JP2002267775A - 時刻情報受信装置および電波修正時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 時刻情報を含む複数の周波数の信号を受信可
能な時刻情報受信装置の省電力化や小型化を図る。 【解決手段】 制御回路８はアンテナブロック１の共振
周波数を６０ｋＨｚにする。アンテナブロック１で受信
された６０ｋＨｚの長波標準電波は増幅され水晶フィル
タ３ｂを通過する。水晶フィルタ３ｂを通過した信号
は、増幅、検波、平滑化され、長波標準電波の包絡線と
一致した信号となる。この信号はデコード回路７でタイ
ムコード信号にデコードされる。制御回路８はタイムコ
ード信号に基づき時刻データを取得し、取得した時刻デ
ータに基づき時刻計時部９ａの計時時刻を修正する。こ
のとき、受信した長波標準電波の受信強度を示すＤＣ信
号が所定の所定のレベルに達していないと、制御回路８
はアンテナブロック１の共振周波数を４０ｋＨｚにす
る。アンテナブロック１は４０ｋＨｚの長波標準電波を
受信して電気信号として出力し上記と同様な動作を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、時刻情報を含む複数の周
波数の信号を受信可能な時刻情報受信装置およびその時
刻情報受信装置が受信した時刻情報を含む信号に基づき
時刻を修正できる電波修正時計に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、郵政省通信総合研究所の運用する
時刻情報を含む長波標準電波は、送信周波数４０ｋＨｚ
で発信されているが、平成１３年より第２局として送信
周波数６０ｋＨｚの長波標準電波の運用が計画されてい
る。これにより周波数の異なる複数の標準電波を受信す
ることが可能となり、受信成功の機会が増すことにな
る。しかしながら、従来市販されているほとんどの電波
修正時計は４０ｋＨｚの単一周波数を受信する機能しか
有していない。

【０００３】複数の周波数を選択的に受信する技術とし
ては、特開平６−１２５２８０号公報にスーパーヘテロ
ダイン方式受信回路を用いた電子式周波数選択受信機が
開示されており、特開平６−２１４０５４号公報には上
記電子式周波数選択受信機を利用した電波受信機能付き
電子時計が開示されている。なお、スーパーヘテロダイ
ン方式の受信回路は、受信した所定周波数の信号と局部
発振回路が出力する局部発振周波数の信号とをミキシン
グ回路にてミキシングして中間周波数の信号を出力し、
この中間周波数の信号を復調回路で検波するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のスーパーヘテロ
ダイン方式の受信回路は、局部発振回路やミキシング回
路が必要なため構成が大きくなり、また消費電流を低く
抑えることが困難であった。よって、例えば受信回路の
電源として電池を使用した場合、電池寿命が短くなり、
電池を取り替える頻度が増すという問題を有していた。
この問題は、スーパーヘテロダイン方式の受信回路を用
いて長波標準電波を受信し、時刻を修正するような電波
修正時計でも共通する。

【０００５】また、高い感度を要求される電波修正時計
の受信回路としては、スーパーヘテロダイン方式の受信
回路ではＱ（quality factor）が低く好適とはいえな
い。なお、スーパーヘテロダイン方式の受信回路でＱを
大きくするには、例えば周波数変換を２回行う方法もあ
るが、構成が複雑になってしまうという問題が生じる。
また、複数の周波数の長波標準電波を受信可能な環境で
使用する場合には、アンテナの同調周波数および中間周
波数を選択して、より良好な電波を選択する必要が生じ
る。

【０００６】本発明の目的は、時刻情報を含む複数の周
波数の信号を受信可能な時刻情報受信装置およびその時
刻情報受信装置が受信した時刻情報を含む信号に基づき
時刻を修正できる電波修正時計の省電力化や小型化を図
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、時刻情報
を含む異なる複数の周波数の信号を受信する受信部と、
上記複数の周波数のそれぞれに対応した周波数通過帯域
を各々有した複数のフィルタ素子を並列接続してあるフ
ィルタ回路とを含み、上記フィルタ回路によって、上記
受信部が受信した信号から上記時刻情報を含む異なる複
数の周波数の信号を抽出する構成としている。このよう
な構成によれば、局部発振回路やミキシング回路を不要
にできるので、時刻情報を含む複数の周波数の信号を受
信可能な時刻情報受信装置の小型化や省電力化が図れ
る。また、フィルタ回路は複数のフィルタ素子を並列接
続してあるので、周波数の通過帯域を択一的に選択する
必要がなく、フィルタ素子が抽出する周波数を選択する
ための素子等を不要にできる。

【０００８】第２の発明は、上記フィルタ素子が水晶フ
ィルタなので、スーパーヘテロダイン方式の受信回路に
比べて簡単な構成で非常に高いＱが得られ、受信感度の
向上が図れる。

【０００９】第３の発明は、上記時刻情報を含む異なる
複数の周波数の信号の中から所望の周波数の信号を上記
受信部に受信させる受信周波数選択部をさらに含む構成
としている。かかる構成によれば、第３の発明の時刻情
報受信装置が配置された環境において最も受信しやすい
時刻情報を含む信号を受信するように設定可能となる。

【００１０】第４の発明は、上記受信部は、第１のアン
テナコイルと、上記第１のアンテナコイルと並列接続さ
れた第１のコンデンサと、第２のコイルと、上記第２の
アンテナコイルと並列接続された第２のコンデンサとを
備え、上記第１のアンテナコイルと上記第１のコンデン
サとで構成される第１の共振回路の共振周波数が上記複
数の周波数内の第１の周波数に対応し、上記第２のアン
テナコイルと上記第２のコンデンサとで構成される第２
の共振回路の共振周波数が上記複数の周波数内の上記第
１の周波数と異なる第２の周波数に対応し、上記第１の
共振回路の一端と上記第２の共振回路の一端を同一電位
にしてあり、上記第１の共振回路の他端および上記第２
の共振回路の他端から信号を出力する構成としている。
かかる構成によれば、受信部が２つの並列共振点を有す
ることになるので、時刻信号を含む第１および第２の周
波数の信号のいずれも受信可能となる。よって、受信す
る周波数の信号を指定することなく、時刻情報を含む第
１および第２の周波数の信号を受信可能となる。また、
上記第１の共振回路の他端および上記第２の共振回路の
他端から信号を出力するので、２つの共振回路を有して
いるにもかかわらず、受信部の出力端子は２つですみ、
構成の簡略化が図れる。

【００１１】第５の発明は、上記第１および第２のアン
テナコイルの巻き方向を同一としてある。かかる構成に
よれば、第１および第２の共振回路が直列に接続されて
いることに起因する直列共振点を２つの並列共振点から
離すことが可能となり、２つの並列共振点の共振インピ
ーダンスの低下を防止できる。

【００１２】第６の発明は、上記時刻情報受信装置と、
上記時刻情報受信装置が抽出した上記時刻情報を含む信
号から上記時刻情報を検出する時刻情報検出部と、現在
時刻を計時する時刻計時部と、上記時刻情報検出部で検
出された時刻情報に基づき上記時刻計時部が計時する計
時時刻を修正する時刻修正部とを含む電波修正時計であ
る。かかる構成によれば、電波修正時計の省電力化や小
型化を図ることが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に示す一実施例に基づき具体的に説明する。なお、本
例では、上述した４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの長波標
準電波がともに送信されている電波環境下での受信動作
について説明する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施例を示したもの
で、同図において、アンテナブロック１は同調周波数を
選択可能な共振回路（同調回路）で、フェライト等をコ
アとするバーアンテナ１ａ、バーアンテナ１ａと並列接
続され６０ｋＨｚの共振回路を形成する共振用コンデン
サ１ｂ、共振回路１の共振周波数を４０ｋＨｚにするた
めのコンデンサ１ｃ、コンデンサ１ｃの共振回路１への
接続を制御する受信周波数選択部としてのスイッチ素子
１ｄを備える。本例では、スイッチ素子１ｄとして、電
気的に導通を制御可能なアナログスイッチを用いてお
り、後述する制御回路８からの周波数選択信号がＶｓｓ
レベルであるとオープン状態となり、Ｖｄｄレベルにな
ると導通状態となる。

【００１５】電圧制御増幅回路２は、アンテナブロック
１から出力される信号を増幅する。

【００１６】フィルタ回路３は、共振周波数が４０ｋＨ
ｚの水晶振動子（水晶フィルタ）３ａと共振周波数が６
０ｋＨｚの水晶振動子（水晶フィルタ）３ｂとの並列回
路を備える。水晶フィルタは一般に非常にＱが高く（数
千〜数万）、鋭い周波数弁別特性を示すので、４０ｋＨ
ｚおよび６０ｋＨｚと一致した信号のみを通過させるこ
とが可能となる。

【００１７】増幅回路４はフィルタ回路３で抽出された
信号を増幅する。検波回路５は増幅回路４で増幅された
信号を検波する。整流回路６は検波回路５で検波された
信号を整流するとともに検波回路５で検波された信号の
大きさ、すなわちアンテナブロック１が受信した長波標
準信号の電界強度に応じたＤＣ信号を電圧制御増幅回路
２に出力し、受信した長波標準信号の電界強度に応じて
電圧制御増幅回路２のゲインを調整する。具合的には、
アンテナブロック１が受信した長波標準信号の電界強度
が弱いとき電圧制御増幅回路２のゲインを大きくするよ
うに制御する。デコード回路７は整流回路６からの信号
を受け、信号のレベル変化から０／１判定を行い、長波
標準電波の変調タイミングに同期したデジタル信号すな
わちタイムコード信号に変換する。時刻修正部としての
制御回路８はデコード回路７からのタイムコード信号を
読み取り、時刻データ（時刻情報）を取得するとともに
種々の制御を行う。時刻表示部９は、指針の表示位置検
出機能を備えた電子調時式のもので、内部の発振回路の
出力に基づき現在時刻を計時する時刻計時部９ａを備
え、時刻計時部９ａの計時時刻を表示する。なお、検波
回路５、整流回路６、デコード回路７および制御回路８
とで時刻情報検出部を構成する。

【００１８】次に、動作を説明する制御回路８は最初に
周波数選択信号をＶｓｓレベルにし、アンテナブロック
１の共振周波数を６０ｋＨｚに設定する。この設定がな
されたアンテナブロック１は６０ｋＨｚの長波標準電波
を受信し、電気信号として出力する。この周波数６０ｋ
Ｈｚの信号は電圧制御増幅回路２で増幅されフィルタ回
路３に入力し、水晶フィルタ３ｂを通過する。なお、こ
こまでの処理を時刻情報信号取得処理という。水晶フィ
ルタ３ｂを通過した周波数６０ｋＨｚの信号は、増幅回
路４で増幅され、検波回路５でダイオード検波される。
ダイオード検波されることによって生じる周波数６０ｋ
Ｈｚの信号の片波信号は、整流回路６で平滑化されて長
波標準電波の包絡線と一致した信号となる。このとき、
整流回路６は入力する信号の大きさに応じたＤＣ信号を
出力し、電圧制御増幅回路２のゲインを調整するととも
に入力する信号の大きさ、すなわち受信した長波標準電
波の受信強度を制御回路８に伝える。整流回路６で平滑
化されて長波標準電波の包絡線と一致した信号は、デコ
ード回路７で長波標準電波の変調タイミングに同期した
デジタル信号すなわちタイムコード信号にデコードされ
る。制御回路８はデコード回路７からのタイムコード信
号を読み取り、時刻データ（時刻情報）を取得し、取得
した時刻データと時刻計時部９ａの計時時刻とを比較
し、一致していなければ時刻計時部９ａの計時時刻を修
正し、時刻表示部９の表示が修正される。ここまでの処
理を時刻修正処理という。

【００１９】なお、受信した長波標準電波の受信強度を
示すＤＣ信号が所定の所定のレベルに達していないと、
制御回路８は周波数選択信号をＶｄｄレベルにし、アン
テナブロック１の共振周波数を４０ｋＨｚに設定する。
この設定がなされたアンテナブロック１は４０ｋＨｚの
長波標準電波を受信して電気信号として出力する。この
周波数４０ｋＨｚの信号は電圧制御増幅回路２で増幅さ
れフィルタ回路３に入力し、水晶フィルタ３ａを通過す
る。以下、上記と同様の時刻情報信号取得処理および時
刻修正処理を行う。なお、本例では最初に６０ｋＨｚの
周波数を選択し次に４０ｋＨｚの周波数を選択するよう
にしたが、この順番は適宜変更可能である。

【００２０】このように、フィルタ回路３がマルチパス
式なので、異なる周波数の長波標準電波を受信する場合
でも、フィルタ素子の切換えが不要になる。よって、フ
ィルタ切換えに必要なスイッチ等の切換え素子やフィル
タ切換え制御信号等が不要になり、構成の簡略化や信号
の簡素化が図れる。

【００２１】また、異なる周波数の長波標準電波の中か
ら所望の周波数の信号をアンテナブロック１（受信部）
に受信させるスイッチ素子１ｄを備えるので、受信する
長波標準電波を選択可能になる。また、このスイッチ素
子１ｄをアンテナブロック１（受信部）が受信する長波
標準電波の電界強度に応じて制御するので、先に受信し
た長波標準電波の電界強度が弱かった場合、先に受信し
た長波標準電波と異なる周波数の長波標準電波を受信す
るように切り換えることが可能になり、時刻情報を確実
に受信できる確率が向上する。

【００２２】なお、上記では受信周波数選択部としてア
ナログスイッチを用いたが、これに限らず、機械式スイ
ッチでもよく、適宜変更可能である。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例について図２
に基づき説明する。なお、同図において、図１と同一構
成のものには同一符号を附してある。第２の実施例が第
１の実施例と大きく異なっている点は、アンテナブロッ
ク１０が２つの周波数の信号を同時に受信できる点であ
り、これによりアンテナブロック１０に周波数選択用の
スイッチ素子を設けなくてすみ、またそのスイッチ素子
を制御する信号も不要にできる。

【００２４】図２において、アンテナブロック１０は、
４０ｋＨｚと６０ｋＨｚの２つの並列共振点を有する同
調回路で、４０ｋＨｚの共振回路を形成するアンテナコ
イル１０ａと共振用コンデンサ１０ｂ、６０ｋＨｚの共
振回路を形成するアンテナコイル１０ｃと共振用コンデ
ンサ１０ｄを備え、２つの共振回路の一端同士を接続し
て同一電位（コモン）し、２つの共振回路の他端が電圧
制御増幅回路２に接続してある。

【００２５】図３は、アンテナブロック１０の要部を示
したもので、アンテナコイル１０ａとアンテナコイル１
０ｃには共通のコア１ｅが挿入してあり、出力が大きく
なるようにしてある。

【００２６】上述したように構成されたアンテナブロッ
ク１０は、図４に示すように２つの並列共振点（図４の
ａおよびｃ）を有する同調回路となる。なお、アンテナ
ブロック１０は図４に示すように２つの並列共振点の間
に直列共振点（図４のｂ）が存在するが、これはアンテ
ナコイルの巻数や位置、アンテナコイルの巻き方向にな
どに起因して図４のａに近づいたり、図４のｃに近づい
たりする。直列共振点が極端に偏ると共振インピーダン
スが低下してアンテナ特性の低下につながる。そこで、
本例では、アンテナコイル１０ａとアンテナコイル１０
ｃの巻き方向を揃えることで、直列共振点が並列共振点
に極端に近づかないようにしている。

【００２７】次に、動作を説明する。

【００２８】アンテナブロック１０で４０ｋＨｚの長波
標準電波を受信した場合、その信号に応じた４０ｋＨｚ
の電気信号が電圧制御増幅回路２に出力される。また、
アンテナブロック１０で６０ｋＨｚの長波標準電波を受
信した場合、その信号に応じた６０ｋＨｚの電気信号が
電圧制御増幅回路２に出力される。電圧制御増幅回路２
以降の処理は上述した実施例１の時刻情報信号取得処理
および時刻修正処理と同様である。

【００２９】このように、第２の実施例ではアンテナブ
ロックも水晶フィルタもマルチパス式になっているの
で、受信する周波数の信号を制御回路８で選択する必要
がなくなり構成の簡略化が図れ、４０ｋＨｚと６０ｋＨ
ｚのいずれかの長波標準電波が受信できる環境であれ
ば、時刻データ（時刻情報）を取得可能となる。よっ
て、この場合、従来の４０ｋＨｚの長波標準電波を受信
して時刻修正を行う電波修正時計で使用できる制御回路
（ソフトウエア）を変更することなくそのまま利用で
き、制御回路（ソフトウエア）の共通化が図れる。

【００３０】また、４０ｋＨｚと６０ｋＨｚの２つの長
波標準電波の電界強度がほぼ等しくなる受信地点では、
双方の電波が重畳されるので、単一の長波標準電波を選
択する場合よりも強い信号を得ることが可能となり、受
信感度的に有効となる。

【００３１】なお、上記それぞれの実施例では、時刻表
示部として指針を用いたものを採用したが、デジタル表
示式の時刻表示部を用いてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、時刻情報を含む複数の
周波数の信号を受信可能な時刻情報受信装置やその時刻
情報受信装置が受信した時刻情報を含む信号に基づき時
刻を修正できる電波修正時計において、局部発振回路や
ミキシング回路を不要にでき、構成の簡略化や省電力化
が図れる。また、時刻情報を含む複数の周波数のそれぞ
れに対応した通過帯域を有するフィルタ素子を並列接続
して時刻情報を含む複数の周波数が同時に通過できるよ
うにしているので、フィルタが通す周波数を選択するた
めの回路素子等を不要にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示したブロック図。

【図２】本発明の他の実施例を示したブロック図。

【図３】図２の要部詳細図。

【図４】図２のアンテナブロック１０のインピーダンス
特性を示した説明図。

【符号の説明】

１ 受信部 １ｄ 周波数選択部 ３ａ フィルタ素子 水晶フィルタ ３ｂ フィルタ回路 ５、６、７、８ 時刻情報検出部 ８ 時刻修正部 ９ａ 時刻計時部 １０ａ 第１のアンテナコイル １０ｂ 第１のコンデンサ １０ｃ 第２のアンテナコイル １０ｄ 第２のコンデンサ １０ａ、１０ｂ 第１の共振回路 １０ｃ、１０ｄ 第２の共振回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時刻情報を含む異なる複数の周波数の信
   号を受信する受信部と、上記複数の周波数のそれぞれに
   対応した周波数通過帯域を各々有した複数のフィルタ素
   子を並列接続してあるフィルタ回路とを含み、 上記フィルタ回路によって、上記受信部が受信した信号
   から上記時刻情報を含む異なる複数の周波数の信号を抽
   出することを特徴とする時刻情報受信装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記フィルタ素子
   は、水晶フィルタであることを特徴とする時刻情報受信
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記時刻情
   報を含む異なる複数の周波数の信号の中から所望の周波
   数の信号を上記受信部に受信させる受信周波数選択部を
   さらに含むことを特徴とする時刻情報受信装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２において、上記受信部
   は、第１のアンテナコイルと、上記第１のアンテナコイ
   ルと並列接続された第１のコンデンサと、第２のアンテ
   ナコイルと、上記第２のアンテナコイルと並列接続され
   た第２のコンデンサとを備え、 上記第１のアンテナコイルと上記第１のコンデンサとで
   構成される第１の共振回路の共振周波数が上記複数の周
   波数内の第１の周波数に対応し、 上記第２のアンテナコイルと上記第２のコンデンサとで
   構成される第２の共振回路の共振周波数が上記複数の周
   波数内の上記第１の周波数と異なる第２の周波数に対応
   し、 上記第１の共振回路の一端と上記第２の共振回路の一端
   を同一電位にしてあり、上記第１の共振回路の他端およ
   び上記第２の共振回路の他端から信号を出力することを
   特徴とする時刻情報受信装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、上記第１および第２
   のアンテナコイルの巻き方向を同一としたことを特徴と
   する時刻情報受信装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５に記載の時刻情報受信装
   置と、上記時刻情報受信装置が抽出した上記時刻情報を
   含む信号から上記時刻情報を検出する時刻情報検出部
   と、現在時刻を計時する時刻計時部と、上記時刻情報検
   出部で検出された時刻情報に基づき上記時刻計時部が計
   時する計時時刻を修正する時刻修正部とを含むことを特
   徴とする電波修正時計。