JP2003167080A - 電波時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信地域や受信環境の如何に拘わらず、時刻
修正動作に際して、受信電波の切り替えが一切不要で、
短時間で時刻修正を完了できる電波時計を提供するこ
と。 【解決手段】 時刻コードで振幅変調された第１周波数
の電波と時刻コードで振幅変調された第２周波数の電波
との双方に共振して、両電波の受信出力の和に相当する
電気信号を出力する同調回路を含み、この同調回路から
出力される電気信号から時刻コードを取り出すように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、時刻コードで振
幅変調された特定周波数の電波（以下、『標準電波』と
言う）を受信して時刻修正を行う電波時計に係り、特
に、送信周波数の異なる２以上の送信所の存在する環境
下での使用に好適な電波時計に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、電波時計の基本動作は、自
立計時動作と時刻修正動作とから構成される。自立計時
動作は、クロック発信源である水晶発振回路から得られ
る基準パルスを分周・計数して時刻情報（例えば、年月
日、曜日、時、分、秒等）を生成する。時刻修正動作
は、時刻コードで振幅変調された特定周波数の電波を適
当なタイミング（例えば、１回／時、１回／日等）で受
信・復調・復号して時刻情報を再生し、この再生された
時刻情報にて自立計時動作にて生成された時刻情報を修
正する。これら２つの動作が協働することで、原理的に
は、時刻誤差ゼロが達成される。

【０００３】斯かる電波時計は、日本国のみならず、欧
米においても存在するが、その使用可能領域は標準電波
の到達範囲に限定される。日本国を例にとれば、図１３
に示されるように、１９９９年６月より福島県都路村に
設置された『おおたかどや送信所』から４０ｋＨｚによ
る標準電波の送信が開始され、続いて２００１年１０月
より佐賀県富士町に設置された『はがね山送信所』から
６０ｋＨｚによる標準電波の送信が開始された。なお、
言うまでもないが、これらの標準電波は、送信周波数は
異なるものの、変調方式、符号化方式は同一である。

【０００４】電波時計には、掛け時計型、置き時計型、
腕時計型と言った様々な形式のもが存在するが、贈答品
としての購入や仕事や行楽のための移動携帯等を考慮す
ると、今後の製品にあっては、周波数の異なる２種類の
標準電波（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応が不可欠
とされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、周波数の異なる
２種類の標準電波（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応
を可能とした電波時計にあっては、図１０に示されるよ
うに、スイッチの切り替えにより、それら２種類の標準
電波のいずれかを択一的に受信可能な同調回路１０が採
用されている。

【０００６】なお、図１０（ａ）において、１０１は高
透磁率コア（例えば、フェライトコア）、１０２はコイ
ル、１０３は第１のコンデンサ、１０４は第２のコンデ
ンサ、１０５はスイッチであり、スイッチ１０５のオン
オフにより、第１のコンデンサ１０３と並列に第２のコ
ンデンサ１０４を入り切りすることで、ＬＣ並列共振回
路の静電容量を二段に切り替え、２種類の標準電波（４
０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。

【０００７】また、図１０（ｂ）において、１０６は高
透磁率コア（例えば、フェライトコア）、１０７はコイ
ル、１０８は第１のコンデンサ、１０９は第２のコンデ
ンサ、１１０はスイッチであり、スイッチ１１０のオン
オフにより、第１のコンデンサ１０８と直列に第２のコ
ンデンサ１０９を入り切りすることで、ＬＣ並列共振回
路の静電容量を二段に切り替え、２種類の標準電波（４
０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。

【０００８】また、図１０（ｃ）において、１２４は高
透磁率コア（例えば、フェライトコア）、１１１はタッ
プ付きコイル、１１２はコンデンサ、１１３はスイッチ
であり、スイッチ１１３を切り替えることで、コイル１
１１のタップを切り替えることで、ＬＣ並列共振回路の
誘導容量を二段に切り替え、２種類の標準電波（４０ｋ
Ｈｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。

【０００９】また、図１０（ｄ）において、１１４は高
透磁率コア（例えば、フェライトコア）、１１５は第１
のコイル、１１６は第２のコイル、１１７はコンデン
サ、１１８はスイッチであり、スイッチ１１８を切り替
えることにより、第２のコイル１１６と直列に第１のコ
イル１１５を入り切りすることで、ＬＣ並列共振回路の
誘導容量を二段に切り替え、２種類の標準電波（４０ｋ
Ｈｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。

【００１０】さらに、図１０（ｅ）において、１１９は
高透磁率コア（例えば、フェライトコア）、１２０は第
１のコイル、１２１は第２のコイル、１２２はコンデン
サ、１２３はスイッチであり、スイッチ１２３を切り替
えることで、コンデンサ１２２と並列接続されるべきコ
イルを第１のコイル１２０と第２のコイル１２１とに切
り替えることにより、ＬＣ並列共振回路の誘導容量を二
段に切り替え、２種類の標準電波（４０ｋＨｚ、６０ｋ
Ｈｚ）への対応を可能としている。

【００１１】しかしながら、このような２周波数択一受
信型の同調回路を採用した電波時計にあっては、次のよ
うな問題点が指摘されている。 （１）使用地域や受信環境に応じて、受信すべき標準電
波を２種類の電波（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）の中から
選択せねばならない。 （２）受信すべき標準電波の選択を手動にて行うために
は、専用の切り替え操作スイッチ等が必要となって操作
部の構造が複雑となる。殊に、電波腕時計の場合には、
切り替えスイッチとなる操作ボタン等の配置スペースに
苦慮する。加えて、受信すべき標準電波の選択に先立
ち、同調回路を切り替えて、双方の標準電波の受信を試
みることが必要であるため、ユーザにとって操作が煩雑
であり、選択完了までに時間も掛かる。 （３）受信すべき標準電波の選択を自動にて行うために
は、図１１に示されるように、受信電源オン処理（ステ
ップ１１０１）、時刻コードの読み込み処理（ステップ
１１０３）、時刻修正処理（ステップ１１０４）、及び
受信回路電源オフ処理（ステップ１１０５）と言った従
前の処理に加えて、新たに周波数選択処理ルーチン（ス
テップ１１０２）が組み込まれた新規なソフトウェアが
必要となり、新たに電波時計用ＣＰＵの開発が必要とな
ってコストアップに繋がる。すなわち、標準電波が１種
類であった頃の電波時計用ＣＰＵを最早そのまま流用す
ることはできなくなる。加えて、図１２に示されるよう
に、周波数選択処理ルーチン（ステップ１１０２）にお
いては、同調回路を切り替えて、双方の標準電波の受信
を試み、それらの評価結果を踏まえて、受信電波を選択
すると言った一連の操作（ステップ１２０１〜１２０
７）を実行するために、受信電波の選択完了までに相当
の時間が必要となる。因みに、標準電波において、１時
刻情報の受信には最低１分程度の時間がかかり、受信エ
ラーの確認のために少なくとも２回の受信を各標準電波
のそれぞれについて行うとの前提に立てば、周波数選択
ルーチンの開始から終了までには数分程度の時間が必要
となる。

【００１２】この発明は、上述の問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的とするところは、受信地域や
受信環境の如何に拘わらず、時刻修正動作に際して、受
信電波の切り替えが一切不要で、短時間で時刻修正を完
了できる電波時計を提供することにある。

【００１３】この発明の他の目的とするところは、電波
時計用ＣＰＵや受信用ＩＣ等については従前の製品をそ
のまま流用し、主として同調回路の新規構成採用その他
僅かな変更を施すだけで、２種類の標準電波への対応を
可能とした電波時計を提供することにある。

【００１４】この発明のさらに他の目的並びに作用効果
については、後述する明細書の記載に基づいて当業者で
あれば容易に理解されるであろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の電波時計は、
時刻コードで振幅変調された第１周波数の電波と時刻コ
ードで振幅変調された第２周波数の電波との双方に共振
して、両電波の受信出力の和に相当する電気信号を出力
する同調回路を含み、この同調回路から出力される電気
信号から時刻コードを取り出すようにしている。

【００１６】このような構成によれば、同調回路の出力
側には、両電波の受信出力の和に相当する電気信号が出
力されるため、受信可能強度を有する電波が第１と第２
のどちらの周波数の電波であろうとも、時刻情報取得に
十分な強度を有する受信出力を得ることができる。しか
も、先に説明したように、両電波に含まれる時刻情報の
符号化方式、変調方式は同一であるから、両電波の加算
された出力からでも、時刻情報を正しく復元することが
できる。その結果、受信地域や受信環境の如何に拘わら
ず、時刻修正動作に際して、受信電波の切り替えが一切
不要で、短時間で時刻修正を完了できる電波時計を提供
することができる。

【００１７】加えて、本発明によれば、同調回路の出力
側には、両電波の受信出力の和に相当する電気信号が出
力されるため、受信地域が第１、第２の周波数電波をそ
れぞれ発する送信所のいずれからも遠い地域（例えば、
小笠原諸島や沖縄奄美諸島）か、或いは両電波の受信強
度がいずれも低い場所（例えば、電波遮蔽効果の高い室
内等）にある場合にも、時刻情報を高感度に検出するこ
とが可能となる。

【００１８】本発明の好ましい実施の形態では、同調回
路の出力側には、第１周波数に対応するピーク値と第２
周波数に対応するピーク値とを有する水晶式のバンドパ
スフィルタが介在されるようにしてもよい。

【００１９】このような構成によれば、先鋭度の高い水
晶式のバンドパスフィルタが使用されているため、同調
回路における共振ピーク周波数が多少ずれていても、バ
ンドパスフィルタの周波数選択精度が高いため、目的と
する第１、第２の周波数を的確に抽出して、時刻情報を
誤り無く再現することができる。

【００２０】本発明の同調回路は、時刻コードで振幅変
調された第１周波数の電波と時刻コードで振幅変調され
た第２周波数の電波との双方に共振して、両電波の受信
出力の和に相当する電気信号を出力するものである。

【００２１】このような構成によれば、外部からみた場
合には、単一周波数の同調回路と等価的であるため、単
一周波数の時代に適用されていた電波時計回路における
同調回路との互換性を満足させることができ、従前の受
信回路ＩＣや電波時計用ＣＰＵの採用と併せて、２周波
数対応の電波時計を低コストに製作することが可能とな
る。

【００２２】ここで、両電波の受信出力の和に相当する
電気信号を出力するための演算は、主として磁気回路上
又は電気回路上のいずれにおいても行うことができる。

【００２３】そのような演算を主として磁気回路上にて
行うものとすれば、共振回路実現に必要な複数のコイル
を共通の高透磁率コア（例えば、フェライトコア）に巻
回することで、コアの共有化による同調回路の小型化を
図り、腕時計等への搭載を容易とすることができる。

【００２４】そのような演算を主として電気回路上にて
行うものとすれば、共振回路実現に必要な複数のコイル
をそれぞれ独立した高透磁率コア（例えば、フェライト
コア）入りコイルとすることで、設計並びに製作を容易
とすることができる。なお、ここで言う電気回路上での
演算には、第１周波数と第２周波数とをそれぞれ専用の
独立した共振回路にて受信すると共に、それら２系統の
受信出力を直接に又はそれぞれＲＦアンプを経由したの
ちに加算するものも含まれる。

【００２５】両電波の受信出力の和に相当する電気信号
を出力するための演算を、主として、磁気回路上にて行
う場合には、幾つかの実施形態が考えられる。

【００２６】第１の実施形態においては、共通の高透磁
率コア（例えば、フェライトコア）に巻回されかつ互い
に絶縁分離された第１及び第２のコイルと、第１のコイ
ルを誘導成分として含みかつ第１周波数の電波と共振す
る第１のＬＣ共振回路と、第２のコイルを誘導成分とし
て含みかつ第２周波数の電波と共振する第２のＬＣ共振
回路とを含み、共通の高透磁率コア（例えば、フェライ
トコア）を流れる磁束を介して、両電波の受信出力の和
に相当する信号を出力するように構成される。

【００２７】このとき、両電波の受信出力の和に相当す
る電気信号を出力するためには、第１のコイル又は第２
のコイルそれ自体を出力用コイルとして兼用してもよい
し、共通の高透磁率コア（例えば、フェライトコア）に
巻回されかつ第１及び第２のコイルから絶縁分離された
出力専用の第３のコイルから行うようにしてもよい。

【００２８】両電波の受信出力の和に相当する電気信号
を出力するための演算を、主として、電気回路上にて行
う場合には、幾つかの実施形態が考えられる。

【００２９】第１の実施形態においては、第１周波数の
電波と共振する第１のＬＣ並列共振回路と第２周波数の
電波と共振する第２のＬＣ並列共振回路とが互いに直列
に接続され、その両端から両電波の受信出力の和に相当
する電気信号を出力するように構成される。

【００３０】このとき、第１のＬＣ並列共振回路を構成
する第１のコイル及び第２のＬＣ並列共振回路を構成す
る第２のコイルはそれぞれ独立したコイルとしてもよい
し、それぞれ共通な１個のコイルの部分コイルに相当す
るとしてもよい。また、第１のコイルと第２のコイルと
は共通の高透磁率コア（例えば、フェライトコア）に巻
回されていてもよいし、別々の高透磁率コア（例えば、
フェライトコア）に巻回されていてもよい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る電波時計
の好適な実施の一形態を図１〜図９を参照しつつ詳細に
説明する。

【００３２】本発明電波時計の全体回路図が図１に示さ
れている。同図に示されるように、この回路は、従前の
１周波数対応電波時計の回路図と同様に、同調回路１０
と、受信回路ＩＣ２０と、ＣＰＵ３０とを中心として構
成されている。以下それぞれの構成要素の詳細を順番に
説明する。

【００３３】同調回路１０は、時刻コードで振幅変調さ
れた第１周波数（例えば、４０ｋＨｚ）の電波と時刻コ
ードで振幅変調された第２周波数（例えば、６０ｋＨ
ｚ）の電波との双方に共振して、両電波の受信出力の和
に相当する電気信号を出力するものである。すなわち、
図４（ａ）に示されるように、本発明の同調回路の周波
数特性にあっては、４０ｋＨｚに対応する第１のピーク
ＰＫ１１と６０ｋＨｚに対応する第２のピークＰＫ１２
とからなる双頭型の周波数選択特性を有する。このよう
な同調回路１０の幾つかの具体例が、図２並びに図３に
示されている。

【００３４】図２（ａ）並びに図２（ｂ）に示される同
調回路１０は、両電波の受信出力の和に相当する電気信
号を出力するための演算を磁気回路を介して行うもので
ある。

【００３５】すなわち、図２（ａ）に示される同調回路
１０は、棒状の高透磁率コア（例えば、フェライトコ
ア）１３１と、高透磁率コア１３１に巻回された第１の
コイル１３２と、高透磁率コア１３１に巻回された第２
のコイル１３３と、第１のコイル１３２と並列接続され
た第１のコンデンサ１３４と、第２のコイル１３３と並
列接続された第２のコンデンサ１３５とを有する。

【００３６】換言すれば、この同調回路１０は、共通の
高透磁率コア（例えば、フェライトコア）１３１に巻回
されかつ互いに絶縁分離された第１及び第２のコイル１
３２，１３３と、第１のコイル１３２を誘導成分又第１
のコンデンサ１３４を容量成分として含みかつ第１周波
数（例えば、４０ｋＨｚ）の電波と共振する第１のＬＣ
共振回路と、第２のコイル１３３を誘導成分又第２のコ
ンデンサ１３５を容量成分として含みかつ第２周波数
（例えば、６０ｋＨｚ）の電波と共振する第２のＬＣ共
振回路とを含み、共通の高透磁率コア（例えば、フェラ
イトコア）１３１を流れる磁束を介して、両電波の受信
出力の和に相当する信号を出力するものである。この例
では、両電波の受信出力の和に相当する信号は、第２の
コイル１３３それ自体から取り出すものとしているが、
第１のコイル１３２から取り出すようにしてもよい。

【００３７】図２（ｂ）に示される同調回路１０は、高
透磁率コア（例えば、フェライトコア）１３６と、高透
磁率コア１３６に巻回された第１のコイル１３７と、高
透磁率コア１３６に巻回された第２のコイル１３８と、
高透磁率コア１３６に巻回された第３のコイル１３９
と、第１のコイル１３７と並列接続された第１のコンデ
ンサ１４０と、第２のコイル１３８に並列接続された第
２のコンデンサ１４１とを有する。

【００３８】換言すれば、この同調回路１０は、共通の
高透磁率コア（例えば、フェライトコア））１３６に巻
回されかつ互いに絶縁分離された第１及び第２のコイル
１３７，１３８と、第１のコイル１３７を誘導成分又第
１のコンデンサ１４０を容量成分として含みかつ第１周
波数（例えば、４０ｋＨｚ）の電波と共振する第１のＬ
Ｃ共振回路と、第２のコイル１３８を誘導成分又第２の
コンデンサ１４１を容量成分として含みかつ第２周波数
（例えば、６０ｋＨｚ）の電波と共振する第２のＬＣ共
振回路とを含み、共通の高透磁率コア１３６を流れる磁
束を介して、両電波の受信出力の和に相当する信号を出
力するものである。この例では、両電波の受信出力の和
に相当する信号は、共通の高透磁率コア１３６に巻回さ
れかつ第１及び第２のコイル１３７，１３８から絶縁分
離された出力専用の第３のコイル１３９から取り出され
る。

【００３９】図２（ｃ）並びに図３（ａ）〜図３（ｄ）
に示される同調回路１０は、両電波の受信出力の和に相
当する電気信号を出力するための演算を主として電気回
路を介して行うものである。

【００４０】すなわち、図２（ｃ）に示される同調回路
１０は、接続点１４８において互いに直列接続されかつ
それぞれ第１、第２の高透磁率コア（例えば、フェライ
トコア）１４２，１４３に巻回された第１、第２のコイ
ル１４４，１４５と、第１のコイル１４４と並列接続さ
れた第１のコンデンサ１４６と、第２のコイル１４３と
並列接続された第２のコンデンサ１４７とを有する。

【００４１】換言すれば、この同調回路１０は、第１の
コイル１４４と第１のコンデンサ１４６とで構成され第
１周波数（例えば、４０ｋＨｚ）の電波と共振する第１
のＬＣ並列共振回路と、第２のコイル１４５と第２のコ
ンデンサ１４７とで構成され第２周波数（例えば、６０
ｋＨｚ）の電波と共振する第２のＬＣ並列共振回路と
が、接続点１４８において互いに直列に接続され、その
両端から両電波の受信出力の和に相当する信号が取り出
される。

【００４２】ここで、第１のＬＣ並列共振回路を構成す
る第１のコイル１４４及び第２のＬＣ並列共振回路を構
成する第２のコイル１４５はそれぞれ独立したコイル部
品である。また、第１のコイル１４４と第２のコイル１
４５とは別々の高透磁率コア（例えば、フェライトコ
ア）１４２，１４３に巻回されている。

【００４３】この図２（ｃ）に示される同調回路１０に
よれば、第１のコイル１４４と第２のコイル１４５と
は、互いに分離独立した部品であるから、部品配置の自
由度が高く加えて回路設計も容易となる利点がある。

【００４４】図３（ａ）に示される同調回路１０は、図
２（ｃ）に示される同調回路において、独自に高透磁率
コア（例えば、フェライトコア）１４２，１４３を有す
る独立したコイル１４４，１４５に代えて、共通の高透
磁率コア（例えば、フェライトコア）１４９を有する独
立したコイル１５０，１５１を使用したものである。な
お、１５２は接続点、１５３は第１のコンデンサ、１５
４は第２のコンデンサである。

【００４５】図３（ｂ）に示される同調回路１０は、図
３（ａ）に示される同調回路において、独立したコイル
１５０，１５１に代えて、タップ付きの１個のコイル１
５９の上側コイル部分１５６と下側コイル部分１５７を
使用したものである。なお、１５８はタップ、１６０は
第１のコンデンサ、１６１は第２のコンデンサである。

【００４６】図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される同調
回路１０によれば、高透磁率コア（例えば、フェライト
コア）の共有化により同調回路が小型化され、電波腕時
計への実装に有利となる。加えて、両電波の受信出力の
和に相当する電気信号を出力するための演算を、磁気回
路と電気回路とを併用して行うため、電気回路又は磁気
回路の単独で行う場合に比べ、受信感度の向上が期待さ
れる。

【００４７】言うまでもないことであるが、本発明の同
調回路１０に要求される双頭型の周波数選択特性（図４
（ａ）参照）は、図２（ｃ）、図３（ａ）及び図３
（ｂ）に示されるＬＣ並列共振回路の直列接続以外の回
路構成によっても、容易に実現することができる。

【００４８】そのような回路構成の幾つかの例を念のた
め図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す。図３（ｃ）に示さ
れる同調回路１０は、棒状の高透磁率コア（例えば、フ
ェライトコア）１６２と、この高透磁率コア１６２に巻
回されかつ接続点１６５において互いに直列接続された
第１、第２の独立コイル１６３，１６４と、第１及び第
２コイル１６３，１６４の直列体に対して並列接続され
た第１のコンデンサ１６６と、第２のコイル１６４と並
列接続された第２のコンデンサ１６７とを有する。そし
て、第２のコイル１６７の両端より、両電波（４０ｋＨ
ｚ、６０ｋＨｚ）の受信出力の和に相当する信号が出力
される。なお、コイル１６３，１６４については、タッ
プ付きの１個のコイルの上側コイル部分と下側コイル部
分とに代えてもよい。

【００４９】図３（ｄ）に示される同調回路１０は、棒
状の高透磁率コア（例えば、フェライトコア）１６８
と、この高透磁率コア１６８に巻回されかつ接続点１７
１において互いに直列接続された第１、第２の独立コイ
ル１６９，１７０と、第１及び第２コイル１６９，１７
０の直列体に対して並列接続された第１のコンデンサ１
７２と、第２のコイル１７０と並列接続された第２のコ
ンデンサ１７３とを有する。そして、第１のコイル１６
９と第２のコイル１７０との直列体の両端より、両電波
（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）の受信出力の和に相当する
信号が出力される。なお、コイル１６９，１７０につい
ては、タップ付きの１個のコイルの上側コイル部分と下
側コイル部分とに代えてもよい。

【００５０】次に、図１に戻って、受信回路ＩＣ２０の
内部構成について説明する。同図に示されるように、こ
の受信回路ＩＣ２０は、基本的には従前の１周波数対応
のものであり、ＲＦアンプ２０１と、その後段に接続さ
れたバンドパスフィルタ（図では、４０ｋＨｚ共振用の
水晶振動子２０２と６０ｋＨｚ共振用の水晶振動子２０
３とで示される）と、アンプ２０４と、検波回路２０５
と、コンパレータ２０６とを中心として構成されてい
る。尚、２０７はピークディテクタ、２０８はＡＧＣで
あり、制御の安定化を図るためのものである。また、２
０９は、受信回路ＩＣ２０の内部要素に対し安定化電源
を供給する電源コントロールである。

【００５１】すなわち、同調回路１０から得られる受信
出力は、ＲＦアンプ２０１を介して高周波増幅されたの
ち、バンドパスフィルタに供給される。図では４０ｋＨ
ｚ通過用の水晶振動子２０２と６０ｋＨｚ通過用の水晶
振動子２０３とが外付け態様で示されている。このバン
ドパスフィルタの周波数特性は、図４（ｂ）に示される
ように、４０ｋＨｚに対応するピークＰＫ２１と６０ｋ
Ｈｚに対応するピークＰＫ２２とを有する。同調の先鋭
度Ｑについては、図４（ａ）の同調回路のそれと比較し
て明らかなように、遙かに先鋭なものとなされている。
そのため、同調回路１０において多少の同調ずれが存在
したとしても、このバンドパスフィルタの周波数選択特
性によって、４０ｋＨｚ成分と６０ｋＨｚ成分とが正確
に抽出され、時刻情報は正確に再生される。このことに
より、同調回路１０の周波数特性に関しては、比較的ラ
フな設計が許され、コストダウンに繋がる。

【００５２】こうしてバンドパスフィルタを通過した信
号は、アンプ２０４で増幅されたのち、検波回路２０５
で検波され、さらにコンパレータ２０６において二値化
されて、時刻コード信号（ＴＣＯ信号）が生成出力され
る。このＴＣＯ信号はその後段のＣＰＵ３０に取り込ま
れ、時刻情報の再生処理が行われる。

【００５３】図１に示される各部の信号状態を示す波形
図が図５に示されている。いま仮に、同図（ａ）及び同
図（ｂ）に示されるように、時刻コードで振幅変調され
た第１周波数の電波信号と第２周波数の電波信号が到来
したものと想定する。すると、同図（ｃ）に示されるよ
うに、同調回路１０からは、それらの受信出力の和に相
当する電気信号が生成出力される。

【００５４】同図（ｄ）には、標準電波が１種類しか存
在しなかった従来方式の同調回路の出力信号が参考のた
めに示されている。同図から明らかなように、従来の１
周波数しか使用しなかった場合、同調回路出力は、同図
（ｃ）に示される本発明の場合に比較してかなり小さな
値となる。このことは、本発明の方式の場合、２つの周
波数を同時に受信し、それらの受信出力の和を生成する
ため、その分だけ受信感度が向上することを意味してい
る。

【００５５】同図（ｅ）には、検波回路出力が示されて
おり、図から明らかなように、検波回路を通過させるこ
とによって、変調信号のエンベロープが取り出される。
同図（ｆ）には、検波出力をコンパレータ２０６に通し
た結果が示されており、コンパレータ２０６を通過させ
ることによって、二値信号であるＴＣＯ信号が再生され
る。よく知られているように、このＴＣＯ信号は、一種
のＲＺ信号であり、データ幅の時間長によって、例えば
０．２秒、０．５秒、０．８秒などが表され、これらを
ＣＰＵ３０では解読並びに加算することによって、時刻
情報が再生される。尚、ＣＰＵ３０における時刻情報の
再生処理については、様々な文献で周知であるから説明
は省略する。

【００５６】こうして再生された時刻情報によって、自
立生成されたその時点の時刻情報が修正される。すなわ
ち、よく知られているように、電波時計の基本動作は、
自立計時動作と時刻修正動作とから構成される。自立計
時動作は、クロック発信源である水晶発振回路（水晶振
動子６０を含む）から得られる基準パルスを分周・計数
して時刻情報（例えば、年月日、曜日、時、分、秒等）
を生成する。時刻修正動作は、時刻コードで振幅変調さ
れた特定周波数の電波を適当なタイミング（例えば、１
回／時、１回／日等）で受信・復調・復号して時刻情報
を再生し、この再生された時刻情報にて自立計時動作に
て生成された時刻情報を修正する。これら２つの動作が
協働することで、原理的には、時刻誤差ゼロが達成され
る。

【００５７】こうして自立生成並びに修正された時刻情
報は、液晶表示器等で構成される時刻表示部４０に表示
される。具体的な電波時計の形態としては、掛け時計
式、置き時計式、腕時計式のいずれにも適用が可能であ
る。殊に腕時計式の場合、本発明によれば、受信周波数
切り替えのためのスイッチやボタンが不要であるから、
腕時計ケースの構造を複雑化することがない。尚、操作
ボタン５０は、例えば置き時計式の場合において、目覚
まし機能などのためのものである。

【００５８】ところで、本発明の受信出力加算方式が正
常に動作するのは、本発明が電波時計の電波送信方式を
巧みに利用しているからに他ならない。これを図６を参
照して説明する。いま仮に、同図（ａ），（ｂ）に示さ
れるように、第１周波数の電波信号と第２周波数の電波
信号とが変調が同期していない場合を想定する。このと
き、同図（ｃ）に示されるように、これら２つの電波信
号が合成された同調回路出力は、レベルの不安定なもの
となり、同図（ｄ）に示されるように、検波回路出力の
波形に大きな乱れを生じる。従って、このような検波回
路出力をコンパレータ２０６に通すと、同図（ｅ）に示
されるように、得られたＴＣＯ信号は４０ｋＨｚおよび
６０ｋＨｚのどちらとも一致しないものとなって、正確
に時刻情報を再生することができない。

【００５９】つまり、本発明の受信出力加算方式が正常
に動作するのは、第１周波数の電波信号と第２周波数の
電波信号とが同じ変調方式で時刻コードを送信するとい
う電波時計特有の環境を巧みに利用した結果であること
が理解されるであろう。

【００６０】次に、本発明者等が行った受信感度測定結
果について説明する。受信感度測定装置の模式図が図８
に示されている。同図（ａ）の平面図並びに（ｂ）の立
面図において、８１，８２はアンテナ取り付け用スタン
ド、８３は６０ｋＨｚ（第２周波数）の電波を送信する
ためのループアンテナ、８４は４０ｋＨｚ（第１周波
数）の電波を送信するためのループアンテナであり、８
５は受信感度測定のための試料として用いられた置き時
計型の電波時計である。

【００６１】尚、電波時計８５において、８５１は高透
磁率コア（例えば、フェライトコア）、８５２ａは高透
磁率コア８５１に巻回された第１のコイル、８５２ｂは
高透磁率コア８５１に巻回された第２のコイル、８５３
は時刻表示用のディスプレイ、８５４ａ〜８５４ｅは操
作ボタンである。

【００６２】本発明者等は、ループアンテナ８３及び８
４から等距離Ｌをおいた位置に、置き時計型電波時計の
高透磁率コア（例えば、フェライトコア）ンテナ８５１
を置き、各ループアンテナ８３，８４からの送信出力を
種々に変えて標準電波を送信しつつ、電波時計８５の作
動状態を観測した。

【００６３】これによる受信感度測定結果を示すグラフ
が図９に示されている。図から明らかなように、仮に、
４０ｋＨｚ電波信号と６０ｋＨｚ電波信号とを択一的に
受信する同調回路を採用したとすれば、右下がりのハッ
チング領域（ｂ）に示されるように、電波時計が正常に
動作するためには、図中Ｐ１並びにＰ２で示されるある
基準強度以上の電波の受信が必要である。これに対し
て、本発明の受信出力加算方式によれば、右上がりのハ
ッチング領域（ａ）に示されるように、受信強度Ｐ１並
びにＰ２よりも低い領域においても、正常な受信動作確
認された。

【００６４】このことは、本発明の受信出力加算方式に
よれば、４０ｋＨｚ電波信号並びに６０ｋＨｚ電波信号
が比較的弱い領域においても正常に動作する電波時計が
提供できることを意味している。例えば、図１３に示さ
れるように、沖縄奄美領域や小笠原諸島などのように、
２つの標準電波送信所よりかけ離れた地域においても本
発明の電波時計は正常に動作する。また、電波遮蔽効果
の高いビル内などにおいても、同様な受信電波の弱い状
態が生じたとしても、本発明の電波時計によれば正常な
動作が保証される。

【００６５】以上の実施の形態でも明らかなように、本
発明の電波時計によれば、同調回路として、時刻コード
で振幅変調された第１周波数の電波と時刻コードで振幅
変調された第２周波数の電波との双方に共振して、両電
波の受信出力の和に相当する電気信号を出力すると共
に、その後段に第１周波数と第２周波数の信号を鋭い選
択特性をもって通過させる水晶式バンドパスフィルタを
設けたことから、従前の電波択一受信方式のように同調
回路の切り替えが不要となって、従前の受信回路ＩＣや
電波時計用ＣＰＵをそのまま流用して、低コストに２周
波対応電波時計を製作することが可能となる。

【００６６】また、本発明の電波時計によれば、第１周
波数電波信号と第２周波数電波信号がいずれも比較的弱
い地域においても、それらの受信出力が加算されて十分
な出力を得られるため、従前の１周波対応方式に比べ受
信感度の向上を達成することができる。

【００６７】さらに、従前の１周波対応の電波時計のよ
うに、ＣＰＵにおいて各周波数の受信を試み、それらの
受信結果の評価を得て最終的に受信すべき周波数を決定
するという作業も不要となるため、時刻修正動作の際に
おける所要時間も大幅に短縮することができる。

【００６８】このことが図７のフローチャートに示され
ている。同図から明らかなように、本発明のＣＰＵにお
いては、受信回路電源ＯＮ処理、時刻コード読み込み処
理、時刻修正処理、受信回路電源ＯＦＦ処理を行うだけ
で済み（ステップ７０１〜７０４）、図１１に示した従
来例のように、周波数選択ルーチン（ステップ１１０
２）を行う必要がない。

【００６９】なお、以上の実施形態では、従前からの１
周波数対応型の受信回路ＩＣ２０を使用する前提から、
同調回路１０として１系統出力のものを示したが、もし
も受信回路ＩＣとして、２周波数対応型のものが許され
るのであれば、同調回路１０として、独立した４０ｋＨ
ｚの共振回路と６０ｋＨｚの共振回路を別々に内蔵する
構成とし、それらから２系統の同調出力を取り出すよう
にしてもよい。この場合には、２系統の出力のそれぞれ
を別々のＲＦアンプに入力し、その後、両者の出力を電
気的に加算すればよいであろう。本発明に言う同調回路
には、このように、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの２系統
の受信出力を別々に取り出して、その後にＲＦアンプを
介した後に両者を加算するものも含まれる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、受信地域や受信環境の如何に拘わらず、時刻修
正動作に際して、受信電波の切り替えが一切不要で、短
時間で時刻修正を完了できる電波時計を提供することが
できる。

【００７１】また、この発明によれば、電波時計用ＣＰ
Ｕや受信用ＩＣ等については従前の製品をそのまま流用
し、主として同調回路の新規構成採用その他僅かな変更
を施すだけで、２種類の標準電波への対応を可能とした
電波時計を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明電波時計の全体回路構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の同調回路例（その１）を示す図であ
る。

【図３】本発明の同調回路例（その２）を示す図であ
る。

【図４】同調回路の周波数特性並びにバンドパスフィル
タの周波数特性を示す図である。

【図５】実際のＪＪＹ時刻信号電波の場合の回路動作を
示す図である。

【図６】第１周波数と第２周波数が変調が同期していな
い信号のときの動作を示すタイムチャートである。

【図７】本発明の受信動作の概略を示すフローチャート
である。

【図８】受信感度測定装置を示す模式図である。

【図９】受信感度測定結果を示すグラフである。

【図１０】従来の同調回路例を示す図である。

【図１１】従来の受信動作の概略を示すフローチャート
である。

【図１２】周波数選択ルーチンの詳細を示すフローチャ
ートである。

【図１３】日本国における標準電波送信所の配置を示す
図である。

【符号の説明】

１０ 同調回路 ２０ 受信回路ＩＣ ３０ ＣＰＵ ４０ 時刻表示部 ５０ 操作ボタン ６０ ＣＰＵクロック用水晶振動子 ７１，７２ バイアス抵抗 １３１，１３６，１４２，１４３，１４９，１５５，１
６２，１６８ 高透磁率コア（例えば、フェライトコ
ア） １３２，１３７，１４４，１５０，１６３，１６９ 第
１のコイル １３３，１３８，１４５，１５１，１６４，１７０ 第
２のコイル １３４，１４０，１４６，１５３，１６０，１６６，１
７２ 第１のコンデンサ １３５，１４１，１４７，１５４，１６１，１６７，１
７３ 第２のコンデンサ １３９ 第３のコイル（出力専用コイル） １５６ 上側部分 １５７ 下側部分 １５９ コイル １５８ タップ １４８，１５２，１６５，１７１ 接続点 ２０１ ＲＦアンプ ２０２ ４０ｋＨｚ対応バンドパスフィルタ用水晶振動
子 ２０３ ６０ｋＨｚ対応バンドパスフィルタ用水晶振動
子 ２０４ アンプ ２０５ 検波回路 ２０６ コンパレータ ２０７ ピークディテクタ ２０８ ＡＧＣ ２０９ 電源コントロール ＰＫ１１ 同調回路の４０ｋＨｚ対応ピーク ＰＫ１２ 同調回路の６０ｋＨｚ対応ピーク ＰＫ２１ バンドパスフィルタの４０ｋＨｚ対応ピーク ＰＫ２２ バンドパスフィルタの６０ｋＨｚ対応ピーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F002 AA12 AD00 FA16 2F083 AA01 JJ11 5K058 AA11 BA00 CA01 DA02 FA12

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時刻コードで振幅変調された第１周波数
   の電波と時刻コードで振幅変調された第２周波数の電波
   との双方に共振して、両電波の受信出力の和に相当する
   電気信号を出力する同調回路を含み、この同調回路から
   出力される電気信号から時刻コードを取り出す電波時
   計。
2. 【請求項２】 同調回路の出力側には、第１周波数に対
   応するピーク値と第２周波数に対応するピーク値とを有
   する水晶式のバンドパスフィルタが介在されている請求
   項１に記載の電波時計。
3. 【請求項３】 時刻コードで振幅変調された第１周波数
   の電波と時刻コードで振幅変調された第２周波数の電波
   との双方に共振して、両電波の受信出力の和に相当する
   電気信号を出力する電波時計用同調回路。
4. 【請求項４】 両電波の受信出力の和に相当する電気信
   号を出力するための演算は主として磁気回路上で行われ
   る請求項３に記載の電波時計用同調回路。
5. 【請求項５】 両電波の受信出力の和に相当する電気信
   号を出力するための演算は主として電気回路上で行われ
   る請求項３に記載の電波時計用同調回路。
6. 【請求項６】 共通の高透磁率コアに巻回されかつ互い
   に絶縁分離された第１及び第２のコイルと、第１のコイ
   ルを誘導成分として含みかつ第１周波数の電波と共振す
   る第１のＬＣ共振回路と、第２のコイルを誘導成分とし
   て含みかつ第２周波数の電波と共振する第２のＬＣ共振
   回路とを含み、共通の高透磁率コアを流れる磁束を介し
   て、両電波の受信出力の和に相当する信号を出力する請
   求項４に記載の電波時計用同調回路。
7. 【請求項７】 第１のコイル又は第２のコイルそれ自体
   から、両電波の受信出力の和に相当する信号を出力する
   請求項６に記載の電波時計用同調回路。
8. 【請求項８】 共通の高透磁率コアに巻回されかつ第１
   及び第２のコイルから絶縁分離された出力専用の第３の
   コイルから、両電波の受信出力の和に相当する信号を出
   力する請求項６に記載の電波時計用同調回路。
9. 【請求項９】 第１周波数の電波と共振する第１のＬＣ
   並列共振回路と第２周波数の電波と共振する第２のＬＣ
   並列共振回路とが互いに直列に接続され、その両端から
   両電波の受信出力の和に相当する電気信号を出力する請
   求項５に記載の電波時計用同調回路。
10. 【請求項１０】 第１のＬＣ並列共振回路を構成する第
    １のコイル及び第２のＬＣ並列共振回路を構成する第２
    のコイルはそれぞれ独立したコイルである請求項７に記
    載の電波時計用同調回路。
11. 【請求項１１】 第１のＬＣ並列共振回路を構成する第
    １のコイル及び第２のＬＣ並列共振回路を構成する第２
    のコイルはそれぞれ共通な１個のコイルの部分コイルに
    相当する請求項７に記載の電波時計用同調回路。
12. 【請求項１２】 第１のコイルと第２のコイルとは共通
    の高透磁率コアに巻回されている請求項１０又は１１に
    記載の電波時計用同調回路。
13. 【請求項１３】 第１のコイルと第２のコイルとは別々
    の高透磁率コアに巻回されている請求項１０に記載の電
    波時計用同調回路。