JP4010231B2 - 電波受信装置、電波時計及び中継器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電波受信装置、電波時計及び中継器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
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長波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10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10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。
【0003】
ところで、このタイムコードを受信し、これにより計時回路の時刻データを修正する、いわゆる電波時計が知られている。このような電波時計の場合、受信する電波の信号レベルが変動しても内部回路にて正確な時刻に修正することができるように、増幅回路による信号増幅後の信号レベルの強弱に従って、当該増幅回路の増幅度を調整するAGC(Auto Gain Control)回路が備えられている。
【0004】
しかしながら、単純なAGC回路には、変調信号の周期より十分大きな時定数を持つフィルタが必要であった。即ち、図11に示すように、長波標準電波の変調信号の周期が1秒であることから、大きな時定数のフィルタの設置によって、AGC回路の過渡動作が一定になるまでの大きな遅延が生じることになる。
【0005】
更に、実際に回路全体を構成する段階では、リップルの発生を防ぐために、数十秒程度の遅延を考慮して設計しなければならない。従って、AGC回路に含まれるフィルタの工夫による遅延の低減(即ち、AGC回路の動作の高速化)は困難であった。
【0006】
そこで、高速なAGC回路を実現する為に、中間周波数信号を増幅するIF増幅回路を直列に2段設置し、後段のIF増幅回路から出力される信号のレベルを検出してその検出出力に従って後段のIF増幅回路の利得を制御し、更に検出出力と基準電圧とを比較し、その比較結果に従ってRF増幅回路及び前段のIF増幅回路の利得を制御する回路が知られている(特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−290178号公報(第4−8頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1の発明の場合、大きな振幅変動と環境変動条件を考えると十分な高速追従性が不足するものであった。つまり、長波標準電波のような振幅変調信号に対する変調信号の復調には必ずしも適しているとは言い難かった。従って、電波時計用の電波受信装置としては充分な性能を持つものではなかった。
【0009】
本発明の目的は、高速に動作するAGC回路を備えた電波受信装置、電波時計及び中継器を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明の電波受信装置は、長波標準電波を標準タイムコードに基づいて振幅変調した振幅変調信号を受信する電波受信手段(例えば、図2のアンテナ1)と、利得制御用信号を出力する利得制御手段(例えば、図2のAGC回路10)と、前記電波受信手段により受信された振幅変調信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する振幅変調信号増幅手段(例えば、図2のRF増幅回路2)と、所定周波数の信号を出力する発振手段(例えば、図2の局部発振回路5)と、前記振幅変調信号増幅手段より出力された信号を前記発振手段より出力された信号と合成して中間周波数信号に変換する周波数変換手段(例えば、図2の周波数変換手段4)と、この周波数変換手段より出力された中間周波数信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する中間周波数信号増幅手段(例えば、図2のIF増幅回路7)と、この中間周波数信号増幅手段より出力された信号を検波して前記標準タイムコードを生成するための検波信号を出力する検波手段(例えば、図2の検波回路9)とを備えた電波受信装置において、前記検波手段は、前記中間周波数信号増幅手段より出力された信号から変調信号を取り出す取出手段(例えば、図3の積算回路9201)を有し、前記利得制御手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と所定の電圧レベルとを比較して前記利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段(例えば、図3の比較回路101)を有し、前記検波手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と前記利得制御用信号生成手段により生成された利得制御用信号とに基づいて生成された信号を前記検波信号として出力する検波信号出力手段(例えば、図3の積算回路9203)を更に有することを特徴としている。
【0011】
この請求項1に記載の発明によれば、受信信号の信号レベルの変動に従って振幅変調信号増幅手段と中間周波数信号増幅手段の増幅度を調整するAGC動作に必要なフィルタとして、受信する振幅変調信号の変調信号の周期に依存することなく小さい時定数のものを使用することができる。従って、AGC動作を高速化することができる。
【0012】
請求項2に記載の発明は、長波標準電波を標準タイムコードに基づいて振幅変調した振幅変調信号を受信する電波受信手段(例えば、図8のアンテナ1)と、利得制御用信号を出力する利得制御手段(例えば、図8のAGC回路10)と、前記電波受信手段により受信された振幅変調信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する振幅変調信号増幅手段(例えば、図8のRF増幅回路2)と、所定周波数の信号を出力する発振手段(例えば、図8の局部発振回路5)と、前記振幅変調信号増幅手段より出力された信号を前記発振手段より出力された信号と合成して中間周波数信号に変換する周波数変換手段(例えば、図8の周波数変換手段4)と、この周波数変換手段より出力された中間周波数信号を検波して前記標準タイムコードを生成するための検波信号を出力する検波手段(例えば、図8の検波回路9)とを備えた電波受信装置において、前記検波手段は、前記周波数変換手段より出力された中間周波数信号から変調信号を取り出す取出手段(例えば、図3の積算回路9201)を有し、前記利得制御手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と所定の電圧レベルとを比較して前記利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段(例えば、図3の比較回路101)を有し、前記検波手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と前記利得制御用信号生成手段により生成された利得制御用信号とに基づいて生成された信号を前記検波信号として出力する検波信号出力手段(例えば、図3の積算回路9203)を更に有することを特徴としている。
【0013】
この請求項2に記載の発明によれば、受信信号の信号レベルの変動に従って振幅変調信号増幅手段の増幅度を調整するAGC動作に必要なフィルタとして、受信する振幅変調信号の変調信号の周期に依存することなく小さい時定数のものを使用することができる。従って、AGC動作を高速化することができる。
【0014】
請求項3に記載の発明は、長波標準電波を標準タイムコードに基づいて振幅変調した振幅変調信号を受信する電波受信手段(例えば、図9のアンテナ1)と、利得制御用信号を出力する利得制御手段(例えば、図9のAGC回路10)と、所定周波数の信号を出力する発振手段(例えば、図9の局部発振回路5)と、前記電波受信手段により受信された振幅変調信号を前記発振手段より出力された信号と合成して中間周波数信号に変換する周波数変換手段(例えば、図9の周波数変換手段4)と、この周波数変換手段より出力された中間周波数信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する中間周波数信号増幅手段(例えば、図9のIF増幅回路7)と、この中間周波数信号増幅手段より出力された信号を検波して前記標準タイムコードを生成するための検波信号を出力する検波手段(例えば、図9の検波回路9)とを備えた電波受信装置において、前記検波手段は、前記中間周波数信号増幅手段より出力された信号から変調信号を取り出す取出手段(例えば、図3の積算回路9201)を有し、前記利得制御手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と所定の電圧レベルとを比較して前記利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段(例えば、図3の比較回路101)を有し、前記検波手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と前記利得制御用信号生成手段により生成された利得制御用信号とに基づいて生成された信号を前記検波信号として出力する検波信号出力手段(例えば、図3の積算回路9203)を更に有することを特徴としている。
【0015】
この請求項3に記載の発明によれば、受信信号の信号レベルの変動に従って中間周波数信号増幅手段の増幅度を調整するAGC動作に必要なフィルタとして、受信する振幅変調信号の変調信号の周期に依存することなく小さい時定数のものを使用することができる。従って、AGC動作を高速化することができる。
【0016】
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であって、前記検波信号出力手段は、前記変調信号と前記利得制御用信号とを積算する第2積算手段(例えば、図3の積算回路9203)と、この第2積算手段によって積算された信号を検波信号として出力する手段(例えば、図3の積算回路9203)と、を有することを特徴としている。
【0017】
また、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であって、前記検波信号出力手段は、前記変調信号と前記利得制御用信号とを加算する加算手段(例えば、図5の加算回路9301)と、この加算手段によって加算された信号を検波信号として出力する手段(例えば、図5の加算回路9301)と、を有することを特徴としている。
【0018】
更に請求項6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であって、前記検波信号出力手段は、前記変調信号と前記利得制御用信号の何れか一方を選択する選択手段(例えば、図6の選択回路9401)と、この選択手段によって選択された信号を検波信号として出力する手段(例えば、図6の選択回路9401)と、を有することを特徴としている。
【0019】
この請求項4〜6に記載の発明によれば、利得制御用信号に応じて振幅変調信号増幅手段及び/又は中間周波数信号増幅手段において増幅された振幅変調信号から、検波信号を適切に検波することができる。
【0020】
請求項7に記載の発明の電波時計は、請求項1〜6の何れか一項に記載の電波受信装置と、この電波受信装置より出力された検波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910)と、現在時刻を計数する時刻計数手段(例えば、図1の計時回路部908)と、前記タイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードに基づいて前記時刻計数手段で計数される現在時刻データを修正する修正手段(例えば、図1のCPU901)と、を備えることを特徴としている。
【0021】
この請求項7に記載の発明によれば、電波時計の移動等によって受信電波の信号レベルが変動しても、正確に時刻修正を行うことができる。従って、電波時計の信頼性を向上させることができる。
【0022】
請求項8に記載の発明の中継器は、請求項1〜6の何れか一項に記載の電波受信装置と、この電波受信装置より出力された検波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7のタイムコード生成部910)と、このタイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードを送信する送信手段(例えば、図7の送信部911)と、を備えることを特徴としている。
【0023】
この請求項8に記載の発明によれば、障害物や天候等によって受信信号の信号レベルが変動しても、正確に時刻修正を行うことができる。従って、中継器の信頼性を向上させることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。また、各実施の形態において、本発明の電波受信装置を電波時計に適用した場合を例として説明するが、その他、電波を受信するための装置であれば、本発明が適用可能なものはこれに限らない。
【0025】
〔第1の実施の形態〕
図1は、電波時計900の回路構成図であり、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)901、入力部902、表示部903、RAM(Random Access Memory:随時書き込み読み出しメモリー)905、ROM(Read Only Memory:読み出し専用メモリー)906、受信制御部907、計時回路部908、発振回路部909及びタイムコード生成部910によって構成されており、発振回路部909を除く各部はバス913によって接続されている。また計時回路部908には発振回路部909が接続される。
【0026】
CPU901は、所定のタイミング或いは入力部902から入力された操作信号等に応じて、ROM906内に格納された各種プログラムを読み出してRAM905内に展開し、当該プログラムに基づいて各機能部への指示やデータの転送等を行う。特に、CPU901は、例えば所定時間毎に受信制御部907を制御して長波標準電波の受信処理を実行し、タイムコード生成部910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908で計数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903に出力して表示時刻を更新させる等の各種制御を行う。
【0027】
入力部902は、電波時計900に各種機能を実行させる為のスイッチ等で構成される。そして、これらのスイッチが操作された時には、対応するスイッチの操作信号がCPU901に出力される。
【0028】
表示部903は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、CPU901からのデータ、例えば計時回路部908による現在時刻データ等をデジタル表示する。
【0029】
RAM905は、CPU901の制御の下、CPU901で処理されたデータを記憶するとともに、記憶しているデータをCPU901に出力するために用いられる。ROM906は、主に、電波時計900に係るシステムプログラムやアプリケーションプログラム等を記憶する。
【0030】
受信制御部907は電波受信装置917を備える。電波受信装置917は、アンテナで受信した長波標準電波の不要な周波数成分をカットして該当する周波数信号を取り出し、周波数信号を対応する電気信号に変換して出力する。
【0031】
計時回路部908は、発振回路部909から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を得る。そして当該現在時刻データをCPU901に出力する。発振回路部909は、常時一定周波数の信号を出力する回路である。
【0032】
タイムコード生成部910は、電波受信装置917から出力された信号に基づいて、標準時刻コード、積算コード及び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、CPU901に出力する。
【0033】
図2は、本実施の形態におけるスーパーヘテロダイン方式を用いた電波受信装置917の回路ブロック図である。電波受信装置917はアンテナ1、RF増幅回路2、フィルタ回路3、6、8、周波数変換回路4、局部発振回路5、IF増幅回路7、検波回路9及びAGC回路10を備える。
【0034】
アンテナ1は、長波標準電波を受信することができ、例えばバーアンテナ等によって構成される。受信した電波は、電気信号に変換されて信号aとして出力される。RF増幅回路2には、信号aとAGC回路10から出力されたRF制御信号e1が入力される。RF増幅回路2は、RF制御信号e1に応じて入力された信号aを増幅して出力する。
【0035】
フィルタ回路3には、RF増幅回路2から出力された信号が入力される。そして入力された信号に対して所定の範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断する。局部発振回路5では、局部発振周波数の信号が生成される。周波数変換回路4には、フィルタ回路3から出力された信号と局部発振回路5から出力された信号が入力される。この2つの信号は合成されて、中間周波数信号として出力される。
【0036】
フィルタ回路6には、周波数変換回路4から出力された中間周波数信号が入力される。そして中間周波数信号に対して中間周波数を中心として所定の範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断する。
【0037】
IF増幅回路7には、フィルタ回路6から出力された信号とAGC回路10から出力されたIF制御信号e2が入力される。IF増幅回路7は、入力された信号をIF制御信号e2に応じた増幅度で増幅して出力する。フィルタ回路8は、IF増幅回路7から出力された信号が入力される。そして、所定の範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断した信号を信号bとして出力する。
【0038】
検波回路9は、キャリア抽出回路91及び信号再生回路92を有する。キャリア抽出回路91は、例えばPLL(Phase Locked Loop)回路等によって構成される。キャリア抽出回路91には、フィルタ回路8から出力された信号bが入力される。そして、信号bの搬送波の位相に同期した信号cが出力される。
【0039】
信号再生回路92には、フィルタ回路8から出力された信号b、キャリア抽出回路91から出力された信号c及びAGC回路10から出力された信号e3が入力される。そしてこの3つの信号に基づいて、信号d及び検波信号fが出力される。
【0040】
AGC回路10には、信号再生回路92から出力された信号dが入力される。そして利得制御用信号としてRF増幅信号e1、IF増幅信号e2及び信号e3が出力される。具体的には、AGC回路10において信号dと基準電圧が比較され、比較結果に応じた信号として信号e3が出力される。そして信号e3に基づいて、RF増幅信号e1及びIF増幅信号e2が出力される。
【0041】
図3はキャリア抽出回路91、信号再生回路92及びAGC回路10の構成を示した回路ブロック図である。キャリア抽出回路91は、PD(Phase Detector:位相比較器)9101、LPF(Low Pass Filter)9102及び発振器9103を有する。
【0042】
PD9101には、フィルタ回路8から出力された信号bと発振器9103から出力された信号が入力される。そしてPD9101によって2つの信号の位相が比較され、比較結果に基づいた信号が出力される。LPF9102には、PD9101から出力された信号が入力される。そして、この信号に対して所定の範囲(低域)の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断する。
【0043】
発振器9103には、LPF9102から出力された信号が入力される。発振器9103は、発振する信号の位相が信号bの搬送波の位相と同期するように、LPF9102から出力された信号の位相に基づいて発振する信号の位相を調整する。そして、発振器9103からは、信号bの搬送波の位相に同期した信号cが出力される。
【0044】
また、信号再生回路92は、積算回路9201、9203、LPF9202及び9204を有する。積算回路9201には、フィルタ回路8から出力された信号bと、発振器9103から出力された信号cが入力される。2つの信号は積算されて出力される。
【0045】
LPF9202には、積算回路9201から出力された信号が入力される。そして、この信号に対して所定の範囲(低域)の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、信号dとして出力する。積算回路9203には、LPF9202から出力された信号dと、AGC回路10から出力された信号e3が入力される。2つの信号は積算されて出力される。LPF9204には、積算回路9203から出力された信号が入力される。そして、この信号に対して所定の範囲(低域)の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、検波信号fとして出力される。
【0046】
AGC回路10は、比較回路101、基準電源102及びAGC電圧生成回路103を有する。比較回路101には、LPF9202から出力された信号dと、基準電源102による基準電圧が入力される。そして信号dの信号レベルと基準電圧が比較され、比較結果に応じた信号が信号e3として出力される。
【0047】
AGC電圧生成回路103には信号e3が入力され、この信号e3に基づいて、RF制御信号e1及びIF制御信号e2が出力される。RF増幅回路2及びIF増幅回路7の増幅度は、アンテナ1が受信した電波の強度に応じて調整される。例えば、まずIF制御信号e2によってIF増幅回路7の増幅度を調整する。しかし、IF増幅回路7へ入力される信号のレベルが大きく、IF増幅回路7における減衰度が足りない場合は、RF制御信号e1によってRF増幅回路2の増幅度も調整するようにする。
【0048】
図4は、電波受信装置917を流れる各信号の波形の概略形状を示した図である。以下、図2〜4を用いて電波受信装置917の回路動作について説明する。
【0049】
まず、アンテナ1によって信号aが受信される。そして信号aはRF増幅回路2によって増幅される。この際、AGC電圧生成回路103から出力されたRF制御信号e1に応じてRF増幅回路2に入力された信号aが増幅(或いは減衰)される。
【0050】
RF増幅回路2から出力された信号は、周波数変換回路4、フィルタ回路6を介してIF増幅回路7に入力され、増幅される。この際、AGC電圧生成回路103から出力されたIF制御信号e2に応じてIF増幅回路7に入力された信号が増幅(或いは減衰)される。
【0051】
IF増幅回路7から出力された信号は、フィルタ回路8に入力される。そしてフィルタ回路8は信号bを出力する。図4に示すように、アンテナ1によって受信された信号aは、RF増幅回路2及びIF増幅回路7によって振幅変動の少ない信号bに変換される。つまり、RF増幅回路2及びIF増幅回路7は、RF制御信号e1及びIF制御信号e2に応じて、入力された信号のレベルを所定のレベルに保持して出力するように増幅(或いは減衰)する。
【0052】
尚、比較回路101から出力される信号e3は、RF増幅回路2、フィルタ回路3、周波数変換回路4、フィルタ回路6、IF増幅回路7及びAGC回路10から形成されるループ回路とLPF9202の遅延により、振幅変化点において過渡的な振幅変動が生じる。この信号e3に基づいてRF制御信号e1及びIF制御信号e2が生成され、RF増幅回路2及びIF増幅回路7によって増幅度の調整をされた信号bは、一定値に収束する。
【0053】
そして積算回路9201によって、信号bと信号cが積算される。信号cは信号bの搬送波に同期した信号であるため、変調成分とその搬送波の2倍の周波数成分が作られる。
【0054】
積算回路9201から出力された信号は、LPF9202に入力され変調成分のみを取り出し、信号dとして出力される。図4に示すように、信号dは、LPF9202の時定数による遅延によって、積算回路9201から出力された信号(信号bの直流成分)の振幅変化点に対して立ち上がり及び立ち下がりが振動する信号となる。
【0055】
また、LPF9202においては、積算回路9201から出力された信号に含まれる高調波成分が低減されればよい。具体的には、例えば、信号bの搬送波の2倍の周波数の信号が低減されればよい。仮に、中間周波数が50[kHz]とすると、LPF9202は100[kHz]の信号を除去するLPFであればよい。つまり、長波標準電波の変調信号の周期と比較すると、LPF9202の時定数はかなり小さくなるため、時定数による遅延を低減することができる。即ち、高速なAGC動作を実現することができる。
【0056】
続いて、信号dは比較回路101に入力される。そして比較回路101によって信号dの信号レベルと基準電源102から出力される基準電圧が比較され、信号e3が出力される。
【0057】
更に、信号dと信号e3は積算回路9203に入力される。この積算回路9203によって出力された信号は、LPF9204を通って検波信号fとして出力される。このように、信号dと信号e3を積算回路9203に入力することによって、検波信号fを適切に再生することができる。そして、検波信号fはタイムコード生成部910に入力される。
【0058】
以上のように、AGC回路10より出力されるRF制御信号e1及びIF制御信号e2に応じて入力信号を増幅するRF増幅回路2及びIF増幅回路7によって、アンテナ1で受信した振幅変調信号の振幅変動を一定レベルに近い状態に維持することができる。従って、AGC動作を行う為に変調信号の周期以上に大きな時定数のフィルタを設置する必要がない。つまり、AGC動作を変調信号の周期に依存することなく、高速に動作させることができる。
【0059】
従って、電波時計の移動等による受信電波の変動にも即座に対応することができ、電波時計の内部回路による時刻修正を正確に行うことができる。
【0060】
〔第2の実施の形態〕
第1の実施の形態では、積算回路9203を用いた信号再生回路92を備える電波受信装置について説明したが、本実施の形態では、図5に示すように加算回路9301を用いた信号再生回路93を備える電波受信装置について説明する。
【0061】
尚、第2の実施の形態における電波時計の構成は、図1の電波時計900と同一である。また電波受信装置の構成は、図2の電波受信装置917を構成する検波回路9の信号再生回路92を、図5の信号再生回路93に置き換えた構成と同様である。従って、以下、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0062】
信号再生回路93において、積算回路9201には、フィルタ回路8から出力された信号bとキャリア抽出回路91から出力された信号cが入力される。そして積算回路9201から出力された信号は、LPF9202に入力される。
【0063】
加算回路9301には、LPF9202から出力された信号dと比較回路101から出力された信号e3が入力される。この2つの信号は加算回路9301によって加算され、LPF9204を介して検波信号faが出力される。検波信号faは、図4に示した検波信号fと略同様の波形であり、信号dの直流成分によって所定レベル分バイアスされた波形となる。
【0064】
検波信号faは、タイムコード生成部910に入力される。タイムコード生成部910は、検波信号faの立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまでのパルス幅に基づいて、標準タイムコードを生成する。従って、検波信号fに比べて検波信号faの信号レベルが所定レベル分バイアスされていても問題はない。
【0065】
以上より、第2の実施の形態は第1の実施の形態と同様の効果を奏する。即ち、AGC回路10より出力されるRF制御信号e1及びIF制御信号e2に応じて入力信号を増幅(或いは減衰)するRF増幅回路2及びIF増幅回路7によって、アンテナ1で受信した振幅変調信号の振幅変動を一定レベルに近い状態に維持することができる。従って、AGC動作を行う為に変調信号の周期以上に大きな時定数のフィルタを設置する必要がない。つまり、AGC動作を変調信号の周期に依存することなく、高速に動作させることができる。
【0066】
従って、電波時計の移動等による受信電波の変動にも即座に対応することができ、電波時計の内部回路による時刻修正を正確に行うことができる。
【0067】
〔第3の実施の形態〕
第2の実施の形態では、加算回路9301を用いた信号再生回路93を備える電波受信装置について説明したが、本実施の形態では、図6に示すように選択回路9401を用いた信号再生回路94を備える電波受信装置について説明する。
【0068】
尚、第3の実施の形態における電波時計の構成は図1の電波時計900と同一である。また電波受信装置の構成は、図2の電波受信装置917を構成する検波回路9の信号再生回路92を、図6の信号再生回路94に置き換えた構成と同様である。従って、以下、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0069】
信号再生回路94において、積算回路9201には、フィルタ回路8から出力された信号bとキャリア抽出回路91から出力された信号cが入力される。そして積算回路9201から出力された信号は、LPF9202に入力される。
【0070】
選択回路9401には、LPF9202から出力された信号dと比較回路101から出力された信号e3が入力される。選択回路9401は、信号dと信号e3の何れか一方の信号を選択し、LPF9204を介して検波回路fbとして出力する。
【0071】
具体的には、RF制御信号e1及びIF制御信号e2に応じて決定されるRF増幅回路2及びIF増幅回路7の増幅度が所定の増幅度の範囲であり、信号dの振幅変動がほとんどない場合(図4の信号dの場合)、選択回路9401によって信号e3が選択される。一方、RF増幅回路2及びIF増幅回路7の増幅度が所定の増幅度の範囲以外であって、信号aの振幅変調に同期して信号dの振幅がある程度変動している場合、選択回路9401によって信号dが選択される。
【0072】
以上のように、AGC回路10より出力されるRF制御信号e1及びIF制御信号e2に応じて入力信号を増幅するRF増幅回路2及びIF増幅回路7によって、アンテナ1で受信した振幅変調信号の振幅変動を一定レベルに近い状態に保持することにより、AGCを行う為に変調信号の周期以上の時定数の大きいフィルタを設置する必要がない。つまり、AGC動作を変調信号の周期に依存することなく、高速にすることができる。
【0073】
従って、電波時計の移動等による受信電波の変動にも即座に対応することができ、電波時計の内部回路による時刻修正を正確に行うことができる。
【0074】
〔第4の実施の形態〕
第1〜3の実施の形態では電波時計について説明したが、本実施の形態では、中継器について説明する。中継器は、例えば内部に電波の届き難い鉄骨住宅等の建物の窓際等に設置され、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。そして室内等に設置された電波時計は中継器から送信された時刻情報を受信して、時刻修正を行うことができる。
【0075】
図7は、中継器990の回路構成図である。尚、第4の実施の形態における中継器の構成は、図1の電波時計900の構成に送信部991を加えたものと同一である。また電波受信装置の構成は、図2の電波受信装置917の構成と同様である。
【0076】
即ち、送信部991は、CPU901から入力される標準タイムコードを所定の搬送波によって、中継電波としてアンテナ等を介して送出する。このときの搬送波は、受信する電波と同一の長波標準電波であってもよいし、中継電波とする専用の電波であってもよい。長波標準電波である場合には、室内等に設置される電波時計は通常の電波時計であればよい。また中継電波としての専用の電波である場合は、電波時計には当該電波を受信する手段が必要となる。
【0077】
以上より、AGC回路10より出力されるRF制御信号e1及びIF制御信号e2に応じて入力信号を増幅するRF増幅回路2及びIF増幅回路7によって、アンテナ1で受信した振幅変調信号の振幅変動を一定レベルに近い状態に維持することができる。従って、AGC動作を行う為に変調信号の周期以上に大きな時定数のフィルタを設置する必要がない。つまり、AGC動作を変調信号の周期に依存することなく、高速に動作させることができる。
【0078】
従って、障害物や天候等によって信号レベルが変動した標準電波信号を中継器が受信した場合でも、即座にAGC動作を行うことができる。従って、中継器の内部回路による時刻修正を正確に行うことができる。更に、AGC動作による遅延を考慮して回路を設計する必要がなく、電波受信装置の複雑化を防ぐことができる。
【0079】
以上、本発明を適用した4つの実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態についてのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0080】
例えば、電波受信装置917はRF増幅回路2及びIF増幅回路7を備えているが、何れか一方を備えることとしてもよい。つまり、図8のような電波受信装置917Aとしてもよい。電波受信装置917AはRF増幅回路2を備え、IF増幅回路7を備えない。また、図9のような電波受信装置917Bとしてもよい。電波受信装置917BはRF増幅回路2を備えず、IF増幅回路7を備える。電波時計900、中継器990が備える電波受信装置917を電波受信装置917A或いは917Bに置き換えても、上記の効果と同様の効果を奏する。
【0081】
また、信号再生回路92、93及び94において、LPF9204を符号Lの位置に置き換えて設置してもよい。
【0082】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、受信信号の信号レベルの変動に従って振幅変調信号増幅手段と中間周波数信号増幅手段の増幅度を調整するAGC動作に必要なフィルタとして、受信する振幅変調信号の変調信号の周期に依存することなく小さい時定数のものを使用することができる。従って、AGC動作を高速化することができる。
【0083】
請求項2に記載の発明によれば、受信信号の信号レベルの変動に従って振幅変調信号増幅手段の増幅度を調整するAGC動作に必要なフィルタとして、受信する振幅変調信号の変調信号の周期に依存することなく小さい時定数のものを使用することができる。従って、AGC動作を高速化することができる。
【0084】
請求項3に記載の発明によれば、受信信号の信号レベルの変動に従って中間周波数信号増幅手段の増幅度を調整するAGC動作に必要なフィルタとして、受信する振幅変調信号の変調信号の周期に依存することなく小さい時定数のものを使用することができる。従って、AGC動作を高速化することができる。
【0085】
請求項4〜6に記載の発明によれば、利得制御用信号に応じて振幅変調信号増幅手段及び/又は中間周波数信号増幅手段において増幅された振幅変調信号から、検波信号を適切に検波することができる。
【0086】
請求項7に記載の発明によれば、電波時計の移動等によって受信電波の信号レベルが変動しても、正確に時刻修正を行うことができる。従って、電波時計の信頼性を向上させることができる。
【0087】
請求項8に記載の発明によれば、障害物や天候等によって受信信号の信号レベルが変動しても、正確に時刻修正を行うことができる。従って、中継器の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態における電波時計の内部構成を示すブロック図。
【図2】第1の実施の形態における電波受信装置の回路ブロック図。
【図3】第1の実施の形態における検波回路及びAGC回路の回路ブロック図。
【図4】第1の実施の形態における電波受信装置の各信号の波形を示す図。
【図5】第2の実施の形態における検波回路及びAGC回路の回路ブロック図。
【図6】第3の実施の形態における検波回路及びAGC回路の回路ブロック図。
【図7】第4の実施の形態における中継器の内部構造を示すブロック図。
【図8】電波受信装置の変形例を示す回路ブロック図。
【図9】電波受信装置の変形例を示す回路ブロック図。
【図10】長波標準電波のタイムコードを示した図。
【図11】長波標準電波の波形を示す図。
【符号の説明】
900 電波時計
901 CPU
902 入力部
903 表示部
905 RAM
906 ROM
907 受信制御部
917 電波受信装置
1 アンテナ
2 RF増幅回路
3 フィルタ回路
4 周波数変換回路
5 局部発振回路
6 フィルタ回路
7 IF増幅回路
8 フィルタ回路
9 検波回路
91 キャリア抽出回路
92 信号再生回路
10 AGC回路
908 計時回路部
909 発振回路部
910 タイムコード生成部
990 中継器
991 送信部
Claims (8)
- 長波標準電波を標準タイムコードに基づいて振幅変調した振幅変調信号を受信する電波受信手段と、利得制御用信号を出力する利得制御手段と、前記電波受信手段により受信された振幅変調信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する振幅変調信号増幅手段と、所定周波数の信号を出力する発振手段と、前記振幅変調信号増幅手段より出力された信号を前記発振手段より出力された信号と合成して中間周波数信号に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段より出力された中間周波数信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する中間周波数信号増幅手段と、この中間周波数信号増幅手段より出力された信号を検波して前記標準タイムコードを生成するための検波信号を出力する検波手段とを備えた電波受信装置において、
前記検波手段は、前記中間周波数信号増幅手段より出力された信号から変調信号を取り出す取出手段を有し、
前記利得制御手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と所定の電圧レベルとを比較して前記利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段を有し、
前記検波手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と前記利得制御用信号生成手段により生成された利得制御用信号とに基づいて生成された信号を前記検波信号として出力する検波信号出力手段を更に有することを特徴とする電波受信装置。 - 長波標準電波を標準タイムコードに基づいて振幅変調した振幅変調信号を受信する電波受信手段と、利得制御用信号を出力する利得制御手段と、前記電波受信手段により受信された振幅変調信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する振幅変調信号増幅手段と、所定周波数の信号を出力する発振手段と、前記振幅変調信号増幅手段より出力された信号を前記発振手段より出力された信号と合成して中間周波数信号に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段より出力された中間周波数信号を検波して前記標準タイムコードを生成するための検波信号を出力する検波手段とを備えた電波受信装置において、
前記検波手段は、前記周波数変換手段より出力された中間周波数信号から変調信号を取り出す取出手段を有し、
前記利得制御手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と所定の電圧レベルとを比較して前記利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段を有し、
前記検波手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と前記利得制御用信号生成手段により生成された利得制御用信号とに基づいて生成された信号を前記検波信号として出力する検波信号出力手段を更に有することを特徴とする電波受信装置。 - 長波標準電波を標準タイムコードに基づいて振幅変調した振幅変調信号を受信する電波受信手段と、利得制御用信号を出力する利得制御手段と、所定周波数の信号を出力する発振手段と、前記電波受信手段により受信された振幅変調信号を前記発振手段より出力された信号と合成して中間周波数信号に変換する周波数変換手段と、この周波数変換手段より出力された中間周波数信号を前記利得制御手段より出力された利得制御用信号に応じて増幅する中間周波数信号増幅手段と、この中間周波数信号増幅手段より出力された信号を検波して前記標準タイムコードを生成するための検波信号を出力する検波手段とを備えた電波受信装置において、
前記検波手段は、前記中間周波数信号増幅手段より出力された信号から変調信号を取り出す取出手段を有し、
前記利得制御手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と所定の電圧レベルとを比較して前記利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段を有し、
前記検波手段は、前記取出手段により取り出された変調信号と前記利得制御用信号生成手段により生成された利得制御用信号とに基づいて生成された信号を前記検波信号として出力する検波信号出力手段を更に有することを特徴とする電波受信装置。 - 前記検波信号出力手段は、
前記変調信号と前記利得制御用信号とを積算する第2積算手段と、
この第2積算手段によって積算された信号を検波信号として出力する手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電波受信装置。 - 前記検波信号出力手段は、
前記変調信号と前記利得制御用信号とを加算する加算手段と、
この加算手段によって加算された信号を検波信号として出力する手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電波受信装置。 - 前記検波信号出力手段は、
前記変調信号と前記利得制御用信号の何れか一方を選択する選択手段と、
この選択手段によって選択された信号を検波信号として出力する手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電波受信装置。 - 請求項1〜6の何れか一項に記載の電波受信装置と、
この電波受信装置より出力された検波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、
現在時刻を計数する時刻計数手段と、
前記タイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードに基づいて前記時刻計数手段で計数される現在時刻データを修正する修正手段と、
を備えることを特徴とする電波時計。 - 請求項1〜6の何れか一項に記載の電波受信装置と、
この電波受信装置より出力された検波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って生成された標準タイムコードを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする中継器。
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