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(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】P2024083702
(43)【公開日】2024-06-24
(54)【発明の名称】水晶発振器
(51)【国際特許分類】
H03B 5/32 20060101AFI20240617BHJP
【ＦＩ】
H03B5/32 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022197655
(22)【出願日】2022-12-12
(71)【出願人】
【識別番号】000232483
【氏名又は名称】日本電波工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】見留 博之
【テーマコード（参考）】
5J079
【Ｆターム（参考）】
5J079AA04
5J079BA02
5J079CA01
5J079CA11
5J079CB02
5J079DA13
5J079FA15
5J079FA17
5J079FA24
5J079FB11
5J079JA03
(57)【要約】
【課題】電圧可変型の容量素子を用いた恒温槽付き水晶発振器であって、右肩下がりの周波数温度特性を簡易な手段によってフラットに補正できる水晶発振器とその製造方法を提供する。
【解決手段】定電圧回路と、定電圧回路に接続されたオーブン回路及び電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、オーブン回路及び発振回路に接続されたグランドラインと、を備える水晶発振器において、オーブン回路及び発振回路のグランドライン側の端子である二次側の端子とグランドラインとの間に補正抵抗を備え、補正抵抗は、オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の二次側の端子の電位が変動することによって、電圧可変型の容量素子の二次側の端子の電位を、電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗であることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】定電圧回路と、定電圧回路に接続されたオーブン回路及び電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、オーブン回路及び発振回路に接続されたグランドラインと、を備える水晶発振器において、オーブン回路及び発振回路のグランドライン側の端子である二次側の端子とグランドラインとの間に補正抵抗を備え、補正抵抗は、オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の二次側の端子の電位が変動することによって、電圧可変型の容量素子の二次側の端子の電位を、電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗であることを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
定電圧回路と、前記定電圧回路に接続されたオーブン回路と、前記定電圧回路に接続され電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、前記オーブン回路及び前記発振回路に接続されたグランドラインと、を備える水晶発振器において、
前記オーブン回路及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と、前記グランドラインとの間に補正抵抗を備え、
前記補正抵抗は、
前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗であること
を特徴とする水晶発振器。
前記オーブン回路及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と、前記グランドラインとの間に補正抵抗を備え、
前記補正抵抗は、
前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗であること
を特徴とする水晶発振器。
【請求項2】
前記補正抵抗は、可変抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項3】
定電圧回路と、前記定電圧回路に接続されたオーブン回路と、前記定電圧回路に接続され電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、前記オーブン回路及び前記発振回路に接続されたグランドラインと、を備える水晶発振器を製造するに当たり、
当該水晶発振器の周波数温度特性を測定する工程と、
前記測定において周波数温度特性が、温度上昇に対し右肩下がりになる水晶発振器を選択する工程と、
前記選択した水晶発振器の前記オーブン回路、前記電圧可変型の容量素子及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と前記グランドラインとの間に、補正抵抗であって、前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗を挿入する工程と、
を含むことを特徴とする水晶発振器の製造方法。
当該水晶発振器の周波数温度特性を測定する工程と、
前記測定において周波数温度特性が、温度上昇に対し右肩下がりになる水晶発振器を選択する工程と、
前記選択した水晶発振器の前記オーブン回路、前記電圧可変型の容量素子及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と前記グランドラインとの間に、補正抵抗であって、前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗を挿入する工程と、
を含むことを特徴とする水晶発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、周波数温度特性の補正が可能な恒温槽付き水晶発振器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、５Ｇの普及が進んでいる。その中で、５Ｇの弱点である電波の到達距離が短いことをカバーする点で、小型基地局が注目されている。小型基地局には、内部温度の上昇や厳しい環境変化にも耐え得るよう、恒温槽付き水晶発振器（以下、ＯＣＸＯ；Oven Controlled Crystal Oscillatorと言う。）が使用されている。
特許文献１には、周波数を調整するためにバリキャップダイオードを使用したＯＣＸＯが記載されている（特許文献１の段落００１１）。図８は、このＯＣＸＯの構成を簡単に示したブロック図である。このＯＣＸＯ２０は、定電圧回路と、前記定電圧回路に接続されたオーブン回路と、前記定電圧回路に接続され電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、前記オーブン回路及び前記発振回路に接続されたグランドラインと、を備える。このＯＣＸＯでは、制御電圧により、バリキャップダイオード１４ａの容量値を変化、即ち水晶振動子の負荷容量を可変させることにより、発振周波数を調整している（特許文献１の段落００２３）。
また、水晶振動子を含む発振回路、恒温槽内の水晶振動子を一定温度に保つためのオーブン回路及びバリキャップダイオード各々のグランドラインを共通にすることで、熱結合を密にし、周波数温度特性を向上させている（特許文献１の段落００２１）。
特許文献１には、周波数を調整するためにバリキャップダイオードを使用したＯＣＸＯが記載されている（特許文献１の段落００１１）。図８は、このＯＣＸＯの構成を簡単に示したブロック図である。このＯＣＸＯ２０は、定電圧回路と、前記定電圧回路に接続されたオーブン回路と、前記定電圧回路に接続され電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、前記オーブン回路及び前記発振回路に接続されたグランドラインと、を備える。このＯＣＸＯでは、制御電圧により、バリキャップダイオード１４ａの容量値を変化、即ち水晶振動子の負荷容量を可変させることにより、発振周波数を調整している（特許文献１の段落００２３）。
また、水晶振動子を含む発振回路、恒温槽内の水晶振動子を一定温度に保つためのオーブン回路及びバリキャップダイオード各々のグランドラインを共通にすることで、熱結合を密にし、周波数温度特性を向上させている（特許文献１の段落００２１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６２０８４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ＯＣＸＯは周波数安定度が高く、ｐｐｂ（１×１０－９）オーダーの周波数温度特性を有している。ＯＣＸＯにおいて、周波数温度特性は０ｐｐｂに近いものほど、すなわち温度によって変化しないフラットなものほど、良いとされている。ＯＣＸＯの周波数温度特性は、水晶振動子の周波数温度特性と、発振回路の周波数温度特性と、その他、経年劣化や再現性等の各因子が複雑に影響し合うことで生じる。そのため、製造後のＯＣＸＯは、図９（Ａ）～（Ｃ）に示す、温度に対しほぼフラットな温度特性を示すもの、発生率は少ないが温度上昇に対しやや右肩下がりの温度特性を示すもの、やや右肩上りの温度特性を示すものが生じる。温度に対し右肩上がりや右肩下がりの温度特性を示すＯＣＸＯのいずれか一方の温度特性を、何らかの手段によってフラットなものに補正することができれば、好ましい。
【0005】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、従ってこの出願の目的は、電圧可変型の容量素子を用いた恒温槽付き水晶発振器であって、右肩下がりの周波数温度特性を簡易な手段によってフラットに補正できる水晶発振器とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的の達成を図るため、この出願に係る発明者は鋭意検討を進めた結果、電圧可変型の容量素子を有した恒温槽付きの水晶発振器において、電圧可変型の容量素子を積極的に利用することによって、上記目的を達成できるのではないかと考えた。
従って、この発明の水晶発振器によれば、定電圧回路と、前記定電圧回路に接続されたオーブン回路と、前記定電圧回路に接続され電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、前記オーブン回路及び前記発振回路に接続されたグランドラインと、を備える水晶発振器において、
前記オーブン回路及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と、前記グランドラインとの間に補正抵抗を備え、
前記補正抵抗は、前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗であることを特徴とする。
この発明を実施するに当たり、前記補正抵抗は、固定抵抗又は可変抵抗いずれでも良い。ただし、前記補正抵抗を可変抵抗とする方が、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側端子の電位を、水晶発振器毎に調製できるので、好ましい。
従って、この発明の水晶発振器によれば、定電圧回路と、前記定電圧回路に接続されたオーブン回路と、前記定電圧回路に接続され電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、前記オーブン回路及び前記発振回路に接続されたグランドラインと、を備える水晶発振器において、
前記オーブン回路及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と、前記グランドラインとの間に補正抵抗を備え、
前記補正抵抗は、前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗であることを特徴とする。
この発明を実施するに当たり、前記補正抵抗は、固定抵抗又は可変抵抗いずれでも良い。ただし、前記補正抵抗を可変抵抗とする方が、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側端子の電位を、水晶発振器毎に調製できるので、好ましい。
【0007】
また、この出願の水晶発振器の製造方法の発明によれば、定電圧回路と、前記定電圧回路に接続されたオーブン回路と、前記定電圧回路に接続され電圧可変型の容量素子を有する発振回路と、少なくとも前記オーブン回路及び発振回路を内包している槽と、前記オーブン回路及び前記発振回路に接続されたグランドラインと、を備える水晶発振器を製造するに当たり、
当該水晶発振器の周波数温度特性を測定する工程と、
前記測定において周波数温度特性が、温度上昇に対し右肩下がりになる水晶発振器を選択する工程と
前記選択した水晶発振器の前記オーブン回路、前記電圧可変型の容量素子及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と前記グランドラインとの間に、補正抵抗であって、前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗を挿入する工程と、
を含むことを特徴とする。
当該水晶発振器の周波数温度特性を測定する工程と、
前記測定において周波数温度特性が、温度上昇に対し右肩下がりになる水晶発振器を選択する工程と
前記選択した水晶発振器の前記オーブン回路、前記電圧可変型の容量素子及び前記発振回路の前記グランドライン側の端子である二次側の端子と前記グランドラインとの間に、補正抵抗であって、前記オーブン回路に流れる電流値に応じて当該補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動することによって、前記電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位を、前記電圧可変型の容量素子の端子間電圧を所定電圧に補正できる電位に補正する抵抗を挿入する工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
この発明の水晶発振器によれば、オーブン回路に流れる電流に応じて、補正抵抗の前記二次側の端子の電位が変動する。ここで、オーブン回路の電流は、その目的上、水晶発振器がおかれる環境が低温ほど大きくなり、高温に向かうに従い小さくなる。従って、補正抵抗に流れる電流も、水晶発振器がおかれる環境が低温ほど大きく、高温に向かうに従い小さくなるので、補正抵抗の前記二次側の端子の電位、すなわち電圧可変型の容量素子の前記二次側の端子の電位は、水晶発振器がおかれる環境が低温ほど高く、高温に向かうに従い低くなる。そのため、電圧可変型の容量素子の容量が変化するので、水晶発振器の発振周波数は、上記の右肩下がりの温度特性を補正する方向に変化する。よって、右肩下がりの周波数温度特性を示していた水晶発振器を、補正抵抗を設けるという簡易な手段によって、温度に対しフラットな周波数温度特性を示す水晶発振器を実現できる。
また、この出願の水晶発振器の製造方法によれば所定の工程を実施し、かつ、その中で適正な補正抵抗を追加するので、右肩下がりの周波数温度特性を示していた水晶発振器を、温度に対しフラットな周波数温度特性を示す水晶発振器に修正できる。
また、この出願の水晶発振器の製造方法によれば所定の工程を実施し、かつ、その中で適正な補正抵抗を追加するので、右肩下がりの周波数温度特性を示していた水晶発振器を、温度に対しフラットな周波数温度特性を示す水晶発振器に修正できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態のＯＣＸＯ１０のブロック図。
【図2】バリキャップダイオードの容量値のグラフ。
【図3】本発明のＯＣＸＯの温度におけるオーブン回路電流のグラフ。
【図4】本発明のＯＣＸＯの二次側の端子の電位変化のグラフ。
【図5】本発明のＯＣＸＯのバリキャップダイオードの端子間電圧のグラフ。
【図6】本発明のＯＣＸＯのバリキャップダイオードの端子間容量のグラフ。
【図7】補正抵抗を設ける前後のＯＣＸＯの周波数温度特性のグラフ。
【図8】従来技術のＯＣＸＯ２０のブロック図。
【図9】ＯＣＸＯの周波数温度特性例。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照してこの発明の水晶発振器及びその製造方法の実施形態についてそれぞれ説明する。
なお、説明に用いる各図はこれらの発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の説明で述べる形状、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
なお、説明に用いる各図はこれらの発明を理解できる程度に概略的に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図において、同様な構成成分については同一の番号を付して示し、その説明を省略する場合もある。また、以下の説明で述べる形状、材質等はこの発明の範囲内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【0011】
１．水晶発振器の実施形態
図１は、本発明の実施形態であるＯＣＸＯ１０のブロック図である。ＯＣＸＯ１０は、定電圧回路１１と、オーブン回路１２と、発振回路１４と、恒温槽１３と、補正抵抗１６と、グランドライン１７と、を備えている。オーブン回路１２と発振回路１４は、恒温槽１３内に含まれている。
図１は、本発明の実施形態であるＯＣＸＯ１０のブロック図である。ＯＣＸＯ１０は、定電圧回路１１と、オーブン回路１２と、発振回路１４と、恒温槽１３と、補正抵抗１６と、グランドライン１７と、を備えている。オーブン回路１２と発振回路１４は、恒温槽１３内に含まれている。
【0012】
定電圧回路１１は、外部から供給される電源電圧Ｖｃｃを定電圧化し、オーブン回路１２及び発振回路１４へ一定電圧を供給する。
【0013】
オーブン回路１２は、感温素子と、発熱素子と、温度制御回路等のその他部品と、により構成されている。感温素子で恒温槽１３内の温度を計測し、発熱素子により恒温槽１３内の発振素子(後述する)が所定の温度で保たれるように制御している。感温素子は、例えばサーミスタや白金抵抗を用いることができる。発熱素子は、例えばパワートランジスタや抵抗を用いることができる。温度制御回路は、例えばオペアンプを用いて構成できる。
【0014】
発振回路１４は、電圧可変型の容量素子１４ａと発振素子１４ｂ、その他部品により構成されている。本発明において電圧可変型の容量素子１４ａは、バリキャップダイオードを用いる。発振素子１４ｂは、例えば、水晶振動子を用いることができる。
【0015】
また、本発明の特徴として、オーブン回路１２及び発振回路１４の少なくとも電圧可変型の容量素子１４ａのグランドライン１７側の端子である二次側の端子１５とグランドライン１７との間に、補正抵抗１６を設けてある。
補正抵抗１６は、設計内容により予め検討しておいた定数のものを用いる（詳細は後述する）。補正抵抗１６の二次側の端子１５側の端子の電位は、オーブン回路１２に流れる電流の大小に応じて変化する。これを利用して電圧可変型の容量素子１４ａの二次側の端子１５側の電位を変動させて、電圧可変型の容量素子１４ａに加わる逆方向電圧を変動させることができる。右肩下がりの周波数温度特性を、補正抵抗１６の電位変動を利用してフラットになるように補正する。以下、この点について具体例によって説明する。
補正抵抗１６は、設計内容により予め検討しておいた定数のものを用いる（詳細は後述する）。補正抵抗１６の二次側の端子１５側の端子の電位は、オーブン回路１２に流れる電流の大小に応じて変化する。これを利用して電圧可変型の容量素子１４ａの二次側の端子１５側の電位を変動させて、電圧可変型の容量素子１４ａに加わる逆方向電圧を変動させることができる。右肩下がりの周波数温度特性を、補正抵抗１６の電位変動を利用してフラットになるように補正する。以下、この点について具体例によって説明する。
【0016】
実施形態のＯＣＸＯ１０において、電源電圧Ｖｃｃを２．８Ｖ、電圧可変型の容量素子１４ａとしてバリキャップダイオード、補正抵抗０．１Ωを使用した場合の、本発明の作用・効果を、以下説明する。
今回使用するバリキャップダイオードの端子間電圧に対する容量変化のグラフを図２に示す。端子間電圧が大きくなると容量値が減っていくという、反比例のグラフになっている。また、この曲線の３次近似式もグラフ上に記載してある。
今回使用するバリキャップダイオードの端子間電圧に対する容量変化のグラフを図２に示す。端子間電圧が大きくなると容量値が減っていくという、反比例のグラフになっている。また、この曲線の３次近似式もグラフ上に記載してある。
【0017】
ＯＣＸＯの中には、周波数温度特性が温度上昇に対し右肩下がりの特性を持ったものが確認されることがある。例えば、この出願に係る発明者の測定したＯＣＸＯの中には図７（Ａ）に示す周波数温度特性を持つものがある。具体的には、横軸に温度、縦軸に周波数変動率（ｐｐｂ）をとって示した図のように低温側で約１６ｐｐｂ程度、高温側で約－１５ｐｐｂ程度というように、温度上昇に対して、右肩下がりの特性を持つものがある。
一方、実施形態で示したＯＣＸＯ１０の場合、環境温度の変化があっても恒温槽１３の内部温度（水晶振動子１４ｂの温度）を所定温度、例えば８５℃に制御する必要がある。そのため、実施形態のＯＣＸＯ１０の場合、恒温槽１３の内部温度を一定に制御するため、環境温度の変化に対しオーブン回路１２に流れる電流は、図３に示すように、低温側で６００ｍＡ程度まで大きくなり、高温側で５０ｍＡ程度まで小さくなるというような電流挙動を示す。なお、図３では、横軸に温度をとり、縦軸にオーブン回路に流れる電流をとって示してある。従って、本発明の特徴である補正抵抗１６にも、上記したオーブン回路の電流挙動に応じた電流が流れるため、補正抵抗１６の二次側の端子１５側の電位は、図４に示したように、補正抵抗１６の抵抗値０．１Ωと補正抵抗１６に流れる電流とで決まる電位になる。すなわち、図４に示したように、低温側で０．０６Ｖ程度、高温側で５ｍＶ程度まで小さくなるという電位変動を示す。なお、図４では、横軸に温度をとり、縦軸に補正抵抗１６の二次側の端子１５側の電位をとって示してある。
補正抵抗１６で生じる上記した電位変動は、上記した右肩下がりの周波数温度特性の補正に使用できる。すなわち、補正抵抗１６で生じる上記した電位変動は、バリキャップダイオード１４ａの二次側の端子１５の電位変動となるから、この実施形態では、バリキャップダイオード１４ａの容量素子間に印加している２．８Ｖという端子間電圧の変動を生じさせる。この様子を、図５に横軸に温度を取り、縦軸にバリキャップダイオード１４ａの端子間電圧をとって示す。図５から、補正抵抗１６を設けると、補正抵抗１６での図４に示した電位変動の影響でバリキャップダイオード１４ａの端子間電圧は、低温側で２．７４Ｖ程度、高温側で２．７９５Ｖ程度になり、温度に対し線形に変化することが分かる。
この図５に示したバリキャップダイオード１４ａの端子間電圧の変動は、そのままバリキャップダイオード１４ａの端子間容量を変動させる。この容量変動を、図６に、横軸に温度をとり、縦軸にバリキャップダイオード１４ａの端子間容量をとって示す。図６から、補正抵抗１６を設けると、補正抵抗１６での図５に示した電位変動の影響でバリキャップダイオード１４ａの端子間容量は、低温側で７．６ｐＦ程度、高温側で７．４５ｐＦ程度になり、温度に対し線形に変化することが分かる。
バリキャップダイオード１４ａの端子間容量の、図６のような変動は、発振回路１４の負荷容量変動に相当するので、発振回路１４から出力される周波数は、変動する。
一方、実施形態で示したＯＣＸＯ１０の場合、環境温度の変化があっても恒温槽１３の内部温度（水晶振動子１４ｂの温度）を所定温度、例えば８５℃に制御する必要がある。そのため、実施形態のＯＣＸＯ１０の場合、恒温槽１３の内部温度を一定に制御するため、環境温度の変化に対しオーブン回路１２に流れる電流は、図３に示すように、低温側で６００ｍＡ程度まで大きくなり、高温側で５０ｍＡ程度まで小さくなるというような電流挙動を示す。なお、図３では、横軸に温度をとり、縦軸にオーブン回路に流れる電流をとって示してある。従って、本発明の特徴である補正抵抗１６にも、上記したオーブン回路の電流挙動に応じた電流が流れるため、補正抵抗１６の二次側の端子１５側の電位は、図４に示したように、補正抵抗１６の抵抗値０．１Ωと補正抵抗１６に流れる電流とで決まる電位になる。すなわち、図４に示したように、低温側で０．０６Ｖ程度、高温側で５ｍＶ程度まで小さくなるという電位変動を示す。なお、図４では、横軸に温度をとり、縦軸に補正抵抗１６の二次側の端子１５側の電位をとって示してある。
補正抵抗１６で生じる上記した電位変動は、上記した右肩下がりの周波数温度特性の補正に使用できる。すなわち、補正抵抗１６で生じる上記した電位変動は、バリキャップダイオード１４ａの二次側の端子１５の電位変動となるから、この実施形態では、バリキャップダイオード１４ａの容量素子間に印加している２．８Ｖという端子間電圧の変動を生じさせる。この様子を、図５に横軸に温度を取り、縦軸にバリキャップダイオード１４ａの端子間電圧をとって示す。図５から、補正抵抗１６を設けると、補正抵抗１６での図４に示した電位変動の影響でバリキャップダイオード１４ａの端子間電圧は、低温側で２．７４Ｖ程度、高温側で２．７９５Ｖ程度になり、温度に対し線形に変化することが分かる。
この図５に示したバリキャップダイオード１４ａの端子間電圧の変動は、そのままバリキャップダイオード１４ａの端子間容量を変動させる。この容量変動を、図６に、横軸に温度をとり、縦軸にバリキャップダイオード１４ａの端子間容量をとって示す。図６から、補正抵抗１６を設けると、補正抵抗１６での図５に示した電位変動の影響でバリキャップダイオード１４ａの端子間容量は、低温側で７．６ｐＦ程度、高温側で７．４５ｐＦ程度になり、温度に対し線形に変化することが分かる。
バリキャップダイオード１４ａの端子間容量の、図６のような変動は、発振回路１４の負荷容量変動に相当するので、発振回路１４から出力される周波数は、変動する。
【0018】
補正抵抗１６を設けたことで生じた、図４～図６で示した二次側の端子１５の電位、バリキャップダイオード１４ａの端子間電圧及びバリキャップダイオード１４ａの端子間容量の変化により、図７（Ａ）に示す温度上昇に対し右肩下がりの周波数温度特性を、図７（Ｂ）に示すような、温度に対しほぼフラットな周波数温度特性へ補正することができる。
これに対し、補正抵抗１６を設けていない図８に示した従来のＯＣＸＯ２０の場合は、そもそも補正抵抗１６起因の電位変動は生じないので、バリキャップダイオード１４ａの端子間電圧を変動させることができないから、周波数温度特性を補正できない。
これに対し、補正抵抗１６を設けていない図８に示した従来のＯＣＸＯ２０の場合は、そもそも補正抵抗１６起因の電位変動は生じないので、バリキャップダイオード１４ａの端子間電圧を変動させることができないから、周波数温度特性を補正できない。
【0019】
２．水晶発振器の製造方法
封止前の状態の水晶発振器を複数準備し、水晶発振器の周波数温度特性、必要に応じて位相雑音特性や短期周波数安定度等の、特性を検査する。特性の検査後、水晶発振器の仕様を各特性が満たしているか確認をする。その中で、周波数温度特性において、高温側で右肩下がりになり、仕様を満たしていない水晶発振器を選択する。選択した水晶発振器の周波数温度特性と仕様とのズレから、そのズレを補正するための補正抵抗１６（図１参照）の定数を検討する。検討した抵抗の定数の補正抵抗１６を、二次側の端子１５とグランドライン１７の間に挿入する。補正抵抗１６を挿入後、再度、周波数温度特性を測定し、発振器の仕様の温度内において、周波数温度特性がほぼフラットな状態に補正されているのを確認する。次に、抵抗溶接をして封止をする。
封止前の状態の水晶発振器を複数準備し、水晶発振器の周波数温度特性、必要に応じて位相雑音特性や短期周波数安定度等の、特性を検査する。特性の検査後、水晶発振器の仕様を各特性が満たしているか確認をする。その中で、周波数温度特性において、高温側で右肩下がりになり、仕様を満たしていない水晶発振器を選択する。選択した水晶発振器の周波数温度特性と仕様とのズレから、そのズレを補正するための補正抵抗１６（図１参照）の定数を検討する。検討した抵抗の定数の補正抵抗１６を、二次側の端子１５とグランドライン１７の間に挿入する。補正抵抗１６を挿入後、再度、周波数温度特性を測定し、発振器の仕様の温度内において、周波数温度特性がほぼフラットな状態に補正されているのを確認する。次に、抵抗溶接をして封止をする。
【0020】
補正抵抗１６は、可変抵抗としてもよい。可変抵抗の場合、補正抵抗１６を挿入後、周波数温度特性を測定した時に、予想通りの補正がなされていなければ、再度抵抗値を調整し、補正を実施し、温度に対しフラットな周波数温度特性を得ることができる。
【0021】
ｐｐｂオーダーの周波数温度特性が要求されるＯＣＸＯにおいて、補正抵抗を設けるという簡易な手段により、温度に対しフラットな周波数温度特性を持つ水晶発振器を製造することができる。また、仕様とのズレは水晶発振器個々で異なるため、１つ１つの水晶発振器に合わせた補正が可能な水晶発振器を製造することができる。
【符号の説明】
【0022】
１０：本発明のＯＣＸＯ ２０：従来技術のＯＣＸＯ
１１：定電圧回路 １２：オーブン回路
１３：恒温槽 １４：発振回路
１４ａ：電圧可変型の容量素子 １４ｂ：発振素子
１５：二次側の端子 １６：補正抵抗
１７：グランドライン
１１：定電圧回路 １２：オーブン回路
１３：恒温槽 １４：発振回路
１４ａ：電圧可変型の容量素子 １４ｂ：発振素子
１５：二次側の端子 １６：補正抵抗
１７：グランドライン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】