JP2004080073A

JP2004080073A - 電波受信装置及び電波時計

Info

Publication number: JP2004080073A
Application number: JP2002233512A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Someya; 染谷　薫
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】１つの電波受信回路によって簡単に多周波受信が可能な電波受信装置及び電波時計を提供すること。
【解決手段】周波数ｆ１及びｆ２の２周波を受信可能な電波受信装置９１７において、局部発振周波数をｆ０＝（ｆ１＋ｆ２）／２と設定する。そしてＣＰＵ８０はアンテナ１によって受信された信号のうち、最も強い信号の周波数を検知し、検知した周波数に従って周波数変換回路４に信号Ｓ２を出力する。周波数変換回路４はＣＰＵ８０から入力した信号Ｓ２に従って、高周波増幅回路３から入力した信号と、局部発振周波数ｆ０の信号とを合成し、中間周波数ｆｉの信号を出力する。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電波受信装置及び電波時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各国（例えば、ドイツ、イギリス、スイス、日本等）において、時刻データ即ちタイムコード入りの長波標準電波が送出されている。我が国（日本）では、２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、図６に示すようなフォーマットのタイムコードで振幅変調した、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの長波標準電波が送出されている。図６によれば、タイムコードは、正確な時刻の分の桁が更新される毎即ち１分毎に、１周期６０秒のフレームで送出されている。
【０００３】
ところで、このタイムコードを受信し、これにより計時回路の時刻データを修正する、いわゆる電波時計が近年実用化されている。更に、上述のように、２つの送信所から送信される長波標準電波の送信周波数が各々異なるため、双方の周波数（４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚ）の電波を受信可能な、いわゆるマルチバンド化された電波時計が提供されている。このような電波時計は、一般的に夫々の周波数に対応するストレート受信回路を内部に設置している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２周波の電波を受信可能にする場合、上述のようにストレート受信回路を２つ設置することによる回路面積や消費電力の増大が問題となっていた。また、一般的には多周波受信としてスーパーヘテロダイン方式が用いられていたが、受信した電波の周波数に応じて局部発振周波数を変化させる必要があった。
【０００５】
本発明の目的は、受信回路構成が複雑化することなく、簡単な構成で、且つ、消費電力も節約することができる多周波受信が可能な電波受信装置及び電波時計を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明の電波受信装置は、電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換し出力する電波受信手段（例えば、図２のアンテナ１及び周波数選択回路２）と、単一周波数の信号を出力する発振手段（例えば、図２の局部発振回路５）と、前記電波受信手段より出力された電気信号と前記発振手段より出力された信号とを合成して、中間周波数信号を出力する周波数変換手段（例えば、図２の周波数変換回路４）と、この周波数変換手段から出力された前記中間周波数信号を復調する検波手段（例えば、図２の検波回路８）と、を具備して構成される電波受信装置において、前記周波数変換手段は、前記電波受信手段で受信した異なる周波数の信号のうち、一の信号と前記発振手段から出力された単一周波数の信号を合成して周波数の固定的な前記中間周波数信号を出力することを特徴している。
【０００７】
この請求項１に記載の発明によれば、異なる周波数の電波を受信しても、発振手段から出力する信号を一定として、周波数の固定的な中間周波数信号を出力することができる。即ち、受信した電波の周波数に応じて発振手段から出力する信号の周波数を変化させるため複雑な回路等が必要ない。このため、回路の複雑化を防ぎ、回路数を削減できる。従って、回路面積の縮小、コストの削減等を図ることができる。
【０００８】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電波受信装置であって、前記発振手段は、前記電波受信手段で受信した第１の電波及び第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を出力することを特徴としている。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、発振手段から出力する信号の周波数を、第１の電波及び第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数とすることにより、２つの異なる周波数の電波が受信可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明の電波受信装置は、周波数の異なる第１の電波及び第２の電波を受信可能であり、受信した前記電波を電気信号に変換することにより、前記第１の電波又は前記第２の電波の電気信号を出力する電波受信手段（例えば、図２のアンテナ１及び周波数選択回路２）と、この受信手段から出力された前記第１の電波及び前記第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を出力する発振手段（例えば、図２の局部発振回路５）と、前記電波受信手段より出力された電気信号と前記発振手段より出力された信号とを合成して、中間周波数信号を出力する周波数変換手段（例えば、図２の周波数変換回路４）と、この周波数変換手段から出力された前記中間周波数信号を復調する検波手段（例えば、図２の検波回路８）と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、発振手段から出力される信号の周波数を一定として、２周波の電波を受信可能な電波受信装置を実現できる。即ち、受信した電波の周波数に応じて発振手段から出力される信号の周波数を変化させるため複雑な回路等が必要ない。このため、回路の複雑化を防ぎ、回路数を削減できる。従って、回路面積の縮小、コストの削減等を図ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は請求項２又は３に記載の電波受信装置であって、前記発振手段は前記第１の電波及び前記第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を逓倍或いは分周して出力し、前記検波手段は前記発振手段による逓倍或いは分周前の前記信号を入力して同期検波方式によって前記中間周波数信号を復調することを特徴としている。
【００１３】
更に請求項５に記載の発明は請求項２又は３記載の電波受信装置であって、前記発振手段は前記第１の電波及び前記第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を出力し、前記検波手段は前記発振手段による逓倍或いは分周後の前記信号を入力して同期検波方式によって前記中間周波数信号を復調することを特徴としている。
【００１４】
この請求項４及び５に記載の発明によれば、１つの発振手段によって周波数変換手段と検波手段とを動作させることができる。従って、周波数変換手段および検波手段の夫々に対応する発振手段を設置する必要がないため、回路数及び回路面積を削減することができる。また、発振手段を共有することにより、例えば、水晶振動子１個で電波受信装置を動作させることができるため、回路動作を安定にすることができ、コストも削減することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明の電波時計は、前記第１の電波及び前記第２の電波は時刻データを含む長波標準電波であり、請求項２〜５のいずれか一項に記載の電波受信装置を具備することを特徴としている。
【００１６】
この請求項６に記載の発明によれば、多周波の電波を１つの電波受信装置で受信するため、電波時計の小型化やコスト削減を図ることができる。また、回路数の削減によって消費電力を抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。また、各実施の形態において、本発明の電波受信装置を電波時計に適用した場合を例として説明するが、その他、低周波の電波を受信するための装置であれば、これに限らない。
【００１８】
〔第１の実施の形態〕
図１は、電波時計９００の回路構成図であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：中央処理装置）９０１、入力部９０２、表示部９０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ：随時書き込み読み出しメモリー）９０５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ：読み出し専用メモリー）９０６、受信制御部９０７、計時回路部９０８及びタイムコード変換部９１０によって構成されており、各部はバス９１３によって接続されている。また計時回路部９０８には発振回路部９０９が接続される。
【００１９】
ＣＰＵ９０１は、所定のタイミング或いは入力部９０２から入力された操作信号等に応じて、ＲＯＭ９０５内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ９０６内に展開し、当該プログラムに基づいて各機能部への指示やデータの転送等を行う。特に、ＣＰＵ９０１は、例えば所定時間毎に受信制御部９０７を制御して標準電波の受信処理を実行し、受信制御部９０７から入力された標準タイムコードに基づいて計時回路部９０８で計数される現在時刻データを修正するとともに、当該修正した現在時刻データに基づく表示信号を表示部９０３に出力して表示時刻を更新させる。またＣＰＵ９０１は、標準電波の受信が成功したか否かを判断し、受信制御部９０７に対して選択する信号の周波数を切り替える信号を出力する等の各種制御を行う。
【００２０】
入力部９０２は、電波時計９００に各種機能を実行させる為のスイッチ等で構成される。そして、これらのスイッチが操作された時には、対応するスイッチの操作信号がＣＰＵ９０１に出力される。
【００２１】
表示部９０３は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、ＣＰＵ９０１からのデータ、例えば計時回路部９０８による現在時刻データ等をデジタル表示する。
【００２２】
ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の制御の下、ＣＰＵ９０１で処理されたデータを記憶するとともに、記憶しているデータをＣＰＵ９０１に出力するために用いられる。ＲＯＭ９０６は、主に、電波時計９００に係るシステムプログラムや、アプリケーションプログラム等を格納している。また本実施の形態においては、周波数切替プログラム９１６を記憶する。周波数切替プログラム９１７は、後述する電波受信装置９１７が備える周波数選択回路２に対して選択する周波数を切り替えさせるプログラムである。
【００２３】
受信制御部９０７は電波受信装置９１７を備える。電波受信装置９１７は、アンテナで受信した標準電波の不要な周波数成分をカットして該当する周波数信号を取り出し、周波数信号を対応する電気信号に変換した信号をタイムコード変換部９１０へ出力する。
【００２４】
計時回路部９０８は、発振回路９０９から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を得る。そして当該現在時刻データをＣＰＵ９０１に出力する。発振回路部９０９は、常時一定周波数の信号を出力する回路である。
【００２５】
タイムコード変換部９１０は、電波受信装置９１７から出力された信号に基づいて、標準時刻コード、積算コード及び曜日コード等の時計機能に必要なデータを含む標準タイムコードを生成して、ＣＰＵ９０１に出力する。
【００２６】
図２は、本実施の形態におけるスーパーヘテロダイン方式を用いた電波受信装置９１７の回路ブロック図である。電波受信装置９１７はアンテナ１、周波数選択回路２、高周波増幅回路３、周波数変換回路４、局部発振回路５、フィルタ回路６、中間周波増幅回路７及び検波回路８を備える。
【００２７】
アンテナ１は、周波数ｆ１及びｆ２（例えば、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚ等）の２種類の電波を受信することができ、例えばバーアンテナ等によって構成される。受信した電波は、電気信号に変換されて出力される。
【００２８】
周波数選択回路２は、アンテナ１から出力された信号を入力し、周波数ｆ１或いはｆ２の信号を選択し出力する。本実施の形態では、周波数ｆ１の信号が選択されるように初期設定されていることとする。そして周波数選択回路２は、検波回路８から入力される信号Ｓ１又はＣＰＵ９０１から入力される信号Ｓ２によって、選択する周波数をｆ１或いはｆ２に切り替える。
【００２９】
高周波増幅回路３は、周波数選択回路２から入力した信号を増幅して出力する。またアンテナ１及び周波数選択回路２は、電波受信手段としての機能を有する。
【００３０】
周波数変換回路４は、高周波増幅回路３から入力した信号と、局部発振回路５から入力した局部発振周波数ｆ０の信号とを合成して中間周波数ｆｉの信号を出力する。また周波数変換回路４は、周波数変換手段としての機能を有する。
【００３１】
局部発振回路５は、局部発振周波数ｆ０の信号を生成し、周波数変換回路４に出力する。また局部発振回路５は、発振手段としての機能を有する。局部発振周波数ｆ０の設定方法については後述する。
【００３２】
フィルタ回路６は、バンドパスフィルタ等によって構成され、周波数変換回路４から入力した信号に対して中間周波数ｆｉを中心として所定の範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断する。中間周波増幅回路７は、フィルタ回路６から入力した信号を増幅して出力する。
【００３３】
検波回路８は、中間周波増幅回路７から入力した信号よりベースバンド信号を検出し、周波数ｆｄの信号を出力する。検波方法は、例えば、包絡線検波や同期検波等を用いる。
【００３４】
また検波回路８は、中間周波増幅回路７から信号が入力されるか否かを判別する。例えば、アンテナ１が周波数ｆ２の信号を受信した場合、周波数選択回路２では周波数ｆ１の信号を選択するように初期設定されているため、周波数ｆ２の信号は選択されない。即ち、周波数選択回路２から信号が出力されないため、検波回路８に信号が入力されなくなってしまう。そこで、検波回路８は信号が入力されるか否かを判別し、判別結果を信号Ｓ１として周波数選択回路２に出力する。この信号Ｓ１に基づいて、周波数選択回路２は選択する周波数をｆ１からｆ２へ或いはｆ２からｆ１へ切り替える。また検波回路８は、検波手段としての機能を有する。
【００３５】
検波回路８から出力された周波数ｆｄの信号はタイムコード変換部９１０に出力され、標準タイムコードに変換される。そして標準タイムコードはＣＰＵ９０１に入力され、現在時刻データの修正等の各種処理に利用される。ここで、例えば、周波数ｆ１及びｆ２の２つの標準電波を受信可能なエリアにおいて、アンテナ１が周波数ｆ１及びｆ２の両方の信号を受信した場合、周波数選択回路２は周波数ｆ１の信号を選択するように初期設定されているため、周波数ｆ１の信号を高周波増幅回路３に出力する。しかし、受信した周波数ｆ１の信号が弱い場合、検波回路８から出力された信号がタイムコード変換部９１０において正しい標準タイムコードに変換されない場合がある。その結果、ＣＰＵ９０１において各種処理が正常に行われない等の問題が発生する。
【００３６】
そこで、ＣＰＵ９０１はタイムコード変換部９１０から標準タイムコードを入力するタイミング等において、周波数切替プログラム９１６の実行を開始し、周波数切替処理行う。図３は周波数切替処理に係る電波時計９００の動作フローを示す図である。まずＣＰＵ９０１がタイムコード変換部９１０から標準タイムコードが入力されない、又は入力された信号が正常な標準タイムコードではないと判断したとき（ステップＡ１：Ｎｏ）、周波数選択回路２に信号Ｓ２を出力する（ステップＡ２）。周波数選択回路２はこの信号Ｓ２に基づいて、選択する周波数をｆ１からｆ２へ、或いはｆ２からｆ１へ切り替える。これにより、一方の周波数の信号が弱い場合、周波数選択回路２に他方の周波数の信号を選択させることができる。
【００３７】
ところで、一般的なスーパーヘテロダイン方式を用いた電波受信装置９１７は、中間周波数ｆｉを固定とするために、通常、周波数変換回路４に入力された信号の周波数に応じて局部発振周波数を変化させる。この場合、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）回路等を用いて局部発振周波数を変化させる必要がある為、回路数が増加し、電波受信装置９１７の回路構成が複雑化する問題があった。更に、回路数の増加による消費電力の増加も問題となっていた。
【００３８】
そこで以下に、局部発振周波数ｆ０を固定とし、周波数変換後の中間周波数ｆｉを一定とする場合の局部発振周波数ｆ０の設定方法について説明する。
【００３９】
周波数変換回路４は周波数ｆ１の信号と局部発振周波数ｆ０の信号、或いは周波数ｆ２の信号と局部発振周波数ｆ０の信号とを合成して中間周波数ｆｉの信号を出力する。このため、
ｆｉ＝ｆ１−ｆ０　　・・・（１）　又は
ｆｉ＝ｆ２−ｆ０　　・・・（２）
が成り立つ。
【００４０】
一方、周波数ｆ１或いはｆ２のタイムコード入りの長波標準電波は、図６で示すようにＰＷＭ（パルス幅変調：Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式で変調され、１００％と１０％の変調度で送信される。そしてこの電波からベースバンド信号が検出されるが、搬送波を中心とする上下の側帯波が同じ周波数スペクトルを示すため、上下側波帯が入れ替わってもよい。
【００４１】
従って、式（１）及び（２）のｆｉを｜ｆｉ｜とすることができる。そこで、式（２）のｆｉを−ｆｉとすると、
ｆｉ＝ｆ１−ｆ０　　　・・・（１）　又は
−ｆｉ＝ｆ２−ｆ０　　・・・（３）
式（１）及び（３）を加算すると、
０＝ｆ１＋ｆ２−２ｆ０
ｆ０＝（ｆ１＋ｆ２）／２　　・・・（４）
即ち、局部発振周波数ｆ０を周波数ｆ１及びｆ２の相加平均と設定すれば、周波数ｆ１及びｆ２の２周波を受信することができる。
【００４２】
次に、上述の上下側波帯の反転を考慮しなくてもよい理由から、同様に式（１）及び（３）のｆ１又はｆ２を｜ｆ１｜、｜ｆ２｜とすることができる。そこで、式（３）のｆ２を−ｆ２とすると、
ｆｉ＝ｆ１−ｆ０　　　　・・・（１）　又は
−ｆｉ＝−ｆ２−ｆ０　　・・・（５）
式（１）及び（５）を加算すると、
０＝ｆ１−ｆ２−２ｆ０
ｆ０＝（ｆ１−ｆ２）／２　　・・・（６）
が成り立ち、同様に、局部発振周波数ｆ０を周波数ｆ１及びｆ２の差の１／２（差分の平均）と設定すれば、周波数ｆ１及びｆ２の２周波を受信することができる。
【００４３】
例えば、周波数ｆ１＝６０ｋＨｚ、周波数ｆ２＝４０ｋＨｚとすると、式（４）において、
ｆ０＝（６０＋４０）／２＝５０［ｋＨｚ］　　・・・（７）
式（６）において
ｆ０＝（６０−４０）／２＝１０［ｋＨｚ］　　・・・（８）
となる。従って、局部発振周波数ｆ０を５０ｋＨｚ或いは１０ｋＨｚに設定することで、周波数変換回路４に周波数４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚのいずれの信号が入力されても、一定の中間周波数ｆｉを出力することができる。
【００４４】
次に、周波数ｆ１、ｆ２と局部発振周波数ｆ０との合成方法について説明する。同様に周波数ｆ１＝６０ｋＨｚ、周波数ｆ２＝４０ｋＨｚとし、局部発振周波数ｆ０＝１０ｋＨｚの固定値としたときに周波数変換回路４から出力される信号の周波数は、
ｆ１＋ｆ０＝６０＋１０＝７０［ｋＨｚ］　・・・（ａ）
又は、　ｆ１−ｆ０＝６０−１０＝５０［ｋＨｚ］　・・・（ｂ）
ｆ２＋ｆ０＝４０＋１０＝５０［ｋＨｚ］　・・・（ｃ）
又は、　ｆ２−ｆ０＝４０−１０＝３０［ｋＨｚ］　・・・（ｄ）
となる。
【００４５】
従って、フィルタ回路６の設定周波数を５０［ｋＨｚ］とすれば、式（ｂ）及び（ｃ）の方法で合成された信号がフィルタ回路６を通過して中間周波増幅回路７へ出力される。一方、式（ａ）及び（ｄ）の方法で合成された信号は、フィルタ回路６によって遮断される。そして、フィルタ回路６を出力した信号は中間周波増幅回路７において増幅され、検波回路８においてベースバンド信号が検出される。
【００４６】
また、局部発振周波数ｆ０＝５０［ｋＨｚ］の固定値としたときに周波数変換回路４から出力される信号の周波数は、
ｆ１＋ｆ０＝６０＋５０＝１１０［ｋＨｚ］　・・・（ｅ）
又は、　ｆ１−ｆ０＝６０−５０＝１０［ｋＨｚ］　・・・（ｆ）
ｆ２＋ｆ０＝４０＋５０＝９０［ｋＨｚ］　・・・（ｇ）
又は、　ｆ２−ｆ０＝４０−５０＝−１０［ｋＨｚ］　・・・（ｈ）
となる。
【００４７】
ここで、信号の合成によって正負２つの周波数が発生することから、式（ｈ）の値は絶対値としてもよい。従って、フィルタ回路６の設定周波数を１０［ｋＨｚ］とすれば、式（ｆ）及び（ｈ）の方法で合成された信号がフィルタ回路６を通過して中間周波増幅回路７へ出力される。一方、式（ｅ）及び（ｇ）の方法で合成された信号は、フィルタ回路６によって遮断される。
【００４８】
尚、本発明の電波受信装置９１７は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、電波受信装置９１７において、２周波以上の周波数の信号を受信可能にする場合には、周波数選択回路２で選択される周波数に応じて、局部発振周波数ｆ０を逓倍すること等により実現可能である。
【００４９】
以上のように局部発振周波数ｆ０を固定値として、１つの電波受信装置９１７で２周波の電波を受信できる。更に、局部発振周波数ｆ０を固定値とすることによってＰＬＬ回路等が不要となるため、回路規模の縮小化、回路の簡単化を図ることができ、これに伴って消費電力やコストを削減することができる。また、受信する電波が低周波であるため、電波受信装置９１７の１チップ化が可能である。実現されると更に回路面積を縮小することができ、コストも削減することができる。
【００５０】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。尚、第２の実施の形態における電波時計の構成は、図１の電波時計９００を構成する電波受信装置９１７を、図４に示した電波受信装置９２０に置き換えた構成と同様である。従って、以下、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図４は、本実施の形態における電波受信装置９２０の回路ブロック図である。同期検波回路１０は、搬送波と同一の周波数を持つ信号を使って中間周波増幅回路７から入力した信号よりベースバンド信号を検出し、周波数ｆｄの信号をタイムコード変換部９１０へ出力する。また、同期検波回路１０は、周波数ｆ０’の信号を発振する発振回路１１０を備える。発振回路１１０の発振する信号は同期検波回路１０の検波に用いられ、更に、位相シフト回路１１に出力される。ここで周波数はｆ０’＝ｆｉの関係にある。
【００５２】
また、同期検波回路１０は、中間周波増幅回路７から信号が入力されるか否かを判別する。アンテナ１が周波数ｆ２の信号を受信した場合、周波数選択回路２では周波数ｆ１の信号を選択するように初期設定されているため周波数ｆ２の信号は選択されない。そこで、同期検波回路１０は信号が入力されるか否かを判別し、判別結果を信号Ｓ３として周波数選択回路２に出力する。この信号Ｓ３に基づいて、周波数選択回路２は選択する周波数をｆ１からｆ２へ或いはｆ２からｆ１へ切り替える。
【００５３】
位相シフト回路１１は、周波数変換回路４に入力した信号の位相を基準に、発振回路１１０から入力した信号の位相のズレを調整する回路である。
【００５４】
分周回路１２は、位相シフト回路１１から周波数ｆ０’の信号を入力し、その信号を分周する。分周した信号を局部発振周波数ｆ０の信号として周波数変換回路４に出力する。
【００５５】
次に、局部発振周波数ｆ０、中間周波数ｆｉおよび分周回路１２の関係を説明する。電波受信装置９２０では周波数ｆ１及びｆ２の２周波の電波を受信するため、局部発振周波数ｆ０、周波数ｆ１及びｆ２において、式（４）又は（６）の関係が成立することを前提とする。従って、局部発振周波数ｆ０を式（４）としたとき、式（１）より、
ｆｉ＝ｆ１−ｆ０
＝ｆ１−｛（ｆ１＋ｆ２）／２｝
＝（ｆ１−ｆ２）／２　・・・（９）
が成立する。また、局部発振周波数ｆ０を式（６）としたとき、
ｆｉ＝ｆ１−ｆ０
＝ｆ１−｛（ｆ１−ｆ２）／２｝
＝（ｆ１＋ｆ２）／２　・・・（１０）
が成立する。
【００５６】
周波数ｆ１＝６０ｋＨｚ、周波数ｆ２＝４０ｋＨｚとし、局部発振周波数ｆ０＝１０ｋＨｚの固定値としたときに周波数変換回路４から出力される信号の周波数は、
ｆ１＋ｆ０＝６０＋１０＝７０［ｋＨｚ］　・・・（ｉ）
又は、　ｆ１−ｆ０＝６０−１０＝５０［ｋＨｚ］　・・・（ｊ）
ｆ２＋ｆ０＝４０＋１０＝５０［ｋＨｚ］　・・・（ｋ）
又は、　ｆ２−ｆ０＝４０−１０＝３０［ｋＨｚ］　・・・（ｍ）
となる。
【００５７】
従って、フィルタ回路６の設定周波数を５０［ｋＨｚ］とすれば、式（ｊ）及び（ｋ）の方法で合成された信号がフィルタ回路６を通過して中間周波増幅回路７へ出力される。
【００５８】
ここで、同期検波方式によって検波を行っていることから、ｆ０’＝ｆｉ＝５０ｋＨｚとなる必要がある。従って、分周回路１２において、ｆ０’＝５０ｋＨｚの信号を５分周してｆ０＝１０ｋＨｚとすることにより、２周波の電波を受信するための局部発信周波数ｆ０の信号を生成することができる。
【００５９】
また、局部発振周波数ｆ０＝５０［ｋＨｚ］の固定値としたときに周波数変換回路４から出力される信号の周波数は、
ｆ１＋ｆ０＝６０＋５０＝１１０［ｋＨｚ］　・・・（ｎ）
又は、　ｆ１−ｆ０＝６０−５０＝１０［ｋＨｚ］　・・・（ｏ）
ｆ２＋ｆ０＝４０＋５０＝９０［ｋＨｚ］　・・・（ｐ）
又は、　ｆ２−ｆ０＝４０−５０＝−１０［ｋＨｚ］　・・・（ｑ）
となる。
【００６０】
ここで、信号の合成によって正負２つの周波数が発生することから、式（ｑ）の値は絶対値としてもよい。従って、フィルタ回路６の設定周波数を１０［ｋＨｚ］とすれば、式（ｏ）及び（ｑ）の方法で合成された信号がフィルタ回路６を通過して中間周波増幅回路７へ出力される。
【００６１】
この場合、分周回路１２を逓倍回路として（図示略）、ｆ０’（＝ｆｉ）＝１０ｋＨｚの信号を５逓倍してｆ０＝５０ｋＨｚとすることにより、２周波の電波を受信するための局部発信周波数ｆ０の信号を生成することができる。
【００６２】
以上のように、同期検波回路１０の備える発振回路１１０から出力される信号を分周或いは逓倍することによって局部発振周波数ｆ０の信号を生成することにより、局部発振周波数ｆ０の信号を出力する発振回路を別個に備える必要がない。このため、回路の縮小化及び簡単化を図ることができ、消費電力も削減することができる。尚、位相シフト回路１１は同期検波回路１０の内部に備えるようにしてもよい。
【００６３】
〔第３の実施の形態〕
第２の実施の形態では、同期検波回路１０が備える発振回路１１０を利用して局部発振周波数ｆ０の信号を生成したが、本実施の形態では、局部発振回路５の出力する信号を同期検波回路１０の検波に用いる電波受信装置９３０について説明する。尚、第３の実施の形態における電波時計の構成は、図１の電波時計９００を構成する電波受信装置９１７を、図５に示した電波受信装置９３０に置き換えた構成と同様である。従って、以下、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
図５は、本実施の形態における電波受信装置９３０の回路ブロック図である。同期検波部４０は、局部発振回路５、逓倍回路１３及び同期検波回路１４を備える。逓倍回路１３は、局部発振回路５から局部発振周波数ｆ０の信号を入力し、その信号を逓倍する。そして逓倍された周波数ｆ０’の信号を同期検波回路１４に出力する。
【００６５】
同期検波回路１４は、逓倍回路１３から入力した周波数ｆ０’の信号を用いて、中間周波増幅回路７から入力した信号よりベースバンド信号を検出し、周波数ｆｄの信号をタイムコード変換部９１０へ出力する。また同期検波回路１４は、中間周波増幅回路７から信号が入力されるか否かを判別する。例えば、アンテナ１が周波数ｆ２の信号を受信した場合、周波数選択回路２は周波数ｆ１の信号を選択するように初期設定されているため、周波数ｆ２の信号を高周波増幅回路３に出力しない。そこで、同期検波回路１４は信号が入力されるか否かを判別し、判別結果を信号Ｓ４として周波数選択回路２に出力する。この信号Ｓ４に基づいて、周波数選択回路２は選択する周波数をｆ１からｆ２へ或いはｆ２からｆ１へ切り替える。
【００６６】
また、中間周波増幅回路７及び逓倍回路１３から出力される信号の位相を合わせるために、同期検波回路１４は局部発振回路５に信号Ｓ５を出力する。信号Ｓ５は、局部発振回路５の出力信号の位相に対する調整指示信号であり、信号Ｓ５を入力した局部発振回路５は出力する信号の位相を調整する。
【００６７】
次に、局部発振周波数ｆ０、中間周波数ｆｉおよび逓倍回路１３の関係を説明する。電波受信装置９３０では周波数ｆ１及びｆ２の２周波の電波を受信するため、局部発振周波数ｆ０、周波数ｆ１及びｆ２において、式（４）又は（６）の関係が成立することを前提とする。従って、局部発振周波数ｆ０を式（４）としたとき、式（１）より、
ｆｉ＝ｆ１−ｆ０
＝ｆ１−｛（ｆ１＋ｆ２）／２｝
＝（ｆ１−ｆ２）／２　・・・（１１）
が成立する。また、局部発振周波数ｆ０を式（６）としたとき、
ｆｉ＝ｆ１−ｆ０
＝ｆ１−｛（ｆ１−ｆ２）／２｝
＝（ｆ１＋ｆ２）／２　・・・（１２）
が成立する。
【００６８】
周波数ｆ１＝６０ｋＨｚ、周波数ｆ２＝４０ｋＨｚとし、局部発振周波数ｆ０＝１０ｋＨｚの固定値としたときに周波数変換回路４から出力される信号の周波数は、
ｆ１＋ｆ０＝６０＋１０＝７０［ｋＨｚ］　・・・（ｒ）
又は、　ｆ１−ｆ０＝６０−１０＝５０［ｋＨｚ］　・・・（ｓ）
ｆ２＋ｆ０＝４０＋１０＝５０［ｋＨｚ］　・・・（ｔ）
又は、　ｆ２−ｆ０＝４０−１０＝３０［ｋＨｚ］　・・・（ｕ）
となる。
【００６９】
従って、フィルタ回路６の設定周波数を５０［ｋＨｚ］とすれば、式（ｓ）及び（ｔ）の方法で合成された信号がフィルタ回路６を通過して中間周波増幅回路７へ出力される。
【００７０】
ここで、同期検波回路１４に入力される信号の周波数ｆ０’は、搬送波の周波数、即ち中間周波数ｆｉと同一である必要があるため、ｆ０’＝ｆｉ＝５０ｋＨｚとしなければならない。従って、逓倍回路１３において、ｆ０＝１０ｋＨｚの信号を５逓倍してｆ０’＝５０ｋＨｚとする。そして逓倍した信号を同期検波回路１４に出力する。
【００７１】
また、局部発振周波数ｆ０＝５０［ｋＨｚ］の固定値としたときに周波数変換回路４から出力される信号の周波数は、
ｆ１＋ｆ０＝６０＋５０＝１１０［ｋＨｚ］　・・・（ｖ）
又は、　ｆ１−ｆ０＝６０−５０＝１０［ｋＨｚ］　・・・（ｗ）
ｆ２＋ｆ０＝４０＋５０＝９０［ｋＨｚ］　・・・（ｘ）
又は、　ｆ２−ｆ０＝４０−５０＝−１０［ｋＨｚ］　・・・（ｙ）
となる。
【００７２】
ここで、信号の合成によって正負２つの周波数が発生するが、式（ｙ）の値は絶対値としてもよい。従って、フィルタ回路６の設定周波数を１０［ｋＨｚ］とすれば、式（ｗ）及び（ｙ）の方法で合成された信号がフィルタ回路６を通過して中間周波増幅回路７へ出力される。
【００７３】
この場合、逓倍回路１３を分周回路とすれば（図示略）、ｆ０＝５０ｋＨｚの信号を５分周してｆ０’＝１０ｋＨｚとすることができ、周波数ｆ０が中間周波数ｆｉと一致するために同期検波を行うことができる。
【００７４】
以上のように、局部発振回路５から出力される信号を逓倍或いは分周することによって同期検波回路１４を動作させることにより、同期検波回路１４に発振回路を設置する必要がない。このため、回路の縮小化及び簡単化を図ることができ、発振回路を共有することから、消費電力も削減することができる。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、異なる周波数の電波を受信しても、発振手段から出力する信号を一定として、周波数の固定的な中間周波数信号を出力することができる。即ち、受信した電波の周波数に応じて発振手段から出力する信号の周波数を変化させるため複雑な回路等が必要ない。このため、回路の複雑化を防ぎ、回路数を削減できる。従って、回路面積の縮小、コストの削減等を図ることができる。
【００７６】
請求項２に記載の発明によれば、発振手段から出力する信号の周波数を、第１の電波及び第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数とすることにより、２つの異なる周波数の電波が受信可能となる。
【００７７】
請求項３に記載の発明によれば、発振手段から出力される信号の周波数を一定として、２周波の電波を受信可能な電波受信装置を実現できる。即ち、受信した電波の周波数に応じて発振手段から出力される信号の周波数を変化させるため複雑な回路等が必要ない。このため、回路の複雑化を防ぎ、回路数を削減できる。従って、回路面積の縮小、コストの削減等を図ることができる。
【００７８】
請求項４及び５に記載の発明によれば、１つの発振手段によって周波数変換手段と検波手段とを動作させることができる。従って、周波数変換手段および検波手段の夫々に対応する発振手段を設置する必要がないため、回路数及び回路面積を削減することができる。また、発振手段を共有することにより、例えば、水晶振動子１個で電波受信装置を動作させることができるため、回路動作を安定にすることができ、コストも削減することができる。
【００７９】
請求項６に記載の発明によれば、多周波の電波を１つの電波受信装置で受信するため、電波時計の小型化やコスト削減を図ることができる。また、回路数の削減によって消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電波時計の内部構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態における電波受信装置の回路ブロック図。
【図３】周波数変換処理の動作を示すフローチャート。
【図４】第２の実施の形態のおける電波受信装置の回路ブロック図。
【図５】第３の実施の形態における電波受信装置の回路ブロック図。
【図６】長波標準電波のタイムコードを示した図。
【符号の説明】
９０７、９２０、９３０　　受信制御部
１　　アンテナ
２　　周波数選択回路
３　　高周波増幅回路
４　　周波数変換回路
５　　局部発振回路
６　　フィルタ回路
７　　中間周波増幅回路
８　　検波回路
１０、１４　　同期検波回路
１１　位相シフト回路
１２　分周回路
１３　逓倍回路
１１０　発振回路
９０１　ＣＰＵ
９０２　入力部
９０３　表示部
９０５　ＲＡＭ
９０６　ＲＯＭ
９０８　計時回路部
９０９　発振回路部

Claims

電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換し出力する電波受信手段と、
単一周波数の信号を出力する発振手段と、
前記電波受信手段より出力された電気信号と前記発振手段より出力された信号とを合成して、中間周波数信号を出力する周波数変換手段と、
この周波数変換手段から出力された前記中間周波数信号を復調する検波手段と、
を具備して構成される電波受信装置において、
前記周波数変換手段は、前記電波受信手段で受信した異なる周波数の信号のうち、一の信号と前記発振手段から出力された単一周波数の信号を合成して周波数の固定的な前記中間周波数信号を出力することを特徴とする電波受信装置。
前記発振手段は、前記電波受信手段で受信した第１の電波及び第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を出力することを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
周波数の異なる第１の電波及び第２の電波を受信可能であり、受信した前記電波を電気信号に変換することにより、前記第１の電波又は前記第２の電波の電気信号を出力する電波受信手段と、
この電波受信手段から出力された前記第１の電波及び前記第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を出力する発振手段と、
前記電波受信手段より出力された電気信号と前記発振手段より出力された信号とを合成して、中間周波数信号を出力する周波数変換手段と、
この周波数変換手段から出力された前記中間周波数信号を復調する検波手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。
前記発振手段は前記第１の電波及び前記第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を逓倍或いは分周して出力し、
前記検波手段は前記発振手段による逓倍或いは分周前の前記信号を入力して同期検波方式によって前記中間周波数信号を復調することを特徴とする請求項２又は３に記載の電波受信装置。
前記発振手段は前記第１の電波及び前記第２の電波の周波数の相加平均と差分の平均とのいずれか一方の周波数となる信号を出力し、
前記検波手段は前記発振手段による逓倍或いは分周後の前記信号を入力して同期検波方式によって前記中間周波数信号を復調することを特徴とする請求項２又は３に記載の電波受信装置。
前記第１の電波及び前記第２の電波は時刻データを含む長波標準電波であり、請求項２〜５のいずれか一項に記載の電波受信装置を具備することを特徴とする電波時計。