WO2007010689A1 - Clock generation device, on-vehicle device, and clock generation method - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
Definitions
- the present invention relates to a clock generation device, an in-vehicle device, and a clock generation method using a GPS (Global Positioning System) signal.
- GPS Global Positioning System
- the use of the present invention is not limited to the above-described clock generation device, in-vehicle device, and clock generation method.
- Ceramic oscillators and crystal oscillators such as those listed in Patent Document 1 affect the phase and frequency of output oscillation signals due to changes in temperature when the environment changes. (Signal cycle fluctuation) becomes large. Therefore, it is desirable to use an oscillator having a temperature compensation function for an audio function unit incorporated in an in-vehicle navigation device.
- the navigation function incorporated in the above-described navigation device generates an oscillation signal force with the highest level of accuracy output from an atomic clock to receive a GPS signal and perform positioning.
- a high-accuracy oscillation signal that can be matched with a GPS signal is required, and a high-performance oscillator such as a temperature compensated crystal oscillator (hereinafter referred to as “TCXO”) is installed.
- TCXO temperature compensated crystal oscillator
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 05-343992
- an oscillator having a minimum necessary accuracy is used as a clock used for an operation capable of reproducing music and the like, so that sound quality can be improved.
- An example is the problem of not being able to.
- the oscillator outputs an oscillation signal with high accuracy and low jitter, it is more expensive than a normal oscillator and has not been used in an audio apparatus.
- the conventional navigation device has a function of generating a highly accurate oscillation signal by TCXO and a function of receiving a GPS signal generated with the highest level of oscillation signal force. Is used only for positioning processing of the navigation function unit, and there is a problem that it is not used effectively by other function units (for example, audio function unit).
- a clock generation device includes a GPS signal receiving means for receiving GPS signals of a plurality of GPS satellites, and an oscillation signal. Oscillating means for outputting, GPS satellite number detecting means for detecting the force transmitted from the number of GPS satellites received by the GPS signal receiving means, and the waveform of the GPS signal using the oscillation signal A correction unit that corrects the frequency of the GPS signal and the oscillation signal to generate a clock according to the number of GPS satellites detected by the GPS satellite number detection unit. And a clock supply means for supplying the clock generated by the clock generation means to an external device driven by using the clock.
- the in-vehicle apparatus includes a GPS signal receiving means for receiving GPS signals of a plurality of GPS satellites, an oscillating means for outputting an oscillation signal, and the GPS signal receiving means.
- GPS satellite number detection means for detecting how many GPS satellites received by the GPS signal, correction means for correcting the GPS signal using the oscillation signal, and GPS satellite number detection means According to the number of detected GPS satellites, a clock generating means for generating a clock by frequency-converting either one of the corrected GPS signal or the oscillation signal, and generating the clock by the clock generating means.
- a music playback means for playing back music using the clock supplied with the clock power S.
- a clock generation method for each of a plurality of GPS satellites.
- the GPS signal is received from the GPS signal receiving step, the GPS signal received by the GPS signal receiving step is detected from the number of GPS satellites detected by the number of GPS satellites, and output from the oscillation means.
- FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an in-vehicle device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the in-vehicle device which is effective in this embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a clock generation unit.
- Fig. 5-1 is an explanatory diagram showing frequency shift due to C / A code matching
- Fig. 5-2 is an explanatory diagram showing time lag due to C / A code matching.
- FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of positioning using GPS signals.
- FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of clock generation processing in the clock generation unit.
- FIG. 8 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a clock generation unit.
- FIG. 10 is a block diagram showing another configuration example of the clock generation unit.
- FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of clock generation processing in the clock generation unit. Explanation of symbols
- FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an in-vehicle device that is effective in the embodiment of the present invention.
- the in-vehicle device 100 includes a GPS signal receiving unit 101, an oscillating unit 102, a GPS satellite number detecting unit 103, a correcting unit 104, a clock generating unit 105, and a music reproducing unit 106.
- the GPS signal is generated using a highly accurate oscillation signal output from an atomic oscillator provided in a GPS satellite as a transmission wave.
- the oscillation signal that composes this GPS signal is jitter (signal period) with higher frequency accuracy than the clock used in the audio machine, even if the frequency shift due to the Doppler effect caused by the high-speed movement of GPS satellites is taken into account. It is excellent as a clock with less fluctuation.
- the oscillation signal output from the TCXO necessary for supplying the GPS signal to the navigation function unit or the GPS signal itself, which is the high-precision oscillation signal power output from the atomic oscillator, is used. It is configured to be supplied as a clock source for the audio function unit.
- the GPS signal receiving unit 101 includes a GPS signal receiver, and receives a GPS signal transmitted from a GPS satellite orbiting a satellite orbit about 20000 km above the ground. Always in orbit More than 24 GPS satellites are in operation.
- the GPS signal receiving unit 101 receives a receivable GPS signal among the GPS signals transmitted from the plurality of GPS satellites, and outputs them to the GPS satellite number detecting unit 103 and the correcting unit 104.
- the oscillation unit 102 generates an oscillation signal that repeats a sine wave having a predetermined frequency or a square wave.
- the generated oscillation signal is output to the correction unit 104 and the clock generation unit 105.
- a crystal oscillator, a ceramic oscillator, or the like is generally used.
- TCXO TCXO
- the number of GPS satellites detection unit 103 detects how many GPS satellites are received from the GPS signal input from the GPS signal reception unit 101, and the detection result is a clock generation unit. Output to 105.
- the correction unit 104 corrects the GPS signal input from the GPS signal reception unit 101 using the oscillation signal input from the oscillation unit 102.
- a GPS signal transmitted from a GPS satellite has a waveform frequency or phase deviation due to passage through the ionosphere until it is received by the receiver (in this embodiment, the GPS signal receiving unit 101). Arise. Therefore, the correction unit 104 corrects the deviation of the GPS signal using the oscillation signal input from the oscillation unit 102 and outputs the corrected GPS signal to the clock generation unit 105.
- the clock generation unit 105 receives a GPS signal from the correction unit 104 and an oscillation signal from the oscillation unit 102, and generates a clock by frequency-converting one of these two signals. .
- the determination of whether to use the GPS signal or the oscillation signal to generate the clock is made based on the detection information of the number of GPS satellites input from the GPS satellite number detection unit 103.
- the correction unit 104 When performing three-dimensional positioning using a GPS signal, the correction unit 104 cannot obtain a completely accurate GPS signal unless it receives GPS signals from four or more GPS satellites. Therefore, as an example of determining whether the clock generation unit 105 uses a GPS signal or an oscillation signal to generate a clock, four GPS satellites are detected from the detection result input from the GPS satellite number detection unit 103. If this is the case, there is a method of generating a clock using GPS signals.
- a function unit that newly determines the reception state of the clock is provided, and even if the GPS signal is received from less than four GPS satellites, the reception state is If the clock is more stable than the oscillating signal, use a GPS signal to generate the clock.
- the music playback unit 106 plays back music data based on the clock input from the clock generation unit 105.
- the music playback unit 106 includes recording means for storing music data.
- the music playback section 106 may read the music data by recording means. Alternatively, the music playback section 106 may be connected to an external recording means for storing music data to read music data to be played back sequentially. May be.
- the use of the clock generated by the clock generation unit 105 is not limited. It can be used without In this case, the clock generator according to the present invention is configured.
- FIG. 2 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the in-vehicle device that works on this embodiment.
- the GPS signal receiving unit 101 determines whether or not a GPS signal has been received (step S201). If the GPS signal is received and received (step S201: Yes), the correction unit 104 uses the received GPS signal as the oscillation signal output from the oscillation unit 102. (Step S202) 0
- the GPS satellite number detection unit 103 determines whether or not the GPS satellites received by the GPS signal reception unit 101 have transmitted from GPS satellites having a GPS signal strength or higher (step S203).
- the clock generation unit 105 subsequently generates a clock by converting the frequency of the GPS signal corrected by the correction unit 104 ( Step S204).
- step S203 When the GPS signal is transmitted from less than four GPS satellites in step S203 (step S203: No), the clock generator 105 outputs the oscillation signal output from the oscillator 102. The clock is generated by frequency conversion (step S205). Finally, the song In the playback unit 106, the music data is played back using the clock generated in step S204 or step S205 (step S206), and the series of processing ends.
- the in-vehicle device 100 that is effective in the present embodiment is capable of generating a high-quality clock using the GPS signal and the oscillation signal used for navigation without providing a new oscillator. S can.
- the quality of the clock can be reproduced more faithfully, the sound quality can be improved. Further, since it is not necessary to provide a new oscillator, the audio function unit can be reduced in size and cost can be reduced.
- FIG. 3 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the first embodiment.
- the in-vehicle device 300 includes a GPS antenna unit 310, a GPS signal processing unit 320, and an audio unit 330.
- the GPS antenna unit 310 includes a GPS antenna 311 and an RF amplifier (Radio Frequency a
- the GPS antenna 311 receives the GPS signal transmitted from the GPS satellite force.
- the RF amplifier 312 receives the GPS signal received by the GPS antenna 311.
- the GPS signal amplified by the RF amplifier 312 is output to the GPS signal processing unit 320.
- the GPS signal processor B320 includes preamplifiers 321 and 327, finoletas 322, 323, and 324, an oscillation circuit 325, a TCX0326, an RF circuit B340, and a clock generator B350. Further, the RF circuit section 340 includes preamplifiers 341, 343, 344, and 348, a mixer 342, a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as “VC0”) 345, a phase comparator 346, It consists of a peripheral (1ZN) 347.
- VC0 voltage controlled oscillator
- the VC circuit 345, the phase comparator 346, the frequency divider (1 / N) 347, the filter 324, and the oscillation circuit 325 in the RF circuit section 340 constitute a PLL (Phase Locked Loop) circuit.
- VC0345 outputs an oscillation signal having a frequency corresponding to the voltage value of the input signal.
- the phase comparator 346 outputs a signal corresponding to the phase difference between the two input signals.
- Divider (1 / N) 347 outputs the input signal with a frequency of 1 / N.
- the PLL circuit composed of the above elements compares the phase difference between two signals input to the phase comparator 346 and outputs a signal synchronized with one of the signals (reference signal) from the VC0345. It has a function.
- the oscillation signal input from the TCX0326 is amplified by the preamplifier 348, and then divided by the frequency divider (1 / N) 347 to a frequency of 1ZN to be used as a reference signal. Comparator 346 Input. At the same time, the signal output from VC0345 is input as a feedback signal.
- the GPS signal output from the GPS antenna unit 310 is input to the preamplifier 321.
- the preamplifier 321 amplifies the input GPS signal from the GPS antenna unit 310 and outputs a filter 322.
- the flyer 322 is a high-frequency filter, and transmits only the signal in the set high-frequency band among the GPS signals input from the preamplifier 321 and outputs the RF circuit unit 340.
- the RF circuit unit 340 amplifies the GPS signal input from the filter 322 by the preamplifier 341 and then outputs the amplified signal to the mixer 342.
- the mixer 342 adds the GPS signal input from the preamplifier 341 and the oscillation signal input from the VC0345, and outputs a mixed GPS signal.
- the GPS signal output from the mixer 342 is output to the preamplifier 343. After removing noise by the filter 323, the GPS signal is amplified again by the preamplifier 344, and the GPS signal is subjected to high frequency amplification and output to the clock generator 350. .
- the TCX0326 is a crystal oscillator having a function of compensating for a change in the output temperature, and outputs an oscillation signal to the RF circuit unit 340 and the clock generation unit 350 (via the preamplifier 327).
- the oscillation signal output from the TCX0326 is input to the RF circuit unit 340, and the frequency of the GPS signal received by the GPS antenna unit 310 is used by the clock generation unit 350 for correcting the GPS signal and generating the clock.
- the clock generation unit 350 receives an RF circuit unit 340 force GPS signal, and receives an oscillation signal from the TCX0326.
- the GPS signal is the power that received the GPS signal transmitted from the number of GPS satellites. Measures the current position of device 300 and The result is output to the GPS signal navigation unit (not shown). The positioning using the GPS signal in the clock generator 350 will be described in detail later.
- the clock generation unit 350 generates a clock using either the GPS signal input from the FR circuit unit 340, or the oscillation signal input from the TCX03 26, and generates the generated clock. Output to the audio unit 330.
- which of the GPS signal and the oscillation signal is used depends on how many GPS satellites the GPS signal received by the GPS antenna unit 310 is transmitted from the GPS signal input from the FR circuit unit 340. The GPS signal is judged and based on the judgment result.
- the configuration of the clock generation unit 350 will be described in detail later with reference to the drawings.
- the audio section 330 includes an audio PLL (Phase Locked Loop) 331, an audio microcomputer 332, an audio medium 333, an audio demodulation circuit 334, a D / A converter 335, an amplifier 336, and a speaker 337. It consists of les.
- an audio PLL Phase Locked Loop
- the audio PLL 331 generates a demodulated signal for demodulating music data on the basis of the clock input to the clock generation unit 350 of the GPS signal processing unit 320 and outputs the demodulated signal to the audio demodulation circuit 334.
- the audio microcomputer 332 outputs to the audio demodulation circuit 334 a control signal for controlling the music data demodulation processing using the demodulated signal input from the audio PLL 331.
- the audio media 333 is a drive for reading music data recorded on a CD or DVD, and outputs the read music data to the audio demodulation circuit 334.
- the music data may also be recorded on a storage medium such as a hard disk or flash memory using a compression method such as MP3 or AAC.
- the audio demodulation circuit 334 demodulates the music data read from the audio media 333 based on the demodulated signal input from the audio PLL 331 according to the control signal input from the audio microcomputer 332, and performs D / A Output to converter 335.
- the DZA converter 335 converts the demodulated music data (hereinafter referred to as “music signal”) input from the audio demodulation circuit 334 from a digital signal to an analog signal and outputs the analog signal to the amplifier 336.
- the amplifier 336 amplifies the music signal input from the DZA converter 335, and Output to 337.
- the speaker 337 reproduces the music signal input from the amplifier 336 as sound.
- the clock generation device is mounted as the clock generation unit 350, thereby supplying a high-quality clock to the audio unit 330 of the in-vehicle device 300.
- the sound quality of the music output from the audio unit 330 is improved.
- the clock generator 350 will be described in detail with reference to the drawings.
- FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the clock generation unit.
- the clock generation unit 350 includes a satellite number detection unit 351, a C / A matching unit 352, a CZA code list unit 353, a positioning unit 54, an internal clock unit 55, and a switch unit 56. Power is composed.
- the number-of-satellite detection unit 351 determines how many GPS satellites received GPS signals, that is, how many GPS signals are received. Judgment is made, and the judgment result is output to the switch unit 356. At the same time, the input GPS signal is output from the satellite number detection unit 351 to the C / A matching unit 352 as it is.
- the C / A code list unit 353 stores a pattern of a C / A code (Coarse / Acquisition code) that is a pseudo-random code different for each GPS satellite.
- the C / A matching unit 352 reads the C / A code of each GPS satellite from the C / A code list unit 353, and generates a matching signal using the C / A code according to the oscillation signal input from the preamplifier 327. .
- the generated matching signal is compared with the GPS signal input from the satellite number detection unit 351, and matching processing is performed.
- GPS signal matching and C / A code will be described.
- the signal used for commercially available navigation is the GPS signal by C / A code.
- the C / A code is transmitted with a 1023 bit length 1 and 0 random sequence repeated in 1.01 milliseconds.
- the random bit string of the C / A code is different for each GPS satellite.
- the in-vehicle device 300 performs matching between the matching signal generated from the CZA code stored in the CZA code list unit 353 and the received GPS signal. If the random bit strings by the C / A code match, the process of determining the frequency shift and time shift (phase difference) between the matching matching signal and the GPS signal is performed. Do it.
- FIG. 5-1 is an explanatory diagram showing a frequency shift due to C / A code matching.
- Fig. 5-2 is an explanatory diagram showing the time lag due to C / A code matching.
- the square wave 510 shown in the upper part of Fig. 5-1 represents the matching signal generated from the CZA code of the GPS satellite stored in the C / A code list section 353.
- a square wave 511 shown in the lower part represents a GPS signal input from the satellite number detection unit 351 (here, a GPS signal transmitted from GPS satellite A as an example).
- a period T indicated by an arrow in the square wave 511 represents a pattern having a length of 1023 bits. Therefore, the GPS signal from GPS satellite A has a frequency shift of ⁇ f compared to the matching signal generated from the C / A code.
- a square wave 510 shown in the upper part represents a matching signal generated from the C / A code of GPS satellite A stored in the C / A code list section 353.
- the square wave 521 shown at the bottom represents the received GPS signal.
- the horizontal axis represents the elapsed time t with 0 as a reference.
- the square wave 510 and the square wave 521 have a time difference of At.
- the matching signal generated from the C / A code stored in the C / A code list unit 353, the GPS signal actually received For example, when the in-vehicle device 300 receives a GPS signal transmitted from GPS satellite A, there is a correspondence relationship between the frequency deviation and the time (phase) deviation. If they match, the GPS satellite A force transmitted GPS signal has been correctly received.
- the C / A matching unit 352 determines whether or not the correspondence between the frequency shift and the time (phase) shift matches the plurality of GPS signals input from the satellite number detection unit 351. Yes.
- the GPS signal for which the coincidence determination has been made is corrected for frequency and phase deviations using the oscillation signal, and is output to the positioning unit 354.
- the C / A matching unit 352 when the C / A matching unit 352 generates the code of the GPS signal transmitted from each GPS satellite from the C / A code stored in the CZA code list unit 353, the The oscillator provided in the device 300 is used. Therefore, the GPS signal is calculated from the difference in accuracy between the atomic oscillator installed in each GPS satellite and the oscillator installed in the in-vehicle device 300. Are not completely synchronized, resulting in a common error in the GPS signal from each GPS satellite.
- FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of positioning using a GPS signal.
- it is possible to accurately determine the current position by receiving GPS signals from three GPS satellites.
- there is an error due to the difference in accuracy between the oscillators of the GPS satellite and the in-vehicle device 300, and the time (reception time) until the GPS signal transmitted from each GPS satellite is received is the actual time. Because it is detected with a value different from time, accurate positioning can be performed.
- the GPS signal reception time shifts in satellites 1 to 3 as shown in Fig. 6, a difference in distance of T will occur, from satellite 1 to satellite 3 to ⁇ desired position P ''.
- the distance is pseudorange 1 to pseudorange 3 considering the error of T minutes.
- a GPS signal transmitted from another GPS satellite is required.
- another GPS satellite is called GPS satellite 4.
- Accurate 3D positioning is achieved by combining four GPS signals derived from GPS signals from four GPS satellites. Specifically, the position of the in-vehicle device 300 is obtained using the following equations (1) to (4).
- variable S is obtained as follows.
- T Time difference of the oscillator of the in-vehicle device 300
- GPS signals from two GPS satellites are used, the positioning is considered as having a constant altitude and no oscillator deviation of the in-vehicle device 300.
- GPS signals from GPS satellites are used, positioning is performed assuming that the altitude is constant. In order to perform accurate 3D positioning in consideration of errors, GPS signals from four or more GPS satellites must be received.
- the CZA matching unit 352 receives the GPS signal input from the satellite number detection unit 351 and the C / A read from the C / A code list unit 353. Matching with the matching signal generated from the code is performed, and the matching result is output to the positioning unit 354. At the same time, a GPS signal is output to the switch unit 356.
- the positioning unit 354 calculates the position information of the in-vehicle device 300 using the GPS signal matching result input from the C / A matching unit 352.
- the calculated position information is output to the navigation unit in accordance with the clock input from the internal clock unit 355.
- Switch unit 356 outputs any one of the oscillation signal input from preamplifier 327 and the GPS signal input from C / A matching unit 352 to internal clock unit 355. The determination of which signal to output at this time is made based on the determination result of the number of GPS satellites received from the satellite number detection unit 351 and the number of GPS satellites received.
- the switch unit 356 when performing accurate three-dimensional positioning, since GPS signals from four or more GPS satellites are required, the switch unit 356 has four or more GPS signals. If received, the GPS signal input from the C / A matching unit 352 is output to the internal clock unit 355. Otherwise, the oscillation signal input from preamplifier 327 is Output to 355.
- Internal clock unit 355 converts the frequency of the GPS signal or oscillation signal input from switch unit 356 to generate a clock having a predetermined frequency, and outputs the clock to positioning unit 354 and audio unit 330.
- FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of clock generation processing in the clock generation unit.
- the satellite number detection unit 351 determines whether or not the number of GPS satellites that have received GPS signals is four or more (step S701). If the number of GPS satellites is four or more (step S701: Yes), the internal clock unit 355 generates a clock using the GPS signal (step S702).
- step S701 If the GPS satellite power is less than 3 ⁇ 4 in step S701 (step S701: No), the internal clock unit 355 generates a clock using the oscillation signal (step S703), and the series of processes is completed. To do.
- the clock generated by the clock generation unit 350 is output to the audio unit 330 and used for reproduction of music data.
- the first embodiment uses the GPS signal or the temperature-compensated crystal oscillator force used for GPS signal processing to output any of the high-precision oscillation signals that are output.
- an in-vehicle device that uses GPS signals can generate a high-quality clock without installing a new oscillator.
- the in-vehicle device 300 by supplying a high-quality clock to the audio unit 330, the accuracy of music data demodulation processing in the audio demodulation circuit 334 is improved. Therefore, the sound quality of the sound output from the speaker 337 can be improved.
- FIG. 8 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the second embodiment.
- the in-vehicle device 800 includes a GPS antenna unit 310, a GPS signal processing unit 320, an audio unit 330, and a clock switching unit 810.
- In-vehicle device 800 is an example A clock generator having a configuration different from 1 is used as the clock generator 820 (830) and the clock switcher 810.
- the configuration other than the clock generation unit 820 (830) and the clock switching unit 810 in the GPS signal processing unit 320 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. A description thereof will be omitted.
- the GPS signal satellite that receives the GPS signal has several GPS power satellites that change from 3 ⁇ 4 or less to 4 or more, or conversely, the GPS signal satellite that receives the GPS signal.
- the number of signals changes from 4 or more to 3 or less, the signal used for clock generation is switched, resulting in a phase difference in the clock. Therefore, it was necessary to set appropriate PLL circuit constants so that the audio PLL 331 would not malfunction due to the phase difference of the clock.
- the second embodiment is a configuration example when the first purpose is to generate a high-quality clock as compared with the first embodiment, regardless of the positioning accuracy by the GPS signal. Therefore, if you pay attention to reception problems such as multipaths that receive the same GPS signal with multiple path forces, even if you receive a GPS signal from one GPS satellite, it will be clocked using the GPS signal. Can be generated.
- the clock generation unit 820 (830) uses a clock generated using the GPS signal (hereinafter referred to as “clock 1”) and a clock generated using the oscillation signal (hereinafter referred to as “clock 2”). And a signal for discriminating the reception state of the GPS signal (hereinafter referred to as “discrimination signal”) are output to the clock switching unit 810.
- clock 1 a clock generated using the GPS signal
- clock 2 a clock generated using the oscillation signal
- discrimination signal a signal for discriminating the reception state of the GPS signal
- the clock switching unit 810 is configured with the switch 811 and the system microcomputer 812.
- the switch 811 receives clock 1 and clock 2 from the clock generation unit 820 (830). In addition, a control signal is input to the switch 811 from the audio microcomputer 332 of the audio unit 330, and one of the clocks 1 and 2 is output to the audio unit 330 according to the control signal.
- the system microcomputer 812 receives a determination signal for determining the reception state of the GPS signal from the clock generation unit 820 (830), and receives a reproduction signal of music data from the audio microcomputer 332 of the audio unit 330 .
- the playback signal is currently stored in the audio unit 330 with ease. This signal represents information indicating whether the song data is being reproduced or whether the reproduction of a certain piece of music data is completed and the next piece of music data is reproduced (hereinafter referred to as “between songs”).
- the system microcomputer 812 outputs a control signal to the audio microcomputer 332 of the audio unit 330 based on the determination signal and the reproduction signal.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the clock generation unit.
- the clock generation unit 820 shown in FIG. 9 includes a reception state determination unit 821, a satellite number detection unit 822, a CZA matching unit (period & time difference) 823, a C / A code list unit 824, a positioning unit 825, It consists of an internal clock unit 826 and a switch unit 827.
- the reception state determination unit 821 determines the reception state of the GPS signal input from the RF circuit unit 340 and outputs the determination result to the clock switching unit 810 as a determination signal.
- the satellite number detection unit 822 determines how many GPS satellites the GPS signal is received based on the GPS signal input from the RF circuit unit 340, and outputs the detection result to the switch unit 827. At the same time, the input GPS signal is output from the satellite number detection unit 822 to the C / A matching unit 823 as it is.
- the C / A matching unit (cycle & time difference) 823 first uses the oscillation signal input from the preamplifier 327 to generate a matching signal from the C / A code read from the C / A code list unit 824. .
- the C / A code list part 824 stores the C / A code of each GPS signal.
- matching processing is performed on the generated matching signal and the GPS signal input from the satellite number detection unit 822, and the difference between the cycle and time, that is, explained in Fig. 5-1 and Fig. 5-2.
- the GPS signal is corrected using the oscillation signal.
- the corrected GPS signal is output to the positioning unit 825 and the clock switching unit 810.
- the positioning unit 825 performs a process for positioning the current position using the GPS signal input from the C / A matching unit (cycle & time difference) 823.
- the specific processing procedure is the same as the processing using the equations (1) to (4) described in the positioning unit 354 (see FIG. 4) in the first embodiment.
- the position information calculated by the positioning unit 825 is output to the navigation unit in accordance with the clock input from the internal clock unit 826.
- the internal clock unit 826 converts the frequency of the signal input from the switch unit 827 and clocks it. And output to the positioning unit 825.
- the switch unit 827 outputs either the oscillation signal input from the preamplifier 327 or the GPS signal input from the C / A matching unit (cycle & time difference) 823 to the internal clock unit 826. At this time, which signal is output is determined based on the detection result input from the satellite number detection unit 822.
- FIG. 10 is a block diagram illustrating another configuration example of the clock generation unit.
- the clock generation unit 830 shown in FIG. 10 has a configuration in which a C / A matching unit (period) 828 is added to the clock generation unit 820 shown in FIG.
- the C / A matching unit (cycle) 828 generates a matching signal from the C / A code read from the C / A code list unit 824 using the oscillation signal input from the preamplifier 327 force.
- FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of clock generation processing in the clock generation unit.
- the satellite number detection unit 822 determines whether the number of GPS satellites that have received a GPS signal is four or more (step S1101). If the number of GPS satellites is 3 ⁇ 4 or more (step S1101: Yes), the internal clock unit 826 generates a clock using the GPS signal (step S1102). If the GPS satellite power is less than 3 ⁇ 4 at step S 1101 (step S 1101: No), the internal clock unit 826 generates a clock using the oscillation signal (step S 1103).
- the number-of-satellite detection unit 822 determines whether or not the number is less than the number of GPS satellites that received the GPS signal (step S1104). If the number of GPS satellites received is 1 or less (step S1104: Yes), then whether or not the GPS signal reception status is stable based on the discrimination signal output from the reception status discrimination unit 821 Is determined (step S1105).
- step S1106 If the reception state is stable (step S1105: Yes), whether or not the audio unit 330 is currently between songs is determined from the playback signal of the music data input from the audio unit 330. Judgment is made (step S1106). If the audio unit 330 is currently between songs (step S1106: Yes), a clock is generated using the oscillation signal (step S1107). [0084] In step S1104, when the number of GPS satellites that received the GPS signal is two or more (step S1104: No), and in step S1105, the reception state is not stable (step S1105: No). In step S 1106, if the audio unit 330 is not in the current song (step S 1106: No), a clock is generated using all GPS signals (step S 1108).
- the clock generation units 820 and 830 always generate two clocks, and the generated clocks are input to the switch 8 11 of the clock switching unit 810, so that the system One of the clocks is output to the audio PLL 331 in response to a control signal from the audio microcomputer 332 of the audio unit 330 linked to the microcomputer 812.
- the clock switching unit 810 can control the clock switching to reduce the frequency of switching to the clock. Therefore, it can be used without considering problems such as phase differences due to clock switching.
- the in-vehicle devices 300 and 800 generate a high-quality clock using the GPS signal and the oscillation signal used for navigation without providing a new oscillator. That power S.
- the generated clock may be replaced with a device that can carry the audio unit 330 and the navigation unit of the in-vehicle devices 300 and 800. ,.
- a device that can carry the audio unit 330 and the navigation unit of the in-vehicle devices 300 and 800.
- the generated clock may be replaced with a device that can carry the audio unit 330 and the navigation unit of the in-vehicle devices 300 and 800.
- the clock generation method described in the present embodiment can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation.
- This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk, CD-ROM, M0, DVD, It is executed by being read from the recording medium by a computer.
- this program may be a transmission medium that can be distributed through a network such as the Internet.
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
An on-vehicle device (100) includes a GPS signal reception unit (101), an oscillation unit (102), a GPS satellite quantity detection unit (103), a correction unit (104), a clock generation unit (105), and a music composition reproduction unit (106). According to a detection result in the GPS satellite quantity detection unit (103), the clock generation unit (105) frequency-converts the GPS signal received by the GPS signal reception unit (101) and corrected by the correction unit (104) or the oscillation signal outputted from the oscillation unit (102) and outputs it as a clock to the music composition reproduction unit (106).
Description
明 細 書 Specification
クロック生成装置、車載装置およびクロック生成方法 Clock generating device, in-vehicle device, and clock generating method
技術分野 Technical field
[0001] この発明は、 GPS (Global Positioning System)信号を利用したクロック生成 装置、車載装置およびクロック生成方法に関する。ただし、この発明の利用は、前述 のクロック生成装置、車載装置およびクロック生成方法にかぎるものではなレ、。 TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a clock generation device, an in-vehicle device, and a clock generation method using a GPS (Global Positioning System) signal. However, the use of the present invention is not limited to the above-described clock generation device, in-vehicle device, and clock generation method.
背景技術 Background art
[0002] 従来、オーディオ装置には、セラミック発振器や、水晶発振器が搭載され、これらの 発振器から出力された発振信号を用いてクロックを生成し、生成したクロックに合わ せて楽曲データなどのソフトウェアのデータを再生している(例えば、下記特許文献 1 参照。)。 Conventionally, audio devices have been equipped with ceramic oscillators or crystal oscillators. Clocks are generated using oscillation signals output from these oscillators, and software such as music data is generated in accordance with the generated clocks. Data is reproduced (for example, see Patent Document 1 below).
[0003] 特許文献 1に挙げたようなセラミック発振器や、水晶発振器は、環境が変化する使 用状況下の場合、温度変化などが出力する発振信号の位相や周波数に影響し、ジ ッタ(信号周期の揺らぎ)が大きくなつてしまう。したがって、車載用のナビゲーシヨン 装置などに組み込まれるオーディオ機能部には、温度補償機能を有した発振器を用 レ、ることが望ましい。 [0003] Ceramic oscillators and crystal oscillators such as those listed in Patent Document 1 affect the phase and frequency of output oscillation signals due to changes in temperature when the environment changes. (Signal cycle fluctuation) becomes large. Therefore, it is desirable to use an oscillator having a temperature compensation function for an audio function unit incorporated in an in-vehicle navigation device.
[0004] また、上述したナビゲーシヨン装置に組み込まれるナビゲーシヨン機能は、 GPS信 号を受信して測位を行うために、原子時計から出力された最高水準の精度を誇る発 振信号力 生成された GPS信号とのマッチングが可能な高精度な発振信号が必要 であり、温度補償型水晶発振器(以下、「TCXO」という; Temperature Compensa ted Crystal Oscillator)など高性能な発振器が搭載されている。 [0004] In addition, the navigation function incorporated in the above-described navigation device generates an oscillation signal force with the highest level of accuracy output from an atomic clock to receive a GPS signal and perform positioning. A high-accuracy oscillation signal that can be matched with a GPS signal is required, and a high-performance oscillator such as a temperature compensated crystal oscillator (hereinafter referred to as “TCXO”) is installed.
[0005] 特許文献 1 :特開平 05— 343992号公報 Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 05-343992
発明の開示 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0006] し力、しながら、車載用のオーディオ装置では、楽曲等を再生できる動作に用いるク ロックとして、最小限必要な精度を有した発振器が用いられてレ、たため、音質を向上 させることができないという問題が一例として挙げられる。また、温度補償機能を有し
た発振器は、高精度でジッタの低い発振信号を出力するが、その分通常の発振器と 比較して高価であり、オーディオ装置に用いられていなかった。 However, in an in-vehicle audio apparatus, an oscillator having a minimum necessary accuracy is used as a clock used for an operation capable of reproducing music and the like, so that sound quality can be improved. An example is the problem of not being able to. Also has temperature compensation function Although the oscillator outputs an oscillation signal with high accuracy and low jitter, it is more expensive than a normal oscillator and has not been used in an audio apparatus.
[0007] この反面、従来のナビゲーシヨン装置では、 TCXOによって高精度な発振信号を生 成する機能や、最高水準の発振信号力 生成された GPS信号を受信する機能を備 えながら、これらの信号は、ナビゲーシヨン機能部の測位処理に用いるだけであり、 他の機能部(例えばオーディオ機能部)での有効利用が行われていない、という問題 がー例として挙げられる。 [0007] On the other hand, the conventional navigation device has a function of generating a highly accurate oscillation signal by TCXO and a function of receiving a GPS signal generated with the highest level of oscillation signal force. Is used only for positioning processing of the navigation function unit, and there is a problem that it is not used effectively by other function units (for example, audio function unit).
課題を解決するための手段 Means for solving the problem
[0008] 上述した課題を解決し、 目的を達成するため、請求項 1の発明に力かるクロック生 成装置は、複数の GPS衛星のそれぞれの GPS信号を受信する GPS信号受信手段 と、発振信号を出力する発振手段と、前記 GPS信号受信手段によって受信した前記 GPS信号が何基の GPS衛星から送信された力を検出する GPS衛星数検出手段と、 前記発振信号を用いて前記 GPS信号の波形の補正を行う補正手段と、前記 GPS衛 星数検出手段によって検出された GPS衛星の数に応じ、前記補正された GPS信号 または前記発振信号のいずれか一つの信号を周波数変換してクロックを生成するク ロック生成手段と、前記クロック生成手段によって生成した前記クロックを、当該クロッ クを用いて駆動する外部の機器へ供給するクロック供給手段と、を備えることを特徴と する。 [0008] In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a clock generation device according to the invention of claim 1 includes a GPS signal receiving means for receiving GPS signals of a plurality of GPS satellites, and an oscillation signal. Oscillating means for outputting, GPS satellite number detecting means for detecting the force transmitted from the number of GPS satellites received by the GPS signal receiving means, and the waveform of the GPS signal using the oscillation signal A correction unit that corrects the frequency of the GPS signal and the oscillation signal to generate a clock according to the number of GPS satellites detected by the GPS satellite number detection unit. And a clock supply means for supplying the clock generated by the clock generation means to an external device driven by using the clock.
[0009] また、請求項 4の発明にかかる車載装置は、複数の GPS衛星のそれぞれの GPS信 号を受信する GPS信号受信手段と、発振信号を出力する発振手段と、前記 GPS信 号受信手段によって受信した前記 GPS信号が何基の GPS衛星から送信されたかを 検出する GPS衛星数検出手段と、前記発振信号を用いて前記 GPS信号の補正を 行う補正手段と、前記 GPS衛星数検出手段によって検出された GPS衛星の数に応 じ、前記補正された GPS信号または前記発振信号のいずれか一つの信号を周波数 変換してクロックを生成するクロック生成手段と、前記クロック生成手段にぉレヽて生成 された前記クロック力 S供給され、当該クロックを用いて楽曲再生を行う楽曲再生手段と 、を備えることを特 ί数とする。 [0009] Further, the in-vehicle apparatus according to the invention of claim 4 includes a GPS signal receiving means for receiving GPS signals of a plurality of GPS satellites, an oscillating means for outputting an oscillation signal, and the GPS signal receiving means. GPS satellite number detection means for detecting how many GPS satellites received by the GPS signal, correction means for correcting the GPS signal using the oscillation signal, and GPS satellite number detection means According to the number of detected GPS satellites, a clock generating means for generating a clock by frequency-converting either one of the corrected GPS signal or the oscillation signal, and generating the clock by the clock generating means. And a music playback means for playing back music using the clock supplied with the clock power S.
[0010] また、請求項 6の発明に力かるクロック生成方法は、複数の GPS衛星のそれぞれの
GPS信号を受信する GPS信号受信工程と、前記 GPS信号受信工程によって受信し た前記 GPS信号が何基の GPS衛星から送信された力を検出する GPS衛星数検出 工程と、発振手段から出力された発振信号を用いて前記 GPS信号の波形の補正を 行う補正工程と、前記 GPS衛星数検出工程によって検出された GPS衛星の数に応 じ、前記補正された GPS信号または前記発振信号のいずれか一つの信号を周波数 変換してクロックを生成するクロック生成工程と、前記クロック生成工程によって生成 した前記クロックを、当該クロックを用いて駆動する外部の機器へ供給するクロック供 給工程と、を含むことを特徴とする。 [0010] In addition, a clock generation method according to the invention of claim 6 is provided for each of a plurality of GPS satellites. The GPS signal is received from the GPS signal receiving step, the GPS signal received by the GPS signal receiving step is detected from the number of GPS satellites detected by the number of GPS satellites, and output from the oscillation means. A correction process for correcting the waveform of the GPS signal using an oscillation signal, and either the corrected GPS signal or the oscillation signal according to the number of GPS satellites detected by the GPS satellite number detection process. A clock generation step of generating a clock by frequency-converting two signals, and a clock supply step of supplying the clock generated by the clock generation step to an external device driven using the clock. Features.
図面の簡単な説明 Brief Description of Drawings
[図 1]図 1は、この発明の実施の形態にかかる車載装置の機能的構成の一例を示す ブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an in-vehicle device according to an embodiment of the present invention.
[図 2]図 2は、この実施の形態に力かる車載装置の処理手順の一例を示すフローチヤ ートである。 [FIG. 2] FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the in-vehicle device which is effective in this embodiment.
[図 3]図 3は、実施例 1にかかる車載装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図 である。 FIG. 3 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the first embodiment.
[図 4]図 4は、クロック生成部の構成例を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a clock generation unit.
[図 5-1]図 5—1は、 C/Aコードマッチングによる周波数のずれを示す説明図である [Fig. 5-1] Fig. 5-1 is an explanatory diagram showing frequency shift due to C / A code matching
[図 5-2]図 5— 2は、 C/Aコードマッチングによる時間のずれを示す説明図である。 [Fig. 5-2] Fig. 5-2 is an explanatory diagram showing time lag due to C / A code matching.
[図 6]図 6は、 GPS信号を用いた測位の原理を示す説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of positioning using GPS signals.
[図 7]図 7は、クロック生成部におけるクロック生成処理の手順を示すフローチャートで ある。 FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of clock generation processing in the clock generation unit.
[図 8]図 8は、実施例 2にかかる車載装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図 である。 FIG. 8 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the second embodiment.
[図 9]図 9は、クロック生成部の構成例を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a clock generation unit.
[図 10]図 10は、クロック生成部の他の構成例を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing another configuration example of the clock generation unit.
[図 11]図 11は、クロック生成部におけるクロック生成処理の手順を示すフローチヤ一 トである。
符号の説明 FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of clock generation processing in the clock generation unit. Explanation of symbols
[0012] 100 車載装置 [0012] 100 in-vehicle device
101 GPS信号受信部 101 GPS signal receiver
102 発振部 102 Oscillator
103 GPS衛星数検出部 103 GPS satellite number detector
104 補正部 104 Correction section
105 クロック生成咅 105 Clock generation
106 楽曲再生部 106 Music playback section
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0013] 以下に添付図面を参照して、この発明に力、かるクロック生成装置、車載装置および クロック生成方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。 [0013] Exemplary embodiments of a clock generation device, a vehicle-mounted device, and a clock generation method that are useful for the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014] (実施の形態) [0014] (Embodiment)
まず、この発明の実施の形態に力、かる車載装置の機能的構成について説明する。 図 1は、この発明の実施の形態に力、かる車載装置の機能的構成の一例を示すブロッ ク図である。車載装置 100は、 GPS信号受信部 101と、発振部 102と、 GPS衛星数 検出部 103と、補正部 104と、クロック生成部 105と、楽曲再生部 106とから構成され ている。 First, a functional configuration of an in-vehicle device that is focused on the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an in-vehicle device that is effective in the embodiment of the present invention. The in-vehicle device 100 includes a GPS signal receiving unit 101, an oscillating unit 102, a GPS satellite number detecting unit 103, a correcting unit 104, a clock generating unit 105, and a music reproducing unit 106.
[0015] GPS信号は、 GPS衛星に備えられた原子発振器から出力された高精度の発振信 号を伝送波として生成される。この GPS信号を構成する発振信号は、 GPS衛星の高 速移動に伴うドップラー効果による周波数偏移等を考慮したとしても、オーディオ機 肯部に用いるクロックよりも、周波数精度が高ぐジッタ (信号周期の揺らぎ)も少なぐ クロックとして優れている。 [0015] The GPS signal is generated using a highly accurate oscillation signal output from an atomic oscillator provided in a GPS satellite as a transmission wave. The oscillation signal that composes this GPS signal is jitter (signal period) with higher frequency accuracy than the clock used in the audio machine, even if the frequency shift due to the Doppler effect caused by the high-speed movement of GPS satellites is taken into account. It is excellent as a clock with less fluctuation.
[0016] したがって、本実施の形態では GPS信号をナビゲーシヨン機能部へ供給するため に必要な TCXOから出力された発振信号や、原子発振器から出力された高精度の 発振信号力 なる GPS信号自身をオーディオ機能部のクロック源として供給するよう に構成する。 [0016] Therefore, in the present embodiment, the oscillation signal output from the TCXO necessary for supplying the GPS signal to the navigation function unit or the GPS signal itself, which is the high-precision oscillation signal power output from the atomic oscillator, is used. It is configured to be supplied as a clock source for the audio function unit.
[0017] GPS信号受信部 101は、 GPS信号レシーバを備え、地上約 20000kmの衛星軌 道を周回する GPS衛星から送信された GPS信号を受信する。衛星軌道上には常に
24基以上の GPS衛星が稼働している。 GPS信号受信部 101は、これら複数の GPS 衛星から送信された GPS信号のうち受信可能な GPS信号を受信し、 GPS衛星数検 出部 103と、補正部 104へ出力する。 [0017] The GPS signal receiving unit 101 includes a GPS signal receiver, and receives a GPS signal transmitted from a GPS satellite orbiting a satellite orbit about 20000 km above the ground. Always in orbit More than 24 GPS satellites are in operation. The GPS signal receiving unit 101 receives a receivable GPS signal among the GPS signals transmitted from the plurality of GPS satellites, and outputs them to the GPS satellite number detecting unit 103 and the correcting unit 104.
[0018] 発振部 102は、所定の周波数の正弦波や、方形波を繰り返す発振信号を発生させ る。発生した発振信号は補正部 104と、クロック生成部 105へ出力される。発振信号 を発生させる素子としては、水晶発振器や、セラミック発振器等が一般的であるが、 本実施の形態では、 GPS信号受信部 101において受信した GPS信号の補正を行う ため、 TCXOなど、高精度の発振信号を出力する発振器を用いることが望ましい。 The oscillation unit 102 generates an oscillation signal that repeats a sine wave having a predetermined frequency or a square wave. The generated oscillation signal is output to the correction unit 104 and the clock generation unit 105. As an element that generates an oscillation signal, a crystal oscillator, a ceramic oscillator, or the like is generally used. However, in this embodiment, since the GPS signal received by the GPS signal receiving unit 101 is corrected, a high precision such as TCXO is used. It is desirable to use an oscillator that outputs the oscillation signal.
[0019] GPS衛星数検出部 103は、 GPS信号受信部 101から入力された GPS信号から、 何基の GPS衛星から送信された GPS信号を受信したかを検出し、検出結果をクロッ ク生成部 105へ出力する。 [0019] The number of GPS satellites detection unit 103 detects how many GPS satellites are received from the GPS signal input from the GPS signal reception unit 101, and the detection result is a clock generation unit. Output to 105.
[0020] 補正部 104は、発振部 102から入力された発振信号を用いて GPS信号受信部 10 1から入力された GPS信号を補正する。 GPS衛星から送信された GPS信号は、受信 機 (本実施の形態の場合は、 GPS信号受信部 101)によって受信されるまでに電離 層の通過などが原因となり波形の周波数や、位相の偏差が生じる。したがって、補正 部 104は、発振部 102から入力された発振信号を用いて GPS信号の偏差を補正し、 補正した GPS信号をクロック生成部 105へ出力する。 The correction unit 104 corrects the GPS signal input from the GPS signal reception unit 101 using the oscillation signal input from the oscillation unit 102. A GPS signal transmitted from a GPS satellite has a waveform frequency or phase deviation due to passage through the ionosphere until it is received by the receiver (in this embodiment, the GPS signal receiving unit 101). Arise. Therefore, the correction unit 104 corrects the deviation of the GPS signal using the oscillation signal input from the oscillation unit 102 and outputs the corrected GPS signal to the clock generation unit 105.
[0021] クロック生成部 105は、補正部 104から GPS信号が入力され、発振部 102から発振 信号が入力され、これら 2つの信号のうちどちらか一方の信号を周波数変換すること でクロックを生成する。クロックを生成するために GPS信号と、発振信号とのどちらを 用いるかの判断は、 GPS衛星数検出部 103から入力された GPS衛星数の検出情報 に基づいて行われる。 [0021] The clock generation unit 105 receives a GPS signal from the correction unit 104 and an oscillation signal from the oscillation unit 102, and generates a clock by frequency-converting one of these two signals. . The determination of whether to use the GPS signal or the oscillation signal to generate the clock is made based on the detection information of the number of GPS satellites input from the GPS satellite number detection unit 103.
[0022] GPS信号を用いて 3次元の測位を行う場合は、 4基以上の GPS衛星から GPS信号 を受信しなければ、補正部 104において完全に正確な GPS信号は得られなレ、。した がって、クロック生成部 105において GPS信号と発振信号とのどちらを用いてクロック を生成するかの判断の一例として、 GPS衛星数検出部 103から入力された検出結果 より GPS衛星が 4基以上であった場合に GPS信号を用いてクロックを生成する方法 が挙げられる。
[0023] また、クロック生成部 105における他の判断の例として、新たにクロックの受信状態 を判別する機能部を設け、 4基未満の GPS衛星から受信した GPS信号であっても受 信状態がよぐ発振信号よりもクロックが安定している場合は、 GPS信号を用いてクロ ックを生成するとレ、うような方法を用いてもょレ、。 [0022] When performing three-dimensional positioning using a GPS signal, the correction unit 104 cannot obtain a completely accurate GPS signal unless it receives GPS signals from four or more GPS satellites. Therefore, as an example of determining whether the clock generation unit 105 uses a GPS signal or an oscillation signal to generate a clock, four GPS satellites are detected from the detection result input from the GPS satellite number detection unit 103. If this is the case, there is a method of generating a clock using GPS signals. [0023] Further, as another example of the determination in the clock generation unit 105, a function unit that newly determines the reception state of the clock is provided, and even if the GPS signal is received from less than four GPS satellites, the reception state is If the clock is more stable than the oscillating signal, use a GPS signal to generate the clock.
[0024] 楽曲再生部 106は、クロック生成部 105から入力されたクロックを基に楽曲データの 再生を行う。楽曲再生部 106は、楽曲データを格納する記録手段を備え、記録手段 力 楽曲データを読み出してもよいし、楽曲データが格納された外部の記録手段と 接続して、逐次再生する楽曲データを読み出してもよい。 The music playback unit 106 plays back music data based on the clock input from the clock generation unit 105. The music playback unit 106 includes recording means for storing music data. The music playback section 106 may read the music data by recording means. Alternatively, the music playback section 106 may be connected to an external recording means for storing music data to read music data to be played back sequentially. May be.
[0025] また、楽曲再生部 106に代わり、クロックを用いて駆動する外部の機器へのクロック 供給を行うクロック供給部を備えた場合は、クロック生成部 105によって生成されたク ロックの用途を問わずに利用することができる。この場合は、本発明にかかるクロック 生成装置の構成となる。 [0025] When a clock supply unit that supplies a clock to an external device that is driven using a clock is provided instead of the music playback unit 106, the use of the clock generated by the clock generation unit 105 is not limited. It can be used without In this case, the clock generator according to the present invention is configured.
[0026] (車載装置の処理手順) [0026] (Processing procedure of in-vehicle device)
つぎに、この実施の形態に力かる車載装置の処理手順について説明する。図 2は、 この実施の形態に力かる車載装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図 2のフローチャートにおいて、まず、 GPS信号受信部 101によって、 GPS信号を受 信したか否かを判断する (ステップ S201)。ここで、 GPS信号を受信するのを待って 、受信した場合は(ステップ S201 : Yes)、つぎに、補正部 104において、受信した G PS信号を、発振部 102から出力された発振信号を用いて補正を行う(ステップ S202 ) 0 Next, a processing procedure of the in-vehicle device that works on this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the in-vehicle device that works on this embodiment. In the flowchart of FIG. 2, first, the GPS signal receiving unit 101 determines whether or not a GPS signal has been received (step S201). If the GPS signal is received and received (step S201: Yes), the correction unit 104 uses the received GPS signal as the oscillation signal output from the oscillation unit 102. (Step S202) 0
[0027] ステップ S202の処理を行うとともに、 GPS衛星数検出部 103では、 GPS信号受信 部 101によって受信した GPS信号力 基以上の GPS衛星から送信されたか否かを 判断する(ステップ S203)。 GPS信号が 4基以上の GPS衛星から送信された場合は (ステップ S203 : Yes)、続いて、クロック生成部 105において、補正部 104によって 補正された GPS信号を周波数変換してクロックを生成する (ステップ S204)。 [0027] In addition to performing the process of step S202, the GPS satellite number detection unit 103 determines whether or not the GPS satellites received by the GPS signal reception unit 101 have transmitted from GPS satellites having a GPS signal strength or higher (step S203). When the GPS signal is transmitted from four or more GPS satellites (step S203: Yes), the clock generation unit 105 subsequently generates a clock by converting the frequency of the GPS signal corrected by the correction unit 104 ( Step S204).
[0028] ステップ S203において、 GPS信号が 4基未満の GPS衛星から送信された場合は( ステップ S203 : No)、続レヽて、クロック生成部 105において、発振部 102から出力さ れた発振信号を周波数変換してクロックを生成する (ステップ S205)。最後に、楽曲
再生部 106において、ステップ S204またはステップ S205によって生成したクロック を用いて楽曲データを再生し (ステップ S 206)、一連の処理を終了する。 [0028] When the GPS signal is transmitted from less than four GPS satellites in step S203 (step S203: No), the clock generator 105 outputs the oscillation signal output from the oscillator 102. The clock is generated by frequency conversion (step S205). Finally, the song In the playback unit 106, the music data is played back using the clock generated in step S204 or step S205 (step S206), and the series of processing ends.
[0029] 以上説明したように本実施の形態に力かる車載装置 100は、新たな発振器を備え ることなくナビゲーシヨンに用いる GPS信号と発振信号を利用して高品質のクロックを 生成すること力 Sできる。 [0029] As described above, the in-vehicle device 100 that is effective in the present embodiment is capable of generating a high-quality clock using the GPS signal and the oscillation signal used for navigation without providing a new oscillator. S can.
[0030] クロックの高品質化はソフトウェアをより忠実に再生できることから音質の向上が期 待できる。また、新たな発振器を備える必要がないため、オーディオ機能部の小型化 および低コストィ匕を図ることもできる。 [0030] Since the quality of the clock can be reproduced more faithfully, the sound quality can be improved. Further, since it is not necessary to provide a new oscillator, the audio function unit can be reduced in size and cost can be reduced.
実施例 1 Example 1
[0031] (ハードウェア構成) [0031] (Hardware configuration)
つぎに、この発明の実施例 1にかかる車載装置のハードウェア構成について説明 する。図 3は、実施例 1にかかる車載装置のハードウェア構成の一例を示すブロック 図である。車載装置 300は、 GPSアンテナ部 310と、 GPS信号処理部 320と、ォー ディォ部 330とから構成される。 Next, a hardware configuration of the in-vehicle device according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the first embodiment. The in-vehicle device 300 includes a GPS antenna unit 310, a GPS signal processing unit 320, and an audio unit 330.
[0032] GPSアンテナ部 310は、 GPSアンテナ 311と、 RFアンプ(Radio Frequency a [0032] The GPS antenna unit 310 includes a GPS antenna 311 and an RF amplifier (Radio Frequency a
11^ ^1" ;高周波増幅器)312とから構成される。 GPSアンテナ 311は、 GPS衛星力 ら送信されている GPS信号を受信する。 RFアンプ 312は、 GPSアンテナ 311によつ て受信した GPS信号を増幅する。 RFアンプ 312において増幅された GPS信号は、 GPS信号処理部 320へ出力される。 11 ^^ 1 "; High-frequency amplifier) 312. The GPS antenna 311 receives the GPS signal transmitted from the GPS satellite force. The RF amplifier 312 receives the GPS signal received by the GPS antenna 311. The GPS signal amplified by the RF amplifier 312 is output to the GPS signal processing unit 320.
[0033] GPS信号処理咅 B320は、プリアンプ 321、 327と、フィノレタ 322、 323、 324と、発振 回路 325と、 TCX0326と、 RF回路咅 B340と、クロック生成咅 B350と力、ら構成される。 さらに、 RF回路部 340は、プリアンプ 341、 343、 344、 348と、ミキサ 342と、電圧制 御発振器(以下、「VC〇」という; Voltage Controlled Oscillator) 345と、位相比 較器 346と、分周器(1ZN) 347とから構成される。 [0033] The GPS signal processor B320 includes preamplifiers 321 and 327, finoletas 322, 323, and 324, an oscillation circuit 325, a TCX0326, an RF circuit B340, and a clock generator B350. Further, the RF circuit section 340 includes preamplifiers 341, 343, 344, and 348, a mixer 342, a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as “VC0”) 345, a phase comparator 346, It consists of a peripheral (1ZN) 347.
[0034] 特に RF回路部 340内の VC〇345、位相比較器 346、および分周器(1/N) 347 と、フィルタ 324と、発振回路 325は、 PLL (Phase Locked Loop)回路を構成して いる。 VC0345は、入力された信号の電圧値に応じた周波数の発振信号を出力す る。位相比較器 346は、入力された 2つの信号の位相差に応じた信号を出力する。
分周器(1/N) 347は、入力された信号の周波数を 1/Nにして出力する。以上のよ うな素子から構成される PLL回路は、位相比較器 346に入力された 2つの信号の位 相差を比較して、一方の信号 (基準信号)に同期した信号を、 VC0345から出力さ せる機能を有している。 [0034] In particular, the VC circuit 345, the phase comparator 346, the frequency divider (1 / N) 347, the filter 324, and the oscillation circuit 325 in the RF circuit section 340 constitute a PLL (Phase Locked Loop) circuit. ing. VC0345 outputs an oscillation signal having a frequency corresponding to the voltage value of the input signal. The phase comparator 346 outputs a signal corresponding to the phase difference between the two input signals. Divider (1 / N) 347 outputs the input signal with a frequency of 1 / N. The PLL circuit composed of the above elements compares the phase difference between two signals input to the phase comparator 346 and outputs a signal synchronized with one of the signals (reference signal) from the VC0345. It has a function.
[0035] GPS信号処理部 320の場合は、 TCX0326から入力された発振信号がプリアンプ 348によって増幅された後、分周器(1/N) 347によって 1ZNの周波数に分周され 、基準信号として位相比較器 346 入力される。同時に、 VC0345から出力された 信号が帰還信号として入力される。 [0035] In the case of the GPS signal processing unit 320, the oscillation signal input from the TCX0326 is amplified by the preamplifier 348, and then divided by the frequency divider (1 / N) 347 to a frequency of 1ZN to be used as a reference signal. Comparator 346 Input. At the same time, the signal output from VC0345 is input as a feedback signal.
[0036] まず、 GPSアンテナ部 310から出力された GPS信号は、プリアンプ 321 入力され る。プリアンプ 321は、 GPSアンテナ部 310力、ら入力された GPS信号を増幅しフィ タ 322 出力する。フ レタ 322は、高周波用のフィルタであり、プリアンプ 321から 入力された GPS信号のうち、設定された高周波帯域の信号のみを透過させ、 RF回 路部 340 出力する。 First, the GPS signal output from the GPS antenna unit 310 is input to the preamplifier 321. The preamplifier 321 amplifies the input GPS signal from the GPS antenna unit 310 and outputs a filter 322. The flyer 322 is a high-frequency filter, and transmits only the signal in the set high-frequency band among the GPS signals input from the preamplifier 321 and outputs the RF circuit unit 340.
[0037] RF回路部 340は、フィルタ 322から入力された GPS信号をプリアンプ 341によって 増幅した後、ミキサ 342に出力する。ミキサ 342は、プリアンプ 341から入力された GP S信号と、 VC0345から入力された発振信号とを足し合わし、ミキシングされた GPS 信号を出力する。ミキサ 342から出力された GPS信号は、プリアンプ 343 出力され 、フィルタ 323によって、雑音の除去を行った後、プリアンプ 344において再度増幅さ れ、 GPS信号に対して高周波増幅を行いクロック生成部 350 出力する。 The RF circuit unit 340 amplifies the GPS signal input from the filter 322 by the preamplifier 341 and then outputs the amplified signal to the mixer 342. The mixer 342 adds the GPS signal input from the preamplifier 341 and the oscillation signal input from the VC0345, and outputs a mixed GPS signal. The GPS signal output from the mixer 342 is output to the preamplifier 343. After removing noise by the filter 323, the GPS signal is amplified again by the preamplifier 344, and the GPS signal is subjected to high frequency amplification and output to the clock generator 350. .
[0038] TCX0326は、出力の温度変化を補償する機能を備えた水晶発振器であり、 RF 回路部 340と、クロック生成部 350 (プリアンプ 327を介して)とへ発振信号を出力す る。 TCX0326から出力された発振信号は、 RF回路部 340 入力され、 GPSアンテ ナ部 310において受信した GPS信号の周波数をクロック生成部 350において GPS 信号の補正や、クロックの生成に用いられる。 [0038] The TCX0326 is a crystal oscillator having a function of compensating for a change in the output temperature, and outputs an oscillation signal to the RF circuit unit 340 and the clock generation unit 350 (via the preamplifier 327). The oscillation signal output from the TCX0326 is input to the RF circuit unit 340, and the frequency of the GPS signal received by the GPS antenna unit 310 is used by the clock generation unit 350 for correcting the GPS signal and generating the clock.
[0039] クロック生成部 350は、 RF回路部 340力 GPS信号が入力され、 TCX0326から 発振信号が入力される。クロック生成部 350に入力された信号のうち GPS信号は、何 基の GPS衛星から送信された GPS信号を受信した力 \また、どの GPS衛星から送信 されたかの判断を行い、判断結果を基に車載装置 300の現在位置を測位し、測位結
果を GPS信号ナビゲーシヨン部(不図示)へ出力する。なお、クロック生成部 350に おける GPS信号を用いた測位については後で詳しく説明する。 [0039] The clock generation unit 350 receives an RF circuit unit 340 force GPS signal, and receives an oscillation signal from the TCX0326. Of the signals input to the clock generator 350, the GPS signal is the power that received the GPS signal transmitted from the number of GPS satellites. Measures the current position of device 300 and The result is output to the GPS signal navigation unit (not shown). The positioning using the GPS signal in the clock generator 350 will be described in detail later.
[0040] また、クロック生成部 350は、 FR回路部 340力 入力された GPS信号と、 TCX03 26から入力された発振信号とのどちらか一方を用いて、クロックを生成し、生成したク ロックをオーディオ部 330へ出力する。このとき、 GPS信号と発振信号とのどちらの信 号を用いるかは、 FR回路部 340から入力された GPS信号から、 GPSアンテナ部 31 0において受信した GPS信号が何基の GPS衛星から送信された GPS信号であるか の判断を行レ、、この判断結果に基づいて行う。なお、後ほど図を用いてクロック生成 部 350の構成について詳しく説明する。 [0040] In addition, the clock generation unit 350 generates a clock using either the GPS signal input from the FR circuit unit 340, or the oscillation signal input from the TCX03 26, and generates the generated clock. Output to the audio unit 330. At this time, which of the GPS signal and the oscillation signal is used depends on how many GPS satellites the GPS signal received by the GPS antenna unit 310 is transmitted from the GPS signal input from the FR circuit unit 340. The GPS signal is judged and based on the judgment result. The configuration of the clock generation unit 350 will be described in detail later with reference to the drawings.
[0041] オーディオ部 330は、オーディオ PLL (Phase Locked Loop) 331と、オーディ ォマイコン 332とオーディオメディア 333と、オーディオ復調回路 334と、 D,Aコンパ ータ 335と、アンプ 336、スピーカ 337とを含んで構成されてレ、る。 [0041] The audio section 330 includes an audio PLL (Phase Locked Loop) 331, an audio microcomputer 332, an audio medium 333, an audio demodulation circuit 334, a D / A converter 335, an amplifier 336, and a speaker 337. It consists of les.
[0042] オーディオ PLL331は、 GPS信号処理部 320のクロック生成部 350力 入力された クロックを基準に、楽曲データを復調するための復調信号を生成し、オーディオ復調 回路 334へ出力する。オーディオマイコン 332は、オーディオ PLL331から入力され た復調信号を用いた楽曲データの復調処理の制御を行うための制御信号をオーデ ィォ復調回路 334へ出力する。 The audio PLL 331 generates a demodulated signal for demodulating music data on the basis of the clock input to the clock generation unit 350 of the GPS signal processing unit 320 and outputs the demodulated signal to the audio demodulation circuit 334. The audio microcomputer 332 outputs to the audio demodulation circuit 334 a control signal for controlling the music data demodulation processing using the demodulated signal input from the audio PLL 331.
[0043] オーディオメディア 333は、 CD、 DVDに記録された楽曲データを読み出すドライ ブであり、読み出した楽曲データをオーディオ復調回路 334へ出力する。また、楽曲 データは、ハードディスク、フラッシュメモリなどの記憶媒体に MP3や、 AACなどの圧 縮方式によって記録されたものでもよい。 The audio media 333 is a drive for reading music data recorded on a CD or DVD, and outputs the read music data to the audio demodulation circuit 334. The music data may also be recorded on a storage medium such as a hard disk or flash memory using a compression method such as MP3 or AAC.
[0044] オーディオ復調回路 334は、オーディオマイコン 332から入力された制御信号に応 じて、オーディオ PLL331から入力された復調信号を基にオーディオメディア 333か ら読み出した楽曲データを復調し、 D/Aコンバータ 335へ出力する。 DZAコンパ ータ 335は、オーディオ復調回路 334から入力された復調された楽曲データ(以下、 「楽曲信号」という)をデジタル信号からアナログ信号へ変換し、アンプ 336へ出力す る。 The audio demodulation circuit 334 demodulates the music data read from the audio media 333 based on the demodulated signal input from the audio PLL 331 according to the control signal input from the audio microcomputer 332, and performs D / A Output to converter 335. The DZA converter 335 converts the demodulated music data (hereinafter referred to as “music signal”) input from the audio demodulation circuit 334 from a digital signal to an analog signal and outputs the analog signal to the amplifier 336.
[0045] アンプ 336は、 DZAコンバータ 335から入力された楽曲信号を増幅して、スピーカ
337へ出力する。スピーカ 337は、アンプ 336から入力された楽曲信号を音声として 再生する。 The amplifier 336 amplifies the music signal input from the DZA converter 335, and Output to 337. The speaker 337 reproduces the music signal input from the amplifier 336 as sound.
[0046] 以上説明したような構成からなる車載装置 300において、本発明に力かるクロック 生成装置をクロック生成部 350として搭載することで車載装置 300のオーディオ部 33 0へ高品質なクロックを供給し、オーディオ部 330から出力される楽曲の音質を向上 させる。つぎに、図を用いてクロック生成部 350の詳細な説明を行う。 [0046] In the in-vehicle device 300 configured as described above, the clock generation device according to the present invention is mounted as the clock generation unit 350, thereby supplying a high-quality clock to the audio unit 330 of the in-vehicle device 300. The sound quality of the music output from the audio unit 330 is improved. Next, the clock generator 350 will be described in detail with reference to the drawings.
[0047] 図 4は、クロック生成部の構成例を示すブロック図である。図 4に示したようにクロック 生成部 350は、衛星数検出部 351と、 C/Aマッチング部 352と、 CZAコードリスト 部 353と、測位咅 54と、内部クロック咅 55と、スィッチ咅 56と力、ら構成される。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the clock generation unit. As shown in FIG. 4, the clock generation unit 350 includes a satellite number detection unit 351, a C / A matching unit 352, a CZA code list unit 353, a positioning unit 54, an internal clock unit 55, and a switch unit 56. Power is composed.
[0048] 衛星数検出部 351は、 RF回路部 340から入力された GPS信号を基に、何基の GP S衛星から GPS信号を受信した力、、つまりいくつの GPS信号を受信しているかを判 断し、判断結果をスィッチ部 356へ出力する。同時に、衛星数検出部 351からは、入 力された GPS信号がそのまま C/Aマッチング部 352へ出力されている。 [0048] Based on the GPS signal input from the RF circuit unit 340, the number-of-satellite detection unit 351 determines how many GPS satellites received GPS signals, that is, how many GPS signals are received. Judgment is made, and the judgment result is output to the switch unit 356. At the same time, the input GPS signal is output from the satellite number detection unit 351 to the C / A matching unit 352 as it is.
[0049] C/Aコードリスト部 353には、 GPS衛星ごとにことなる擬似ランダムコートである C /Aコード(Coarse/Acquisitionコード)のパターンが格納されている。 C/Aマツ チング部 352は、 C/Aコードリスト部 353から各 GPS衛星の C/Aコードを読み出し 、プリアンプ 327から入力された発振信号にあわせて C/Aコードによるマッチング用 信号を生成する。生成されたマッチング用信号は、衛星数検出部 351から入力され た GPS信号と比較されマッチング処理が行われる。 [0049] The C / A code list unit 353 stores a pattern of a C / A code (Coarse / Acquisition code) that is a pseudo-random code different for each GPS satellite. The C / A matching unit 352 reads the C / A code of each GPS satellite from the C / A code list unit 353, and generates a matching signal using the C / A code according to the oscillation signal input from the preamplifier 327. . The generated matching signal is compared with the GPS signal input from the satellite number detection unit 351, and matching processing is performed.
[0050] ここで、 GPS信号のマッチングと C/Aコードについての説明を行う。現在、地球の 軌道を周回する GPS衛星は複数基存在し、各 GPS衛星からは、一般用と軍用の複 数種の信号が送信されている。その中で市販のナビゲーシヨンに用いられる信号が、 C/Aコードによる GPS信号である。 C/Aコードは、 1023ビット長の 1と 0がランダム な列が 1. 01ミリ秒で繰り返されながら送信されている。 C/Aコードのランダムなビッ ト列は、 GPS衛星ごとにことなる。車載装置 300は、 CZAコードリスト部 353に格納さ れた CZAコードから生成されたマッチング用信号と、受信した GPS信号とのマッチ ングを行う。 C/Aコードによるランダムなビット列が一致すれば、続いて、一致したマ ツチング用信号と GPS信号との周波数のずれと、時間のずれ (位相差)とを求める処
理を行う。 [0050] Here, GPS signal matching and C / A code will be described. Currently, there are multiple GPS satellites that orbit the Earth, and each GPS satellite transmits multiple types of signals for general and military use. Among them, the signal used for commercially available navigation is the GPS signal by C / A code. The C / A code is transmitted with a 1023 bit length 1 and 0 random sequence repeated in 1.01 milliseconds. The random bit string of the C / A code is different for each GPS satellite. The in-vehicle device 300 performs matching between the matching signal generated from the CZA code stored in the CZA code list unit 353 and the received GPS signal. If the random bit strings by the C / A code match, the process of determining the frequency shift and time shift (phase difference) between the matching matching signal and the GPS signal is performed. Do it.
[0051] 図 5—1は、 C/Aコードマッチングによる周波数のずれを示す説明図である。また 、図 5— 2は、 C/Aコードマッチングによる時間のずれを示す説明図である。図 5—1 の上段に示した方形波 510は、 C/Aコードリスト部 353に格納されている GPS衛星 の CZAコードから生成したマッチング用信号を表している。また、下段に示した方形 波 511は、衛星数検出部 351から入力された GPS信号を表している(ここでは、例と して GPS衛星 Aから送信された GPS信号)。方形波 511に矢印で示した周期 Tは、 1 023ビット長のパターンを表している。したがって、 GPS衛星 Aからの GPS信号は、 C /Aコードか生成されたマッチング用信号と比較して Δ fの周波数のずれが生じてい る。 [0051] FIG. 5-1 is an explanatory diagram showing a frequency shift due to C / A code matching. Fig. 5-2 is an explanatory diagram showing the time lag due to C / A code matching. The square wave 510 shown in the upper part of Fig. 5-1 represents the matching signal generated from the CZA code of the GPS satellite stored in the C / A code list section 353. A square wave 511 shown in the lower part represents a GPS signal input from the satellite number detection unit 351 (here, a GPS signal transmitted from GPS satellite A as an example). A period T indicated by an arrow in the square wave 511 represents a pattern having a length of 1023 bits. Therefore, the GPS signal from GPS satellite A has a frequency shift of Δf compared to the matching signal generated from the C / A code.
[0052] また、図 5— 2において、上段に示した方形波 510は、 C/Aコードリスト部 353に格 納されている GPS衛星 Aの C/Aコードから生成したマッチング用信号を表しており 、下段に示した方形波 521は、受信した GPS信号を表している。また、横軸は、 0を 基準とした時間の経過 tを表している。方形波 510と、方形波 521とでは A tの時間の ずれが生じている。 In FIG. 5-2, a square wave 510 shown in the upper part represents a matching signal generated from the C / A code of GPS satellite A stored in the C / A code list section 353. The square wave 521 shown at the bottom represents the received GPS signal. The horizontal axis represents the elapsed time t with 0 as a reference. The square wave 510 and the square wave 521 have a time difference of At.
[0053] 図 5—1および図 5— 2を用いて説明したように C/Aコードリスト部 353に格納され ている C/Aコードから生成したマッチング用信号と、実際に受信した GPS信号との 周波数のずれと、時間(位相)のずれが生じており、例えば GPS衛星 Aから送信され た GPS信号を車載装置 300が受信した場合の、周波数ずれと、時間 (位相)ずれの 対応関係が一致すれば、 GPS衛星 A力 送信された GPS信号を正しく受信したこと になる。 C/Aマッチング部 352では、衛星数検出部 351から入力された複数の GP S信号に対して周波数のずれと時間 (位相)のずれとの対応関係が一致するか否か の判断を行っている。一致判断が行われた GPS信号は、発振信号を用いて周波数 と位相のずれの補正が行われ測位部 354へ出力される。 [0053] As described with reference to FIGS. 5-1 and 5-2, the matching signal generated from the C / A code stored in the C / A code list unit 353, the GPS signal actually received, For example, when the in-vehicle device 300 receives a GPS signal transmitted from GPS satellite A, there is a correspondence relationship between the frequency deviation and the time (phase) deviation. If they match, the GPS satellite A force transmitted GPS signal has been correctly received. The C / A matching unit 352 determines whether or not the correspondence between the frequency shift and the time (phase) shift matches the plurality of GPS signals input from the satellite number detection unit 351. Yes. The GPS signal for which the coincidence determination has been made is corrected for frequency and phase deviations using the oscillation signal, and is output to the positioning unit 354.
[0054] し力、しながら、 C/Aマッチング部 352が CZAコードリスト部 353に格納されている C/Aコードから各 GPS衛星から送信される GPS信号のコードを生成する際は、車 載装置 300に備えられた発振器を用いている。したがって、各 GPS衛星に搭載され ている原子発振器と、車載装置 300に備えられた発振器との精度の差から GPS信号
は完全には同期せず、各 GPS衛星からの GPS信号に共通した誤差が生じてしまう。 However, when the C / A matching unit 352 generates the code of the GPS signal transmitted from each GPS satellite from the C / A code stored in the CZA code list unit 353, the The oscillator provided in the device 300 is used. Therefore, the GPS signal is calculated from the difference in accuracy between the atomic oscillator installed in each GPS satellite and the oscillator installed in the in-vehicle device 300. Are not completely synchronized, resulting in a common error in the GPS signal from each GPS satellite.
[0055] 図 6は、 GPS信号を用いた測位の原理を示す説明図である。 GPS衛星から送信さ れた GPS信号を用いて 3次元の測位を行うには、計算上は 3基の GPS衛星からの G PS信号を受信すれば正確な現在位置を測位することができる。しかしながら、先ほど 説明したように、 GPS衛星と車載装置 300との発振器の精度差による誤差が生じて おり、各 GPS衛星から送信された GPS信号を受信するまでの時間(受信時間)が、 実際の時間とはことなった値で検出されてしまい正確な測位が行えなレ、。つまり、図 6 に示したような衛星 1〜衛星 3において GPS信号の受信時間がずれると、 T分の距離 の差が生じてしまレ、、衛星 1〜衛星 3から「求める位置 P」までの距離は T分の誤差を 考慮した擬似距離 1〜擬似距離 3となる。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of positioning using a GPS signal. In order to perform three-dimensional positioning using GPS signals transmitted from GPS satellites, it is possible to accurately determine the current position by receiving GPS signals from three GPS satellites. However, as explained earlier, there is an error due to the difference in accuracy between the oscillators of the GPS satellite and the in-vehicle device 300, and the time (reception time) until the GPS signal transmitted from each GPS satellite is received is the actual time. Because it is detected with a value different from time, accurate positioning can be performed. In other words, if the GPS signal reception time shifts in satellites 1 to 3 as shown in Fig. 6, a difference in distance of T will occur, from satellite 1 to satellite 3 to `` desired position P ''. The distance is pseudorange 1 to pseudorange 3 considering the error of T minutes.
[0056] したがって、擬似距離 1〜擬似距離 3が交差する「求める位置 P」を導き出すには、 もう一基の GPS衛星から送信された GPS信号が必要となる。ここではもう一基の GPS 衛星を GPS衛星 4とする。 4基の GPS衛星からの GPS信号から導レ、た 4つの擬似距 離を表す式を連立させることで正確に 3次元の測位を行う。具体的には、下記(1)〜 (4)式を用いて車載装置 300の位置を求める。 Therefore, in order to derive the “desired position P” at which the pseudo distance 1 to the pseudo distance 3 intersect, a GPS signal transmitted from another GPS satellite is required. Here, another GPS satellite is called GPS satellite 4. Accurate 3D positioning is achieved by combining four GPS signals derived from GPS signals from four GPS satellites. Specifically, the position of the in-vehicle device 300 is obtained using the following equations (1) to (4).
[0057] [数 1] [0057] [Equation 1]
[0058] 以下に(1)〜(4)式において用いる変数の説明を行う。変数のうち、 x、y、zと Sを求 めるための Tが未知数であるため、 (1)〜(4)式を連立させることで車載装置 300の 正確な位置を求めることができる。 [0058] The variables used in the equations (1) to (4) will be described below. Among the variables, T for obtaining x, y, z and S is an unknown number, and therefore the exact position of the in-vehicle device 300 can be obtained by simultaneous equations (1) to (4).
:、 r、 r、 r: GPS衛星: 4の擬似距離 :, R, r, r: GPS satellites: 4 pseudoranges
1 2 3 4 1 2 3 4
xi、 yi、 zi (i= l、 2、 3、 4): GPS衛星:!〜 4の位置を表す座標値
X、 y、 z :車載装置 300の位置を表す座標値 xi, yi, zi (i = l, 2, 3, 4): GPS satellites: coordinate values representing the positions of! ~ 4 X, y, z: Coordinate values representing the position of the in-vehicle device 300
なお、変数 Sは以下のように求める。 The variable S is obtained as follows.
S =TC S = TC
S:車載装置 300の発振器の時間のずれによる距離の差 S: Difference in distance due to time lag of oscillator of in-vehicle device 300
T:車載装置 300の発振器の時間のずれ T: Time difference of the oscillator of the in-vehicle device 300
C :光速 C: speed of light
[0059] したがって、 GPS信号は、 2基の GPS衛星からの GPS信号を用いる場合は、高度 が一定で、車載装置 300の発振器のずれがないと見なした測位を行レ、、 3基の GPS 衛星からの GPS信号を用いる場合は、高度が一定と見なした測位を行うことになる。 誤差を考慮した正確な 3次元の測位を行うためには、 4基以上の GPS衛星からの GP S信号を受信しなければならなレ、。 [0059] Therefore, when GPS signals from two GPS satellites are used, the positioning is considered as having a constant altitude and no oscillator deviation of the in-vehicle device 300. When GPS signals from GPS satellites are used, positioning is performed assuming that the altitude is constant. In order to perform accurate 3D positioning in consideration of errors, GPS signals from four or more GPS satellites must be received.
[0060] 図 4に戻り、クロック生成部 350の説明を続けると、 CZAマッチング部 352は、衛星 数検出部 351から入力された GPS信号と、 C/Aコードリスト部 353から読み出した C /Aコードから生成したマッチング用信号とのマッチングを行レ、、マッチング結果を測 位部 354へ出力する。同時に GPS信号をスィッチ部 356へ出力する。 Returning to FIG. 4, the description of the clock generation unit 350 is continued. The CZA matching unit 352 receives the GPS signal input from the satellite number detection unit 351 and the C / A read from the C / A code list unit 353. Matching with the matching signal generated from the code is performed, and the matching result is output to the positioning unit 354. At the same time, a GPS signal is output to the switch unit 356.
[0061] 測位部 354は、 C/Aマッチング部 352から入力された GPS信号のマッチング結果 力 ひ)〜 (4)式を用いて車載装置 300の位置情報を算出する。算出された位置情 報は、内部クロック部 355から入力されたクロックに合わせてナビゲーシヨン部へ出力 される。 [0061] The positioning unit 354 calculates the position information of the in-vehicle device 300 using the GPS signal matching result input from the C / A matching unit 352. The calculated position information is output to the navigation unit in accordance with the clock input from the internal clock unit 355.
[0062] スィッチ部 356は、プリアンプ 327から入力された発振信号と、 C/Aマッチング部 3 52から入力された GPS信号とのいずれか一つの信号を内部クロック部 355へ出力 する。このときどちらの信号を出力するかの判断は、衛星数検出部 351から入力され た、何基の GPS衛星から GPS信号を受信しているかの判断結果に基づいて行われ る。 Switch unit 356 outputs any one of the oscillation signal input from preamplifier 327 and the GPS signal input from C / A matching unit 352 to internal clock unit 355. The determination of which signal to output at this time is made based on the determination result of the number of GPS satellites received from the satellite number detection unit 351 and the number of GPS satellites received.
[0063] 図 6を用いて説明したように、正確な 3次元の測位を行う場合は 4基以上の GPS衛 星からの GPS信号が必要なため、スィッチ部 356は、 GPS信号を 4つ以上受信して いる場合は、 C/Aマッチング部 352から入力された GPS信号を内部クロック部 355 へ出力する。それ以外の場合は、プリアンプ 327から入力された発振信号を内部クロ
ック部 355へ出力する。 [0063] As described with reference to FIG. 6, when performing accurate three-dimensional positioning, since GPS signals from four or more GPS satellites are required, the switch unit 356 has four or more GPS signals. If received, the GPS signal input from the C / A matching unit 352 is output to the internal clock unit 355. Otherwise, the oscillation signal input from preamplifier 327 is Output to 355.
[0064] 内部クロック部 355は、スィッチ部 356から入力された GPS信号もしくは発振信号の 周波数を変換して所定の周波数のクロックを生成し、測位部 354と、オーディオ部 33 0とへ出力する。 [0064] Internal clock unit 355 converts the frequency of the GPS signal or oscillation signal input from switch unit 356 to generate a clock having a predetermined frequency, and outputs the clock to positioning unit 354 and audio unit 330.
[0065] (クロック生成部の処理手順) [0065] (Processing procedure of clock generation unit)
つぎに、クロック生成部 350の処理の流れを、フローチャートを用いて説明する。図 7は、クロック生成部におけるクロック生成処理の手順を示すフローチャートである。 図 7のフローチャートにおいて、まず、衛星数検出部 351において、 GPS信号を受信 した GPS衛星数が 4基以上か否かを判断する(ステップ S701)。 GPS衛星数が 4基 以上の場合は (ステップ S701 :Yes)、内部クロック部 355において、 GPS信号を用 いてクロックを生成する(ステップ S702)。 Next, the processing flow of the clock generation unit 350 will be described using a flowchart. FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of clock generation processing in the clock generation unit. In the flowchart of FIG. 7, first, the satellite number detection unit 351 determines whether or not the number of GPS satellites that have received GPS signals is four or more (step S701). If the number of GPS satellites is four or more (step S701: Yes), the internal clock unit 355 generates a clock using the GPS signal (step S702).
[0066] また、ステップ S701において GPS衛星数力 ¾基未満の場合は(ステップ S701 : No )、内部クロック部 355において、発振信号を用いてクロックを生成し (ステップ S703) 、一連の処理を終了する。クロック生成部 350において生成されたクロックは、オーデ ィォ部 330へ出力され、楽曲データの再生に用いられる。 [0066] If the GPS satellite power is less than ¾ in step S701 (step S701: No), the internal clock unit 355 generates a clock using the oscillation signal (step S703), and the series of processes is completed. To do. The clock generated by the clock generation unit 350 is output to the audio unit 330 and used for reproduction of music data.
[0067] 以上説明したように、実施例 1は、 GPS信号もしくは GPS信号の処理に用いる温度 補償型の水晶発振器力 出力される高精度の発振信号のいずれ力を用いることで、 車載装置 300の構成にかぎらず、 GPS信号を用いる車載装置であれば、新たな発 振器を設けることなぐ高品質のクロックを生成すること力 Sできる。車載装置 300の場 合は、高品質のクロックをオーディオ部 330へ供給することで、オーディオ復調回路 3 34における楽曲データの復調処理の精度が向上する。したがって、スピーカ 337か ら出力される音声の音質を向上させることができる。 As described above, the first embodiment uses the GPS signal or the temperature-compensated crystal oscillator force used for GPS signal processing to output any of the high-precision oscillation signals that are output. Regardless of the configuration, an in-vehicle device that uses GPS signals can generate a high-quality clock without installing a new oscillator. In the case of the in-vehicle device 300, by supplying a high-quality clock to the audio unit 330, the accuracy of music data demodulation processing in the audio demodulation circuit 334 is improved. Therefore, the sound quality of the sound output from the speaker 337 can be improved.
実施例 2 Example 2
[0068] (ハードウェア構成) [0068] (Hardware configuration)
つぎに、この発明の実施例 2にかかる車載装置のハードウェア構成について説明 する。図 8は、実施例 2にかかる車載装置のハードウェア構成の一例を示すブロック 図である。車載装置 800は、 GPSアンテナ部 310と、 GPS信号処理部 320と、ォー ディォ部 330と、クロック切り替え部 810とから構成される。車載装置 800は、実施例
1とはことなる構成のクロック生成装置をクロック生成部 820 (830)およびクロック切り 替え部 810として用いている。なお、 GPS信号処理部 320内のクロック生成部 820 (8 30)と、クロック切り替え部 810と、以外の構成は、図 3に示した実施例 1の構成と同 一であるため、同じ符号を付して説明を省略する。 Next, a hardware configuration of the in-vehicle device according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the in-vehicle device according to the second embodiment. The in-vehicle device 800 includes a GPS antenna unit 310, a GPS signal processing unit 320, an audio unit 330, and a clock switching unit 810. In-vehicle device 800 is an example A clock generator having a configuration different from 1 is used as the clock generator 820 (830) and the clock switcher 810. The configuration other than the clock generation unit 820 (830) and the clock switching unit 810 in the GPS signal processing unit 320 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. A description thereof will be omitted.
[0069] 実施例 1で説明した車載装置 300の場合、 GPS信号を受信する GPS信号衛星の 数力 ¾基以下から 4基以上へ変化したときや、逆に GPS信号を受信する GPS信号衛 星の数が 4基以上から 3基以下へ変化したときに、クロック生成に用いる信号が切り替 えられるため、クロックに位相差が生じてしまう。したがって、オーディオ PLL331は、 クロックの位相差によって誤動作を起こすことのないよう、あら力 め適切な PLL回路 定数を設定する必要があった。 [0069] In the case of the in-vehicle device 300 described in the first embodiment, the GPS signal satellite that receives the GPS signal has several GPS power satellites that change from ¾ or less to 4 or more, or conversely, the GPS signal satellite that receives the GPS signal. When the number of signals changes from 4 or more to 3 or less, the signal used for clock generation is switched, resulting in a phase difference in the clock. Therefore, it was necessary to set appropriate PLL circuit constants so that the audio PLL 331 would not malfunction due to the phase difference of the clock.
[0070] 実施例 2は、実施例 1と比較して GPS信号による測位の精度は問わずに、高品質 のクロックを生成することを第一の目的とした場合の構成例である。したがって、同じ GPS信号を複数の経路力 受信してしまうマルチパスなどの受信障害に留意すれば 、 1基の GPS衛星からの GPS信号を受信した場合であっても GPS信号を用いてクロ ックを生成することができる。 [0070] The second embodiment is a configuration example when the first purpose is to generate a high-quality clock as compared with the first embodiment, regardless of the positioning accuracy by the GPS signal. Therefore, if you pay attention to reception problems such as multipaths that receive the same GPS signal with multiple path forces, even if you receive a GPS signal from one GPS satellite, it will be clocked using the GPS signal. Can be generated.
[0071] 実施例 2においてクロック生成部 820 (830)は、 GPS信号を用いて生成したクロッ ク(以下、「クロック 1」という)と、発振信号を用いて生成したクロック(以下、「クロック 2」 という)と、 GPS信号の受信状態を判別する信号 (以下、「判別信号」という)とをクロッ ク切り替え部 810へ出力する。なお、後ほど図 9、 10を用いてクロック生成部 820 (83 0)の詳細な構成の説明を行う。 In the second embodiment, the clock generation unit 820 (830) uses a clock generated using the GPS signal (hereinafter referred to as “clock 1”) and a clock generated using the oscillation signal (hereinafter referred to as “clock 2”). And a signal for discriminating the reception state of the GPS signal (hereinafter referred to as “discrimination signal”) are output to the clock switching unit 810. A detailed configuration of the clock generation unit 820 (830) will be described later with reference to FIGS.
[0072] クロック切り替え部 810は、スィッチ 811と、システムマイコン 812と力 構成される。 The clock switching unit 810 is configured with the switch 811 and the system microcomputer 812.
スィッチ 811は、クロック生成部 820 (830)からクロック 1とクロック 2とが入力される。ま た、スィッチ 811には、オーディオ部 330のオーディオマイコン 332から制御信号が 入力され、制御信号に応じてクロック 1とクロック 2とのいずれか一方のクロックをォー ディォ部 330へ出力する。 The switch 811 receives clock 1 and clock 2 from the clock generation unit 820 (830). In addition, a control signal is input to the switch 811 from the audio microcomputer 332 of the audio unit 330, and one of the clocks 1 and 2 is output to the audio unit 330 according to the control signal.
[0073] システムマイコン 812は、クロック生成部 820 (830)から GPS信号の受信状態を判 別した判別信号が入力され、オーディオ部 330のオーディオマイコン 332から楽曲デ ータの再生信号が入力される。再生信号とは、オーディオ部 330において、現在、楽
曲データの再生中であるか、もしくはある楽曲データの再生が終了し、つぎの楽曲デ ータを再生するまで間(以下、「曲間」という)であるのかの情報を表す信号である。シ ステムマイコン 812は、判別信号と、再生信号とに基づいて、オーディオ部 330のォ 一ディォマイコン 332へ制御信号を出力する。 [0073] The system microcomputer 812 receives a determination signal for determining the reception state of the GPS signal from the clock generation unit 820 (830), and receives a reproduction signal of music data from the audio microcomputer 332 of the audio unit 330 . The playback signal is currently stored in the audio unit 330 with ease. This signal represents information indicating whether the song data is being reproduced or whether the reproduction of a certain piece of music data is completed and the next piece of music data is reproduced (hereinafter referred to as “between songs”). The system microcomputer 812 outputs a control signal to the audio microcomputer 332 of the audio unit 330 based on the determination signal and the reproduction signal.
[0074] 図 9は、クロック生成部の構成例を示すブロック図である。図 9に示したクロック生成 部 820は、受信状態判別部 821と、衛星数検出部 822と、 CZAマッチング部(周期 &時間差) 823と、 C/Aコードリスト部 824と、測位部 825と、内部クロック部 826と、 スィッチ部 827とから構成される。 FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the clock generation unit. The clock generation unit 820 shown in FIG. 9 includes a reception state determination unit 821, a satellite number detection unit 822, a CZA matching unit (period & time difference) 823, a C / A code list unit 824, a positioning unit 825, It consists of an internal clock unit 826 and a switch unit 827.
[0075] 受信状態判別部 821は、 RF回路部 340から入力された GPS信号の受信状態の判 別を行い、判別結果を判別信号としてクロック切り替え部 810へ出力する。衛星数検 出部 822は、 RF回路部 340から入力された GPS信号を基に、何基の GPS衛星から GPS信号を受信したかを判断し、検出結果をスィッチ部 827へ出力する。同時に、 衛星数検出部 822からは、入力された GPS信号がそのまま C/Aマッチング部 823 へ出力されている。 The reception state determination unit 821 determines the reception state of the GPS signal input from the RF circuit unit 340 and outputs the determination result to the clock switching unit 810 as a determination signal. The satellite number detection unit 822 determines how many GPS satellites the GPS signal is received based on the GPS signal input from the RF circuit unit 340, and outputs the detection result to the switch unit 827. At the same time, the input GPS signal is output from the satellite number detection unit 822 to the C / A matching unit 823 as it is.
[0076] C/Aマッチング部(周期 &時間差) 823は、まず、プリアンプ 327から入力された 発振信号を用い、 C/Aコードリスト部 824から読み出した C/Aコードからマッチング 用信号を生成する。 C/Aコードリスト部 824には、各 GPS信号の C/Aコードが格 納されている。続いて、生成したマッチング用信号と、衛星数検出部 822から入力さ れた GPS信号とのマッチング処理を行い、周期と時間のずれ、つまり、図 5— 1およ び図 5— 2において説明した周波数のずれと、位相のずれと、を検出し、一致させるこ とで、発振信号を用いて GPS信号の補正を行う。補正された GPS信号は、測位部 82 5と、クロック切り替え部 810とに出力される。 [0076] The C / A matching unit (cycle & time difference) 823 first uses the oscillation signal input from the preamplifier 327 to generate a matching signal from the C / A code read from the C / A code list unit 824. . The C / A code list part 824 stores the C / A code of each GPS signal. Next, matching processing is performed on the generated matching signal and the GPS signal input from the satellite number detection unit 822, and the difference between the cycle and time, that is, explained in Fig. 5-1 and Fig. 5-2. By detecting and matching the frequency shift and phase shift, the GPS signal is corrected using the oscillation signal. The corrected GPS signal is output to the positioning unit 825 and the clock switching unit 810.
[0077] 測位部 825は、 C/Aマッチング部(周期 &時間差) 823から入力された GPS信号 を用いて現在位置を測位するための処理を行う。具体的な処理手順は、実施例 1に おける測位部 354 (図 4参照)で説明した(1)〜(4)式を用いた処理と同じである。測 位部 825において算出された位置情報は、内部クロック部 826から入力されたクロッ クに合わせてナビゲーシヨン部へ出力される。 The positioning unit 825 performs a process for positioning the current position using the GPS signal input from the C / A matching unit (cycle & time difference) 823. The specific processing procedure is the same as the processing using the equations (1) to (4) described in the positioning unit 354 (see FIG. 4) in the first embodiment. The position information calculated by the positioning unit 825 is output to the navigation unit in accordance with the clock input from the internal clock unit 826.
[0078] 内部クロック部 826は、スィッチ部 827から入力された信号を周波数変換してクロッ
クを生成して測位部 825へ出力する。スィッチ部 827は、プリアンプ 327から入力され た発振信号と、 C/Aマッチング部(周期 &時間差) 823から入力された GPS信号の どちらか一方を内部クロック部 826へ出力する。このときどちらの信号を出力するかの 判断は、衛星数検出部 822から入力された検出結果に基づいて行う。 The internal clock unit 826 converts the frequency of the signal input from the switch unit 827 and clocks it. And output to the positioning unit 825. The switch unit 827 outputs either the oscillation signal input from the preamplifier 327 or the GPS signal input from the C / A matching unit (cycle & time difference) 823 to the internal clock unit 826. At this time, which signal is output is determined based on the detection result input from the satellite number detection unit 822.
[0079] また、図 10は、クロック生成部の他の構成例を示すブロック図である。図 10に示し たクロック生成部 830は、図 9に示したクロック生成部 820に C/Aマッチング部(周期 ) 828を追加した構成である。 C/Aマッチング部(周期) 828には、プリアンプ 327力 ら入力された発振信号を用いて、 C/Aコードリスト部 824から読み出した C/Aコー ドからマッチング用信号を生成する。 FIG. 10 is a block diagram illustrating another configuration example of the clock generation unit. The clock generation unit 830 shown in FIG. 10 has a configuration in which a C / A matching unit (period) 828 is added to the clock generation unit 820 shown in FIG. The C / A matching unit (cycle) 828 generates a matching signal from the C / A code read from the C / A code list unit 824 using the oscillation signal input from the preamplifier 327 force.
[0080] つぎに、図 9、 10を用いて説明したような構成からなるクロック生成部 820、 830を 用いた際の処理について説明する。 Next, processing when the clock generation units 820 and 830 having the configuration described with reference to FIGS. 9 and 10 are used will be described.
[0081] (クロック生成装置の処理手順) [0081] (Processing procedure of clock generator)
図 11は、クロック生成部におけるクロック生成処理の手順を示すフローチャートであ る。図 11のフローチャートにおいて、まず、衛星数検出部 822において、 GPS信号を 受信した GPS衛星数が 4基以上か否かを判断する(ステップ S1101)。 GPS衛星数 力 ¾基以上の場合は(ステップ S1101 : Yes)、内部クロック部 826において、 GPS信 号を用いてクロックを生成する(ステップ S 1102)。ステップ S 1101におレ、て GPS衛 星数力 ¾基未満の場合は (ステップ S1101 : No)、内部クロック部 826において、発 振信号を用いてクロックを生成する(ステップ S 1103)。 FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of clock generation processing in the clock generation unit. In the flowchart of FIG. 11, first, the satellite number detection unit 822 determines whether the number of GPS satellites that have received a GPS signal is four or more (step S1101). If the number of GPS satellites is ¾ or more (step S1101: Yes), the internal clock unit 826 generates a clock using the GPS signal (step S1102). If the GPS satellite power is less than ¾ at step S 1101 (step S 1101: No), the internal clock unit 826 generates a clock using the oscillation signal (step S 1103).
[0082] また、ステップ S1101の処理と同時に衛星数検出部 822において、 GPS信号を受 信した GPS衛星数力 基以下か否力を判断する(ステップ S1104)。 GPS信号を受 信した GPS衛星数が 1基以下の場合は (ステップ S1104 : Yes)、つぎに、受信状態 判別部 821から出力された判別信号に基づいて GPS信号の受信状態は安定か否 かを判断する(ステップ S1105)。 At the same time as the processing of step S1101, the number-of-satellite detection unit 822 determines whether or not the number is less than the number of GPS satellites that received the GPS signal (step S1104). If the number of GPS satellites received is 1 or less (step S1104: Yes), then whether or not the GPS signal reception status is stable based on the discrimination signal output from the reception status discrimination unit 821 Is determined (step S1105).
[0083] 受信状態が安定している場合は (ステップ S1105 : Yes)、つぎに、オーディオ部 33 0から入力された楽曲データの再生信号から、オーディオ部 330が現在曲間である か否かを判断する(ステップ S1106)。オーディオ部 330が現在曲間である場合は( ステップ S 1106 : Yes)、発振信号を用いてクロックを生成する(ステップ S 1107)。
[0084] ステップ S1104において、 GPS信号を受信した GPS衛星数が 2基以上の場合(ス テツプ S1104 : No)と、ステップ S1105において、受信状態が安定していない場合( ステップ S 1105 : No)、およびステップ S 1106において、オーディオ部 330が現在曲 間ではなレ、場合は(ステップ S 1106: No)、すべて GPS信号を用いてクロックを生成 する(ステップ S 1108)。 [0083] If the reception state is stable (step S1105: Yes), whether or not the audio unit 330 is currently between songs is determined from the playback signal of the music data input from the audio unit 330. Judgment is made (step S1106). If the audio unit 330 is currently between songs (step S1106: Yes), a clock is generated using the oscillation signal (step S1107). [0084] In step S1104, when the number of GPS satellites that received the GPS signal is two or more (step S1104: No), and in step S1105, the reception state is not stable (step S1105: No). In step S 1106, if the audio unit 330 is not in the current song (step S 1106: No), a clock is generated using all GPS signals (step S 1108).
[0085] 以上説明したように、実施例 2では、クロック生成部 820, 830において常に 2つの クロックが生成されており、生成されたクロックは、クロック切り替え部 810のスィッチ 8 11に入力され、システムマイコン 812と連動したオーディオ部 330のオーディオマイ コン 332からの制御信号に応じてどちらか一方のクロックがオーディオ PLL331へ出 力される。 As described above, in the second embodiment, the clock generation units 820 and 830 always generate two clocks, and the generated clocks are input to the switch 8 11 of the clock switching unit 810, so that the system One of the clocks is output to the audio PLL 331 in response to a control signal from the audio microcomputer 332 of the audio unit 330 linked to the microcomputer 812.
[0086] 以上説明したように、実施例 2によれば、 1基以上の GPS衛星から GPS信号を受信 していれば、 GPS信号によってクロックを生成する機会が増加する。また、 GPS信号 力 生成したクロックを優先して利用することを前提として、クロック切り替え部 810に おいてクロックの切り替えを制御することでクロックに切り替え頻度を低減させることが できる。したがって、クロックの切り替えによる位相差などの問題を考慮することなく利 用すること力 Sできる。 [0086] As described above, according to the second embodiment, if a GPS signal is received from one or more GPS satellites, the opportunity to generate a clock by the GPS signal increases. In addition, assuming that the clock generated by GPS signal power is used with priority, the clock switching unit 810 can control the clock switching to reduce the frequency of switching to the clock. Therefore, it can be used without considering problems such as phase differences due to clock switching.
[0087] 以上説明したように実施例 1、 2にかかる車載装置 300、 800は、新たな発振器を備 えることなくナビゲーシヨンに用いる GPS信号と発振信号を利用して高品質のクロック を生成すること力 Sできる。 As described above, the in-vehicle devices 300 and 800 according to the first and second embodiments generate a high-quality clock using the GPS signal and the oscillation signal used for navigation without providing a new oscillator. That power S.
[0088] また、実施例 1、 2の他の構成例として、生成したクロックを車載装置 300、 800のォ 一ディォ部 330およびナビゲーシヨン部を持ち運び可能な規模の装置と置換してもよ レ、。このような置換を行うことで車両にかぎらず、移動体が携帯でき、パーソナルなナ ビグーシヨン装置と組み合わせることで、高性能な発振器を用意することなく従来の 携帯型のオーディオ装置と比較し、遥かに高レ、音質を提供することができる。 [0088] As another configuration example of the first and second embodiments, the generated clock may be replaced with a device that can carry the audio unit 330 and the navigation unit of the in-vehicle devices 300 and 800. ,. By making such a replacement, not only the vehicle but also a mobile object can be carried, and when combined with a personal navigation device, it can be compared with a conventional portable audio device without preparing a high-performance oscillator. High quality and sound quality can be provided.
[0089] なお、本実施の形態で説明したクロック生成方法は、あら力 め用意されたプロダラ ムをパーソナル 'コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することに より実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、 CD-ROM, M〇、 DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、
コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプ ログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体で あってもよい。
Note that the clock generation method described in the present embodiment can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation. This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk, CD-ROM, M0, DVD, It is executed by being read from the recording medium by a computer. Further, this program may be a transmission medium that can be distributed through a network such as the Internet.
Claims
[1] 複数の GPS衛星のそれぞれの GPS信号を受信する GPS信号受信手段と、 [1] GPS signal receiving means for receiving the GPS signals of each of a plurality of GPS satellites;
発振信号を出力する発振手段と、 An oscillation means for outputting an oscillation signal;
前記 GPS信号受信手段によって受信した前記 GPS信号が何基の GPS衛星から送 信された力、を検出する GPS衛星数検出手段と、 GPS satellite number detecting means for detecting the force transmitted from the number of GPS satellites by the GPS signal received by the GPS signal receiving means;
前記発振信号を用いて前記 GPS信号の波形の補正を行う補正手段と、 前記 GPS衛星数検出手段によって検出された GPS衛星の数に応じ、前記補正さ れた GPS信号または前記発振信号のいずれか一つの信号を周波数変換してクロッ クを生成するクロック生成手段と、 Correction means for correcting the waveform of the GPS signal using the oscillation signal, and either the corrected GPS signal or the oscillation signal according to the number of GPS satellites detected by the GPS satellite number detection means A clock generation means for generating a clock by frequency-converting one signal;
前記クロック生成手段によって生成した前記クロックを、当該クロックを用いて駆動 する外部の機器へ供給するクロック供給手段と、 Clock supply means for supplying the clock generated by the clock generation means to an external device driven using the clock;
を備えることを特徴とするクロック生成装置。 A clock generation device comprising:
[2] 前記クロック生成手段は、前記 GPS衛星数検出手段によって検出された GPS衛星 数が 4基以上の場合に、前記 GPS信号を周波数変換して前記クロックを生成すること を特徴とする請求項 1に記載のクロック生成装置。 [2] The clock generation means may generate the clock by frequency-converting the GPS signal when the number of GPS satellites detected by the GPS satellite number detection means is four or more. The clock generator according to 1.
[3] 前記クロック生成手段は、前記 GPS信号受信手段によって 1基以上の GPS衛星か ら GPS信号を受信した場合に、前記補正手段によって補正された前記 GPS信号を 周波数変換した第 1のクロックと、前記発振信号を周波数変換した第 2のクロックとを 生成するものであり、 [3] The clock generation means, when receiving a GPS signal from one or more GPS satellites by the GPS signal reception means, a first clock obtained by frequency-converting the GPS signal corrected by the correction means And a second clock obtained by frequency-converting the oscillation signal,
さらに、前記 GPS信号受信手段によって受信した前記 GPS信号の受信状態を判 別し、当該 GPS信号の受信状態の安定の度合いを表す判別信号を出力する受信状 態判別手段と、 A reception state determination unit that determines a reception state of the GPS signal received by the GPS signal reception unit and outputs a determination signal indicating a degree of stability of the reception state of the GPS signal;
前記クロック生成手段の後段に、クロック切り替え手段と、を備え、 A clock switching means is provided at a subsequent stage of the clock generation means,
前記クロック切り替え手段は、前記受信状態判別手段から出力された前記判別信 号に基づいて、前記クロック生成手段によって生成された第 1のクロックおよび第 2の クロックのうち出力の安定したクロックを前記クロック供給手段へ出力することを特徴と する請求項 1に記載のクロック生成装置。 The clock switching means, based on the determination signal output from the reception state determination means, outputs a clock having a stable output among the first clock and the second clock generated by the clock generation means. The clock generation device according to claim 1, wherein the clock generation device outputs to a supply means.
[4] 複数の GPS衛星のそれぞれの GPS信号を受信する GPS信号受信手段と、
発振信号を出力する発振手段と、 [4] GPS signal receiving means for receiving each GPS signal of a plurality of GPS satellites; An oscillation means for outputting an oscillation signal;
前記 GPS信号受信手段によって受信した前記 GPS信号が何基の GPS衛星から送 信された力を検出する GPS衛星数検出手段と、 GPS satellite number detecting means for detecting the force transmitted from the number of GPS satellites by the GPS signal received by the GPS signal receiving means;
前記発振信号を用いて前記 GPS信号の補正を行う補正手段と、 Correction means for correcting the GPS signal using the oscillation signal;
前記 GPS衛星数検出手段によって検出された GPS衛星の数に応じ、前記補正さ れた GPS信号または前記発振信号のいずれか一つの信号を周波数変換してクロッ クを生成するクロック生成手段と、 Clock generation means for generating a clock by frequency-converting one of the corrected GPS signal or the oscillation signal according to the number of GPS satellites detected by the GPS satellite number detection means;
前記クロック生成手段において生成された前記クロックが供給され、当該クロックを 用いて楽曲再生を行う楽曲再生手段と、 Music reproduction means that is supplied with the clock generated by the clock generation means and performs music reproduction using the clock;
を備えることを特徴とする車載装置。 A vehicle-mounted device comprising:
[5] 前記クロック生成手段は、前記 GPS信号を用いて生成した第 1のクロックと、前記発 振信号を用いて生成した第 2のクロックとを出力し、前記 2つのクロックは、前記楽曲 再生手段へ供給する前記クロックを切り替えるクロック切り替え手段に入力され、 前記第 1のクロックが生成されていれば、前記クロック切り替え手段は、前記楽曲再 生手段における楽曲と楽曲との再生の合間に、前記第 1のクロックを優先して出力さ せるためのクロックの切り替えを行うことを特徴とする請求項 4に記載の車載装置。 [5] The clock generation means outputs a first clock generated using the GPS signal and a second clock generated using the oscillation signal, and the two clocks play the music If the first clock is generated and input to the clock switching means for switching the clock to be supplied to the means, the clock switching means may 5. The on-vehicle device according to claim 4, wherein the clock is switched so that the first clock is output with priority.
[6] 複数の GPS衛星のそれぞれの GPS信号を受信する GPS信号受信工程と、 [6] A GPS signal receiving process for receiving each GPS signal of a plurality of GPS satellites;
前記 GPS信号受信工程によって受信した前記 GPS信号が何基の GPS衛星から送 信された力を検出する GPS衛星数検出工程と、 A GPS satellite number detecting step for detecting the force transmitted from the number of GPS satellites by the GPS signal received by the GPS signal receiving step;
発振手段から出力された発振信号を用いて前記 GPS信号の波形の補正を行う補 正工程と、 A correction step of correcting the waveform of the GPS signal using the oscillation signal output from the oscillation means;
前記 GPS衛星数検出工程によって検出された GPS衛星の数に応じ、前記補正さ れた GPS信号または前記発振信号のいずれか一つの信号を周波数変換してクロッ クを生成するクロック生成工程と、 A clock generation step of generating a clock by frequency-converting one of the corrected GPS signal or the oscillation signal according to the number of GPS satellites detected by the GPS satellite number detection step;
前記クロック生成工程によって生成した前記クロックを、当該クロックを用いて駆動 する外部の機器へ供給するクロック供給工程と、 A clock supply step of supplying the clock generated by the clock generation step to an external device driven using the clock;
を含むことを特徴とするクロック生成方法。
Including a clock generation method.
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2006
- 2006-06-16 WO PCT/JP2006/312133 patent/WO2007010689A1/en active Application Filing
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