JP2002048883A - 電波修正時計及びその秒信号検出方法 - Google Patents

電波修正時計及びその秒信号検出方法

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JP2002048883A JP2000232162A JP2000232162A JP2002048883A JP 2002048883 A JP2002048883 A JP 2002048883A JP 2000232162 A JP2000232162 A JP 2000232162A JP 2000232162 A JP2000232162 A JP 2000232162A JP 2002048883 A JP2002048883 A JP 2002048883A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズに強く、受信感度を高めることができ
る電波修正時計及びその秒信号検出方法を提供すること
にある。 【解決手段】 サンプリング手段10は、受信回路が出
力する検出信号を一定周期でサンプリングする。サンプ
リング値は、平均値算出手段12にて1秒毎のサンプリ
ングフレームに分けて配列される。平均値算出手段12
にて一定秒間における1サンプリングフレーム分の各サ
ンプリング値の平均値が求められ、配列される。特定パ
ターン検出手段14は、サンプリング値の平均値列にあ
る検出信号のレベル変化(1秒周期)を示す特定パター
ンを検出し、秒信号の同期をとる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、時刻信号を含む電
波信号(時刻標準電波信号)を受信し、その時刻信号に
基づいて時刻をセットする電波修正時計に関するもので
あり、特に、電波信号の受信感度を向上させるため、ノ
イズを含む受信結果から1秒周期の秒信号を検出する電
波修正時計及びその秒信号検出方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、電波修正時計は屋内にて使用さ
れる。このため、電波信号は、建造物等により遮られて
微弱になり、電波修正時計はこのように微弱な電波信号
を受信して時刻をセットしなければならない。
【0003】一方、電波信号は、時刻、曜日、年月日
等、様々な情報やノイズを含んでいるが、時刻の秒を示
す秒信号は、電波信号に40KHz信号が発生するタイ
ミングを検出することにより得られるものとなってい
る。このため、電波信号にノイズが混在すると、このノ
イズを40KHz信号の発生として検出してしまうこと
がある。特に、秒信号は1秒周期の信号であるため、電
波修正時計に設けられているステップモータの駆動と重
なることもあり、ステップモータが発するノイズにより
正確な秒信号の検出が困難になることもあった。
【0004】そこで、従来は、秒針号を正確に検出して
受信感度を高めるために、電波信号の検出中にステップ
モータを停止させてノイズの発生を防いだり、できる限
り電波の受信状態が良い所を選定して時計を設置してい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のようにステップモータを停止させてノイズの発
生を防いでも、外部から侵入するノイズを防ぐことはで
きず、根本的なノイズ対策とはならず、受信感度を向上
させることはできなかった。
【0006】また、電波信号の受信状態が良い場所を選
定しても、外部から侵入するノイズの影響を受けること
があり、更に、設置場所の選定に時間がかかったり、設
置場所の自由度がないという課題もあった。
【0007】本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなさ
れたもので、最もノイズの影響を受け易い秒信号をより
正確に検出して、ノイズに強く、受信感度を高めること
ができる電波修正時計及びその秒信号検出方法を提供す
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電波修正時計
は、時刻信号を含む電波信号を受信し、前記時刻信号に
基づいて時刻を設定する電波修正時計において、前記電
波信号中の秒信号に応じて決められた方向へレベル変化
する検出信号を出力する受信回路と、前記検出信号を前
記秒信号よりも高い周波数に基づく一定周期でサンプリ
ングするサンプリング手段と、該サンプリング手段がサ
ンプリングしたサンプリング値を1秒毎のサンプリング
フレームに分けて配列すると共に、一定秒間における1
サンプリングフレーム分の各サンプリング値の平均値を
求めて配列する平均値算出手段と、該平均値算出手段が
算出した1サンプリングフレーム分の各サンプリング値
の平均値列から、前記検出信号の前記レベル変化を示す
特定パターンを検出する特定パターン検出手段と、該特
定パターン検出手段が前記特定パターンを検出した時点
に基づいて秒の同期をとる秒修正手段と、を備えるもの
である。また、この電波修正時計は、前記特定パターン
検出手段が2以上の特定パターンを検出すると、前記平
均値算出手段に、前記一定秒間における最初の1サンプ
リングフレーム分のサンプリング値に代えて前記サンプ
リング手段がサンプリングした新たな1サンプリングフ
レーム分のサンプリング値を加えて再度平均値を算出さ
せる再検出手段を備えている。
【0009】また、本発明の電波修正時計の秒信号検出
方法は、時刻信号を含む電波信号を受信し、前記時刻信
号に基づいて時刻を設定する電波修正時計において、前
記電波信号中の秒信号に応じて決められた方向へレベル
変化する検出信号を、前記秒信号よりも高い周波数に基
づく一定周期でサンプリングし、サンプリングしたサン
プリング値を1秒毎のサンプリングフレームに分けて配
列し、一定秒間における1サンプリングフレーム分の各
サンプリング値の平均値を求めて配列し、1サンプリン
グフレーム分の各サンプリング値の平均値列から、前記
検出信号の前記レベル変化を示す特定パターンを検出
し、該特定パターンを検出した時点に基づいて秒の同期
をとるものである。また、この秒信号検出方法は、前記
特定パターンを2以上検出すると、一定秒間における最
初の1サンプリングフレーム分のサンプリング値に代え
て新たな1サンプリングフレーム分のサンプリング値を
加えて再度平均値を算出するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の電波修正時計の秒信号検
出方法においては、電波信号中の秒信号に応じて決めら
れた方向へレベル変化する検出信号の前記レベル変化を
検出し、それに基づいて秒を同期させるものである。特
に、前記レベル変化を検出するに当たって、本発明にお
いては、検出信号を一定秒間サンプリングし、そのサン
プリング値の平均値を求め、その平均値から前記レベル
変化を検出している。このように平均値に基づいて検出
しているため、ノイズによるわずかなレベル変化があっ
ても正確に検出することが可能となる。
【0011】また、前記レベル変化が1秒間に2回以上
検出された場合には、秒信号にノイズが混在している可
能性が高く、この場合にはサンプリング値を一部入れ換
えて再度平均値を求め、その平均値から再び前記レベル
変化を検出する。
【0012】上記のように検出信号のレベル変化を検出
することにより、ノイズに妨げられることなく1秒周期
の秒信号を確実に検出することができる。
【0013】一方、上記秒信号検出方法に基づく電波修
正時計においては、受信回路が電波信号中の秒信号に応
じて決められた方向へレベル変化する検出信号を出力す
る。そして、サンプリング手段によりこの検出信号を一
定周期でサンプリングする。このサンプリング値は、平
均値算出手段にて1秒毎のサンプリングフレームに分け
て配列される。更に、平均値算出手段にて一定秒間にお
ける1サンプリングフレーム分の各サンプリング値の平
均値が求められ、その平均値もサンプリング値と同様に
配列される。この平均値算出手段が算出した1サンプリ
ングフレーム分の各サンプリング値の平均値列には、検
出信号の前記レベル変化(1秒周期)を示す特定パター
ンが必ず含まれており、この特定パターンを特定パター
ン検出手段が検出する。
【0014】通常、この特定パターンは1サンプリング
フレーム中に1つ含まれており、これを検出することで
秒信号の同期をとることができる。この特定パターンが
1サンプリングフレーム中に2以上存在する場合には、
ノイズの影響によるものと認められ、再検出手段によ
り、サンプリング値を一部入れ換えて再度検出が行われ
る。
【0015】
【実施例】以下、図面に基いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る電波修正時計の概略
構成を示すブロック図、図2はその要部の機能説明図、
図3は電波信号及びその検出信号の状態を示すタイムチ
ャートである。
【0016】2は受信回路であり、受信アンテナ4を介
して時刻信号を含む電波信号を受信し、所定の信号処理
を行ってパルス信号からなる時刻信号を出力するもので
ある。
【0017】電波信号は、図3(a)に示すように、1
秒間に40KHzの信号が0.5秒送信されると「1」
を示し、0.8秒送信されると「0」を示し、0.2秒
送信されると「P」(情報の区切りを示すマーカー)を
示すように設定されており、これらが組み合わされて1
bit/秒で1分を1フレームとする時刻に関する情報
を構成している。
【0018】受信回路2は、上記電波信号を受信して4
0KHzの信号の有無に応じた検出信号としてパルス信
号(図3(b))を出力する。このパルス信号は、図3
(b)に示すように、電波信号に40KHzの信号が発
生するとLレベルに立ち下がるように設定されているた
め、その立ち下がりから次の立ち下がり(40KHz信
号の発生から次の40KHz信号の発生)までの間隔が
1秒となり、これが秒信号となる。
【0019】一方、電波信号の受信状態が悪い場合、受
信回路2は電波信号の40KHz信号を正確に処理する
ことができなくなり、例えばノイズが多いと40KHz
信号の有無とは無関係にレベル変化する(図3(c))
ことになり、正確に秒信号を得ることができなくなる。
【0020】図1において、6はマイコンからなる制御
部であり、受信回路2からのパルス信号からなる時刻信
号を入力して時刻修正を行うと共に秒信号を検出するも
のである。
【0021】8は表示装置であり、時刻をアナログ表示
する指針とその駆動機構等を有している。
【0022】前述した制御部6の要部は図2に示すよう
な機能構成となっている。サンプリング手段10は、秒
信号よりも高い周波数信号である32Hz信号に基づい
て受信回路2からの検出信号をサンプリングするもので
ある。即ち、図3(b)に示す検出信号を32Hzでサ
ンプリングすると、検出信号のレベルに対応する1秒間
に32個のサンプリング値(0又は1のレベル信号)が
得られ、これを一定秒間行う。
【0023】平均値算出手段12は、サンプリングによ
り得られたサンプリング値を、図4に示すように、1秒
間に得られた32個のサンプリング値を1区切りとする
サンプリングフレームに分ける。即ち、サンプリング値
(1)〜(32)を一つのサンプリングフレームとし、
サンプリング値(33)〜(64)を同様に一つのサン
プリングフレームとする。そして、順次、同様にサンプ
リング値を32個ずつ一つのサンプリングフレームとし
て分けて行く。そして、一定秒間のサンプリング値が得
られると、平均値算出手段12は、各サンプリングフレ
ームにおけるサンプリング値を対応する順番のもの同志
合算して平均値を求め、ノイズによるわずかなレベル変
化による影響を取り除く。そして、得られた32個の平
均値「1」〜「32」をサンプリング値の順番と同様に
配列する。
【0024】特定パターン検出手段14は、平均値
「1」〜「32」の配列の中に「11110000」と
いうレベルの特定パターンがあるか検索する。この特定
パターンは、図3(b)に示す検出信号の立ち下がりを
示しており、この特定パターンを検出することで1秒周
期の秒信号を得ることができる。
【0025】秒修正手段16は、特定パターン検出手段
14が特定パターンを検出した時点を基準として計時し
ている秒桁の同期をとり、秒桁を電波信号の秒信号に合
わせる。
【0026】再検出手段18は、特定パターン検出手段
14が特定パターンを2以上検出すると、再度検出を行
わせる。即ち、図3(b)に示す検出信号の立ち下がり
を示す特定パターンは1秒間に1回しか発生しないた
め、これが2以上ある場合には、図3(c)に示すよう
にノイズによるレベル変化が生じていることになる。従
って、この場合には、サンプリング値(1)〜(32)
を含む最初のサンプリングフレームに代えて、新たなサ
ンプリング値(225)〜(256)を含むサンプリン
グフレームを入れて再度平均値を算出し、その平均値列
に特定パターンがあるか検出する。このような再度の検
出を行うことで、ノイズによる秒信号への影響を取り除
くことができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、電波信号を受信して得
たノイズを含む信号を、一定周期でサンプリングし、そ
のサンプリング値の平均値を求め、更にその平均値の中
にある秒信号に対応する特定パターンを検出することで
秒信号を検出しているので、ノイズによる影響を取り除
き、確実に秒信号を検出することができる。
【0028】また、特定パターンが2以上検出されたと
きには、新たなサンプリング値を入れて再度検出を行う
ため、不正確な検出結果で秒の同期を取ることがなく、
常に正確に受信した場合のみ秒の同期をとることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電波修正時計の概略構
成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す制御部の機能説明図である。
【図3】(a)電波信号の波形と40KHz信号の発生
タイミングを示すタイムチャート、(b)受信状態が良
いときの受信回路の出力信号のタイムチャート、(c)
ノイズが多いときの受信回路の出力信号の一例を示すタ
イムチャートである。
【図4】サンプリングフレームの設定のし方とその平均
値の算出のし方を図解した説明図である。
【符号の説明】
2 受信回路 6 制御部 8 表示装置 10 サンプリング手段 12 平均値算出手段 14 特定パターン検出手段 16 秒修正手段 18 再検出手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年8月17日(2000.8.1
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 時刻信号を含む電波信号を受信し、前記
    時刻信号に基づいて時刻を設定する電波修正時計におい
    て、 前記電波信号中の秒信号に応じて決められた方向へレベ
    ル変化する検出信号を出力する受信回路と、 前記検出信号を前記秒信号よりも高い周波数に基づく一
    定周期でサンプリングするサンプリング手段と、 該サンプリング手段がサンプリングしたサンプリング値
    を1秒毎のサンプリングフレームに分けて配列すると共
    に、一定秒間における1サンプリングフレーム分の各サ
    ンプリング値の平均値を求めて配列する平均値算出手段
    と、 該平均値算出手段が算出した1サンプリングフレーム分
    の各サンプリング値の平均値列から、前記検出信号の前
    記レベル変化を示す特定パターンを検出する特定パター
    ン検出手段と、 該特定パターン検出手段が前記特定パターンを検出した
    時点に基づいて秒の同期をとる秒修正手段と、を備える
    ことを特徴とする電波修正時計。
  2. 【請求項2】 前記特定パターン検出手段が2以上の特
    定パターンを検出すると、前記平均値算出手段に、前記
    一定秒間における最初の1サンプリングフレーム分のサ
    ンプリング値に代えて前記サンプリング手段がサンプリ
    ングした新たな1サンプリングフレーム分のサンプリン
    グ値を加えて再度平均値を算出させる再検出手段を備え
    ることを特徴とする請求項1記載の電波修正時計。
  3. 【請求項3】 時刻信号を含む電波信号を受信し、前記
    時刻信号に基づいて時刻を設定する電波修正時計におい
    て、 前記電波信号中の秒信号に応じて決められた方向へレベ
    ル変化する検出信号を、前記秒信号よりも高い周波数に
    基づく一定周期でサンプリングし、 サンプリングしたサンプリング値を1秒毎のサンプリン
    グフレームに分けて配列し、 一定秒間における1サンプリングフレーム分の各サンプ
    リング値の平均値を求めて配列し、 1サンプリングフレーム分の各サンプリング値の平均値
    列から、前記検出信号の前記レベル変化を示す特定パタ
    ーンを検出し、 該特定パターンを検出した時点に基づいて秒の同期をと
    ることを特徴とする電波修正時計の秒信号検出方法。
  4. 【請求項4】 前記特定パターンを2以上検出すると、
    一定秒間における最初の1サンプリングフレーム分のサ
    ンプリング値に代えて新たな1サンプリングフレーム分
    のサンプリング値を加えて再度平均値を算出することを
    特徴とする請求項3記載の電波修正時計の秒信号検出方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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