JP2004088341A - 電波受信装置及び電波時計 - Google Patents

Abstract

【課題】受信回路構成を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。
【解決手段】アンテナ１の受信する複数の周波数をｆ１、ｆ２、・・・ｆｎ（ｎは２以上の整数）としたとき、
（｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０
（ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数）を満たす局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを算出する。これにより、局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを固定値とし、１つの電波受信装置で多周波の電波を受信することができる。
【選択図】　　図５

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８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８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周波以上の電波を受信可能にする場合、上述のように夫々の周波数に対応するストレート受信回路を設置する必要があるため、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、受信回路構成を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、この発振手段より出力された信号を逓倍する逓倍手段（例えば、図２の逓倍回路９）と、前記電波受信手段より出力された電気信号と前記逓倍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、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、一の信号と前記逓倍手段から出力された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可能な複数の電波の各周波数（ｆ１、・・・ｆｎ（ｎは２以上の整数））と、前記中間周波数ｆｉとの関係が、
（｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０
（但し、ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数）
を満たす周波数ｆ０を前記単一周波数とする周波数決定手段を備え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、受信可能な複数の電波の各周波数（ｆ１、・・・ｆｎ（ｎは２以上の整数））と、前記中間周波数ｆｉとの関係が、
（｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０
（但し、ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数）
を満たす周波数ｆ０を局部発振周波数とすることにより、局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを固定値として、１つの電波受信装置で２周波以上の電波を受信することができる。
【００１０】
また請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電波受信装置であって、正の整数ｐ１〜ｐｎの内、何れか１つの整数を選択する選択手段（例えば、図１のＣＰＵ９０１）を更に備え、前記逓倍手段は、前記発振手段により出力される単一周波数の信号を、前記選択手段により選択された整数倍に逓倍して出力する周波数逓倍手段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、単一周波数を逓倍して出力することにより、複数の周波数が受信可能な電波受信装置において、局部発振周波数ｆ０を固定値として、中間周波数ｆｉを一定とすることができる。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。
【００１２】
請求項４に記載の発明の電波受信装置は、周波数の異なる複数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、前記複数の電波の電気信号を出力する電波受信手段（例えば、図５のアンテナ１及び周波数選択回路２）と、前記電波受信手段で受信可能な複数の電波の各周波数（ｆ１、・・・ｆｎ（ｎは２以上の整数））と、前記中間周波数ｆｉとの関係が、
（｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０
（但し、ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数）
を満たす周波数ｆ０の信号を出力する発振手段（例えば、図５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の高調波とを合成して、前記中間周波数信号を出力する周波数変換手段（例えば、図５の周波数変換回路４）と、前記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５の検波回路８）と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
この請求項４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固定値とし、当該信号の高調波と受信した信号から周波数の固定的な中間周波数信号を作ることができる。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高調波を選択して中間周波数を出力する為、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。
【００１４】
請求項５に記載の発明の電波時計は、前記受信手段は時刻データを含む長波標準電波を受信する手段である、請求項１〜４の何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。
【００１５】
この請求項５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。
【００１６】
【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、電波を受信するための装置であれば、これに限らない。
【００１７】
〔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、発振回路部９０９及びタイムコード変換部９１０によって構成されており、発振回路部９０９を除く各部はバス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。
【００１８】
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、ＲＯＭ９０６内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ９０５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。またＣＰＵ９０１は、特許請求の範囲における選択手段としての機能を有する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、切替プログラム９１６を記憶する。切替プログラム９１６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ためのプログラムである。
【００２２】
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出力する。
【００２３】
計時回路部９０８は、発振回路部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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、検波回路８及び逓倍回路９を備える。
【００２６】
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。
【００２７】
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。アンテナ１及び周波数選択回路２は、特許請求の範囲における電波受信手段としての機能を有する。
【００２８】
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。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、逓倍回路９から入力した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、特許請求の範囲における周波数変換手段としての機能を有する。
【００２９】
局部発振回路５は、局部発振周波数ｆ０の信号を生成し、逓倍回路９に出力する。また局部発振回路５は、特許請求の範囲における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。更に、図示していないが、局部発振回路５は特許請求の範囲における周波数決定手段としての機能を持つ回路を有する。
【００３０】
逓倍回路９は、ＣＰＵ９０１から出力される信号Ｓ２に基づいて、局部発振回路５から入力した信号を逓倍し、出力する。また逓倍回路９は、特許請求の範囲における逓倍手段としての機能を有する。更に、図示していないが、逓倍回路９は特許請求の範囲における周波数逓倍手段としての機能を持つ回路を有する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。また検波回路８は、特許請求の範囲における検波手段としての機能を有する。
【００３３】
更に検波回路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いという問題が発生する。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ＣＰＵ９０１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、逓倍回路９は局部発振回路５から入力した信号に対する逓倍数を切り替える。
【００３４】
また、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。
【００３５】
上述のような問題を解決するために、ＣＰＵ９０１は予め設定された所定のタイミング等において、切替プログラム９１６の実行を開始し、切替処理を行う。図３は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は、検波回路８から信号Ｓ１が入力されたか否かを判断する（ステップＡ１）。信号Ｓ１は、検波回路８に中間周波増幅回路７から信号の入力がない場合、検波回路８がＣＰＵ９０１に対して出力する信号である。ＣＰＵ９０１に信号Ｓ１が入力された場合（ステップＡ１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ９０１はステップＡ３へ処理を進める。
【００３６】
ＣＰＵ９０１に信号Ｓ１の入力がない場合（ステップＡ１：Ｎｏ）、ＣＰＵ９０１はタイムコード変換部９１０から出力された信号が正常な標準タイムコードであるか否かを判断する（ステップＡ２）。タイムコード変換部９１０から正常な標準タイムコードが出力されたと判断した場合（ステップＡ２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ９０１は処理を終了する。一方、タイムコード変換部９１０から正常な標準タイムコードが出力されなかった場合（ステップＡ２：Ｎｏ）、ＣＰＵ９０１は周波数選択回路２及び逓倍回路９に信号Ｓ２を出力する（ステップＡ３）。周波数選択回路２は信号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。逓倍回路９も信号Ｓ２に基づいて、局部発振周波数ｆ０の倍数を切り替える。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】
局部発振周波数ｆ０を一定として、例えば周波数変換回路４はアンテナ１によって受信された周波数ｆ１の信号と局部発振周波数ｆ０を逓倍回路９においてｎ逓倍した周波数ｎｆ０の信号とを合成して中間周波数ｆｉの信号を出力することとする。また、周波数ｆ２の信号と局部発振周波数ｆ０を逓倍回路９においてｍ逓倍した周波数ｍｆ０の信号とを合成して中間周波数ｆｉの信号を出力することとする。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８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。従って、
ｆｉ＝｜ｆ１±ｎｆ０｜　　又は　　ｆｉ＝｜ｆ２±ｍｆ０｜　・・・（１）
が成り立つ。
【００４０】
そして式（１）より、以下の４式の組み合わせが成り立つ。
ｆｉ＝ｆ１＋ｎｆ０　　又は　　ｆｉ＝ｆ２＋ｍｆ０　　　　　・・・（２）
ｆｉ＝ｆ１＋ｎｆ０　　又は　　ｆｉ＝｜ｆ２−ｍｆ０｜　　　・・・（３）
ｆｉ＝｜ｆ１−ｎｆ０｜　　又は　　ｆｉ＝ｆ２＋ｍｆ０　　　・・・（４）
ｆｉ＝｜ｆ１−ｎｆ０｜　　又は　　ｆｉ＝｜ｆ２−ｍｆ０｜　・・・（５）
従って、式（２）より
ｆ１＋ｎｆ０＝ｆ２＋ｍｆ０
ｆ１−ｆ２＝（ｍ−ｎ）ｆ０
ｆ０＝（ｆ１−ｆ２）／（ｍ−ｎ）　　・・・（６）
【００４１】
同様に、式（３）より
ｆ１＋ｎｆ０＝｜ｆ２−ｍｆ０｜
ｆ１＋ｎｆ０＝ｆ２−ｍｆ０
ｆ１−ｆ２＝−（ｍ＋ｎ）ｆ０
ｆ０＝（ｆ１−ｆ２）／｛−（ｍ＋ｎ）｝　　・・・（７）
又は
ｆ１＋ｎｆ０＝−（ｆ２−ｍｆ０）
ｆ１＋ｆ２＝（ｍ−ｎ）ｆ０
ｆ０＝（ｆ１＋ｆ２）／（ｍ−ｎ）　　・・・（８）
【００４２】
同様に、式（５）より
｜ｆ１−ｎｆ０｜＝｜ｆ２−ｍｆ０｜
ｆ１−ｎｆ０＝ｆ２−ｍｆ０
ｆ１−ｆ２＝−（ｍ−ｎ）ｆ０
ｆ０＝（ｆ１−ｆ２）／｛−（ｍ−ｎ）｝　　・・・（９）
又は
ｆ１−ｎｆ０＝−（ｆ２−ｍｆ０）
ｆ１＋ｆ２＝（ｍ＋ｎ）ｆ０
ｆ０＝（ｆ１＋ｆ２）／（ｍ＋ｎ）　　・・・（１０）
【００４３】
尚、式（４）を展開した式は、式（７）及び式（８）と同義の式となるため、省略する。また、式（６）と式（９）も同義の式となる。従って、式（７）〜（１０）について、一例としてｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］を代入して局部発振周波数ｆ０を求める。式（７）より、例えばｎ＝１、ｍ＝２の時、
ｆ０＝６．６６６［ｋＨｚ］　　・・・（１１）
同様に式（８）より、
ｆ０＝１００［ｋＨｚ］　　・・・（１２）
式（９）より
ｆ０＝２０［ｋＨｚ］　　・・・（１３）
式（１０）より
ｆ０＝３３．３３３［ｋＨｚ］　　・・・（１４）
となる。
【００４４】
以上のように局部発振周波数ｆ０を設定することによって、周波数変換回路４にｆ１＝４０［ｋＨｚ］或いはｆ２＝６０［ｋＨｚ］の何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。
【００４５】
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。例えば、ｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］とし、局部発振周波数を式（１２）よりｆ０＝１００［ｋＨｚ］の固定値とする。そしてｎ＝１、ｍ＝２の時、周波数変換回路４から出力される信号の中間周波数ｆｉは、
ｆ１＋ｎｆ０＝４０＋１００＝１４０［ｋＨｚ］　・・・（ａ）
又は、｜ｆ１−ｎｆ０｜＝｜４０−１００｜＝６０［ｋＨｚ］　・・・（ｂ）
ｆ２＋ｍｆ０＝６０＋２×１００＝２６０［ｋＨｚ］　・・・（ｃ）
又は、｜ｆ２−ｍｆ０｜＝｜６０−２×１００｜＝１４０［ｋＨｚ］　・・・（ｄ）
となる。
【００４６】
この場合、フィルタ回路６の設定周波数を１４０［ｋＨｚ］とすれば、式（ａ）及び（ｄ）の方法で合成された信号のみがフィルタ回路６を通過して中間周波増幅回路７へ出力される。一方、式（ｂ）及び（ｃ）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。
【００４７】
ここで、例えば、逓倍回路９は入力された局部発振周波数ｆ０の信号をそのまま周波数変換回路４に出力するように初期設定されているとする。まず、アンテナ１によって周波数ｆ１＝４０［ｋＨｚ］の信号が受信されると、上述したように周波数選択回路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、周波数変換回路４において、周波数ｆ１＝４０［ｋＨｚ］の信号と周波数ｆ０の信号とが合成される。そして、式（ａ）の方法で合成された信号のみがフィルタ回路６を通過し、中間増幅回路７に出力される。
【００４８】
一方、アンテナ１によって周波数ｆ２＝６０［ｋＨｚ］の電波信号が受信された場合、上述したようにＣＰＵ９０１から信号Ｓ２が出力され、周波数選択回路２は選択する周波数をｆ１からｆ２に切り替える。また逓倍回路９も信号Ｓ２に基づいて、入力された信号を２逓倍して出力するように設定を切り替える。従って、周波数変換回路４において、周波数ｆ２＝６０［ｋＨｚ］の信号と周波数２ｆ０＝２００［ｋＨｚ］の信号とが合成される。そして、式（ｄ）の方法で合成された信号のみがフィルタ回路６を通過し、中間増幅回路７に出力される。
【００４９】
また、同様にｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］とし、局部発振周波数を式（１２）よりｆ０＝１００［ｋＨｚ］の固定値とする。そして例えばｎ＝２、ｍ＝１とした場合、周波数変換回路４から出力される信号の中間周波数ｆｉは、
ｆ１＋ｎｆ０＝４０＋２×１００＝２４０［ｋＨｚ］　・・・（ｅ）
又は、｜ｆ１−ｎｆ０｜＝｜４０−２×１００｜＝１６０［ｋＨｚ］　・・・（ｆ）
ｆ２＋ｍｆ０＝６０＋１００＝１６０［ｋＨｚ］　・・・（ｇ）
又は、｜ｆ２−ｍｆ０｜＝｜６０−１００｜＝４０［ｋＨｚ］　・・・（ｈ）
となる。
【００５０】
この場合、フィルタ回路６の設定周波数を１６０［ｋＨｚ］とすれば、式（ｆ）及び（ｇ）の方法で合成された信号のみフィルタ回路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（ｈ）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。
【００５１】
このように、式（１１）、（１３）及び（１４）に示す局部発振周波数ｆ０についてもｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］として中間周波数ｆｉを求めると、
ｆ０＝６．６６６［ｋＨｚ］　　・・・式（１１）の時、
ｎ＝１、ｍ＝２の時は、ｆｉ＝４６．６６６［ｋＨｚ］となり
ｎ＝２、ｍ＝１の時は、ｆｉ＝５３．３３３［ｋＨｚ］となる。
ｆ０＝２０［ｋＨｚ］　　・・・式（１３）の時、
ｎ＝１、ｍ＝２の時は、ｆｉ＝２０［ｋＨｚ］となり
ｎ＝２、ｍ＝１の時は、ｆｉ＝８０［ｋＨｚ］となる。
ｆ０＝３３．３３３［ｋＨｚ］　　・・・式（１４）の時、
ｎ＝１、ｍ＝２の時は、ｆｉ＝６．６６６［ｋＨｚ］となり
ｎ＝２、ｍ＝１の時は、ｆｉ＝２６．６６６［ｋＨｚ］となる。
従って、各局部発振周波数ｆ０について一定の中間周波数ｆｉを出力することができる。ここで、電波受信装置９１７における局部発振周波数ｆ０と中間周波数ｆｉの組み合わせは、局部発振周波数ｆ０の基本波或いは高調波妨害、イメージ周波数受信、ノイズ状況、フィルタ回路６におけるフィルタの実現度等を考慮して決定される。
【００５２】
尚、周波数変換回路４に入力される信号の周波数に基づいて、局部発振回路５から出力される局部発振周波数ｆ０のｎ次高調波を選択して中間周波数ｆｉを出力してもよい。この場合、図４に示すような電波受信装置９１７ａによって実現可能である。図２に示す電波受信装置９１７との相違点は、逓倍回路９の有無である。つまり、電波受信装置９１７ａにおいて、局部発振回路５から出力される局部発振周波数ｆ０の信号は周波数変換回路４に出力される。そして周波数変換回路４は、高周波増幅回路３から入力された信号の周波数に応じて局部発振周波数ｆ０の信号の高調波を選択し、選択した局部発振周波数ｆ０の信号の高調波と、高周波増幅回路３から入力された信号を合成して、一定の中間周波数ｆｉの信号を出力する。この場合、逓倍回路の設置の必要がないため、回路全体の面積縮小、消費電力の削減を図ることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、例えば４０［ｋＨｚ］及び６０［ｋＨｚ］の２周波の電波が受信可能な電波受信装置９１７について説明したが、本実施の形態では、局部発振周波数ｆ０を固定として、３周波の電波が受信可能な電波受信装置９１７ｂ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ＣＰＵ９０１をＣＰＵ９０１ｂに置き換え、電波受信装置９１７を図５に示した電波受信装置９１７ｂ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。
【００５５】
図５は、本実施の形態における電波受信装置９１７ｂの回路ブロック図である。ＣＰＵ９０１ｂは、入力部９０２を構成するスイッチ等によって入力される識別信号を入力する。識別信号とは、例えば、電波時計を使用する国を示す信号等である。
【００５６】
次に電波受信装置９１７ｂにおいて、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の設定方法を説明する。上述した式（１）〜（５）より、アンテナ１の受信する周波数が２周波以上の場合、以下の式（１５）のような関係を満たす局部発振周波数ｆ０を算出することによって、一定の中間周波数ｆｉを出力することができる。
（｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０・・・（１５）
ここで、ｎは２以上の整数、ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数である。本実施の形態においては、３周波の電波を受信可能な電波受信装置であるから、

を満たす局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを求めればよい。具体的には、ｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］、ｆ３＝７７．５［ｋＨｚ］（ドイツにおけるタイムコード入り長波標準電波の周波数）を式（１６）に代入すると、

【００５７】
式（１７）において、ｐ１、ｐ２及びｐ３が正の整数となるｆｉを求める。一例として、ｆｉ＝２２．５［ｋＨｚ］とすると、

更に式（１８）を満たすような分母の加減符号を選択すると、
（６２．５／ｐ１）＝（３７．５／ｐ２）＝（１００／ｐ３）・・・（１９）
【００５８】
従って、ｐ１＝５、ｐ２＝３、ｐ３＝８とすれば、ｆ０＝１２．５［ｋＨｚ］となる。即ち、ｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］、ｆ３＝７７．５［ｋＨｚ］の時、局部発振周波数ｆ０を１２．５［ｋＨｚ］の固定値とし、周波数変換回路４に周波数ｆ１の信号が入力される場合は局部発振周波数ｆ０を５逓倍、周波数ｆ２の信号が入力される場合は３逓倍、周波数ｆ３の信号が入力される場合は８逓倍することにより、一定の中間周波数ｆｉ＝２２．５［ｋＨｚ］を出力することができる。
【００５９】
次に、本実施の形態における電波時計の動作について説明する。一例として、日本のタイムコード入り長波標準電波の周波数であるｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］と、ドイツのタイムコード入り長波標準電波の周波数であるｆ３＝７７．５［ｋＨｚ］の３周波の電波が受信可能であることとする。また、周波数選択回路２は、初期設定として周波数ｆ１の信号を選択し、逓倍回路９は局部発振周波数ｆ０を５逓倍して出力するように設定されていることとする。
【００６０】
ここで、アンテナ１が周波数ｆ２の信号を受信した場合、タイムコード変換部９１０が正常な標準タイムコードを出力しなかった場合、或いは入力部９０２から電波時計を使用する国が日本からドイツに移行したことを示す識別信号が入力された場合、周波数選択回路２において選択される周波数と、逓倍回路９における局部発振周波数ｆ０の倍数とを切り替える必要がある。
【００６１】
そこで、ＣＰＵ９０１ｂは予め設定された所定のタイミング等において、切替プログラムの実行を開始し、切替処理を行う。図６は本実施の形態の切替処理に係る電波時計の動作フローを示す図である。まずＣＰＵ９０１ｂは、検波回路８から信号Ｓ１が入力されたか否かを判断する（ステップＢ１）。ＣＰＵ９０１ｂに信号Ｓ１が入力された場合（ステップＢ１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ９０１ｂはステップＢ４へ処理を進める。
【００６２】
ＣＰＵ９０１ｂに信号Ｓ１の入力がない場合（ステップＢ１：Ｎｏ）、ＣＰＵ９０１ｂはタイムコード変換部９１０から出力された信号が正常な標準タイムコードであるか否かを判断する（ステップＢ２）。タイムコード変換部９１０から正常な標準タイムコードが出力されなかった場合（ステップＢ２：Ｎｏ）、ＣＰＵ９０１ｂはステップＢ４へ処理を進める。
【００６３】
一方、タイムコード変換部９１０から正常な標準タイムコードが出力された場合（ステップＢ２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ９０１ｂは識別信号が入力されたか否かを判別する（ステップＢ３）。識別信号の入力がない場合（ステップＢ３：Ｎｏ）、ＣＰＵ９０１ｂは処理を終了する。一方、識別信号の入力があった場合（ステップＢ３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ９０１ｂは周波数選択回路２及び逓倍回路９に信号Ｓ３を出力する（ステップＢ３）。そして、ＣＰＵ９０１ｂは処理を終了する。
【００６４】
以上のようにＣＰＵ９０１ｂが信号Ｓ３を出力することによって、周波数選択回路２は選択する周波数をｆ１、ｆ２或いはｆ３から選択する。また、逓倍回路９も信号Ｓ３に基づいて、局部発振周波数ｆ０の倍数を選択する。選択の方法の一例として、信号Ｓ３に周波数ｆ１、ｆ２及びｆ３に対応付けたパルスパターンを持たせ、各パルスパターンに応じて選択する周波数、倍数を決定させるようにしてもよい。
【００６５】
次に、電波受信装置９１７ｂの動作について説明する。上述と同様に、一例として、ｆ１＝４０［ｋＨｚ］、ｆ２＝６０［ｋＨｚ］及びｆ３＝７７．５［ｋＨｚ］の３周波の電波が受信可能な電波受信装置９１７ｂとし、局部発振周波数ｆ０を１２．５［ｋＨｚ］の固定値、中間周波数ｆｉ＝２２．５［ｋＨｚ］とする。アンテナ１によって周波数ｆ１＝４０［ｋＨｚ］の信号が受信されると、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、周波数変換回路４において、周波数ｆ１＝４０［ｋＨｚ］の信号と局部発振周波数ｆ０を５逓倍した６２．５［ｋＨｚ］の信号とが合成される。そして、合成によって出力された周波数２２．５［ｋＨｚ］の信号のみがフィルタ回路６を通過し、中間増幅回路７に出力される。
【００６６】
一方、アンテナ１によって周波数ｆ２＝６０［ｋＨｚ］の電波信号が受信された場合、周波数選択回路２は周波数ｆ１＝４０［ｋＨｚ］の信号を選択するように初期設定されている為、検波回路８には信号が入力されない。従って、検波回路８は信号Ｓ１をＣＰＵ９０１ｂに出力する。すると、上述したようにＣＰＵ９０１ｂから信号Ｓ３が出力され、周波数選択回路２は選択する周波数をｆ１からｆ２に切り替える。また逓倍回路９も信号Ｓ２に基づいて、局部発振周波数ｆ０を３逓倍して出力するように設定を切り替える。従って、周波数変換回路４において、周波数ｆ２＝６０［ｋＨｚ］の信号と３７．５［ｋＨｚ］の信号とが合成される。そして、周波数２２．５［ｋＨｚ］の信号のみがフィルタ回路６を通過し、中間増幅回路７に出力される。
【００６７】
更に、ＣＰＵ９０１ｂに電波時計の使用国を示す識別信号が入力された場合、上述したようにＣＰＵ９０１ｂから信号Ｓ３が出力され、周波数選択回路２は選択する周波数をｆ１或いはｆ２からｆ３に切り替える。また逓倍回路９も信号Ｓ２に基づいて、局部発振周波数ｆ０を８逓倍して出力するように設定を切り替える。従って、周波数変換回路４において、周波数ｆ２＝７７．５［ｋＨｚ］の信号と１００［ｋＨｚ］の信号とが合成される。そして、周波数２２．５［ｋＨｚ］の信号のみがフィルタ回路６を通過し、中間増幅回路７に出力される。
【００６８】
以上のように、式（１５）を満たす局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを設定することにより、３周波の電波を受信可能な電波受信装置を実現できる。また、本実施の形態では３周波の電波を受信可能な電波受信装置について説明したが、式（１５）を用いることにより、１つの電波受信装置で４周波以上の電波を受信できることは言うまでもない。
【００６９】
尚、周波数変換回路４に入力される信号の周波数に基づいて、局部発振回路５から出力される局部発振周波数ｆ０のｎ次高調波を選択して中間周波数ｆｉを出力してもよい。この場合、図７に示すような電波受信装置９１７ｃによって実現可能である。図５に示す電波受信装置９１７ｂとの相違点は、逓倍回路９の有無である。つまり、電波受信装置９１７ｃにおいて、局部発振回路５から出力される局部発振周波数ｆ０の信号は周波数変換回路４に出力される。そして周波数変換回路４は、高周波増幅回路３から入力された信号の周波数に応じて局部発振周波数ｆ０の信号の高調波を選択し、選択した局部発振周波数ｆ０の信号の高調波と、高周波増幅回路３から入力された信号を合成して、一定の中間周波数ｆｉの信号を出力する。この場合、逓倍回路の設置の必要がないため、回路全体の面積縮小、消費電力の削減を図ることができる。
【００７０】
以上のように、式（１５）に基づいて局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを設定することにより、局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを固定値として１つの電波受信装置で３周波以上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。
【００７１】
以上、本発明を２つの実施の形態を用いて説明したが、上述の実施の形態について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、信号Ｓ２、Ｓ３をＣＰＵが出力することとしたが、検波回路８から信号Ｓ１を入力した場合に、信号Ｓ２や信号Ｓ３を出力する様にフリップフロップ回路等を用いた簡単な論理回路等で構成してもよい。
【００７２】
【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。
【００７３】
請求項２に記載の発明によれば、受信可能な複数の電波の各周波数（ｆ１、・・・ｆｎ（ｎは２以上の整数））と、前記中間周波数ｆｉとの関係が、
（｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０
（但し、ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数）
を満たす周波数ｆ０を局部発振周波数とすることにより、局部発振周波数ｆ０及び中間周波数ｆｉを固定値として、１つの電波受信装置で２周波以上の電波を受信することができる。
【００７４】
請求項３に記載の発明によれば、単一周波数を逓倍して出力することにより、複数の周波数が受信可能な電波受信装置において、局部発振周波数ｆ０を固定値として、中間周波数ｆｉを一定とすることができる。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。
【００７５】
請求項４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固定値とし、当該信号の高調波と受信した信号から周波数の固定的な中間周波数信号を作ることができる。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高調波を選択して中間周波数を出力する為、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５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】第１の実施の形態における切替処理の動作を示すフローチャート。
【図４】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の変形例。
【図５】第２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】第２の実施の形態における切替処理の動作を示すフローチャート。
【図７】第２の実施の形態における電波受信装置の回路ブロック図の変形例。
【図８】長波標準電波のタイムコードを示した図。
【符号の説明】
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
９　　逓倍回路
９０１、９０１ｂ　ＣＰＵ
９０２　入力部
９０３　表示部
９０５　ＲＡＭ
９０６　ＲＯＭ
９１６　　切替プログラム
９０７　受信制御部
９１７、９１７ａ、９１７ｂ、９１７ｃ　　電波受信装置
９０８　計時回路部
９０９　発振回路部
９１０　タイムコード変換部

Claims (5)

1. 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、
   この発振手段より出力された信号を逓倍する逓倍手段と、
   前記電波受信手段より出力された電気信号と前記逓倍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、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、一の信号と前記逓倍手段から出力された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。
2. 前記発振手段は、前記電波受信手段で受信可能な複数の電波の各周波数（ｆ１、・・・ｆｎ（ｎは２以上の整数））と、前記中間周波数ｆｉとの関係が、
   （｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０
   （但し、ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数）
   を満たす周波数ｆ０を前記単一周波数とする周波数決定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電波受信装置。
3. 正の整数ｐ１〜ｐｎの内、何れか１つの整数を選択する選択手段を更に備え、
   前記逓倍手段は、前記発振手段により出力される単一周波数の信号を、前記選択手段により選択された整数倍に逓倍して出力する周波数逓倍手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の電波受信装置。
4. 周波数の異なる複数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、前記複数の電波の電気信号を出力する電波受信手段と、
   前記電波受信手段で受信可能な複数の電波の各周波数（ｆ１、・・・ｆｎ（ｎは２以上の整数））と、中間周波数ｆｉとの関係が、
   （｜ｆ１±ｆｉ｜／ｐ１）＝・・・＝（｜ｆｎ±ｆｉ｜／ｐｎ）＝ｆ０
   （但し、ｐ１、・・・、ｐｎは正の整数）
   を満たす周波数ｆ０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の高調波とを合成して、前記中間周波数信号を出力する周波数変換手段と、
   前記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。
5. 前記受信手段は時刻データを含む長波標準電波を受信する手段である、請求項１〜４の何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。

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