可变电容电路、振荡电路、振动器件及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201410252803.6 | 申请日 | 2014-06-09 | 公开(公告)号 | CN104242821A | 公开(公告)日 | 2014-12-24 |
| 申请人 | 精工爱普生株式会社; | 发明人 | 伊藤久浩; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种可变电容 电路 、振荡电路、振动器件及其制造方法，能够容易地调整振荡 频率 这样的根据电容值的变化而发生变化的值。可变电容电路中并联连接有多个可变电容元件(变容 二极管 VC1、VC2、…、VC15)，该可变电容元件的电容值通过施加到 端子 间的端子间 电压 而被控制，所述多个可变电容元件的合成电容值以预定电容值为基准而可变，所述多个可变电容元件中的至少1个可变电容元件的所述端子间电压设为作为可变电压的第1电压V1，其他可变电容元件的所述端子间电压设为作为固定电压的第2电压V2。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可变电容电路，其中， |
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| 说明书全文 | 可变电容电路、振荡电路、振动器件及其制造方法技术领域背景技术[0002] 可变电容电路包含可变电容元件，能够通过改变赋予给可变电容元件的控制电压来调整电容值。可变电容元件是例如变容二极管(variable capacitance diode)，变容二极管的电容值根据端子间电压(在一个端子为接地电压的情况下等于控制电压)发生变化。可变电容电路有时被用作例如振荡电路的负载电容，用于调整振荡信号的频率(以下也称作振荡频率)。 [0004] 【专利文献1】日本特开2003-258553号公报 [0005] 【专利文献2】日本特开2003-324316号公报 [0006] 此处，例如在包含振荡元件的振荡器的制造时，需要调整基于振荡元件的个体偏差的振荡频率偏差，从而使振荡器输出期望的频率。此时，在专利文献1的振荡电路中，当切换固定电压时，电压－振荡频率特性较大程度发生变化。因此，频率可变幅度有时也较大程度发生变化，所以一般需要烦杂的调整过程，无法容易地进行振荡频率的调整。 [0007] 此外，专利文献2的振荡器所使用的可变电容电路将施加到可变电容元件的电压切换为固定电压或电源电压，将可变电容的电容值控制为最大值或最小值。但是，由于该电压的切换，电压－振荡频率特性较大程度发生变化(例如参照专利文献2的图2(b))，有时频率可变幅度也较大程度发生变化，因此无法容易地进行振荡频率的调整。 [0008] 这里，在可变电容电路中还存在能够通过开关电路切断可变电容元件自身的可变电容电路。但是，当改变要切断的可变电容元件的数量时，电压－振荡频率特性仍然较大程度发生变化。因此，即使使用这样的可变电容电路作为振荡电路的负载电容，也无法容易地进行振荡频率的调整。 [0009] 反之，在切换了电压－振荡频率特性时，如果其变化存在一定的规律性，则可以说不需要烦杂的调整过程。此外，如果能够以特定的频率(以下也称作特定频率)为中心改变振荡频率，则能够容易地执行振荡频率的调整。 发明内容[0010] 本发明是鉴于以上情况而完成的，根据本发明的几个方式，提供一种可变电容电路、振荡电路、振动器件、电子设备、移动体以及振动器件的制造方法，能够容易地调整例如振荡频率这样的根据电容值的变化而发生变化的值。 [0011] 本发明是解决上述课题中的至少一部分的发明，可作为以下方式或应用例来实现。 [0012] [应用例1] [0013] 本应用例的可变电容电路中并联连接有多个可变电容元件，该可变电容元件的电容值通过施加到端子间的端子间电压而被控制，所述多个可变电容元件的合成电容值的变动特性以预定电容值为基准而可变。 [0014] 根据本应用例的可变电容电路，多个可变电容元件的合成电容值的变动特性(合成电容值的可变幅度、合成电容的可变灵敏度)是以预定电容值(基准电容值)为基准而变动的。因此，本应用例的可变电容电路即使改变合成电容值的可变幅度，在赋予了某个端子间电压的情况下也能够得到基准电容值，因此能够容易地调整根据电容值的变化而发生变化的值。例如，在包含本应用例的可变电容电路的振荡电路中，能够与基准电容值对应地确定特定频率，以特定频率为中心改变振荡频率，因此振荡频率的调整变得容易。并且，与基准电容值对应地确定特定频率，所以能够以特定频率为中心对振荡频率可变幅度(振荡频率可变灵敏度)进行调整，因此振荡频率可变幅度的调整变得容易。此外，根据本应用例的可变电容电路，采取并联连接有多个可变电容元件的结构，因此能够使合成电容的可变幅度和可变电容元件的个数对应。 [0015] 这里，可变电容元件的端子间电压是被施加到端子间来控制电容值的电压。此外，基准电容值是作为可变电容电路基准的电容值，是即使电压－合成电容值特性(例如参照图3)发生变化，在赋予了某个端子间电压的情况下也能够得到的电容值。 [0016] [应用例2] [0017] 在上述应用例的可变电容电路中，可以将所述多个可变电容元件中的至少1个可变电容元件的所述端子间电压设为作为可变电压的第1电压，将其他可变电容元件的所述端子间电压设为作为固定电压的第2电压。 [0018] 根据本应用例的可变电容电路，在多个可变电容元件中，针对一部分将端子间电压设为第1电压，针对剩余的可变电容元件将端子间电压设为第2电压。第1电压是可变电压，第2电压是固定电压。将端子间电压设为第2电压的可变电容元件能够处理为电容值不根据第1电压的变化而发生变化的固定电容。因此，通过将多个可变电容元件中的几个端子间电压设为第1电压，合成电容值的调整量发生变化。例如，在存储器等中存储有指定将几个端子间电压设为第1电压的数据的情况下，能够通过改写该数据来变更合成电容值的调整量。 [0019] 这里，可变电压是可动态地进行变更的电压，能够使第1电压与所述控制电压对应。固定电压是指并非可变电压的电压，第2电压在使用至少包含可变电容电路的器件等时被固定为某个电压。 [0020] [应用例3] [0021] 在上述应用例的可变电容电路中，所述第2电压可以取大于所述可变电压的最小电压值、且小于所述可变电压的最大电压值的电压。 [0022] 根据本应用例的可变电容电路，第2电压取大于可变电压(第1电压)的最小电压值、且小于可变电压的最大电压值的电压。作为可变电压的第1电压能够在最小电压值与最大电压值之间动态变更，作为固定电压的第2电压取大于最小电压值且小于最大电压值的某个电压(例如正中间的电压)。此时，能够使基准电容值与大于最小电压值、且小于最大电压值的某个电压对应。因此，能够通过第1电压以基准电容值为中心前后调整可变电容电路的合成电容值，因此例如能够以与基准电容值对应的特定频率为中心对振荡频率进行调整。并且，能够基于该情况容易地进行例如振荡频率的调整。这里，最小电压值、最大电压值例如可以是按照可变电容元件的规格确定的下限的电压值、上限的电压值。 [0023] [应用例4] [0024] 在上述应用例的可变电容电路中，所述预定电容值可以是将所述多个可变电容元件的所有所述端子间电压设为所述第2电压时的合成电容值。 [0025] 根据本应用例的可变电容电路，基准电容值是将所有可变电容元件的端子间电压设为第2电压时的合成电容值。因此，在将作为可变电压的第1电压设为与第2电压相同时，能够得到基准电容值。并且，能够基于该情况容易地进行例如振荡频率的调整。 [0026] [应用例5] [0027] 在上述应用例的可变电容电路中，可以包含控制部，所述控制部将所述多个可变电容元件各自的所述端子间电压控制成所述第1电压、或控制成所述第2电压。 [0028] 根据本应用例的可变电容电路，能够通过控制部变更是将端子间电压设为第1电压、还是设为第2电压。因此，能够通过控制部改变合成电容值的调整量，因此能够容易且高效进行例如振荡频率的调整。 [0029] [应用例6] [0030] 在上述应用例的可变电容电路中，所述控制部可以包含排他性地选择所述第1电压和所述第2电压中的一方的开关。 [0031] 根据本应用例的可变电容电路，控制部能够通过开关控制将端子间电压设为所述第1电压、还是设为所述第2电压。因此，控制部能够在不需要复杂电路的情况下分别控制多个可变电容元件的端子间电压。 [0032] [应用例7] [0033] 在上述应用例的可变电容电路中，所述控制部可以包含存储部，所述存储部存储有将所述多个可变电容元件各自的所述端子间电压设定为所述第1电压、或设定为所述第2电压的数据。 [0034] 根据本应用例的可变电容电路，控制部包含存储部，所述存储部存储有设定是将端子间电压设为第1电压、还是设为第2电压的数据。因此，能够通过存储部的数据改写灵活地改变合成电容值的调整量。 [0036] [应用例8] [0037] 在上述应用例的可变电容电路中，所述控制部可以根据所输入的控制信号，将所述多个可变电容元件各自的所述端子间电压控制成所述第1电压、或控制成所述第2电压。 [0038] 根据本应用例的可变电容电路，控制部能够根据例如来自可变电容电路外部的控制信号变更是将端子间电压设为第1电压、还是设为第2电压。因此，即使在包含本应用例的可变电容电路的器件等的制造后，也能够由使用者等改变合成电容值的调整量。例如，能够通过控制信号选择适当的电压－合成电容值特性(例如参照图3)。 [0039] [应用例9] [0040] 本应用例的振荡电路使振荡部振荡而生成振荡信号，在所述振荡电路中，包含上述应用例的可变电容电路作为负载电容。 [0041] 根据本应用例的振荡电路，包含上述应用例的可变电容电路作为负载电容，因此能够容易地调整振荡频率。这里，振荡部可以是例如石英振子、MEMS、音叉型石英振子等振荡元件，也可以由例如RC电路、LC电路等电子部件构成。 [0042] [应用例10] [0043] 本应用例的振动器件包含所述应用例的振荡电路；以及所述振荡部。 [0044] 根据本应用例的振动器件，在振荡电路中包含上述应用例的可变电容电路作为负载电容，因此能够容易地调整振荡频率。 [0045] [应用例11] [0046] 本应用例的电子设备包含所述应用例的可变电容电路。 [0047] [应用例12] [0048] 本应用例的移动体包含所述应用例的可变电容电路。 [0049] 根据本应用例的电子设备、移动体，包含上述应用例的可变电容电路作为负载电容，因此能够容易地调整根据电容值的变化而发生变化的值(例如振荡频率)。 [0050] [应用例13] [0051] 在本应用例的振动器件的制造方法中，所述振动器件具有：振荡部；可变电容电路，其中并联连接有多个可变电容元件，该可变电容元件的电容值通过施加到端子间的端子间电压而被控制，所述多个可变电容元件中的至少1个可变电容元件的所述端子间电压设为作为可变电压的第1电压，其他可变电容元件的所述端子间电压设为作为固定电压的第2电压，所述多个可变电容元件的合成电容值的变动特性以预定电容值为基准而可变；控制部，其将所述多个可变电容元件各自的端子间电压控制成所述第1电压、或控制成所述第2电压；以及振荡电路，其与所述可变电容电路电连接，使所述振荡部振荡而生成振荡信号，在所述振动器件的制造方法中，包含：测定步骤，改变所述第1电压并测定所述振荡信号的频率；比较步骤，对作为基准的频率和在所述测定步骤中测定的频率进行比较；以及调整步骤，通过所述控制部根据所述比较步骤的结果进行所述端子间电压的控制。 [0053] 图1是示出本实施方式的可变电容电路的结构例的图。 [0054] 图2是说明包含本实施方式的可变电容电路作为负载电容的振荡电路的图。 [0055] 图3是说明第1电压与合成电容值之间的关系的图。 [0056] 图4是说明第1电压与振荡频率之间的关系的图。 [0057] 图5的(A)、图5的(B)是示出振动器件的结构例的图。 [0058] 图6是示出振动器件的制造方法的流程图。 [0059] 图7是电子设备的功能框图。 [0060] 图8是示出电子设备的外观的一例的图。 [0061] 图9是示出移动体的一例的图。 [0062] 标号说明 [0063] 10：振荡电路；11：可变电容电路；13：输出电路；20：石英振荡器；24：反相器；26：石英振子；101：信号线；102：信号线；110：控制信号；200：振动器件；230：振荡元件； 240：传感器元件；250：检测电路；300：电子设备；320：CPU；330：操作部；340：ROM；350： RAM；360：通信部；370：显示部；380：声音输出部；400：移动体；410：振荡部；420：控制器； 430：控制器；450：电池；460：备用电池；CP1：固定电容；CP2：固定电容；CT：控制部；Cst： 预定的电容值(基准电容值)；DO：非反转输出信号；DOb：反转输出信号；ME：存储部；RS1： 电阻；RS2：电阻；Rf：反馈电阻；SW1～SW15：开关；V1：第1电压；V2：第2电压；VC1～VC15：变容二极管；Vmax：最大电压值；Vmin：最小电压值。 具体实施方式[0065] 1.可变电容电路、振荡电路 [0066] [可变电容电路的结构] [0067] 图1是示出本实施方式的可变电容电路11的结构例的图。可变电容电路11构成后述的振荡电路10的一部分，具体而言被用作可调整的负载电容(参照图2)。 [0068] 可变电容电路11包含能够进行电容值的控制的多个变容二极管VC1、VC2…、VC15(对应于本发明的可变电容元件)；以及控制部CT。变容二极管VC1、VC2…、VC15如图1那样并联连接，各自的电容值能够通过控制部CT进行控制。另外，在本实施方式的可变电容电路11中包含15个变容二极管VC1、VC2…、VC15，但不限于15个，其个数越多，越能够在后述的振荡频率调整中提高分解能力。 [0069] 以下详细说明变容二极管VC1、VC2…、VC15，但为了避免重复说明，仅说明变容二极管VC1。并且，只要没有特别说明，则将变容二极管VC2…、VC15设为与变容二极管VC1相同。并且，在本实施方式的可变电容电路11中，变容二极管VC1、VC2…、VC15使用了相同种类的变容二极管(电容的中心值和可变幅度均相同)，但也可以构成为在部分或全部变容二极管中，使用电容值的中心值或可变幅度为不同种类的变容二极管。 [0070] 变容二极管VC1的电容值伴随施加到端子间的端子间电压的变化而发生变化。变容二极管VC1的一个端子(以下为第1端子)与信号线102连接，在本实施方式中成为接地电压。另外，第1端子的电压电平不限于接地电压。 [0071] 变容二极管VC1的另一个端子(以下为第2端子)从控制部CT经由电阻RS1而被赋予电压(后述的第1电压V1或第2电压V2)。在本实施方式中，当端子间电压降低时变容二极管VC1的电容增大，当端子间电压上升时，变容二极管VC1的电容降低。因此，变容二极管VC1的电容值能够通过控制部CT进行控制。 [0072] 这里，变容二极管VC1的第2端子还经由固定电容CP1与信号线101连接。在本实施方式中，信号线101在振荡电路10中与石英振子26连接(参照图2)，设置固定电容CP1以截止直流成分。 [0073] 可变电容电路11构成为并联连接了这种结构的变容二极管VC1、VC2…、VC15。具体而言，变容二极管VC2…、VC15的第1端子也与信号线102连接。此外，变容二极管VC2…、VC15的第2端子如图1那样分别与固定电容CP2…、CP15以及电阻RS2…、RS15连接。固定电容CP2…、CP15的相反侧的端子(不与变容二极管VC2…、VC15连接的端子)也与信号线101连接。另外，VC2…、VC15的第1端子可以通过全部与同一信号线102连接而设为相同的电压电平，也可以将VC2…、VC15的第1端子的一部分或全部设为不同的电压电平。 [0074] 接着说明控制部CT。控制部CT分别经由电阻RS1、RS2…、RS15向变容二极管VC1、VC2…、VC15各自的第2端子施加电压。在本实施方式中，施加的电压为第1电压V1或第2电压V2。 [0075] 这里，第1电压V1为可变电压，第2电压V2为固定电压。能够向变容二极管VC1、VC2…、VC15的第2端子施加使得变容二极管VC1、VC2…、VC15各自的电容值成为最小的最小电压值Vmin以上、且使得变容二极管VC1、VC2…、VC15各自的电容值成为最大的最大电压值Vmax以下的电压。此时，第1电压V1在最小电压值Vmin～最大电压值Vmax的范围内发生变化，但第2电压V2被固定为最小电压值Vmin～最大电压值Vmax的范围内的某个电压。即，变容二极管VC1、VC2…、VC15中的被控制部CT赋予第2电压V2的变容二极管不受第1电压V1的变化影响而具有固定的电容值。 [0076] 控制部CT包含选择要赋予给变容二极管VC1、VC2…、VC15各自的第2端子的电压的开关SW1、SW2…、SW15。开关SW1、SW2…、SW15使用例如传输门等构成，但不限于特定的结构。此处，说明为如果开关SW1、SW2…、SW15各自的选择信号为低电平(L)，则选择第1电压V1，如果为高电平(H)，则选择第2电压V2。 [0077] 开关SW1、SW2…、SW15相互独立地选择第1电压V1或第2电压V2。在图1的例子中，开关SW1和开关SW15选择了第2电压V2，开关SW2选择了第1电压V1。此时，变容二极管VC2的电容值根据第1电压V1的变化而发生变化，但变容二极管VC1和变容二极管VC15不受第1电压V1的变化影响而具有固定的电容值。 [0078] 控制部CT包含存储开关SW1、SW2…、SW15各自的选择信号的信号电平的存储部ME。在本实施方式中，存储部ME的15位数据(以下为设定数据)的各个位分别与开关SW1、SW2…、SW15的选择信号的电压电平对应。例如在设定数据的第n位(n是整数且是1～15中的任意一个)是“0”的情况下，与该位对应的选择信号为低电平(L)，在第n位是“1”的情况下，与该位对应的选择信号是高电平(H)。例如，本实施方式的可变电容电路11的存储部ME至少包含闪存，设定数据被存储到闪存中。 [0079] 并且，存储部ME的设定数据能够利用从可变电容电路11的外部输入的控制信号110进行变更。即，在使用可变电容电路11时，不仅第1电压V1在最小电压值Vmin～最大电压值Vmax的范围内是可变的，而且还能够变更分别对变容二极管VC1、VC2…、VC15赋予第1电压V1还是赋予第2电压V2。详细情况将后述，但本实施方式的可变电容电路11在其使用时还能够变更合成电容值的调整量，因此例如能够将振荡频率准确地调整为期望的频率。此处，可变电容电路11的使用时是指例如包含可变电容电路11的振荡器或电子设备等的使用时。因此，还能够在可变电容电路11的制造后变更合成电容值的调整量。 [0080] [振荡电路的结构] [0081] 图2是说明包含本实施方式的可变电容电路11的振荡电路10的图。另外，对与图1相同的要素标注相同的标号并省略说明。 [0082] 如图2所示，振荡电路10与石英振子26(对应于本发明的振荡部)连接，使石英振子26振荡而生成振荡信号，并将该振荡信号转换为差动信号而输出非反转输出信号DO、反转输出信号DOb。即，振荡电路10与石英振子26连接，构成了未进行温度补偿等的石英振荡器20、即SPXO(Simple Packaged Crystal Oscillator：简单封装晶体振荡器)。这里，振荡电路10也可以是被单片化的半导体集成电路(integrated circuit、IC)。 [0083] 此处，可变电容电路11作为可进行调整的负载电容而被包含在振荡电路10中。在图2的例子中，振荡电路10包含作为模拟放大器发挥功能的具有反馈电阻Rf的反相器24；以及两个可变电容电路11－1、11－2。并且，如图2所示，振荡电路10与石英振子26连接而形成了振荡环路。此外，振荡电路10包含输出电路13，将振荡信号转换为差动信号并输出。输出电路13例如可以是PECL(Positive Emitter Coupled Logic：正射极耦合逻辑)或LVPECL(Low Voltage PECL：低电压正射极耦合逻辑)等，没有特别限定，也可以进行单端输出。 [0084] 这里，可变电容电路11－1与可变电容电路11－2的结构是相同的，但可变电容电路11－1的信号线101－1与振荡电路10的反相器24的输入端子侧连接，可变电容电路11－2的信号线101－2与反相器24的输出端子侧连接。另外，控制信号110、第1电压V1、第2电压V2以及信号线102在可变电容电路11－1和可变电容电路11－2中是公共的。另外，可以构成为仅可变电容电路11－1、11－2中的任意一方包含在振荡电路10中。此外，在可变电容电路11－1、可变电容电路11－2中，控制信号110、第1电压V1、第2电压V2以及信号线102不需要是公共的，可以按照每个可变电容电路而不同。并且，可以构成为仅将可变电容电路11－1、11－2中的任意一方包含在振荡电路10中，并且将其配置在石英振子26与反相器24之间。 [0085] 振荡电路10需要输出期望频率的振荡信号，但振荡频率有时会由于例如所连接的石英振子26的个体差异而发生偏差。因此，振荡电路10大多具有能够调整负载电容的功能以得到期望的频率。 [0086] 例如专利文献2的发明也能够通过改变控制电压(对应于本实施方式的可变电容电路11的第1电压V1)来调整振荡频率。但是，电压－振荡频率特性通过开关(专利文献2的图2(a)的S8～S11)的设定而较大程度发生变化(参照专利文献2的图2(b))，从而难以掌握其特性的变化，结果振荡频率的调整过程变得烦杂，而且还耗费调整时间。 [0087] 但是，在本实施方式的可变电容电路11中，不论怎样设定开关SW1、SW2…、SW15，变容二极管VC1、VC2…、VC15的合成电容值都必定以预定的电容值(基准电容值)为基准而发生变化。因此，对于振荡电路10的振荡信号，电压－振荡频率特性的斜率以特定频率(基于基准电容值的振荡频率)为中心而发生变化。由于电压－振荡频率特性具有这样的规律性，因此在振荡电路10中，能够容易地调整振荡频率。这里，在可变电容电路11中，不论开关SW1、SW2…、SW15的设定如何，如果将作为可变电压的第1电压V1设为第2电压V2，则变容二极管VC1、VC2…、VC15的合成电容值成为基准电容值。因此，在振荡电路10中，如果将第1电压V1设为第2电压V2，则也能够得到特定频率。 [0088] [可变电容电路的合成电容值] [0089] 以下，参照图3、图4说明本实施方式的可变电容电路11的变容二极管VC1、VC2…、VC15的合成电容值的变化、以及电压－振荡频率特性。另外，对与图1、图2相同的要素标注相同的标号并省略说明。 [0090] 图3是说明本实施方式的可变电容电路11的第1电压V1与合成电容值之间的关系的图。横轴表示第1电压V1，纵轴表示合成电容值。第1电压V1在最小电压值Vmin至最大电压值Vmax的范围内是可变的。这里，图3的V2是与第2电压V2相同的电压。例如，第2电压V2可以是Vmin与Vmax的正中间的电压、即用(Vmin+Vmax)/2表示的固定电压。此时，能够使变容二极管VC1、VC2…、VC15的合成电容值的中心值与基准电容值对应。此外，图3的Cst是预定的电容值(基准电容值)。 [0091] 这里，本实施方式的可变电容电路11的变容二极管VC1、VC2…、VC15的合成电容值根据第1电压V1的值发生变化，而其特性曲线(电压－合成电容值特性)为图3的CKVn(n＝0、3、6、9、12、15)。这里，特性曲线的名称所包含的数字n表示向15个变容二极管VC1、VC2…、VC15中的几个变容二极管赋予了第2电压V2。如上所述，变容二极管VC1、VC2…、VC15中的被控制部CT赋予第2电压V2的变容二极管不受第1电压V1的变化影响而具有固定的电容值。因此，特性曲线的名称所包含的数字n表示15个变容二极管VC1、VC2…、VC15中的被处理为固定电容的变容二极管的数量。 [0092] 例如，在图3的CKV15中，15个变容二极管VC1、VC2…、VC15的电容值不受第1电压V1的变化影响，因此合成电容值保持基准电容值Cst。此外，例如在图3的CKV0中，15个变容二极管VC1、VC2…、VC15的电容值全部根据第1电压V1的值发生变化。因此，合成电容值的变化最大。但是，对于图3的CKV0，在将第1电压V1的值设为了V2的情况下，合成电容值也成为基准电容值Cst。该情况对于图3的CKV3、CKV6、CKV9、CKV12也同样如此。 [0093] 即，不论怎样设定开关SW1、SW2…、SW15，本实施方式的可变电容电路11的合成电容值都必定包含基准电容值Cst地发生变化。并且，在将第1电压V1的值设为了V2的情况下，本实施方式的可变电容电路11的合成电容值成为基准电容值Cst。另外，为了图示方便，在图3中省略了CKVn(n＝1、2、4、5、7、8、10、11、13、14)的显示，但对于这些特性曲线，也必定包含基准电容值Cst地发生变化。 [0094] 图4是说明本实施方式的可变电容电路11的第1电压V1、与来自包含可变电容电路11的振荡电路10的振荡频率之间的关系的图。另外，对与图3相同的要素标注相同的标号并省略说明。在图4中，横轴表示第1电压V1，纵轴表示振荡频率。图4的F0是与将第1电压V1设为了V2的情况对应的、即与基准电容值Cst对应的振荡频率。如果该F0是期望的频率，则也不需要利用控制信号110变更开关SW1、SW2…、SW15的设定。但是，例如在由于石英振子26的个体差异，而如图4那样在F0与作为期望频率的F1之间存在差异的情况下，需要进行调整。 [0095] 这里，包含本实施方式的可变电容电路11的振荡电路10的振荡频率根据第1电压V1的值发生变化，而其特性曲线(电压－振荡频率特性)为图4的FKVn(n＝0、3、6、9、12、15)。这里，特性曲线的名称所包含的数字n与图3相同，表示向15个变容二极管VC1、VC2…、VC15中的几个变容二极管赋予了第2电压V2。即，图4的FKVn是与图3中的数字n相同的CKVn对应的特性曲线。另外，对于FKVn(n＝1、2、4、5、7、8、10、11、13、14)，与图3同样地省略了显示。 [0096] 例如，在图4的FKV15中，15个变容二极管VC1、VC2…、VC15的电容值不受第1电压V1的变化影响，因此合成电容值保持基准电容值Cst，振荡频率也保持F0不变。此外，例如在图4的FKV0中，15个变容二极管VC1、VC2…、VC15的电容值全部根据第1电压V1的值发生变化。因此，合成电容值的变化最大，振荡频率的变化幅度也最大。 [0097] 这里，不论怎样设定开关SW1、SW2…、SW15，可变电容电路11的合成电容值都必定包含基准电容值Cst地发生变化，因此图4的特性曲线(电压－振荡频率特性)也必定包含F0地发生变化。因此，对于包含本实施方式的可变电容电路11的振荡电路10，不会产生电压－振荡频率特性通过开关的设定而较大程度发生变化、从而难以掌握特性变化的问题。即，对于图4的FKVn的变化，振荡频率的可变幅度随着n的数增大而减小，但存在不论n是多少可变幅度的中心都必定为F0这一规律性。并且，通过以F0为基准进行调整，不需要复杂的过程，而且能够容易地得到期望的频率。使用图4具体说明该过程。另外，以下的具体例中，为了说明方便，不考虑未图示的FKVn(n＝1、2、4、5、7、8、10、11、13、14)地进行说明。 [0098] 首先，在FKV9的特性曲线中将第1电压V1设为了最大电压值Vmax时的振荡频率与F0之差小于F1与F0之差。因此，可知在FKV9、FKV12、FKV15中不能得到作为期望频率的F1。另一方面，在FKV6的特性曲线中将第1电压V1设为了最大电压值Vmax时的振荡频率与F0之差大于F1与F0之差。因此，能够通过使用FKV0、FKV3、FKV6作为特性曲线来将振荡频率调整为F1。 [0099] 在特性曲线为FKV0、FKV3、FKV6的情况下，能够通过分别将第1电压V1设为Va、Vb、Vc，将振荡频率设为F1。但是，在调整量不同的这些特性曲线中，应选择认为是最佳的特性曲线。这里，考虑在第1电压V1中产生了微小变动ΔV的情况。对于特性曲线的变化率(相对于第1电压V1的变化的振荡频率的变化)，FKV0最大、且FKV6最小。因此，针对第1电压V1的微小变动，也优选选择振荡频率与F1没有较大程度偏离的FKV6作为特性曲线。即，在图4的例子中，通过控制信号110控制成向15个变容二极管VC1、VC2…、VC15中的6个变容二极管赋予第2电压V2，并将第1电压V1设为Vc，由此将振荡频率调整为F1。 [0100] 由此，对于本实施方式的可变电容电路11，多个可变电容元件(变容二极管VC1、VC2…、VC15)的合成电容值是包含基准电容值Cst而变化的。因此，可变电容电路11能够容易地调整根据电容值的变化而发生变化的值。例如包含可变电容电路11的振荡电路10能够容易地调整其振荡频率。 [0101] 此外，在本实施方式中，叙述了调整由于作为振荡部例子的石英振子26的个体差异而引起的振荡电路10的振荡频率偏差的方法，但上述可变电容电路11还能够用于本实施方式以外的调整。 [0102] 如果使用调整了个体差异的石英振子26，则图4的F0与作为期望频率的F1不会产生差异，因此能够将上述可变电容电路11用作振荡频率可变幅度(频率可变灵敏度)的调整用电路。 [0103] 通过使用上述可变电容电路11，如图4所示，振荡电路10的振荡频率能够以第2电压V2为基准变更相对于第1电压V1的变化的振荡频率可变幅度(振荡频率可变灵敏度)。因此，即使在通过改变赋予到所述可变电容电路11的多个可变电容元件(变容二极管VC1、VC2…、VC15)的电压而变更了振荡频率可变幅度的情况下，振荡频率可变幅度也以第2电压V2为基准发生变化，因此能够容易地进行振荡电路10的振荡频率可变幅度的调整。 [0104] 2.振动器件 [0105] [振动器件的结构] [0106] 本实施方式的振动器件200包含：振荡电路10，其包含可变电容电路11；以及通过振荡电路10进行振荡的振荡元件230。作为振动器件200，例如可列举具有振子作为振荡元件230的振荡器、或具有振动型的传感器元件240作为振荡元件230的物理量传感器等。 [0107] 图5(A)示出作为振动器件200的一例的振荡器的结构例。图5(A)所示的振动器件200(振荡器)在使用了石英振子26作为振荡元件230的情况下，与图2的石英振荡器20对应。作为振荡元件230，除此以外还可以使用SAW(Surface Acoustic Wave：表面声波)谐振器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)谐振器、石英音叉型振子等。 [0108] 振荡电路10使振荡元件230以固定频率进行振荡。然后，所得到的振荡信号通过输出电路13作为时钟信号输出。这里，当时钟信号的频率存在与期望频率的偏差的情况下，调整振荡电路10的负载电容。具体而言，利用控制信号110变更可变电容电路11的设定数据来进行调整，以得到期望的频率。 [0109] 此外，利用控制信号110变更可变电容电路11的设定数据，由此还能够调整振荡电路10的频率可变灵敏度，以得到期望的灵敏度。 [0110] 作为本实施方式的振动器件200的振荡器不仅可以是SPXO，还可以是电压控制型振荡器(VCXO或VCSO等)、温度补偿型振荡器(TCXO)、电压控制温度补偿型振荡器(VC－TCXO)和恒温型振荡器(OCXO等)等。 [0111] 图5(B)示出作为振动器件200的另一例的物理量传感器的结构例。图5(B)所示的振动器件200(物理量传感器)包含振荡电路10、以石英等为材料的传感器元件240和检测电路250，所述振荡电路10包含可变电容电路11。 [0112] 振荡电路10使传感器元件240以恒定的频率进行振荡。此时，在振荡频率与期望频率不同的情况下，利用控制信号110变更可变电容电路11的设定数据来进行调整，以得到期望的频率。 [0114] 检测电路250进行传感器元件240的检测信号的检波和直流化，输出信号电平与施加到传感器元件240的物理量大小对应的物理量信号。 [0115] 作为振动器件200即物理量传感器，可列举角速度传感器(陀螺仪传感器)或加速度传感器等。 [0116] 振荡电路10包含可变电容电路11作为负载电容，由此振动器件200能够容易地调整振荡频率。 [0117] [振动器件的制造方法] [0118] 本实施方式的振动器件200例如需要调整振荡元件230的个体差异引起的振荡频率偏差再出厂。即，振动器件200需要在制造出厂时将其振荡频率调整为期望的频率。并且，振动器件200有时还在进行振荡频率可变幅度(振荡频率可变灵敏度)的调整后出厂。本实施方式的振动器件200中，振荡电路10包含可变电容电路11作为负载电容，由此振动器件200能够通过采用以下的制造方法，选择恰当的设定数据，容易地进行振荡频率的调整或振荡频率可变幅度的调整。 [0119] 图6是示出用于进行振动器件200的振荡频率调整的制造方法的流程图。另外，在该例中，将振动器件200说明为是振荡器(参照图5(A))。首先，组装包含可变电容电路11的振荡器(S10)。此时，作为初始设定，设为在可变电容电路11的存储部ME中存储有与开关SW1、SW2…、SW15的选择信号的电压电平对应的默认设定数据。 [0120] 然后，接通振荡器的电源，分别依照初始设定向可变电容电路11所包含的变容二极管VC1、VC2…、VC15赋予第1电压V1或第2电压V2(S12)。并且，振荡器具有表示期望频率(以下也称作期望频率)与设定数据之间的关系的标志。该标志在能得到期望频率的情况下被设定为1，在不能得到期望频率的情况下被设定为0。在进行振荡频率的调整前，将该标志设定为0(S14)。 [0121] 另外，该标志例如可以被分配到存储部ME的寄存器，从振荡器的外部进行存取。此外，在该例中振荡器包含多个振荡电路10(参照图2)，存储部ME的设定数据利用1个控制信号110被同时改写，标志也同时发生变化。 [0122] 在步骤S14后，开始调整振动器件200的振荡频率的步骤。首先，使第1电压V1从最小电压值Vmin变化至最大电压值Vmax并测定振荡频率(S20)。能够通过步骤S20知晓依据当前设定数据的振荡频率的可调整范围。另外，在步骤S20中不需要从最小电压值Vmin连续地变化至最大电压值Vmax，例如可以离散地变化为最小电压值Vmin、第2电压V2、最大电压值Vmax。另外，不论设定数据如何，与第2电压V2对应的振荡频率F0(参照图4)是公共的。因此，如果已测定F0，则也可以仅测定将第1电压V1设为了最小电压值Vmin、最大电压值Vmax的情况下的振荡频率。 [0123] 然后，判定期望频率是否处于所测定的振荡频率的范围内(S30)。在利用当前的设定数据也能得到期望频率的情况下(S30的“是”)，将标志设为1(S32)。这里，判定当前的设定数据是否将变容二极管VC1、VC2…、VC15的所有端子间电压都设为第2电压V2(S34)。如果所有端子间电压都为固定电压的第2电压V2(S34的“是”)，则符合与第2电压V2对应的振荡频率F0(参照图4)等于期望频率F1(参照图4)的理想情况，因此不需要进一步的调整，并结束一系列的处理。 [0124] 但是，如果当前的设定数据将变容二极管VC1、VC2…、VC15中的至少1个端子间电压设为第1电压V1(S34的“否”)，则通过控制信号110变更设定数据。即，生成增加端子间电压为第2电压V2的变容二极管VC1、VC2…、VC15的个数的控制信号110(S36)，并返回到步骤S20。 [0125] 这里，在步骤S30中利用当前的设定数据不能得到期望频率的情况下(S30的“否”)，判定当前的设定数据是否将变容二极管VC1、VC2…、VC15的所有端子间电压设为第1电压V1(S44)。如果所有端子间电压都为第1电压V1(S44的“是”)，则即使最大程度地扩大振荡频率的可变范围(参照图4的FKV0)，也符合不能得到期望频率的情况，因此在标志的值保持为0的情况下异常结束。 [0126] 但是，如果当前的设定数据将变容二极管VC1、VC2…、VC15中的至少1个端子间电压设为第2电压V2(S44的“否”)，则通过控制信号110变更设定数据。即，生成增加端子间电压为第1电压V1的变容二极管VC1、VC2…、VC15的个数的控制信号110(S46)，扩大振荡频率的可变范围。 [0127] 进而，判定标志的值是否为1(S48)。在标志的值为0的情况下(S48的“否”)，返回到步骤S20。在标志的值为1的情况下(S48的“是”)，返回到能够通过步骤S46得到期望频率的1个之前的设定数据，因此正常结束。 [0128] 另外，在图6的示出振动器件200的制造方法的流程图中，步骤S20与本发明的测定步骤对应，步骤S30与本发明的比较步骤对应，步骤S36以及步骤S46与本发明的调整步骤对应。另外，在步骤S36和步骤S46中，控制部CT接收所生成的控制信号，进行了依照改写后的设定数据的控制。 [0129] [第1具体例] [0130] 这里，使用图4的例子说明图6的流程图。在图4的例子中，通过控制信号110写入与FKV6对应的设定数据，能够通过向第1电压V1赋予Vc，得到作为期望频率的F1。利用图4的FKV0或FKV3也能够得到F1，但基于振荡频率的稳定性的观点，优选选择FKV6。 [0131] 首先，作为最先的例子，说明默认的设定数据与图4的FKV9对应的情况。组装振荡器(S10)，依照初始设定得到图4的FKV9的特性曲线(S12)。标志被设定为表示不能得到期望频率F1的0(S14)。然后，使第1电压V1从最小电压值Vmin变化至最大电压值Vmax并测定振荡频率(S20)。此时，作为期望频率的F1不处于所测定的振荡频率的范围内(S30的“否”)。即，F1比可依照FKV9调整的上限振荡频率高。 [0132] 并且，在当前的设定数据中，9个变容二极管VC1、VC2…、VC15的端子间电压为第2电压V2(S44的“否”)。因此，生成用于进一步增加端子间电压为第1电压V1的变容二极管VC1、VC2…、VC15，从而扩大振荡频率的可变范围的控制信号110(S46)。即，生成将与图4的FKV6对应的设定数据写入到存储部ME的控制信号110。此时，标志的值为0(S48的“否”)，因此返回到步骤S20。 [0133] 再次使第1电压V1从最小电压值Vmin变化至最大电压值Vmax并测定振荡频率(S20)，设定数据与图4的FKV6对应，作为期望频率的F1处于所测定的振荡频率的范围内(S30的“是”)。 [0134] 然后，将标志设定为1(S32)，并不是所有端子间电压都为第2电压V2(S34的“否”)，因此生成相比当前进一步增加端子间电压为第2电压V2的变容二极管VC1、VC2…、VC15的控制信号110(S36)。即，生成将与图4的FKV9对应的设定数据写入到存储部ME的控制信号110，并返回到步骤S20。 [0135] 此时，设定数据与初始设定(默认的设定数据)相同，因此与上述同样地进入到步骤S20、步骤S30的“否”、步骤S44的“否”、步骤S46。即，生成将与图4的FKV6对应的设定数据写入到存储部ME的控制信号110。 [0136] 这里，标志的值成为了1(S48的“是”)，因此在将与图4的FKV6对应的设定数据写入到存储部ME后的状态下正常结束。然后，能够通过将第1电压V1设为Vc，将振荡频率设为F1。 [0137] [第2具体例] [0138] 使用图4的另一例说明图6的流程图。在另一例中，设为默认的设定数据与图4的FKV3对应。组装振荡器(S10)，依照初始设定得到图4的FKV3的特性曲线(S12)。标志被设定为表示不能得到期望频率F1的0(S14)。然后，使第1电压V1从最小电压值Vmin变化至最大电压值Vmax并测定振荡频率(S20)。默认的设定数据与图4的FKV3对应，作为期望频率的F1处于所测定的振荡频率的范围内(S30的“是”)。 [0139] 然后，将标志设定为1(S32)，并不是所有端子间电压都为第2电压V2(S34的“否”)，因此生成相比当前进一步增加端子间电压为第2电压V2的变容二极管VC1、VC2…、VC15的控制信号110(S36)。即，生成将与图4的FKV6对应的设定数据写入到存储部ME的控制信号110，并返回到步骤S20。 [0140] 再次使第1电压V1从最小电压值Vmin变化至最大电压值Vmax并测定振荡频率(S20)，设定数据与图4的FKV6对应，作为期望频率的F1处于所测定的振荡频率的范围内(S30的“是”)。 [0141] 然后，将标志设定(改写)为1(S32)，并不是所有端子间电压都为第2电压V2(S34的“否”)，因此生成相比当前进一步增加端子间电压为第2电压V2的变容二极管VC1、VC2…、VC15的控制信号110(S36)。即，生成将与图4的FKV9对应的设定数据写入到存储部ME的控制信号110，并返回到步骤S20。 [0142] 此时，设定数据与第1具体例的初始设定(默认的设定数据)相同，因此与上述同样地进入到步骤S20、步骤S30的“否”、步骤S44的“否”、步骤S46。即，生成将与图4的FKV6对应的设定数据写入到存储部ME的控制信号110。 [0143] 这里，标志的值成为了1(S48的“是”)，因此在将与图4的FKV6对应的设定数据写入到存储部ME后的状态下正常结束。然后，能够通过将第1电压V1设为Vc，将振荡频率设为F1。 [0144] 如上所述，能够通过依照图6的流程图，适当地改变合成电容值的调整量(即选择适当的设定数据)，以振荡频率成为期望频率的方式容易地进行调整。另外，在所述具体例中，在改变端子间电压为第1电压V1(或第2电压V2)的变容二极管VC1、VC2…、VC15的个数的情况下(步骤S36、S46)，依照图4所图示的特性曲线以3个为单位进行了改变，但也可将除此以外的个数作为单位(例如以1个为单位)进行改变。 [0145] [第3具体例] [0146] 以下示出用于进行振动器件200的振荡频率可变幅度的调整的制造方法。另外，在该例中，将振动器件200说明为是振荡器(参照图5(A))。首先，组装包含可变电容电路11的振荡器。此时，作为初始设定，设为在可变电容电路11的存储部ME中存储有与开关SW1、SW2…、SW15的选择信号的电压电平对应的默认设定数据。 [0147] 然后，接通振荡器的电源，分别依照初始设定向可变电容电路11所包含的变容二极管VC1、VC2…、VC15赋予第1电压V1或第2电压V2。此时，使得向至少1个变容二极管赋予第1电压。之后，开始调整振动器件200的振荡频率可变幅度的步骤。 [0148] 首先，通过使第1电压V1从最小电压值Vmin变化至最大电压值Vmax并测定振荡频率，知晓依据当前设定数据的振荡频率的最小值和最大值。另外，此时，第1电压V1不需要从最小电压值Vmin连续地变化至最大电压值Vmax，例如可以离散地变化为最小电压值Vmin、第2电压V2、最大电压值Vmax。另外，不论设定数据如何，与第2电压V2对应的振荡频率F0(参照图4)是公共的。因此，如果已测定F0，则也可以仅测定将第1电压V1设为了最小电压值Vmin、最大电压值Vmax的情况下的振荡频率。 [0149] 然后，根据所测定的振荡频率判定振荡频率可变幅度，在利用当前的设定数据能够得到期望的振荡频率可变幅度的情况下，不变更写入有当前设定数据的存储部ME的内容。 [0150] 在不能得到期望的振荡频率可变幅度的情况下，如果当前的设定数据将变容二极管VC1、VC2…、VC15中的至少1个端子间电压设为第2电压V2，则通过控制信号110变更设定数据。即，生成将端子间电压为第2电压V2的变容二极管中的至少1个变容二极管的端子间电压设为第1电压V1的控制信号110，使第1电压从最小电压值Vmin变化至最大电压值Vmax并测定振荡频率的最小值和最大值，判定振荡频率可变幅度，在利用当前的设定数据能够得到期望的振荡频率可变幅度的情况下，不变更写入有当前设定数据的存储部ME的内容。 [0151] 反复上述步骤直到振荡频率可变幅度变为期望的振荡频率可变幅度为止，作为期望的振荡频率可变幅度的设定值被确定为存储部ME的内容。 [0152] 此外，如果当前的设定数据将变容二极管VC1、VC2…、VC15的所有端子间电压都设为第1电压V1，则符合不能得到期望的振荡频率可变幅度的情况，因此结束调整振荡频率可变幅度的步骤。 [0153] 3.电子设备 [0154] 使用图7～图8来说明本实施方式的电子设备300。另外，对与图1～图6相同的要素标注相同的编号、标号并省略说明。 [0155] 图7是电子设备300的功能框图。电子设备300构成为包含：振动器件200，其包含振荡电路10和振荡元件230，该振荡电路10包含可变电容电路11；CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)320；操作部330；ROM(Read Only Memory：只读存储器)340；RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)350；通信部360；显示部370；以及声音输出部380。另外，电子设备300可以构成为省略或变更图7的结构要素(各部件)的一部分，也可以附加其他结构要素。 [0156] 振动器件200与图5(A)的振荡器对应。振动器件200将来自包含可变电容电路11的振荡电路10的时钟信号不仅提供到CPU320，还提供到各部件(省略图示)。 [0157] CPU320依照存储在ROM340等中的程序，使用振动器件200输出的时钟信号进行各种计算处理和控制处理。具体而言，CPU320进行与来自操作部330的操作信号对应的各种处理、为了与外部进行数据通信而控制通信部360的处理、发送用于使各种信息显示在显示部370上的显示信号的处理、使声音输出部380输出各种声音的处理等。 [0158] 操作部330是由操作键、按钮开关等构成的输入装置，将与用户操作对应的操作信号输出到CPU320。 [0159] ROM340存储有用于CPU320进行各种计算处理和控制处理的程序和数据等。 [0160] RAM350被用作CPU320的工作区域，暂时存储从ROM340读出的程序和数据、从操作部330输入的数据、CPU320依照各种程序执行的运算结果等。 [0161] 通信部360进行用于建立CPU320与外部装置之间的数据通信的各种控制。 [0162] 显示部370是由LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等构成的显示装置，根据从CPU320输入的显示信号显示各种信息。 [0163] 并且，声音输出部380是扬声器等输出声音的装置。 [0164] 在电子设备300中，CPU320能够利用控制信号110调整振荡电路10所包含的可变电容电路11的设定数据。因此，即使在时钟信号的振荡频率万一产生了偏差的情况下也能够容易地进行调整。 [0165] 作为电子设备300，可以考虑各种电子设备。例如可列举网络服务器、个人计算机(例如移动型个人计算机、膝上型个人计算机、平板型个人计算机)、移动电话机等移动终端、数字静态照相机、喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、路由器或开关等存储区域网络设备、局域网设备、电视、摄像机、录像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、头戴式显示器、运动追踪器、运动跟踪器、运动控制器、PDR(步行者位置方位计测)等。 [0166] 图8是示出作为电子设备300的一例的网络服务器的外观的一例的图。作为电子设备300的网络服务器具有LCD作为显示部370。并且，在作为电子设备300的网络服务器中，能够利用控制信号110调整振荡电路10所包含的可变电容电路11的设定数据。因此，即使在时钟信号的振荡频率万一产生了偏差的情况下也能够容易地进行调整。其结果，能够利用准确的时钟信号，因此可靠性提高。 [0167] 4.移动体 [0168] 使用图9说明本实施方式的移动体400。 [0169] 图9是示出本实施方式的移动体400的一例的图(俯视图)。图9所示的移动体400构成为包含振荡部410、发动机系统、制动系统、无匙门禁系统等进行各种控制的控制器420、430、440、电池450和备用电池460。另外，本实施方式的移动体400可以构成为省略或变更图9的结构要素(各部件)的一部分，还可以附加其他结构要素。 [0170] 振荡部410与包含振荡电路10的振动器件200(振荡器)对应。振荡电路10包含可变电容电路11。这里，移动体400的系统从振荡部410即包含振荡电路10的振动器件200(振荡器)接收时钟信号。并且，通过含有可变电容电路11，即使在该时钟信号的振荡频率万一产生了偏差的情况下也能够容易地进行调整。因此，移动体400的系统能够利用准确的时钟信号，因此可靠性提高。 [0172] 5.其他 [0173] 本发明包含与在所述实施方式中说明的结构实质相同的结构(例如，功能、方法和结果相同的结构，或者目的和效果相同的结构)。此外，本发明包含对实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。此外，本发明包含能够起到与在实施方式中说明的结构相同作用效果的结构或达到相同目的的结构。此外，本发明包含对在实施方式中说明的结构附加了公知技术后的结构。 |
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