水晶振動子・発振器を使いこなす高純度発振回路設計のノウハウ

電子機器に搭載される発振器は,自動車に例えると丁度エンジンの役割をする重要な回路です.そして昨今では,クロック信号等の高速化に伴い周波数安定度が優れ,位相ジッタ等の少ない高純度な水晶発振器が必要とされています. 　本講座では発振のしくみから入り,高純度発振するとはどのようなことかを示します.次に,水晶振動子の電気的等価回路を示し,振動子の共振特性を把握します.そして,水晶発振器をオープンループ法で設計する手順を紹介します

1. 発振回路の基礎
   1. 正弦波の発生を考える
   2. 方形波 (矩形波) とは
   3. 発振する条件
   4. 様々な方式の発振器,何が違う
2. 高純度発振回路 (水晶発振器) の必要性
   1. 周波数安定度と位相雑音が重要
   2. RMS位相誤差と位相ジッタと位相雑音
   3. 発振器モデルから位相雑音の発生を考える
   4. 発振器の位相雑音特性を解析するLesson式
   5. 高純度な発振器とするには
   6. 各種水晶発振器の特徴と性能
   7. ウオームアップとエージング特性
3. 共振回路の基本を理解する
   1. LC共振回路の特性を利用してフィルタを作る
   2. 直列共振回路のインピーダンスとリアクタンス
   3. 並列共振回路のインピーダンスとリアクタンス
   4. 共振回路の性能はQで表す
   5. 無負荷Qと負荷Qの関係
4. 水晶振動子 (クリスタル共振子) の共振特性
   1. 水晶振動子を等価回路に置き換える
   2. 水晶振動子の通過特性とインピーダンス
   3. 水晶振動子に負荷容量を追加すると
   4. 水晶振動子の共振周波数を調整するには
5. 水晶発振器 (VCXO) を設計する
   1. 発振器モデルから発振する条件を考える
   2. コルピッツ水晶発振器をオープンループ法で設計する
   3. 負荷Qを求めて位相雑音を予測する
   4. バイアス回路を設計する
   5. 制御電圧対出力周波数 (V-F) 特性を測定する

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