JP2013156148A - 受信回路及び電波修正時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】時刻情報を適切に取得できる受信回路及び電波修正時計を提供すること。
【解決手段】時刻情報を含む標準電波に応じた受信信号を処理する受信回路３は、標準電波に係る受信信号を増幅する増幅部（第１増幅回路３２）と、増幅された受信信号を検波して包絡線信号を生成する検波部（検波回路３７）と、包絡線信号の信号レベルを検出するレベル検出部と、包絡線信号の信号レベルに基づいて基準電圧の電圧レベルを設定するレベル設定部と、設定された電圧レベルの基準電圧に応じて包絡線信号を二値化した二値化信号を生成する二値化部（二値化回路３９）とを有する。レベル設定部は、検波部から包絡線信号が出力されてから、当該包絡線信号の信号レベルに応じた電圧レベルである目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルが達するまでの応答期間を標準電波の種類ごとに設定し、目標電圧レベル及び応答期間に基づいて現在の前記基準電圧の電圧レベルを設定する。
【選択図】図１
【解決手段】時刻情報を含む標準電波に応じた受信信号を処理する受信回路３は、標準電波に係る受信信号を増幅する増幅部（第１増幅回路３２）と、増幅された受信信号を検波して包絡線信号を生成する検波部（検波回路３７）と、包絡線信号の信号レベルを検出するレベル検出部と、包絡線信号の信号レベルに基づいて基準電圧の電圧レベルを設定するレベル設定部と、設定された電圧レベルの基準電圧に応じて包絡線信号を二値化した二値化信号を生成する二値化部（二値化回路３９）とを有する。レベル設定部は、検波部から包絡線信号が出力されてから、当該包絡線信号の信号レベルに応じた電圧レベルである目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルが達するまでの応答期間を標準電波の種類ごとに設定し、目標電圧レベル及び応答期間に基づいて現在の前記基準電圧の電圧レベルを設定する。
【選択図】図１
Description
本発明は、受信回路及び電波修正時計に関する。
従来、時刻情報を含む標準電波を受信して内部時刻を修正する電波修正時計が知られている。このような電波修正時計では、受信した標準電波に係る受信信号を増幅し、所定の基準電圧と二値化して得られるＴＣＯ（Time Code Out）信号に基づいて時刻情報を取得し、当該時刻情報に基づいて内部時刻を修正する。
ところで、受信回路の製造ばらつき等の問題で、基準電圧の電圧レベル（スライスレベル）が適切に設定されていないと、受信信号に含まれるノイズの影響により、ＴＣＯ信号及び時刻情報を適切に取得できない場合がある。
このような問題に対し、検波信号（包絡線信号）のピーク値及びボトム値を検出し、これらの値に基づいて基準電圧の電圧レベルを設定する電波修正時計が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような問題に対し、検波信号（包絡線信号）のピーク値及びボトム値を検出し、これらの値に基づいて基準電圧の電圧レベルを設定する電波修正時計が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、前述の特許文献１に記載のピーク値及びボトム値を検出する電波修正時計の構成では、ドイツの標準電波「ＤＣＦ７７」における「Ｍ」（マーカー）を示す信号のように振幅変調がない信号からは、ピーク値及びボトム値を正常に判別できない。このような場合、当該ピーク値及びボトム値に応じた電圧レベルに、基準電圧の電圧レベルを設定することができない。そして、当該信号に含まれるノイズの影響を受けやすくなり、ＴＣＯ信号及び時刻情報を適切に取得しづらいという問題がある。
本発明の目的は、時刻情報を適切に取得できる受信回路及び電波修正時計を提供することである。
前記した目的を達成するために、本発明の電波修正時計は、時刻情報を含む標準電波に応じた受信信号を処理する受信回路であって、前記標準電波に係る受信信号を増幅する増幅部と、増幅された前記受信信号を検波して、当該受信信号に応じた包絡線信号を生成する検波部と、前記包絡線信号の信号レベルを検出するレベル検出部と、検出された前記包絡線信号の信号レベルに基づいて、基準電圧の電圧レベルを設定するレベル設定部と、設定された電圧レベルの前記基準電圧に応じて前記包絡線信号を二値化して、二値化信号を生成する二値化部と、を有し、前記レベル設定部は、前記検波部から前記包絡線信号が出力されてから、当該包絡線信号の信号レベルに応じた電圧レベルである目標電圧レベルに前記基準電圧の電圧レベルが達するまでの応答期間を前記標準電波の種類ごとに設定し、前記目標電圧レベル及び前記応答期間に基づいて、現在の前記基準電圧の電圧レベルを設定することを特徴とする。
本発明によれば、レベル設定部は、検波部から包絡線信号が出力されてから、当該包落線信号の信号レベルに応じた目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルが達するまでの応答期間を、標準電波の種類ごとに設定する。そして、当該レベル設定部は、当該応答期間及び目標電圧レベルに基づいて、基準電圧の電圧レベルを設定する。すなわち、レベル設定部は、現在の包絡線信号の信号レベルに基づいて即座に基準電圧の電圧レベルを設定するのではなく、検波部から包絡線信号が出力されてから応答期間が経過した後に、基準電圧の電圧レベルが目標電圧レベルとなるように、当該電圧レベルを設定する。
これによれば、例えば、標準電波ＤＣＦ７７の「Ｍ」を示す時刻コードに応じた信号のように、振幅変調の無い包絡線信号が入力された場合でも、当該包絡線信号の入力に応じて基準電圧の電圧レベルが急激に変化することを抑制できる。これにより、当該振幅変調の無い包絡線信号にノイズが含まれている場合でも、当該包絡線信号の二値化におけるノイズの影響を小さくすることができる。従って、包絡線信号を適切に二値化でき、受信信号から時刻情報を適切に取得できる。
本発明では、標準電波ＤＣＦ７７に応じた前記応答期間は、他の標準電波に応じた前記応答期間に比べて長いことが好ましい。
ここで、前述のように、標準電波ＤＣＦ７７の受信信号には、「Ｍ」を示す時刻コードに応じた信号のような振幅変調のない信号が含まれる。このため、前述の応答期間が短いと、基準電圧の電圧レベルの急激な変化が、当該振幅変調のない信号の入力期間内で生じやすい。このような場合、適切な二値化が行われないという問題が生じやすい。一方、標準電波ＪＹＹのように、他の標準電波の受信信号には、振幅変調のない信号は含まれないため、上記のような問題は生じづらい。
ここで、前述のように、標準電波ＤＣＦ７７の受信信号には、「Ｍ」を示す時刻コードに応じた信号のような振幅変調のない信号が含まれる。このため、前述の応答期間が短いと、基準電圧の電圧レベルの急激な変化が、当該振幅変調のない信号の入力期間内で生じやすい。このような場合、適切な二値化が行われないという問題が生じやすい。一方、標準電波ＪＹＹのように、他の標準電波の受信信号には、振幅変調のない信号は含まれないため、上記のような問題は生じづらい。
このため、本発明では、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間を、他の標準電波に応じた応答期間より長くする。これによれば、振幅変調の無い包絡線信号の入力期間中に、基準電圧の電圧レベルが急激に変化することを抑制でき、当該電圧レベルの変化を緩やかにすることができる。従って、標準電波ＤＣＦ７７に基づく包絡線信号を適切に二値化でき、時刻情報を適切に取得できる。
本発明では、前記レベル設定部は、前記検波部により前記包絡線信号が出力されてから前記応答期間が経過した際に、当該包絡線信号の信号レベルに応じた電圧レベルとなるように、現在の前記基準電圧の電圧レベルを経時的に増減させることが好ましい。
本発明によれば、基準電圧の電圧レベルは経時的に増減されるので、応答期間の経過後に基準電圧の電圧レベルを目標電圧レベルに設定する場合に比べ、当該電圧レベルの変化を緩やかなものとすることができる。従って、当該基準電圧に基づいて、包絡線信号の二値化を適切に行うことができ、時刻情報を適切に取得できる。
なお、受信回路が記憶部を有する場合には、当該記憶部に、標準電波の種類ごとの応答期間を記憶させておき、レベル設定部が、当該応答期間を参照する構成としてもよい。
本発明によれば、基準電圧の電圧レベルは経時的に増減されるので、応答期間の経過後に基準電圧の電圧レベルを目標電圧レベルに設定する場合に比べ、当該電圧レベルの変化を緩やかなものとすることができる。従って、当該基準電圧に基づいて、包絡線信号の二値化を適切に行うことができ、時刻情報を適切に取得できる。
なお、受信回路が記憶部を有する場合には、当該記憶部に、標準電波の種類ごとの応答期間を記憶させておき、レベル設定部が、当該応答期間を参照する構成としてもよい。
本発明では、前記応答期間は、前記レベル検出部による前記包絡線信号の信号レベルのサンプリングレートの周期よりも長いことが好ましい。
このようなサンプリングレートの周期は、１ミリ秒を例示できる。
本発明によれば、基準電圧の電圧レベルは、当該信号レベルが検出されるごとに緩やかに増減されるので、該信号レベルの変化に追従して、基準電圧の電圧レベルを増減させることができる。従って、包絡線信号の信号レベルに適した電圧レベルに基準電圧を設定でき、受信信号から時刻情報を一層適切に取得できる。
このようなサンプリングレートの周期は、１ミリ秒を例示できる。
本発明によれば、基準電圧の電圧レベルは、当該信号レベルが検出されるごとに緩やかに増減されるので、該信号レベルの変化に追従して、基準電圧の電圧レベルを増減させることができる。従って、包絡線信号の信号レベルに適した電圧レベルに基準電圧を設定でき、受信信号から時刻情報を一層適切に取得できる。
或いは、本発明では、前記レベル検出部は、前記検波部から入力されたタイミングの前記包絡線信号の信号レベルを前記応答期間の経過後に検出し、前記レベル設定部は、前記レベル検出部により検出された前記信号レベルに基づいて、前記基準電圧の電圧レベルを設定することが好ましい。
このような構成として、例えば、検波部から出力された包絡線信号を、応答期間の経過後にレベル検出部に入力させる回路を設ける構成が挙げられる。
本発明によれば、レベル検出部は、検波部からの出力時の包絡線信号の信号レベルを、当該出力時から応答期間が経過した後に検出する。そして、レベル設定部は、レベル検出部により検出された信号レベルに基づいて目標電圧レベルを設定し、当該目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを設定する。これによれば、前述のような振幅変調の無い包絡線信号が検波部から出力されたタイミングで、基準電圧の電圧レベルが急激に変化することを抑制できる。従って、包絡線信号を一層適切に二値化でき、時刻情報をより適切に取得できる。
なお、受信回路が記憶部を有する場合には、レベル検出部が包絡線信号の信号レベルの検出結果を記憶部に順次記憶させ、レベル設定部が、現時点から応答期間分だけ遡った信号レベルに基づいて、基準電圧の電圧レベルを増減させる構成としてもよい。
本発明によれば、レベル検出部は、検波部からの出力時の包絡線信号の信号レベルを、当該出力時から応答期間が経過した後に検出する。そして、レベル設定部は、レベル検出部により検出された信号レベルに基づいて目標電圧レベルを設定し、当該目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを設定する。これによれば、前述のような振幅変調の無い包絡線信号が検波部から出力されたタイミングで、基準電圧の電圧レベルが急激に変化することを抑制できる。従って、包絡線信号を一層適切に二値化でき、時刻情報をより適切に取得できる。
なお、受信回路が記憶部を有する場合には、レベル検出部が包絡線信号の信号レベルの検出結果を記憶部に順次記憶させ、レベル設定部が、現時点から応答期間分だけ遡った信号レベルに基づいて、基準電圧の電圧レベルを増減させる構成としてもよい。
本発明では、前記レベル検出部は、前記受信信号の信号レベルのピーク時及びボトム時の電圧レベルをそれぞれピーク値及びボトム値として検出し、前記レベル設定部は、前記ピーク値及び前記ボトム値に基づいて、前記基準電圧の電圧レベルを設定することが好ましい。
本発明によれば、基準電圧の電圧レベルを、包絡線信号の信号レベルに一層適した値に設定することができ、当該包絡線信号をより適切に二値化できる。従って、受信回路における検波精度を向上でき、より適切な時刻情報を取得できる。
本発明によれば、基準電圧の電圧レベルを、包絡線信号の信号レベルに一層適した値に設定することができ、当該包絡線信号をより適切に二値化できる。従って、受信回路における検波精度を向上でき、より適切な時刻情報を取得できる。
また、本発明の電波修正時計は、時刻情報を含む標準電波を受信する受信装置と、前記受信装置により生成された二値化信号に基づいて時刻情報を取得して、内部時刻を修正する時刻修正装置と、を備え、前記受信装置は、前記標準電波を受信するアンテナと、前記アンテナにより受信された前記標準電波に応じた受信信号を検波する前述の受信回路と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、前述の受信回路及び受信装置と同様の効果を奏することができる。また、これにより、時刻情報を適切に取得できるので、内部時刻の修正を適切に行うことができ、電波修正時計の信頼性を向上できる。
本発明によれば、前述の受信回路及び受信装置と同様の効果を奏することができる。また、これにより、時刻情報を適切に取得できるので、内部時刻の修正を適切に行うことができ、電波修正時計の信頼性を向上できる。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
［電波修正時計の構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電波修正時計１の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電波修正時計１は、長波標準電波（以下「標準電波」と略す）を受信し、当該標準電波に含まれる時刻情報を取得して、内部で計時している内部時刻を当該時刻情報に基づいて修正するものである。この電波修正時計１は、図１に示すように、アンテナ２、受信回路３、制御回路４、発振器５、時刻表示手段６及び外部操作手段７を備える。
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
［電波修正時計の構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電波修正時計１の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電波修正時計１は、長波標準電波（以下「標準電波」と略す）を受信し、当該標準電波に含まれる時刻情報を取得して、内部で計時している内部時刻を当該時刻情報に基づいて修正するものである。この電波修正時計１は、図１に示すように、アンテナ２、受信回路３、制御回路４、発振器５、時刻表示手段６及び外部操作手段７を備える。
アンテナ２は、標準電波を受信して、受信した標準電波に応じた受信信号を受信回路３に出力する。
受信回路３は、アンテナ２から入力される受信信号に基づいて、ＴＣＯ（Time Code Out：タイムコード出力）信号を復調し、当該ＴＣＯ信号を制御回路４に出力する。
これらアンテナ２及び受信回路３により、本発明の受信装置は構成される。なお、受信回路３の構成は、後に詳述する。
受信回路３は、アンテナ２から入力される受信信号に基づいて、ＴＣＯ（Time Code Out：タイムコード出力）信号を復調し、当該ＴＣＯ信号を制御回路４に出力する。
これらアンテナ２及び受信回路３により、本発明の受信装置は構成される。なお、受信回路３の構成は、後に詳述する。
制御回路４は、本発明の時刻修正装置に相当し、受信回路３から入力されるＴＣＯ信号をデコードしてＴＣ（Time Code）を生成し、当該ＴＣに基づいて内部時刻を修正する。また、制御回路４は、当該内部時刻を時刻表示手段６に表示させる。さらに、制御回路４は、受信回路３に制御信号を出力する。このような制御回路４の構成は、後に詳述する。
発振器５は、水晶振動子を有し、当該水晶振動子により発振される所定の基準クロック周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ）の基準信号を出力する。この発振器５から出力された基準信号は、制御回路４に入力され、当該制御回路４により、１Ｈｚの信号に分周される。
発振器５は、水晶振動子を有し、当該水晶振動子により発振される所定の基準クロック周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ）の基準信号を出力する。この発振器５から出力された基準信号は、制御回路４に入力され、当該制御回路４により、１Ｈｚの信号に分周される。
時刻表示手段６は、制御回路４による制御の下、当該制御回路４で計時されている内部時刻を表示する。この時刻表示手段６は、液晶パネルにより構成できる他、文字板及び指針と、当該指針を回転させるステップモーター及び複数の歯車とを備える構成を採用することも可能である。
外部操作手段７は、例えば、電波修正時計１の外部に露出したリューズや操作ボタン等により構成され、利用者により操作されることで制御回路４に所定の操作信号を出力する。このような操作信号として、例えば、アンテナ２で受信される標準電波の種類（例えば、日本における標準電波ＪＪＹ、アメリカ合衆国における標準電波ＷＷＶＢ、イギリスにおける標準電波ＭＳＦ、及び、ドイツにおける標準電波ＤＣＦ７７等）を示す信号や、標準電波を受信して時刻を修正させる旨の信号等が挙げられる。
［制御回路の構成］
ここで、制御回路４の構成を先に説明する。
制御回路４は、電波修正時計１全体の動作を制御する。具体的に、制御回路４は、受信回路３の後述するデコード回路３Ａに対して、受信回路３を制御するための制御信号を出力する。この他、制御回路４は、後述する局部発振信号生成部３３に基準クロック周波数の基準信号を出力する。また、制御回路４は、受信回路３から入力されるＴＣＯ信号をデコードして得られたＴＣに基づいて、内部時刻を修正する。更に、制御回路４は、当該内部時刻を時刻表示手段６に表示させる。
このような制御回路４は、図１に示すように、ＴＣＯデコード部４１、記憶部４２、計時部４３、駆動回路４４及び制御部４５を備える。
ここで、制御回路４の構成を先に説明する。
制御回路４は、電波修正時計１全体の動作を制御する。具体的に、制御回路４は、受信回路３の後述するデコード回路３Ａに対して、受信回路３を制御するための制御信号を出力する。この他、制御回路４は、後述する局部発振信号生成部３３に基準クロック周波数の基準信号を出力する。また、制御回路４は、受信回路３から入力されるＴＣＯ信号をデコードして得られたＴＣに基づいて、内部時刻を修正する。更に、制御回路４は、当該内部時刻を時刻表示手段６に表示させる。
このような制御回路４は、図１に示すように、ＴＣＯデコード部４１、記憶部４２、計時部４３、駆動回路４４及び制御部４５を備える。
ＴＣＯデコード部４１は、受信回路３から入力されるＴＣＯ信号をデコードして、当該ＴＣＯ信号からＴＣを抽出する。このＴＣには、日付情報及び時刻情報等が含まれる。そして、ＴＣＯデコード部４１は、抽出したＴＣを制御部４５に出力する。なお、本実施形態では、ＴＣＯデコード部４１は、日本の標準電波ＪＪＹ（搬送周波数：４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ）の他、アメリカ合衆国の標準電波ＷＷＶＢ（搬送周波数：６０ｋＨｚ）、イギリスの標準電波ＭＳＦ（搬送周波数：６０ｋＨｚ）、及び、ドイツの標準電波ＤＣＦ７７（搬送周波数：７７．５ｋＨｚ）等、複数種類の標準電波のＴＣをデコード可能に構成されている。
記憶部４２は、制御回路４による電波修正時計１の制御に必要な各種データ及びプログラムを記憶する。
計時部４３は、発振器５から入力される基準信号から生成された１Ｈｚの信号に基づいて現在日時を計時する。この計時部４３により計時されている現在日時が、電波修正時計１における内部時刻である。
記憶部４２は、制御回路４による電波修正時計１の制御に必要な各種データ及びプログラムを記憶する。
計時部４３は、発振器５から入力される基準信号から生成された１Ｈｚの信号に基づいて現在日時を計時する。この計時部４３により計時されている現在日時が、電波修正時計１における内部時刻である。
駆動回路４４は、制御部４５による制御の下、時刻表示手段６の表示状態を制御して、当該時刻表示手段６に内部時刻を表示させる。例えば、時刻表示手段６が液晶パネルにより構成されている場合には、駆動回路４４は、当該液晶パネルに内部時刻を表示させる。また、時刻表示手段６が文字板及び指針と、当該指針を回転させるステッピングモーター及び歯車とを有する構成である場合には、駆動回路４４は、ステッピングモーターにパルス信号を出力して、指針により内部時刻を表示させる。なお、現在時刻に加えて日時を表示する構成としてもよい。
制御部４５は、発振器５から入力される基準信号に基づいて駆動して、各種制御処理を実行する。例えば、制御部４５は、ＴＣＯデコード部４１から入力されるＴＣに基づいて、前述の内部時刻を修正する。また、制御部４５は、当該内部時刻を時刻表示手段６に表示させる駆動回路４４の動作を制御する。更に、制御部４５は、入力される基準信号を受信回路３に出力するとともに、当該受信回路３のデコード回路３Ａに、受信回路３を制御するための制御信号を出力する。
このような制御部４５とデコード回路３Ａとは、シリアル通信線により接続されており、制御部４５から出力される制御信号は、シリアル通信線を介してデコード回路３Ａに入力される。
なお、制御部４５と受信回路３との間で、双方向通信が可能な２線の同期式インターフェイスを用いた双方向シリアル通信を行うように構成してもよい。このような場合、制御部４５から制御信号が入力された受信回路３が、受信及び認識した制御信号を制御部４５に再度転送（フィードバック）してもよい。これによれば、制御部４５が、出力した制御信号と入力された制御信号との差異を確認することで、より信頼性の高いシリアル通信を実施できる。
なお、制御部４５と受信回路３との間で、双方向通信が可能な２線の同期式インターフェイスを用いた双方向シリアル通信を行うように構成してもよい。このような場合、制御部４５から制御信号が入力された受信回路３が、受信及び認識した制御信号を制御部４５に再度転送（フィードバック）してもよい。これによれば、制御部４５が、出力した制御信号と入力された制御信号との差異を確認することで、より信頼性の高いシリアル通信を実施できる。
［受信回路の構成］
受信回路３は、前述のように、アンテナ２から入力される受信信号からＴＣＯ信号を復調し、当該ＴＣＯ信号を制御回路４に出力する。この受信回路３は、図１に示すように、同調回路３１、第１増幅回路３２、局部発振信号生成部３３、周波数変換部３４、ＢＰＦ（Band-pass filter）３５、第２増幅回路３６、検波回路３７、設定回路３８、二値化回路３９及びデコード回路３Ａを備える。
これらのうち、デコード回路３Ａは、制御回路４から入力される制御信号をデコードして、当該制御信号により示される制御内容を、各機能部３１〜３９に出力する。
受信回路３は、前述のように、アンテナ２から入力される受信信号からＴＣＯ信号を復調し、当該ＴＣＯ信号を制御回路４に出力する。この受信回路３は、図１に示すように、同調回路３１、第１増幅回路３２、局部発振信号生成部３３、周波数変換部３４、ＢＰＦ（Band-pass filter）３５、第２増幅回路３６、検波回路３７、設定回路３８、二値化回路３９及びデコード回路３Ａを備える。
これらのうち、デコード回路３Ａは、制御回路４から入力される制御信号をデコードして、当該制御信号により示される制御内容を、各機能部３１〜３９に出力する。
同調回路３１は、コンデンサーを備えて構成され、当該同調回路３１とアンテナ２とにより並列共振回路が構成される。この同調回路３１は、特定の周波数の電波をアンテナ２に受信させる。この同調回路３１により、アンテナ２で受信された標準電波が電圧信号に変換され、受信信号として第１増幅回路３２に出力される。
ここで、本実施形態の受信回路３は、標準電波ＪＪＹ、ＷＷＶＢ、ＭＳＦ及びＤＣＦ７７を受信可能に構成されている。なお、受信回路３は、例えば中国の標準電波ＢＰＣ等、他の標準電波を更に受信可能な構成としてもよい。
ここで、本実施形態の受信回路３は、標準電波ＪＪＹ、ＷＷＶＢ、ＭＳＦ及びＤＣＦ７７を受信可能に構成されている。なお、受信回路３は、例えば中国の標準電波ＢＰＣ等、他の標準電波を更に受信可能な構成としてもよい。
具体的に、外部操作手段７に対する操作に応じて、受信される標準電波の種類を示す信号が制御回路４に入力されると、当該制御回路４から、当該標準電波を受信させる制御信号が、デコード回路３Ａを介して同調回路３１に出力される。これに応じて、同調回路３１は、当該標準電波を受信可能な状態にアンテナ２を設定する。
なお、本実施形態では、外部操作手段７に対する操作により、受信される標準電波の種類が切り替えられる構成としたが、例えば、受信する周波数を順次切り替えて、受信可能な標準電波を自動的に検出する構成としてもよい。
なお、本実施形態では、外部操作手段７に対する操作により、受信される標準電波の種類が切り替えられる構成としたが、例えば、受信する周波数を順次切り替えて、受信可能な標準電波を自動的に検出する構成としてもよい。
第１増幅回路３２は、本発明の増幅部に相当し、同調回路３１から入力される受信信号を一定の振幅に増幅する。なお、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路が設けられる場合には、当該ＡＧＣ回路により、検波回路３７にて生成される包絡線信号の信号レベルに基づいて、第１増幅回路３２のゲインを調整する構成としてもよい。
局部発振信号生成部３３は、周波数変換部３４に出力される局部発振信号を生成する。この局部発振信号生成部３３は、局部発振回路３３１及び周波数生成部３３２を備える。
これらのうち、局部発振回路３３１は、制御回路４から入力される基準信号に基づいて、所定周波数の信号を生成する。
これらのうち、局部発振回路３３１は、制御回路４から入力される基準信号に基づいて、所定周波数の信号を生成する。
周波数生成部３３２は、局部発振回路３３１から入力される信号を分周等することで、局部発振信号を生成する。この局部発振信号は、周波数変換部３４にて受信信号の周波数（受信された標準電波の搬送周波数。以下「受信周波数」と略す場合がある）を所定の中間周波数に揃えるための局部発振周波数で発振される。
具体的に、４０ｋＨｚの標準電波が受信される際には、周波数生成部３３２は、局部発振周波数が７０ｋＨｚである局部発振信号を出力する。また、６０ｋＨｚの標準電波が受信される際には、周波数生成部３３２は、局部発振周波数が９０ｋＨｚである局部発振信号を出力する。更に、７７．５ｋＨｚの標準電波が受信される際には、周波数生成部３３２は、局部発振周波数が１０７．５ｋＨｚの局部発振信号を出力する。
具体的に、４０ｋＨｚの標準電波が受信される際には、周波数生成部３３２は、局部発振周波数が７０ｋＨｚである局部発振信号を出力する。また、６０ｋＨｚの標準電波が受信される際には、周波数生成部３３２は、局部発振周波数が９０ｋＨｚである局部発振信号を出力する。更に、７７．５ｋＨｚの標準電波が受信される際には、周波数生成部３３２は、局部発振周波数が１０７．５ｋＨｚの局部発振信号を出力する。
周波数変換部３４は、第１増幅回路３２から入力される受信信号と、局部発振信号生成部３３から入力される局部発振信号とを混合して、中間周波数の処理用信号をＢＰＦ３５に出力する。
すなわち、受信周波数をｆ０、局部発振周波数をｆ１とすると、周波数変換部３４は、中間周波数ｆＩＦ１＝｜ｆ０−ｆ１｜の処理用信号を生成し、ＢＰＦ３５に出力する。
なお、周波数変換部３４には、４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ，７７．５ｋＨｚの各標準電波に対応して、それぞれ局部発振周波数が７０ｋＨｚ，９０ｋＨｚ，１０７．５ｋＨｚである局部発振信号が、局部発振信号生成部３３から入力される。このため、周波数変換部３４から出力される処理用信号の周波数は、３０ｋＨｚとなる。
すなわち、受信周波数をｆ０、局部発振周波数をｆ１とすると、周波数変換部３４は、中間周波数ｆＩＦ１＝｜ｆ０−ｆ１｜の処理用信号を生成し、ＢＰＦ３５に出力する。
なお、周波数変換部３４には、４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ，７７．５ｋＨｚの各標準電波に対応して、それぞれ局部発振周波数が７０ｋＨｚ，９０ｋＨｚ，１０７．５ｋＨｚである局部発振信号が、局部発振信号生成部３３から入力される。このため、周波数変換部３４から出力される処理用信号の周波数は、３０ｋＨｚとなる。
ＢＰＦ３５は、周波数変換部３４から入力された処理用信号のうち、所定の周波数帯域の信号成分のみを通過させ、帯域外の周波数成分の信号を遮断する。
第２増幅回路３６は、ＢＰＦ３５から入力される受信信号を、固定のゲインで更に増幅する。
検波回路３７は、本発明の検波部に相当する。この検波回路３７は、整流器及びＬＰＦ（Low-Pass Filter）（ともに図示省略）を備え、第２増幅回路３６から入力される受信信号を整流及びろ波し、得られた包絡線信号を設定回路３８及び二値化回路３９にそれぞれ出力する。
第２増幅回路３６は、ＢＰＦ３５から入力される受信信号を、固定のゲインで更に増幅する。
検波回路３７は、本発明の検波部に相当する。この検波回路３７は、整流器及びＬＰＦ（Low-Pass Filter）（ともに図示省略）を備え、第２増幅回路３６から入力される受信信号を整流及びろ波し、得られた包絡線信号を設定回路３８及び二値化回路３９にそれぞれ出力する。
設定回路３８は、検波回路３７から入力される包絡線信号の信号レベルに基づいて電圧レベルが設定された基準電圧を、二値化回路３９に出力する。なお、設定回路３８の詳しい構成については、後に詳述する。
二値化回路３９は、本発明の二値化部に相当し、例えば、二値化コンパレーターで構成される。この二値化回路３９は、検波回路３７から入力される包絡線信号の信号レベルと、設定回路３８から入力される基準電圧の電圧レベルとを比較して、二値化信号であるＴＣＯ信号を生成し、当該ＴＣＯ信号を前述のＴＣＯデコード部４１に出力する。
二値化回路３９は、本発明の二値化部に相当し、例えば、二値化コンパレーターで構成される。この二値化回路３９は、検波回路３７から入力される包絡線信号の信号レベルと、設定回路３８から入力される基準電圧の電圧レベルとを比較して、二値化信号であるＴＣＯ信号を生成し、当該ＴＣＯ信号を前述のＴＣＯデコード部４１に出力する。
このような二値化回路３９は、本実施形態では、包絡線信号の信号レベル（電圧レベル）が基準電圧の電圧レベルを上回っている場合には、Ｌレベル（ローレベル）の信号をＴＣＯ信号として出力する。また、当該二値化回路３９は、包絡線信号の信号レベルが基準電圧の電圧レベル以下である場合には、Ｌレベルより電圧値の高いＨレベル（ハイレベル）の信号をＴＣＯ信号として出力する。
なお、包絡線信号の信号レベルが基準電圧の電圧レベル以上である場合に、ＬレベルのＴＣＯ信号を出力し、当該信号レベルが基準電圧の電圧レベル未満である場合に、ＨレベルのＴＣＯ信号を出力する構成としてもよい。これらとは逆に、包絡線信号の信号レベルが基準電圧の電圧レベルを上回っている場合、或いは、当該電圧レベル以上である場合にＨレベルの信号を、また、包絡線信号の信号レベルが基準電圧の電圧レベル未満である場合、或いは、当該電圧レベルを下回っている場合にＬレベルの信号を、ＴＣＯ信号として制御回路４に出力する構成とすることも可能である。
なお、包絡線信号の信号レベルが基準電圧の電圧レベル以上である場合に、ＬレベルのＴＣＯ信号を出力し、当該信号レベルが基準電圧の電圧レベル未満である場合に、ＨレベルのＴＣＯ信号を出力する構成としてもよい。これらとは逆に、包絡線信号の信号レベルが基準電圧の電圧レベルを上回っている場合、或いは、当該電圧レベル以上である場合にＨレベルの信号を、また、包絡線信号の信号レベルが基準電圧の電圧レベル未満である場合、或いは、当該電圧レベルを下回っている場合にＬレベルの信号を、ＴＣＯ信号として制御回路４に出力する構成とすることも可能である。
［設定回路の構成］
図２は、設定回路３８の構成を示すブロック図である。
設定回路３８は、前述のように、包絡線信号の信号レベルに基づいて基準電圧の電圧レベルを設定する。この設定回路３８は、図２に示すように、記憶部３８１、レベル検出部３８２、レベル設定部３８３及び基準電圧出力部３８４を有する。
これらのうち、基準電圧出力部３８４は、レベル設定部３８３により設定された電圧レベルの基準電圧を、二値化回路３９に出力する。
図２は、設定回路３８の構成を示すブロック図である。
設定回路３８は、前述のように、包絡線信号の信号レベルに基づいて基準電圧の電圧レベルを設定する。この設定回路３８は、図２に示すように、記憶部３８１、レベル検出部３８２、レベル設定部３８３及び基準電圧出力部３８４を有する。
これらのうち、基準電圧出力部３８４は、レベル設定部３８３により設定された電圧レベルの基準電圧を、二値化回路３９に出力する。
記憶部３８１は、レベル設定部３８３による基準電圧の電圧レベル設定に必要な情報を記憶している。具体的に、記憶部３８１は、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから、当該包絡線信号の信号レベルに応じた電圧レベルである目標電圧レベルに、基準電圧の電圧レベルが達するまでの期間（応答期間）を、標準電波の種類ごとに記憶している。この応答期間は、レベル検出部３８２による包絡線信号の信号レベルのサンプリングレートの周期より長く設定されており、標準電波ＤＣＦ７７の応答期間が、他の標準電波の応答期間より長く設定されている。このような応答期間は、基準電圧の電圧レベルの１秒での変化率（増減率）が最大で３０％程度となるように設定されている。
また、記憶部３８１は、包絡線信号のピーク時の信号レベル（ピーク値）とボトム時の信号レベル（ボトム値）との差分に乗算される割合を、当該標準電波の種類ごとに記憶している。
また、記憶部３８１は、包絡線信号のピーク時の信号レベル（ピーク値）とボトム時の信号レベル（ボトム値）との差分に乗算される割合を、当該標準電波の種類ごとに記憶している。
レベル検出部３８２は、検波回路３７から入力される包絡線信号の信号レベルを検出する。このレベル検出部３８２は、ピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２を有する。これらピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２は、入力される包絡線信号のピーク値及びボトム値をそれぞれ検出する。このようなピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２のサンプリングレートの周期は、本実施形態では、それぞれ１ミリ秒に設定されている。
レベル設定部３８３は、レベル検出部３８２により検出された包絡線信号の信号レベルに基づいて、基準電圧の電圧レベルを設定する。なお、レベル設定部３８３には、受信される標準電波の種類が、デコード回路３Ａを介して制御回路４から入力される。
具体的に、レベル設定部３８３は、まず、レベル検出部３８２により検出されたピーク値とボトム値との差分を算出する。また、レベル設定部３８３は、記憶部３８１を参照し、受信される標準電波に応じた割合を取得する。
この後、レベル設定部３８３は、算出された差分に当該割合を乗算して得られた値をボトム値に加算し、加算した結果として得られた値を目標電圧レベルとする。この目標電圧レベルが、検出された包絡線信号の信号レベルに応じた基準電圧の電圧レベルである。
この後、レベル設定部３８３は、算出された差分に当該割合を乗算して得られた値をボトム値に加算し、加算した結果として得られた値を目標電圧レベルとする。この目標電圧レベルが、検出された包絡線信号の信号レベルに応じた基準電圧の電圧レベルである。
例えば、制御回路４から標準電波ＪＪＹが受信される旨の制御信号が入力され、当該標準電波ＪＪＹに応じた割合が「０．５」（５０％）である場合、レベル設定部３８３は、ピーク値及びボトム値の差分の半分の電圧値を当該ボトム値に加算した電圧値を、目標電圧レベルとする。
一方、標準電波ＤＣＦ７７が受信される旨の制御信号が入力され、当該標準電波ＤＣＦ７７に応じた割合が「０．３５」（３５％）である場合、レベル設定部３８３は、ピーク値及びボトム値の差分の３５％に相当する値を当該ボトム値に加算し、この加算結果の電圧値を、目標電圧レベルとする。
なお、このような割合は、適宜変更可能である。
一方、標準電波ＤＣＦ７７が受信される旨の制御信号が入力され、当該標準電波ＤＣＦ７７に応じた割合が「０．３５」（３５％）である場合、レベル設定部３８３は、ピーク値及びボトム値の差分の３５％に相当する値を当該ボトム値に加算し、この加算結果の電圧値を、目標電圧レベルとする。
なお、このような割合は、適宜変更可能である。
次に、レベル設定部３８３は、記憶部３８１を参照して、受信される標準電波に応じた応答期間を取得する。そして、レベル設定部３８３は、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから当該応答期間が経過した後に、現在の基準電圧の電圧レベルが目標電圧レベルに達するように、現在の基準電圧の電圧レベルについての増減率を設定する。このように設定された増減率に基づいて、レベル設定部３８３は、現在の基準電圧の電圧レベルを増減させ、当該電圧レベルを設定する。
例えば、標準電波ＪＪＹが受信される場合で、当該標準電波ＪＪＹに応じた応答期間が「１秒」である場合、レベル設定部３８３は、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから（レベル検出部３８２により信号レベルが検出されたタイミングの包絡線信号が検波回路３７から出力されてから）１秒が経過した後に現在の基準電圧の電圧レベルが目標電圧レベルに達するように、当該電圧レベルの増減率を設定する。このため、応答期間が「０秒」である場合（すなわち、応答期間を設けずに、包絡線信号の信号レベルに応じて即座に基準電圧の電圧レベルを変更する場合）に比べて、基準電圧の電圧レベルは緩やかに増減される。
また、例えば、標準電波ＤＣＦ７７が受信される場合で、当該標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間が「３秒」である場合、レベル設定部３８３は、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから３秒が経過した後に現在の基準電圧の電圧レベルが目標電圧レベルに達するように、当該電圧レベルの増減率を設定する。このため、応答期間が「０秒」である場合に比べて、基準電圧の電圧レベルは、緩やかに増減することとなり、更に前述の標準電波ＪＪＹの場合に比べて、当該電圧レベルの変化は緩やかとなる。
なお、前述のように、本実施形態に係る電波修正時計１では、標準電波ＪＪＹ、ＷＷＶＢ、ＤＣＦ７７及びＢＰＣを受信可能に構成されており、記憶部３８１に記憶された標準電波ごとの応答期間のうち、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間が最も長い。このため、電波修正時計１が標準電波ＤＣＦ７７を受信する際の基準電圧の電圧レベルの増減率は、他の標準電波を受信する際の基準電圧の電圧レベルの増減率に比べて小さい。これにより、標準電波ＤＣＦ７７を受信する際の基準電圧の電圧レベルの変動は、他の標準電波を受信する際の基準電圧の電圧レベルの変動に比べて小さくなる。
［包絡線信号の二値化］
ここで、応答期間に応じた包絡線信号の二値化結果について説明する。なお、以下に示す表１には、各標準電波の時刻コードにおいて電圧レベルがＨレベルである期間が示されている。
標準電波ＪＪＹ及びＷＷＶＢにおける「０」を示す時刻コードと、標準電波ＭＳＦ及びＤＣＦ７７における「０」を示す時刻コードとでは、表１に示すように、１秒間におけるＨレベルの期間は、それぞれ「０．８秒」及び「０．９秒」であり、それぞれの標準電波で当該期間に大差はない。
また、標準電波ＪＪＹ及びＷＷＶＢにおける「１」を示す時刻コードと、標準電波ＭＳＦ及びＤＣＦ７７における「１」を示す時刻コードとでは、１秒間におけるＨレベルの期間は、それぞれ「０．５秒」及び「０．８秒」であり、同様に、それぞれの標準電波で当該期間に大差はない。
ここで、応答期間に応じた包絡線信号の二値化結果について説明する。なお、以下に示す表１には、各標準電波の時刻コードにおいて電圧レベルがＨレベルである期間が示されている。
標準電波ＪＪＹ及びＷＷＶＢにおける「０」を示す時刻コードと、標準電波ＭＳＦ及びＤＣＦ７７における「０」を示す時刻コードとでは、表１に示すように、１秒間におけるＨレベルの期間は、それぞれ「０．８秒」及び「０．９秒」であり、それぞれの標準電波で当該期間に大差はない。
また、標準電波ＪＪＹ及びＷＷＶＢにおける「１」を示す時刻コードと、標準電波ＭＳＦ及びＤＣＦ７７における「１」を示す時刻コードとでは、１秒間におけるＨレベルの期間は、それぞれ「０．５秒」及び「０．８秒」であり、同様に、それぞれの標準電波で当該期間に大差はない。
一方、標準電波ＪＪＹ及びＷＷＶＢにおける「Ｍ」を示す時刻コードと、標準電波ＭＳＦにおける「Ｍ」を示す時刻コードとでは、１秒間におけるＨレベルの期間は、それぞれ「０．２秒」及び「０．５秒」である。これに対し、標準電波ＤＣＦ７７における「Ｍ」を示す時刻コードでは、１秒間におけるＨレベルの期間は「１．０秒」であり、他の標準電波に対してＨレベルの期間が非常に長い。
図３は、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間が「０秒」である場合の基準電圧の電圧レベル（スライスレベル）の推移と、復調されたＴＣＯ信号の推移とを示す図である。なお、図３には、これらの他、標準電波ＤＣＦ７７に含まれる元のＴＣＯ信号（ＤＣＦ７７コード）の波形と、当該標準電波ＤＣＦ７７を受信した際の包絡線信号の推移と、当該包絡線信号のピーク値及びボトム値の推移とが示されている。
上記のような標準電波ＤＣＦ７７を受信する場合、前述の応答期間が「０秒」であると、図３に示すように、「Ｍ」を示す時刻コードの直前の時刻コードに応じた包絡線信号の入力期間から、当該「Ｍ」を示す時刻コードに応じた包絡線信号の入力期間にかけて、比較的高いボトム値が検出され続ける。このことから、当該ボトム値及びピーク値に基づいてスライスレベルを設定すると、当該スライスレベルは増加し続けることとなる。
上記のような標準電波ＤＣＦ７７を受信する場合、前述の応答期間が「０秒」であると、図３に示すように、「Ｍ」を示す時刻コードの直前の時刻コードに応じた包絡線信号の入力期間から、当該「Ｍ」を示す時刻コードに応じた包絡線信号の入力期間にかけて、比較的高いボトム値が検出され続ける。このことから、当該ボトム値及びピーク値に基づいてスライスレベルを設定すると、当該スライスレベルは増加し続けることとなる。
このような場合、包絡線信号にノイズが含まれていると、当該ノイズ等の影響で、包絡線信号を二値化して得られるＴＣＯ信号に、標準電波ＤＣＦ７７の基準波形に含まれないピーク（図３におけるピークＥ）が含まれやすくなる。このようなピークＥがＴＣＯ信号に含まれていると、当該ＴＣＯ信号から時刻情報を適切に取得できない。
図４は、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間が「３秒」である場合の基準電圧の電圧レベル（スライスレベル）の推移と、復調されたＴＣＯ信号の推移とを示す図である。なお、図４に示される標準電波ＤＣＦ７７に含まれる元のＴＣＯ信号（ＤＣＦ７７コード）の波形と、当該標準電波ＤＣＦ７７を受信した際の包絡線信号の推移と、当該包絡線信号のピーク値及びボトム値の推移とは、図３に示したものと同じである。
これに対し、前述の応答期間に「０秒」より大きい値（例えば「３秒」）が設定されている場合、図４に示すように、スライスレベルの変動が緩やかなものとなる。特に、「Ｍ」を示す時刻コードに応じた包絡線信号の入力時においては、スライスレベルの急激な変化が抑制される。このため、包絡線信号の二値化に際して、当該包絡線信号に含まれるノイズの影響を受けにくくすることができる。従って、前述のピークＥが生じるような復調エラーの発生を抑制でき、ＴＣＯ信号を適切に復調できる。
これに対し、前述の応答期間に「０秒」より大きい値（例えば「３秒」）が設定されている場合、図４に示すように、スライスレベルの変動が緩やかなものとなる。特に、「Ｍ」を示す時刻コードに応じた包絡線信号の入力時においては、スライスレベルの急激な変化が抑制される。このため、包絡線信号の二値化に際して、当該包絡線信号に含まれるノイズの影響を受けにくくすることができる。従って、前述のピークＥが生じるような復調エラーの発生を抑制でき、ＴＣＯ信号を適切に復調できる。
図５は、標準電波ＪＪＹに応じた応答期間が「１秒」である場合のスライスレベルの推移と、復調されたＴＣＯ信号の推移とを示す図である。なお、図５には、これらの他、標準電波ＪＪＹに含まれる元のＴＣＯ信号（ＪＪＹコード）の波形と、当該標準電波ＪＪＹを受信した際の包絡線信号の推移と、当該包絡線信号のピーク値及びボトム値の推移とが示されている。
なお、標準電波ＪＹＹを受信する場合でも、上記応答期間が設定されていることにより、図５に示すように、当該応答期間が設定されていない場合に比べて、スライスレベルの変動を小さくすることができる。従って、ＴＣＯ信号を適切に復調でき、適切な時刻情報を取得できる。他の標準電波ＷＷＶＢ及びＭＳＦにおいても同様である。
なお、標準電波ＪＹＹを受信する場合でも、上記応答期間が設定されていることにより、図５に示すように、当該応答期間が設定されていない場合に比べて、スライスレベルの変動を小さくすることができる。従って、ＴＣＯ信号を適切に復調でき、適切な時刻情報を取得できる。他の標準電波ＷＷＶＢ及びＭＳＦにおいても同様である。
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る電波修正時計１によれば、以下の効果がある。
レベル設定部３８３は、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから、標準電波の種類ごとに設定された応答期間の経過後に、電圧レベルが目標電圧レベルとなるように、基準電圧の電圧レベルを設定する。
これによれば、振幅変調の無い包絡線信号が入力された場合でも、当該包絡線信号の入力に応じて基準電圧の電圧レベル（スライスレベル）が急激に増減されることを抑制できる。これにより、当該振幅変調の無い包絡線信号にノイズが含まれている場合でも、当該包絡線信号の二値化におけるノイズの影響を小さくすることができる。従って、包絡線信号を適切に二値化でき、受信信号から時刻情報を適切に取得できる。
以上説明した本実施形態に係る電波修正時計１によれば、以下の効果がある。
レベル設定部３８３は、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから、標準電波の種類ごとに設定された応答期間の経過後に、電圧レベルが目標電圧レベルとなるように、基準電圧の電圧レベルを設定する。
これによれば、振幅変調の無い包絡線信号が入力された場合でも、当該包絡線信号の入力に応じて基準電圧の電圧レベル（スライスレベル）が急激に増減されることを抑制できる。これにより、当該振幅変調の無い包絡線信号にノイズが含まれている場合でも、当該包絡線信号の二値化におけるノイズの影響を小さくすることができる。従って、包絡線信号を適切に二値化でき、受信信号から時刻情報を適切に取得できる。
標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間は、他の標準電波に応じた応答期間より長い。これによれば、振幅変調の無い包絡線信号の入力期間中の基準電圧の電圧レベルの大きな変動を抑制でき、当該電圧レベルの変化を緩やかにすることができる。従って、標準電波ＤＣＦ７７に基づく包絡線信号を適切に二値化でき、時刻情報を適切に取得できる。
基準電圧の電圧レベルは、応答期間及び目標電圧レベルに基づいて経時的に増減される。このため、応答期間の経過時まで現在の基準電圧の電圧レベルを維持し、当該応答期間の経過後に基準電圧レベルの電圧レベルを目標電圧レベルに変化させる場合に比べて、当該電圧レベルの変化を緩やかなものとすることができる。従って、当該基準電圧に基づいて、包絡線信号の二値化を適切に行うことができ、時刻情報を適切に取得できる。
応答期間は、レベル検出部３８２に設定されたサンプリングレートの周期よりも長い。これによれば、基準電圧の電圧レベルは、当該信号レベルが検出されるごとに緩やかに増減されるので、当該信号レベルの変化に追従して、基準電圧の電圧レベルを変化させることができる。従って、包絡線信号の信号レベルに適した電圧レベルに基準電圧を設定でき、受信信号から時刻情報を一層適切に取得できる。
レベル設定部３８３は、レベル検出部３８２により検出されたピーク値及びボトム値に基づいて、基準電圧の電圧レベルを設定する。これによれば、基準電圧の電圧レベルを、包絡線信号の信号レベルに一層適した値に設定することができ、当該包絡線信号をより適切に二値化できる。従って、包絡線信号の検波精度を向上でき、より適切な時刻情報を取得できる。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係る電波修正時計では、設定回路３８による基準電圧の電圧レベルの設定方法が、前述の電波修正時計１とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係る電波修正時計では、設定回路３８による基準電圧の電圧レベルの設定方法が、前述の電波修正時計１とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る電波修正時計は、設定回路３８を構成するレベル検出部３８２及びレベル設定部３８３の機能が異なる他は、電波修正時計１と同様の構成及び機能を有する。
これらのうち、レベル検出部３８２は、包絡線信号の信号レベルのピーク値及びボトム値をそれぞれ検出するピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２を有する。これらピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２は、電波修正時計１でのサンプリングレートと同じサンプリングレートで、ピーク値及びボトム値を検出する。
ここで、レベル検出部３８２は、検波回路３７から出力された包絡線信号の信号レベルを即座に検出するのではなく、当該包絡線信号が出力されてから、受信される標準電波に応じて記憶部３８１から取得された応答期間の経過後に、当該包絡線信号の信号レベル（ピーク値及びボトム値）を検出する。
これらのうち、レベル検出部３８２は、包絡線信号の信号レベルのピーク値及びボトム値をそれぞれ検出するピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２を有する。これらピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２は、電波修正時計１でのサンプリングレートと同じサンプリングレートで、ピーク値及びボトム値を検出する。
ここで、レベル検出部３８２は、検波回路３７から出力された包絡線信号の信号レベルを即座に検出するのではなく、当該包絡線信号が出力されてから、受信される標準電波に応じて記憶部３８１から取得された応答期間の経過後に、当該包絡線信号の信号レベル（ピーク値及びボトム値）を検出する。
そして、レベル設定部３８３は、検出された信号レベルに基づいて、現在の基準電圧の電圧レベル（スライスレベル）を増減させる。なお、レベル設定部３８３は、前述の電波修正時計１と同様に、ピーク値とボトム値との差分に対して、受信される標準電波に応じて記憶部３８１から取得された割合を乗算する。そして、レベル設定部３８３は、得られた値をボトム値に加算した値を目標電圧レベルとし、当該目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを設定する。
以上説明した本実施形態に係る電波修正時計によれば、前述の電波修正時計１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
すなわち、レベル検出部３８２は、検波回路３７からの出力時の包絡線信号の信号レベルを、当該出力時から応答期間が経過した後に検出する。そして、レベル設定部３８３は、検出された信号レベルに基づいて目標電圧レベルを設定し、当該目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを即座に設定する。これによれば、標準電波ＤＣＦ７７の「Ｍ」を示す時刻コードに応じた信号のように振幅変調の無い包絡線信号が検波回路３７から入力されたタイミングで、基準電圧の電圧レベルが急激に変化することを抑制できる。従って、包絡線信号を一層適切に二値化でき、時刻情報をより適切に取得できる。
すなわち、レベル検出部３８２は、検波回路３７からの出力時の包絡線信号の信号レベルを、当該出力時から応答期間が経過した後に検出する。そして、レベル設定部３８３は、検出された信号レベルに基づいて目標電圧レベルを設定し、当該目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを即座に設定する。これによれば、標準電波ＤＣＦ７７の「Ｍ」を示す時刻コードに応じた信号のように振幅変調の無い包絡線信号が検波回路３７から入力されたタイミングで、基準電圧の電圧レベルが急激に変化することを抑制できる。従って、包絡線信号を一層適切に二値化でき、時刻情報をより適切に取得できる。
［実施形態の変形］
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間を、他の標準電波に応じた応答期間より長く設定するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、他の標準電波に応じた応答期間が、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間より長くてもよい。また、応答期間の長さも、前述の長さに限定されず、適宜設定できる。例えば、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間を「０秒」でない所定の期間とし、他の標準電波に応じた応答期間を「０秒」としてもよい。すなわち、標準電波ＤＣＦ７７に対してのみ応答期間を設定してもよい。
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間を、他の標準電波に応じた応答期間より長く設定するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、他の標準電波に応じた応答期間が、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間より長くてもよい。また、応答期間の長さも、前述の長さに限定されず、適宜設定できる。例えば、標準電波ＤＣＦ７７に応じた応答期間を「０秒」でない所定の期間とし、他の標準電波に応じた応答期間を「０秒」としてもよい。すなわち、標準電波ＤＣＦ７７に対してのみ応答期間を設定してもよい。
前記各実施形態では、レベル検出部３８２に設定されたサンプリングレートの周期は１ミリ秒であるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該サンプリングレートは適宜変更可能である。
前記各実施形態では、レベル検出部３８２は、ピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２を有するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、ピーク値のみを検出する構成としてもよく、ボトム値のみを検出する構成としてもよい。
前記各実施形態では、レベル検出部３８２は、ピーク値検出部３８２１及びボトム値検出部３８２２を有するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、ピーク値のみを検出する構成としてもよく、ボトム値のみを検出する構成としてもよい。
前記第１実施形態では、レベル設定部３８３が、検波回路３７から包落線信号が出力されてから応答期間が経過した後に、目標電圧レベルとなるように基準電圧の電圧レベルを増減させるとした。また、前記第２実施形態では、レベル検出部３８２が、検波回路３７からの出力時の包絡線信号の信号レベルを、当該出力時から応答期間が経過した後に検出し、レベル設定部３８３が、検出された信号レベルに基づく目標電圧レベルとなるように、基準電圧の電圧レベルを設定するとした。しかしながら、本発明はこれらに限らない。
例えば、レベル検出部３８２が、検波回路３７から入力される包絡線信号の信号レベルの検出結果を記憶部３８１に順次記憶させていき、レベル設定部３８３が、現時点から応答期間分だけ遡った信号レベルを記憶部３８１から取得し、当該信号レベルに基づく目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを設定する構成としてもよい。
例えば、レベル検出部３８２が、検波回路３７から入力される包絡線信号の信号レベルの検出結果を記憶部３８１に順次記憶させていき、レベル設定部３８３が、現時点から応答期間分だけ遡った信号レベルを記憶部３８１から取得し、当該信号レベルに基づく目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを設定する構成としてもよい。
前記各実施形態では、受信される標準電波に応じた応答期間が記憶部３８１に記憶され、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから当該応答期間の経過後に、目標電圧レベルとなるように、基準電圧の電圧レベルを設定させるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、制御回路４の制御部４５が、応答期間を設定回路３８に出力する構成としてもよい。
また、制御回路４がレベル設定部３８３の機能を有していてもよい。この場合、当該制御回路４が、レベル検出部３８２による検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて基準電圧の電圧レベルを設定し、当該電圧レベルを示す制御信号を、基準電圧出力部３８４に出力する構成とすればよい。
また、制御回路４がレベル設定部３８３の機能を有していてもよい。この場合、当該制御回路４が、レベル検出部３８２による検出結果を取得し、当該検出結果に基づいて基準電圧の電圧レベルを設定し、当該電圧レベルを示す制御信号を、基準電圧出力部３８４に出力する構成とすればよい。
前記第１実施形態では、レベル検出部３８２による包絡線信号の信号レベルが検出されるごとに、レベル設定部３８３が、当該信号レベルに基づいて目標電圧レベルを設定し、応答期間の経過後に目標電圧レベルに達するように、基準電圧の電圧レベルを経時的に増減するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、レベル検出部３８２のサンプリングレートの周期を比較的大きな値（例えば、０．５秒）とし、レベル設定部３８３が、検波回路３７から包絡線信号が出力されてから応答期間が経過した後に、当該包絡線信号の信号レベルに基づいて設定した目標電圧レベルに基準電圧の電圧レベルを変更する構成としてもよい。この場合、当該サンプリングレートの１周期の間は、基準電圧の電圧レベルに変化が無いので、前記各実施形態で示した電波修正時計と同様の効果を奏することができる。
前記各実施形態では、受信回路３は、スーパーヘテロダイン方式の受信回路として構成したが、本発明はこれに限らない。例えば、受信信号の周波数の変換を行わないストレート方式の受信回路として構成してもよい。
前記各実施形態では、本発明の受信回路を電波修正時計に採用した例を挙げたが、本発明はこれに限らない。例えば、タイマー録画等を行う記録装置や、携帯電話等に採用してもよい。
前記各実施形態では、本発明の受信回路を電波修正時計に採用した例を挙げたが、本発明はこれに限らない。例えば、タイマー録画等を行う記録装置や、携帯電話等に採用してもよい。
１…電波修正時計、２…アンテナ（受信装置）、３…受信回路（受信装置）、４…制御回路（時刻修正装置）、３２…第１増幅回路（増幅部）、３７…検波回路（検波部）、３９…二値化回路（二値化部）、３８２…レベル検出部、３８３…レベル設定部。
Claims (7)
- 時刻情報を含む標準電波に応じた受信信号を処理する受信回路であって、
前記標準電波に係る受信信号を増幅する増幅部と、
増幅された前記受信信号を検波して、当該受信信号に応じた包絡線信号を生成する検波部と、
前記包絡線信号の信号レベルを検出するレベル検出部と、
検出された前記包絡線信号の信号レベルに基づいて、基準電圧の電圧レベルを設定するレベル設定部と、
設定された電圧レベルの前記基準電圧に応じて前記包絡線信号を二値化して、二値化信号を生成する二値化部と、を有し、
前記レベル設定部は、前記検波部から前記包絡線信号が出力されてから、当該包絡線信号の信号レベルに応じた電圧レベルである目標電圧レベルに前記基準電圧の電圧レベルが達するまでの応答期間を前記標準電波の種類ごとに設定し、前記目標電圧レベル及び前記応答期間に基づいて、現在の前記基準電圧の電圧レベルを設定する
ことを特徴とする受信回路。 - 請求項１に記載の受信回路において、
標準電波ＤＣＦ７７に応じた前記応答期間は、他の標準電波に応じた前記応答期間に比べて長い
ことを特徴とする受信回路。 - 請求項１又は請求項２に記載の受信回路において、
前記レベル設定部は、前記検波部により前記包絡線信号が出力されてから前記応答期間が経過した際に、当該包絡線信号の信号レベルに応じた電圧レベルとなるように、現在の前記基準電圧の電圧レベルを経時的に増減させる
ことを特徴とする受信回路。 - 請求項３に記載の受信回路において、
前記応答期間は、前記レベル検出部による前記包絡線信号の信号レベルのサンプリングレートの周期よりも長い
ことを特徴とする受信回路。 - 請求項１又は２に記載の受信回路において、
前記レベル検出部は、前記検波部から入力されたタイミングの前記包絡線信号の信号レベルを前記応答期間の経過後に検出し、
前記レベル設定部は、前記レベル検出部により検出された前記信号レベルに基づいて、前記基準電圧の電圧レベルを設定する
ことを特徴とする受信回路。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の受信回路において、
前記レベル検出部は、前記受信信号の信号レベルのピーク時及びボトム時の電圧レベルをそれぞれピーク値及びボトム値として検出し、
前記レベル設定部は、前記ピーク値及び前記ボトム値に基づいて、前記基準電圧の電圧レベルを設定する
ことを特徴とする受信回路。 - 時刻情報を含む標準電波を受信する受信装置と、
前記受信装置により生成された二値化信号に基づいて時刻情報を取得して、内部時刻を修正する時刻修正装置と、を備え、
前記受信装置は、
前記標準電波を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された前記標準電波に応じた受信信号を検波する請求項１から請求項６のいずれかに記載の受信回路と、を備える
ことを特徴とする電波修正時計。
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| JP2008020291A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Seiko Epson Corp | 標準電波受信回路 |
| JP2010112782A (ja) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Citizen Holdings Co Ltd | 時刻受信装置および電波修正時計 |
| JP2011112428A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Seiko Epson Corp | 電波修正時計およびその制御方法 |
-
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