JP2005268938A - 電波受信装置、電波時計及び中継装置、 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノイズ信号が混入された受信信号の再生を実現することであり、特に、受信したい信号の周波数近傍のノイズ信号を除去し、受信感度を高め、受信した信号の確実な再生を実現すること。
【解決手段】 信号再生回路６３２では、正パルス検出回路６３２４により信号ｃの立ち上がりエッジ部分が検出されると、スイッチＳＷ１が一時的にＯＮされ、信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分がコンデンサ６３２６ｂに保持されることで、信号ｈは、信号ｃがこのレベル変化分だけ降下したレベルとなってデータ信号成分が削除される。負パルス検出回路６３２５により信号ｃの立ち下がりエッジ部分が検出されると、ＳＷ２が一時的にＯＮされ、コンデンサ６３２６ｂが短絡・放電されて信号ｈと信号ｃとのレベルが等しくなる。そして、信号ｃから信号ｈを減算した信号ｉが再生信号として出力される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電波受信装置、電波時計及び中継装置に関する。

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７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７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。

このような標準電波を受信し、これに基づいて現在時刻を修正する、いわゆる電波時計が知られている。電波時計で実際に受信される信号は、送信所から送出される標準電波に、外部機器から発生される電波や時計内部で発生する電波等の種々のノイズ信号が混入（重畳）された信号となる。ノイズ信号が混入されると、標準電波に含まれるタイムコードの再生が困難となって受信感度が劣化するため、ノイズ信号が混入された受信信号からデータ信号を再生するための様々な手法が提案されている。

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する方法が知られている。
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信号成分も通過させてしまう。
具体的には、受信したい標準電波の周波数近傍にノイズ信号がある場合、短い時間で考えると、ノイズ信号は標準電波の位相が変化したものであるとみなせるため、標準電波ｆｄ及びノイズ信号ｆｕは次式で表すことができる。

そして、式（１ａ）、（１ｂ）において、Ａ＞Ｂ、とした場合、受信信号ｆｄにノイズ信号ｆｕが混入した信号（受信信号）ｆａは次式で与えられる。

式（２）によれば、受信信号ｆａは、標準電波ｆｄがノイズ信号ｆｕによって振幅変動を生じた信号となり、図８に示す振幅変調波（ＡＭ波）のような波形となる。即ち、ノイズ信号によって受信信号ｆａの振幅が大きく変動し、双方の信号の周波数の差に応じたうねりを発生する。このような受信信号の振幅変動は、データ信号の再生を困難にするという問題を引き起こし、特に振幅変調の場合、その問題は顕著となる。

上記事情に鑑み、本発明は、ノイズ信号が混入された受信信号の再生を実現することであり、特に、受信したい信号の周波数近傍のノイズ信号を除去し、受信感度を高め、受信した信号の確実な再生を実現することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
アンテナで受信されたデータ信号を含む受信信号を検波して検波信号を出力する検波手段（例えば、図２、図３の６３１）と、前記検波信号に基づいて前記データ信号を再生した再生信号を出力する信号再生手段（例えば、図２、図３の６３２）と、を具備する電波受信装置（例えば、図１、図２の６２）において、
前記信号再生手段は、
前記検波信号に含まれるデータ信号の立ち上がりエッジ部分を検出する立ち上がりエッジ検出手段（例えば、図３の微分回路６３２３、正パルス検出回路６３２４）と、
前記検波信号に含まれるデータ信号の立ち下がりがりエッジ部分を検出する立ち下がりがりエッジ検出手段（例えば、図３の微分回路６３２３、負パルス検出回路６３２５）と、
前記立ち上がりエッジ検出手段によって立ち上がりエッジ部分が検出されてから前記立ち下がりエッジ手段によって立ち下がりエッジ部分が検出されるまでの間、前記検波信号のレベルを前記立ち上がりエッジ部分でのデータ信号に基づくレベル変化分だけ下降させるように制御するクランプレベル制御手段（例えば、図３のフィルタ回路６３２２、正パルス検出回路６３２４、負パルス検出回路６３２５及びスイッチＳＷ１、ＳＷ２、クランプ回路６３２６）と、
前記検波手段によって出力された検波信号から前記クランプレベル制御手段によりレベルを制御された信号を減算して前記アンテナで受信されたデータ信号を再生信号として出力する減算手段（例えば、図３の減算器６３２７）と、を有することを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、電波受信装置に具備される信号再生手段において、検波信号の立ち上がりと立ち下りのエッジ部分を検出し、立ち上がりエッジ部分が検出されてから立ち下がりエッジ部分が検出されるまでの間、この立ち上がりエッジ部分でのレベル変化（電圧変化）分だけ検波信号のレベルを下降させることができる。
即ち、立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分が再生したいデータ信号の振幅にほぼ等しいとみなせる場合に、前記立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分だけ検波信号のレベルを下降させた信号は、検波信号からデータ信号成分を削除した混入されるノイズ信号の成分となる。
このように、検波信号からノイズ信号成分を抽出し、これを検波信号から減算することでデータ信号を再生しているので、受信信号の周波数近傍のノイズ信号が混入されている場合であっても、確実にデータ信号の再生を行うことができる。

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において、
前記クランプレベル制御手段は、クランプコンデンサ（例えば、図３のコンデンサ６３２６ｂ）を有し、
前記検波手段によって出力された検波信号を積分処理する積分手段（例えば、図３のフィルタ回路６３２２）と、
前記立ち上がりエッジ検出手段によって立ち上がりエッジ部分が検出された場合に、前記積分手段により積分処理された信号を前記クランプコンデンサの出力端に一時的に印加することで該クランプコンデンサを充電し、該立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分を保持させる充電手段（例えば、図３の正パルス検出回路６３２４、スイッチＳＷ１、コンデンサ６３２６ｂ）と、
前記立ち下りエッジ検出手段によって立ち下がりエッジ部分が検出された場合に、前記クランプコンデンサを一時的に短絡することで放電させる放電手段（例えば、図３の負パルス検出回路６３２５、スイッチＳＷ２、コンデンサ６３２６ｂ）と、を有することを特徴としている。

この請求項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を奏すると共に、立ち上がりエッジ部分が検出された場合に、検波信号を積分処理した信号をクランプコンデンサの出力端に一時的に印加することでこのクランプコンデンサを充電し、立ち上がりエッジ部分でのレベル変化（電圧変化）分を保持させるとともに、立ち下がりエッジ部分が検出された場合に、クランプコンデンサを一時的に短絡することで放電させることができる。
検波信号の立ち上がりエッジ部分においては、検波信号を積分処理した信号はこの立ち上がりエッジ部分の直前の電圧レベルとほぼ等しい。このため、この検波信号を積分処理した信号をクランプコンデンサの出力端に印加することで、クランプコンデンサに、検波信号の信号レベルとこの検波信号を積分処理した信号の信号レベルとの差分、即ち立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分を保持させることが可能である。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電波受信装置において、
前記立ち上がりエッジ検出手段及び立ち下りエッジ検出手段は、前記検波信号を微分処理する微分手段（例えば、図３の微分回路６３２３）を有し、この微分手段により得られた信号の波形に基づいて前記検波信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジ部分を検出する手段である、ことを特徴としている。

この請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、検波信号を微分処理して得られた信号の波形に基づいて、検波信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジ部分を検出することができる。検波信号を微分処理した信号はこの検波信号のレベル変化（電圧変化）を示すので、この信号の波形に基づいて、検波信号の立ち下がり及び立ち上がりエッジ部分の検出が可能である。

請求項４に記載の発明は、
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再生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のタイムコード生成部７０）と、
現在時刻を計時する計時手段（例えば、図１の計時回路部８０）と、
前記タイムコード生成手段により生成された標準タイムコードに基づいて前記計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段（例えば、図１のＣＰＵ１０）と、
を備えることを特徴とする電波時計（例えば、図１の電波時計１）である。

この請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかに記載の発明と同様の効果を奏する電波時計を実現できる。

請求項５に記載の発明は、
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再生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６のタイムコード生成部７０）と、
このタイムコード生成手段により生成された標準タイムコードを振幅変調して送信する送信手段（例えば、図６の送信部９０）と、
を備えることを特徴とする中継装置（例えば、図６の中継装置２）である。

この請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかに記載の発明と同様の効果を奏する中継装置を実現できる。

請求項１に記載の発明によれば、電波受信装置に具備される信号再生手段において、検波信号の立ち上がりと立ち下りのエッジ部分を検出し、立ち上がりエッジ部分が検出されてから立ち下がりエッジ部分が検出されるまでの間、この立ち上がりエッジ部分でのレベル変化（電圧変化）分だけ検波信号のレベルを下降させることができる。
即ち、立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分が再生したいデータ信号の振幅にほぼ等しいとみなせる場合に、前記立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分だけ検波信号のレベルを下降させた信号は、検波信号からデータ信号成分を削除した混入されるノイズ信号の成分となる。
このように、検波信号からノイズ信号成分を抽出し、これを検波信号から減算することでデータ信号を再生しているので、受信信号の周波数近傍のノイズ信号が混入されている場合であっても、確実にデータ信号の再生を行うことができる。

また、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を奏すると共に、立ち上がりエッジ部分が検出された場合に、検波信号を積分処理した信号をクランプコンデンサの出力端に一時的に印加することでこのクランプコンデンサを充電し、立ち上がりエッジ部分でのレベル変化（電圧変化）分を保持させるとともに、立ち下がりエッジ部分が検出された場合に、クランプコンデンサを一時的に短絡することで放電させることができる。
検波信号の立ち上がりエッジ部分においては、検波信号を積分処理した信号はこの立ち上がりエッジ部分の直前の電圧レベルとほぼ等しい。このため、この検波信号を積分処理した信号をクランプコンデンサの出力端に印加することで、クランプコンデンサに、検波信号の信号レベルとこの検波信号を積分処理した信号の信号レベルとの差分、即ち立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分を保持させることが可能である。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、検波信号を微分処理して得られた信号の波形に基づいて、検波信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジ部分を検出することができる。検波信号を微分処理した信号はこの検波信号のレベル変化（電圧変化）を示すので、この信号の波形に基づいて、検波信号の立ち下がり及び立ち上がりエッジ部分の検出が可能である。

また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかに記載の発明と同様の効果を奏する電波時計を実現できる。更に、請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れかに記載の発明と同様の効果を奏する中継装置を実現できる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、以下では、本発明を電波時計に適用した場合を説明するが、本発明の適用がこれに限定されるものではない。

［電波時計の構成］
図１は、本発明を適用した電波時計１の回路構成を示すブロック図である。同図によれば、電波時計１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、入力部２０と、表示部３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０と、受信制御部６０と、タイムコード生成部７０と、計時回路部８０と、発振回路部８２と、を備えて構成されており、発振回路部８２を除く各部はバスＢによってデータ転送が可能に接続されている。また、計時回路部８０には発振回路部８２が接続され、受信制御部６０は電波受信装置６２を備えている。

ＣＰＵ１０は、所定のタイミング或いは入力部２０から入力された操作信号に応じて、ＲＯＭ４０内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ５０内に展開し、当該プログラムに基づいて電波時計１内の各部への指示やデータの転送等を行う。特に、ＣＰＵ１０は、例えば所定時間毎に受信制御部６０を制御して標準電波の受信処理を実行し、タイムコード生成部７０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８０で計時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３０に出力して表示時刻を更新させる等の各種制御を行う。

入力部２０は、電波時計１に各種機能を実行させるためのスイッチ等で構成され、これらのスイッチが操作された場合には対応する操作信号をＣＰＵ１０に出力する。表示部３０は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、例えばＣＰＵ１０から入力される表示信号に基づいて計時回路部８０による現在時刻データ等をデジタル表示する。

ＲＯＭ４０は、主に、電波時計１にかかるシステムプログラムやアプリケーションプログラム、データ等を記憶する。ＲＡＭ５０は、ＣＰＵ１０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ４０から読み出されたプログラムやデータ、ＣＰＵ１０で処理されたデータ等を一時的に記憶する。

受信制御部６０は電波受信装置６２を備える。電波受信装置６２は、受信アンテナで受信した受信信号から不要な周波数成分をカットして長波標準電波に該当する周波数信号を取り出し、取り出した周波数信号を対応する信号に変換して出力する。

タイムコード生成部７０は、電波受信装置６２から入力された信号に基づいて、標準時刻コードや積算日コード、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出力する。

計時回路部８０は、発振回路部８２から入力される信号を計数して現在時刻データ等を計時し、計時した現在時刻データをＣＰＵ１０に出力する。発振回路部８２は、常時一定周波数の信号を出力する。

［電波受信装置の構成］
図２は、第１実施形態におけるスーパーへテロダイン方式を用いた電波受信装置６２の回路構成を示すブロック図である。同図によれば、電波受信装置６２は、受信アンテナ６２１と、ＲＦ増幅回路６２２と、フィルタ回路６２３、６２６、６２８と、周波数変換回路６２４と、局部発振回路６２５と、ＩＦ増幅回路６２７と、検波回路６３１と、信号再生回路６３２と、ＡＧＣ回路６２９と、を備えて構成される。

受信アンテナ６２１は、例えばバーアンテナ等によって構成され、タイムコードを含む長波標準電波の周波数（具体的には、４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚ）に同調してこれを受信し、該当する電気信号に変換して出力する。

ＲＦ増幅回路６２２は、受信アンテナ６２１から入力された信号を、ＡＧＣ回路６２９から入力されたＲＦ制御信号に応じた増幅度で増幅（或いは減衰）して出力する。フィルタ回路６２３は、バンドパスフィルタ等で構成され、ＲＦ増幅回路６２２から入力された信号に対して受信周波数を中心とした所定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。

周波数変換回路６２４は、フィルタ回路６２３から入力された信号と局部発振回路６２５から入力された信号とを合成し、中間周波信号として出力する。局部発振回路６２５は、局部発振周波数の信号を生成して出力する。フィルタ回路６２６は、バンドパスフィルタ等で構成され、周波数変換回路６２４から入力された中間周波信号に対して中間周波数を中心とした所定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６２７は、フィルタ回路６２６から入力された信号を、ＡＧＣ回路６２９から入力されたＩＦ制御信号に応じた増幅度で増幅（或いは減衰）して出力する。フィルタ回路６２８は、バンドパスフィルタ等で構成され、ＩＦ増幅回路６２７から入力された信号に対して所定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信号ａ（中間周波信号）を出力する。

ＡＧＣ回路６２９は、検波回路６３１から入力された検波信号ｂの強弱（信号レベルの大きさ）に従って、ＲＦ増幅回路６２２の増幅度を調整する利得制御用信号としてＲＦ制御信号を生成して出力するとともに、ＩＦ増幅回路６２７の増幅度を調整する利得制御用信号としてＩＦ制御信号を生成して出力する。

検波回路６３１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同期検波等の検波方法によって検波を行う。
また、検波回路６３１は、フィルタ回路６２８から入力された信号ａを検波して検波信号ｂを出力する。信号再生回路６３２は、検波回路６３１から入力された検波信号ｂに基づいて、データ信号を再生して再生信号を出力する。信号再生回路６３２から出力された再生信号はタイムコード生成部７０に入力され、この再生信号に基づいて標準タイムコードが生成される。本実施の形態では、この信号再生回路６３２に特徴がある。

［信号再生回路の構成］
信号再生回路６３２の構成を説明する。
図３は、信号再生回路６３２の回路構成を示す図である。同図によれば、信号再生回路６３２は、フィルタ回路６３２１、６３２２と、微分回路６３２３と、正パルス検出回路６３２４と、負パルス検出回路６３２５と、クランプ回路６３２６と、減算器６３２７と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、を備えて構成される。

フィルタ回路６３２１は、ローパスフィルタ（Low Pass Filter；ＬＰＦ）等によって構成され、検波回路６３１から入力された検波信号ｂに対して所定範囲の周波数を通過させ、高周波成分を遮断した信号ｃを出力する。

フィルタ回路６３２２は、時定数の充分大きなローパスフィルタ等で構成され、フィルタ回路６３２１から入力された信号ｃに対して所定範囲の周波数を通過させ、高周波成分を遮断した信号ｄを出力する。即ち、信号ｄは、信号ｃを時間ｔについて積分処理した信号となる。

微分回路６３２３は、フィルタ回路６３２１から入力された信号ｃを時間ｔについて微分処理することによって、信号ｃの立上りに同期する正パルスと信号ｃの立下りに同期する負パルスを生成し、この微分処理結果を信号ｅとして出力する。

正パルス検出回路６３２４は、微分回路６３２３から入力された信号ｅから正パルス（立上りパルス）を検出し、検出した正パルスに同期したパルスを発生させ、パルス信号ｆとして出力する。パルス信号ｆのパルス幅は、再生したいデータ信号である標準タイムコードのパルス幅と比較してかなり短い。

スイッチＳＷ１は、フィルタ回路６３２２とコンデンサ６３２６ｂの出力端との間に接続され、正パルス検出回路６３２４から入力されるパルス信号ｆによってＯＮ／ＯＦＦ（開／閉）が制御される。具体的には、パルス信号ｆがＨｉｇｈレベルであればスイッチＳＷ１をＯＮととし、ＬｏｗレベルであればＯＦＦとする。

負パルス検出回路６３２５は、微分回路６３２３から入力された信号ｅから負パルス（立下りパルス）を検出し、検出した負パルスに同期したパルスを発生させ、パルス信号ｇとして出力する。パルス信号ｇのパルス幅は、パルス信号ｆと同様に、再生したいデータ信号である標準タイムコードのパルス幅と比較してかなり短い。

スイッチＳＷ２は、クランプ回路６３２６のコンデンサ６３２６ｂに並列接続され、負パルス検出回路６３２５から入力されるパルス信号ｇによってＯＮ／ＯＦＦが制御される。具体的には、パルス信号ｇがＨｉｇｈレベルであればスイッチＳＷ２をＯＮとし、ＬｏｗレベルであればＯＦＦとする。

クランプ回路６３２６は、バッファ６３２６ａと、クランプコンデンサであるコンデンサ６３２６ｂとを有し、フィルタ回路６３２１から入力された信号ｃからデータ信号成分を削除した信号ｈを出力する。バッファ６３２６ａは、フィルタ回路６３２１から入力された信号ｃを低インピーダンスの信号として出力する。コンデンサ６３２６ｂは、バッファ６３２６ａから入力される信号に対して充電及び放電を行うと共に、直流成分を遮断して出力する。

具体的には、１）スイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにＯＦＦの場合、信号ｈのレベル（電位）は、クランプ回路６３２６に入力される信号ｃがコンデンサ６３２６ｂの保持電圧だけ降下したレベルとなる。例えばコンデンサ６３２６ｂの保持電圧が“０”であれば、信号ｈのレベルは信号ｃのレベルと等しくなる。

また、２）スイッチＳＷ１がＯＮであり、且つスイッチＳＷ２がＯＦＦの場合、信号ｈのレベルは信号ｄのレベルと等しくなる。このとき、信号ｃのレベルと信号ｈ（即ち、信号ｄ）のレベルとの差分によってコンデンサ６３２６ｂが充電され、この差分レベルがコンデンサ６３２６ｂに保持される。即ち、１）スイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにＯＦＦの場合と比較して、クランプ回路６３２６のクランプレベルが、この差分レベルだけ変化（上昇又は下降）する。

また、３）スイッチＳＷ１がＯＦＦであり、且つスイッチＳＷ２がＯＮの場合には、コンデンサ６３２６ｂが短絡されることで放電され、信号ｈのレベルは信号ｃのレベルと等しくなる。即ち、２）スイッチＳＷ１がＯＮであり、且つスイッチＳＷ２がＯＦＦの場合と比較して、クランプ回路６３２６のクランプレベルが、コンデンサ６３２６ｂの保持電圧だけ変化（上昇又は下降）する。

減算器６３２７は、フィルタ回路６３２１から入力された信号ｃから、クランプ回路６３２６から入力された信号ｈを減算した信号ｉを出力する。この信号ｉが、信号再生回路６３２から出力され、検波信号ｂに含まれるデータ信号を再生した再生信号となる。

［信号再生回路の動作］
信号再生回路６３２の動作を説明する。
図４は、信号再生回路６３２における各信号の波形の概略を示す図である。同図において、横軸は時間ｔであり、また、各信号について縦軸は信号レベル（電圧）である。尚、信号再生回路６３２は、初期状態としてコンデンサ６３２６ｂが完全に放電され、また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにＯＦＦの状態から動作を開始することとする。

先ず、検波回路６３１に中間周波信号ａが入力されるが、中間周波信号ａは、データ信号である標準タイムコードが変調された信号にノイズ信号（変動成分）が混入された信号となっている。ここで、標準タイムコードは、図７に示したように、Ｈｉｇｈレベル又はＬｏｗレベルの何れかを取るパルス信号である。

すると、検波回路６３１から、この中間周波信号ａを検波した検波信号ｂが出力され、次いで、フィルタ回路６３２１から、この検波信号ｂから高周波成分を除去した信号ｃが出力される。信号ｃは、検波信号ｂに含まれるノイズ信号とフィルタ回路６３２１の作用によって標準タイムコードの振幅が歪んだ波形となっている。信号ｃが立ち上がる時刻ｔ１（立ち上がりエッジ部分に相当）から立ち下がる時刻ｔ３（立ち下がりエッジ部分に相当）までの部分が標準タイムコードのＨｉｇｈレベルに該当し、時刻ｔ１以前の部分及び時刻ｔ３以降の部分が標準タイムコードのＬｏｗレベルに該当する。

続いて、フィルタ回路６３２２から、信号ｃを時間ｔについて積分処理した信号ｄが出力される。信号ｄは、そのレベル（電位）が信号ｃに対してゆっくりと変化する信号であり、時刻ｔ１から時間△Ｔ１だけ遅れた時刻ｔ２に立ち上がり、時刻ｔ３から時刻△Ｔ２
だけ遅れた時刻ｔ４に立ち下がる波形となっている。

また、微分回路６３２３からは、信号ｃを時間ｔについて微分処理した信号ｅが出力される。信号ｅは、信号ｃが立ち上がる時刻ｔ１で略三角波形が立ち上がる正パルスが発生し、信号ｃが立ち下がる時刻ｔ２で略三角波形が立ち下がる負パルスが発生した波形となっている。

そして、時刻ｔ１において、信号ｅの正パルスが正パルス検出回路６３２４によって検出され、検出した正パルスに同期したパルスＰ１がパルス信号ｆとして出力される。そして、このパルスＰ１のパルス幅に等しい時間の間、スイッチＳＷ１がＯＮされる。ここで、パルスＰ１のパルス幅は時間△Ｔ１よりも非常に短い（同図では、パルス幅を強調して
示している）。従って、スイッチＳＷ１は、時刻ｔ１でＯＮされ、時刻ｔ２になる前に再度ＯＦＦされる、即ち、時刻ｔ１で一時的にＯＮされることになる。

スイッチＳＷ１がＯＮされると、信号ｈのレベルが信号ｄのレベルと等しくなり、信号ｃと信号ｄとの差分レベルによってコンデンサ６３２６ｂが充電される。そして、スイッチＳＷ１がＯＦＦされると、コンデンサ６３２６ｂには、スイッチＳＷ１がＯＦＦされる直前の充電電圧、即ち信号ｃと信号ｄとの差分レベル（差分電位）が保持される。

ここで、信号ｄは、信号ｃと比較してゆっくりとレベルが変化する信号であり、スイッチＳＷ１がＯＮとなっている間、即ち時刻ｔ１直後においては、信号ｃが時刻ｔ１で立ち上がる直前でのレベルとほぼ等しく、また、信号ｃのレベルよりも低い。

従って、時刻ｔ１において、スイッチＳＷ１が一時的にＯＮされると、信号ｄのレベルがコンデンサ６３２６ｂの出力端に一時的に印加され、コンデンサ６３２６ｂには、信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベルと信号ｄの時刻ｔ１におけるレベルとのレベル変化分の電圧が保持電圧として印加され、コンデンサ６３２６ｂに保持される。従って、クランプ回路６３２６から出力される信号ｈのレベル（電位）は、信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分だけ下降する。
そして、時刻ｔ１〜時刻ｔ３の信号ｈは、コンデンサ６３２６ｂに保持された保持電圧が出力される。即ち、信号ｃのレベルからコンデンサ６３２６ｂの保持電圧分（信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分）だけ降下したレベルの信号となることによってデータ信号成分が削除される。

また、時刻ｔ３において、信号ｅの負パルスが負パルス検出回路６３２５によって検出され、検出した負パルスに同期したパルスＰ２がパルス信号ｇとして出力される。そして、パルスＰ２のパルス幅に等しい時間の間、スイッチＳＷ２がＯＮされる。ここで、パルスＰ２のパルス幅は時間△Ｔ２よりも非常に短い（同図では、パルス幅を強調して示して
いる）。従って、スイッチＳＷ２は、時刻ｔ３でＯＮされ、時刻ｔ４になる前に再度ＯＦＦされる、即ち、時刻ｔ３で一時的にＯＮされることになる。

スイッチＳＷ２がＯＮされると、コンデンサ６３２６ｂが短絡・放電することでコンデンサ６３２６ｂの保持電圧が“０”となり、スイッチＳＷ２がＯＦＦされた後も、コンデンサ６３２６ｂの保持電圧は“０”のままである。従って、クランプ回路６３２６から出力される信号ｈの電位は、コンデンサ６３２６ｂの保持電圧だけ上昇する。そして、時刻ｔ３以降における信号ｈは、信号ｃの電圧レベルと等しくなる。

従って、スイッチＳＷ１が一時的にＯＮされる時刻ｔ１からスイッチＳＷ２が一時的にＯＮされる時刻ｔ３までの間は、信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分がコンデンサ６３２６ｂに保持されることで、クランプ回路６３２６から出力される信号ｈの電位は、レベル変化分だけ下降すると共に、データ信号成分が削除される。

つまり、信号ｈは、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間は、信号ｃのレベルを信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分だけ降下したレベルであり、データ信号成分が削除されている。また、時刻ｔ３以降或いは時刻ｔ１以前では、信号ｃのレベルと等しい。
従って、信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分がデータ信号である標準タイムコードの振幅（ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの差分）にほぼ等しいとすれば、信号ｈは、検波信号である信号ｃから再生したいデータ信号を除去した信号（ノイズ信号／変動成分）となる。また、信号ｈは、検波信号ｂに基づいて生成されており、検波信号ｂに含まれるノイズ信号としての変動成分が含まれている。

そして、減算器６３２７からは、データ信号とノイズ信号が混在する信号ｃから、データ信号成分を削除しノイズ信号のみから成る信号ｈを減算した信号ｉが出力される。従って、信号ｉは、再生したいデータ信号である標準タイムコードのみをほぼ完全に再生した波形となる。

［作用・効果］
以上のように、本実施形態によれば、信号再生回路６３２では、検波回路６３１から入力され、高周波成分が除去された検波信号である信号ｃを微分回路６３２３が微分処理した信号ｅから、正パルス検出回路６３２４によって正パルスが検出されると、パルス信号ｆによってスイッチＳＷ１が一時的にＯＮされる。すると、信号ｃのレベルと信号ｄのレベルとの差分、即ち信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分がコンデンサ６３２６ｂに保持電圧として保持され、クランプ回路６３２６から出力される信号ｈの電位は、このレベル変化分だけ下降する。従って、信号ｈは、データ信号成分が削除されたノイズ信号成分のみの信号となる。
更に、負パルス検出回路６３２５によって信号ｅの負パルスが検出されると、パルス信号ｇによってスイッチＳＷ２が一時的にＯＮされる。すると、コンデンサ６３２６ｂが短絡・放電され、コンデンサ６３２６ｂの保持電圧が“０”になる。従って、信号ｃの立ち下がりエッジ部分においてコンデンサ６３２６ｂが放電され、クランプ回路６３２６から出力される信号ｈの電位は、信号ｃの立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分だけ上昇する。

信号ｃの立ち上がりエッジ部分のレベル変化分は、再生したいデータ信号である標準タイムコードの振幅とほぼ等しい。このため、信号ｈは検波信号ｂからデータ信号成分を削除した混入されるノイズ信号の成分のみとなる。このように、検波信号からノイズ信号成分を抽出し、これを検波信号から減算することでデータ信号を再生しているので、受信信号の周波数近傍のノイズ信号が混入されている場合であっても、確実にデータ信号の再生を行うことができる。

［変形例］
尚、本発明の適用は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

（Ａ）ストレート方式の電波受信装置に適用
例えば、上述した実施形態ではスーパーヘテロダイン方式の電波受信装置６２を用いることとしたが、これを、図５に示すストレート方式の電波受信装置６３を用いることとしても良い。

図５は、ストレート方式の電波受信装置６３の回路構成を示す図である。尚、同図において、上述した電波受信装置６２（図２参照）と同一要素については同符合を付している。図５によれば、電波受信装置６３は、受信アンテナ６２１と、ＲＦ増幅回路６２２と、フィルタ回路６２３と、検波回路６３１と、信号再生回路６３２と、ＡＧＣ回路６２９と、を備えて構成される。この場合、検波回路６３１には、フィルタ回路６２３から出力された信号が入力され、ＡＧＣ回路６２９は、ＲＦ増幅回路６２２の増幅度を制御するＲＦ制御信号を生成する。

（Ｂ）中継装置に適用
また、上述した実施形態では、本発明を電波時計に適用した場合について説明したが、中継装置に適用しても良い。中継装置とは、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、中継装置から送信された時刻情報を受信して時刻修正を行う。

図６は、本発明を適用した中継装置２の内部構成を示すブロック図である。尚、同図において、上述した電波時計１（図１参照）と同一要素については同符合を付している。図６によれば、中継装置２は、ＣＰＵ１０と、入力部２０と、表示部３０と、ＲＡＭ５０と、ＲＯＭ４０と、受信制御部６０と、タイムコード生成部７０と、計時回路部８０と、発振回路部８２と、送信部９０と、を備えて構成される。

送信部９０は、計時回路部８０によって計時された現在時刻データに基づいて中継タイムコードを生成して、該中継タイムコードに搬送波を付加して中継電波とし、送信アンテナを介して送信する。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。

本発明を適用した電波時計の回路構成図。 スーパーヘテロダイン方式の電波受信装置の回路構成図。 信号再生回路の回路構成図。 信号再生回路における各信号の波形図。 ストレート方式の電波受信装置、 本発明を適用した中継装置の回路構成図、 タイムコードのフォーマット。 ノイズ信号が混入された信号の波形図。

符号の説明

１ 電波時計
１０ ＣＰＵ
２０ 入力部
３０ 表示部
４０ ＲＯＭ
５０ ＲＡＭ
６０ 受信制御部
６２、６３ 電波受信装置
６２１ 受信アンテナ
６２２ ＲＦ増幅回路
６２３、６２６、６２８ フィルタ回路
６２４ 周波数変換回路
６２５ 局部発振回路
６２７ ＩＦ増幅回路
６２９ ＡＧＣ回路
６３１ 検波回路
６３２ 信号再生回路
６３２１、６３２２ フィルタ回路
６３２３、微分回路
６３２４ 正パルス検出回路
６３２５ 負パルス検出回路
６３２６ クランプ回路
６３２６ａ バッファ
６３２６ｂ コンデンサ
６３２７ 減算器
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ
７０ タイムコード生成部
８０ 計時回路部
８２ 発振回路部
２ 中継装置
９０ 送信部

Claims (5)

1. アンテナで受信されたデータ信号を含む受信信号を検波して検波信号を出力する検波手段と、前記検波信号に基づいて前記データ信号を再生した再生信号を出力する信号再生手段と、を具備する電波受信装置において、
   前記信号再生手段は、
   前記検波信号に含まれるデータ信号の立ち上がりエッジ部分を検出する立ち上がりエッジ検出手段と、
   前記検波信号に含まれるデータ信号の立ち下がりがりエッジ部分を検出する立ち下がりがりエッジ検出手段と、
   前記立ち上がりエッジ検出手段によって立ち上がりエッジ部分が検出されてから前記立ち下がりエッジ手段によって立ち下がりエッジ部分が検出されるまでの間、前記検波信号のレベルを前記立ち上がりエッジ部分でのデータ信号に基づくレベル変化分だけ下降させるように制御するクランプレベル制御手段と、
   前記検波手段によって出力された検波信号から前記クランプレベル制御手段によりレベルを制御された信号を減算して前記アンテナで受信されたデータ信号を再生信号として出力する減算手段と、
   を有することを特徴とする電波受信装置。
2. 前記クランプレベル制御手段は、クランプコンデンサを有し、
   前記検波手段によって出力された検波信号を積分処理する積分手段と、
   前記立ち上がりエッジ検出手段によって立ち上がりエッジ部分が検出された場合に、前記積分手段により積分処理された信号を前記クランプコンデンサの出力端に一時的に印加することで該クランプコンデンサを充電し、該立ち上がりエッジ部分でのレベル変化分を保持させる充電手段と、
   前記立ち下りエッジ検出手段によって立ち下がりエッジ部分が検出された場合に、前記クランプコンデンサを一時的に短絡することで放電させる放電手段と、
   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. 前記立ち上がりエッジ検出手段及び立ち下りエッジ検出手段は、前記検波信号を微分処理する微分手段を有し、この微分手段により得られた信号の波形に基づいて前記検波信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジ部分を検出する手段である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電波受信装置。
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再生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、
   現在時刻を計時する計時手段と、
   前記タイムコード生成手段により生成された標準タイムコードに基づいて前記計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
   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再生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り生成された標準タイムコードを振幅変調して送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする中継装置。

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