專利名稱：振蕩電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電振動(dòng)器的振蕩輸出的放大部包括多級(jí)的變換器、振蕩起動(dòng)初期增多工作變換器級(jí)數(shù)而在起動(dòng)成立后減少工作變換器級(jí)數(shù)的振蕩電路，詳細(xì)涉及一種用于使振蕩起動(dòng)初期的起動(dòng)特性(振蕩動(dòng)作的早期啟動(dòng))良好的同時(shí)實(shí)現(xiàn)防止因過剩能力引起的異常振蕩和降低消耗電流的，并且實(shí)現(xiàn)起動(dòng)成立后的低噪聲化和確保工作穩(wěn)定性的技術(shù)。作為優(yōu)選的應(yīng)用對(duì)象有便攜電話、自動(dòng)查表設(shè)備、防范·防災(zāi)設(shè)備等，特別有助于延長(zhǎng)電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備的電池壽命。
背景技術(shù)：
近年來，為了延長(zhǎng)電池壽命在間歇?jiǎng)幼鞣绞降恼袷庪娐分衅饎?dòng)特性受到重視。在 IC芯片的電路系統(tǒng)中，伴隨著壓電振動(dòng)器的小型化存在等效串聯(lián)阻抗的常數(shù)變小，振蕩的起動(dòng)特性變得延遲的傾向。這種傾向在基于智能儀表的遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)查表技術(shù)的領(lǐng)域、在防范·防災(zāi)傳感器中搭載了無線設(shè)備的安全技術(shù)領(lǐng)域中較為顯著。圖9表示利用壓電振動(dòng)器的現(xiàn)有方式的振蕩電路。10是壓電振動(dòng)器，Cl是第1負(fù)載電容，C2是第2負(fù)載電容，Inv是放大用的變換器，&是用于在變換器Inv的輸入側(cè)設(shè)定合適直流偏置點(diǎn)的反饋電阻。該振蕩電路中壓電振動(dòng)器10的振蕩輸出的放大部由一級(jí)變換器構(gòu)成。圖20表示增益-頻率特性。為了獲取間歇?jiǎng)幼魉璧妮^高的起動(dòng)特性，需要足夠大的驅(qū)動(dòng)能力。振蕩電路的起動(dòng)特性依賴于振蕩電路的負(fù)電阻。如果增大變換器的驅(qū)動(dòng)能力則負(fù)電阻也變大，起動(dòng)特性得到改善(起動(dòng)時(shí)間縮短)。但是，其負(fù)面影響是引起消耗電流的增大，因此，無法實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)電池壽命的要求。圖21表示現(xiàn)有的改善方案所涉及的振蕩電路(參照專利文獻(xiàn)1)。在壓電振動(dòng)器 10的兩端在與地線GND之間連接有電容元件Cl、C2。在壓電振動(dòng)器10的兩端之間并聯(lián)連接反饋電阻Rf、三級(jí)的變換器(ITO、Ie1 > Ie2)。Ito是第一級(jí)始終連接變換器，Ie1是第二級(jí)連接分離變換器，Ik2是第三級(jí)連接分離變換器。在第二級(jí)連接分離變換器Iki的輸入端子與第三級(jí)連接分離變換器Ik2的輸入端子之間由切換開關(guān)21連接。設(shè)有計(jì)時(shí)器電路100，用于在時(shí)間上控制切換開關(guān)21，計(jì)時(shí)器電路100經(jīng)由2級(jí)的變換器IT1、IT2連接于切換開關(guān)21 的控制端子。第二級(jí)連接分離變換器Iki與第三級(jí)連接分離變換器Ik2的電源端子經(jīng)由開關(guān)晶體管Qx連接于電源。計(jì)時(shí)器電路100的輸出還提供給開關(guān)晶體管Qx的柵極。OUT是振蕩輸出端子。20是壓電振動(dòng)器10的振蕩輸出的放大部。在振蕩起動(dòng)初期，切換開關(guān)21處于關(guān)斷狀態(tài)，開關(guān)晶體管Qx處于導(dǎo)通狀態(tài)，第二級(jí)連接分離變換器Iki與第三級(jí)連接分離變換器Ik2處于工作狀態(tài)，與第一級(jí)始終連接變換器Ito —起形成三級(jí)變換器。從振蕩起動(dòng)開始經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間之后，計(jì)時(shí)器電路100中時(shí)刻已到從而輸出切換控制信號(hào)Sc,經(jīng)由2級(jí)的變換器IT1、It2切換開關(guān)21切換為導(dǎo)通狀態(tài)，并且開關(guān)晶體管Qx 處于截止?fàn)顟B(tài)，第二級(jí)連接分離變換器Iki與第三級(jí)連接分離變換器Ik2因短路而從路徑中分離，并且被設(shè)定為不工作狀態(tài)。由此，在起動(dòng)成立后被切換至由僅始終連接變換器Ito的 1級(jí)變換器的驅(qū)動(dòng)。這樣，圖21的振蕩電路在振蕩起動(dòng)初期為高負(fù)電阻利用起動(dòng)特性良好的多級(jí)變換器起動(dòng)，在起動(dòng)成立后切換為1級(jí)的變換器工作，從而獲得低噪聲的振蕩。一級(jí)變換器工作方式的圖19所示的振蕩電路時(shí)的增益，如圖20所示非常低，相對(duì)于此，圖21的三級(jí)變換器工作方式的振蕩電路時(shí)的增益足夠大(參照?qǐng)D7上側(cè)的特性曲線)。近年來，為了延長(zhǎng)便攜電話的電池壽命要求TCXO(溫度補(bǔ)償型水晶振蕩器)間歇工作，起動(dòng)特性受到重視。通過在間歇工作下實(shí)現(xiàn)節(jié)省電力，從而具備較高的起動(dòng)特性使其快速啟動(dòng)，由此避開了間歇工作的弱點(diǎn)。在便攜電話等中使用的情況下，即便以間歇工作方式設(shè)計(jì)振蕩電路，由于起動(dòng)較快因此不需要留出等待時(shí)間，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的系統(tǒng)起動(dòng)，這樣有助于電池壽命的延長(zhǎng)。[專利文獻(xiàn)1]JP特開2004-242241號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]JP特開昭62-109406號(hào)公報(bào)然而，在專利文獻(xiàn)1中，對(duì)于三級(jí)變換器(ITO、IK1、IK2)的驅(qū)動(dòng)能力的大小關(guān)系沒有任何記述。由此會(huì)認(rèn)為3個(gè)變換器的驅(qū)動(dòng)能力彼此相等，如果這樣便會(huì)實(shí)現(xiàn)如下問題。該問題在車載關(guān)系、與生命有關(guān)的這種安全設(shè)備等領(lǐng)域中尤為顯著。在起動(dòng)成立后成為一級(jí)變換器工作，但為了保證振蕩的穩(wěn)定性，在某種程度上需要確保較大的變換器驅(qū)動(dòng)能力。一般以滿足以下條件為標(biāo)準(zhǔn)。也就是在車載相關(guān)、與生命有關(guān)的安全設(shè)備等中，振蕩電路的負(fù)電阻需要壓電振動(dòng)器規(guī)格中的負(fù)電阻10倍以上這種的變換器驅(qū)動(dòng)能力。對(duì)于其他用途，振蕩電路的負(fù)電阻需要壓電振動(dòng)器的規(guī)格的5倍以上這種的變換器驅(qū)動(dòng)能力。但是，在認(rèn)為3個(gè)變換器的驅(qū)動(dòng)能力彼此相等的專利文獻(xiàn)1的振蕩電路中，當(dāng)使一級(jí)工作時(shí)的變換器Ito具備保證起動(dòng)成立后的穩(wěn)定性這種驅(qū)動(dòng)能力時(shí)，三級(jí)工作時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力將過剩，從而有可能引起異常振蕩，作為振蕩起動(dòng)的觸發(fā)可能無法獲得充分的效果。此外，也無法避免消耗電流的增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況作出的，其目的在于在壓電振動(dòng)器的振蕩輸出的放大部包括多級(jí)的變換器、振蕩起動(dòng)初期增多工作變換器級(jí)數(shù)而在起動(dòng)成立后減少工作變換器級(jí)數(shù)的振蕩電路中，使振蕩起動(dòng)初期的起動(dòng)特性(振蕩動(dòng)作的早期啟動(dòng))良好的同時(shí)實(shí)現(xiàn)防止因過剩能力引起的異常振蕩以及降低消耗電流、并且實(shí)現(xiàn)起動(dòng)成立后的低噪聲化和確保工作穩(wěn)定性。本發(fā)明通過以下的方式來解決上述問題。(1)利用圖1進(jìn)行說明。在與壓電振動(dòng)器10并聯(lián)連接的放大部20，串聯(lián)連接多級(jí) (奇數(shù)級(jí))的變換器。為了在切換振蕩電路的振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后進(jìn)行工作的變換器的級(jí)數(shù)，設(shè)置作為其切換機(jī)構(gòu)的變換器控制部30。在振蕩起動(dòng)初期優(yōu)先起動(dòng)特性(振蕩迅速啟動(dòng))從而如A所示那樣增多工作變換器級(jí)數(shù)，在起動(dòng)成立后優(yōu)先噪聲抑制從而如B 所示那樣減少工作變換器級(jí)數(shù)。至此，這種基本的思路與現(xiàn)有技術(shù)相同。
在本發(fā)明中，將構(gòu)成放大部20的多級(jí)的變換器分為2類。一類是在振蕩電路的振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后都進(jìn)行工作，并且在振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后能力可變的變換器。將此類變換器設(shè)為能力可變變換器Iv。該能力可變變換器Iv構(gòu)成為在振蕩起動(dòng)初期能力被設(shè)定得較低(參照涂黑的部分)，在起動(dòng)成立后能力被設(shè)定得較高。另一類是在振蕩起動(dòng)初期工作(參照A)在起動(dòng)成立后為了降低噪聲不工作的變換器(參照B)。將此類變換器設(shè)為連接分離變換器Ik(根據(jù)變換器級(jí)數(shù)整體被設(shè)為奇數(shù)級(jí)的關(guān)系作為一例圖示了 Iei> IK2W2個(gè))。以上的結(jié)果，在放大部20中，在振蕩起動(dòng)初期連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv串聯(lián)連接。連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv的個(gè)數(shù)任意。連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv的連接順序是任意的，既可以是連接分離變換器。位于放大部20的輸入側(cè)，能力可變變換器Iv位于輸出側(cè)，或者相反，也可以能力可變變換器Iv位于輸入側(cè)，連接分離變換器Ik位于輸出側(cè)(參照?qǐng)D3)。再有，能力可變變換器Iv也可以位于 2個(gè)連接分離變換器Ik之間。變換器控制部30按照在振蕩起動(dòng)初期如A所示那樣增多工作變換器級(jí)數(shù)，在起動(dòng)成立后如B所示那樣減少工作變換器級(jí)數(shù)的方式，來控制放大部20 的變換器。本發(fā)明中想法如下所示。在振蕩起動(dòng)初期為了盡快啟動(dòng)增多工作變換器級(jí)數(shù)，在起動(dòng)成立后為了抑制噪聲減少工作變換器級(jí)數(shù)。由于起動(dòng)成立后工作變換器級(jí)數(shù)減少，因此擔(dān)心不利于工作穩(wěn)定性，為此希望以能力在某種程度上較大的變換器進(jìn)行工作。但是，在振蕩起動(dòng)初期與其他變換器一起使能力較大的起動(dòng)成立后工作的變換器進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，如果依然以較大的能力工作，則作為變換器組整體將處于能力過剩狀態(tài)，有可能引起異常振蕩。 因此，將起動(dòng)成立后工作的變換器的能力設(shè)為可變方式。該變換器就是能力可變變換器Ivo變換器控制部30在振蕩起動(dòng)初期使連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv的雙方處于工作狀態(tài)，限制能力可變變換器Iv的能力，使得不會(huì)出現(xiàn)能力過剩的狀態(tài)。由此，將振蕩起動(dòng)初期的基于連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv的協(xié)作而產(chǎn)生的變換器能力控制在適合于振蕩起動(dòng)初期的驅(qū)動(dòng)能力?？梢赃M(jìn)行多級(jí)變換器工作并獲得良好的起動(dòng)特性從而實(shí)現(xiàn)振蕩動(dòng)作盡早啟動(dòng)，并且防止因過剩能力引起的異常振蕩，還可以減少消耗電流。變換器控制器30在起動(dòng)成立后使連接分離變換器Ik斷開，并且增大能力可變變換器Iv的能力。由此，可以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)成立后變換器級(jí)數(shù)削減帶來的噪聲降低和用于確保工作穩(wěn)定性的高變換器能力。此外，對(duì)于在期間上區(qū)別振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后的方式，在此沒有特別限定 (作為優(yōu)選的一個(gè)方式有振幅檢測(cè)方式，但也可以是計(jì)時(shí)器方式。詳細(xì)內(nèi)容后述)。對(duì)于起動(dòng)成立后工作的能力可變變換器Iv的結(jié)構(gòu)，只要能發(fā)揮出期望的功能可以是任意結(jié)構(gòu)。作為代表的例子，考慮并聯(lián)連接多個(gè)變換器，對(duì)其中一部分的變換器進(jìn)行導(dǎo)通 /關(guān)斷控制的方式?；蛘?，也可以是僅有一個(gè)變換器通過控制與其對(duì)應(yīng)的電源電流來使驅(qū)動(dòng)能力可變的方式，或其他方式。本發(fā)明的振蕩電路，包括壓電振動(dòng)器10;放大部20，與壓電振動(dòng)器10并聯(lián)連接，對(duì)壓電振動(dòng)器10的振蕩輸出進(jìn)行放大，包括彼此串聯(lián)連接的多級(jí)變換器；和變換器控制部30，對(duì)構(gòu)成放大部20的多級(jí)變換器的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，
構(gòu)成放大部20的多級(jí)變換器，由能力可變變換器Iv和連接分離變換器Ik的組合構(gòu)成，該能力可變變換器Iv在振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后都進(jìn)行工作且在振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后能力是可變的，該連接分離變換器Ik在振蕩起動(dòng)初期進(jìn)行工作且在起動(dòng)成立后被分離，變換器控制部30構(gòu)成為在振蕩起動(dòng)初期使連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv處于工作狀態(tài)并且將能力可變變換器的能力控制得較低，在起動(dòng)成立后使連接分離變換器Ik分離并且將能力可變變換器Iv的能力控制得較高。在上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的振蕩電路中，(1)通過振蕩起動(dòng)初期的較高的起動(dòng)特性能夠使振蕩動(dòng)作快速啟動(dòng)，能防止異常振蕩、降低消耗電流；( 在起動(dòng)成立后能不矛盾地使低噪聲化、確保工作穩(wěn)定性成立。根據(jù)本發(fā)明，由于在連接分離變換器和能力可變變換器雙方處于工作狀態(tài)的振蕩起動(dòng)初期限制能力可變變換器的能力，因此能夠以合適水平發(fā)揮變換器能力從而使起動(dòng)特性(振蕩動(dòng)作的提前啟動(dòng))良好，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)防止因過剩能力引起的異常振蕩和降低消耗電流，并且為了低噪聲化斷開連接分離變換器的起動(dòng)成立后增大能力可變變換器的能力， 因此能夠?qū)崿F(xiàn)確保振蕩動(dòng)作的穩(wěn)定性。


圖1是表示本發(fā)明的振蕩電路的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3A表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的多級(jí)變換器的第1連接形式。圖;3B表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的多級(jí)變換器的第2連接形式。圖3C表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的多級(jí)變換器的第3連接形式。圖3D表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的多級(jí)變換器的第4連接形式。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖5A是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的振蕩電路的振蕩起動(dòng)初期的主要部分的電路結(jié)構(gòu)圖。圖5B是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的振蕩電路的起動(dòng)成立后的主要部分的電路結(jié)構(gòu)圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的振蕩電路的振蕩起動(dòng)的波形圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的振蕩電路的增益-頻率特性圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的振蕩電路的相位噪聲-頻率特性圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的振蕩電路的振蕩起動(dòng)的波形圖。圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。圖14A是本發(fā)明的實(shí)施方式5中的振蕩電路的振蕩起動(dòng)初期的主要部分的電路結(jié)構(gòu)圖。圖14B是本發(fā)明的實(shí)施方式5中的振蕩電路的起動(dòng)成立后的主要部分的電路結(jié)構(gòu)圖。圖15是本發(fā)明的實(shí)施方式5中的振蕩電路的增益-頻率特性圖。圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6中的變換器控制部的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖17是作為本發(fā)明的實(shí)施方式6的變形由MOSFET構(gòu)成的二極管的圖。圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7中的變換器控制部的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖19是現(xiàn)有例子的一級(jí)變換器的振蕩電路的電路圖。圖20是現(xiàn)有例子的一級(jí)變換器的振蕩電路的增益-頻率特性圖。圖21是現(xiàn)有例子的能切換多級(jí)變換器的振蕩電路的電路圖。圖中10壓電振動(dòng)器20放大部21切換開關(guān)22恒壓源23反饋電阻切換開關(guān)30變換器控制部31振幅檢測(cè)部32切換定時(shí)判定部33峰值檢波電路34比較器35基準(zhǔn)值電路Cl第1負(fù)載電容C2第2負(fù)載電容C12、C22充放電用電容元件Cc DC截止電容元件D1、D2整流用二極管F濾波器電路Ic切換控制用變換器Iki、Ik2連接分離變換器Iv能力可變變換器Ivi第三級(jí)第1變換器‘第三級(jí)第2變換器Q電流控制用晶體管Rb 反饋電阻&反饋電阻Rl3、R23放電用電阻元件Sc切換控制信號(hào)
具體實(shí)施例方式上述(1)中的本發(fā)明的振蕩電路，在以下的實(shí)施方式中可以進(jìn)一步進(jìn)行有利的展開。(2)接下來，研究如何設(shè)定變換器控制部30實(shí)行上述(1)中的切換的定時(shí)。也就是說，如何捕捉從振蕩起動(dòng)初期遷移至起動(dòng)成立后的定時(shí)。此外，在上述(1)中對(duì)于該定時(shí)并未進(jìn)行特別限定。在本項(xiàng)O)中，目標(biāo)在于通過研究該定時(shí)從而進(jìn)一步改善。這是為了消除在現(xiàn)有技術(shù)中通過計(jì)時(shí)器電路(參照?qǐng)D21)的動(dòng)作在規(guī)定時(shí)間計(jì)時(shí)之后進(jìn)行切換從而產(chǎn)生的問題。在現(xiàn)有技術(shù)的情況下，由于利用計(jì)時(shí)電路進(jìn)行規(guī)定時(shí)間計(jì)時(shí)之后進(jìn)行切換，因此存在如下問題當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)多級(jí)變換器工作的時(shí)間變長(zhǎng)從而消耗電流變大，相反當(dāng)計(jì)時(shí)的時(shí)間過短時(shí)無法充分提供振蕩起動(dòng)的觸發(fā)。本項(xiàng)( 的振幅檢測(cè)方式就是為了解決該問題。利用圖2進(jìn)行說明。當(dāng)振蕩電路起動(dòng)時(shí)，隨著時(shí)間經(jīng)過振蕩輸出增加。也就是說， 放大部20中的信號(hào)(電壓或電流)的振幅逐漸增大。檢測(cè)該信號(hào)的振幅，在檢測(cè)振幅達(dá)到規(guī)定閾值的定時(shí)切換變換器狀態(tài)。也就是說，在振蕩起動(dòng)過程中檢測(cè)逐漸增大的放大部20 的信號(hào)振幅并判定該檢測(cè)振幅，作為相應(yīng)機(jī)構(gòu)在變換器控制部30中設(shè)有振幅檢測(cè)部31和切換定時(shí)判定部32。振幅檢測(cè)部31構(gòu)成為檢測(cè)放大部20的信號(hào)峰值。在此，振幅檢測(cè)部31檢測(cè)放大部20的哪個(gè)部位的信號(hào)是任意的。除了設(shè)定為放大部20的輸入端子或輸出端子以外，還可以是放大部20內(nèi)部的任意位置。切換定時(shí)判定部32在振幅檢測(cè)部31檢測(cè)出的放大部20的信號(hào)振幅達(dá)到規(guī)定閾值時(shí)生成切換控制信號(hào)Sc，由此進(jìn)行從振蕩起動(dòng)初期向起動(dòng)成立后的動(dòng)作的切換。也就是說，切換控制信號(hào)&輸出至放大部20從而進(jìn)行減少動(dòng)作變換器級(jí)數(shù)的控制以及切換能力可變變換器的驅(qū)動(dòng)能力的控制。作為切換定時(shí)判定部32中的規(guī)定閾值，是能夠保證振蕩電路的振蕩動(dòng)作達(dá)到大致穩(wěn)定狀態(tài)的振幅相應(yīng)值?？傊谏鲜?1)的結(jié)構(gòu)中，變換器控制部30包括振幅檢測(cè)部31，檢測(cè)放大部20 中的任意位置的信號(hào)振幅；和切換定時(shí)判定部32，在基于振幅檢測(cè)部31的檢測(cè)振幅達(dá)到規(guī)定閾值時(shí)生成并輸出作為變換器狀態(tài)切換的觸發(fā)的切換控制信號(hào)&。如果這樣構(gòu)成，則可通過監(jiān)視放大部20的信號(hào)捕捉振蕩起動(dòng)初期的振蕩啟動(dòng)的具體狀況，在與振蕩起動(dòng)的實(shí)際狀況相應(yīng)的合適定時(shí)生成并輸出切換控制信號(hào)Sc，因此，能夠使變換器狀態(tài)切換定時(shí)最佳化。其結(jié)果，不僅使振蕩起動(dòng)的觸發(fā)處于良好狀態(tài)，而且防止多級(jí)變換器工作的時(shí)間過大從而抑制消耗電流的增大。(3)在上述的(1)、(2)中，放大部20中的連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv 的連接方式，存在圖3A 圖3D所示的連接形式(示例)。圖3A、圖3C是短路方式，圖3B、 圖3D是路徑切換方式。此外，圖3A、圖;3B是能力可變變換器Iv位于放大部20的輸出側(cè)的類型，圖3C、圖3D是能力可變變換器Iv位于放大部20的輸入側(cè)的類型。設(shè)有切換開關(guān)21，用于切換在放大部20的輸入端子與輸出端子之間使連接分離變換器Ik連接的狀態(tài)和使其分離的狀態(tài)。該切換開關(guān)21由來自變換器控制部30的切換控制信號(hào)&控制。在振蕩起動(dòng)初期的切換開關(guān)21處于第1狀態(tài)時(shí)，連接分離變換器Ik與能力可變變換器Iv —起連接在放大部20的輸入端子和輸出端子之間，并且連接分離變換器 Ie與能力可變變換器Iv串聯(lián)連接。此外，在起動(dòng)成立后的切換開關(guān)21處于第2狀態(tài)時(shí)，連接分離變換器Ik從放大部20的輸入端子和輸出端子之間分離，成為僅連接能力可變變換器Iv的狀態(tài)。變換器控制部30這樣來控制連接分離變換器Ik和能力可變變換器Iv。(4)在上述的(1) (3)中，由于連接分離變換器Ik，在與放大部20分離的狀態(tài)下不發(fā)揮功能，因此可構(gòu)成為由來自變換器控制部30的切換控制信號(hào)&使連接分離變換器 Ir的工作停止。在圖3A 圖3D中，示出連接分離變換器Ik的符號(hào)圖的下側(cè)標(biāo)注的箭頭表示工作停止的控制。若這樣構(gòu)成，則能防止沒必要的耗電。以下，以實(shí)施方式1來說明上述(1) ⑷項(xiàng)的具體例子。實(shí)施方式1圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖，圖5A是振蕩起動(dòng)初期的主要部分的電路結(jié)構(gòu)圖，圖5B是起動(dòng)成立后的主要部分的電路結(jié)構(gòu)圖。在圖中， 10是水晶振動(dòng)器的壓電振動(dòng)器，20是包含多級(jí)的變換器(IK1、IK2、IV)對(duì)壓電振動(dòng)器10的振蕩輸出進(jìn)行放大的放大部，30是控制放大部20中變換器的變換器控制部。在本實(shí)施方式中，變換器控制部30由振幅檢測(cè)部31和切換定時(shí)判定部32構(gòu)成。在壓電振動(dòng)器10的兩端，在與特定電位(地GND等)的端子之間連接第1負(fù)載電容Cl和第2負(fù)載電容C2。放大部20包括第一級(jí)和第二級(jí)的連接分離變換器ΙΚ1、ΙΚ2、第三級(jí)能力可變變換器Iv、反饋電阻iV切換開關(guān)21、切換控制用變換器Ie。反饋電阻&連接在壓電振動(dòng)器10的兩端之間。第一級(jí)連接分離變換器Iki、第二級(jí)連接分離變換器Ik2以及第三集能力可變變換器Iv串聯(lián)連接。第一級(jí)連接分離變換器Iki的輸入端子連接在壓電振動(dòng)器10的一端，第三級(jí)能力可變變換器Iv的輸出端子連接于壓電振動(dòng)器10的另一端。第三級(jí)能力可變變換器Iv由第一變換器Ivi和第二變換器Iv的并聯(lián)連接構(gòu)成。第二級(jí)連接分離變換器Ik2與第三級(jí)能力可變變換器Iv的連接點(diǎn)和壓電振動(dòng)器10的一端通過兩個(gè)路徑連接，其中的第1路徑中形成第一級(jí)連接分離變換器Iki、第二級(jí)連接分離變換器Ik2的串聯(lián)電路，第2路徑中插入了切換開關(guān)21。切換開關(guān)21由傳輸門構(gòu)成，通過來自變換器控制部 30的切換控制信號(hào)Sc、和基于切換控制用變換器Ic的其翻轉(zhuǎn)信號(hào)/ 進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷控制。在切換開關(guān)21關(guān)斷時(shí)，第一級(jí)連接分離變換器Iki、第二級(jí)連接分離變換器Ik2以及第三集能力可變變換器Iv作為放大器20的三級(jí)變換器發(fā)揮功能，在切換開關(guān)21導(dǎo)通時(shí)第一級(jí)連接分離變換器Iki、第二級(jí)連接分離變換器Ik2短路而分離，僅第三級(jí)能力可變變換器Iv 作為放大器20的一級(jí)變換器發(fā)揮功能。第一級(jí)和第二級(jí)的連接分離變換器IK1、Ie2由三態(tài)型變換器構(gòu)成。來自變換器控制部30的切換控制信號(hào)&施加于第一級(jí)和第二級(jí)的連接分離變換器IK1、Ie2的控制端子， 在切換控制信號(hào)&為“H”電平時(shí)，第一級(jí)和第二級(jí)的連接分離變換器IK1、Ie2作為通常的變換器工作，在切換控制信號(hào)電平時(shí)處于高阻狀態(tài)(電絕緣狀態(tài))，被控制在不工作狀態(tài)。第三級(jí)能力可變變換器Iv中的第2變換器Iv2也由三態(tài)型變換器構(gòu)成，由來自變換器控制部30的切換控制信號(hào)&的基于切換控制用變換器Ic的翻轉(zhuǎn)信號(hào)/ 進(jìn)行導(dǎo)通/ 關(guān)斷控制。在切換控制信號(hào)&為“H”電平時(shí)，第2變換器Iv2被施加由切換控制用變換器 Ic翻轉(zhuǎn)之后的“L”電平從而處于不工作狀態(tài)，相反，在切換控制信號(hào)&為“L”電平時(shí)，第2 變換器Iv2處于工作狀態(tài)。變換器控制部30以如下方式構(gòu)成。放大部20的信號(hào)振幅為零或者微弱的初期狀態(tài)下，來自切換定時(shí)判定部32的切換控制信號(hào)&為“!1”電平，伴隨著振蕩起動(dòng)放大部20的信號(hào)振幅增加并達(dá)到規(guī)定閾值時(shí)處于起動(dòng)成立狀態(tài)，切換控制信號(hào)&翻轉(zhuǎn)至“L”電平。 切換定時(shí)判定部32中的規(guī)定閾值，是能夠確保振蕩電路的振蕩動(dòng)作達(dá)到大致穩(wěn)定狀態(tài)的振幅相應(yīng)值。振蕩起動(dòng)初期的“H”電平的切換控制信號(hào)&將切換開關(guān)21控制成關(guān)斷，將第三級(jí)能力可變變換器Iv的第2變換器Iv2控制在不工作狀態(tài)。此外，起動(dòng)成立后的“L”電平的切換控制信號(hào)&，將切換開關(guān)21控制在導(dǎo)通，進(jìn)行減少工作變換器級(jí)數(shù)的控制，將第2 變換器Iv2控制在工作狀態(tài)。接下來，說明上述那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的振蕩電路的動(dòng)作。現(xiàn)在，設(shè)起動(dòng)處于停止?fàn)顟B(tài)的振蕩電路。變換器控制部30作為振蕩起動(dòng)初期的動(dòng)作輸出“H”電平的切換控制信號(hào)&。通過該“H”電平的切換控制信號(hào)&，第一級(jí)和第二級(jí)的連接分離變換器IK1、IK2處于工作狀態(tài)，通過由切換控制用變換器Ic的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作產(chǎn)生的“L”電平信號(hào)，第三級(jí)的能力可變變換器Iv中的第2變換器Iv2被控制在不工作狀態(tài)。同時(shí)，由傳輸門構(gòu)成的切換開關(guān) 21處于關(guān)斷狀態(tài)，第一級(jí)和第二級(jí)的連接分離變換器IK1、Ie2處于連接狀態(tài)。也就是說，放大部20被設(shè)定為在連接分離變換器IK1、Ie2和第三級(jí)第1變換器Ivi的三級(jí)變換器進(jìn)行工作的狀態(tài)(第三級(jí)第2變換器、處于不工作狀態(tài))。圖5Α中表示該狀態(tài)。由此，振蕩的起動(dòng)開始。在該振蕩起動(dòng)初期，由于作為三級(jí)變換器進(jìn)行工作因此振蕩起動(dòng)迅速，不過在第三級(jí)中使第2變換器Iv2不工作，這樣可防止因三級(jí)工作的能力過剩引起的異常振蕩。接下來，在起動(dòng)成立后，變換器控制部30將切換控制信號(hào)&從“H”電平切換至 “L”電平。由此，切換開關(guān)21處于導(dǎo)通狀態(tài)，由于短路第一級(jí)和第二級(jí)的連接分離變換器 Ir1 > IR2被分離并且被控制在不工作狀態(tài)，再有第三級(jí)第2變換器Iv2切換至工作狀態(tài)。也就是說，放大部20被切換至僅在由第1變換器Ivi和第2變換器Iv2的并聯(lián)連接組成的第三級(jí)能力可變變換器Iv的一級(jí)變換器進(jìn)行工作的狀態(tài)。圖5Β表示該狀態(tài)。在起動(dòng)成立后也是，如果僅使第三級(jí)第1變換器Ivi進(jìn)行工作，則第三級(jí)能力可變變換器Iv的驅(qū)動(dòng)能力不足以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的振蕩(如上述，需要相當(dāng)于壓電振動(dòng)器規(guī)格中的負(fù)電阻的10倍 5倍以上)。為此，使第三級(jí)第2變換器Iv2導(dǎo)通，以第1變換器Ivi和第2變換器Iv2的雙方工作，由此提高驅(qū)動(dòng)能力。從另一個(gè)角度來看，可如下理解。如果以單一變換器而不是兩個(gè)并聯(lián)來將第三級(jí)變換器作為能力固定的變換器，使該能力固定變換器具有保證起動(dòng)成立后的穩(wěn)定性的較大驅(qū)動(dòng)能力，則在振蕩起動(dòng)初期的三級(jí)工作時(shí)驅(qū)動(dòng)能力過剩，從而引起異常振蕩并且消耗電流不必要地增大。為此，將第三級(jí)變換器構(gòu)成為能力可變變換器，雖然在起動(dòng)成立后使其發(fā)揮全部的能力，但在振蕩起動(dòng)初期降低其能力，防止異常振蕩和過剩的消耗電流。這樣，在振蕩起動(dòng)初期由于放大部20以三級(jí)變換器進(jìn)行工作，因此變換器整體的驅(qū)動(dòng)能力較大，起動(dòng)的過程較快起動(dòng)特性良好。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，振蕩起動(dòng)期間如圖 6所示約為400 μ s (—例)，相對(duì)于圖19的現(xiàn)有技術(shù)的一級(jí)變換器電路中的振蕩起動(dòng)初期時(shí)間為幾ms，起動(dòng)特性大幅改善。并且，在振蕩起動(dòng)初期，由于使第三級(jí)第2變換器Iv2處于不工作狀態(tài)，從而將第三級(jí)能力可變變換器Iv的能力設(shè)定得較低，因此防止異常振蕩。振蕩電路的環(huán)路增益如圖7 下側(cè)的特性曲線所示，與圖21的振蕩電路(圖7上側(cè)的特性曲線)相比有所下降，因此能夠可靠地防止異常振蕩。作為消耗電流的一例，在變換器三級(jí)工作時(shí)，相對(duì)于能力可變變換器Iv的能力不受限的狀態(tài)(相當(dāng)于圖21)下的消耗電流為1. 02mA，限制能力可變變換器Iv的能力的狀態(tài)下的消耗電流能為0. 75mA(—例)，可見消耗電流大幅削減。進(jìn)而，在起動(dòng)成立后，由于工作變換器級(jí)數(shù)為一級(jí)，級(jí)數(shù)較少，因此噪聲抑制的效果良好(參照?qǐng)D8)。雖然工作變換器級(jí)數(shù)較少，但由于以并聯(lián)連接的第1變換器Ivi和第2 變換器Iv2的較大能力的變換器進(jìn)行工作，因此工作的穩(wěn)定性較好。在確保工作穩(wěn)定性的方面，優(yōu)選以如下條件確保由第1變換器Ivi和第2變換器Iv2 的并聯(lián)連接組成的第三級(jí)能力可變變換器Iv的驅(qū)動(dòng)能力。該條件是振蕩電路的負(fù)電阻在車載相關(guān)、與生命有關(guān)的安全設(shè)備等中設(shè)為壓電振動(dòng)器規(guī)格中的負(fù)電阻的10倍以上，對(duì)于其他用途設(shè)為其規(guī)格的5倍以上(一例)。按照滿足上述條件的方式設(shè)定第三級(jí)第1變換器Ivi的驅(qū)動(dòng)能力和第2變換器Iv2 的驅(qū)動(dòng)能力。由此，能夠以彼此不矛盾的方式實(shí)現(xiàn)振蕩起動(dòng)初期的異常振蕩的防止、低消耗電流以及起動(dòng)成立后的低噪聲(參照?qǐng)D8)、動(dòng)作穩(wěn)定性的確保。如上述，根據(jù)本實(shí)施方式，可在振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后切換放大部20中工作的變換器級(jí)數(shù)以及第三級(jí)能力可變變換器Iv的驅(qū)動(dòng)能力，并具備控制該切換的變換器控制部30，由此能實(shí)現(xiàn)在振蕩起動(dòng)初期以良好的起動(dòng)特性抑制異常振蕩的危險(xiǎn)性且降低消耗電力、在起動(dòng)成立后噪聲低且穩(wěn)定的振蕩電路。此外，代替由振幅檢測(cè)部31和切換定時(shí)判定部32構(gòu)成變換器控制部30，也可以構(gòu)成為計(jì)時(shí)器電路。(5)研究上述(2)結(jié)構(gòu)中的振幅檢測(cè)部31檢測(cè)放大部20的何處的信號(hào)振幅。在此，以檢測(cè)放大部20的輸出信號(hào)的振幅的方式來構(gòu)成振幅檢測(cè)部31。據(jù)此，還有以下優(yōu)點(diǎn)。 也就是說，由于對(duì)壓電振動(dòng)器10的微小振幅信號(hào)被放大部20的多級(jí)變換器充分放大之后的信號(hào)振幅進(jìn)行檢測(cè)，因此與檢測(cè)壓電振動(dòng)器10的微小振幅的情況相比檢測(cè)精度提高，相應(yīng)地能夠使切換變換器級(jí)數(shù)和驅(qū)動(dòng)能力的定時(shí)提前。這種方式適合于重視切換定時(shí)的速度的模式。作為實(shí)施方式2以下對(duì)本項(xiàng)(5)的具體例子進(jìn)行說明。實(shí)施方式2圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。本實(shí)施方式的振蕩電路，是對(duì)變換器控制部30中的振幅檢測(cè)部31檢測(cè)放大部20的哪個(gè)位置的信號(hào)振幅的實(shí)施方式1的特例。在本實(shí)施方式2中，振幅檢測(cè)部31的輸入端子連接于放大部20的輸出端子，振幅檢測(cè)部31檢測(cè)放大部20的輸出信號(hào)的振幅(參照※丨)。對(duì)于其他結(jié)構(gòu)，由于與實(shí)施方式1的情況下的圖4相同，因此相同部分附于相同符號(hào)并省略說明。在本實(shí)施方式中，放大部20的輸出信號(hào)是壓電振動(dòng)器10輸出的微弱信號(hào)以多級(jí)變換器的較大增益放大之后輸出的。振幅檢測(cè)部31，輸入這個(gè)被大幅放大之后的放大部20 的輸出信號(hào)，并檢測(cè)其振幅。圖6表示作為壓電振動(dòng)器10的微弱的輸出信號(hào)的放大部20 的輸入信號(hào)的波形W1、將其充分放大之后的放大部20的輸出信號(hào)的波形W2。即便壓電振動(dòng)器10的輸出信號(hào)波形Wl較微弱，但由于放大部20的輸出信號(hào)波形W2充分大，因此能夠快速判定切換定時(shí)輸出切換控制信號(hào)&。雖然在振蕩起動(dòng)初期放大部20通過三級(jí)變換器工作而得到的增益，其大小相當(dāng)于很可能引起異常振蕩的程度，但由于使切換定時(shí)提前盡量縮短不穩(wěn)定的期間，因此，能夠可靠地防止異常振蕩，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的振蕩動(dòng)作。此外，切換之后振幅暫時(shí)變小從而有可能讓起動(dòng)成立后振蕩穩(wěn)定所需的時(shí)間變長(zhǎng)，但該時(shí)間較之于現(xiàn)有技術(shù)的幾ms有大幅改善，在起動(dòng)特性方面不會(huì)出現(xiàn)問題。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，將振幅檢測(cè)部31檢測(cè)的放大部20的信號(hào)設(shè)定為放大部20 的輸出信號(hào)，從而能夠使得起動(dòng)特性良好，同時(shí)縮短多級(jí)變換器的情況下不穩(wěn)定的工作期間，能夠?qū)崿F(xiàn)更穩(wěn)定的振蕩動(dòng)作。(6)在此，上述O)的結(jié)構(gòu)中的振幅檢測(cè)部31構(gòu)成為檢測(cè)放大部20的輸入信號(hào)的振幅。據(jù)此存在以下優(yōu)點(diǎn)。也就是說，通過檢測(cè)壓電振動(dòng)器10的輸出振幅來判定切換定時(shí)。該判定在壓電振動(dòng)器10被充分激勵(lì)其振幅充分變大的狀態(tài)下進(jìn)行。因此，可補(bǔ)償切換定時(shí)較早(5)的情況下確認(rèn)出的缺點(diǎn)，該缺點(diǎn)是切換后僅由能力可變變換器Iv驅(qū)動(dòng)因而振幅容易變小，由此振蕩穩(wěn)定為止的時(shí)間變長(zhǎng)，在本方式的情況下切換之后即便僅以能力可變變換器Iv驅(qū)動(dòng)振幅也不會(huì)變小，能夠縮短振蕩穩(wěn)定為止的時(shí)間(參照?qǐng)D11)。該方式適合于重視振蕩穩(wěn)定的速度的模式。作為實(shí)施方式3以下對(duì)本項(xiàng)(6)的具體例子進(jìn)行說明。實(shí)施方式3圖10表示本發(fā)明的實(shí)施方式3中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)電路框圖。本實(shí)施方式的振蕩電路是對(duì)變換器控制部30中的振幅檢測(cè)部31檢測(cè)放大部20的哪個(gè)位置的信號(hào)振幅的實(shí)施方式1的特例。在本實(shí)施方式3中，振幅檢測(cè)部31的輸入端子連接于放大部20的輸入端子，振幅檢測(cè)部31檢測(cè)放大部20的輸入信號(hào)振幅(參照※？)。對(duì)于其他結(jié)構(gòu)，由于與實(shí)施方式1的情況下的圖4相同，因此相同部分附于相同符號(hào)并省略說明。在本實(shí)施方式中，放大部20的輸入信號(hào)是壓電振動(dòng)器10的輸出信號(hào)。等待振幅檢測(cè)部31檢測(cè)出的壓電振動(dòng)器10的輸出信號(hào)的振幅達(dá)到規(guī)定閾值，來由切換定時(shí)判定部 32輸出切換控制信號(hào)&。該判定如圖11所示那樣，在壓電振動(dòng)器10的輸出信號(hào)振幅充分變大的狀態(tài)下進(jìn)行。也就是說，在輸出切換控制信號(hào)&的定時(shí)壓電振動(dòng)器10的輸出信號(hào)的振幅變得充分大，即便切換至僅第三級(jí)的能力可變變換器Iv —級(jí)工作，如圖6所示那樣振幅也不會(huì)再次變小，能夠縮短振蕩穩(wěn)定為止的時(shí)間。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，將振幅檢測(cè)部31檢測(cè)的放大部20的信號(hào)設(shè)定為放大部20 的輸入信號(hào)，從而能夠縮短振蕩穩(wěn)定為止的時(shí)間。(7)為了在上述⑴ (6)的結(jié)構(gòu)中更可靠地防止異常振蕩，示例了對(duì)放大部20 中的變換器，附加了用于限制振蕩頻率的濾波器電路F(參照?qǐng)D12)。當(dāng)以多級(jí)變換器使放大部20動(dòng)作時(shí)，負(fù)電阻增大，起動(dòng)特性提高，相反引起異常振蕩的可能性也變高。若發(fā)生異常振蕩，則作為振蕩起動(dòng)的觸發(fā)無法得到充分的效果。如果對(duì)變換器附加濾波器電路F，則振蕩電路的環(huán)路增益的峰值能夠在規(guī)定頻率下實(shí)現(xiàn)，能夠以該頻率使壓電振動(dòng)器10振蕩。 此外，盡管優(yōu)選對(duì)所有的變換器附加濾波器電路F，但也可以僅在一部分的變換器附加。如果在所有的變換器附加濾波器，則可獲得更大的效果?？傊?，在上述⑴ (6)的結(jié)構(gòu)中，放大部20至少在一個(gè)變換器附加了用于限制振蕩頻率的濾波器電路F。如果這樣構(gòu)成，通過濾波器電路F可使振蕩電路的環(huán)路增益僅在規(guī)定頻域處于峰值，抑制放大部20以多級(jí)變換器工作時(shí)的增益，由此能防止異常振蕩，提高振蕩起動(dòng)特性和振蕩穩(wěn)定性。作為實(shí)施方式4以下對(duì)本項(xiàng)(7)的具體例子進(jìn)行說明。實(shí)施方式4
圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。在本實(shí)施方式中，在實(shí)施方式3的振蕩電路中，是還對(duì)放大部20的第一級(jí)連接分離變換器Iki、第二級(jí)連接分離變換器Ik2、第三級(jí)能力可變變換器Iv分別配備了濾波器電路F的結(jié)構(gòu)。濾波器電路 F，優(yōu)選由僅在規(guī)定頻率下振蕩電路的環(huán)路增益處于峰值的帶通濾波器、或者抑制諧波(基波的幾倍的振動(dòng)模式)下的振動(dòng)的這種降低高頻增益的低通濾波器構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，由于放大部20的多級(jí)變換器(IK1、IE2, Iv)分別具備濾波器電路 F，因此在振蕩起動(dòng)初期，振蕩電路的環(huán)路增益僅在規(guī)定頻率下處于峰值，能夠僅在壓電振動(dòng)器10的規(guī)定頻率進(jìn)行振蕩。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，放大部20的多級(jí)變換器(IK1、IK2、Iv)分別具備濾波器電路F，由此抑制異常振蕩，能夠?qū)崿F(xiàn)提高振蕩起動(dòng)特性和振蕩穩(wěn)定的振蕩電路。特別由于在所有的變換器(IK1、IE2> Iv)都具備濾波器電路F，因此濾波器的效果可達(dá)到最大化。其中， 即便僅在一部分的變換器配備濾波器電路F的情況下，盡管效果略低但也可獲得同樣的效果。至少在一個(gè)變換器配備濾波器電路F即可。此外，當(dāng)然在實(shí)施方式1 3中也可以應(yīng)用本實(shí)施方式4的結(jié)構(gòu)。(8)作為上述(7)的結(jié)構(gòu)中的濾波器電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，可列舉出如下的例子。該例子是由低通濾波器和高通濾波器的組合構(gòu)成的帶通濾波器的方式。低通濾波器由連接于變換器的電源端子的電流限制用晶體管、連接于變換器的輸出端子的電容元件或寄生電容構(gòu)成。高通濾波器由連接于變換器的輸入端子的DC截止電容元件、在變換器的輸入端子與輸出端子之間連接的反饋電阻構(gòu)成。如果這樣構(gòu)成，則可提高多級(jí)變換器工作時(shí)的低頻、高頻的增益抑制效果，能夠抑制異常振蕩從而可靠地提高振蕩起動(dòng)特性和振蕩穩(wěn)定性。作為實(shí)施方式5以下對(duì)本項(xiàng)⑶的具體例子進(jìn)行說明。實(shí)施方式5圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5中的振蕩電路的結(jié)構(gòu)的電路框圖。在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為以如下方式具體化實(shí)施方式4的濾波器電路。在放大部20的第一級(jí)連接分離變換器Iki和第二級(jí)連接分離變換器Ik2的電源端子連接電流限制用晶體管Q，該電流限制用晶體管Q的柵極連接恒壓源22。此外，在第一級(jí)連接分離變換器Iki和第二級(jí)連接分離變換器Ik2的輸出端子與地線GND之間連接電容元件 Cg。由這些恒壓源22、電流限制用晶體管Q、電容元件Cg形成低通濾波器電路。此外，在第一級(jí)連接分離變換器Iki和第二級(jí)連接分離變換器Ik2的輸入端子側(cè)連接DC截止的電容元件Ce，在第一級(jí)連接分離變換器Iki和第二級(jí)連接分離變換器Ik2的輸入端子與輸出端子之間連接反饋電阻&。由這些DC截止電容元件Cc和反饋電阻&形成高通濾波器電路。對(duì)于第三級(jí)能力可變變換器Iv也在其輸入端子側(cè)連接DC截止電容元件Ce，在輸入端子與輸出端子之間連接反饋電阻&。此外，在放大部20的輸入輸出端子間的反饋電阻&串聯(lián)連接反饋電阻切換開關(guān) 23。該反饋電阻切換開關(guān)23，通過來自切換定時(shí)判定部32的切換控制信號(hào)&進(jìn)行導(dǎo)通/ 關(guān)斷控制。對(duì)于導(dǎo)通/關(guān)斷控制的方式，在反饋電阻切換開關(guān)23和切換開關(guān)21中為逆邏輯。反饋電阻切換開關(guān)23由傳輸門構(gòu)成。
切換開關(guān)21的一端連接于第三級(jí)的能力可變變換器Iv中的高通濾波器電路的反饋電阻&與DC截止電容元件Cc之間的連接點(diǎn)。這是為了在起動(dòng)成立后使反饋電阻切換開關(guān)23關(guān)斷，在使切換開關(guān)21導(dǎo)通時(shí)，代替反饋電阻&使第三級(jí)能力可變變換器Iv中的反饋電阻&發(fā)揮功能，此外，也可使DC截止的電容元件Cc不進(jìn)入反饋電路中(參照?qǐng)D14B)。接下來，對(duì)如上構(gòu)成的本實(shí)施方式的振蕩電路的動(dòng)作進(jìn)行說明。在振蕩起動(dòng)初期，如圖14A所示，通過“H”電平的切換控制信號(hào)Sc,切換開關(guān)21處于關(guān)斷，反饋電阻切換開關(guān)23處于導(dǎo)通。由于切換開關(guān)21關(guān)斷，因此第一級(jí)的連接分離變換器Iki和第二級(jí)連接分離變換器Ik2與第三級(jí)能力可變變換器Iv (第2變換器Iv2不工作狀態(tài))一起處于工作狀態(tài)，低通濾波器和高通濾波器發(fā)揮作用。此外，由于反饋電阻切換開關(guān)23處于導(dǎo)通，因此反饋電阻&也起作用。在振蕩起動(dòng)初期，為三級(jí)變換器工作可獲得較大的負(fù)電阻，振蕩起動(dòng)特性良好，相反依然有可能出現(xiàn)異常振蕩。但是，由于使高通濾波器和低通濾波器組成的帶通濾波器發(fā)揮作用，因此如圖15所示，相對(duì)于壓電振動(dòng)器的諧振頻率(實(shí)施方式中為觀.8MHz)抑制了低頻和高頻的增益，能夠按照僅在規(guī)定頻率區(qū)域下振蕩電路的環(huán)路增益處于峰值的方式進(jìn)行控制。也就是說，能夠僅在規(guī)定頻率區(qū)域下使壓電振動(dòng)器10振蕩。在起動(dòng)成立后，如圖14B所示，切換控制信號(hào)&翻轉(zhuǎn)至“L”電平，反饋電阻切換開關(guān)23關(guān)斷從而反饋電阻&被斷開，但切換開關(guān)21導(dǎo)通從而第一級(jí)連接分離變換器Iki和第二級(jí)連接分離變換器Ik2被斷開，并且第三級(jí)第2變換器Iv2被切換至工作狀態(tài)，再有第三級(jí)能力可變變換器Iv的反饋電阻&代替反饋電阻&處于有效。如上述，根據(jù)本實(shí)施方式，由于在放大部20的變換器中附加了由低通濾波器和高通濾波器的組合構(gòu)成的帶通濾波器，因此能夠提高以多級(jí)變換器工作時(shí)的低頻、高頻的增益抑制效果，能夠提高異常振蕩的防止效果。此外，代替電容元件Cg也可以使用寄生電容。(9)在上述(1) ⑶的結(jié)構(gòu)中，對(duì)于由輸入放大部20的信號(hào)檢測(cè)其振幅的振幅檢測(cè)部31、判定其檢測(cè)振幅是否達(dá)到規(guī)定閾值的切換定時(shí)判定部32構(gòu)成的變換器控制部 30，以下作為實(shí)施方式6對(duì)其優(yōu)選的一例方式進(jìn)行說明。實(shí)施方式6圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式6中的變換器控制部30的結(jié)構(gòu)的電路圖。變換器控制部30中的切換定時(shí)判定部32具有具備第1輸入路徑Ll和第2輸入路徑L2的比較器34、連接于該比較器34的第2輸入路徑L2的基準(zhǔn)值電路35。在比較器34的第1輸入路徑Ll連接振幅檢測(cè)部31。振幅檢測(cè)部31包括峰值檢波電路33，該峰值檢波電路33由整流用二極管D1、充放電用電容元件C12和放電用電阻元件R13構(gòu)成。在振幅檢測(cè)部31中， 在與放大部20的連接部具有DC截止電容元件Cl 1、一端連接于電源端子的電阻元件Rl 1、 一端連接于地線的電阻元件R12，在兩電阻元件Rll、R12的連接點(diǎn)連接二極管Dl的陽極。 二極管Dl的陰極連接于比較器34的反相輸入端子(_)，在與地線之間連接電容元件C12和電阻元件Rl3。在比較器34的第2輸入路徑L2連接的基準(zhǔn)值電路35，由如下部分構(gòu)成，分別是 一端連接于電源端子的電阻元件R21、一端連接于地線的電阻元件R22、陽極連接于兩端子元件R21、R22的連接點(diǎn)的二極管D2、在二極管D2的陰極以及比較器34的同相輸入端子(+)與地線之間連接的電阻元件R23。振幅檢測(cè)部31中的電阻元件R11、R12與基準(zhǔn)值電路35 中的電阻元件R21、R22是相同特性，峰值檢測(cè)電路33中的二極管D1、電阻元件R13分別與基準(zhǔn)值電路35中的二極管D2、電阻元件R23相同特性。這樣，使用相同特性的元件，是為了緩和元件偏差的影響從而提高判定精度。接下來，對(duì)其動(dòng)作進(jìn)行說明。輸入至振幅檢測(cè)部31的放大部20的信號(hào)被電容元件Cl進(jìn)行DC截止，被變換為振幅是以電阻元件Rl 1和電阻元件R12的電阻比生成的DC電壓為中心的正弦波信號(hào)。在對(duì)二極管Dl的輸入電壓高于(電容元件C12的充電電壓+ 二極管Dl的正向電壓)時(shí)，二極管Dl中流過正向電流從而對(duì)電容元件C12進(jìn)行充電。當(dāng)對(duì)二極管Dl的輸入電壓等于(電容元件C12的充電電壓+ 二極管Dl的正向電壓)時(shí)，二極管Dl關(guān)斷，輸入信號(hào)(放大部20的信號(hào))峰值被檢測(cè)出。以后電容元件C12的電荷經(jīng)由電阻元件R13放電。此外，優(yōu)選基于電容元件C12和電阻元件R12的時(shí)間常數(shù)大于振蕩頻率的周期。由于比較器34的反相輸入端子㈠將放大部20的信號(hào)峰值作為輸入，因此電位追隨放大部20的信號(hào)振幅進(jìn)行變化。比較器34的同相輸入端子⑴將恒定電位作為輸入。 伴隨著振蕩起動(dòng)放大部20的信號(hào)振幅增大，當(dāng)反相輸入端子(-)的電壓達(dá)到同相輸入端子 ⑴的電壓時(shí)，比較器34從此前的“H”電平翻轉(zhuǎn)從而輸出“L”電平的切換控制信號(hào)&。該切換控制信號(hào)&為低電平有效。在此，由于處理?xiàng)l件、溫度條件、電壓條件等的影響，當(dāng)二極管Dl的正向電壓、電容元件C12的靜電電容、電阻元件R13的電阻值出現(xiàn)偏差時(shí)，在第1輸入路徑Ll和第2輸入路徑L2中電壓下降也產(chǎn)生偏差，比較器34應(yīng)該輸出切換控制信號(hào)&的規(guī)定定時(shí)的精度有可能下降。為此，在本實(shí)施方式中，為了緩和這種偏差，將比較器34的第2輸入路徑L2 的基準(zhǔn)值電路35構(gòu)成為具備與第1輸入路徑Ll的峰值檢波電路33中的特性相同的二極管D2、電阻元件R23。其結(jié)果，能夠抑制電壓下降量的偏差，抑制切換控制信號(hào)Sc的邏輯翻轉(zhuǎn)的定時(shí)偏差。此外，對(duì)于二極管Dl、D2，也可以如圖17所示那樣由柵極連接于漏極的二極管構(gòu)造的MOSFET構(gòu)成。此外，比較器34也可以構(gòu)成為高電平有效。本實(shí)施方式6的結(jié)構(gòu)也可以適用于實(shí)施方式1 5的振蕩電路?？傊谏鲜?1) (8)的結(jié)構(gòu)中，變換器控制部30中，其切換定時(shí)判定部32具有具備第1輸入路徑Ll和第2輸入路徑L2的比較器34、連接于該比較器34的第2輸入路徑L2的基準(zhǔn)值電路35，連接于比較器34的第1輸入路徑Ll的振幅檢測(cè)部31包括由整流用二極管D1、充放電用電容元件C12和放電用電阻元件R13構(gòu)成的峰值檢波電路33，基準(zhǔn)值電路35包括與峰值檢波電路33相同特性的二極管D2和電阻元件R23。如果這樣構(gòu)成，能減少比較器34的第1輸入路徑Ll的峰值檢波電路33中的電壓下降與第2輸入路徑L2的基準(zhǔn)值電路35中的電壓下降的偏差，能夠抑制切換控制信號(hào)& 的邏輯翻轉(zhuǎn)的定時(shí)的偏差。(10)在上述(9)的結(jié)構(gòu)中，基準(zhǔn)值電路35中還包括與峰值檢波電路33相同特性的電容元件。作為實(shí)施方式7以下對(duì)該峰值檢波電路33優(yōu)選的一例方式進(jìn)行說明。實(shí)施方式7圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7中的變換器控制部30的結(jié)構(gòu)的電路圖。在本實(shí)施方式中，在實(shí)施方式6的基準(zhǔn)值電路35中還將與峰值檢波電路33的電容元件C12相同特性的電容元件C22連接在二極管D2與地線GND之間。對(duì)于其他結(jié)構(gòu)，由于與實(shí)施方式6 的情況下的圖16相同，因此相同部分附于相同符號(hào)并省略說明。通過在基準(zhǔn)值電路35中具備與峰值檢波電路33相同特性的電容元件C22，從而能夠使第2輸入路徑L2形成與第1輸入路徑Ll等效的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步減少比較器34的反相輸入端子(_)與同相輸入端子(+)的電位差的偏差，能夠進(jìn)一步提高切換控制信號(hào)&的邏輯翻轉(zhuǎn)的定時(shí)偏差的精度。此外，上述實(shí)施方式1 7只不過是合適的適用例，當(dāng)然在沒有脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)實(shí)施的各種改變也包含在本發(fā)明的范圍中。本發(fā)明的振蕩電路能夠?qū)崿F(xiàn)良好的起動(dòng)特性(振蕩動(dòng)作的快速啟動(dòng))、防止異常振蕩、低消耗電流、低噪聲化、確保振蕩動(dòng)作的動(dòng)作穩(wěn)定性，這對(duì)于便攜電話、自動(dòng)查表設(shè)備、防范·防災(zāi)設(shè)備等電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備的電池長(zhǎng)壽命化是有用的。
權(quán)利要求
1.一種振蕩電路，包括 壓電振動(dòng)器；放大部，與所述壓電振動(dòng)器并聯(lián)連接，對(duì)所述壓電振動(dòng)器的振蕩輸出進(jìn)行放大，包括彼此串聯(lián)連接的多級(jí)變換器；和變換器控制部，對(duì)構(gòu)成所述放大部的多級(jí)變換器的工作狀態(tài)進(jìn)行控制， 構(gòu)成所述放大部的多個(gè)變換器由能力可變變換器和連接分離變換器的組合構(gòu)成，該能力可變變換器在振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后都進(jìn)行工作且在振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后能力是可變的，該連接分離變換器在振蕩起動(dòng)初期進(jìn)行工作且在起動(dòng)成立后被分離，所述變換器控制部構(gòu)成為在振蕩起動(dòng)初期使所述連接分離變換器和所述能力可變變換器處于工作狀態(tài)并且將所述能力可變變換器的能力控制得較低，在起動(dòng)成立后使所述連接分離變換器分離并且將所述能力可變變換器的能力控制得較高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其中， 所述變換器控制部包括振幅檢測(cè)部，檢測(cè)所述放大部中的任意位置的信號(hào)的振幅；和切換定時(shí)判定部，在所述振幅檢測(cè)部的檢測(cè)振幅達(dá)到規(guī)定閾值時(shí)，生成并輸出作為變換器狀態(tài)切換的觸發(fā)的切換控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其中，所述放大部具有切換開關(guān)，該切換開關(guān)用于切換將所述連接分離變換器連接在所述放大部的輸入端子與輸出端子之間的狀態(tài)、和使所述連接分離變換器分離的狀態(tài)，所述變換器控制部構(gòu)成為在從振蕩起動(dòng)初期向起動(dòng)成立后推移的過程中，進(jìn)行所述切換開關(guān)的狀態(tài)變化和所述能力可變變換器的能力切換的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其中，所述連接分離變換器構(gòu)成為在與所述放大部分離的狀態(tài)下，由來自所述變換器控制部的切換控制信號(hào)停止其工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振蕩電路，其中，所述振幅檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述放大部的輸出信號(hào)的振幅。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振蕩電路，其中，所述振幅檢測(cè)部構(gòu)成為檢測(cè)所述放大部的輸入信號(hào)的振幅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其中，所述放大部中的多級(jí)變換器的至少一個(gè)變換器具備用于限制振蕩頻率的濾波器電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振蕩電路，其中，所述濾波器電路由低通濾波器和高通濾波器的組合構(gòu)成，所述低通濾波器由連接于所述放大部的變換器的電流限制用晶體管、和連接于所述變換器的輸出端子的電容元件或寄生電容構(gòu)成，所述高通濾波器由連接于所述變換器的輸入端子的DC截止電容元件、和在所述變換器的輸入端子和輸出端子之間連接的反饋電阻構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其中， 在所述變換器控制部中，該切換定時(shí)判定部具有具備第1輸入路徑和第2輸入路徑的比較器、和連接于該比較器的第2輸入路徑的基準(zhǔn)值電路，連接于所述比較器的第1輸入路徑的所述振幅檢測(cè)部包括峰值檢波電路，該峰值檢波電路由整流用二極管和充放電用電容元件以及放電用電阻元件構(gòu)成，所述基準(zhǔn)值電路包括與所述峰值檢波電路相同特性的二極管和電阻元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的振蕩電路，其中，所述基準(zhǔn)值電路還包括與所述峰值檢波電路相同特性的電容元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種振蕩電路，包括壓電振動(dòng)器、包含多級(jí)變換器的放大部、變換器控制部。多級(jí)變換器是振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后都工作且在振蕩起動(dòng)初期和起動(dòng)成立后能力可變的能力可變變換器、在振蕩起動(dòng)初期工作且在起動(dòng)成立后分離的連接分離變換器的組合。變換器控制部在振蕩起動(dòng)初期使連接分離變換器和能力可變變換器處于工作狀態(tài)，并且將能力可變變換器的能力控制得較低，在起動(dòng)成立后分離連接分離變換器并且將能力可變變換器的能力控制得較高。
文檔編號(hào)H03B5/32GK102273065SQ20108000395
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者山根一郎, 石川伸二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社