JP2004020479A - 電波時計 - Google Patents

Abstract

【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を受信可能な連続周波数帯域を有する受信アンテナと、前記受信アンテナの出力信号を処理して時刻コードを抽出する受信信号処理手段とを有し、前記受信信号処理手段により抽出された時刻コードに基づいて時刻修正動作を行う。前記受信信号処理手段には、前記受信アンテナの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号から時刻コードを振幅復調する復調手段と、が含まれており、さらに前記増幅手段には、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号との加算結果を出力する機能が付与されている。
【選択図】　　　図２

Description

【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１４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１１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１１（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（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。
【０００７】
また、図１１（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（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。
【０００８】
また、図１１（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１１１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（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。
【０００９】
また、図１１（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（４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）への対応を可能としている。
【００１０】
さらに、図１１（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、６０ｋＨｚ）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１２に示されるように、受信回路電源オン処理（ステップ１２０１）、時刻コードの読み込み処理（ステップ１２０３）、時刻修正処理（ステップ１２０４）、及び受信回路電源オフ処理（ステップ１２０５）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１２０２）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１３に示されるように、周波数選択処理ルーチン（ステップ１２０２）においては、同調回路を切り替えて（ステップ１３０１、１３０３）、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１３０１〜１３０７）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ＩＣ外部回路において、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を受信可能な連続周波数帯域を有する受信アンテナと、前記受信アンテナの出力信号を処理して時刻コードを抽出する受信信号処理手段とを有し、前記受信信号処理手段により抽出された時刻コードに基づいて時刻修正動作を行うように構成されている。
【００１６】
前記受信信号処理手段には、前記受信アンテナの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号から時刻コードを振幅復調する復調手段と、が含まれており、さらに前記増幅手段には、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号との加算結果を出力する機能が付与されている。
【００１７】
このような構成によれば、増幅手段の出力側には、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。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、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、時刻コード取得に十分な強度を有する受信出力を得ることができ、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。
【００１８】
また、本発明の電波時計にあっては、増幅手段の出力側には、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。
【００１９】
さらに、本発明の電波時計にあっては、第１周波数の電波と第２周波数の電波とを選択するについて、アンテナ自体の共振特性を工夫して受信周波数を狭帯域化するのではなく、広帯域受信可能なアンテナの出力側において、第１並びに第２周波数に対応する狭帯域な周波数選択特性を実現するため、アンテナ自体の共振特性を工夫する場合のように磁気回路的な設計事項が不要となり、特性の安定化とコストダウンが可能となる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態では、前記増幅手段が、前記受信アンテナの出力インピーダンスを変換するバッファ回路と、前記バッファ回路の出力信号の中で、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号とを通過させる濾波回路と、前記濾波回路の各狭帯域出力の加算結果に相当する信号を出力する高周波増幅回路とを含む、ものであってもよい。
【００２１】
このような構成によれば、高周波増幅回路の前段に介在された濾波回路にて周波数選択を行うため、高周波増幅回路はノイズ成分の含まない第１並びに第２周波数の信号を増幅することとなり、高周波増幅回路の出力側にはＳＮの良好な受信出力が得られる。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態では、前記増幅手段が、前記受信アンテナの出力インピーダンスを変換するバッファ回路と、前記バッファ回路の出力信号の中で、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号とを通過させる濾波回路と、前記濾波回路の後段に配置され、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号とを通過させる周波数選択機能を有する高周波増幅回路とを含む、ものであってもよい。
【００２３】
このような構成によれば、高周波増幅回路の前段のみならず、高周波増幅回路自体においても周波数選択を行うため、高周波増幅回路の出力側にはより一層にＳＮの良好な受信出力が得られる。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態では、前記濾波回路が共振要素として水晶振動子を使用するものであってもよい。このような構成によれば、濾波回路の周波数特性が安定なものとなり、かつ製作に当たって調整が不要でコストダウンを図ることができる。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態にあっては、前記高周波増幅回路が共振要素として水晶振動子を使用するものであってもよい。このような構成によれば、高周波増幅回路の周波数特性が安定なものとなり、かつ製作に当たって調整が不要でコストダウンを図ることができる。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態にあっては、前記高周波増幅回路が電波時計用受信回路ＩＣの初段に内蔵された高周波増幅回路であってもよい。このような構成によれば、既存の電波時計用ＩＣをそのまま流用して、低コストで高精度かつ高感度の電波時計を実現することができる。
【００２７】
【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１０を参照しつつ詳細に説明する。
［第１実施形態］
【００２８】
本発明電波時計全体の概略ブロック図が図１に示されている。同図に示されるように、この電波時計回路は、受信アンテナ１と、バッファ回路２と、濾波回路３と、受信回路ＩＣ４と、ＣＰＵ５と、を含んでいる。ここで、バッファ回路２と濾波回路３と受信回路ＩＣ４とで、本発明の受信信号処理手段が構成されることとなる。
【００２９】
受信アンテナ１は、時刻コードで振幅変調された４０ＫＨｚ（第１周波数）の電波と時刻コードで振幅変調された６０ＫＨｚ（第２周波数）の電波との双方を受信可能な連続周波数帯域を有する。このような受信アンテナ１の周波数特性曲線の一例が図５（ａ）に示されている。同図に示されるように、この受信アンテナ１の周波数特性は比較的にフラットな特性となっており、特定周波数への同調特性は有していない。
【００３０】
バッファ回路２は、受信アンテナ１の出力側にあって、当該受信アンテナ１の出力インピーダンスを変換する機能を有する。すなわち、本発明の受信アンテナ１は従前のそれのように同調回路を具備していないので、それ自体の出力では後段の高周波増幅回路（ＲＦ増幅回路）を駆動することができない。そのため、このように、受信アンテナ１の出力側にバッファ回路２を介在させることにより、その出力インピーダンスを低下させて、同調回路が存在せずとも、その後段の高周波増幅回路の駆動を可能としている。バッファ回路２の内部回路の一例が図２の詳細回路図に示されている。同図に示されるように、この例にあっては、バッファ回路２は、２個のトランジスタ２０１，２０２を使用した低出力インピーダンス型の高周波増幅回路（ＲＦ増幅回路）にて構成されている。
【００３１】
濾波回路３は、４０ＫＨｚ（第１の周波数）を中心とする狭帯域の信号と６０ＫＨｚ（第２周波数）を中心とする狭帯域の信号とを通過させる周波数特性を有する。このような濾波回路３の周波数特性は、図示されるように、４０ＫＨｚ（第１の周波数）を中心とする狭帯域の信号を通過させる第１のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１と、６０ＫＨｚ（第１の周波数）を中心とする狭帯域の信号を通過させる第２のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２との並列回路により実現されている。濾波回路３の内部回路の一例が図２の詳細回路図に示されている。同図に示されるように、この濾波回路３は、限流抵抗３１１と水晶振動子３１２とブリーダ抵抗３１３とからなる第１のバンドパスフィルタと、限流抵抗３２１と水晶振動子３２２とブリーダ抵抗３２３とからなる第２のバンドパスフィルタとからなる第２のバンドパスフィルタとを互いに並列接続して構成されれている。
濾波回路３の周波数特性曲線の一例が図５（ｂ）に示されている。同図に示されるように、この濾波回路３の周波数特性は、４０ＫＨｚおよび６０ＫＨｚを中心とした狭帯域において、局部的に低インピーダンスとされており、それら狭帯域の信号のみを選択的に通過させるように仕組まれている。
【００３２】
受信回路ＩＣ４は、電波時計用に製作された既存のものである。受信回路ＩＣ３の内部回路の一例が図２の詳細回路図に示されている。同図に示されるように、この受信回路ＩＣ４は、初段の高周波（ＲＦ）増幅回路４０１と、次段の高周波（ＲＦ）増幅回路４０４と、検波回路４０５と、比較回路（コンパレータ）４０６と、ピークディテクタ回路４０７と、自動利得制御（ＡＧＣ）回路４０８と、電源コントロール回路４００とを含んでいる。ここで、バッファ回路２と濾波回路３と初段の高周波（ＲＦ）増幅回路４０１と次段の高周波（ＲＦ）増幅回路４０４とで、本発明の増幅手段が構成されている。また、検波回路４０５と比較回路４０６とで、本発明の復調手段が構成されている。
【００３３】
初段の高周波増幅回路４０１は、差動アンプで構成されかつ周波数選択特性を有する。すなわち、この初段の高周波増幅回路４０１は、４０ＫＨｚ（第１の周波数）を中心とする狭帯域の信号と６０ＫＨｚ（第２周波数）を中心とする狭帯域の信号とを選択的に増幅する機能を有する。なお、図において、４０２は４０ＫＨｚの周波数選択特性を実現するための水晶振動子、４０３は６０ＫＨｚの周波数選択特性を実現するための水晶振動子である。初段の高周波増幅回路４０１の周波数特性の一例が図６（ｃ）に示されている。同図に示されるように、この高周波増幅回路４０１の周波数特性は、４０ＫＨｚおよび６０ＫＨｚを中心とした狭帯域において、局部的に高ゲインとされており、それら狭帯域の信号のみを選択的に増幅するように仕組まれている。なお、図５（ｂ）と図５（ｃ）とを比較して明らかなように、４０ＫＨｚ並びに６０ＫＨｚにおける先鋭度は、濾波回路３よりも高周波増幅回路４０１の方が高いもの（図５（ｂ）＜図５（ｃ））とされている。
【００３４】
初段の高周波増幅回路４０１にて周波数選択されて増幅された信号は、さらに次段の高周波増幅回路４０４並びに検波回路４０５を経由して比較回路４０６の比較入力非反転入力へと供給される。一方、この比較回路４０６の基準入力反転入力にはピークディテクタ回路４０７の出力信号が供給されている。このピークディテクタ回路４０７は、検波回路４０５の出力を検出するものである。これにより、初段の高周波増幅回路４０１の出力は、増幅回路４０４並びに検波回路４０５にて増幅・検波されたのち、比較回路４０６にて二値化され、２個のトランジスタ４０９，４１０で構成されるフォロア出力段を経て、時刻コード信号ＴＣＯ信号として信号処理用のＣＰＵ５へと供給される。なお、このピークディテクタ回路４０７の出力は、自動利得増制御（ＡＧＣ）回路４０８を経由して、初段の高周波増幅回路４０１へとフィードバックされている。
【００３５】
符号４００が付されているのは、受信回路ＩＣ４の内部回路の全体に対する電源電圧の供給をコントロールする電源コントロール回路である。この電源コントロール回路４００は、ＣＰＵ５から出力されるＰＯＮ信号の電位がＧＮＤレベルのときには、ＩＣ４の内部回路に対する電源供給をオンする一方、ＰＯＮ信号が電源レベルのときには、ＩＣ４の内部回路に対する電源供給をオフするように構成されている。なお、ＰＯＮ信号は受信アンテナ１の後段に介在されたバッファ回路２に対しても供給されている。これにより、バッファ回路２並びに受信回路ＩＣ４は、時刻コード信号ＴＣＯを受信していないときに、無駄に電力を消費することがないように電源供給を制御される。ＴＣＯ信号はその後段のＣＰＵ５に取り込まれ、時刻情報の再生処理が行われる。
【００３６】
図２に示される各部の信号状態を示す波形図が図９に示されている。いま仮に、同図（ａ）及び（ｂ）に示されるように、時刻コードで振幅変調された４０ＫＨｚの電波信号と６０ＫＨｚ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、高周波増幅回路４０１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。
【００３７】
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。
【００３８】
同図（ｅ）には、検波回路４０５出力が示されており、図から明らかなように、検波回路４０５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４０６に通した結果が示されており、コンパレータ４０６を通過させることによって、二値信号であるＴＣＯ信号（時刻コード）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ＣＰＵ５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、ＣＰＵ５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。
【００３９】
こうして再生された時刻情報によって、別途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８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。
【００４０】
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７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、操作ボタン群６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。
【００４１】
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１０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、４０ＫＨｚの電波信号と６０ＫＨｚ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高周波増幅回路出力は、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４０６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。
【００４２】
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、４０ＫＨｚの電波信号と６０ＫＨｚ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。
【００４３】
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７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、７１，７２はアンテナ取付用支柱スタンド、７３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、７４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、７５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。
【００４４】
尚、電波時計７５において、７５１は高透磁率コア（例えば、フェライトコア）、７５２は高透磁率コア７５１に巻回されたコイル、７５３は時刻表示用のディスプレイ、７５４ａ〜７５４ｅは操作ボタンである。
【００４５】
本発明者等は、ループアンテナ７３及び７４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）アンテナ７５１を置き、各ループアンテナ７３，７４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７５の作動状態を観測した。
【００４６】
これによる受信感度測定結果を示すグラフが図８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（図１１参照）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、正常な受信動作が確認された。
【００４７】
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１４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。
【００４８】
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、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
このことが図６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６０１〜６０４）、図１２に示した従来例のように、周波数選択ルーチン（ステップ１２０２）を行う必要がない。
【００５２】
なお、以上の実施形態では、２周波数（４０ＫＨｚ，６０ＫＨｚ）のそれぞれに対応する狭帯域通過特性を有する濾波回路３と、同様に２周波数（４０ＫＨｚ，６０ＫＨｚ）のそれぞれに対する選択的な増幅機能を有する高周波増幅回路４にて、２周波数加算動作を実現したが、本発明の構成はこれに限定されるものではない。
［第２実施形態］
【００５３】
例えば、図３に示されるように、濾波回路３それ自体は、２周波数（４０ＫＨｚ，６０ＫＨｚ）のそれぞれに対応する狭帯域通過特性を有するものを採用する一方、高周波増幅回路４については、従前と同様に、周波数特性の比較的にフラット（周波数選択特性を有しない）なものを採用しても良い。尚、４１２は外付けコンデンサである。
［第３実施形態］
【００５４】
また、図４に示されるように、高周波増幅回路４それ自体は、２周波数（４０ＫＨｚ，６０ＫＨｚ）のそれぞれに対する選択的な増幅機能を有するものを採用する一方、バッファ回路２と受信回路ＩＣ４との間に介在された濾波回路３を省いても、同様な２周波数加算動作を実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の電波時計によれば、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利点がある。
【００５６】
また、この発明の電波時計によれば、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、主として周波数選択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することができる。
【００５７】
さらに、本発明の電波時計によれば、製作にあたって磁気回路並びに電気回路の調整が難しい同調回路を使用しないため、製作が容易でコストダウンが可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明電波時計全体の概略ブロック図である。
【図２】本発明電波時計全体の詳細回路図（第１実施形態）である。
【図３】本発明電波時計全体の概略ブロック図（第２実施形態）である。
【図４】本発明電波時計全体の概略ブロック図（第３実施形態）である。
【図５】アンテナ、バンドパスフィルタ、ＲＦアンプの周波数特性を示すグラフである。
【図６】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７】受信感度測定装置を示す模式図である。
【図８】受信感度測定結果を示すグラフである。
【図９】実際のＪＪＹ時刻信号電波の場合の回路動作（２周波数が完全に同期している）である。
【図１０】４０ＫＨｚと６０ＫＨｚ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１１】従来のアンテナを含む同調回路の構成図である。
【図１２】従来の受信動作の概略を示すフローチャートである。
【図１３】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１４】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】
１　受信アンテナ
２　バッファ回路
３　濾波回路
４　受信回路ＩＣ
５　ＣＰＵ
６　操作部
７　時刻表示部
８　水晶振動子
９　バッテリ
３１　第１のバンドパスフィルタ
３２　第２のバンドパスフィルタ
７１，７２　アンテナ取付用支柱
７３，７４　ループアンテナ
７５　電波時計
７５１　フェライトコア
７５２　コイル
７５３　ディスプレイ
７５４ａ〜７５４ｅ　操作ボタン
２０１，２０２　バッファ回路のトランジスタ
３１１，３２１　限流抵抗
３１２，３２２　水晶振動子（濾波回路用）
３１３，３２３　ブリーダ抵抗
４００　電源コントロール回路
４０１　初段の高周波（ＲＦ）増幅回路
４０２，４０３　水晶振動子（高周波増幅回路用）
４０４　次段の高周波増幅回路
４０５　検波回路
４０６　比較（コンパレータ）回路
４０７　ピークディテクタ回路
４０８　自動利得制御（ＡＧＣ）回路
４０９，４１０　比較回路の出力段トランジスタ
４１１　出力抵抗（フォロア出力用）
４１２　外付けコンデンサ

Claims (6)

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を受信可能な連続周波数帯域を有する受信アンテナと、前記受信アンテナの出力信号を処理して時刻コードを抽出する受信信号処理手段とを有し、前記受信信号処理手段により抽出された時刻コードに基づいて時刻修正動作を行う電波時計であって、
   前記受信信号処理手段には、
   前記受信アンテナの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力信号から時刻コードを振幅復調する復調手段と、が含まれており、さらに
   前記増幅手段には、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号との加算結果を出力する機能が付与されている、ことを特徴とする電波時計。
2. 前記増幅手段が、
   前記受信アンテナの出力インピーダンスを変換するバッファ回路と、
   前記バッファ回路の出力信号の中で、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号とを通過させる濾波回路と、
   前記濾波回路の各狭帯域出力の加算結果に相当する信号を出力する高周波増幅回路とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
3. 前記増幅手段が、
   前記受信アンテナの出力インピーダンスを変換するバッファ回路と、
   前記バッファ回路の出力信号の中で、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号とを通過させる濾波回路と、
   前記濾波回路の後段に配置され、第１周波数を中心とした狭帯域の信号と第２周波数を中心とした狭帯域の信号とを通過させる周波数選択機能を有する高周波増幅回路とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
4. 前記濾波回路が共振要素として水晶振動子を使用するものである、ことを特徴とする請求項２に記載の電波時計。
5. 前記高周波増幅回路が共振要素として水晶振動子を使用するものである、ことを特徴とする請求項３に記載の電波時計。
6. 前記高周波増幅回路が電波時計用受信回路ＩＣの初段に内蔵された高周波増幅回路である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電波時計。

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