JP2016070899A - Heterodyne receiver circuit and radio wave clock composite circuit using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子式周波数選択受信回路に関する。 The present invention relates to an electronic frequency selective receiving circuit.
近年、移動体通信技術は大きく発展し、腕時計に代表されるような携帯型の小型機器にも受信機能が搭載されさまざまな商品が提案されている。特に長波標準電波に重畳されているタイムコードを受信する長波電波時計は、腕時計、置き時計とも多数商品化され市場に活況を与えている。この長波標準電波はドイツのD C F 7 7 、アメリカのW W V B 、イギリスのM S F 、中国のBPC、日本のJ J Y 等多数の国で発信されており前述の電波時計が商品化されている。 In recent years, mobile communication technology has been greatly developed, and various products have been proposed in which a reception function is mounted on a portable small device represented by a wristwatch. In particular, a long wave radio timepiece that receives a time code superimposed on a long wave standard radio wave has been commercialized in a large number of watches and table clocks. This long wave standard radio wave is transmitted in many countries such as German DCF 7 7, American WW V B, British MSF, Chinese BPC, Japanese JJ Y and so on. It has become.
これらの長波標準電波の周波数はD C F 7 7 が7 7 . 5 k H z 、BPCが68.5KHz、W W V B とM S F が6 0k H z 、J J Y の九州局が6 0 k H z 、福島局が4 0 k H z と複数存在しており長波電波時計はそれぞれの周波数に選局されている。よって、例えば、日本国内に於いて全国で使用可能な長波電波時計を実現しようとすると、4 0 k H z と6 0 k H z との周波数の電波を受信する必要がある。このような全国で使用可能な長波電波時計は多くの出願を見るところである。 The frequency of these long-wave standard radio waves is 7 7. 5 KHz, BPC is 68.5 KHz, WWVB and MSF are 60 KHz, JJY's Kyushu station is 60 KHz, and Fukushima station is 40 KHz. The long wave radio clock is tuned to each frequency. Therefore, for example, in order to realize a long wave radio clock that can be used nationwide in Japan, it is necessary to receive radio waves with frequencies of 40 kHz and 60 kHz. There are many applications for such long-wave radio clocks that can be used nationwide.
周波数の異なる複数の長波標準電波を受信する場合、長波電波時計は標準電波周波数に合致した水晶フィルタをフィルタ回路として用いるが、受信する周波数に応じて水晶フィルタの数が必要となるため、時計が大きくなる問題が生じる。 When receiving multiple long-wave standard radio waves with different frequencies, the long-wave radio clock uses a crystal filter that matches the standard radio frequency as the filter circuit, but the number of crystal filters is required according to the frequency to be received. There is a growing problem.
このため、1 個の水晶フィルタで周波数の異なる複数の長波標準電波の受信が可能なヘテロダイン方式の受信機を使用することによって水晶フィルタの数量を削減し、時計の小型化を行う提案がされている。(例えば、特許文献1、特許文献2参照)
また、ヘテロダイン方式の受信機に用いるI F 回路の中には水晶フィルタを用いない回路も提案されている。(例えば、特許文献3参照)
For this reason, a proposal has been made to reduce the number of crystal filters and reduce the size of the watch by using a heterodyne receiver capable of receiving a plurality of long-wave standard radio waves having different frequencies with one crystal filter. Yes. (For example, see
In addition, a circuit that does not use a crystal filter has been proposed as an IF circuit used in a heterodyne receiver. (For example, see Patent Document 3)
特許文献1および特許文献2に示した従来技術は、以下に示す問題点が存在する。
ヘテロダイン受信機は長波標準電波を受信し、標準電波信号を生成するアンテナと、基準信号を発生する発振回路と、基準信号に基づき複数の局部発振信号(以下、「局発信号」という。)を作成する局部発振回路と、局発信号と標準電波信号をミキシングし、中間信号を作成するM I X 回路と、中間信号を抽出しI F 信号を出力するI F 回路(以下、「フィルタ回路」という。)と、I F 信号を検波する検波回路と、検波回路の出力より時刻情報を作成する制御部とを有し、MIX回路で生成される中間信号はフィルタ回路の中心周波数に合わせており、フィルタ回路が狭帯域の場合、フィルタ回路の中心周波数とMIX回路で生成される中間信号の一致する程度によって長波標準電波の受信感度が大きく変化する。
The conventional techniques shown in
The heterodyne receiver receives a long-wave standard radio wave, generates a standard radio wave signal, an oscillation circuit that generates a reference signal, and a plurality of local oscillation signals (hereinafter referred to as “local oscillation signals”) based on the reference signal. A local oscillation circuit to be created, a M I X circuit that mixes a local oscillation signal and a standard radio wave signal to create an intermediate signal, and an I F circuit that extracts the intermediate signal and outputs an I F signal (hereinafter referred to as “filter circuit”) And a control circuit that generates time information from the output of the detection circuit, and the intermediate signal generated by the MIX circuit matches the center frequency of the filter circuit. When the filter circuit has a narrow band, the reception sensitivity of the long wave standard radio wave varies greatly depending on the degree of coincidence between the center frequency of the filter circuit and the intermediate signal generated by the MIX circuit.
MIX回路で生成される中間信号の精度は発振回路で生成される基準信号の精度に依存しており、個別の基準信号によって局部発振回路の調整が必要である。 The accuracy of the intermediate signal generated by the MIX circuit depends on the accuracy of the reference signal generated by the oscillation circuit, and the local oscillation circuit needs to be adjusted by the individual reference signal.
特許文献3のフィルタ回路において中心周波数の精度は使用するコンデンサのばらつきによって中心周波数が変化するため、調整が必要となる。
In the filter circuit of
特許文献1はヘテロダイン方式の受信機は基準信号に基づき作成される局発信号と標準電波信号をミキシングし、水晶フィルタへ出力される中間信号と水晶フィルタの中間周波数との周波数ズレによる感度劣化を改善するため、基準信号の周波数調整を行なっているが、基準信号の周波数を可変容量手段によって変更すると発振回路の消費電流が増加してしまう問題が生じていた。
本願発明は消費電流の増加を抑えつつ、高精度なフィルタ回路の周波数調整を行なえる調整回路を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an adjustment circuit that can adjust the frequency of a filter circuit with high accuracy while suppressing an increase in current consumption.
本発明は、上記目的を達成するため、以下の構成を採用するものである。
すなわち、外部から基準信号を入力し、局発信号を作成する局部発振回路と、
局発信号と受信信号をミキシングし、中間信号を生成するMIX回路と、
中間信号を抽出し、検波に使用するIF信号を生成するフィルタ回路と、
フィルタ回路の中間周波数の製造ばらつきを調整する第1調整回路と、
第1調整回路での調整データを記憶する第1記憶手段と、
基準信号の理論値からのズレによって発生する中間信号のばらつきを調整する第2調整回路と、
第2調整回路での調整データを入力する第1通信回路を有し、
第2調整回路は、調整データに基づき、中間信号のばらつきを調整することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
That is, a local oscillation circuit that inputs a reference signal from the outside and creates a local oscillation signal;
A MIX circuit that mixes a local signal and a received signal to generate an intermediate signal;
A filter circuit that extracts an intermediate signal and generates an IF signal used for detection;
A first adjustment circuit for adjusting the manufacturing variation of the intermediate frequency of the filter circuit;
First storage means for storing adjustment data in the first adjustment circuit;
A second adjustment circuit for adjusting variation of the intermediate signal caused by deviation from the theoretical value of the reference signal;
A first communication circuit for inputting adjustment data in the second adjustment circuit;
The second adjustment circuit is characterized by adjusting the variation of the intermediate signal based on the adjustment data.
上記本発明の側面によれば、ヘテロダイン受信回路におけるフィルタ回路の中心周波数のズレ量、基準信号の周波数ズレによる中間信号の周波数ズレ量を含めてフィルタ回路の中心周波数を調整することにより、基準信号の周波数調整を行なう必要がなくなり、基準信号を出力する発振器の消費電流の増加を防止できる。 According to the above aspect of the present invention, the reference signal is adjusted by adjusting the center frequency of the filter circuit including the amount of deviation of the center frequency of the filter circuit in the heterodyne receiving circuit and the amount of frequency deviation of the intermediate signal due to the frequency deviation of the reference signal. Therefore, it is possible to prevent an increase in current consumption of the oscillator that outputs the reference signal.
[実施例1]
以下、実施例1について図面を用いて説明する。なお、実施例1は時計に適用した場合を元にしているが、発明に関係のない構成、例えば、地板や受類、指針などの時計の構造部品については、説明や図示を省略している。
[Example 1]
Hereinafter, Example 1 will be described with reference to the drawings. In addition, although Example 1 is based on the case where it applies to a timepiece, description and illustration are abbreviate | omitted about the structural parts which are not related to invention, for example, structural parts of timepieces, such as a ground plate, receptacles, and a hand. .
[実施例1の全体構成の説明:図1]
図1は実施例1における長波電波時計のブロック図である。
本発明の実施例1における長波電波時計に用いた全体構成について図1のブロック図を用いて説明する。
[Description of Overall Configuration of First Embodiment: FIG. 1]
FIG. 1 is a block diagram of a long wave radio timepiece according to the first embodiment.
The overall configuration used for the long wave radio timepiece in
100は長波電波時計であり、1は長波標準電波を受信するアンテナであり、3はアンテナ1より生成される標準電波信号17を時刻データに生成し、時刻の歩進を行なう回路基板(複合回路)、4は回路基板の時刻情報を表示する時刻表示部である。
回路基板3には、アンテナ1より生成される標準電波信号17を入力し時刻データ13を出力するヘテロダイン受信回路2と、ヘテロダイン受信回路2で生成された時刻データ13を元に時刻修正を行い、歩進(時刻計時)を行なう時計回路6が実装されている。ヘテロダイン受信回路2と時計回路6それぞれの詳細構成は後述する。
The
回路基板3には、アンテナ1より生成される受信信号16が入力されるアンテナ端子31と、時刻表示部4へ表示内容を出力する表示端子32と、外部から操作を時計回路6へ伝達するコントロール端子33を有する。
The
次に、時計回路6の詳細構成について後述する。
Next, the detailed configuration of the
5は、計時基準となる基準信号7を生成する発振回路である。8は、基準信号7を入力して時刻計時を行う歩進回路である。11は、歩進回路8の歩度調整データ9を記憶する時計記憶回路である。
発振回路5は、ヘテロダイン受信回路2の基準信号として使用するだけなら、安価なCR発振回路などでも良いが、時間精度が要求される時計の発振回路と共用できるため、水晶発振回路が望ましい。よって、実施例1では水晶発振回路を用いて説明を行なう。
The
時計回路6の歩進回路8は公知の論理的周波数調整機能を備え、時計記憶回路11に記憶されている歩度調整データ9が制御回路15を介して歩進回路8に供給されることによって調整されている。
The step circuit 8 of the
また、時計記憶回路11は不揮発性メモリなど電源が印加されなくても記憶データが消失しないメモリの方が望ましい。
The
12は、歩度調整データ9を含む周波数データ10やヘテロダイン受信回路2を制御する情報を含む制御信号26を出力する通信回路である。14は、ヘテロダイン受信回路2で生成された時刻データ13を受信するデータ受信回路である。
A
15は、データ受信回路14から受けた時刻データ13を現在時刻として歩進回路8を修正し、歩進回路8からの現在時刻情報を元に時計表示部4に現在時刻を表示させる時刻修正、時刻表示機能や、上記通信回路12を通してのデータ通信などの制御を司る制御回路である。
15 corrects the stepping circuit 8 using the
また、外部端子として、コントロール端子33からの入力を制御回路15に伝達するCNT端子34、制御回路15から表示端子32に表示内容を出力するDSP端子35、発振回路5からヘテロダイン受信回路2へ基準信号7を出力するCLK_out端子36、通信回路12からヘテロダイン受信回路2へ制御信号26を出力するS_out端子37、ヘテロダイン受信回路2からデータ受信回路14へ時刻データ13を伝達するD_in端子38を有している。
Further, as external terminals, a
次にヘテロダイン受信回路2の詳細構成について後述する。
Next, the detailed configuration of the
18はアンテナ1より生成される受信信号16を増幅し、標準電波信号17を出力する増幅回路である。20は時計回路6の基準信号7から局発信号19を生成する局部発振回路である。50は局発信号19と標準電波信号17をミキシングし、中間信号21を生成するMIX回路である。23は中間信号21からIF信号22を抽出するIF回路である。24はIF信号22から時刻データ13を生成する検波回路である。25は時計回路6から出力される制御信号26を通信回路である。27は制御信号26によってヘテロダイン受信回路2を制御する制御回路である。
また、外部端子として、時計回路6から出力される制御信号26を通信回路25へ伝達するS_in端子39、時計回路6から出力される基準信号7を局部発振回路20へ伝達するCLK_in端子40、アンテナ端子31から増幅回路18へ受信信号16を伝達するANT_in端子41、検波回路24から時計回路6へ時刻データを出力するD_out端子42、IF回路23の調整時、擬似的な中間信号21が入力されるF_in端子43とIF回路23の調整時、IF回路23の出力を行なうF_out端子44を有している。
Further, as external terminals, an
ヘテロダイン受信回路2のF_in端子43、F_out端子44は回路基板3に端子は設けられていない。
The
図2は実施例1におけるIF回路のブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of the IF circuit according to the first embodiment.
IF回路23は、図2に示すように、MIX回路50で生成される中間信号21から特定の周波数信号であるIF信号22を抽出するフィルタ回路28と、フィルタ回路28の中心周波数を調整できる調整回路29と、調整回路29の設定値98を記憶する調整値記憶回路30を有している。
As shown in FIG. 2, the
フィルタ回路28は、特許文献3と同様なスイッチトキャパシタフィルタ(SCF)方式を採用することで、中心周波数を容易に変更することが可能である。本実施例1のフィルタ回路28はSCFの採用を前提とし説明するが、中心周波数の変更が可能であれば、SCF以外の方式を採用しても良い。
The
フィルタ回路28は、調整回路29から送信されるランクデータ99により、中心周波数を一定の周波数幅で変化させられるような構成となっている。実施例1において、狙いの中心周波数は500Hzで説明を行なう。
The
また、調整値記憶回路30は、不揮発性メモリなど電源が印加されなくても記憶データが消失しないメモリの方が望ましい。
The adjustment
次に図3を用いて、局部発振回路20の詳細な説明を行なう。
Next, the
図3は、実施例1における局部発振回路のブロック図である。
201は周波数が可変可能な発振回路であり、局発信号19を発生する。
FIG. 3 is a block diagram of the local oscillation circuit according to the first embodiment.
202は局発信号19をカウントするカウンタ、205はCLK_in端子40を介して時計回路6より出力される基準信号7をカウントするカウンタ、203はカウンタ202、カウンタ205の出力を比較する比較回路、204は発振回路201の周波数の設定を調整する発振調整回路である。
202 is a counter that counts the
発振回路201は周波数の調整が容易なCR発振回路で構成され、印加電圧や使用するコンデンサ容量、抵抗値などを切り換えることによって周波数の調整を行なえるようにしている。
The
次に局部発振回路20の動作について説明を行なう。
Next, the operation of the
基準信号7の周波数が32768Hz、受信したい長波標準電波の周波数がDCF77局の77.5KHzで、中間信号の周波数を500Hzにする場合、局発信号19は77.5KHz−500Hz=77000Hzとするのが理想的である。
このため、カウンタ205が32768カウントしたときにカウンタ202を77000カウントとなるようにカウンタ202、205の出力を比較回路203で比較を行い、カウンタ202のカウントUPが早い場合は発振調整回路204の調整値を発振回路201が遅くなるように設定し、カウンタ205のカウントUPが早い場合は発振調整回路204の調整値を発振回路201が早くなるように設定する。
When the frequency of the
Therefore, the
また、本発明では受信局としてDCF77局を例に説明を行なったが、他の長波標準電波を受信する場合はカウンタ202、205のカウント値を変更して対応する。
In the present invention, the DCF 77 station has been described as an example of the receiving station. However, when other long wave standard radio waves are received, the count values of the
上記のように局発信号19を基準信号7より作成することは可能であるが、基準信号7の精度によって局発信号19の精度も変化する。
As described above, the
表1に、一般的な水晶発振器の周波数バラツキに対する中間信号への影響を示す。 Table 1 shows the influence on the intermediate signal with respect to the frequency variation of a general crystal oscillator.
表1に示すように、発振回路5が32766.2Hzから32769.8Hzまでばらついた場合、中間信号の狙い周波数500Hzに対して±4.2Hz程度の誤差が生じており、後述のIF回路23の中心周波数と差が生じるため、受信感度低下の大きな要因となる。
As shown in Table 1, when the
また、実施例1では、歩度調整データ9は、水晶発振器の狙い周波数の1周期である30.5μSの1/10の精度である3.05μS毎に歩度調整データ9を設定している。よって、中間信号21は歩度調整データ9の値が1変化すると0.1Hz変化する。歩度調整データ9は表1記載の基準信号の周波数に対応して決定され、歩進回路8は設定された歩度調整データ9によって論理的周波数調整を行なう。
In the first embodiment, the
図11は、本発明の概念ブロック図であり、図1、2、3と同一の働きを行なうブロックには同一符号を付して詳細な説明は省略する。 FIG. 11 is a conceptual block diagram of the present invention, and blocks having the same functions as those in FIGS.
前述のように、ヘテロダイン受信回路2の受信感度は、フィルタ回路28の中心周波数と基準信号7によって生成される中間信号21の周波数との一致する程度によって大きく変化する。
As described above, the reception sensitivity of the
このため、本発明ではフィルタ回路28の中心周波数を中間信号21の周波数に調整することによって課題の解決を図っており、フィルタ回路28自体の誤差調整と、基準信号7によるフィルタ回路28の調整との2段階による調整で実現をしている。
Therefore, in the present invention, the problem is solved by adjusting the center frequency of the
次に、第1段階の調整について説明を行なう。 Next, the first stage adjustment will be described.
図12はフィルタ回路28自体の誤差調整時におけるフィルタ特性変化を示した図である。210はフィルタ回路28自体の誤差調整を行なう前のフィルタ特性を示すフィルタ特性Aであり、実施例1では無調整におけるフィルタ回路の中心周波数を497Hzとし、211はフィルタ回路28自体の誤差調整を行なった後のフィルタ特性を示すフィルタ
特性Bであり、本実施例ではフィルタ回路の中心周波数の狙い値を500Hzとしている。
FIG. 12 is a diagram showing a change in the filter characteristics when the error of the
また、212はフィルタ回路28自体の誤差調整時における調整幅Aを示し、213は調整幅A213に基準信号7の周波数誤差対応分を含めた調整幅Bを示す。
フィルタ回路28自体の誤差調整時における動作としては、外部より中間信号21の擬似信号として中心周波数の狙い値500Hzを出力し、調整回路29から出力されるランクデータ99を変化することによってフィルタ回路28の中心周波数を変化させ、フィルタ回路28のフィルタ特性A210をフィルタ特性B211に合わせ、ランクデータ99を設定値98として記憶する。調整方法の詳細は後述する。
As an operation at the time of error adjustment of the
次に、第2段階の調整について説明を行なう。 Next, the second stage adjustment will be described.
図13は、フィルタ回路誤差調整後の長波標準電波を受信する時のフィルタ特性を示す図である。301は上記調整を行なった状態のフィルタ特性Cであり、302は基準信号7の周波数誤差を含めて補正したフィルタ特性Dである。
300は上記調整を行なった後、基準信号7の周波数誤差対応分を示した調整幅Cであり、中間信号21の周波数が500Hzに対して−4〜+11Hzまで対応可能となる。
FIG. 13 is a diagram illustrating filter characteristics when receiving a long wave standard wave after adjusting the filter circuit error.
300 is an adjustment width C indicating the frequency error corresponding to the
ここで、基準信号7の誤差によって中間信号21の周波数が503Hzにずれた場合、時計回路6の調整工程によって測定された基準信号7の誤差データより、中間信号21の周波数が503Hzとなることを計算した周波数データ10を調整回路29へ送り、設定値98と周波数データ10を用いた値をランクデータ99としてフィルタ回路28に送り、フィルタ特性C301をフィルタ特性D302に変更し、中間信号21の周波数とフィルタ回路28の中心周波数を合わせて受信感度の向上を行なう。調整方法の詳細は後述する。
Here, when the frequency of the
次に実施例1の具体的な調整方法について図4、図5、図6、図7を用いて説明を行なう。 Next, a specific adjustment method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5, 6, and 7.
フィルタ回路28の製造ばらつき等に由来するフィルタ回路28自体の誤差の調整は、ヘテロダイン受信回路2を回路基板3に実装する前に実施する。ヘテロダイン受信回路2がIC等の半導体で構成されている場合は、ウエファー状態で調整し、調整後ダイシング等で単体の回路とすることも可能であり、テスタ等での検査工程での調整も可能となり、コストダウンが図れる。
Adjustment of the error of the
また、ヘテロダイン受信回路2を回路基板3に実装する前に行えるため、ヘテロダイン受信回路2が調整不可能な不良品であっても、ヘテロダイン受信回路2のみを不用品としてはじけるので、不良のヘテロダイン受信回路2を実装して回路基板3を無駄にすることが防げる。
Further, since the
後述の如く、調整にはF_in端子43、F_out端子44を使用するが、ヘテロダイン受信回路2単体で調整するので、回路基板3にF_in端子43、F_out端子44を接続する必要が無くなり、製造工程の簡素化や、回路基板3の小型化に寄与できる。
As will be described later, the
図4は、フィルタ回路28における調整時のブロック図を示しており、400はフィルタ回路調整装置である。
FIG. 4 is a block diagram when adjusting the
フィルタ回路調整装置400は、擬似的な中間信号をF_in端子43に出力する信号
発生器401と、フィルタ回路28からF_out端子44を介して出力されるIF信号の振幅を測定する振幅測定器402と、S_in端子39を介してヘテロダイン受信回路2を制御する制御部403を有する。
The filter
実施例1のフィルタ回路28は、表2に示すように、調整幅は16ランクデータを用意し、ランクデータ毎の調整幅は1Hzである。
As shown in Table 2, the
フィルタ回路28は、ランクデータ99を7又は8に設定したときに中心周波数500Hzになるように設計されており、製造時のバラツキ対応として中心周波数を±8Hz変更できるようにしている。
The
表2記載の中心周波数対応範囲は、ランクデータ99が7又は8にあるときの中心周波数を示しており、F_out端子44を介して振幅測定器402にて計測したフィルタ回路28の中心周波数から、表2に対応したランクデータ99に設定することによって、設計値の中心周波数500Hzに設定できるようにしている。
The range corresponding to the center frequency described in Table 2 indicates the center frequency when the
また、実施例1では、フィルタ回路28の中心周波数調整は、後述の歩度調整データから算出された周波数データ10の調整範囲を考慮しなくてはならないため、ランクデータ99を4から11までの範囲で調整している。
In the first embodiment, the center frequency adjustment of the
図5は、実施例1におけるフィルタ回路調整時のフローチャート図である。 FIG. 5 is a flowchart when the filter circuit is adjusted in the first embodiment.
フィルタ回路28の調整は、STEP1より調整を開始し、STEP2にて演算で用いる変数データであるデータA、データBを0に設定し、フィルタ回路28の中心周波数を調整するランクデータ99を3に設定する。続いて、STEP3にて制御部403より、ヘテロダイン受信回路2をフィルタ回路28の調整モードに設定する。STEP31で、制御部403よりヘテロダイン受信回路2へランクデータ99を送信し、フィルタ回路28の中心周波数を設定する。
The adjustment of the
STEP4にて、信号発生器401よりF_in43端子を介して擬似的な中間信号をフィルタ回路28に入力する。擬似的な中間信号は、ヘテロダイン受信回路6の設計上の中間信号の周波数で設定を行い、実施例1では500Hzで調整する。
In
次に、STEP5において、振幅測定器402を用いて、ヘテロダイン受信回路2からF_out端子44を介して出力されるIF信号22を測定し、測定値を変数であるデータAに記憶する。
Next, in
次に、STEP6においてデータA、データBの比較を行い、データBの方が大きくない場合(NO:前回の測定値が今回の測定値よりも大きくない場合)はSTEP7へ移行してランクデータ99の最大値の12と比較する。ランクデータ99が12でない場合(NO)は、STEP8へ移行し、データAの内容をデータBに写し、STEP9へ移行する。STEP9では、ランクデータ99を1ランクUPして、制御部403よりフィルタ回路28の調整値をランクデータ99として送り、STEP5へ移行する。
Next, data A and data B are compared in
STEP7にてランクデータ99が12の場合(YES)、ランクデータ99が11より大きい調整を行なわないため、STEP13へ移行し、調整エラーとし、STEP14にて調整を終了する。
If the
戻って、STEP6にてデータBがデータAよりも大きい場合(YES:前回の測定値の方が大きい場合)、STEP10へ移行し、ランクデータ99の最小値の4と比較する。ランクデータ99が4の場合は、調整のピーク値が検出できていないため、STEP13へ移行し、調整エラーとし、STEP14にて調整を終了する。
Returning, if the data B is larger than the data A in STEP 6 (YES: the previous measured value is larger), the process proceeds to STEP 10 and is compared with the
STEP10にてランクデータ99が4ではない場合(NO)、調整のピーク値が正常の検出されているため、STEP11へ移行し、ピーク値であるランクデータ99にするため、ランクデータ99を1ランクDOWNさせ、STEP12へ移行し、ランクデータ99は調整値記憶回路30に設定値98として記憶し、STEP14へ移行し、調整を終了する。
If the
以上の調整を行うことによって、フィルタ回路28は設計値通りの中間信号21に対して理想的なフィルタ効果を発揮することが出来る。
By performing the above adjustment, the
次に、時計回路6における発振回路5の歩度調整方法について説明を行なう。
Next, a method for adjusting the rate of the
基準信号7の調整は時計回路6を回路基板3に実装した状態で実施し、回路基板3に設けられているCLK_out端子36、SW端子34を調整時に利用する。
The adjustment of the
これは、本実施例で使用する水晶発振回路で使用する水晶発振子は、ICには作りこめず、回路基板3に別部品として実装するためである。また、回路基板3に実装前後で水晶発振回路の容量も変化し、発振条件が変化することも理由の1つである。
This is because the crystal oscillator used in the crystal oscillation circuit used in this embodiment cannot be built in the IC and is mounted on the
なお、この歩度調整時には、ヘテロダイン受信回路2は、回路基板3に実装されている必要はない。
Note that the
次に、時計回路調整時の調整方法について説明する。 Next, an adjustment method when adjusting the timepiece circuit will be described.
図6は、実施例1における時計回路調整時のブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram of the timepiece circuit adjustment in the first embodiment.
500は基準信号調整装置であり、CLK_out端子36を介して出力される基準信号7の周波数を測定する周波数測定器501と、SW端子34を介して時計回路6を制御する制御部502を有する。
Reference numeral 500 denotes a reference signal adjusting device, which includes a
次に、調整方法について図7の調整時のフローチャートを用いて説明する。 Next, an adjustment method will be described with reference to the flowchart for adjustment in FIG.
図7は、実施例1における時計回路調整時のフローチャート図である。 FIG. 7 is a flowchart when the timepiece circuit is adjusted in the first embodiment.
基準信号7の調整はSTEP100より調整を開始し、STEP101にて制御部502より時計回路6へ基準信号7の調整モードの設定を行い、STEP102にて基準信号7の周波数測定を周波数測定器501で行い、STEP103にて得られた基準周波数7の周波数測定値より表1に対応した歩度調整データ9を選定し、STEP104にて選定した歩度調整データ9を時計記憶回路11に記憶し、STEP105にて調整動作を終了する。
The adjustment of the
次に、実施例1の受信動作について図8を用いて説明を行なう。 Next, the reception operation of the first embodiment will be described with reference to FIG.
図8は実施例1における受信時のフローチャート図である。
動作説明に当り、基準信号7の周波数を32766.65Hz、歩度調整データ9を31とし、フィルタ回路28の調整データである設定値98を11とした場合を用いて説明を行なう。
FIG. 8 is a flowchart at the time of reception in the first embodiment.
In the description of the operation, the case where the frequency of the
また、フィルタ回路28の設定値98が11となる特性のフィルタ回路28のランクデータ99と中心周波数の関係を表3に示す。
Table 3 shows the relationship between the
実施例1では歩度調整データ9が31であるため、周波数データ10は3となる。
In the first embodiment, since the
STEP202で通信回路12を介してヘテロダイン受信回路2へ周波数データ10を送る。
In
次に、STEP203で設定値98を調整値記憶回路30より読み出し、式1の計算を行なう。
ランクデータ99=設定値9−周波数データ10・・・・式1
計算の結果として、ランクデータ99は8となり、表3よりフィルタ回路28の中心周波数は503Hzとなる。
Next, in
As a result of the calculation, the
また、表1より歩度調整データ9が31の場合の中間信号21の周波数は503.1Hzから503.3Hzであり、±1Hzの精度で調整することが可能となり、この設定状態でSTEP204へ移行して長波標準電波の受信動作を開始する。
Further, from Table 1, the frequency of the
実施例1では、表1を用いて歩度調整データ9と周波数データ10の関係を算出しているが、これは受信する長波標準電波の周波数が77.5KHzの場合であり、受信する長波標準電波の周波数によって歩度調整データ9と周波数データ10の関係は異なる。
In the first embodiment, the relationship between the
例として、40KHz、60KHz受信時の歩度調整データ9と周波数データ10の関係を表4、5に示す。
As an example, Tables 4 and 5 show the relationship between the
40KHz、60KHz、77.5KHzの複数周波数の電波を受信する多局受信の電波時計の場合は、受信する電波の周波数に対応する対応表を、表1,4,5から選択する。あとの処理は、上述したとおりの処理を実行することとなる。 In the case of a multi-station radio timepiece that receives radio waves of multiple frequencies of 40 KHz, 60 KHz, and 77.5 KHz, a correspondence table corresponding to the frequency of the received radio waves is selected from Tables 1, 4, and 5. In the subsequent processing, the processing as described above is executed.
また、フィルタ回路28の中心周波数を回路基板3の実装前に調整することによって調整に必要なF_in端子43とF_out端子44を回路基板3に設ける必要がないため、基板面積の増大を抑制できる。
Further, by adjusting the center frequency of the
また、基準信号7の周波数誤差は時計回路6の計時精度補正に用いる歩度調整データ9を用いて中間信号21の周波数誤差を補正することによって、ヘテロダイン受信回路2自体のバラツキ調整のみで、実装可能になる。
Further, the frequency error of the
[実施例2の説明]
実施例1のIF回路23に用いるフィルタ回路28の中間周波数は、使用するコンデンサ容量の比率で決まるため、温度によってコンデンサ容量の比率が変化しないコンデンサを用いれば、フィルタ回路28の中間周波数は温度依存性を持たない。
しかしながら、発振回路5は温度によって水晶発振器、抵抗、容量の特性が変化するため、基準信号7の周波数が変化し、中間周波数21とIF回路23の中心周波数の周波数ズレが発生し、ヘテロダイン受信回路2の受信感度は温度依存性を有してしまう。
[Description of Example 2]
Since the intermediate frequency of the
However, since the
実施例2では上記問題点に鑑みた発明であり、図9,10を用いて説明を行なう。 The second embodiment is an invention in view of the above problems, and will be described with reference to FIGS.
本発明の実施例2における長波電波時計に用いた全体構成について図9のブロック図を用いて説明する。なお、実施例1と同一の働きを行なうブロックには同一符号を付して詳細な説明は省略する。
The overall configuration used for the long wave radio timepiece in
時計回路603は時計の歩度精度が高い年差時計の回路であり、実施例1よりも高い歩
度精度を実現するため、論理的周波数調整機能を備えた歩進回路8の他に論理的周波数調整機能では調整出来ない精度の調整を行うためのコンデンサによる周波数調整機能を有する水晶発振回路605と、水晶発振回路605の温度を計測する温度測定回路600を有する。
The
水晶発振回路605は、温度によって発振周波数が変化するため、制御回路15は温度測定回路600からの温度情報に基づいて歩度調整量の演算を行い、水晶発振回路605へコンデンサによる周波数調整を行なう水晶歩度データ601と歩進回路8へ論理的周波数調整を行なう論理歩度データ602を出力することによって時計の歩度精度を高めている。
Since the oscillation frequency of the
論理歩度データ602は水晶発振器の狙い周波数の1周期である30.5μSの1/10の精度である3.05μS毎を最小分解能として、1秒当たりの周期調整を行なっている。
The
また、水晶歩度データ601は論理歩度データ602の最小分解能である3.05μSを16分割して調整を行なっており、3.05μSの1/16の精度である0.190625μSを最小分解能として水晶歩度データ601を設定しており、水晶の発振周波数を直接調整している。
Further, the crystal rate data 601 is adjusted by dividing the minimum resolution 3.05 μS of the
例として表6に論理歩度データ602が18の場合における基準信号7と水晶歩度データ601の関係を示す。
As an example, Table 6 shows the relationship between the
各論理歩度データ602の基準信号7は0.190625μSの分解能に対応して±6.24mHzの誤差となり、各論理歩度データ602間は約0.1Hz間隔となる。
The
表6の記載のように論理歩度データ602の切り代わりによって基準信号7の周波数が変化する。
論理歩度データ602は表7記載の基準信号の周波数に対応して決定され、歩進回路8は設定された論理歩度データ602によって論理的周波数調整を行なう。
As described in Table 6, the frequency of the
The
また、上記のように、水晶発振回路605は、水晶歩度データ601に基づいて可変容量手段を変更することによって基準信号7の周波数を変化させているため、水晶発振回路605の消費電流が増加してしまうが、変化させる周波数範囲が3.05μSと小さいことから大幅な消費電流の増加に至らない。
Further, as described above, since the
次に実施例2の受信動作について図10を用いて説明を行なう。 Next, the receiving operation of the second embodiment will be described with reference to FIG.
図10は実施例2における受信時のフローチャート図である。 FIG. 10 is a flowchart at the time of reception in the second embodiment.
動作説明に当り、温度25度における基準信号7の周波数を32766.701Hz、論理歩度データ602を31とし、フィルタ回路28の調整データである設定値98を11とし、温度40度における基準信号7の周波数を32769.099Hz、論理歩度データ602を7とし、フィルタ回路28の調整データである設定値98を11とした場合を例として用いて説明を行なう。
また、フィルタ回路28の設定値98が11となる特性のヘテロダイン受信回路2のランクデータ99と中心周波数の関係を表3に示す。
In describing the operation, the frequency of the
Table 3 shows the relationship between the
温度25度における実施例2の受信動作としては、STEP300より受信動作を開始し、STEP301で時計回路603の温度計測回路600で温度データを計測し、STEP302にて、水晶歩度データ601と論理歩度データ602を算出し、表7より論理歩度データ602に対応した周波数データ603を算出する。
As the receiving operation of the second embodiment at the temperature of 25 degrees, the receiving operation is started from
実施例2では論理歩度データ602を31とした場合、周波数データ603は3となる。
In the second embodiment, when the
ランクデータ=設定値98−周波数データ603・・・・式2
計算の結果としてランクデータ99は8となり、表3よりフィルタ回路28の中心周波数は503Hzとなる。
Rank data = set
As a result of the calculation, the
また、表7より論理歩度データ602が31の場合の中間信号21の周波数は503.1Hzであり、±1Hzの精度で調整することが可能となり、この設定状態でSTEP306へ移行して長波標準電波の受信動作を開始する。
Further, from Table 7, the frequency of the
次に、時計の温度が25度から40度に変化した場合の受信動作について説明を行なう。 Next, the reception operation when the temperature of the watch changes from 25 degrees to 40 degrees will be described.
温度40度における実施例2の受信動作では、STEP302にて、水晶歩度データ601と論理歩度データ602を算出し、論理歩度データ602が7となるとした場合、周波数データ603は−3となり、STEP305にて設定値98を調整値記憶回路30より読み出し、式2の計算を行ない、ランクデータ99は14となり、表3よりフィルタ回路28の中心周波数は497Hzとなる。
In the receiving operation of the second embodiment at a temperature of 40 degrees, when the crystal rate data 601 and the
また、表7より論理歩度データ602が7の場合の中間信号21の周波数は497.4Hzであり、±1Hzの精度で調整することが可能となり、この設定状態でSTEP306へ移行して長波標準電波の受信動作を開始する。
Further, from Table 7, the frequency of the
以上のように実施例2における時計回路603は水晶発振回路605へコンデンサによる周波数調整を行なう水晶歩度データ601と歩進回路8へ論理的周波数調整を行なう論理歩度データ602を出力することによって時計の歩度精度を高め、温度変化に対応した論理歩度データ602をヘテロダイン受信回路2へ送り、フィルタ回路28の中心周波数調整に反映させることによって、温度変化に依存しない受信感度特性を得ることが出来る。
As described above, the
1 アンテナ
2 ヘテロダイン受信回路
3 回路基板
4 時刻表示部
5 発振回路
6 時計回路
7 基準信号
8 歩進回路
9 歩度調整データ
10 周波数データ
11 時計記憶回路
12 通信回路
13 時刻データ
14 データ受信回路
15 制御回路
16 受信信号
17 標準電波信号
18 増幅回路
19 局発信号
20 局部発振回路
21 中間信号
22 IF信号
23 IF回路
24 検波回路
25 通信回路
27 制御回路
28 フィルタ回路
29 調整回路
30 調整値記憶回路
50 MIX回路
99 ランクデータ
100 長波電波時計
201 発振回路
202 カウンタ
203 比較回路
204 発振調整回路
205 カウンタ
400 フィルタ回路調整装置
401 信号発生器
402 振幅測定器
403 制御部
500 基準信号調整装置
501 周波数測定器
502 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記局部発振信号と受信信号をミキシングし、中間信号を生成するMIX回路と、
前記中間信号を抽出し、検波に使用するIF信号を生成するフィルタ回路と、
該フィルタ回路の中間周波数の製造ばらつきを調整する第1調整回路と、
該第1調整回路での調整データを記憶する第1記憶手段と、
前記基準信号の理論値からのズレによって発生する前記中間信号のばらつきを調整する第2調整回路と、
前記第2調整回路での調整データを入力する第1通信回路を有し、
前記第2調整回路は、前記調整データに基づき、前記中間信号のばらつきを調整する
ことを特徴とするヘテロダイン受信回路。 A local oscillation circuit that inputs a reference signal from outside and creates a local oscillation signal;
A MIX circuit that mixes the local oscillation signal and the received signal to generate an intermediate signal;
A filter circuit for extracting the intermediate signal and generating an IF signal used for detection;
A first adjustment circuit for adjusting a manufacturing variation of an intermediate frequency of the filter circuit;
First storage means for storing adjustment data in the first adjustment circuit;
A second adjustment circuit that adjusts variations of the intermediate signal caused by deviation from a theoretical value of the reference signal;
A first communication circuit for inputting adjustment data in the second adjustment circuit;
The heterodyne reception circuit, wherein the second adjustment circuit adjusts variation of the intermediate signal based on the adjustment data.
基準信号として発振信号を出力可能な発振回路と、該発振信号の周波数を調整するための周波数調整回路と、該周波数調整回路での調整データを記憶する第2記憶手段と、
該第2記憶手段の調整データを出力する第2通信回路を備える時計回路を有し、
前記ヘテロダイン受信回路は、前記発振回路の発振信号を前記基準信号として入力し、
前記第2通信回路から出力される調整データを前記第1通信回路から入力し、
前記第2調整回路は、前記第1通信回路で得た調整データに基づき、前記中間信号のばらつきを調整する
ことを特徴とする電波時計用複合回路。 A heterodyne receiver circuit according to claim 1;
An oscillation circuit capable of outputting an oscillation signal as a reference signal, a frequency adjustment circuit for adjusting the frequency of the oscillation signal, a second storage means for storing adjustment data in the frequency adjustment circuit,
A clock circuit having a second communication circuit for outputting adjustment data of the second storage means;
The heterodyne reception circuit inputs an oscillation signal of the oscillation circuit as the reference signal,
Adjustment data output from the second communication circuit is input from the first communication circuit,
The composite circuit for a radio timepiece, wherein the second adjustment circuit adjusts variation of the intermediate signal based on adjustment data obtained by the first communication circuit.
ことを特徴とする請求項2に記載の電波時計用複合回路。 3. The radio timepiece composite circuit according to claim 2, wherein the heterodyne reception circuit writes the adjustment data to the first storage means by the heterodyne reception circuit alone.
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