JP3333255B2 - 電波受信装置 - Google Patents

電波受信装置

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JP3333255B2
JP3333255B2 JP2072593A JP2072593A JP3333255B2 JP 3333255 B2 JP3333255 B2 JP 3333255B2 JP 2072593 A JP2072593 A JP 2072593A JP 2072593 A JP2072593 A JP 2072593A JP 3333255 B2 JP3333255 B2 JP 3333255B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数の電波を受信し時刻
を修正できる電子時計の受信回路の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、特開昭61−191981号公報
やドイツ特許公報DE3641161号にあるように原
子時計を基にして発信される長波の標準電波を受信する
ことにより、絶対的な精度を誇る長波電波修正時計が開
発され市販されている。
【0003】しかしながら従来の技術では単局受信であ
るから、電波修正時計の受信周波数と一致する標準電波
を発信している国では、周波数同調が取れるため電波修
正時計として高い精度で使用できるが、ユーザーが海外
旅行に出かけた場合など別の周波数の標準電波を発信し
ている国では周波数同調が取れず電波修正が行えないた
めに、通常の水晶時計の精度でしか使用できなかった。
【0004】上記問題点を解決するため本出願人は特願
平4−299369号により、複数の標準電波に対して
周波数同調が取れる様に、局部発振回路を選択的に切り
換えることの出来る時計を提案している。この時計だと
ユーザーが海外旅行に出かけた場合など別の周波数の標
準電波を発振している国でも、周波数同調が取れるため
標準電波を受信でき電波修正時計として高い精度で使用
することが出来る。また本出願人は、特開平3−682
22号公報で水晶振動子による発振回路を基準周波数と
た局発回路を有するデジタル選局受信機を提案してい
る。ここでは水晶振動子を基準周波数として用いる場合
の局部発振回路がより具体的に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記特願平4−299
369号では、スーパヘテロダイン構成を用いて多局選
択を可能にした点においては優れているが、局部発振回
路の基準周波数に関してはなんら特定されていない。ま
た特開平3−68222号公報において本願のような電
波修正時計について考えると、時計用の原振とは別に局
部発振回路の基準周波数の為に水晶振動子を設けなけれ
ばならない。しかしその方法では2個の水晶振動子を実
装しなければならず時計の小さなスペースにおさめるこ
とは困難である。またコスト的にも高くなってしまう。
本発明では上記課題を解決し、現在標準電波を発信して
いる主たる国として、40kHzの日本と、60kHz
の英国と、77.5kHzの独国にて受信可能な電波受
信機能付き電子時計を、形状をあまり大きくすることな
く、かつ廉価に提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として本発明は、標準電波を受信するアンテナ
と、基準信号を発生する発振回路と、該基準信号に基づ
き複数の局発周波数を作成する局部発振回路と、該局部
発振回路の選局データを設定する選局手段と、前記局発
周波数と前記標準電波をミキシングし中間周波数を作成
するMIX回路と、該中間周波数を抽出しIF信号を出
力するIF回路と、該IF信号を検波する検波回路と、
前記検波回路の出力より時刻情報を作成する制御部とを
有する電波受信装置において、前記局部発振回路は発振
部と、該発振部の発振周波数を前記選局手段の出力する
選局データに基づき分周しメインカウント信号を出力す
るメインカウンタと、前記基準信号を前記選局手段の出
力する選局データに基づき分周し基準カウント信号を出
力する基準カウンタと、該メインカウンタ信号と該基準
カウンタ信号を比較する位相比較回路からなり、前記基
準カウント信号又はメインカウント信号は500Hz以
上であり、前記中間周波数が22416Hz以上で33
547Hz以下であることを特徴としている。
【0007】また前記基準信号が32768Hzである
ことを特徴としている。
【0008】さらに前記基準信号を入力して時刻を保持
する時計部と、該時計部の出力する時刻信号を表示する
表示部を有し、前記制御部は前記時計部の保持する時刻
を修正することを特徴としている。
【0009】
【作用】即ち、本電波受信機能付き電子時計では、時計
用の32768Hzを局部発振回路の基準周波数とし、
さらにIF周波数を22416Hzまたは30634H
zまたは33547Hzと設定したことにより、安定し
た局発周波数を提供することが出来るため、現在各国で
発信されている主たる電波を受信可能とする受信回路を
廉価に提供することが可能になった。
【0010】
【実施例】以下図面により本発明の一実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す電波受信機能付き電
子時計のブロック線図である。図2は図1における局部
発振回路を示したブロック線図であり、同一要素には同
一番号を付してある。図3は本発明において適切なIF
周波数を選別するための周波数特性図である。また図4
は図1におけるIF回路の周波数特性図である。
【0011】ここで予め以下の実施例に現われるIF周
波数と中間周波数の違いについて触れておく。中間周波
数とは局部発振回路から発振される局部発振周波数(以
下、局発周波数とする)と標準電波とをMIX回路でミ
キシングしたものであり、ここでの中間周波数は前記2
つの周波数(つまり局発周波数と標準電波の周波数)の
差となっている。ところで前記局発周波数は基準周波数
をデジタル的に分周して作られるためデジタル的な誤差
が生じる。そのため、この局発周波数と前記標準電波と
をミキシングした中間周波数は、IF周波数つまり水晶
フィルタの共振周波数とは若干ずれることもありうる。
この周波数の違いにもとづき本発明ではIF周波数と中
間周波数とをあえて区別して表現している。
【0012】先ず図1により本発明に係る電波受信機能
付き電子時計の構成を説明する。本発明に係る電波受信
機能付き電子時計は、標準電波を電波信号として受信す
るアンテナ1、該アンテナ1を受信する電波信号の周波
数に同調させる同調部2、前期電波信号と後述する局部
発振回路4からの局発周波数をミキシングして中間周波
数をつくるMIX回路9、水晶フィルタ10aを用いて
前記中間周波数を抽出するIF回路10、該IF回路1
0からのIF周波数を検波する検波回路11、3276
8Hzの水晶振動子3aにより発振する発振回路3、該
発振回路3からの32768Hz周波数を基準にして時
計動作を行う時計部7、該時計部7からの時刻情報に基
づき時刻を表示する表示部8、前記発振回路3からの3
2768Hz周波数を基準にしてPLL方式で発振する
局部発振回路4、該局部発振部4へ局発周波数を決める
データDr、Dmを送ると共に前記同調部2へも同調周
波数を決めるデータDを送る選局手段5、該選局手段5
へどの周波数の標準電波を受信するかの命令信号Cを送
り、さらに前記検波回路11からの信号を受け標準電波
の時刻情報に前記時計部7を修正する制御部6から構成
されている。
【0013】次に本発明に係る電波受信機能付き電子時
計の一動作例について、IF周波数を30634Hzと
して説明する。先ず受信する標準電波が40kHzであ
るとすると、図示しない外部操作部材によって携帯者が
40kHzの受信指定を行うことにより制御部6が選局
手段5に40kHzの標準電波を受信するように命令信
号C1を出力する。選局手段5は制御部6からの命令信
号C1を受けて同調部2へデータD1を送る。該同調部
2は前記選局手段5からのデータD1を受けて、アンテ
ナ1の同調周波数を40kHzに設定する。同時に前記
選局手段5は局部発振回路4にDr1とDm1を送る。
該局部発振回路4は前記選局手段5のデータDr1とD
m1を受けて、受信する周波数40kHzとIF周波数
30634Hzを加えた周波数70634Hzで発振す
る。
【0014】ここで、同調部2によって40kHzに同
調されたアンテナ1は、40kHzの標準電波を受信
し、電波信号としてMIX回路9に出力する。MIX回
路9ではアンテナ1からの電波信号と、前記局部発振回
路4から発振される70634Hzの周波数がミキシン
グされ30634Hzの中間周波数が作られる。つまり
40kHzの電波信号が30634Hzに変換されるわ
けである。IF回路10では水晶フィルタ10aを用い
て、この中間周波数のみを抽出し(つまりノイズを取り
除き)検波回路11へ送る。検波回路11ではIF周波
数を検波して検波信号を制御部6へ送出する。制御部6
はこの検波信号を時刻情報に変換し、時計部7の時刻と
比較して、もし一致してなければ時計部7の時刻を修正
する。
【0015】ここで時計部7は電波を受信していない状
態においては、前記発振回路3からの32768Hzの
原振に基づいて通常の時計として動作している。
【0016】次に受信する標準電波の周波数が60kH
zの場合の動作例について説明する。受信する標準電波
が60kHzであるとすると、携帯者が60kHzの受
信指定を行うことによって制御部6が選局手段5に60
kHzの標準電波を受信するように命令信号C2を出力
する。選局手段5は制御部6からの命令信号C2を受け
て同調部2へデータD2を送る。該同調部2は前記選局
手段5からのデータD2を受けて、アンテナ1の同調周
波数を60kHzに設定する。同時に前記選局手段5は
局部発振回路4にデータDr2とDm2を送る。該局部
発振回路4は前記選局手段5のデータDr2とDm2を
受けて、受信する周波数60kHzとIF周波数306
34Hzを加えた周波数90634Hzで発振する。
【0017】ここで、同調部2によって60kHzに同
調されたアンテナ1は、60kHzの標準電波を受信
し、電波信号としてMIX回路9に出力する。MIX回
路9ではアンテナ1からの電波信号と、前記局部発振回
路5から発振される90634Hzの周波数がミキシン
グされ30634Hzの中間周波数が作られる。つまり
60kHzの電波信号が30634Hzに変換されるわ
けである。これ以降の動作については、標準電波が40
kHzの場合と同一である。
【0018】このように標準電波の周波数が変わって
も、同調部2を操作しアンテナ1の同調周波数を変化さ
せると共に、局部発振回路4の局発周波数を変化させる
ことでほぼ同一の中間周波数によってIF回路10以降
を動作させることが出来る。例えば受信する標準電波が
77.5kHzであればアンテナ1を同調部2によって
77.5kHzに同調させ、局部発振回路4を1081
34Hzで発振させれば良いわけである。
【0019】さらに本発明では時計用の原振である32
768Hzを局部発振回路4の基準周波数として使用し
ているので、局部発振回路4の基準周波数として別の水
晶振動子による発振回路を持つ必要がないので、時計の
小さなスペースで複数の標準電波を受信し、時刻を修正
できる時計となっている。
【0020】次に図2を用いて本発明の局部発振回路4
の詳細について説明する。構成については図1と同一の
ものは説明を省略する。本発明における局部発振回路4
は発振回路3からの32768Hzを分周し基準カウン
ト信号Frを出力する基準カウンタ4b、局発周波数を
発振する発振部4d、該発振部4dからの局発周波数を
分周しメインカウント信号Fmを出力するメインカウン
タ4aと、前記基準カウント周波数Frとメインカウン
ト周波数Fmの位相を比較して、FmがFrより大きい
場合は制御信号Ssを、逆にFmがFrより小さい場合
は制御信号Sbを前期発振部4dに出力して局発周波数
を制御する位相比較回路4cとにより構成されている。
【0021】続いて本発明の局部発振回路4の動作を中
間周波数を30634Hzとした場合について説明す
る。はじめに40kHzの標準電波に対して、前記局部
発振回路4が70634Hzで発振する場合を用いて説
明する。まず制御部6が選局手段5に40kHzの標準
電波を受信するよう命令信号C1を出力する。この命令
を受けて選択手段5は基準カウンタ4bのカウント数を
45、メインカウンタ4aのカウント数を97とするよ
うにデータDr1、Dm1を出力する。前記基準カウン
タ4bでは32768Hzを45分の1にして728.
18Hzの周波数を持つ基準カウント信号Frを位相比
較回路4cに出力する。ここで該位相比較回路4cはこ
の基準カウント信号Frとメインカウンタ4aからのメ
インカウント信号Fmを比較し、メインカウント信号F
mの周波数が基準カウント信号Frのそれよりも大きい
場合は、制御信号Ssを発振部4dに出力して、局発周
波数を小さくするように制御する。逆にメインカウント
信号Fmの周波数が基準カウント信号Frのそれよりも
小さい場合は、制御信号Smを発振部4dに出力して局
発周波数を大きくするように制御する。こうしてFmは
Frと等しい728.18Hzとなる。ここで前記メイ
ンカウンタ4aは局発周波数を97分の1にしているの
で、前記発振部4dの発振周波数は97×728.18
=70633Hzとなりほぼ70634Hzで発振す
る。ここで厳密には70634Hzとはならないが、前
記IF回路10の水晶フィルタ10aのばらつき等も考
慮すると±1Hz程度は問題ではない。
【0022】続いて60kHzの標準電波に対して前期
局部発振回路4が90634Hzで発振する場合につい
て説明する。まず制御部6が選局手段5に60kHzの
標準電波を受信するよう命令信号C2を出力する。この
命令を受けて選択手段5は基準カウンタ4bのカウント
数を47、メインカウンタ4aのカウント数を130と
するようにデータDr2、Dm2を出力する。基準カウ
ンタ4bでは32768Hzを47分の1にして69
7.19Hzの周波数を持つ基準カウント信号Frを位
相比較回路4cに出力する。ここからは標準電波が40
kHzの場合と同様に基準カウント信号Frとメインカ
ウンタ4aからのメインカウント信号Fmが等しくなる
ように位相比較回路4cが発振部4dを制御する。ここ
で前記メインカウンタ4aのカウント数は130である
ので、前記発振部4dの発振周波数は130×697.
19=90635Hzとなりほぼ90634Hzで発振
する。ここでも厳密には90634Hzとはならない
が、前記IF回路10の水晶フィルタ10aのばらつき
等も考慮すると±1Hz程度は問題ではない。
【0023】続いて77.5kHzの標準電波に対して
前期局部発振回路4が108134Hzで発振する場合
について説明する。まず制御部6が選局手段5に77.
5kHzの標準電波を受信するよう命令信号C3を出力
する。この命令を受けて選択手段6は基準カウンタ4b
のカウント数を40、メインカウンタ4aのカウント数
を132とするようにデータDr1、Dm1を出力す
る。基準カウンタ4bでは32768Hzを40分の1
にして819.2Hzの周波数を持つ基準カウント信号
Frを位相比較回路4cに出力する。ここからは標準電
波が40kHzの場合、あるいは60kHzの場合と同
様に基準カウント信号Frとメインカウンタ4aからの
メインカウント信号Fmが等しくなるように位相比較回
路4cが発振部4dを制御する。ここで前記メインカウ
ンタ4aのカウンタ数は132であるので、前記発振部
4dの発振周波数は132×819.2=108134
Hzとなる。
【0024】次に図3、図4を用いて本発明で特定した
3つの中間周波数の選択理由について説明する。図3は
本発明における中間周波数の利用可能範囲を示すもので
ある。また図4はIF回路10の周波数特性を示すもの
である。まず中間周波数を選択する場合に必要な条件と
して、40kHz、60kHz、77.5kHzの標準
電波に対して得られる全ての中間周波数がIF周波数か
ら±1Hz以内におさまってなければならないという条
件がある。その条件について図4を用いて説明する。図
4は水晶フィルタ10aを用いて作られたIF回路の周
波数特性図である。縦軸は増幅率、横軸は周波数であ
る。図でピーク値を与える周波数がIF周波数Fifで
ある。図中の点線はIF周波数から±1Hzの周波数を
示している。図4より明らかなようにもし中間周波数が
IF周波数から±1Hz程度ずれたとしても増幅率には
大きな違いがなく、たいして問題はない。しかし中間周
波数がIF周波数から1Hzを超えてずれてしった場合
はIF回路10で大きな欠損を生じてしまうことにな
る。以上のように、本発明は、中間周波数を選択する場
合の前提条件として、前記3ヵ国の標準電波40kH
z、60kHz、77.5kHzの全ての周波数に対し
て得られる中間周波数が、IF周波数から±1Hz以内
とすることで、時計の量産性を高めようとしている。つ
づいての条件として、基準カウント信号Frの周波数が
500Hzを超え、かつIF周波数が20kHzから4
0kHzの範囲内であることが必要である。この条件に
ついて図3を用いて説明する。 図3は本発明における
IF周波数の利用可能範囲を示すものであり、図の縦軸
はIF周波数、横軸は前記基準カウント信号Frの周波
数である。グラフ内線上の黒丸の数字は、それぞれのI
F周波数に対応する標準電波の周波数を表している。よ
ってIF周波数が30634Hzの場合を例に取ると、
標準電波60kHzに対しては基準カウント信号Frの
周波数が697Hzとなり、40kHzに対しては72
8Hzとなり、77.5kHzに対しては819Hzと
なるということを表現している。本発明に提示された3
つの中間周波数22416Hz、30634Hz、33
547Hzは全て(A)領域に含まれている。この領域
は20kHz<IF周波数<40kHzであり、かつ5
00Hz<基準カウント信号Frの周波数となってい
る。この(A)領域に含まれるもののみが、本発明に係
る携帯型の電波受信機能付き電子時計のIF周波数とし
て適当なものであり、それ以外の領域は後述する理由に
より不適当な周波数となっている。
【0025】(B)領域(IF周波数が大きすぎる場
合)。例えばIF周波数が55184Hzの場合、基準
カウント信号Frは40kHz、60kHz、77.5
kHzのどの標準電波に対しても、基準カウント信号F
rの周波数>500Hzを満足しており、局部発振回路
4が高い安定度で発振することが望める。しかしIF周
波数が55184Hzと大きすぎるためIF回路での消
費電流が大きくなり、ある程度の電池寿命を保つために
は電池を大きくしなければならない。そうすると時計の
形状を大きくする必要にせまられる結果となり、本発明
に係る携帯型の電波受信機能付き電子時計の中間周波数
として適当でない。
【0026】(C)領域(Fr周波数が小さすぎる場
合)。例えばIF周波数が32003Hzの場合、IF
回路での消費電流は適当な値となり問題はない。しかし
基準カウント信号Frの周波数が77.5kHz、40
kHzの2つの標準電波に対して500Hz以下となる
ので局部発振周波数の安定度が悪くなり、60kHzの
標準電波では正確に受信できるが、他の2つの標準電波
は正確に受信できなくなる。よって本発明に係る携帯型
の電波受信機能付き電子時計のIF周波数として適当で
ない。
【0027】(D)領域(IF周波数が小さすぎる場
合)例えばIF周波数15706Hzの場合、基準カウ
ント信号Frの周波数は40kHz、60kHz、7
7.5kHzのどの標準電波に対しても、基準カウント
信号Frの周波数>500Hzを満足しており、局部発
振回路4が高い安定度で発振することが望める。しかし
IF周波数が15706Hzと小さいために前記水晶フ
ィルタ10aの形状が長くなってしまい、時計の小さな
スペースにおさめることが困難になる。よって本発明に
係る携帯型の電波受信機能付き電子時計のIF周波数と
して適当でない。
【0028】以上の説明により明らかなように、小型、
低消費電力を条件とする携帯型の電波受信機能付き電子
時計を対象とする本発明に適切なIF周波数として22
416Hz、30634Hz、33547Hzをあげる
ことが出来る。また、時計の原振である32768Hz
の水晶発振回路を局部発振回路の基準周波数としたこと
により、局部発振回路の基準周波数のためだけに別個の
水晶振動子を設ける必要がなくなったので、時計の小さ
なスペースに多局受信可能な受信機を搭載することが出
来、現在各国で発信されている主な標準電波を受信し、
時刻修正できる電波受信機能付き電子時計を廉価に提供
できる。 また、IF周波数を22416Hzまたは30
634Hzまたは33547Hzとしたことにより、局
部発信回路の基準周波数に32768Hzの水晶振動子
を用いても安定度の高い局発周波数が得られるので、4
0kHz、60kHz、77.5kHzの標準電波に対
して安定な受信が可能となった。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、小さなス
ペースに多局受信可能な受信機を搭載することが出来、
在発信されている主な標準電波を受信できる電波受信
装置を廉価に提供することが可能になった。
【0030】
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電波受信機能付き電子
時計のブロック線図である。
【図2】図1に示す局部発振回路のブロック線図であ
る。
【図3】本発明におけるIF周波数の利用可能範囲を示
した周波数特性図である。
【図4】本発明において適切なIF周波数を選別するた
めのIF回路の周波数特性図である。
【符号の説明】
1 アンテナ 2 同調部 3 発振回路 4 局部発振回路 5 選局手段 6 制御部 7 時計部 8 表示部 9 MIX回路 10 IF回路 11 検波回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−94710(JP,A) 特開 昭58−95282(JP,A) 特開 昭54−83754(JP,A) 特開 昭58−200635(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G04C 9/02 G04G 1/00 307 H04B 1/26 - 1/28 H03L 1/00 - 7/26

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 標準電波を受信するアンテナと、基準信
    号を発生する発振回路と、該基準信号に基づき複数の局
    発周波数を作成する局部発振回路と、該局部発振回路の
    選局データを設定する選局手段と、前記局発周波数と前
    記標準電波をミキシングし中間周波数を作成するMIX
    回路と、該中間周波数を抽出しIF信号を出力するIF
    回路と、該IF信号を検波する検波回路と、前記検波回
    路の出力より時刻情報を作成する制御部とを有する電波
    受信装置において、前記局部発振回路は発振部と、該発
    振部の発振周波数を前記選局手段の出力する選局データ
    に基づき分周しメインカウント信号を出力するメインカ
    ウンタと、前記基準信号を前記選局手段の出力する選局
    データに基づき分周し基準カウント信号を出力する基準
    カウンタと、該メインカウンタ信号と該基準カウンタ信
    号を比較する位相比較回路からなり、前記基準カウント
    信号又はメインカウント信号は500Hz以上であり、
    前記中間周波数が22416Hz以上で33547Hz
    以下であることを特徴とする電波受信装置。
  2. 【請求項2】 前記基準信号が32768Hzであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の電波受信装置。
  3. 【請求項3】 前記基準信号を入力して時刻を保持する
    時計部と、該時計部の出力する時刻信号を表示する表示
    部を有し、前記制御部は前記時計部の保持する時刻を修
    正する事を特徴とする請求項1又は請求項2記載の電波
    受信装置。
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