水晶振動子のFAQ

特性

発振回路が発振しない、または発振が停止する場合の原因と対策を教えてください。

初めに発振周波数または発振波形を観測し、発振しているか、所望の周波数で発振しているかを確認して下さい。

発振周波数、発振波形の観測の方法に関しましては、こちらを参照下さい。


観測した結果、やはり発振していない場合は発振しない原因を明確にするために、下記の項目を確認して下さい。

1. マイコンの設定
マイコンの種類によっては、発振回路を動作させるためにプログラムの書き込みやリセット処理などが必要な場合があります。発振回路を有効にするための必要な処理がされているか確認して下さい。

2. C-MOSインバータの増幅器としての動作の確認
発振回路に使用するC-MOSインバータが反転増幅器として正常に動作しているかを確認して下さい。特に帰還抵抗(Rf)はインバータを反転増幅器として動作させるためのバイアス抵抗として必要となりますので、マイコンに内蔵されているか、又はインバータの入出力間に接続されているかを確認して下さい。反転増幅器として機能している状態のインバータの入力と出力端の電圧は、インバータの駆動電圧の約1/2のDCバイアスとなります。

3. 振動子特性の確認
ネットワークアナライザやインピーダンスアナライザなどの測定器を用いて、『R1』、『fL』が当該振動子の仕様を満足しているか確認して下さい。

4. 発振余裕度の確認
振動子の特性が正常な場合、発振回路が動作しない原因として発振余裕度の不足が考えられます。
発振余裕度、及びその確認方法はこちらを参照下さい。

発振余裕度は当該振動子のR1規格を基準として5倍以上確保することをお奨めします。発振回路部品により発振余裕度をより大きくする方法を以下に紹介します。


  1. 外部負荷容量の値を小さくする
    外部負荷容量を小さくすることでインバータ入出力のインピーダンスが高まることから、発振回路の負性抵抗が高くなり、結果発振余裕度を改善することができます。ただし、外部負荷容量を小さくすることで発振周波数は高くなります。外部負荷容量変更後は、発振周波数がご所望の周波数範囲内に収まっていることを確認して下さい。

  2. 制限抵抗の値を小さくする
    インバータで増幅された振幅は制限抵抗によって減衰されていますので、この値を小さくすることで振幅の減衰が軽減し、発振回路の負性抵抗が高くなるため、発振余裕度を改善することができます。ただし、振幅の減衰が軽減されているため、ドライブレベルは高くなります。ご使用される振動子の仕様書を確認し、ドライブレベルが使用の範囲を越えていないことを確認して下さい。

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