JP2005062077A - 電波受信装置、電波時計及び中継器 - Google Patents

Abstract

【課題】 受信信号の周波数近傍のノイズを除去し、標準電波の受信感度を高めること。
【解決手段】第２フィルタ回路６８は、第１検波信号ｂを平滑化した第２検波信号ｃを振幅調整回路６９及び検波信号差分検出回路７０へ出力する。振幅調整回路６９は、第２検波信号ｃを元に同期信号を振幅変調し、振幅調整信号ｅを差分検出回路６０へ出力する。差分検出回路６０は、中間周波信号ａと振幅調整信号ｅとの差分である差分信号ｆを出力する。差分信号ｆは反転回路６１によって反転され、検波信号差分検出回路７０によって出力される制御パルス信号ｇに基づいて、加算回路６４へ出力される。加算回路６４は、反転された反転差分信号ｑと中間周波信号ａとを加算して補正信号ｈを出力する。同期検波回路６５は、補正信号ｈを検波して、同期検波信号ｉを出力する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電波受信装置、電波時計及び中継器に関する。

現在、各国（例えば日本、アメリカ、ドイツ等）では、時刻コード即ちタイムコード入り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１５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１５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周期６０秒のフレームで送出されている。

ところで、このような標準電波を受信し、計時回路の日時データを修正する、いわゆる電波時計が実用化されている。この電波時計が実際に受信する受信信号には、送信所から電波時計までの伝送過程において、標準電波には種々の信号（ノイズ）が混入・重畳してしまう。そのため、一般的には、バンドパスフィルタやローパスフィルタ等のフィルタを使用することで、標準電波以外の信号を除去している。

また、受信信号を一定周期でサンプリングし、そのサンプリング値の平均値から秒信号に対応する特定パターンを検出する際に、特定パターン以外のパターンが検出されるか否かにより、受信した標準電波に信号（ノイズ）が混入しているか否かを判定する手法が考案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−４８８８３号公報

しかし、特許文献１の手法は、信号（ノイズ）の混入有無の判定であるため、装置内部の回路へは信号（ノイズ）が伝搬されてしまう。

また、広く普及しているフィルタは一定の通過帯域を有している為、本来通過させたい標準電波の周波数の近傍にあるノイズ成分も通過させてしまう。

具体的には、標準電波の近傍にノイズが存在すると、短い時間では受信信号の位相が変化したものとみなされるため、標準電波ｆｄ及びノイズ信号ｆｕは、

と表される。従って、標準電波ｆｄにノイズ信号ｆｕが混入した受信信号ｆｄ＋ｆｕは、Ａ＞Ｂとすると、

となる。この受信信号ｆｄ＋ｆｕは、標準電波ｆｄにノイズや妨害で振幅変動を生じた信号として表され、図１４のＡＭ波のような波形となる。

一方、標準電波の周波数の近傍にあるノイズ成分を除去するためには、非常に狭小な帯域のみを通過させるフィルタを用いればよいとも考えられる。しかし、スカート特性の優れた、非常に狭小な帯域を通過させるフィルタを用いて電波時計を実現することは困難である。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、受信信号の周波数近傍のノイズを除去し、標準電波の受信感度を高めることである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
アンテナで受信した受信信号を増幅した信号を所定の発振信号と合成して中間周波信号（例えば、図６の中間周波信号ａ）に変換し、この変換された中間周波信号に基づく検波信号（例えば、図６の第１検波信号ｃ）を出力する電波受信装置において、
前記中間周波信号と同一周波数の信号を前記検波信号で振幅変調し、振幅調整信号（例えば、図６の振幅調整信号ｅ）として出力する振幅調整手段（例えば、図３の振幅調整回路６９）と、
前記中間周波信号と前記振幅調整信号との差分を検出し、検出した差分（例えば、図７の差分信号ｆ）で当該中間周波信号を補正する補正手段（例えば、図３の差分検出回路６０、加算回路６４）と、
この補正手段により補正された中間周波信号（例えば、図７の補正信号ｈ）を検波することにより得た信号（例えば、図７の同期検波信号ｉ）を前記検波信号として出力する検波手段（例えば、図３の同期検波回路６５）と、
を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、検波信号で振幅変調された振幅調整信号と、中間周波信号との差分で中間周波信号が補正され、補正後の信号を検波した信号が検波信号になるというフィードバックが形成される。このため、ノイズ信号が混入・重畳された受信信号を検波すると、そのノイズ部分の信号波形の変化によって中間周波信号が補正されることとなる。このため、当該ノイズを除去することができる。すなわち、非常に狭い帯域のフィルタを用いることなく、受信信号の周波数近傍のノイズを除去し、標準電波の受信感度を高めることができる。

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、
前記検波信号のエッジ部分を検出する検出手段（例えば、図３の検波信号差分検出回路７０）を更に備え、
前記補正手段は、前記検出手段によりエッジ部分が検出されている期間（例えば、図４の時刻ｔ１〜ｔ２）は前記中間周波信号の補正を行わず、検出されていない期間に前記中間周波信号の補正を行う補正切替手段（例えば、図３のスイッチ回路６３）を有することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、検波信号のエッジ部分が検出されていない期間のみに中間周波信号の補正が行われる。従って、検波信号に含まれる急激な変化（エッジ部分）が補正手段の補正によって減殺されることを防止できる。

請求項３に記載の発明は、
アンテナで受信した受信信号を増幅した信号を所定の発振信号と合成して中間周波信号（例えば、図１０の中間周波信号ａ）に変換し、この変換された中間周波信号に基づく検波信号（例えば、図１０の第１検波信号ｂ）を出力する電波受信装置において、
前記検波信号のエッジ部分を検出する検出手段（例えば、図８の検波信号差分検出回路７０）と、
この検出手段によりエッジ部分が検出されている期間（例えば、図１１の時刻ｔ６〜ｔ７）は前記中間周波信号を振幅変調せず、検出されていない期間に前記中間周波信号の振幅変調を行うことで前記中間周波数を補正した補正信号（例えば、図１１の振幅調整信号ｓ）を生成して出力する振幅調整手段（例えば、図８の振幅調整回路６９）と、
前記補正信号を検波することにより得た信号（例えば、図１１の同期検波信号ｉ）として出力する検波手段（例えば、図８の同期検波回路６５）と、
を備えることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、検波信号のエッジ部分が検出されている期間は中間周波信号を検波した信号が検波信号となり、エッジ部分が検出されていない期間は中間周波信号が振幅変調された後の補正信号を検波した信号が検波信号となってフィードバックが形成される。従って、検波信号のエッジ部分に対応する中間周波信号の部分はそのまま検波され、検波信号のエッジ部分以外に対応する中間周波信号の部分に対して補正が施される。また、補正手段による補正は、中間周波信号の振幅変調であるため、受信信号の周波数近傍のノイズが受信信号に混入・重畳された場合であっても、非常に狭小な帯域のフィルタを用いずに、当該ノイズを除去することが可能である。

請求項４に記載の電波時計は、
請求項１〜３の何れか一項に記載の電波受信装置と、
この電波受信装置から出力される信号に含まれる標準電波信号に基づいて標準タイムコードを生成するタイムコード生成手段（例えば、図１のタイムコード変換部１０９）と、
現在時刻を計数する時刻計数手段（例えば、図１の計時回路部１０５）と、
前記タイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードに基づいて前記時刻計数手段で計数される現在時刻データを修正する修正手段（例えば、図１のＣＰＵ１０２）と、
を備えることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られる電波時計を実現できる。

請求項５に記載の中継器は、
請求項１〜３の何れか一項に記載の電波受信装置と、
この電波受信装置から出力される信号に含まれる標準電波信号に基づいて標準タイムコードを生成するタイムコード生成手段（例えば、図１２のタイムコード変換部１０９）と、
このタイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードを送信する送信手段（例えば、図１２の送信部１２４）と、
を備えることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られる中継器を実現できる。

請求項１に記載の発明によれば、検波信号で振幅変調された振幅調整信号と、中間周波信号との差分で中間周波信号が補正され、補正後の信号を検波した信号が検波信号になるというフィードバックが形成される。このため、ノイズ信号が混入・重畳された受信信号を検波すると、そのノイズ部分の信号波形の変化によって中間周波信号が補正されることとなる。このため、当該ノイズを除去することができる。すなわち、非常に狭い帯域のフィルタを用いることなく、受信信号の周波数近傍のノイズを除去し、標準電波の受信感度を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、検波信号のエッジ部分が検出されていない期間のみに中間周波信号の補正が行われる。従って、検波信号に含まれる急激な変化（エッジ部分）が補正手段の補正によって減殺されることを防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、検波信号のエッジ部分が検出されている期間は中間周波信号を検波した信号が検波信号となり、エッジ部分が検出されていない期間は中間周波信号が振幅変調された後の補正信号を検波した信号が検波信号となってフィードバックが形成される。従って、検波信号のエッジ部分に対応する中間周波信号の部分はそのまま検波され、検波信号のエッジ部分以外に対応する中間周波信号の部分に対して補正が施される。また、補正手段による補正は、中間周波信号の振幅変調であるため、受信信号の周波数近傍のノイズが受信信号に混入・重畳された場合であっても、非常に狭小な帯域のフィルタを用いずに、当該ノイズを除去することが可能である。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られる電波時計を実現できる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られる中継器を実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図１〜図１３を用いて説明する。また、以下の実施形態においては、本発明を適用した電波時計及び中継器を例にとって説明するが、その他、電波を受信するための装置であれば、本発明を適宜適用可能である。

図１は、本発明を適用した電波時計１００の回路構成の一例を示すブロック図である。同図によれば、電波時計１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６、入力部１０８、計時回路部１１０、発振回路部１１２、受信制御部１１４、タイムコード変換部１１８及び表示部１２０を備えて構成されており、発振回路部１１２を除く各部はバス１２２によって接続されている。

ＣＰＵ１０２は、所定のタイミング或いは入力部１０８から入力された操作信号に応じて、ＲＯＭ１０６内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ１０４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、ＣＰＵ１０２は、例えば所定時間毎に受信制御部１１４を制御して標準電波の受信処理を実行し、タイムコード変換部１１８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１１０で計数される現在時刻データを修正するとともに、当該修正したタイムコードに基づく表示情報を表示部１２０に出力し表示時刻を更新させる等の各種制御を行う。

ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０２の制御の下、ＣＰＵ１０２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ＣＰＵ１０２に出力するために用いられる。ＲＯＭ１０６は、主に、電波時計１００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記憶する。

入力部１０８は、電波時計１００に各種機能を実行させるため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ＣＰＵ１０２に出力される。

計時回路部１１０は、発振回路部１１２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ＣＰＵ１０２に出力する。発振回路部１１２は水晶発振器等で構成され、常時一定周波数の信号を出力する回路である。

受信制御部１１４は電波受信装置１１６を備える。電波受信装置１１６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信号に変換して第２検波信号ｃとしてタイムコード変換部１１８に出力する。

タイムコード変換部１１８は、電波受信装置１１６が出力する第２検波信号ｃに基づいて、標準時刻コード、積算日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、ＣＰＵ１０２に出力する。

表示部１２０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成された表示装置であり、ＣＰＵ１０２から入力される表示信号に基づいて、現在日時をデジタル表示する。

図２は、スーパーへテロダイン方式を用いた電波受信装置１１６の回路構成の一例を示すブロック図である。同図によれば、電波受信装置１１６は、アンテナＡＮＴ、ＲＦ増幅回路１、周波数変換回路２、局部発振回路３、フィルタ回路４、ＩＦ増幅回路５及び検波回路６を備えて構成される。

アンテナＡＮＴは、バーアンテナ等によって構成される。アンテナＡＮＴは、標準電波を受信して、受信した電波を電気信号に変換して、ＲＦ増幅回路１へ出力する。

ＲＦ増幅回路１は、アンテナＡＮＴから入力された受信信号を増幅して、周波数変換回路２へ出力する。

周波数変換回路２には、ＲＦ増幅回路１が出力する信号と局部発振回路３が出力する局部発振周波数の信号とが入力される。そして、周波数変換回路２は、入力された２つの信号を合成することで、ＲＦ増幅回路１が出力した信号を中間周波数に変換して出力する。

フィルタ回路４は、バンドパスフィルタ等によって構成される。フィルタ回路４は、周波数変換回路２から入力された信号に対して中間周波数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して出力する。

ＩＦ増幅回路５は、フィルタ回路４から入力された信号を増幅し、中間周波信号ａとして検波回路６に出力する。

検波回路６は、例えばＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路等によって構成される同期検波、若しくは、包絡線検波やピーク検波等の検波方法によって検波を行う。検波回路６には、ＩＦ増幅回路５が出力する中間周波信号ａが入力され、当該中間周波信号ａを検波して第２検波信号ｃをタイムコード変換部１１８へ出力する。

〔実施形態１〕
次に、電波時計１００の実施形態１について説明する。
図３は、実施形態１における検波回路６の回路構成の一例を示すブロック図である。同図によれば、検波回路６は、差分検出回路６０、反転回路６１、コンデンサ６２、スイッチ回路６３、加算回路６４、同期検波回路６５、発振器６６、第１フィルタ回路６７、第２フィルタ回路６８、振幅調整回路６９及び検波信号差分検出回路７０を備えて構成される。

差分検出回路６０には、ＩＦ増幅回路５が出力する中間周波信号ａと、振幅調整回路６９が出力する振幅調整信号ｅとが、（＋）側端子及び（−）側端子にそれぞれ入力される。差分検出回路６０は、中間周波信号ａと振幅調整信号ｅとの差分を算出し、差分信号ｆとして反転回路６１へ出力する。

反転回路６１には、差分検出回路６０が出力する差分信号ｆが入力される。反転回路６１は、差分信号ｆを反転して反転差分信号ｑとしてコンデンサ６２へ出力する。

コンデンサ６２には、反転回路６１が出力する反転差分信号ｑが入力される。コンデンサ６２は、当該信号の直流成分を除去した反転差分信号ｑをスイッチ回路６３の入力端子ｉｎへ出力する。

スイッチ回路６３には、コンデンサ６２が出力する反転差分信号ｑと、検波信号差分検出回路７０が出力する制御パルス信号ｇとが、入力端子ｉｎとクロック端子ｃｌｋとにそれぞれ入力される。スイッチ回路６３は、制御パルス信号ｇがＨｉｇｈである期間は反転差分信号ｑを加算回路６４へ出力し、Ｌｏｗである期間は出力動作を停止する。

加算回路６４には、ＩＦ増幅回路５が出力する中間周波信号ａと、スイッチ回路６３が出力する反転差分信号ｑとが入力される。加算回路６４は、中間周波信号ａと反転差分信号ｑとを加算し、補正信号ｈとして同期検波回路６５へ出力する。

同期検波回路６５には、発振器６６が出力する同期信号と、加算回路６４が出力する補正信号ｈとが入力される。同期検波回路６５は、補正信号ｈに同期信号を乗算することで補正信号ｈを検波し、検波した信号を同期検波信号ｉとして第１フィルタ回路６７へ出力する。発振器６６は、中間周波信号ａと同一周波数の同期信号を、同期検波回路６５と振幅調整回路６９とに出力する回路であり、水晶発振器等を備えて構成される。

第１フィルタ回路６７には、同期検波回路６５が出力する同期検波信号ｉが入力される。第１フィルタ回路６７は、ローパスフィルタ等によって構成され、同期検波信号ｉに対して所定の範囲の周波数を通過させ、高調波信号を遮断して第１検波信号ｂを第２フィルタ回路６８と検波信号差分検出回路７０とに出力する。

第２フィルタ回路６８には、第１フィルタ回路６７が出力する第１検波信号ｂが入力される。第２フィルタ回路６８は、時定数の十分大きなローパスフィルタ等によって構成され、第１検波信号ｂを平滑化して、第２検波信号ｃとしてタイムコード変換部１１８、振幅調整回路６９及び検波信号差分検出回路７０へ出力する。

振幅調整回路６９は、発振器６６が出力する同期信号と、第２フィルタ回路６８が出力する第２検波信号ｃとが入力される。振幅調整回路６９は、第２検波信号ｃの振幅に基づいて同期信号を振幅変調し、振幅調整信号ｅとして差分検出回路６０へ出力する。

検波信号差分検出回路７０は、第１検波信号ｂと第２検波信号ｃとのエッジ部分を検出し、当該エッジ部分に同期した制御パルス信号ｇを生成し、スイッチ回路６３へ出力する回路である。具体的には、図３に示すように、電源７１、コンパレータ７３、コンパレータ７５、ＸＯＲ回路７７及び反転回路７９を備えて構成される。

電源７１は所定の電圧信号ｊ（例えば、第１検波信号ｂのピーク値の６３．２％）をコンパレータ７３及びコンパレータ７５の（−）側端子へ出力する。

コンパレータ７３とコンパレータ７５との（＋）側端子には、第２検波信号ｃと第１検波信号ｂとがそれぞれ入力される。コンパレータ７３は、第２検波信号ｃと電圧信号ｊとを比較し、第２検波信号ｃの方が大きければＨｉｇｈ信号、小さければＬｏｗ信号を出力する。コンパレータ７５は、第１検波信号ｂと電圧信号ｊとを比較し、第１検波信号ｂの方が大きければＨｉｇｈ信号、小さければＬｏｗ信号を出力する。

ＸＯＲ回路７７は、コンパレータ７３及びコンパレータ７５が出力する信号の排他的論理和を演算して、演算結果をエッジ検出信号ｋとして反転回路７９へ出力する。

反転回路７９はＸＯＲ回路７７から入力されるエッジ検出信号ｋを反転し、制御パルス信号ｇとしてスイッチ回路６３へ出力する。

図４は、検波信号差分検出回路７０が、第１検波信号ｂ及び第２検波信号ｃに基づいて生成したエッジ検出信号ｋの概略波形を示す図である。同図によれば、時刻ｔ１以前においては、第１検波信号ｂ及び第２検波信号ｃは、両方とも電圧信号ｊ以下であるので、エッジ検出信号ｋはＬｏｗである。時刻ｔ１〜ｔ２においては、第１検波信号ｂのみが電圧信号ｊ以上となっているので、エッジ検出信号ｋはＨｉｇｈとなる。また、時刻ｔ２以降においては、第１検波信号ｂ及び第２検波信号の両方ともに電圧信号ｊ以上となるから、エッジ検出信号ｋはＬｏｗとなる。

次に、具体的な検波回路６の動作を、図５に示すフローチャートと、図６〜図７の各信号の概略波形とを用いて説明する。尚、検波回路６は、出力信号である第２検波信号ｃが入力部へフィードバックされる帰還回路であるので、回路駆動後、十分な時間が経過した理想状態となっているものとして説明する。また、説明の都合上、第１フィルタ回路６７の回路動作から説明する。

先ず、第１フィルタ回路６７は、第１検波信号ｂ（図６参照）を第２フィルタ回路６８と検波信号差分検出回路７０のコンパレータ７５とへ出力する（ステップＳ７）。第２フィルタ回路６８は、第１検波信号ｂを平滑化し、第２検波信号ｃ（図６参照）をタイムコード変換部１１８、振幅調整回路６９及び検波信号差分検出回路７０のコンパレータ７３へ出力する（ステップＳ９）。

振幅調整回路６９は、第２検波信号ｃの振幅に基づいて、同期信号を振幅変調し、振幅調整信号ｅを差分検出回路６０へ出力する（ステップＳ１１）。

差分検出回路６０は、中間周波信号ａが入力されると（ステップＳ１）、振幅調整信号ｅとの差分を算出して、差分信号ｆ（図７参照）を反転回路６１へ出力する（ステップＳ１３）。具体的には、中間周波信号ａと振幅調整信号ｅとが重ならない部分（図６の「差分信号ｆの算出」の網掛け部分）が差分信号ｆとして抽出される。また、時刻ｔ５において、中間周波信号ａと振幅調整信号ｅの正負が反転するため、差分信号ｆの位相は反転する（図７の「差分信号ｆの拡大波形ｆ１」参照）。

反転回路６１は、差分信号ｆを反転し、コンデンサ６２へ出力する。コンデンサ６２は反転された差分信号ｆから直流成分を除去して、反転差分信号ｑとしてスイッチ回路６３へ出力する。

スイッチ回路６３は、制御パルス信号ｇ（図７参照）に基づいて、反転差分信号ｑを加算回路６４へ出力する。具体的には、制御パルス信号ｇがＨｉｇｈのとき、反転差分信号ｑを加算回路６４へ出力し（ステップＳ１５）、Ｌｏｗのときは、出力動作を一時停止する。

ここで、制御パルス信号ｇは、検波信号差分検出回路７０によって、第１検波信号ｂ及び第２検波信号ｃを元に生成される（ステップＳ１７）。具体的には、検波信号差分検出回路７０は、第１検波信号ｂの立ち上がり時点から第２検波信号ｃの電圧信号ｊへの到達時点までの期間である時刻ｔ１〜ｔ２と、第１検波信号ｂの立下り時点から第２検波信号ｃの電圧信号ｊへの到達時点までの期間である時刻ｔ３〜ｔ４の期間との間、Ｌｏｗとなるパルス信号を生成し、制御パルス信号ｇとして出力する。

加算回路６４は、中間周波信号ａ及び反転差分信号ｑを加算し補正信号ｈ（図７参照）として同期検波回路６５へ出力する（ステップＳ３）。但し、時刻ｔ１〜ｔ２及び時刻ｔ３〜ｔ４の期間は、反転差分信号ｑは出力されないため、当該期間の補正信号ｈは中間周波信号ａと同一となる。

同期検波回路６５は、発振器６６が出力する同期信号を元に、補正信号ｈを検波し、同期検波信号ｉ（図７参照）として第１フィルタ回路６７へ出力する（ステップＳ５）。

第１フィルタ回路６７は、同期検波信号ｉの高調波信号等を除去して、第１検波信号ｂとして第２フィルタ回路６８へ出力する（ステップＳ７）。その後、検波回路６はステップＳ１〜Ｓ１７の処理を繰り返す。

以上、実施形態１によれば、第１フィルタ回路６７が出力する第１検波信号ｂは、第２フィルタ回路６８によって平滑化され、振幅調整回路６９を介して、検波回路６の入力段に設けられた差分検出回路６０へ入力される。そして、中間周波信号ａとの差分である差分信号ｆによって、中間周波信号ａは補正され、更に同期検波回路６５によって検波されて第１フィルタ回路６７に入力されるというフィードバックが形成される。このため、ノイズ信号が混入・重畳された受信信号を検波すると、差分信号ｆ（ノイズ部分の信号波形の変化）によって中間周波信号aが補正されるため、ノイズを除去することができる。従って、受信信号の周波数近傍のノイズを除去し、受信感度を高めることができる。

また、第１検波信号ｂ及び第２検波信号ｃのエッジ部分が検出された間は、差分信号ｆによる中間周波信号ａの補正が行われない。これにより、中間周波信号ａのエッジ部分を取り逃がすことがないため、中間周波信号ａを過剰補正することなく、ベースバンド信号を確実に検出できる。

尚、実施形態１では、反転回路６１によって差分信号ｆが反転され、加算回路６４によって反転差分信号ｑが中間周波信号ａに加算されることとして説明した。しかし、加算回路６４を減算回路とし、この減算回路が中間周波信号ａから差分信号ｆを減算するように回路を構成してもよい。具体的には、差分検出回路６０がスイッチ回路６３に差分信号ｆを出力し、減算回路がスイッチ回路６３から出力される差分信号ｆを中間周波信号ａから減算することで補正信号ｈを生成して出力する。

〔実施形態２〕
次に、本発明を適用した電波時計１００の実施形態２について説明する。実施形態２における電波時計１００は、図２に示した実施形態１の検波回路６を検波回路６ａに置き換えた構成である。尚、実施形態１において図２に示して説明した検波回路６と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。

図８は、実施形態２における検波回路６ａの回路構成の一例を示すブロック図である。検波回路６ａは、差分レベル検出回路８０、スイッチ回路６３、同期検波回路６５、発振器６６、第１フィルタ回路６７、第２フィルタ回路６８、振幅調整回路６９及び検波信号差分検出回路７０を備えて構成される。

差分レベル検出回路８０には、第１フィルタ回路６７が出力する第１検波信号ｂと、第２フィルタ回路６８が出力する第２検波信号ｃとが、（＋）側端子及び（−）側端子にそれぞれ入力される。差分レベル検出回路８０は、第１検波信号ｂと第２検波信号ｃとの信号レベルの差分を算出し、差分信号ｔとしてスイッチ回路６３へ出力する。

次に、具体的な検波回路６ａの動作を、図９に示すフローチャートと、図１０〜図１１の各信号の概略波形とを用いて説明する。尚、検波回路６ａは、第２検波信号ｃがフィードバックされる帰還回路であるので、回路駆動後、十分な時間が経過した理想状態となっているものとして説明する。また、説明の都合上、第１フィルタ回路６７の回路動作から説明する。

先ず、第１フィルタ回路６７は、第１検波信号ｂ（図１０参照）を差分レベル検出回路８０と、第２フィルタ回路６８と、検波信号差分検出回路７０のコンパレータ７５とへ出力する（ステップＳ１０７）。第２フィルタ回路６８は、第１検波信号ｂを平滑化し、第２検波信号ｃ（図１０参照）をタイムコード変換部１１８と、差分レベル検出回路８０と、検波信号差分検出回路７０のコンパレータ７３とへ出力する（ステップＳ１０９）。

差分レベル検出回路８０は、第１検波信号ｂと第２検波信号ｃとの信号レベルの差分を算出して、差分信号ｔ（図１０参照）としてスイッチ回路６３へ出力する（ステップＳ１１１）。

スイッチ回路６３は、制御パルス信号ｇ（図１１参照）に基づいて、差分信号ｔを振幅調整回路６９へ出力する。具体的には、スイッチ回路６３は、制御パルス信号ｇがＨｉｇｈのとき、差分信号ｔを加算回路６４へ出力し（ステップＳ１１３）、Ｌｏｗのときは、出力動作を一時停止する。即ち、差分信号ｔの時刻ｔ６〜ｔ７、及び時刻ｔ８〜ｔ９の間が無信号となる切替差分信号ｔ１（図１１参照）を振幅調整回路６９へ出力する。

ここで、制御パルス信号ｇは、実施形態１と同様に、検波信号差分検出回路７０によって、第１検波信号ｂ及び第２検波信号ｃを元に生成される。（ステップＳ１１５）。

振幅調整回路６９は、中間周波信号ａが入力されると（ステップＳ１０１）、切替差分信号ｔ１の振幅に基づいて、中間周波信号ａを振幅変調し、振幅調整信号ｓ（図１１参照）として同期検波回路６５へ出力する（ステップＳ１０３）。

同期検波回路６５は、発振器６６が出力する同期信号を元に、振幅調整信号ｓを検波し、同期検波信号ｉ（図１１参照）として第１フィルタ回路６７へ出力する（ステップＳ１０５）。

第１フィルタ回路６７は、同期検波信号ｉの高調波信号等を除去して、第１検波信号ｂとして第２フィルタ回路６８へ出力する（ステップＳ１０７）。その後、検波回路６ａはステップＳ１０１〜Ｓ１１５の処理を繰り返す。

以上、実施形態２によれば、第１フィルタ回路６７が出力する第１検波信号ｂと、第２フィルタ回路６８が第１検波信号ｂを平滑化して出力する第２検波信号ｃとの差分によって、中間周波信号ａは補正され、更に同期検波回路６５によって検波されて第１フィルタ回路６７に入力されるというフィードバックが形成される。このため、ノイズ信号が混入・重畳された受信信号を検波すると、切替差分信号ｔ１によって中間周波信号aが補正されるため、ノイズを除去することができ、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

尚、検波回路６ａの入力信号である中間周波信号ａと、中間周波信号ａを振幅変調し検波することで得られる同期検波信号ｉには、時刻ｔ７−ｔ６のズレが生ずる。このズレは、時定数の大きい第２フィルタ回路６８によって平滑化され、更に検波回路６ａの入力段へフィードバックされることにより、一定レベルに収束する。従って、タイムコード変換部１１８における、日時データの再生への影響はない。

〔実施形態３〕
次に、図１２を参照して、実施形態３を説明する。
上述した実施形態１及び２では、本発明を電波時計に適用した場合について説明したが、実施形態３では、本発明を中継器に適用した場合について説明する。中継器とは、例えば内部に電波が届き難い鉄骨住宅等の建物の窓際に設置され、長波標準電波を受信して正確な時刻情報を得て、この時刻情報を送信する装置である。そして、室内に設置された電波時計は、中継器から送信された時刻情報を受信して時刻修正を行う。

図１２は、本発明を適用した中継器２００の回路構成の一例を示すブロック図である。尚、中継器２００の構成は、図１の電波時計１００に送信部１２４を加えたものと同一構成である。このため、以下においては、図１と同一要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

送信部１２４は、ＣＰＵ１０２から入力される標準タイムコードを所定の搬送波によって、中継電波としてアンテナ等を介して送信する。この時の搬送波は、受信する長波標準電波と同一であっても良いし、中継電波として専用の電波であっても良い。長波標準電波と同一である場合には、室内等に設置される電波時計は通常の電波時計であって良い。また、中継電波として専用の電波である場合には、電波時計には当該電波を受信する手段が必要となる。

以上、実施形態３によれば、中継器２００は、実施形態１及び２に示した電波時計１を構成要素として持つ。従って、実施形態１及び２と同様の効果を得られる中継器を実現することができる。

以上、３つの実施形態によれば、検波回路の出力信号を検波回路の入力部にフィードバックし、検波の過程における各信号の差を、中間周波信号と合成する。従って、標準電波のような一定振幅の変調に対して、受信信号近傍のノイズによる振幅変調があったとしても、当該ノイズは補正される。これにより、受信信号近傍のノイズを除去し、標準電波受信の受信感度を高めることができる。

尚、３つの実施形態では、電波受信装置１１６として、スーパーヘテロダイン方式を用いることとしたが、ストレート方式を用いることとしてもよい。図１３は、ストレート方式の電波受信装置１１６ａの回路構成を示す図である。同図によれば、電波受信装置１１６ａは、アンテナＡＮＴと、ＲＦ増幅回路１と、フィルタ回路８と、検波回路６とを備えて構成される。

電波時計の機能構成を示すブロック図。 スーパーヘテロダイン方式の電波受信装置の回路構成を表すブロック図。 実施形態１における検波回路の回路構成を示すブロック図。 検波信号差分検出回路の入出力信号の概略波形を示す図。 実施形態１における検波回路の動作を説明するためのフローチャート。 実施形態１における検波回路の各信号の概略波形を示す第１の図。 実施形態１における検波回路の各信号の概略波形を示す第２の図。 実施形態２における検波回路の回路構成を示すブロック図。 実施形態２における検波回路の動作を説明するためのフローチャート。 実施形態２における検波回路の各信号の概略波形を示す第１の図。 実施形態２における検波回路の各信号の概略波形を示す第２の図。 中継器の機能構成を示すブロック図。 ストレート方式の電波受信装置の回路構成を示すブロック図。 標準電波にノイズや妨害で振幅変動を生じた受信信号の概略波形を示す図。 長波標準電波の波形を示す図。

符号の説明

６ 検波回路
６０ 差分検出回路
６３ スイッチ回路
６４ 加算回路
６５ 同期検波回路
６７ 第１フィルタ回路
６８ 第２フィルタ回路
６９ 振幅調整回路
７０ 検波信号差分検出回路

Claims (5)

1. アンテナで受信した受信信号を増幅した信号を所定の発振信号と合成して中間周波信号に変換し、この変換された中間周波信号に基づく検波信号を出力する電波受信装置において、
   前記中間周波信号と同一周波数の信号を前記検波信号で振幅変調し、振幅調整信号として出力する振幅調整手段と、
   前記中間周波信号と前記振幅調整信号との差分を検出し、検出した差分で当該中間周波信号を補正する補正手段と、
   この補正手段により補正された中間周波信号を検波することにより得た信号を前記検波信号として出力する検波手段と、
   を備えることを特徴とする電波受信装置。
2. 前記検波信号のエッジ部分を検出する検出手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記検出手段によりエッジ部分が検出されている期間は前記中間周波信号の補正を行わず、検出されていない期間に前記中間周波信号の補正を行う補正切替手段を有することを特徴とする請求項１に記載の電波受信装置。
3. アンテナで受信した受信信号を増幅した信号を所定の発振信号と合成して中間周波信号に変換し、この変換された中間周波信号に基づく検波信号を出力する電波受信装置において、
   前記検波信号のエッジ部分を検出する検出手段と、
   この検出手段によりエッジ部分が検出されている期間は前記中間周波信号を振幅変調せず、検出されていない期間に前記中間周波信号の振幅変調を行うことで前記中間周波数を補正した補正信号を生成して出力する振幅調整手段と、
   前記補正信号を検波することにより得た信号を前記検波信号として出力する検波手段と、
   を備えることを特徴とする電波受信装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の電波受信装置と、
   この電波受信装置から出力される信号に含まれる標準電波信号に基づいて標準タイムコードを生成するタイムコード生成手段と、
   現在時刻を計数する時刻計数手段と、
   前記タイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードに基づいて前記時刻計数手段で計数される現在時刻データを修正する修正手段と、
   を備えることを特徴とする電波時計。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載の電波受信装置と、
   この電波受信装置から出力される信号に含まれる標準電波信号に基づいて標準タイムコードを生成するタイムコード生成手段と、
   このタイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードを送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする中継器。

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