣＭＰ１とニューラルネット演算回路１２４が算出した温度補償コードＤＣＭＰ２とを加算して温度補償コードＤＣＭＰＸを出力する。
【0099】
分周比演算回路１２３は、温度補償コードＤＣＭＰＸに基づいてフラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５の分周比を計算し、当該分周比をデルタシグマ変調して分周比制御信号ＤＩＶＣを生成する。そして、フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５により発振信号ＯＳＣＯの周波数が温度補償され、高い周波数精度のクロック信号ＣＫ１が得られる。
【0100】
なお、図２１の例の場合、ニューラルネット演算回路１２４に含まれるニューラルネットワークは、温度補償コードＤＣＭＰＸの実測データと高次関数演算回路１２２が算出する温度補償コードＤＣＭＰ１との差分を教師データとして、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３から温度補償コードＤＣＭＰ２を求めるニューラルネットワーク演算における重みやバイアスを学習済みであればよい。
【0101】
２．第１発振器及び第２発振器の製造方法
前述の通り、本実施形態の発振器１では、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度制御として、通常制御、高速起動制御又は最大電力抑制制御を選択可能である。また、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０に設定温度補正制御を行わせるか否かを選択可能である。さらに、温度補償プログラム１３２を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度補償として、高次関数補償とニューラルネット補償の少なくとも一方を選択可能である。したがって、同じ構造であって機能の異なる２つの発振器１を製造することができる。
前述の通り、本実施形態の発振器１では、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度制御として、通常制御、高速起動制御又は最大電力抑制制御を選択可能である。また、温度制御プログラム１３１を変更することにより、マイクロコントローラー４０に設定温度補正制御を行わせるか否かを選択可能である。さらに、温度補償プログラム１３２を変更することにより、マイクロコントローラー４０による温度補償として、高次関数補償とニューラルネット補償の少なくとも一方を選択可能である。したがって、同じ構造であって機能の異なる２つの発振器１を製造することができる。
【0102】
【0103】
図２２の例では、まず、工程Ｓ１において、製造装置は、振動素子６である第１の振動素子、制御ＩＣ４である第１の制御ＩＣ、発振ＩＣ８である第１の発振ＩＣ及び発熱ＩＣ７である第１の発熱ＩＣを用いて、発振器１である第１の発振器を組み立てる。
【0104】
次に、工程Ｓ２において、製造装置は、振動素子６である第２の振動素子、制御ＩＣ４である第２の制御ＩＣ、発振ＩＣ８である第２の発振ＩＣ及び発熱ＩＣ７である第２の発熱ＩＣを用いて、発振器１である第２の発振器を組み立てる。
【0105】
【0106】
次に、工程Ｓ３において、製造装置は、第１のインターフェース回路を介して、第１のマイクロコントローラーに、第１の温度制御素子の動作を制御するための第１の温度制御プログラムを記憶させる。第１のインターフェース回路は、第１の制御ＩＣに含まれるインターフェース回路４９である。また、第１のマイクロコントローラーは、第１の制御ＩＣに含まれるマイクロコントローラー４０である。また、第１の温度制御素子は、第１の発熱ＩＣに含まれる温度制御素子７１である。また、第１の温度制御プログラムは、第１のマイクロコントローラーのメモリー１３に記憶される温度制御プログラム１３１である。
【0107】
第１の温度制御プログラムは、第１のマイクロコントローラーに、第１の設定温度と第
１の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく通常制御を行わせるとともに、第１の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、第１の温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御を行わせるためのプログラムである。第１の温度センサーは、第１の発振ＩＣに含まれる温度センサー８２又は第１の発熱ＩＣに含まれる温度センサー７２である。
１の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく通常制御を行わせるとともに、第１の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、第１の温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御を行わせるためのプログラムである。第１の温度センサーは、第１の発振ＩＣに含まれる温度センサー８２又は第１の発熱ＩＣに含まれる温度センサー７２である。
【0108】
第１の温度制御プログラムは、さらに、第１のマイクロコントローラーに、第３の温度センサーが検出する温度が低いほど、第１の設定温度を高くするように制御する設定温度補正制御を行わせてもよい。第３の温度センサーは、第１の制御ＩＣに含まれる温度センサー４２であり、前述の通り、第１の振動素子と第３の温度センサーとの距離は、第１の振動素子と第１の温度センサーとの距離よりも大きい。
【0109】
次に、工程Ｓ４において、製造装置は、第１のインターフェース回路を介して、第１のマイクロコントローラーに、第１の振動素子を発振させて生成される第１の発振信号の周波数を温度補償するための第１の温度補償プログラムを記憶させる。第１の発振信号は、第１の発振ＩＣから出力される発振信号ＯＳＣＯである。また、第１の温度補償プログラムは、第１のマイクロコントローラーのメモリー１３に記憶される温度補償プログラム１３２である。第１の温度補償プログラムは、第１のマイクロコントローラーに、２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせるプログラムである。
【0110】
次に、工程Ｓ５において、製造装置は、第２のインターフェース回路を介して、第２のマイクロコントローラーに、第２の温度制御素子の動作を制御するための第２の温度制御プログラムを記憶させる。第２のインターフェース回路は、第２の制御ＩＣに含まれるインターフェース回路４９である。また、第２のマイクロコントローラーは、第２の制御ＩＣに含まれるマイクロコントローラー４０である。また、第２の温度制御素子は、第２の発熱ＩＣに含まれる温度制御素子７１である。また、第２の温度制御プログラムは、第２のマイクロコントローラーのメモリー１３に記憶される温度制御プログラム１３１である。
【0111】
第２の温度制御プログラムは、第２のマイクロコントローラーに、第２の設定温度と第２の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく通常制御を行わせるとともに、第２の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、第２の設定温度と第２の温度センサーが検出した検出温度との差に乗じる利得を第１の値ｋ１から第１の値ｋ１よりも小さい第２の値ｋ２に切り替える高速起動制御を行わせるためのプログラムである。第２の温度センサーは、第２の発振ＩＣに含まれる温度センサー８２又は第２の発熱ＩＣに含まれる温度センサー７２である。
【0112】
第２の温度制御プログラムは、さらに、第２のマイクロコントローラーに、第４の温度センサーが検出する温度が低いほど、第２の設定温度を高くするように制御する設定温度補正制御を行わせてもよい。第４の温度センサーは、第２の制御ＩＣに含まれる温度センサー４２であり、前述の通り、第２の振動素子と第４の温度センサーとの距離は、第２の振動素子と第２の温度センサーとの距離よりも大きい。
【0113】
最後に、工程Ｓ６において、製造装置は、第２のインターフェース回路を介して、第２のマイクロコントローラーに、第２の振動素子を発振させて生成される第２の発振信号の周波数を温度補償するための第２の温度補償プログラムを記憶させる。第２の発振信号は、第２の発振ＩＣから出力される発振信号ＯＳＣＯである。また、第２の温度補償プログラムは、第２のマイクロコントローラーのメモリー１３に記憶される温度補償プログラム１３２である。第２の温度補償プログラムは、第２のマイクロコントローラーに、２次以
上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせるプログラムである。
上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせるプログラムである。
【0114】
このように、図２２の手順によれば、温度制御プログラム１３１を変更することにより、互いに構造が同じであって温度制御の機能が異なる２つの発振器１を製造することができる。また、温度補償プログラム１３２を変更することにより、互いに構造が同じであって温度補償の機能が異なる２つの発振器１を製造することができる。
【0115】
なお、図２２において、工程Ｓ１～Ｓ６の順番を適宜変更してもよい。例えば、製造装置は、工程Ｓ３～Ｓ６を行った後に、工程Ｓ１，Ｓ２を行ってもよいし、工程Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６の順に行ってもよいし、工程Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１，Ｓ２の順に行ってもよい。
【0116】
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によれば、マイクロコントローラー４０が振動素子６の温度を制御するための温度制御プログラム１３１が書き換え可能であるので、用途に応じて振動素子６の温度制御の演算を最適化することが容易である。例えば、マイクロコントローラー４０のメモリー１３に、用途に応じた温度制御プログラム１３１を記憶させることにより、起動時の振動素子の温度制御を最大電力抑制制御又は高速起動制御に最適化することが容易である。また、例えば、マイクロコントローラー４０のメモリー１３に、用途に応じた温度制御プログラム１３１を記憶させることにより、振動素子の温度制御を設定温度補正制御に最適化することが容易である。
以上に説明したように、本実施形態の発振器１によれば、マイクロコントローラー４０が振動素子６の温度を制御するための温度制御プログラム１３１が書き換え可能であるので、用途に応じて振動素子６の温度制御の演算を最適化することが容易である。例えば、マイクロコントローラー４０のメモリー１３に、用途に応じた温度制御プログラム１３１を記憶させることにより、起動時の振動素子の温度制御を最大電力抑制制御又は高速起動制御に最適化することが容易である。また、例えば、マイクロコントローラー４０のメモリー１３に、用途に応じた温度制御プログラム１３１を記憶させることにより、振動素子の温度制御を設定温度補正制御に最適化することが容易である。
【0117】
また、本実施形態の発振器１によれば、マイクロコントローラー４０が発振信号ＯＳＣＯの周波数を温度補償するための温度補償プログラム１３２が書き換え可能であるので、用途に応じて温度補償の演算を最適化することが容易である。例えば、マイクロコントローラー４０のメモリー１３に、用途に応じた温度補償プログラム１３２を記憶させることにより、温度補償を高次関数補償又はニューラルネット補償に最適化することが容易である。
【0118】
さらに、本実施形態の製造方法によれば、第１のマイクロコントローラーに第１の温度制御プログラムを書き込むとともに、第２のマイクロコントローラーに第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを書き込むことにより、ともに同じ構成でありながら振動素子の温度制御の演算が互いに異なる第１の発振器及び第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。例えば、起動時の振動素子６の温度制御を最大電力抑制制御に最適化した第１の発振器、及び、起動時の振動素子６の温度制御を高速起動制御に最適化した第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。また、例えば、振動素子６の温度制御を、外気温度に応じて設定温度を補正する温度制御に最適化した第１の発振器及び第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0119】
また、本実施形態の製造方法によれば、第１のマイクロコントローラーに第１の温度補償プログラムを書き込み、第２のマイクロコントローラーに第２の温度補償プログラムを書き込むことにより、温度補償の演算を最適化した第１の発振器及び第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。例えば、温度補償を高次関数補償又はニューラルネット補償に最適化した第１の発振器及び第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0120】
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。
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。
【0121】
上記の実施形態では、温度制御素子７１と温度センサー７２とが発熱ＩＣ７に内蔵されているが、温度制御素子７１と温度センサー７２とが別体として設けられていてもよい。また、上記の実施形態では、温度センサー８２が発振ＩＣ８に内蔵されているが、温度センサー８２と発振ＩＣ８とが別体として設けられていてもよい。また、上記の実施形態では、温度センサー４２が制御ＩＣ４に内蔵されているが、温度センサー４２と制御ＩＣ４とが別体として設けられていてもよい。これらの場合、例えば、温度センサー７２，８２，４２は、サーミスターや白金抵抗であってもよい。
【0122】
また、上記の実施形態では、制御ＩＣ４は１つの温度センサー４２を含むが、複数の温度センサーを含んでもよい。この場合、例えば、Ａ／Ｄ変換器４３は、当該複数の温度センサーから出力される複数の温度検出信号を複数の温度コードに変換し、マイクロコントローラー４０は、当該複数の温度コードに基づいて、温度制御や温度補償を行ってもよい。例えば、マイクロコントローラー４０は、複数の温度コードの平均値を温度コードＤＴＳ３として、温度制御や温度補償を行ってもよい。
【0123】
また、上記の実施形態では、マイクロコントローラー４０が出力する分周比制御信号ＤＩＶＣに基づいてフラクショナルＮ－ＰＬＬ回路４５の分周比が制御されることで、温度補償が行われるが、温度補償の方式はこれに限定されない。例えば、発振ＩＣ８に内蔵されている発振回路８１が、容量アレイを有し、マイクロコントローラー４０が算出した温度補償コードＤＣＭＰに基づいて容量アレイの容量値を選択することで温度補償を行ってもよい。また、例えば、発振回路８１が周波数を調整するための可変容量素子を有し、Ｄ／Ａ変換器によって、マイクロコントローラー４０が算出する温度補償コードＤＣＭＰをアナログ信号に変換し、当該アナログ信号に基づいて可変容量素子の容量値を制御することで、温度補償を行ってもよい。
【0124】
また、上記の実施形態では、１つのＡ／Ｄ変換器４３が、温度検出信号ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を、それぞれ温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３に時分割に変換しているが、例えば、制御ＩＣ４が複数のＡ／Ｄ変換器を備え、当該複数のＡ／Ｄ変換器が、温度検出信号ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を、温度コードＤＴＳ１，ＤＴＳ２，ＤＴＳ３にそれぞれ変換してもよい。
【0125】
また、上記の実施形態では、温度制御素子７１は、ＣＭＯＳトランジスター等の発熱素子であるが、温度制御素子７１は、振動素子６の温度を制御することが可能な素子であればよく、振動素子６の温度の目標となる設定温度と外気温度との関係によっては、ペルチェ素子等の吸熱素子であってもよい。
【0126】
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。
【0127】
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。
【0128】
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。
【0129】
発振器の一態様は、
振動素子と、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、
インターフェース回路と、を備え、
前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である。
振動素子と、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
温度制御プログラムを記憶し、前記温度制御プログラムに基づいて前記温度制御素子の動作を制御するマイクロコントローラーと、
インターフェース回路と、を備え、
前記温度制御プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能である。
【0130】
この発振器によれば、マイクロコントローラーが振動素子の温度を制御するための温度制御プログラムが書き換え可能であるので、用途に応じて振動素子の温度制御の演算を最適化することが容易である。
【0131】
前記発振器の一態様は、
第１温度センサーをさらに備え、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、
設定温度と前記第１温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行うとともに、
前記温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、
前記温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御と、
前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御と、
のいずれかの制御を行ってもよい。
第１温度センサーをさらに備え、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、
設定温度と前記第１温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行うとともに、
前記温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、
前記温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御と、
前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御と、
のいずれかの制御を行ってもよい。
【0132】
この発振器によれば、用途に応じて、起動時の振動素子の温度制御を最大電力抑制制御又は高速起動制御に最適化することが容易である。
【0133】
前記発振器の一態様は、
第２温度センサーをさらに備え、
前記振動素子と前記第２温度センサーとの距離は、前記振動素子と前記第１温度センサーとの距離よりも大きく、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、前記第２温度センサーが検出する温度が低いほど、前記設定温度を高くするように制御してもよい。
第２温度センサーをさらに備え、
前記振動素子と前記第２温度センサーとの距離は、前記振動素子と前記第１温度センサーとの距離よりも大きく、
前記マイクロコントローラーは、
前記温度制御プログラムに基づいて、前記第２温度センサーが検出する温度が低いほど、前記設定温度を高くするように制御してもよい。
【0134】
この発振器によれば、用途に応じて、振動素子の温度制御を、外気温度に応じて設定温度を補正する温度制御に最適化することが容易である。
【0135】
前記発振器の一態様において、
前記マイクロコントローラーは、温度補償プログラムをさらに記憶し、前記温度補償プログラムに基づいて、前記振動素子を発振させて生成される発振信号の周波数を温度補償し、
前記温度補償プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能であってもよい。
前記マイクロコントローラーは、温度補償プログラムをさらに記憶し、前記温度補償プログラムに基づいて、前記振動素子を発振させて生成される発振信号の周波数を温度補償し、
前記温度補償プログラムは、前記インターフェース回路を介して書き換え可能であってもよい。
【0136】
この発振器によれば、マイクロコントローラーが発振信号の周波数を温度補償するための温度補償プログラムが書き換え可能であるので、用途に応じて温度補償の演算を最適化することが容易である。
【0137】
前記発振器の一態様において、
前記マイクロコントローラーは、前記温度補償プログラムに基づいて、２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行ってもよい。
前記マイクロコントローラーは、前記温度補償プログラムに基づいて、２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行ってもよい。
【0138】
この発振器によれば、用途に応じて、温度補償を高次関数補償又はニューラルネット補償に最適化することが容易である。
【0139】
第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様は、
前記第１の発振器は、第１の振動素子、前記第１の振動素子の温度を制御する第１の温度制御素子、第１のマイクロコントローラー、及び第１のインターフェース回路を備え、
前記第２の発振器は、第２の振動素子、前記第２の振動素子の温度を制御する第２の温度制御素子、第２のマイクロコントローラー、及び第２のインターフェース回路を備え、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の温度制御素子の動作を制御するための第１の温度制御プログラムを記憶させることと、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の温度制御素子の動作を制御するための、前記第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを記憶させることと、を含む。
前記第１の発振器は、第１の振動素子、前記第１の振動素子の温度を制御する第１の温度制御素子、第１のマイクロコントローラー、及び第１のインターフェース回路を備え、
前記第２の発振器は、第２の振動素子、前記第２の振動素子の温度を制御する第２の温度制御素子、第２のマイクロコントローラー、及び第２のインターフェース回路を備え、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の温度制御素子の動作を制御するための第１の温度制御プログラムを記憶させることと、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の温度制御素子の動作を制御するための、前記第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを記憶させることと、を含む。
【0140】
この製造方法によれば、第１のマイクロコントローラーに第１の温度制御プログラムを書き込むとともに、第２のマイクロコントローラーに第１の温度制御プログラムとは異なる第２の温度制御プログラムを書き込むことにより、ともに同じ構成でありながら振動素子の温度制御の演算が互いに異なる第１の発振器及び第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0141】
前記第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様において、
前記第１の発振器は、第１の温度センサーをさらに備え、
前記第２の発振器は、第２の温度センサーをさらに備え、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
第１の設定温度と前記第１の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第１の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第１の温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御を行わせ、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第２の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に乗じる前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御を行わせてもよい。
前記第１の発振器は、第１の温度センサーをさらに備え、
前記第２の発振器は、第２の温度センサーをさらに備え、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
第１の設定温度と前記第１の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第１の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第１の温度制御素子による消費電力をあらかじめ定められた上限値以下に制限する最大電力抑制制御を行わせ、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に利得を乗じた値に基づく制御を行わせるとともに、
前記第２の温度制御素子が動作を開始してからの起動期間において、前記第２の設定温度と前記第２の温度センサーが検出した検出温度との差に乗じる前記利得を第１の値から前記第１の値よりも小さい第２の値に切り替える高速起動制御を行わせてもよい。
【0142】
この製造方法によれば、起動時の振動素子の温度制御を最大電力抑制制御に最適化した第１の発振器、及び、起動時の振動素子の温度制御を高速起動制御に最適化した第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0143】
前記第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様において、
前記第１の発振器は、第３の温度センサーをさらに備え、
前記第１の振動素子と前記第３の温度センサーとの距離は、前記第１の振動素子と前記
第１の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
前記第３の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第１の設定温度を高くするように制御させてもよい。
前記第１の発振器は、第３の温度センサーをさらに備え、
前記第１の振動素子と前記第３の温度センサーとの距離は、前記第１の振動素子と前記
第１の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第１の温度制御プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
前記第３の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第１の設定温度を高くするように制御させてもよい。
【0144】
この製造方法によれば、振動素子の温度制御を、外気温度に応じて設定温度を補正する温度制御に最適化した第１の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0145】
前記第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様において、
前記第２の発振器は、第４の温度センサーをさらに備え、
前記第２の振動素子と前記第４の温度センサーとの距離は、前記第２の振動素子と前記第２の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
前記第４の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第２の設定温度を高くするように制御させてもよい。
前記第２の発振器は、第４の温度センサーをさらに備え、
前記第２の振動素子と前記第４の温度センサーとの距離は、前記第２の振動素子と前記第２の温度センサーとの距離よりも大きく、
前記第２の温度制御プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
前記第４の温度センサーが検出する温度が低いほど、前記第２の設定温度を高くするように制御させてもよい。
【0146】
この製造方法によれば、振動素子の温度制御を、外気温度に応じて設定温度を補正する温度制御に最適化した第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0147】
前記第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様は、
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の振動素子を発振させて生成される第１の発振信号の周波数を温度補償するための第１の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含んでもよい。
前記第１のインターフェース回路を介して、前記第１のマイクロコントローラーに、前記第１の振動素子を発振させて生成される第１の発振信号の周波数を温度補償するための第１の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含んでもよい。
【0148】
この製造方法によれば、第１のマイクロコントローラーに第１の温度補償プログラムを書き込むことにより、温度補償の演算を最適化した第１の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0149】
前記第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様において、
前記第１の温度補償プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせてもよい。
前記第１の温度補償プログラムは、
前記第１のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせてもよい。
【0150】
この製造方法によれば、温度補償を高次関数補償又はニューラルネット補償に最適化した第１の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0151】
前記第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様は、
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の振動素子を発振させて生成される第２の発振信号の周波数を温度補償するための第２の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含んでもよい。
前記第２のインターフェース回路を介して、前記第２のマイクロコントローラーに、前記第２の振動素子を発振させて生成される第２の発振信号の周波数を温度補償するための第２の温度補償プログラムを記憶させること、をさらに含んでもよい。
【0152】
この製造方法によれば、第２のマイクロコントローラーに第２の温度補償プログラムを書き込むことにより、温度制御の演算及び温度補償の演算をともに最適化した第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【0153】
前記第１の発振器および第２の発振器の製造方法の一態様において、
前記第２の温度補償プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせてもよい。
前記第２の温度補償プログラムは、
前記第２のマイクロコントローラーに、
２次以上の多項式を用いた高次関数補償と、ニューラルネットワークを用いたニューラルネット補償と、の少なくともいずれかを行わせてもよい。
【0154】
この製造方法によれば、温度補償を高次関数補償又はニューラルネット補償に最適化した第２の発振器を低コストで容易に製造することができる。
【符号の説明】
【0155】
１…発振器、２…外側パッケージ、３…内側パッケージ、４…制御ＩＣ、５…電圧制御発振器、６…振動素子、７…発熱ＩＣ、８…発振ＩＣ、１０…ＣＰＵ、１１…温度制御回路、１２…温度補償回路、１３…メモリー、２１…外側ベース、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２２…外側リッド、２３…封止部材、２５…内部配線、２７…基板、２８…壁部、２９…脚部、３１…内側ベース、３１ａ…上面、３１ｂ…下面、３２…内側リッド、３３…封止部材、４０…マイクロコントローラー、４１…セレクター、４２…温度センサー、４３…Ａ／Ｄ変換器、４４…Ｄ／Ａ変換器、４５…フラクショナルＮ－ＰＬＬ回路、４６…ＰＬＬ回路、４７…スイッチ回路、４８…電源回路、４９…インターフェース回路、５１…パッケージ、５２…ベース、５２ａ…上面、５２ｂ…下面、５３…リッド、５４…封止部材、５５…振動素子、５９…発振ＩＣ、７１…温度制御素子、７２…温度センサー、８１…発振回路、８２…温度センサー、９０…メモリー、９１…温度制御データ、９２…温度補償データ、９４…レジスター、１００…外部装置、１１１…減算器、１１２…乗算器、１１３…乗算器、１１４…加算器、１１５…遅延素子、１１６…加算器、１１７…利得切替回路、１１８…出力制限回路、１１９…設定温度切替回路、１２１…減算器、１２２…高次関数演算回路、１２３…分周比演算回路、１２４…ニューラルネット演算回路、１２５…加算器、１３１…温度制御プログラム、１３２…温度補償プログラム、２１１…上側凹部、２１１ａ…第１上側凹部、２１１ｂ…第２上側凹部、２１１ｃ…第３上側凹部、２１２…下側凹部、２４１…内部端子、２４２…内部端子、２４３…内部端子、２４４…外部端子、２４５…側面端子、３１１…凹部、３１１ａ…第１凹部、３１１ｂ…第２凹部、３１１ｃ…第３凹部、３４１…内部端子、３４２…内部端子、３４３…内部端子、３４４…外部端子、５２１…凹部、５２１ａ…第１凹部、５２１ｂ…第２凹部、５２１ｃ…第３凹部、５６１…内部端子、５６２…内部端子、５６４…外部端子、Ｂ１…接合部材、Ｂ２…接合部材、Ｂ３…接合部材、Ｂ４…接合部材、ＢＷ１…ボンディングワイヤー、ＢＷ２…ボンディングワイヤー、ＢＷ３…ボンディングワイヤー、ＢＷ４…ボンディングワイヤー、ＢＷ５…ボンディングワイヤー、ＢＷ６…ボンディングワイヤー、Ｈ…半田、Ｓ２…外側収容空間、Ｓ３…内側収容空間、Ｓ５…収容空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】