振蕩模塊、電子設備以及移動體的製作方法
2023-05-03 07:29:21 2
本發明涉及一種振蕩模塊、電子設備以及移動體。
背景技術:
在專利文獻1中公開了一種如下的振蕩器,所述振蕩器通過將安裝於同一封裝件內的彈性表面波晶片和集成電路晶片的各個形狀、配置、晶片間的配線設為最佳,從而能夠解決因來自外部的電磁感應、接合引線的寄生電感等而使振蕩動作不穩定的課題、以及因多個振蕩器間的相互幹擾而導致的交互調變、引入振蕩的課題。
但是,在專利文獻1所記載的振蕩器中,通過將彈性表面波晶片安裝於封裝件上所需的粘合劑因熱而收縮,從而向彈性表面波晶片上施加應力而使形成於彈性表面波晶片上的idt(interdigitaltransducer,叉指換能器)的間距發生微妙變化。其結果為,存在因彈性表面波晶片的諧振頻率發生變動而使振蕩信號劣化的問題。
專利文獻1:日本特開平2-290308號公報
技術實現要素:
本發明是鑑於如上的問題點而完成的發明,根據本發明的幾個方式,能夠提供一種可使由施加於saw(surfaceacousticwave,聲表面波)濾波器上的應力而造成的振蕩信號的劣化降低的振蕩模塊。此外,根據本發明的幾個方式,能夠提供一種使用了該振蕩模塊的電子設備以及移動體。
本發明是為了解決前述的問題的至少一部分而完成的發明,並能夠作為以下的方式或應用例來實現。
應用例1
本應用例所涉及的振蕩模塊包括:saw濾波器;封裝件,其對所述saw濾波器進行收納,所述saw濾波器的一個端部被粘固在所述封裝件上。
根據本應用例所涉及的振蕩模塊,由於並非將saw濾波器的整個表面粘固而是將一端部粘固於封裝件上,因此被粘固的部分的面積較小並且因應力而容易發生變形的部分較少。因此,根據本應用例所涉及的振蕩模塊,能夠降低由施加於saw濾波器上的應力而導致的振蕩信號的劣化。
應用例2
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下方式,即,所述saw濾波器具有第一叉指換能器、第二叉指換能器、與所述第一叉指換能器連接的第一輸入埠、與所述第一叉指換能器連接的第二輸入埠、與所述第二叉指換能器連接的第一輸出埠、與所述第二叉指換能器連接的第二輸出埠,所述第二輸入埠所述第一輸出埠以及所述第二輸出埠被設置於所述端部處,所述第一叉指換能器以及所述第二叉指換能器未被設置於所述端部處。
根據本應用例所涉及的振蕩模塊,即使在saw濾波器的被粘固的端部因應力而發生變形的情況下,未被設置於該端部上的第一叉指換能器以及第二叉指換能器也不易發生變形,從而能夠更加降低由應力而導致的振蕩信號的劣化。
此外,根據本應用例,由於在saw濾波器的被粘固的端部處設置有特性不會因變形而發生變化的第一輸入埠、第二輸入埠、第一輸出埠以及第二輸出埠,因此避免了saw濾波器不必要地變大的情況,從而能夠實現振蕩模塊的小型化。
應用例3
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,在俯視觀察時,所述第一輸入埠、所述第二輸入埠、所述第一輸出埠以及所述第二輸出埠沿著所述saw濾波器的第一邊而排列。
根據本應用例,例如,由於將分別與第一輸入埠、第二輸入埠、第一輸出埠以及第二輸出埠連接的四個配線全部設置於saw濾波器的外部的第一邊側,因此能夠有效利用封裝件內的空間,從而能夠實現振蕩模塊的小型化。
應用例4
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,在俯視觀察時,所述第一輸入埠和所述第二輸入埠以距所述第一邊等距離的方式被配置,且所述第一輸出埠和所述第二輸出埠以距所述第一邊等距離的方式被配置。
根據本應用例所涉及的振蕩模塊,例如,在saw濾波器的外部,易於使與第一輸入埠連接的配線的長度和與第二輸入埠連接的配線的長度一致,且易於使與第一輸出埠連接的配線的長度和與第二輸出埠連接的配線的長度一致。
應用例5
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,在俯視觀察時,所述第一輸入埠、所述第二輸入埠、所述第一輸出埠以及所述第二輸出埠以距所述第一邊等距離的方式被配置。
根據本應用例所涉及的振蕩模塊,例如,在saw濾波器的外部,易於使與第一輸入埠連接的配線的長度和與第二輸入埠連接的配線的長度一致,且易於使與第一輸出埠連接的配線的長度和與第二輸出埠連接的配線的長度一致。而且,例如,若分別與第一輸入埠、第二輸入埠、第一輸出埠以及第二輸出埠連接的四個配線為接合引線,則易於使其高度一致。因此,根據本應用例,能夠有效地利用封裝件內部的高度方向的空間,從而能夠實現振蕩模塊的小型化。
應用例6
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,在俯視觀察時,在沿著所述第一邊的方向上依次排列有所述第一輸入埠、所述第一輸出埠、所述第二輸出埠、所述第二輸入埠,或者,依次排列有所述第一輸出埠、所述第一輸入埠、所述第二輸入埠、所述第二輸出埠。
根據本應用例所涉及的振蕩模塊,在將第一叉指換能器和第二叉指換能器排列在第一邊的方向上的情況下,能夠使連接第一輸入埠與第一叉指換能器的一個電極的第一配線、連接第二輸入埠與第一叉指換能器的另一個電極的第二配線、連接第一輸出埠與第二叉指換能器的一個電極的第三配線、以及、連接第二輸出埠與第二叉指換能器的另一個電極的第四配線以互不交叉的方式設置,從而能夠縮短這些配線的長度。
應用例7
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,在俯視觀察時所述saw濾波器為矩形形狀,所述第一邊為長邊。
根據本應用例,例如,由於能夠有效地利用封裝件的內部的saw濾波器的長邊側的空間並減小短邊側的空間,因此能夠實現振蕩模塊的小型化。
應用例8
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,在俯視觀察時所述saw濾波器為矩形形狀,所述第一邊為短邊。
根據本應用例,例如,由於有效地利用封裝件的內部的saw濾波器的短邊側的空間並減小長邊側的空間,因此能夠實現振蕩模塊的小型化。
應用例9
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,連接所述第一叉指換能器與所述第一輸入埠的第一配線的長度同連接所述第一叉指換能器與所述第二輸入埠的第二配線的長度大致相等。
根據本應用例所涉及的振蕩模塊,能夠減小從由第一輸入埠和第二輸入埠被輸入至第一叉指換能器的一對信號的相位差的偏移。
應用例10
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,連接所述第二叉指換能器與所述第一輸出埠的第三配線的長度同連接所述第二叉指換能器與所述第二輸出埠的第四配線的長度大致相等。
根據本應用例所涉及的振蕩模塊,能夠減小從第二叉指換能器經由第一輸出埠和第二輸出埠而被輸出的一對信號的相位差的偏移。
應用例11
上述應用例所涉及的振蕩模塊還包括集成電路,所述集成電路與所述saw濾波器連接,在俯視觀察時,所述saw濾波器的至少一部分與所述集成電路重疊。
根據本應用例,由於通過在saw濾波器的下部或上部的空間配置集成電路,從而有效地利用封裝件內部的空間,因此能夠實現振蕩模塊的小型化。
應用例12
在上述應用例所涉及的振蕩模塊中,也可以採用如下的方式,即,在俯視觀察時,所述saw濾波器的所述端部與所述集成電路不重疊。
根據本應用例,由於通過在未被粘固於封裝件上的saw濾波器的下部或上部的空間內配置集成電路,從而能夠有效利用封裝件內部的空間,因此能夠實現振蕩模塊的小型化。
應用例13
本應用例所涉及的電子設備具備上述的任一方式的振蕩模塊。
應用例14
本應用例所涉及的移動體具備上述的任一方式的振蕩模塊。
根據這些應用例,由於具備能夠降低由施加於saw濾波器的應力而導致的振蕩信號的劣化的振蕩模塊,因此例如也能夠實現可靠性較高的電子設備以及移動體。
附圖說明
圖1為本實施方式的振蕩模塊1的立體圖。
圖2為在圖1的a-a』處將振蕩模塊1剖切後的剖視圖。
圖3為在圖1的b-b』處將剖切振蕩模塊1剖切後的剖視圖。
圖4為saw濾波器2以及集成電路3的俯視圖。
圖5為本實施方式的振蕩模塊1的效果的說明圖。
圖6為表示本實施方式的振蕩模塊1的功能結構的一個示例的框圖。
圖7為表示差動放大器20的電路結構的一個示例的圖。
圖8為表示saw濾波器2的輸入輸出波形的一個示例的圖。
圖9為表示差動放大器40的電路結構的一個示例的圖。
圖10為表示倍增電路60的電路結構的一個示例的圖。
圖11為表示高通濾波器70的電路結構的一個示例的圖。
圖12為表示高通濾波器70的頻率特性的一個示例的圖。
圖13為表示輸出電路80的電路結構的一個示例的圖。
圖14為表示集成電路3的布局配置的一個示例的圖。
圖15為集成電路3的布局配置的一部的放大圖。
圖16為改變例的saw濾波器2的俯視圖。
圖17為其他的改變例的saw濾波器2的俯視圖。
圖18為其他的改變例的saw濾波器2的俯視圖。
圖19為表示本實施方式的電子設備300的結構的一個示例的功能框圖。
圖20為表示本實施方式的移動體400的一個示例的圖。
具體實施方式
以下,利用附圖對本發明的優選的實施方式進行詳細的說明。另外,以下所說明的實施方式並非是對權利要求書所記載的本發明的內容進行不當限定的方式。此外,以下所說明的全部結構也不一定是本發明的必要結構要件。
1.振蕩模塊
1-1.振蕩模塊的結構
圖1為表示本實施方式的振蕩模塊1的結構的一個示例的圖,且為振蕩模塊1的立體圖。此外,圖2為在圖1的a-a』處將振蕩模塊1剖切後的剖視圖,圖3為在圖1的b-b』處將振蕩模塊1剖切後的剖視圖。另外,雖然在圖1~圖3中圖示了無蓋體(蓋)狀態的振蕩模塊1,但實際上振蕩模塊1以封裝件4的開口由未圖示的蓋體(蓋)覆蓋的方式被構成。
如圖1所示,本實施方式的振蕩模塊1為saw(surfaceacousticwave,聲表面波)振蕩器,並被構成為包括saw濾波器(表面彈性波濾波器)2、集成電路(ic:integratedcircuit)3以及封裝件4。
封裝件4例如為陶瓷封裝件等的層壓封裝件,並將saw濾波器2和集成電路3收納於同一空間內。具體而言,通過在封裝件4的上部設置有開口部並由未圖示的蓋體(蓋)來覆蓋該開口部,從而形成收納室,並在該收納室內收納有saw濾波器2以及集成電路3。
如圖2所示,集成電路3的下表面被粘合固定於封裝件4的第一層4a的上表面上。而且,被設置於集成電路3的上表面上的各個電極(襯墊)3b與被設置於封裝件4的第二層4b的上表面上的各個電極6b分別通過導線5b而被接合。
saw濾波器2的一端部被粘固於封裝件4上。更具體而言,saw濾波器2的長度方向的一端部(第一端部)2a的下表面通過粘合劑7而被粘合固定於封裝件4的第三層4c的上表面上。此外,saw濾波器2的長度方向的另一端部(第二端部)2b未被固定,且在第二端部2b與封裝件4的內表面之間設置有間隙。即,saw濾波器2以懸臂的方式被固定於封裝件4上。
如圖1所示,在saw濾波器2的上表面上且在第一端部2a處設置有作為第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2而發揮功能的四個電極。而且,如圖1以及圖3所示,saw濾波器2的第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2和被設置於封裝件4的第三層4c的上表面上的四個電極6a分別通過導線5a而被接合。
在封裝件4的內部設置有用於分別對四個電極6a和預定的四個電極6b進行電連接的未圖示的配線。即,saw濾波器2的第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2經由導線5a、導線5b以及封裝件4的內部配線,而分別與集成電路3的互不相同的四個電極(襯墊)3b連接。
此外,在封裝件4的表面(外表面)上設置有作為電源端子、接地端子或輸出端子而發揮功能的未圖示的多個外部電極,且在封裝件4的內部還設置有用於分別對該多個外部電極的各個外部電極與預定的多個電極6b的各個電極進行電連接的未圖示的配線。
圖4為在從圖1的振蕩模塊1的上表面對其進行俯視觀察時的saw濾波器2以及集成電路3的俯視圖。
如圖4所示,saw濾波器2具有被設置於壓電基板200的表面上的第一idt(interdigitaltransducer,叉指換能器)201、第二idt202、第一反射器203、第二反射器204。
壓電基板200例如能夠使用水晶、鈮酸鋰(linbo3)、鉭酸鋰(litao3)、四硼酸鋰(li2b4o7,lbo)等的單晶材料、氧化鋅(zno)、氮化鋁(aln)等的壓電性薄膜、壓電性陶瓷材料等來進行製造。
第一idt201和第二idt202位於第一反射器203與第二反射器204之間,並且各自的具有以固定間隔而被設置的多個電極指(electrodefinger)的梳齒狀的兩個電極以相互間插的方式而對置配置。而且,如圖2所示,第一idt201的電極指間距以及第二idt202的電極指間距均為固定值d1。
此外,saw濾波器2具有被設置於壓電基板200的表面上的與第一idt201連接的第一輸入埠ip1、與第一idt201連接的第二輸入埠ip2、與第二idt202連接的第一輸出埠op1、與第二idt202連接的第二輸出埠op2。
具體而言,在壓電基板200的表面上設置有第一配線205和第二配線206,第一輸入埠ip1通過第一配線205而與第一idt201的一個電極(在圖4中為上側的電極)連接,第二輸入埠ip2通過第二配線206而與第一idt201的另一個電極(在圖4中為下側的電極)連接。此外,在壓電基板200的表面上設置有第三配線207和第四配線208,第一輸出埠op1通過第三配線207而與第二idt202的一個電極(在圖4中為上側的電極)連接,第二輸出埠op2通過第四配線208而與第二idt202的另一個電極(在圖4中為下側的電極)連接。
在以此方式而被構成的saw濾波器2中,當從第一輸入埠ip1以及第二輸入埠ip2輸入具有f=v/(2d1)(v為表面彈性波在壓電基板200的表面上傳送的速度)附近的頻率的電信號時,通過第一idt201而激勵起1波長等於2d1的表面彈性波。而且,通過第一idt201而被激勵起的表面彈性波在第一反射器203與第二反射器204之間被反射而成為的駐波。該駐波在第二idt202中被轉換為電信號,並從第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2被輸出。即,saw濾波器2作為將中心頻率設為f=v/(2d1)的狹帶的帶通濾波器而發揮功能。
在本實施方式中,如圖4所示,在俯視觀察時,saw濾波器2的至少一部分與集成電路3重疊。此外,在俯視觀察時,saw濾波器2的第一端部2a(在圖4中為劃斜線的部分)未與集成電路3重疊。如此,在本實施方式中,通過以將saw濾波器2的第一端部2a固定於封裝件4上的方式而將saw濾波器2設為懸臂,並在被形成於saw濾波器2的下方處的空間中配置集成電路3,從而實現了振蕩模塊1的小型化。
此外,根據本實施方式的振蕩模塊1,由於並非saw濾波器2的整個表面被粘固,而是作為其一部分的第一端部2a被粘固於封裝件4上,因此被粘固的部分的面積較小,且通過從封裝件4施加的應力而易於發生變形的部分較少。因此,根據本實施方式的振蕩模塊1,能夠減少由施加於saw濾波器2的應力而導致的振蕩信號的劣化。
此外,由於saw濾波器2的第一端部2a中的壓電基板200的背面通過粘合劑7而被固定於封裝件4上,因此即使是粘合劑7的收縮也容易使第一端部2a發生變形。因此,在本實施方式中,如圖4所示,第一idt201、第二idt202、第一反射器203以及第二反射器204未被設置於第一端部2a中的壓電基板200的表面。由此,大大緩和了第一idt201以及第二idt202的變形。因此,根據本實施方式,由於能夠縮小通過起因於由粘合劑7的收縮所產生的應力的第一idt201或第二idt202的變形而產生的電極指間距d1相對於目標值的誤差,因此能夠實現較高的頻率精度的振蕩模塊1。
此外,在本實施方式中,通過將saw濾波器2設為懸臂,從而會不向作為自由端的第二端部2b上施加因與封裝件4之間的接觸而產生的應力。因此,根據本實施方式,由於不會產生起因於因與封裝件4之間的接觸而產生的應力的第一idt201或第二idt202的變形,因此能夠實現較高的頻率精度的振蕩模塊1。
此外,在本實施方式中,特性不會因變形而發生變化的第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2被設置於saw濾波器2的第一端部2a中的壓電基板200的表面上。由此,能夠避免saw濾波器2不必要地變大,從而能夠實現振蕩模塊1的小型化。
此外,在本實施方式中,如圖4所示,saw濾波器2為具有長邊2x和短邊2y的矩形形狀,在俯視觀察時,第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2沿著saw濾波器2的長邊2x(第一邊的一個示例)而排列。因此,根據本實施方式,如圖1所示,由於能夠將分別與第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2連接的四個導線5a全部設置於saw濾波器2的外部的長邊2x側上,因此能夠有效地利用封裝件4的內部的saw濾波器2的長邊側的空間,並且由於能夠縮小短邊側的空間,因此能夠實現振蕩模塊1的小型化。
此外,在本實施方式中,如圖4所示,在俯視觀察時,第一輸入埠ip1和第二輸入埠ip2以距長邊2x等距離的方式被配置,並且第一輸出埠op1和第二輸出埠op2以距長邊2x等距離的方式被配置。因此,根據本實施方式,易於使與第一輸入埠ip1連接的配線(導線5a以及基板配線)的長度和與第二輸入埠ip2連接的配線的長度一致,並且易於使與第一輸出埠op1連接的配線的長度和與第二輸出埠op2連接的配線的長度一致,從而能夠縮小從輸入或輸出至saw濾波器2的差動信號的相位差180°的偏移。
而且,在本實施方式中,如圖4所示,在俯視觀察時,第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2以距長邊2x等距離的方式被配置。因此,易於使分別與第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2連接的四個導線5a的高度一致。尤其,在本實施方式中,由於第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2沿著長邊2x而被設置於靠近長邊2x的位置處,因此如圖5的左側的剖視圖(圖示了圖3的一部分的剖視圖)所示,能夠縮小從saw濾波器2的上表面至導線5a的最高部為止的高度h1。在圖5的右側圖示了假設將第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2設置於距長邊2x較遠的位置處的情況的剖視圖,並且從saw濾波器2的上表面至導線5a的最高部為止的高度h2大於h1。如此,根據本實施方式,能夠降低導線5a,因此能夠縮小封裝件4在高度方向上的尺寸,從而能夠實現振蕩模塊1的小型化。
此外,在本實施方式中,如圖4所示,在俯視觀察時,第一輸入埠ip1、第一輸出埠op1、第二輸出埠op2、第二輸入埠ip2依次排列在沿著長邊2x的方向上。由此,在使第一idt201和第二idt202排列於沿著長邊2x的方向上的情況下,易於將第一配線205、第二配線206、第三配線207以及第四配線208設置為互不交叉,並能夠縮短這些配線的長度。
另外,saw濾波器2並不限定於圖4的結構,例如,也可以為不具有反射器而使saw在輸入用的idt與輸出用的idt之間傳送的橫向型saw濾波器。
1-2.振蕩模塊的功能結構
圖6為表示本實施方式的振蕩模塊1的功能結構的一個示例的框圖。如圖6所示,本實施方式的振蕩模塊1被構成為包括saw濾波器2、相移電路10、差動放大器20(第一差動放大器)、電容器32、電容器34、差動放大器40(第二差動放大器)、電容器52、電容器54、倍增電路60、高通濾波器70(濾波器電路)、輸出電路80。另外,本實施方式的振蕩模塊1也可以適當設為省略或變更這些要素的一部分或者追加了其他要素後的結構。
相移電路10、差動放大器20、電容器32、電容器34、差動放大器40、電容器52、電容器54、倍增電路60、高通濾波器70以及輸出電路80被包含在集成電路3中。即,上述各個電路為集成電路3的一部分。
saw濾波器2的第一輸出埠op1與集成電路3的輸入端子t1連接。此外,saw濾波器2的第二輸出埠op2與集成電路3的輸入端子t2連接。此外,saw濾波器2的第一輸入埠ip1與集成電路3的輸出端子t3連接。此外,saw濾波器2的第二輸入埠ip2與集成電路3的輸出端子t4連接。
集成電路3的電源端子t7與作為振蕩模塊1的外部端子(被設置於封裝件4的表面上的外部電極)的vdd端子連接,並且在電源端子t7上經由vdd端子而被供給有所需的電源電位。此外,集成電路3的接地端子t8與作為振蕩模塊1的外部端子的vss端子連接,並且在接地端子t8上經由vss端子而被供給有接地電位(0v)。而且,相移電路10、差動放大器20、電容器32、電容器34、差動放大器40、電容器52、電容器54、倍增電路60、高通濾波器70以及輸出電路80將電源端子t7與接地端子t8之間的電位差作為電源電壓而進行動作。另外,差動放大器20、差動放大器40、倍增電路60、高通濾波器70以及輸出電路80的各個電源端子以及各個接地端子分別與電源端子t7以及接地端子t8連接,但在圖6中省略了圖示。
相移電路10以及差動放大器20被設置於從saw濾波器2的第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2起至第一輸入埠ip1以及第二輸入埠ip2的反饋路徑上。
相移電路10具有線圈11(第一線圈)、線圈12(第二線圈)、可變電容元件13。線圈11的電感與線圈12的電感可以相同(容許因製造偏差而造成的差別)或者等同。
線圈11的一端與集成電路3的輸入端子t1連接,線圈11的另一端與可變電容元件13的一端以及差動放大器20的非反轉輸入端子連接。此外,線圈12的一端與集成電路3的輸入端子t2連接,線圈12的另一端與可變電容元件13的另一端以及差動放大器20的反轉輸入端子連接。
可變電容元件13例如既可以為電容值根據被施加的電壓而發生變化的變容二極體(varactor)(也稱為可變二極體(varicap)或可變電容二極體),也可以為包括多個電容器和用於對多個電容器的至少一部分進行選擇的多個開關,並通過根據選擇信號而使多個開關進行開閉從而使電容值根據所選擇的電容器而切換電容值的電路。
差動放大器20對被輸入至非反轉輸入端子和反轉輸入端子中的一對信號的電位差進行放大並從非反轉輸出端子和反轉輸出端子進行輸出。差動放大器20的非反轉輸出端子與集成電路3的輸出端子t3以及電容器32的一端連接。此外,差動放大器20的反轉輸出端子與集成電路3的輸出端子t4以及電容器34的一端連接。
圖7為表示差動放大器20的電路結構的一個示例的圖。在圖7的示例中,差動放大器20被構成為包括電阻21、電阻22、nmos(negative-channelmetaloxidesemiconductor,n型金屬氧化物半導體)電晶體23、nmos電晶體24、恆定電流源25、nmos電晶體26、nmos電晶體27、電阻28以及電阻29。在圖7中,例如,輸入端子ip20為非反轉輸入端子,輸入端子in20為反轉輸入端子。此外,輸出端子op20為非反轉輸出端子,輸出端子on20為反轉輸出端子。
在nmos電晶體23中,柵極端子與輸入端子ip20連接,源極端子與恆定電流源25的一端連接,漏極端子經由電阻21而與電源端子t7(參照圖6)連接。
在nmos電晶體24中,柵極端子與輸入端子in20連接,源極端子與恆定電流源25的一端連接,漏極端子經由電阻22而與電源端子t7(參照圖6)連接。
恆定電流源25的另一端與接地端子t8(參照圖6)連接。
在nmos電晶體26中,柵極端子與nmos電晶體23的漏極端子連接,源極端子經由電阻28而與接地端子t8(參照圖6)連接,漏極端子與電源端子t7(參照圖6)連接。
在nmos電晶體27中,柵極端子與nmos電晶體24的漏極端子連接,源極端子經由電阻29而與接地端子t8(參照圖6)連接,漏極端子與電源端子t7(參照圖6)連接。
此外,nmos電晶體26的源極端子與輸出端子op20連接,nmos電晶體27的源極端子與輸出端子on20連接。
以此方式而被構成的差動放大器20對被輸入至輸入端子ip20和輸入端子in20中的一對信號進行非反轉放大並從輸出端子op20和輸出端子on20中進行輸出。
返回至圖6,在本實施方式中,以通過saw濾波器2、相移電路10以及差動放大器20而使一對信號從saw濾波器2的第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2起至第一輸入埠ip1以及第二輸入埠ip2的信號路徑上進行傳送的方式構成正反饋的閉環,並且該一對信號成為振蕩信號。即,通過saw濾波器2、相移電路10以及差動放大器20構成振蕩電路100。另外,振蕩電路100也可以適當設為省略或變更這些要素的一部分或者增加其他要素的結構。
在圖8的上段由實線表示從saw濾波器2的第一輸出埠op1被輸出的信號(頻率fo)的波形,由虛線表示從saw濾波器2的第二輸出埠op2被輸出的信號(頻率fo)的波形。此外,在圖8的下段由實線表示被輸入至saw濾波器2的第一輸入埠ip1中的信號(頻率fo)的波形,由虛線表示被輸入至saw濾波器2的第二輸入埠ip2中的信號(頻率fo)的波形。
如圖8所示,從saw濾波器2的第一輸出埠op1向第一輸入埠ip1傳送的信號(實線)、與從saw濾波器2的第二輸出埠op2向第二輸入埠ip2傳送的信號(虛線)互為反相。在此,「互為反相」是指,不僅包括相位差準確地為180°的情況,還包括例如起因於從saw濾波器2的第一輸出埠op1起至第一輸入埠ip1的反饋路徑的配線與從saw濾波器2的第二輸出埠op2起至第二輸入埠ip2的反饋路徑的配線之間的、長度、電阻以及電容的差或製造誤差而產生的差動放大器20所具有的元件的特性的差等的量上與相位差180°不同的情況。
如此,本實施方式的振蕩電路100以通過由差動放大器20來放大從saw濾波器2的第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2被輸出的差動信號(互為反相的一對信號)並向saw濾波器2的第一輸入埠ip1以及第二輸入埠ip2反饋從而構成閉環的反饋路徑的方式進行振蕩。即,振蕩電路100通過差動而進行動作,並通過與第一idt201以及第二idt202的電極指間距d1對應的頻率fo而進行振蕩。
而且,由於經由電源線而與在從saw濾波器2的第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2起至第一輸入埠ip1以及第二輸入埠ip2的反饋路徑上進行傳送的差動信號疊加的電源噪聲為共態噪聲,因此能夠通過差動放大器20而大大降低。因此,根據振蕩電路100,能夠降低因電源噪聲的影響而造成的振蕩信號的劣化,並提高振蕩信號的頻率精度或s/n。
此外,本實施方式的振蕩電路100通過使相移電路10的可變電容元件13的電容值發生變化,從而能夠在saw濾波器2的通帶內通過與線圈11的電感以及線圈12的電感對應的可變幅度使振蕩信號的頻率fo發生變化。線圈11的電感以及線圈12的電感越大,頻率fo的可變幅度越大。
此外,本實施方式的振蕩電路100使互為反相的電流流過線圈11和線圈12。因此,由於線圈11所產生的磁場的方向和線圈12所產生的磁場的方向相反且彼此削弱,因此能夠降低因磁場的影響而造成的振蕩信號的劣化。
而且,saw諧振子相對於電抗的頻率特性變化劇烈,與此相對,saw濾波器2相對於電抗的頻率特性為直線(較平穩),因此與使用了saw諧振子的振蕩電路相比,本實施方式的振蕩電路100具有容易實現頻率fo的可變範圍的控制的優點。
返回至圖6,振蕩模塊1在與振蕩電路100靠後段的位置處設置有電容器32、電容器34、差動放大器40、電容器52、電容器54、倍增電路60、高通濾波器70以及輸出電路80。
電容器32的一端與差動放大器20的非反轉輸出端子(圖7的輸出端子op20)連接,另一端與差動放大器40的非反轉輸入端子連接。此外,電容器34的一端與差動放大器20的反轉輸出端子(圖7的輸出端子on20)連接,另一端與差動放大器40的反轉輸入端子連接。該電容器32以及電容器34作為dc切割用的電容器而發揮功能,並去除從差動放大器20的非反轉輸出端子(圖7的輸出端子op20)以及反轉輸出端子(圖7的輸出端子on20)被輸出的各個信號的dc成分。
差動放大器40被設置於從振蕩電路100起至倍增電路60的信號路徑上。差動放大器40將對被輸入至非反轉輸入端子和反轉輸入端子的差動信號進行放大後的差動信號從非反轉輸出端子和反轉輸出端子進行輸出。
圖9為表示差動放大器40的電路結構的一個示例的圖。在圖9的示例中,差動放大器40被構成為包含電阻41、電阻42、nmos電晶體43、nmos電晶體44以及恆定電流源45。在圖9中,例如,輸入端子ip40為非反轉輸入端子,輸入端子in40為反轉輸入端子。此外,輸出端子op40為非反轉輸出端子,輸出端子on40為反轉輸出端子。
在nmos電晶體43中,柵極端子與輸入端子ip40連接,源極端子與恆定電流源45的一端連接,漏極端子經由電阻41而與電源端子t7(參照圖6)連接。
在nmos電晶體44中,柵極端子與輸入端子in40連接,源極端子與恆定電流源45的一端連接,漏極端子經由電阻42而與電源端子t7(參照圖6)連接。
恆定電流源45的另一端與接地端子t8(參照圖6)連接。
此外,nmos電晶體43的漏極端子與輸出端子op40連接,nmos電晶體44的漏極端子與輸出端子on40連接。
以此方式而被構成的差動放大器40將被輸入至輸入端子ip40和輸入端子in40的差動信號進行反轉放大,並將放大後的差動信號從輸出端子op40和輸出端子on40進行輸出。
返回至圖6,電容器52的一端與差動放大器40的非反轉輸出端子(圖9的輸出端子op40)連接,另一端與倍增電路60的非反轉輸入端子連接。此外,電容器54的一端與差動放大器40的反轉輸出端子(圖9的輸出端子on40)連接,另一端與倍增電路60的反轉輸入端子連接。該電容器52以及電容器54作為dc切割用的電容器而發揮功能,並去除從差動放大器40的非反轉輸出端子(圖9的輸出端子op40)以及反轉輸出端子(圖9的輸出端子on40)被輸出的各個信號的dc成分。
倍增電路60通過差動而進行動作,並將對被輸入至非反轉輸入端子和反轉輸入端子中的差動信號的頻率fo進行倍增後的差動信號從非反轉輸出端子和反轉輸出端子進行輸出。
圖10為表示倍增電路60的電路結構的一個示例的圖。在圖10的示例中,倍增電路60被構成為包括電阻61、電阻62、nmos電晶體63、nmos電晶體64、nmos電晶體65、nmos電晶體66、nmos電晶體67、nmos電晶體68以及恆定電流源69。在圖10中,例如,輸入端子ip60為非反轉輸入端子,輸入端子in60為反轉輸入端子。此外,輸出端子op60為非反轉輸出端子,輸出端子on60為反轉輸出端子。
在nmos電晶體63中,柵極端子與輸入端子ip60連接,源極端子與nmos電晶體65的漏極端子連接,漏極端子經由電阻61而與電源端子t7(參照圖6)連接。
在nmos電晶體64中,柵極端子與輸入端子in60連接,源極端子與nmos電晶體65的漏極端子連接,漏極端子經由電阻62而與電源端子t7(參照圖6)連接。
在nmos電晶體65中,柵極端子與輸入端子ip60連接,源極端子與恆定電流源69的一端連接,漏極端子與nmos電晶體63的源極端子以及nmos電晶體64的源極端子連接。
在nmos電晶體66中,柵極端子與輸入端子in60連接,源極端子與nmos電晶體68的漏極端子連接,漏極端子經由電阻61而與電源端子t7(參照圖6)連接。
在nmos電晶體67中,柵極端子與輸入端子ip60連接,源極端子與nmos電晶體68的漏極端子連接,漏極端子經由電阻62而與電源端子t7(參照圖6)連接。
在nmos電晶體68中,柵極端子與輸入端子in60連接,源極端子與恆定電流源69的一端連接,漏極端子與nmos電晶體66的源極端子以及nmos電晶體67的源極端子連接。
恆定電流源69的另一端與接地端子t8(參照圖6)連接。
此外,nmos電晶體63的漏極端子以及nmos電晶體66的漏極端子與輸出端子op60連接,nmos電晶體64的漏極端子以及nmos電晶體67的漏極端子與輸出端子on60連接。
以此方式而被構成的倍增電路60生成被輸入至輸入端子ip60和輸入端子in60的差動信號的頻率fo的2倍的頻率2fo的差動信號,並將該差動信號從輸出端子op60和輸出端子on60進行輸出。尤其,倍增電路60為平衡調製電路,原理上為被輸入至輸入端子ip60和輸入端子in60中的差動信號(fo的信號)未從輸出端子op60和輸出端子on60被輸出的結構。根據該倍增電路60,即使考慮到各個nmos電晶體或各個電阻的製造偏差,也能夠減小從輸出端子op60和輸出端子on60被輸出的fo的信號成分,並獲得純度較高的(頻率精度較高的)2fo的差動信號,且電路面積也較小。
返回至圖6,倍增電路60的非反轉輸出端子(圖10的輸出端子op60)與高通濾波器70的非反轉輸入端子連接。此外,倍增電路60的反轉輸出端子(圖10的輸出端子on60)與高通濾波器70的反轉輸入端子連接。
高通濾波器70被設置於從倍增電路60起至輸出電路80的信號路徑上。高通濾波器70通過差動而進行動作,並將從被輸入至非反轉輸入端子和反轉輸入端子的差動信號衰減了低頻成分的差動信號從非反轉輸出端子和反轉輸出端子進行輸出。
圖11為表示高通濾波器70的電路結構的一個示例的圖。在圖11的示例中,高通濾波器70被構成為包括電阻71、電容器72、電容器73、線圈74(第三線圈)、電容器75、電容器76以及電阻77。在圖11中,例如,輸入端子ip70為非反轉輸入端子,輸入端子in70為反轉輸入端子。此外,輸出端子op70為非反轉輸出端子,輸出端子on70為反轉輸出端子。
電阻71的一端與輸入端子ip70以及電容器72的一端連接,另一端與輸入端子in70以及電容器73的一端連接。
電容器72的一端與輸入端子ip70以及電阻71的一端連接,另一端與線圈74的一端以及電容器75的一端連接。
電容器73的一端與輸入端子in70以及電阻71的另一端連接,另一端與線圈74的另一端以及電容器76的一端連接。
線圈74的一端與電容器72的另一端以及電容器75的一端連接,另一端與電容器73的另一端以及電容器76的一端連接。
電容器75的一端與電容器72的另一端以及線圈74的一端連接,另一端與電阻77的一端連接。
電容器76的一端與電容器73的另一端以及線圈74的另一端連接,另一端與電阻77的另一端連接。
電阻77的一端與電容器75的另一端連接,另一端與電容器76的另一端連接。
此外,電容器75的另一端以及電阻77的一端與輸出端子op70連接,電容器76的另一端以及電阻77的另一端與輸出端子on70連接。
以此方式而被構成的高通濾波器70生成從被輸入至輸入端子ip70和輸入端子in70中的差動信號中衰減了低頻成分後的差動信號,並將該差動信號從輸出端子op70和輸出端子on70進行輸出。
圖12為表示高通濾波器70的頻率特性的一個示例的圖。在圖12中也由虛線圖示了作為高通濾波器70的輸入信號的倍增電路60的輸出信號的頻率光譜。在圖12中,橫軸為頻率,縱軸為增益(在高通濾波器70的頻率特性的情況下)或功率(在倍增電路60的輸出信號的頻率光譜的情況下)。如圖12所示,以高通濾波器70的截止頻率fc成為fo與2fo之間的方式設定各個電阻的電阻值、各個電容器的電容值以及線圈74的電感值。如前文所述,倍增電路60輸出fo的信號成分較小且純度較高的(頻率精度較高的)2fo的差動信號,但如圖12所示,由於通過高通濾波器70而使與其截止頻率fc相比較低的fo的信號成分衰減,因此還能夠獲得純度較高的(頻率精度較高的)2fo的差動信號。
返回至圖6,高通濾波器70的非反轉輸出端子(圖11的輸出端子op70)與輸出電路80的非反轉輸入端子連接。此外,高通濾波器70的反轉輸出端子(圖11的輸出端子on70)與輸出電路80的反轉輸入端子連接。
輸出電路80被設置於倍增電路60以及高通濾波器70的後段。輸出電路80通過差動而進行動作,並生成將被輸入至非反轉輸入端子和反轉輸入端子中的差動信號轉換為所需的電壓電平(或者電流電平)的信號的差動信號,並將該差動信號從非反轉輸出端子和反轉輸出端子進行輸出。輸出電路80的非反轉輸出端子與集成電路3的輸出端子t5連接,輸出電路80的反轉輸出端子與集成電路3的輸出端子t6連接。集成電路3的輸出端子t5與作為振蕩模塊1的外部端子的cp端子連接,集成電路3的輸出端子t6與作為振蕩模塊1的外部端子的cn端子連接。而且,輸出電路80所轉換的差動信號(振蕩信號)經由集成電路3的輸出端子t5以及輸出端子t6而從振蕩模塊1的cp端子以及cn端子向外部被輸出。
圖13為表示輸出電路80的電路結構的一個示例的圖。在圖13的示例中,輸出電路80被構成為包括差動放大器81、npn電晶體82以及npn電晶體83。在圖13中,例如,輸入端子ip80為非反轉輸入端子,輸入端子in80為反轉輸入端子。此外,輸出端子op80為非反轉輸出端子,輸出端子on80為反轉輸出端子。
在差動放大器81中,非反轉輸入端子與輸入端子ip80連接,反轉輸入端子與輸入端子in80連接,非反轉輸出端子與npn電晶體82的基座端子連接,反轉輸出端子與npn電晶體83的基座端子連接,差動放大器81通過從電源端子t7(參照圖6)和接地端子t8被供給的電源電壓vdd而進行動作。
在npn電晶體82中,基座端子與差動放大器81的非反轉輸出端子連接,集電端子與電源端子t7(參照圖6)連接,發射端子與輸出端子op80連接。
在npn電晶體83中,基座端子與差動放大器81的反轉輸出端子連接,集電端子與電源端子t7(參照圖6)連接,發射端子與輸出端子on80連接。
以此方式而被構成的輸出電路80為pecl(positiveemittercoupledlogic,正射極耦合邏輯)電路或者lv-pecl(low-voltagepositiveemittercoupledlogic,低壓正射極耦合邏輯)電路,並且通過將輸出端子op80以及輸出端子on80下拉至預定的電位v1,從而將被輸入至輸入端子ip80和輸入端子in80中的差動信號轉換為將高電平設為vdd-vce且將低電平設為v1的差動信號,並將該差動信號從輸出端子op80和輸出端子on80進行輸出。另外,vce為、npn電晶體82或者npn電晶體83的集電-發射間電壓。
根據以上所說明的本實施方式的振蕩模塊1,即使因振蕩電路100的動作而使噪聲與被供給至比振蕩電路100靠後段的各個電路(差動放大器40、倍增電路60、高通濾波器70、輸出電路80)的電源疊加,但由於該各個電路均通過差動而進行動作,因此與各個電路所輸出的差動信號(振蕩信號)疊加的電源噪聲也會成為共態噪聲。因此,根據本實施方式的振蕩模塊1,能夠輸出使因通過振蕩電路100的動作而產生的電源噪聲的影響而造成的劣化降低的振蕩信號。
此外,根據本實施方式的振蕩模塊1,由於倍增電路60被設置於與振蕩電路100相比靠後段的位置處,因此能夠輸出使振蕩電路100所輸出的振蕩信號的頻率倍增的頻率的振蕩信號。
此外,根據本實施方式的振蕩模塊1,由于振蕩電路100通過差動而進行動作,因此與在振蕩電路100中的反饋路徑上傳送的差動信號(振蕩信號)疊加的作為共態噪聲的電源噪聲被大幅降低。因此,根據本實施方式的振蕩模塊1,能夠提高振蕩信號的頻率精度和s/n。
此外,根據本實施方式的振蕩模塊1,由於倍增電路60為平衡調製電路,因此,原理上與被輸入至倍增電路60中的信號相同頻率的信號未從倍增電路60被輸出(僅輸入使被輸入的信號的頻率倍增的信號)。因此,根據本實施方式的振蕩模塊1,能夠獲得頻率精度較高的倍增頻率的振蕩信號。
此外,在本實施方式的振蕩模塊1中,振蕩電路100輸出差動信號,並且位於從振蕩電路100起至輸出電路80的信號路徑上的電路(差動放大器40、倍增電路60以及高通濾波器70)通過差動而進行動作。通過振蕩電路100的動作而產生的電源噪聲經由電源線而與被輸入至該個各電路中的差動信號疊加並作為共態噪聲,因此該各個電路能夠通過差動而進行動作,從而能夠輸出電源噪聲被大幅降低的差動信號。經由電源線而與輸出電路80的輸入信號疊加的電源噪聲(共態噪聲)也同樣地由於輸出電路80通過差動進行動作,從而大幅降低。如此,本實施方式的振蕩模塊1能夠輸出使因通過振蕩電路100的動作而產生的電源噪聲的影響而造成的劣化降低的頻率精度較高的振蕩信號。
此外,根據本實施方式的振蕩模塊1,通過適當地選擇被設置于振蕩電路100上的差動放大器20的放大率與被設置於與振蕩電路100相比靠後段的差動放大器40的放大率,從而能夠最佳地設計出振蕩信號的頻率精度。此外,根據本實施方式的振蕩模塊1,由於能夠通過通濾波器70而使倍增電路60所輸出的振蕩信號中所包含的不必要的頻率成分的信號降低,因此能夠提高振蕩信號的頻率精度。
1-3.集成電路的布局
在本實施方式的振蕩模塊1中,為了使從集成電路3被輸出的差動信號的頻率精度提高而對集成電路3的布局進行了設計。圖14為表示集成電路3所包含的各個電路(除了一部分以外)的布局配置的一個示例的圖。圖14為從與半導體基板上的層壓有各種元件(電晶體、電阻等)的表面正交的方向俯視觀察集成電路3的圖。此外,圖15為將圖14的布局配置圖中的輸入端子t1、輸入端子t2、相移電路10、差動放大器20以及高通濾波器70的部分放大後的圖。在圖15中還圖示了相移電路10所包含的線圈11、線圈12、可變電容元件13以及高通濾波器70所包含的線圈74的布局配置與一部分配線圖案。
在圖15中,假想直線vl為,穿過線圈11的中心o1與線圈12的中心o2的中點p而與連接線圈11的中心o1和線圈12的中心o2的線段l正交的直線,換言之,位於距線圈11的中心o1與線圈12的中心o2等距離的直線。
在本實施方式中,如圖15所示,在集成電路3的俯視觀察時,差動放大器20以及可變電容元件13以與位於距線圈11的中心o1與線圈12的中心o2等距離的假想直線vl交叉的方式被配置。通過這樣的布局配置,從而能夠縮小連接線圈11的另一端和差動放大器20的非反轉輸入端子的配線的長度與連接線圈12的另一端和差動放大器20的反轉輸入端子的配線的長度之差。同樣,能夠縮小連接可變電容元件13的一端和差動放大器20的非反轉輸入端子的配線的長度與連接可變電容元件13的另一端和差動放大器20的反轉輸入端子的配線的長度之差。因此,使從線圈11的另一端起至差動放大器20的非反轉輸入端子的信號路徑和從線圈12的另一端起至差動放大器20的反轉輸入端子的信號路徑上的寄生電容或寄生電阻的差變小,並能夠縮小從這兩個信號路徑上傳送的差動信號的相位差距180°的偏移、和與該差動信號疊加的噪聲電平。因此,能夠提高振蕩電路100所輸出的振蕩信號的頻率精度、s/n。
此外,在本實施方式中,如圖15所示,在集成電路3的俯視觀察時,線圈74以與位於距線圈11的中心o1與線圈12的中心o2等距離的假想直線vl交叉的方式被配置。如圖15所示,線圈74也可以以其中心o3處於假想直線vl上的方式被配置。當設為線圈11的配線圖案與線圈12的配線圖案相同時,流過線圈11的電流i1與流過線圈12的電流i2互為反向(反相)。即,當順時針的電流i1流過線圈11時逆時針的電流i2流過線圈12,當逆時針的電流i1流過線圈11時,順時針的電流i2流過線圈12。因此,在假想直線vl上,線圈11所產生的磁場的方向和線圈12所產生的磁場的方向相反並彼此削弱。而且,如果線圈11的配線圖案與線圈12的配線圖案相同,則優選為,線圈11的電感與線圈12的電感相同且電流i1也與電流i2相等。實際上,即使考慮到配線或各種元件的製造偏差等,由於線圈11的電感與線圈12的電感的差、電流i1與電流i2的差較小,因此在假想直線vl上,線圈11所產生的磁場的強度與線圈12所產生的磁場的強度大致相等而幾乎相互抵消。因此,通過以與假想直線vl交叉的方式被配置的線圈74與線圈11以及線圈12的磁場耦合,從而能夠縮小與高通濾波器70所輸出的2fo的信號疊加的fo的信號的電平,進而振蕩模塊1能夠輸出頻率精度較高的振蕩信號。
此外,在本實施方式中,如圖15所示,在集成電路3的俯視觀察時,可變電容元件13被配置於線圈11與線圈12之間。如此會容易受到與線圈11以及線圈12靠近的線圈11所產生的磁場或線圈12所產生的磁場的影響,則通過在線圈11與線圈12之間配置有難以受到磁場的影響的可變電容元件13,從而能夠抑制布局面積的無用的増加。此外,由於連接線圈11的另一端與可變電容元件13的一端的配線和連接線圈12的另一端與可變電容元件13的另一端的配線均變短,因此能夠縮小布局面積,並且能夠縮小這些配線的寄生電容或寄生電阻。
此外,在本實施方式中,如圖15所示,在集成電路3的俯視觀察時,差動放大器20被配置於可變電容元件13與線圈74之間。由於通過這樣的布局配置,能夠在抑制布局面積的不必要的増加的同時使線圈11與線圈74之間的距離或線圈12與線圈74之間的距離增長差動放大器20的量,因此線圈74所受到的來自線圈11的磁場的強度和來自線圈12的磁場的強度變更小。因此,還能夠縮小通過線圈11以及線圈12與線圈74的磁場耦合而與高通濾波器70所輸出的2fo的信號疊加的fo的信號的電平,進而振蕩模塊1還能夠輸出頻率精度較高的振蕩信號。
而且,通過縮短可變電容元件13與差動放大器20之間的距離,其結果為,能夠使連接線圈11的另一端與差動放大器20的非反轉輸入端子的配線和連接線圈12的另一端與差動放大器20的反轉輸入端子的配線均變短。因此,能夠縮小布局面積,並且從線圈11的另一端起至差動放大器20的非反轉輸入端子的信號路徑上的寄生電容或寄生電阻與從線圈12的另一端起至差動放大器20的反轉輸入端子的信號路徑的寄生電容或寄生電阻均變小,進而能夠減小從這兩個信號路徑上傳送的差動信號的相位差距180°的偏移、和與該差動信號疊加的噪聲電平。
此外,在本實施方式中,如圖15所示,線圈11和通過配線而與線圈11連接的輸入端子t1(第一襯墊)之間的距離(例如中心間距離)短於線圈74和輸入端子t1之間的距離(例如為中心間距離)。此外,線圈12和通過配線而與線圈12連接的輸入端子t2(第二襯墊)之間的距離(例如為中心間距離)短於線圈74和輸入端子t2之間的距離(例如為中心間距離)。由於通過這樣的布局配置而使連接輸入端子t1與線圈11的配線或連接輸入端子t2與線圈12的配線變短,因此能夠縮小布局面積,並且能夠減小這些配線的寄生電容或寄生電阻。因此,從輸入端子t1起至線圈11的一端的信號路徑的寄生電容或寄生電阻與從輸入端子t2起至線圈12的一端的信號路徑的寄生電容或寄生電阻均變小,從而能夠減小從這兩個信號路徑上傳送的差動信號的相位差距180°的偏移、和與該差動信號疊加的噪聲電平。
此外,通過這樣的布局配置,而使輸入端子t1與線圈74之間的距離或輸入端子t2與線圈74之間的距離(換言之,高通濾波器70與輸出端子之間的距離)變長。因此,能夠降低如下可能性,即,流過線圈11或線圈12的電流的頻率成分fo經由輸入端子t1或輸入端子t2而與流過線圈74的頻率2fo的電流耦合的可能性。即,被輸入至輸入端子t1或輸入端子t2中的fo的信號難以與高通濾波器70所輸出的2fo的信號疊加,從而振蕩模塊1能夠輸出頻率精度較高的振蕩信號。
此外,在本實施方式中,如圖14所示,在差動放大器20的附近設置有差動放大器40,在與差動放大器40和高通濾波器70雙方靠近的位置設置有倍增電路60,在高通濾波器70的附近設置有輸出電路80,在輸出電路80的附近設置有輸出端子t5和輸出端子t6。通過這樣的布局配置,能夠分別縮短連接各個電路的配線。因此,能夠縮小集成電路3的布局面積,並且能夠縮小從由輸入端子t1以及輸入端子t2向輸出端子t5以及輸出端子t6傳送的差動信號的相位差距180°的偏移、和與該差動信號疊加的噪聲電平。
如以上所說明的那樣,根據本實施方式的振蕩模塊1,通過採用圖14以及圖15所示的布局配置,從而能夠同時實現集成電路3的布局面積的縮小(尺寸的縮小)和頻率精度較高的差動信號的輸出。
1-4.改變例
雖然在上述的實施方式中,如圖4所示,saw濾波器2在俯視觀察時在沿著長邊2x的方向上依次排列有第一輸入埠ip1、第一輸出埠op1、第二輸出埠op2、第二輸入埠ip2,但如圖16所示,也可以在沿著長邊2x的方向上依次排列有第一輸出埠op1、第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第二輸出埠op2。在該情況下,如圖16所示,通過將第一idt201以及第二idt202的位置替換為圖4的情況,並將第一反射器203以及第二反射器204的位置替換為圖4的情況,從而易於使第一配線205、第二配線206、第三配線207以及第四配線208以互不交叉的方式設置,進而能夠縮短這些配線的長度。
此外,如圖17所示,saw濾波器2也可以以使連接第一idt201與第一輸入埠ip1的第一配線205的長度和連接第一idt201與第二輸入埠ip2的第二配線206的長度大致相等的方式使第一配線205以及第二配線206中的至少一方折回。根據本改變例,能夠減小從由第一輸入埠ip1和第二輸入埠ip2被輸入至第一idt201的差動信號的相位差距180°的偏移。
此外,如圖17所示,saw濾波器2也可以以使連接第二idt202與第一輸出埠op1的第三配線207的長度和連接第二idt202與第二輸出埠op2的第四配線208的長度大致相等的方式使第三配線207以及第四配線208中的至少一方返回。根據本改變例,能夠減小從由第二idt202起經由第一輸出埠op1和第二輸出埠op2而被輸出的差動信號的相位差距180°的偏移。
此外,如圖18所示,saw濾波器2在俯視觀察時也可以沿著saw濾波器2的短邊2y(第一邊的一個示例)而排列有第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2。根據本改變例,能夠將分別與第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2連接的四個導線5a全部設置於在saw濾波器2的外部的短邊2y側,因此能夠有效地利用封裝件4的內部中的saw濾波器2的短邊側的空間並縮小長邊側的空間,故此能夠實現振蕩模塊1的小型化。
此外,在本改變例中,如圖18所示,在俯視觀察時,第一輸入埠ip1和第二輸入埠ip2以距短邊2y等距離的方式被配置,且第一輸出埠op1和第二輸出埠op2以距短邊2y等距離的方式被配置。因此,根據本改變例,能夠易於使與第一輸入埠ip1連接的配線(導線5a以及基板配線)的長度和與第二輸入埠ip2連接的配線的長度一致,並能夠易於使與第一輸出埠op1連接的配線的長度和與第二輸出埠op2連接的配線的長度一致,並且能夠縮小從被輸入或輸出至saw濾波器2的差動信號的相位差的180°的偏移。
而且,在本改變例中,如圖18所示,在俯視觀察時,第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2以距短邊2y等距離的方式被配置。因此,易於使分別與第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2連接的四個導線5a的高度一致。尤其,在本改變例中,由於第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2沿著短邊2y而被配置於靠近短邊2y的位置處,因此能夠降低導線5a。因此,能夠減小封裝件4的高度方向的尺寸,從而能夠實現振蕩模塊1的小型化。
此外,在本改變例中,如圖18所示,在俯視觀察時,在沿著短邊2y的方向上依次排列有第一輸入埠ip1、第一輸出埠op1、第二輸出埠op2、第二輸入埠ip2。由此,在將第一idt201和第二idt202沿著長邊2x的方向排列的情況下,易於使第一配線205、第二配線206、第三配線207以及第四配線208以互不交叉的方式設置,從而能夠縮短這些配線的長度。而且,易於使與第一輸入埠ip1連接的第一配線205的長度和與第二輸入埠ip2連接的第二配線206的長度一致,並易於使與第一輸出埠op1連接的第三配線207的長度和與第二輸出埠op2連接的第四配線208的長度一致。因此,能夠減小從被輸入或輸出至saw濾波器2的差動信號的相位差距180°的偏移。
另外,雖然省略了圖示,但是也可以在俯視觀察時,在沿著短邊2y的方向上依次排列有第一輸出埠op1、第一輸入埠ip1、第二輸入埠ip2、第二輸出埠op2。在該情況下,通過將第一idt201以及第二idt202的位置替換為圖18的情況,從而易於使第一配線205、第二配線206、第三配線207以及第四配線208以互不交叉的方式設置,進而能夠縮短這些配線的長度。而且,能夠容易使第一配線205的長度與第二配線206的長度一致,並能夠容易使第三配線207的長度與第四配線208的長度一致,從而能夠減小從被輸入或輸出至saw濾波器2的差動信號的相位差距180°的偏移。
此外,在上述的實施方式中,通過在從saw濾波器2的第一輸出埠op1以及第二輸出埠op2起至第一輸入埠ip1以及第二輸入埠ip2的反饋路徑上設置作為具有電感的部件的線圈11以及線圈12,從而擴大振蕩頻率的可變幅度。與此相對,也可以在該反饋路徑上代替線圈11以及線圈12或者與線圈11以及線圈12一起設置具有其他電感的部件。作為具有除了線圈以外的電感的部件,例如,存在接合引線或基板配線,振蕩電路100能夠以與接合引線或基板配線的電感值相對應的可變幅度而使振蕩頻率發生變化。
此外,雖然本實施方式的振蕩模塊1在倍增電路60的後段截止頻率fc高於頻率fo且設置有在通帶中包括頻率2fo的高通濾波器70,但是也可以置換為低域側的截止頻率高於頻率fo且在通帶中包括頻率2fo的帶通濾波器。
此外,雖然本實施方式的振蕩模塊1包括振蕩電路100和與振蕩電路100相比靠後段的電路,但是也可以為不包括與振蕩電路100相比靠後級的電路的結構。
2.電子設備
圖19為表示本實施方式的電子設備的結構的一個示例的功能框圖。本實施方式的電子設備300被構成為包括振蕩模塊310、cpu(centralprocessingunit,中央處理單元)320、操作部330、rom(readonlymemory,只讀存儲器)340、ram(randomaccessmemory,隨機讀取存儲器)350、通信部360、顯示部370。另外,本實施方式的電子設備也可以適當地設為省略或變更圖19的構成要素(各個部分)的一部分或者追加了其他要素後的結構。
振蕩模塊310具備振蕩電路312。振蕩電路312具備未圖示的saw濾波器,並產生基於saw濾波器的諧振頻率的頻率的振蕩信號。
此外,振蕩模塊310也可以具備位於與振蕩電路312相比靠後段的倍增電路314、輸出電路316。倍增電路314產生使振蕩電路312所產生的振蕩信號的頻率倍增的振蕩信號。此外,輸出電路316將倍增電路314所產生的振蕩信號或者振蕩電路312所產生的振蕩信號向cpu320進行輸出。振蕩電路312、倍增電路314以及輸出電路316也可以分別通過差動而進行動作。
cpu320根據存儲於rom340等中的程序而將從振蕩模塊310輸入的振蕩信號作為時鐘信號來實施各種計算處理、控制處理。具體而言,cpu320實施對應於來自操作部330的操作信號的各種處理、為了與外部裝置實施數據通信而對通信部360進行控制的處理、實施發送用於使顯示部370顯示出各種信息的顯示信號的處理等。
操作部330為通過操作鍵、按鈕開關等而構成的輸入裝置,並將對應於由用戶實施的操作的操作信號向cpu320進行輸出。
rom340對cpu320用於實施各種計算處理或控制處理的程序或數據等進行存儲。
ram350作為cpu320的工作區而被使用,並臨時地存儲從rom340讀取的程序數據、從操作部330被輸入的數據、cpu320根據各種程序而實施的運算結果等。
通信部360實施用於使cpu320與外部裝置之間的數據通信成立的各種控制。
顯示部370為由lcd(liquidcrystaldisplay,液晶顯示器)等構成的顯示裝置,並根據從cpu320被輸入的顯示信號而顯示各種信息。也可以在顯示部370中設置有作為操作部330而發揮功能的觸屏。
作為振蕩電路312例如通過應用上述的實施方式的振蕩電路100,或者,作為振蕩模塊310例如通過應用上述的實施方式的振蕩模塊1,從而能夠實現可靠性較高的電子設備。
作為這樣的電子設備300而考慮到各種電子設備,例如,可列舉出使用了光纖等的光傳送裝置等的網絡設備、廣播設備、人造衛星或基站中利用的通信設備、gps(globalpositioningsystem,全球定位系統)模塊、個人計算機(例如,可攜式個人計算機、膝上型個人計算機、平板型個人計算機)、智慧型電話或行動電話機等的移動體終端、數位照相機、噴墨式噴出裝置(例如,噴墨印表機),路由器或開關等的存儲區域網絡設備、區域網設備、移動體終端基站用設備、電視機、攝像機、錄像機、汽車導航裝置、實時時鐘裝置、尋呼機、電子記事本(也包含附帶通信功能的產品)、電子辭典、計算器、電子遊戲機、遊戲用控制器、文字處理器、工作站、可視電話、防盜用視頻監控器、電子雙筒望遠鏡、pos(pointofsale,銷售點)終端、醫療設備(例如電子體溫計、血壓計、血糖儀、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內窺鏡)、魚群探測器、各種測量設備、計量儀器類(例如,車輛、飛機、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器、頭戴式顯示器、動作軌跡、動作跟蹤器、動作控制器、pdr(行人位置方位測量)等。
作為本實施方式的電子設備300的一個示例,將上述的振蕩模塊310作為基準信號源而使用,例如,可列舉出作為通過有線或無線而與終端實施通信的終端基站用裝置等而發揮功能的傳送裝置。作為振蕩模塊310,例如,通過應用上述的實施方式的振蕩模塊1,從而能夠實現例如在通信基站等方面可利用的與現有技術相比頻率精度較高、高性能、高可靠性的所期望的電子設備300。
此外,作為本實施方式的電子設備300的其他的一個示例,通信部360也可以為如下的通信裝置,即,接收外部時鐘信號,並且cpu320(處理部)包括該外部時鐘信號和基于振蕩模塊310的輸出信號而對振蕩模塊310的頻率進行控制的頻率控制部。
3.移動體
圖20為表示本實施方式的移動體的一個示例的圖(俯視圖)。圖20所示的移動體400被構成為包括振蕩模塊410、實施發動機系統、制動系統、無鑰匙進入系統等各種控制的控制器420、430、440、蓄電池450、備用蓄電池460。另外,本實施方式的移動體也可以適當地設為省略或變更圖20的構成要素(各部)的一部分或者追加了其他要素後的結構。
振蕩模塊410具備振蕩電路(未圖示)並產生基於saw濾波器的諧振頻率的頻率的振蕩信號,其中,所述振蕩電路具備未圖示的saw濾波器。
此外,振蕩模塊410也可以具備位於與振蕩電路相比靠後段的倍增電路、輸出電路。倍增電路產生使振蕩電路所產生的振蕩信號的頻率倍增的振蕩信號。此外,輸出電路輸出倍增電路所產生的振蕩信號或者振蕩電路所產生的振蕩信號。振蕩電路、倍增電路以及輸出電路也可以分別通過差動而進行動作。
振蕩模塊410所輸出的振蕩信號被供給至控制器420、430、440,例如作為時鐘信號而被使用。
蓄電池450向振蕩模塊410以及控制器420、430、440供給電力。備用蓄電池460在蓄電池450的輸出電壓低於閾值時,向振蕩模塊410以及控制器420、430、440供給電力。
作為振蕩模塊410所具備的振蕩電路例如通過應用上述的各實施方式的振蕩電路100,或者,作為振蕩模塊410例如通過應用上述的各實施方式的振蕩模塊1,從而能夠實現可靠可靠性較高的移動體。
作為這樣的移動體400,可以考慮各種移動體,例如,可列舉出汽車(也包括電動汽車)、噴氣機、直升機等航空器、船舶、火箭、人工衛星等。
本發明並不限定於本實施方式,能夠在本發明的主旨的範圍內實施各種各樣的變形。
上述的實施方式以及改變例為一個示例,並未被限定於此。例如,還能夠對各個實施方式以及各個改變例進行適當組合。
本發明包括與實施方式中所說明的結構實質上包括相同的結構(例如,功能、方法以及結果為相同的結構、或者目的以及效果為相同的結構)。此外,本發明包括對實施方式中所說明的結構的非本質部分進行替換後的結構。此外,本發明包括能夠起到與實施方式中所說明的結構相同的作用效果的結構或能夠實現相同的目的的結構。此外,本發明包括在實施方式中所說明的結構中追加了公知技術後的結構
符號說明
1…振蕩模塊;2…saw濾波器;2a…第一端部;2b…第二端部;2x…長邊;2y…短邊;3…集成電路;3b…電極(襯墊);4…封裝件;4a…封裝件的第一層;4b…封裝件的第二層;4c…封裝件的第三層;4d…封裝件的第四層;5a…導線;5b…導線;6a…電極;6b…電極;7…粘合劑;10…相移電路;11…線圈;12…線圈;13…可變電容元件;20…差動放大器;21…電阻;22…電阻;23…nmos電晶體;24…nmos電晶體;25…恆定電流源;26…nmos電晶體;27…nmos電晶體;28…電阻;29…電阻;32…電容器;34…電容器;40…差動放大器;41…電阻;42…電阻;43…nmos電晶體;44…nmos電晶體;45…恆定電流源;52…電容器;54…電容器;60…倍增電路;61…電阻;62…電阻;63…nmos電晶體;64…nmos電晶體;65…nmos電晶體;66…nmos電晶體;67…nmos電晶體;68…nmos電晶體;69…恆定電流源;70…高通濾波器;71…電阻;72…電容器;73…電容器;74…線圈;75…電容器;76…電容器;77…電阻;80…輸出電路;81…差動放大器;82…npn電晶體;83…npn電晶體;100…振蕩電路;200…壓電基板;201…第一idt;202…第二idt;203…第一反射器;204…第二反射器;205…第一配線;206…第二配線;207…第三配線;208…第四配線;300…電子設備;310…振蕩模塊;312…振蕩電路;314…倍增電路;316…輸出電路;320…cpu;330…操作部;340…rom;350…ram;360…通信部;370…顯示部;400…移動體;410…振蕩模塊;420…控制器;430…控制器;440…控制器;450…蓄電池;460…備用蓄電池;ip1…第一輸入埠;ip2…第二輸入埠;op1…第一輸出埠;op2…第二輸出埠;ip20…輸入端子;ip40…輸入端子;ip60…輸入端子;ip70…輸入端子;ip80…輸入端子;in20…輸入端子;in40…輸入端子;in60…輸入端子;in70…輸入端子;in80…輸入端子;op20…輸出端子;op40…輸出端子;op60…輸出端子;op70…輸出端子;op80…輸出端子;on20…輸出端子;on40…輸出端子;on60…輸出端子;on70…輸出端子;on80…輸出端子;o1…線圈11的中心;o2…線圈12的中心;p…o1和o2的中點;l…連接o1和o2的線段;vl…穿過中點p而與線段l正交的假想直線(從o1和o2起等距離的直線);i1…流通於線圈11的電流;i2…流通於線圈12的電流;t1…輸入端子;t2…輸入端子;t3…輸出端子;t4…輸出端子;t5…輸出端子;t6…輸出端子;t7…電源端子;t8…接地端子。