JP2017138274A - 電波修正時計 - Google Patents

Abstract

【課題】受信信号のコードを判定する精度を向上できる電波修正時計を提供する。【解決手段】電波修正時計は、標準電波を受信し、受信信号を復調した復調信号を出力する受信部と、復調信号の信号幅を検出する信号幅検出部５１４と、コード毎に、コードに対して定義された信号幅の理論値が含まれる信号幅の範囲を設定する範囲設定部５１５と、信号幅検出部５１４の検出信号幅を、信号幅の範囲のうち、該当する信号幅の範囲に分類する信号幅分類部５１６と、信号幅の範囲毎に、分類された検出信号幅の代表値を算出する代表値算出部５１８と、代表値に基づいてコード毎にコード判定範囲を設定する判定範囲設定部５１９と、信号幅検出部５１４の検出信号幅を、コード判定範囲と比較して、復調信号のコードを判定するコード判定部５２０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、標準電波を受信する電波修正時計に関する。

標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて内部時刻を修正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）。
特許文献１の電波修正時計は、受信した信号の信号幅を、予め設定されたコード判定範囲と比較することによって、２進数の「１」を示すコードと、２進数の「０」を示すコードと、マーカーのコードとを判定し、判定したコードに基づいて時刻データを取得している。

特開２０１１−２１４８７１号公報

しかしながら、特許文献１の電波修正時計では、周囲の環境や電波の送信条件などによって、受信電波の電界強度が変動したり、ノイズの影響を受けたりして、受信した信号の信号幅が、コードに対して定義された信号幅の理論値からずれる場合がある。このため、受信した信号のコードを誤判定する可能性がある。

本発明の目的は、受信信号のコードを判定する精度を向上できる電波修正時計を提供することにある。

本発明の電波修正時計は、標準電波を受信し、受信信号を復調した復調信号を出力する受信部と、前記復調信号の信号幅を検出する信号幅検出部と、コード毎に、コードに対して定義された信号幅の理論値が含まれる信号幅の範囲を設定する範囲設定部と、前記信号幅検出部の検出信号幅を、前記信号幅の範囲のうち、該当する前記信号幅の範囲に分類する信号幅分類部と、前記信号幅の範囲毎に、分類された前記検出信号幅の代表値を算出する代表値算出部と、前記代表値に基づいてコード毎にコード判定範囲を設定する判定範囲設定部と、前記信号幅検出部の検出信号幅を、前記コード判定範囲と比較して、前記復調信号のコードを判定するコード判定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、受信部が標準電波を受信して復調信号を出力する毎に、信号幅検出部は復調信号の信号幅を検出する。信号幅分類部は、信号幅検出部が、例えば１分間、または、１回の受信の間に検出した検出信号幅を、範囲設定部によってコード毎に設定された信号幅の範囲のうち、該当する信号幅の範囲に分類する。ここで、信号幅の範囲は、例えば、各コードに対して定義された信号幅の理論値の中間の値が境界となるように設定される。例えば、日本の標準電波であるＪＪＹでは、「Ｐ」（マーカー）、「１」、「０」の各コードに対して定義された信号幅の理論値は、２００msec，５００msec，８００msecであるため、「Ｐ」に対応する信号幅の範囲は、０msec以上３５０msec未満に設定され、「１」に対応する信号幅の範囲は、３５０msec以上６５０msec未満に設定され、「０」に対応する信号幅の範囲は、６５０msec以上１０００msec以下に設定される。
代表値算出部は、信号幅の範囲毎に、分類された検出信号幅の代表値を算出する。代表値は、例えば、分類された検出信号幅の中央値、最頻値、平均値などである。これにより、コード毎の検出信号幅の代表値を算出できる。判定範囲設定部は、代表値に基づいてコード毎にコード判定範囲を設定する。そして、コード判定部は、信号幅検出部の検出信号幅を、コード判定範囲と比較して、復調信号のコードを判定する。
本発明によれば、各コードの検出信号幅の代表値に基づいてコード判定範囲が設定されるため、実測値の傾向に基づいてコード判定範囲を設定できる。このため、受信電波の電界強度が変動したり、ノイズの影響を受けたりして、受信信号の信号幅が理論値からずれる場合でも、受信信号のコードを正しく判定でき、コード判定の精度を向上できる。
例えば、受信信号の信号幅がノイズの影響などにより理論値よりも広くなる傾向にある場合、例えば「Ｐ」の受信信号の検出信号幅が、「１」に対応するコード判定範囲に該当し、当該受信信号のコードが「１」と判定される場合がある。本発明によれば、前記傾向にある場合、前記代表値の値は大きくなるため、コード判定範囲を、幅が広くなる方向にずらすことができる。これにより、例えば「Ｐ」の受信信号のコードが「１」と判定される可能性を低減できる。

本発明の電波修正時計において、前記代表値算出部は、分類された前記検出信号幅の中央値を前記代表値として算出することが好ましい。

本発明によれば、分類された検出信号幅の中に、一時的なノイズなどの影響により、他の検出信号幅とは値が大きく異なる異常値が含まれている場合、例えば分類された検出信号幅の平均値を代表値とする場合と比べて、異常値が代表値に与える影響を低減できる。これによれば、一時的なノイズなどの影響により、検出信号幅の値がばらついている場合でも、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。
また、平均値を代表値とする場合と比べて、代表値の算出が容易であり、処理負荷を低減できる。

本発明の電波修正時計において、前記代表値算出部は、分類された前記検出信号幅の最頻値を前記代表値として算出することが好ましい。

通常、異常値が最頻値となることはないので、本発明によれば、異常値が代表値に与える影響をなくすことができる。
また、例えば分類された検出信号幅の平均値を代表値とする場合と比べて、代表値の算出が容易であり、処理負荷を低減できる。
また、例えば、復調信号の信号幅を検出する時間を長くして、検出信号幅の数を多くすることができれば、出現確率が最も高い検出信号幅を代表値に設定できるため、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。

本発明の電波修正時計において、前記代表値算出部は、分類された前記検出信号幅の平均値を前記代表値として算出することが好ましい。

本発明によれば、分類された検出信号幅のすべての値を代表値に反映できるため、異常値が少ない場合は、例えば検出信号幅の中央値や最頻値を代表値とする場合と比べて、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。
また、１分間よりも短い期間に検出された検出信号幅に基づいて代表値の算出が行われる場合など、分類された検出信号幅の数が比較的少ない場合、例えば検出信号幅の最頻値を代表値とする場合と比べて、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。

本発明の電波修正時計において、前記範囲設定部は、前記代表値に基づいて、前記信号幅の範囲を設定することが好ましい。

本発明によれば、例えば直前の１分間や前回の受信の間に検出された検出信号幅の代表値に基づいて、信号幅の範囲を設定できる。
例えば、直前の１分間や前回の受信のときと周囲の環境が変化していない場合、前記代表値に基づいて信号幅の範囲を設定することで、信号幅の範囲を、周囲の環境に応じた範囲に設定できる。これによれば、検出信号幅を、該当するコードに対応する信号幅の範囲に精度よく分類できる。

本発明の第１実施形態に係る電波修正時計の構成を示すブロック図。 日本における標準電波「ＪＪＹ」のタイムコードフォーマットを示す図。 「ＪＪＹ」の各信号に対する受信パルスデューティーおよび振幅変化を示す図。 第１実施形態におけるＴＣＯデコード部の構成を示すブロック図。 第１実施形態における時刻修正動作を示すフローチャート。 第１実施形態におけるＴＣ取得処理を示すフローチャート。 第１実施形態におけるコード判定処理を示すフローチャート。 第１実施形態における信号幅の範囲に分類された検出信号幅の一例を示す図。 第１実施形態におけるコード判定範囲の一例を示す図。 本発明の第２実施形態における信号幅の範囲に分類された検出信号幅の一例を示す図。 第２実施形態におけるコード判定処理を示すフローチャート。 第２実施形態におけるコード判定範囲の一例を示す図。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る電波修正時計１を図面に基づいて説明する。
［電波修正時計の構成］
電波修正時計１は、図１に示すように、アンテナ２と、受信回路部３と、制御回路部４と、表示部５と、外部操作部材６と、水晶振動子４８とを備えている。
アンテナ２は、長波標準電波（以下、「標準電波」と称す）を受信し、受信した標準電波の信号を受信回路部３に出力する。

標準電波には、日本の標準電波「ＪＪＹ」、アメリカ合衆国の標準電波「ＷＷＶＢ」、ドイツの標準電波「ＤＣＦ７７」、イギリスの標準電波「ＭＳＦ」、中国の標準電波「ＢＰＣ」などがある。
各標準電波では、ハイレベル信号の振幅とローレベル信号の振幅の割合が所定の比率のＡＭ変調で信号が出力されている。そして、ハイレベル信号またはローレベル信号の信号幅（もしくはデューティー）に基づいて２進数の「１」を示すコード、２進数の「０」を示すコード、マーカー「Ｐ，Ｍ」を示すコードが判定される。

受信回路部３は、アンテナ２で受信した標準電波の受信信号を復調して、ＴＣＯ（Time Code Out：タイムコード出力）信号として制御回路部４に出力する。ここで、ＴＣＯ信号は本発明の復調信号の一例である。なお、受信回路部３の詳細な説明は、後述する。

制御回路部４は、受信回路部３の動作を制御するものであり、受信回路部３に対して制御信号を出力する。具体的には、制御回路部４は、受信する標準電波に応じた後述する同調コンデンサーの切り替えや後述するバンドパスフィルター３３の切り替えを指示する制御信号を、受信回路部３に送信する。
また、制御回路部４は、入力されたＴＣＯ信号をデコードしてＴＣ（タイムコード、時刻データ）を生成し、生成したＴＣに基づいて時刻カウンター４３の時刻（内部時刻）を設定する。また、制御回路部４は、時刻カウンター４３の時刻を表示部５に表示させる制御をする。なお、制御回路部４の詳細な説明は、後述する。

表示部５は、制御回路部４の駆動回路部４６により駆動制御され、時刻カウンター４３でカウントされる時刻を表示させる。この表示部５としては、例えば液晶パネルを備え、液晶パネルに時刻を表示させる構成であってもよく、文字板および指針を備え、制御回路部４により指針を運針させて時刻を表示させる構成であってもよい。

外部操作部材６は、例えばリューズや設定ボタンなどにより構成され、ユーザーにより操作されることで制御回路部４に所定の操作信号を出力する。この操作信号としては、例えば、アンテナ２で受信される標準電波の種類（例えば、「ＪＪＹ」、「ＷＷＶＢ」、「ＤＣＦ７７」、「ＭＳＦ」、「ＢＰＣ」など）を設定する電波種類設定信号、標準電波を受信して時刻を修正させる修正要求信号などが挙げられる。

基準クロック用の水晶振動子４８は、所定の基準信号（基準クロック、例えば32.768kHzの信号）を出力するものであり、この水晶振動子４８から出力された基準信号が制御回路部４に入力されている。

［受信回路部の構成］
受信回路部３は、図１に示すように、同調回路３１と、第１増幅回路３２と、バンドパスフィルター（ＢＰＦ：Band-pass filter）３３と、第２増幅回路３４と、包絡線検波回路３５と、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３６と、二値化回路３７と、デコード回路３８とを備えて構成されている。ここで、受信回路部３は、本発明の受信部の一例である。

同調回路３１は、コンデンサーを備えて構成され、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で受信させる。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、第１増幅回路３２に出力される。
なお、本実施形態の受信回路部３では、「ＪＪＹ」、「ＷＷＶＢ」、「ＤＣＦ７７」、「ＭＳＦ」、「ＢＰＣ」などの標準電波を受信可能に構成されている。

［タイムコードフォーマット］
ここで、時刻情報（タイムコード）は、各国毎に所定の時刻情報フォーマット（タイムコードフォーマット）に合わせて構成されている。
例えば、図２に示す日本の標準電波「ＪＪＹ」のタイムコードフォーマットでは、１秒ごとに１つの信号が送信され、６０秒で１レコード（１フレーム）として構成されている。つまり、１フレームが６０ビットのデータである。また、データ項目として現時刻の分、時、現在年の１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日および「うるう秒」等が含まれている。各項目の値は、各秒毎（各ビット毎）に割り当てられた数値の組み合わせによって構成され、この組み合わせが信号の種類から判断される。ここで、図２中「Ｍ」で示されるのは正分（毎分０秒）に対応するマーカーであり、「Ｐ１〜Ｐ５」で示されるのはポジションマーカーであり、予めその位置が定められている信号である。

図３に示すように、「ＪＪＹ」では、タイムコードフォーマットの各項目において１信号は約０．５秒（５００msec）のパルス幅の信号であり、０信号は約０．８秒（８００msec）のパルス幅の信号であり、各マーカーを示すＰ信号は、約０．２秒（２００msec）のパルス幅の信号である。

第１増幅回路３２は、後述するＡＧＣ回路３６から入力する信号（ＡＧＣ電圧）に応じてゲインを調整し、同調回路３１から入力する受信信号を一定の振幅としてバンドパスフィルター３３に入力するように増幅する。すなわち、第１増幅回路３２は、ＡＧＣ回路３６から入力する信号に応じて、振幅が大きい場合にはゲインを低くし、振幅が小さい場合にはゲインを高くして、受信信号を一定の振幅となるように増幅する。

バンドパスフィルター３３は、所望の周波数帯の信号を抽出するフィルターである。すなわち、バンドパスフィルター３３を介することにより、第１増幅回路３２から入力した受信信号から搬送波成分以外が除去される。
第２増幅回路３４は、バンドパスフィルター３３から入力する受信信号を、固定のゲインでさらに増幅する。

包絡線検波回路３５は、図示しない整流器と、図示しないローパスフィルター（ＬＰＦ：Low-Pass Filter）とを備えて構成され、第２増幅回路３４から入力した受信信号を整
流およびろ波し、ろ波して得られた包絡線信号を、ＡＧＣ回路３６および二値化回路３７に出力する。

ＡＧＣ回路３６は、包絡線検波回路３５から入力した包絡線信号に基づいて、第１増幅回路３２にて受信信号を増幅する際のゲインを決定する信号を出力する。
二値化回路３７は、包絡線検波回路３５から入力した包絡線信号と、基準電圧（閾値）とを比較して二値化信号、すなわち、ＴＣＯ信号を出力する。

デコード回路３８は、後述する制御回路部４と、シリアル通信線ＳＬを介して接続されている。そして、このデコード回路３８は、制御回路部４から入力する制御信号をデコードし、制御信号に含まれるコードに基づいて、同調回路３１やバンドパスフィルター３３を制御する制御信号を出力する。

［制御回路部の構成］
制御回路部４は、図１に示すように、ＴＣＯデコード部５０と、記憶部４２と、時刻カウンター４３と、駆動回路部４６と、制御部４７とを備えて構成されている。

ＴＣＯデコード部５０は、受信回路部３の二値化回路３７から入力されるＴＣＯ信号をデコードして、当該ＴＣＯ信号に含まれる日付情報および時刻情報等を有するＴＣを取得する。そして、ＴＣＯデコード部５０は、取得したＴＣを制御部４７に出力する。
具体的には、ＴＣＯデコード部５０は、図４に示すように、サンプリング部５１１、秒同期検出部５１２、０秒位置検出部５１３、信号幅検出部５１４、範囲設定部５１５、信号幅分類部５１６、信号幅記憶部５１７、代表値算出部５１８、判定範囲設定部５１９、コード判定部５２０、コード記憶部５２１を備えている。

サンプリング部５１１は、入力されたＴＣＯ信号のサンプリングを行う。
秒同期検出部５１２は、入力されたＴＣＯ信号に対して、秒同期処理を行う。
０秒位置検出部５１３は、入力されたＴＣＯ信号に対して、０秒位置を検出する。
信号幅検出部５１４は、入力されたＴＣＯ信号の信号幅を検出する。
範囲設定部５１５は、コードに対応する信号幅の範囲を設定する。
信号幅分類部５１６は、信号幅検出部５１４の検出信号幅を、前記信号幅の範囲のうち、該当する信号幅の範囲に分類する。
信号幅記憶部５１７には、前記信号幅の範囲と、信号幅分類部５１６によって分類された検出信号幅とが対応付けられて記憶される。
代表値算出部５１８は、信号幅記憶部５１７に記憶された検出信号幅に基づいて、前記信号幅の範囲毎に、分類された検出信号幅の代表値を算出する。
判定範囲設定部５１９は、算出された代表値に基づいて、コード判定範囲を設定する。
コード判定部５２０は、信号幅検出部５１４の検出信号幅をコード判定範囲と比較して、ＴＣＯ信号のコードを判定する。
コード記憶部５２１には、コード判定部５２０が判定した判定結果（コード値）が記憶される。
なお、ＴＣＯデコード部５０の各部の機能については、後述する電波修正時計１の動作の説明で詳述する。

図１に戻り、記憶部４２は、制御回路部４による受信回路部３の制御などに必要な各種情報やプログラムなどを記憶するメモリーである。
時刻カウンター４３は、水晶振動子４８から出力される基準信号に基づいて、時間（内部時刻）をカウントする。

制御部４７は、水晶振動子４８から入力される駆動周波数に基づいて駆動し各種制御処理を実施する。制御部４７は、時刻修正部４７１を備え、時刻修正部４７１は、ＴＣＯデコード部５０から入力されるＴＣに基づいて、時刻カウンター４３のカウントを修正する制御をする。

駆動回路部４６は、制御部４７から出力される時刻表示制御信号に基づいて、表示部５の表示状態を制御し、表示部５に時刻を表示させる制御をする。例えば、表示部５が液晶パネルを有し、液晶パネルに時刻を表示させる構成である場合、駆動回路部４６は、時刻表示制御信号に基づいて、液晶パネルを制御し、液晶パネルに時刻を表示させる制御をする。また、表示部５が文字板および指針を有する構成である場合、駆動回路部４６は、指針を駆動させるステッピングモーターに、パルス信号を出力し、ステッピングモーターの駆動力により指針を運針させる制御をする。

［電波修正時計の動作］
次に、電波修正時計１の標準電波による時刻修正動作について説明する。
図５に示すように、電波修正時計１の制御部４７は、定期的な受信時刻になった場合や、ボタン等の外部操作部材６の操作によって強制受信操作が行われた場合に、受信回路部３を作動し、受信回路部３は、アンテナ２を介して標準電波の受信を開始する（Ｓ１）。
なお、受信する標準電波の種類は、前回受信した標準電波が初期値として設定されるが、ユーザーが外部操作部材６を操作して選択することもできる。
ここでは、例として「ＪＪＹ」を受信する場合の時刻修正動作を説明する。

受信回路部３が標準電波の受信を開始すると、二値化回路３７から順次、ＴＣＯ信号が出力される。また、ＴＣＯデコード部５０は、コード判定結果を記憶するコード記憶部５２１を初期化してデータを消去する（Ｓ２）。
また、サンプリング部５１１は、二値化回路３７から出力されるＴＣＯ信号を、６４Ｈｚの周波数でサンプリングする（Ｓ３）。
秒同期検出部５１２は、秒同期処理Ｓ４を実行する。具体的には、秒同期検出部５１２は、サンプリング結果に基づいて、ＴＣＯ信号の立ち上がりタイミングの間隔を検出し、当該間隔が１秒間隔になると、秒同期が完了したと判定する。

秒同期検出部５１２は、Ｓ５で秒同期が完了していないと判定した場合（Ｓ５でＮＯと判定）、受信開始から所定時間（具体的には５分）経過したかを判定する（Ｓ６）。
そして、秒同期検出部５１２は、Ｓ６でＮＯと判定した場合には、秒同期処理Ｓ４を継続する。Ｓ６でＹＥＳと判定された場合には、標準電波を受信できていない場合や、受信していても電波強度が弱い場合等が考えられるため、制御部４７は受信回路部３の動作を終了さて、受信を終了させる（Ｓ７）。そして、制御部４７は、時刻修正動作を終了する。

秒同期が完了してＳ５でＹＥＳと判定された場合、サンプリング部５１１は、秒同期タイミングから例えば５０msec前のタイミングをサンプリング開始位置として確定する（Ｓ８）。
次に、０秒位置検出部５１３は、タイムコードの０秒位置を示すマーカー信号を取得して、０秒位置を確定する処理（分同期処理）を行う。例えば、ＪＪＹでは、マーカー信号が連続する部分が０秒位置となり、この連続するマーカー信号を検出することで０秒位置を確定できる。
そして、０秒位置検出部５１３は、０秒位置を確定できたかを判定する（Ｓ９）。Ｓ９でＮＯと判定された場合、Ｓ６で、０秒位置検出部５１３は、受信開始から所定時間（具体的には５分）経過したかを判定する。
そして、０秒位置検出部５１３は、Ｓ６でＮＯと判定した場合、処理をＳ４に戻す。すなわち、Ｓ９またはＳ６でＹＥＳと判定されるまで、秒同期処理Ｓ４および０秒位置を確定する処理が継続される。なお、０秒位置検出部５１３は、Ｓ９でＮＯと判定し、Ｓ６でＮＯと判定された場合、処理をＳ９に戻してもよい。

０秒位置が確定し、Ｓ９でＹＥＳと判定された場合、ＴＣＯデコード部５０は、ＴＣ取得処理Ｓ２０を実行する。
図６は、ＴＣ取得処理Ｓ２０を示すフローチャートである。
ＴＣ取得処理Ｓ２０が開始されると、ＴＣＯデコード部５０は、信号幅記憶部５１７を初期化して記憶されている検出信号幅をすべて削除する。そして、信号幅検出部５１４は、サンプリング結果に基づいて、二値化回路３７から出力されたＴＣＯ信号の信号幅を検出する（Ｓ２１）。

次に、信号幅分類部５１６は、Ｓ２１で検出された検出信号幅を、範囲設定部５１５によって設定された信号幅の範囲のうち、該当する信号幅の範囲に分類する。具体的には、検出信号幅を、該当する信号幅の範囲に対応付けて、信号幅記憶部５１７に記憶させる。
本実施形態では、信号幅の範囲は、コードに対して定義された信号幅の理論値に基づいて設定されている。具体的には、信号幅の範囲は、各コードの信号幅の理論値の中間の値が境界となるように設定されている。つまり、ＪＪＹの場合、「Ｐ」、「１」、「０」のコードに対して定義された信号幅の理論値は、２００msec，５００msec，８００msecである。このため、図８に示すように、「Ｐ」に対応する信号幅の範囲は、０msec以上３５０msec未満に設定され、「１」に対応する信号幅の範囲は、３５０msec以上６５０msec未満に設定され、「０」に対応する信号幅の範囲は、６５０msec以上１０００msec以下に設定されている。

次に、コード判定部５２０は、コード判定処理Ｓ４０を実行する。
コード判定処理Ｓ４０では、コード判定部５２０は、Ｓ２１で検出された検出信号幅を、コード毎に判定範囲設定部５１９によって設定されたコード判定範囲と比較することで、ＴＣＯ信号のコードを判定する。
ここで、「Ｐ」に対応するコード判定範囲は、０msec以上第１判定閾値未満に設定され、「１」に対応するコード判定範囲は、第１判定閾値以上第２判定閾値未満に設定され、「０」に対応するコード判定範囲は、第２判定閾値以上１０００msec以下に設定されている。
第１判定閾値および第２判定閾値は、受信が開始されてから最初の１分間は、初期値に設定され、その後は、後述するように、１分間隔で、判定範囲設定部５１９によって検出信号幅に基づいた値に設定される。
なお、第１判定閾値の初期値は、「Ｐ」の信号幅の理論値（２００msec）と「１」の信号幅の理論値（５００msec）との中間の値である３５０msecに設定されている。第２判定閾値の初期値は、「１」の信号幅の理論値（５００msec）と、「０」の信号幅の理論値（８００msec）との中間の値である６５０msecに設定されている。

具体的には、図７のフローチャートに示すように、コード判定処理Ｓ４０が実行されると、コード判定部５２０は、Ｓ２１で検出された検出信号幅が、第１判定閾値以上かつ第２判定閾値未満かを判定する（Ｓ４１）。
Ｓ４１でＹＥＳと判定された場合、コード判定部５２０は、ＴＣＯ信号のコードを「１」と判定する（Ｓ４２）。
一方、Ｓ４１でＮＯと判定された場合、コード判定部５２０は、検出信号幅が、第２判定閾値以上かを判定する（Ｓ４３）。Ｓ４３でＹＥＳと判定された場合、コード判定部５２０は、ＴＣＯ信号のコードを「０」と判定する（Ｓ４４）。
また、Ｓ４３でＮＯと判定された場合、コード判定部５２０は、ＴＣＯ信号のコードを「Ｐ」（マーカー）と判定する（Ｓ４５）。
そして、Ｓ４２，Ｓ４４，Ｓ４５の処理の後、コード判定部５２０は、判定結果（コード値）をコード記憶部５２１に格納する（Ｓ４６）。そして、コード判定部５２０は、コード判定処理Ｓ４０を終了する。

コード判定処理Ｓ４０が終了すると、図６に示すように、ＴＣＯデコード部５０は、６０秒分のコード値がコード記憶部５２１に格納されたかを判定する（Ｓ２３）。
Ｓ２３でＮＯと判定された場合、ＴＣＯデコード部５０は、処理をＳ２１に戻す。
つまり、Ｓ２３でＹＥＳと判定されるまで、ＴＣＯデコード部５０は、Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ４０，Ｓ２３の処理を繰り返し実行する。
Ｓ２３でＹＥＳと判定された場合、ＴＣＯデコード部５０は、コード記憶部５２１に記憶されたコード値に基づいてＴＣを取得し、取得したＴＣを制御部４７に出力する。

また、Ｓ２３でＹＥＳと判定された場合、図８の例に示すように、６０秒間に検出されたＴＣＯ信号の検出信号幅が、該当する信号幅の範囲に分類されている。すなわち、信号幅記憶部５１７には、６０秒間に検出されたＴＣＯ信号の検出信号幅が、該当する信号幅の範囲に対応付けられて記憶されている。
ここで、代表値算出部５１８は、信号幅記憶部５１７に記憶された検出信号幅に基づいて、図８に示すように、信号幅の範囲毎に、分類された検出信号幅の中央値を、代表値として算出する（Ｓ２４）。すなわち、分類された検出信号幅を狭い順に並べたとき、中央に位置する検出信号幅を、代表値として算出する。また、検出信号幅の数が偶数の場合は、中央に近い２つの検出信号幅の平均値を代表値とする。

そして、判定範囲設定部５１９は、各代表値の中間の値を算出し（Ｓ２５）、算出した中間の値を、上記第１判定閾値および上記第２判定閾値に設定する。すなわち、例えば、図８に示すように、「Ｐ」、「１」、「０」の信号幅の範囲に対応する代表値が、１７０msec，４８０msec，７９０msecの場合、中間の値は、３２５msec，６３５msecとなる。この場合、判定範囲設定部５１９は、第１判定閾値を３２５msecに設定し、第２判定閾値を６３５msecに設定する。
これにより、図９に示すように、「Ｐ」のコード判定範囲は、０msec以上３５０msec未満から、０msec以上３２５msec未満に変更され、「１」のコード判定範囲は、３５０msec以上６５０msec未満から、３２５msec以上６３５msec未満に変更され、「０」のコード判定範囲は、６５０msec以上１０００msec以下から、６３５msec以上１０００msec以下に変更される。
そして、ＴＣＯデコード部５０は、ＴＣ取得処理Ｓ２０を終了する。

ＴＣ取得処理Ｓ２０が終了すると、図５に示すように、制御部４７は、ＴＣＯデコード部５０から出力されたＴＣのうち、３フレームの間で、時刻データの整合性が確認できるかを判定する（Ｓ１０）。具体的には、３つの時刻データの時間間隔が１分間隔であれば、整合性が確認できたと判定し、１分間隔でなければ、整合性が確認できないと判定する。
最初は、１フレーム分の時刻データしかないため、Ｓ１０でＮＯと判定される。そして、制御部４７は、受信が開始されてから８分経過したかを判定する（Ｓ１１）。Ｓ１１でＹＥＳと判定された場合、標準電波を受信できていない場合や、受信していても電波強度が弱い場合等が考えられるため、制御部４７は受信回路部３の動作を終了させて、受信を終了させる（Ｓ１２）。そして、制御部４７は、時刻修正動作を終了する。

一方、Ｓ１１でＮＯと判定された場合、制御部４７は処理をＴＣ取得処理Ｓ２０に進める。ＴＣ取得処理Ｓ２０が実行されると、次の１分間のＴＣＯ信号に対して、変更後のコード判定範囲によってコード判定が行われる。
また、信号幅記憶部５１７が初期化され、前記次の１分間に検出された検出信号幅の分類が行われる。そして、分類された検出信号幅に基づいて、コード判定範囲が設定される。
つまり、Ｓ１０でＹＥＳと判定されるか、Ｓ１１でＹＥＳと判定されるまで、１分間隔でＴＣ取得処理Ｓ２０が繰り返し実行され、ＴＣ取得処理Ｓ２０が実行される毎に、制御部４７にＴＣが出力されるとともに、コード判定範囲が設定される。
そして、３フレームの間で時刻データの整合性が確認でき、Ｓ１０でＹＥＳと判定された場合、制御部４７は、受信回路部３の動作を終了させ、受信を終了させる（Ｓ１３）。
そして、時刻修正部４７１は、時刻データに基づいて時刻カウンター４３のカウント（内部時刻）を修正する（Ｓ１４）。そして、制御部４７は、時刻修正動作を終了する。

［第１実施形態の作用効果］
電波修正時計１によれば、各コードの検出信号幅の代表値に基づいてコード判定範囲が設定されるため、実測値の傾向に基づいてコード判定範囲を設定できる。このため、受信電波の電界強度が変動したり、ノイズの影響を受けたりして、受信した信号の信号幅が理論値からずれる場合でも、ＴＣＯ信号のコードを正しく判定でき、コード判定の精度を向上できる。また、これにより、受信時間を短縮できる。

分類された検出信号幅の中央値を代表値としているため、分類された検出信号幅の中に、一時的なノイズなどの影響により、他の検出信号幅とは値が大きく異なる異常値が含まれている場合、例えば分類された検出信号幅の平均値を代表値とする場合と比べて、異常値が代表値に与える影響を低減できる。これによれば、一時的なノイズなどの影響により、検出信号幅の値がばらついている場合でも、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。
また、平均値を代表値とする場合と比べて、代表値の算出が容易であり、処理負荷を低減できる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、分類された検出信号幅の中央値が代表値として算出されているが、第２実施形態では、検出信号幅の最頻値が代表値として算出される。その他の構成は第１実施形態と同様である。なお、第２実施形態では、ＤＣＦ７７を例にして説明を行う。

ＤＣＦ７７の場合、「０」、「１」のコードに対応する信号幅の理論値は、１００msec，２００msecである。このため、図１０に示すように、「０」に対応する信号幅の範囲は、０msec以上１５０msec未満に設定され、「１」に対応する信号幅の範囲は、１５０msec以上１０００msec以下に設定されている。なお、ＤＣＦ７７の場合は、マーカーは送信タイミングによって判定されるため、マーカーに対応する信号幅の範囲は設定されていない。
そして、図１０に示すように、信号幅検出部５１４によって検出された検出信号幅は、信号幅分類部５１６によって、前記信号幅の範囲のうち、該当する信号幅の範囲に分類される。

ＤＣＦ７７の場合、「０」に対応するコード判定範囲は、０msec以上判定閾値未満に設定され、「１」に対応するコード判定範囲は、判定閾値以上１０００msec以下に設定されている。
判定閾値は、受信が開始されてから最初の１分間は、初期値に設定され、その後は、１分間隔で、判定範囲設定部５１９によって検出信号幅に基づいた値に設定される。
なお、判定閾値の初期値は、「０」の信号幅の理論値（１００msec）と「１」の信号幅の理論値（２００msec）との中間の値である１５０msecに設定されている。

図１１は、ＤＣＦ７７におけるコード判定処理Ｓ５０を示すフローチャートである。
コード判定処理Ｓ５０が実行されると、コード判定部５２０は、ＴＣＯ信号の送信タイミングは、「Ｍ」（マーカー）の送信タイミングかを判定する（Ｓ５１）。
Ｓ５１でＹＥＳと判定された場合、コード判定部５２０は、ＴＣＯ信号のコードを「Ｍ」（マーカー）と判定する（Ｓ５２）。

Ｓ５１でＮＯと判定された場合、コード判定部５２０は、検出された検出信号幅が、判定閾値以上かを判定する（Ｓ５３）。
Ｓ５３でＹＥＳと判定された場合、コード判定部５２０は、ＴＣＯ信号のコードを「１」と判定する（Ｓ５４）。
一方、Ｓ５３でＮＯと判定された場合、コード判定部５２０は、ＴＣＯ信号のコードを「０」と判定する（Ｓ５５）。
そして、Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ５５の処理の後、コード判定部５２０は、判定結果（コード値）をコード記憶部５２１に格納する（Ｓ５６）。そして、コード判定部５２０は、コード判定処理Ｓ５０を終了する。

そして、本実施形態では、代表値算出部５１８は、図１０に示すように、信号幅の範囲毎に、分類された検出信号幅の最頻値を代表値として算出する。すなわち、検出された検出信号幅のうち、最も数が多い値を代表値として算出する。なお、本実施形態では、１msecの位以上の値が同じであれば、同じ信号幅としてカウントしているが、例えば、１０msecの位以上の値が同じであれば、同じ信号幅としてカウントしてもよい。なお、同じ信号幅としてカウントする幅が狭いほど、検出信号幅の数が多く必要となるが、代表値の値を細かくできる。

そして、判定範囲設定部５１９は、各代表値の中間の値を算出し、算出した中間の値を上記判定閾値に設定する。
すなわち、例えば、「０」に対応する信号幅の範囲の代表値が７０msecであり、「１」に対応する信号幅の範囲の代表値が１８０msecの場合、中間の値は、１２５msecとなる。この場合、図１２に示すように、「０」のコード判定範囲は、０msec以上１５０msec未満から、０msec以上１２５msec未満に変更され、「１」の判定条件は、１５０msec以上１０００msec以下から１２５msec以上１０００msec以下に変更される。

［第２実施形態の作用効果］
本実施形態の電波修正時計においても、第１実施形態の電波修正時計１と同様の構成により同様の作用効果を得ることができる。また、次の効果を得ることもできる。
すなわち、本実施形態では、分類された検出信号幅の最頻値を代表値としているため、分類された検出信号幅の中に異常値が含まれていても、異常値が代表値に与える影響をなくすことができる。
また、例えば分類された検出信号幅の平均値を代表値とする場合と比べて、代表値の算出が容易であり、処理負荷を低減できる。
また、例えば、ＴＣＯ信号の信号幅を検出する時間を長くして、検出信号幅の数を多くすることができれば、出現確率が最も高い検出信号幅を代表値に設定できるため、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。

［他の実施形態］
なお、本発明は前述の各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。

代表値算出部５１８は、前記第１実施形態では、分類された検出信号幅の中央値を代表値として算出し、前記第２実施形態では、分類された検出信号幅の最頻値を代表値として算出しているが、本発明はこれに限定されない。
例えば、代表値算出部５１８は、分類された検出信号幅の平均値を代表値として算出してもよい。
これによれば、分類された検出信号幅のすべての値を代表値に反映できるため、異常値が少ない場合は、例えば検出信号幅の中央値や最頻値を代表値とする場合と比べて、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。
また、１分間よりも短い期間に検出された検出信号幅に基づいて代表値の算出が行われる場合など、分類された検出信号幅の数が比較的少ない場合、例えば検出信号幅の最頻値を代表値とする場合と比べて、検出信号幅の傾向を代表値に精度よく反映できる。

前記各実施形態および前記他の実施形態では、１分間に検出された検出信号幅に基づいてコード判定範囲が設定されているが、本発明はこれに限定されない。
すなわち、３０秒間など、１分間よりも短い期間や、２分間や５分間など、１分間よりも長い期間に検出された検出信号幅に基づいてコード判定範囲が設定されてもよい。また、１回の受信の間に検出された検出信号幅に基づいてコード判定範囲が設定されてもよい。
なお、分類された検出信号幅の最頻値を代表値とする場合は、検出信号幅の数が少ないと代表値に検出信号幅の傾向が表れにくいため、１分間以上、より好ましくは、５分間以上の期間に検出された検出信号幅に基づいてコード判定範囲を設定することが好ましい。

前記各実施形態および前記他の実施形態では、範囲設定部５１５は、コードに対応する信号幅の理論値に基づいて、信号幅の範囲を設定しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、範囲設定部５１５は、代表値算出部５１８によって代表値が算出される毎に、算出された代表値に基づいて、信号幅の範囲を設定してもよい。この場合、信号幅の範囲は、例えば、各コードに対応する代表値の中間の値が境界となるように設定される。
これによれば、例えば直前の１分間や前回の受信の間に検出された検出信号幅の代表値に基づいて、信号幅の範囲を設定できる。
例えば、直前の１分間や前回の受信のときと周囲の環境が変化していない場合、前記代表値に基づいて信号幅の範囲を設定することで、信号幅の範囲を、周囲の環境に応じた範囲に設定できる。これによれば、検出信号幅を、該当するコードに対応する信号幅の範囲に精度よく分類できる。

前記各実施形態および前記他の実施形態では、各コードに対応した信号幅の範囲は、信号幅の理論値や上記代表値の中間の値が境界となるように設定されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、信号幅の範囲は、互いに間隔をあけて設定されていてもよい。
すなわち、前記中間の値の付近は、検出信号幅の数が比較的少なく、代表値に与える影響が比較的小さいため、この領域を信号幅の範囲から除いてもよい。例えば、ＪＪＹの場合、「Ｐ」に対応する信号幅の範囲を、０msec以上３４０msec以下とし、「１」に対応する信号幅の範囲を、３６０msec以上６４０msec以下とし、「０」に対応する信号幅の範囲を、６６０msec以上１０００msec以下としてもよい。これによれば、例えば代表値として平均値を用いる場合に、信号幅の範囲が互いに間隔があかないように設定されている場合と比べて、信号幅の範囲が狭まるため、平均値の算出にかかる処理負荷を低減できる。
また、最初に検出信号幅を分類する場合は、検出信号幅の分布が不明なため、信号幅の範囲を互いに間隔があかないように設定し、検出信号幅を分類した結果、前記中間の値の付近に検出信号幅が少ない場合には、この領域を除くように信号幅の範囲を設定し、２回目以降の分類を行ってもよい。
また、信号幅の範囲は、前記理論値や前記代表値を基準に、想定される検出信号幅のばらつきを考慮した範囲に設定されていてもよい。
つまり、信号幅の範囲は、少なくともコードに対して定義された信号幅の理論値が含まれていればよい。

前記各実施形態および前記他の実施形態では、時刻修正動作が開始されてから、最初に検出信号幅に基づいたコード判定範囲の設定が行われるまでの期間（最初の１分間）は、検出信号幅をコード判定範囲の初期値と比較することで、コード判定を行っているが、本発明はこれに限定されない。例えば、前記期間は、コード判定を行わなくてもよい。または、前記期間は、直前の時刻修正動作で最後に設定されたコード判定範囲を用いて、コード判定を行ってもよい。

１…電波修正時計、２…アンテナ、３…受信回路部（受信部）、３１…同調回路、３２…第１増幅回路、３３…バンドパスフィルター、３４…第２増幅回路、３５…包絡線検波回路、３６…ＡＧＣ回路、３７…二値化回路、３８…デコード回路、４…制御回路部、４２…記憶部、４３…時刻カウンター、４６…駆動回路部、４７…制御部、４７１…時刻修正部、４８…水晶振動子、５…表示部、５０…ＴＣＯデコード部、５１１…サンプリング部、５１２…秒同期検出部、５１３…秒位置検出部、５１４…信号幅検出部、５１５…範囲設定部、５１６…信号幅分類部、５１７…信号幅記憶部、５１８…代表値算出部、５１９…判定範囲設定部、５２０…コード判定部、５２１…コード記憶部、６…外部操作部材。

Claims (5)

1. 標準電波を受信し、受信信号を復調した復調信号を出力する受信部と、
   前記復調信号の信号幅を検出する信号幅検出部と、
   コード毎に、コードに対して定義された信号幅の理論値が含まれる信号幅の範囲を設定する範囲設定部と、
   前記信号幅検出部の検出信号幅を、前記信号幅の範囲のうち、該当する前記信号幅の範囲に分類する信号幅分類部と、
   前記信号幅の範囲毎に、分類された前記検出信号幅の代表値を算出する代表値算出部と、
   前記代表値に基づいてコード毎にコード判定範囲を設定する判定範囲設定部と、
   前記信号幅検出部の検出信号幅を、前記コード判定範囲と比較して、前記復調信号のコードを判定するコード判定部と、を備える
   ことを特徴とする電波修正時計。
2. 請求項１に記載の電波修正時計において、
   前記代表値算出部は、分類された前記検出信号幅の中央値を前記代表値として算出する
   ことを特徴とする電波修正時計。
3. 請求項１に記載の電波修正時計において、
   前記代表値算出部は、分類された前記検出信号幅の最頻値を前記代表値として算出する
   ことを特徴とする電波修正時計。
4. 請求項１に記載の電波修正時計において、
   前記代表値算出部は、分類された前記検出信号幅の平均値を前記代表値として算出する
   ことを特徴とする電波修正時計。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電波修正時計において、
   前記範囲設定部は、前記代表値に基づいて、前記信号幅の範囲を設定する
   ことを特徴とする電波修正時計。

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