(57)【要約】【課題】半導体スイッチを用いたミキシング回路では、ミキシングにより発生した不要な高周波成分が電源やグランドに混入し、微小な電波信号である時刻情報の検出を阻害する。また、後段回路の周波数特性も高域まで必要になり、消費電力が多くなる。【解決手段】本発明のミキシング回路は、ミキシングにより生じる不要な高周波成分を除去可能で、電源やグランドへの高周波ノイズの混入を防止できるため、ノイズ混入を極力防ぐ必要のある高ゲインアンプを用いた時計回路に好適である。【選択図】図１
2010147779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と、該入力信号の反転信号を、局発信号により交互に切り替えて出力するミキシング回路において、
切り替え時の出力信号と、切り替え後に出力される入力信号とのレベルの差分を検出する差分検出回路と、
切り替えの際に、前記切り替え後に出力される入力信号を、前記差分だけレベルシフトして、前記切り替え時の出力信号と同一レベルになるようにしたレベルシフト回路と、からなる波形補正回路を有し、
切り替え前後で同一レベルの出力信号を出力することにより、切り替えの際の出力信号の変化が連続的になるようにしたことを特徴とするミキシング回路。
【請求項２】
入力信号を2つに分離し、局発信号により交互に切り替えるとともに、減算して出力するミキシング回路において、
切り替え時の出力信号(600)または該出力信号を反転回路により反転した反転出力信号と、切り替え後に出力される入力信号とのレベルの差分を検出する差分検出回路と、
切り替えの際に、前記切り替え後に出力される入力信号を、前記差分だけレベルシフトして、前記切り替え時の出力信号または反転出力信号と同一レベルになるようにしたレベルシフト回路と、からなる波形補正回路を有し、
切り替え前後で同一レベルの出力信号を出力することにより、切り替えの際の出力信号の変化が連続的になるようにしたことを特徴とするミキシング回路。
【請求項３】
前記波形補正回路は、前記切り替え後に出力される入力信号のレベルを保持するサンプルホールド回路と、前記レベルシフト回路からの出力信号を所定のタイミングで出力するスイッチ回路を有し、
前記差分検出回路は、前記サンプルホールド回路で保持された信号と前記切り替え時の出力信号とから信号レベルの差分を検出し、
前記レベルシフト回路は、前記切り替え後に出力される入力信号に前記差分検出回路からの差分信号を加算したレベルシフト信号を前記スイッチ回路に出力することを特徴とする請求項１または２に記載のミキシング回路。
【請求項４】
前記波形補正回路は、前記切り替え後に出力される入力信号のレベルを保持するサンプルホールド回路と、前記切り替え時の出力信号のレベルを反転する反転回路と、前記レベルシフト回路からの出力信号を所定のタイミングで出力するスイッチ回路を有し、
前記差分検出回路は、前記サンプルホールド回路で保持された保持信号と、前記反転回路で反転された反転信号を加算するものであり、
前記レベルシフト回路は、前記切り替え後に出力される入力信号に前記加算信号を加算して前記スイッチ回路に出力することを特徴とする請求項１または２に記載のミキシング回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のミキシング回路を含む受信回路と、
時刻を計時する時刻計時手段と、計時した時刻を表示する時刻表示手段と、を有し、
前記時刻計時手段は、内部で計時した時刻を、前記受信回路で受信した標準電波に含まれる時刻情報で修正することを特徴とする電波修正時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の信号と局発振回路からの信号とをミキシングするミキシング回路に関し、特に標準時刻情報信号を含む標準電波を受信し、時刻を表示する電波修正時計に用いるミキシング回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる複数の信号をミキシングして１つの信号を出力する回路を変調回路もしくはミキシング回路といい、複数信号の掛け合わせを行う回路として広く利用されている。ミキシング回路には、さまざまな回路構成のものが提案されており、例えば、トランスとダイオードを用いたリング変調器やアナログスイッチを用いた二重平衡変調器などがある。
【０００３】
特にスイッチ回路を用いたミキシング回路は、大型で高価なトランスと特性に個体差の大きいダイオードを用いたものに比べ、回路の簡易化と小型化が可能なため、小型無線機などにおける変復調回路として、送受信信号に搬送波を合成する用途等に広く用いられている。
【０００４】
従来知られているスイッチ回路を用いた変調回路は、主としてオペアンプと同じ抵抗値を持つ複数の抵抗とからなる加減算回路とアナログスイッチとで構成されており、小型な回路構成ながら低周波数でも制限を受けずに変調できるという特徴を有する。
【０００５】
一方で、このような変調回路は、搬送波の位相のずれに起因する搬送波リークが発生しており、変調特性を低下させるという問題を生じていた。このような問題を解決するために、従来から多くの提案がなされており、特許文献1にその一例を挙げた。
【０００６】
特許文献１に示した従来技術は、アナログスイッチとインバータと増幅器とで構成され、入力信号を、搬送波およびこの搬送波をインバータもしくはフリップフロップ回路で位相反転した信号で変調する回路であって、搬送波の位相ずれが生じにくいという特徴がある。
前記従来技術の変調器は、２つの信号を乗算するミキシング回路であり、信号を搬送波で変調する目的のみでなく、２つの信号を乗算して周波数差を取り出す目的にも使用でき、以降はミキシング回路としての機能に着目して述べる。
【０００７】
上記従来技術の構成について図６を用いて詳しく説明する。図６は特許文献１に示した従来技術を説明するための回路図である。図において、３０１は信号入力端子、３０２は搬送波入力端子、３０３と３０４とはアナログスイッチを用いた第１，第２のスイッチ回路、３０５はインバータ、３０６は増幅器、３０６ａは非反転入力端子、３０６ｂは反転入力端子、３０７はミキシング出力端子、３０８，３０９，３１０，３１１は抵抗である。
【０００８】
信号入力端子３０１からの入力信号は、第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４に入力され、搬送波入力端子３０２からの搬送波は、第１のスイッチ回路に入力されると共にインバータ３０５に入力される。インバータ３０５の出力は、逆位相の搬送波として、第２のスイッチ回路３０４に入力され、第１のスイッチ回路３０３の出力は、抵抗３０８を介して、抵抗３０９でプルアップされた非反転入力端子３０６aに入力される。
また、第２のスイッチ回路３０４の出力は、抵抗３１０を介して、反転入力端子３０６bと、増幅器３０６の出力端子３０７に接続した抵抗３１０に入力される。
【０００９】
第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４は、搬送波および逆位相の搬送波によりスイッチング動作を行ない、信号入力端子３０１から入力された信号が、搬送波の周期で交互に断続される。ここで、前記各スイッチ回路３０３，３０４の出力は、スイッチ切断の状態では基準電位になっているものとする。その結果、入力信号は波形を櫛の歯状に変形され、第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４から出力されることになり、これらの出力を増幅器３０６と抵抗３０８〜３１１からなる加減算回路で加算及び減算処理を行なうことによって合成し、ミキシング出力端子３０７からミキシング信号として出力する。
【００１０】
この様子を、図７の波形図を用いて説明する。信号入力端子３０１からの入力波形は、搬送波入力端子３０２からの搬送波がハイレベルのときにスイッチ回路３０３を通過して現われた後、加算処理が行なわれ、一方、インバータ３０５による逆位相の搬送波がハイレベルのときはスイッチ回路３０４を通過して現われた後、減算処理が行なわれ、この動作が交互になされることで、ミキシング出力端子３０７からミキシング信号となって現われる。
【００１１】
特許文献１に示した従来技術は、第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４のスイッチング動作を、搬送波およびインバータもしくはフリップフロップで生成した逆位相の搬送波とともに制御することにより、信号入力端子３０１から第１，第２のスイッチ回路３０３，３０４に至る間の搬送波の位相ずれを抑制し、搬送波リークの問題を解決するものである。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−３０８２２５号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に示した従来技術は、2つのアナログスイッチを交互に切り替えて入力信号を時間分割して通過させ、加減算回路の加算および減算入力として交互に入力しているため、アナログスイッチ切り替えによる加算処理と減算処理の遷移の前後で演算器出力の電圧は急激に大きく変化することになる。ミキシングにより入力信号の周波数と局発周波数との差分周波数を取り出す目的において、前記2周波数の和成分は全く不要である。
特に矩形波の局発周波数は高次の高調波成分を含んでいるためミキシングにより多く和分周波数が生成され、スイッチ回路を切り替え時にミキシング出力波形の急峻で大きな電圧変化となって現われる。
【００１４】
前記図７に示した波形をみても判るように、ミキシング出力端子３０７のミキシング出力波形の中に、３０２から入力される矩形信号の高周波成分がそのまま残り、急峻な電圧変化を含んだ波形となって現われている。
このミキシング出力波形の高周波成分は、電源電圧を揺さぶり他回路の性能を劣化させるという問題があった。また、後段回路においてもこの高周波成分を除去するために、高周波数帯域まで動作する回路を使用しなくてはならず、消費電力多くならざるを得ない問題があった。
【００１５】
本発明のミキシング回路は、これらの問題を解決するためになされるものであって、ミキシング回路からの出力信号の電圧と、入力信号の電圧とから差分電圧を求めて、入力信号のオフセット電圧として補正し、アナログスイッチ切り替え時のミキシング回路出力電圧に急激で大きな変化を生じさせることなく、連続的なミキシング波形を生成するミキシング回路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
【００１７】
本発明は、第１に、入力信号と、該入力信号の反転信号を、局発信号により交互に切り替えて出力するミキシング回路において、
切り替え時の出力信号と、切り替え後に出力される入力信号とのレベルの差分を検出する差分検出回路と、
切り替えの際に、前記切り替え後に出力される入力信号を、前記差分だけレベルシフトして、前記切り替え時の出力信号と同一レベルになるようにしたレベルシフト回路と、からなる波形補正回路を有し、
切り替え前後で同一レベルの出力信号を出力することにより、切り替えの際の出力信号の変化が連続的になるようにする。
【００１８】
本発明は、第２に、入力信号を2つに分離し、局発信号により交互に切り替えるとともに、減算して出力するミキシング回路において、
切り替え時の出力信号または該出力信号を反転回路により反転した反転出力信号と、切り替え後に出力される入力信号とのレベルの差分を検出する差分検出回路と、
切り替えの際に、前記切り替え後に出力される入力信号を、前記差分だけレベルシフトして、前記切り替え時の出力信号または反転出力信号と同一レベルになるようにしたレベルシフト回路と、からなる波形補正回路を有し、
切り替え前後で同一レベルの出力信号を出力することにより、切り替えの際の出力信号の変化が連続的になるようにする。
【００１９】
上記第１及び第２の発明において、前記波形補正回路は、前記切り替え後に出力される入力信号のレベルを保持するサンプルホールド回路と、前記レベルシフト回路からの出力信号を所定のタイミングで出力するスイッチ回路を有し、
前記差分検出回路は、前記サンプルホールド回路で保持された信号と前記切り替え時の出力信号とから信号レベルの差分を検出し、
前記レベルシフト回路は、前記切り替え後に出力される入力信号に前記差分検出回路からの差分信号を加算したレベルシフト信号を前記スイッチ回路に出力するようにすることができる。
【００２０】
前記波形補正回路は、前記切り替え後に出力される入力信号のレベルを保持するサンプルホールド回路と、前記切り替え時の出力信号のレベルを反転する反転回路と、前記レベルシフト回路からの出力信号を所定のタイミングで出力するスイッチ回路を有し、
前記差分検出回路は、前記サンプルホールド回路で保持された保持信号と、前記反転回路で反転された反転信号を加算するものであり、
前記レベルシフト回路は、前記切り替え後に出力される入力信号に前記加算信号を加算して前記スイッチ回路に出力するようにすることができる。
【００２１】
前記の各ミキシング回路を含む受信回路と、
時刻を計時する時刻計時手段と、計時した時刻を表示する時刻表示手段と、を有し、
前記時刻計時手段は、内部で計時した時刻を、前記受信回路で受信した標準電波に含まれる時刻情報で修正する電波修正時計を構成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のミキシング回路は、入力信号に対して局発信号でスイッチを切り替えてミキシングを行った際に、ミキシング出力電圧レベルに応じてスイッチで導通する入力信号のオフセットレベルを差がないように調整するため、出力電圧値が瞬間的に大きく変動することを防ぎ、ミキシングによる不要な高周波成分の発生を抑制することができる。
従って、電源やグランドを通した他の回路へのノイズ回り込みを防ぎ、自己回路のノイズ混入を極力防ぐ必要のある高ゲインアンプを用いた変復調回路の実現が可能になると共に、ミキシング回路、その後段フィルタ回路の周波数特性を高域まで維持する必要なくなるため、回路の消費電力の低減に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るミキシング回路及び、そのミキシング回路を使用した電波修正時計の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
［全体ブロックの説明］
図１は、本発明に係るミキシング回路の第１の実施形態を説明するブロック図である。図1において、1は第１の波形補正回路、１０は第２の波形補正回路、２は反転回路、３は第１のサンプルホールド回路、４は第２のサンプルホールド回路、５は切替制御回路、６と１６は差分検出回路、７と１７はレベルシフト回路、８と１８はスイッチ回路である。
また、２００は入力信号、５００は局発信号、５０１は第１の制御信号群、５１１は第２の制御信号群、５０２は第３の制御信号、５３２は第６の制御信号、２０１は反転入力信号、６００は出力信号、６０２と６３２は出力サンプルホールド信号である。
【００２５】
図示しないアンテナ入力手段から得られるタイムコードを含む入力信号２００は、反転回路２と第２の波形補正回路１０の差分検出回路１６とレベルシフト回路１７に入力する。
第2の波形補正回路内１０では、差分検出回路１６の出力はレベルシフト回路１７に入力し、レベルシフト回路１７の出力はスイッチ回路１８に入力し、差分検出回路１６とスイッチ回路１８は切替制御回路５から出力された第２の制御信号群５１１のそれぞれの制御信号で動作し、スイッチ回路１８の出力が波形補正回路１０の出力として加算回路またはワイヤードアンド回路に入力される。
第１の波形補正回路１の内部構成は、第２の波形補正回路と同等であるため、重複する説明を省く。第1の波形補正回路内の差分検出回路６およびスイッチ回路８は、切替制御回路５から出力された第１の制御信号群５０１のそれぞれの制御信号で動作する。第１の波形補正回路１の出力も第２の波形補正回路１０の出力と同様に加算回路またはワイヤードアンド回路に入力し、波形が出力信号６００として出力される。
出力信号６００はサンプルホールド回路３と４とに入力される。サンプルホールド回路３と４とは切替制御回路５からの切替制御信号５０２と５３２によりそれぞれ出力信号６００の信号レベルをホールドする。
サンプルホールドされた出力サンプルホールド信号６０２は、第1の波形補正回路１における差分検出回路６に入力し、出力サンプルホールド信号６３２は、第２の波形補正回路１０における差分検出回路１６に入力する。
【００２６】
［動作の説明］
次に動作を説明する。
切替制御回路５は、第1、第2の波形補正回路内のスイッチ回路８，１８を局発信号５００の周期に応じて交互に導通する。第1、第2いずれかの波形補正回路１，１０内のスイッチ回路８，１８が導通に切り替わる直前に、切替制御信号５０２，５３２によりサンプルホールド回路３，４がそれぞれ動作し、出力信号６００の信号レベルをホールドし、出力サンプルホールド信号６０２として差分検出回路６に入力し、出力サンプルホールド信号６３２として差分検出回路１６に入力する。
波形補正回路１の差分検出回路６では、反転入力信号２０1と出力サンプルホールド信
号６０２との信号レベルの差分を差分信号として出力し、その出力をレベルシフト回路7に入力する。同様に波形補正回路１０の差分検出回路１６では、入力信号２００と出力サンプルホールド信号６３２との信号レベルの差分を差分信号として出力し、その出力をレベルシフト回路１７に入力する。
前記レベルシフト回路１７、７は、前記差分信号から出力信号レベルに合うよう入力信号２００もしくは反転入力信号２０１の電圧レベルをシフトする。その後、遮断していたスイッチ回路が導通して、レベルシフトした入力信号もしくは反転入力信号が出力信号６００として出力される。この時、もう一方の波形補正回路のスイッチ回路は遮断される。
従って、スイッチ回路８，１８の切り替わりにおいて、出力信号６００の電圧レベルが急激に変化することがなくなり、不要な高周波成分を除去してミキシングすることが可能になる。
【００２７】
この様子を、図８の波形を用いて説明する。
入力信号２００の波形は、局発信号５００から生成された第２の制御信号群５１１の波形がハイレベルになるタイミングで、このタイミングよりも若干前にハイレベルとなった切替制御信号５３２によってホールドしたサンプルホールド信号６３２の波形との間で差分をとり、差分検出回路１６から差分検出波形を得る。この差分検出波形をオフセットとして、入力信号２００の波形がシフトされる。
一方、反転入力信号２０１の波形も同様にして、第１の制御信号群５０１の波形がハイレベルになるタイミングで、切替制御信号５０２によってホールドしたサンプルホールド信号６０２の波形との間で差分をとり、差分検出回路６から差分検出波形を得て、入力信号２０１の波形がシフトされる。
これらのレベルシフト波形は、第１または第２の制御信号群５０１、５１１がハイレベルのときにスイッチ回路８または１８を通過して出力端子６００より交互に現われ、ミキシング波形が得られる。
【実施例２】
【００２８】
［全体ブロックの説明］
図２は、本発明に係るミキシング回路の第２の実施形態を説明するブロック図である。
図２の説明においては、図１と同じ番号が付与された回路の構成と動作は、第１の実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。
図２において、１２は反転回路、１３は第1のサンプルホールド回路、２３は第２のサンプルホールド回路、１４は加減算回路である。また、５１２は第４の制御信号、５２２は第５の制御信号、６０１は出力信号６００の反転信号、６１２は第１の出力サンプルホールド信号、６２２は第２の出力サンプルホールド信号である。
【００２９】
図示しない受信手段から得られるタイムコードを含む入力信号２００は、第1、第２の波形補正回路１、１０の差分検出回路６、１６とレベルシフト回路７、１７に入力し、第１の波形補正回路１の出力は加減算回路１４の加算側に入力し、第２の波形補正回路１０の出力は加減算回路１４の減算側に入力する。加減算回路１４の出力は出力信号６００となる。なお、第１、第２の波形補正回路内の差分検出回路およびスイッチ回路は、図１と同様に切替制御回路により動作が制御される。
出力信号６００を第２のサンプルホールド回路２３と反転回路１２を介して第１のサンプルホールド回路１３に入力し、切替制御回路５の出力である第４の制御信号５１２と第５の制御信号５２２により、夫々第1、第２のサンプルホールド回路１３，２３の動作を制御し、出力信号６００もしくは同反転信号６０１の信号レベルをホールドする。第１のサンプルホールド回路１３の出力は第２の波形補正回路１０の差分検出回路１６に入力し、第２のサンプルホールド回路２３の出力は第１の波形補正回路１の差分検出回路６に入力する。
【００３０】
［動作の説明］
切替制御回路５は、第１、第２の波形補正回路1、１０のスイッチ回路８，１８を局発信号の周期に応じて交互に導通する。前記スイッチ回路８が導通に切り替わる時に、その直前に第５の制御信号５２２により第２のサンプルホールド回路２３が動作し、出力信号６００の信号レベルをホールドし、第２のサンプルホールド信号６２２として第1の波形補正回路１の差分検出回路６に入力する。
差分検出回路６では、入力信号２００と前記第２の出力信号サンプルホールド信号６２２との信号レベルの差分を求めて差分信号としてレベルシフト回路７に出力する。レベルシフト回路７は、前記差分信号から出力信号６００のレベルに合うよう入力信号２００の電圧レベルをシフトする。
その後、スイッチ回路８が導通して、レベルシフトした入力信号を波形補正回路出力４１１として加減算回路１４の加算入力側に入力する。この時、もう一方の波形補正回路１０のスイッチ回路１８は遮断されており、基準電圧レベル（０V）が出力された状態になっているため、前記加減算回路１４からは、波形補正回路出力４１１が出力信号６００として出力されることになる。
また、第２の波形補正回路内のスイッチ回路１８が導通に切り替わる時は、その直前に第４の制御信号５１２により第１のサンプルホールド回路１３が動作し、反転回路１２を介して反転した出力信号６０１の信号レベルをホールドし、第１のサンプルホールド信号６１２として第２の波形補正回路１０の差分検出回路１６に入力する。
差分検出回路１６では、入力信号２００と前記第１のサンプルホールド信号６１２との信号レベルの差分を求めて差分信号としてレベルシフト回路１７に出力する。レベルシフト回路１７は、前記差分信号から反転した出力信号６０１のレベルに合うよう入力信号２００の電圧レベルをシフトする。
その後、スイッチ回路１８が導通して、レベルシフトした入力信号を波形補正回路出力４１２として加減算回路１４の減算入力側に入力する。この時、もう一方の波形補正回路１のスイッチ回路８は遮断されており、基準電圧レベル（０V）が出力された状態になっているため、前記加減算回路１４からは、減算結果つまり波形補正回路出力４１２の反転信号が出力信号６００として出力される。
従って、スイッチ回路の切り替わりにおいて、出力信号６００の電圧レベルが急激に変化することがなくなり、不要な高周波成分を除去してミキシングすることが可能になる。
【実施例３】
【００３１】
図３は、前述の第１および第２の実施形態で説明した図１、２の波形補正回路1の具体的な構成を示した一例である。
なお、すでに説明した構成には同一の番号を付与している。
図３において、６は差分検出回路、７はレベルシフト回路、８はスイッチ回路、３３はサンプルホールド回路、５０，６０はオペアンプ、５１〜５３，６１〜６３は抵抗素子、５０１−１は切替制御信号群５０１の中のサンプルホールド制御信号、５０１−２は切替制御信号群５０１の中のスイッチ切替制御信号、１０１はサンプルホールド出力、１０２は差分検出出力、１０３はレベルシフト出力、２２０は波形補正回路出力である。
【００３２】
図３の信号２０１は、入力信号２００の反転信号であるとともに波形補正回路１に対しての入力信号となっている。前記入力信号２０１は、サンプルホールド制御信号５０１−１で動作を制御されたサンプルホールド回路３３に入力し、その出力は抵抗５１を介してオペアンプ５０の正側入力端子に接続すると共に、抵抗５２を介してグランドもしくは固定電圧供給回路に接続する。
出力サンプルホールド信号６０２は抵抗５２を介してオペアンプ５０の負側入力端子に接続されると共に、抵抗５３を介してオペアンプ５０の出力に接続する。また、入力信号
２０１は、抵抗６１を介してオペアンプ６０の正側入力端子に接続すると共に、抵抗６２を介してグランドもしくは固定電圧供給回路に接続する。
オペアンプ５０の出力である差分検出出力１０２は、抵抗６２を介してオペアンプ６０の負側入力端子に接続されると共に、抵抗６３を介してオペアンプ６０の出力に接続する。
オペアンプ６０の出力であるレベルシフト出力１０３は、スイッチ切替制御信号５０１−２で動作を制御されたスイッチ回路８に入力し、その出力は波形補正回路出力２２０となる。
ここで、オペアンプ５０と抵抗５１〜５３、およびオペアンプ６０と抵抗６１〜６３で構成された回路は、加減算回路の一例として示しているが、トランジスタ素子の組み合わせなど、他の回路により加減算回路を構成しても同等の効果が得られる。
また、オペアンプ６０と抵抗６１〜６３で構成された加減算回路は、加算側入力に対して減算側入力を差し引くため、レベルシフト回路７として示している。オペアンプ５０と抵抗５１〜５３で構成された加減算回路とサンプルホールド回路３３で構成したブロックは、差分検出回路６として示している。
【００３３】
［動作の説明］
入力信号２０１をサンプルホールド回路３３に入力し、サンプルホールド制御信号５０１−１の出力タイミングで入力信号２０１の信号レベルを保持し、サンプルホールド信号１０１として出力する。前述したようにオペアンプ５０と抵抗５１〜５３とで加減算回路を構成しており、出力サンプルホールド信号６０２に対するサンプルホールド出力１０１の差分を求め、差分検出出力１０２として出力する。
オペアンプ６０と抵抗６１〜６３とによる加減算回路では、入力信号に対して差分検出出力１０２だけレベルをシフトしてレベルシフト出力１０３としてスイッチ回路８に入力し、スイッチ切替制御信号５０１−２によりスイッチ回路８が導通すると、波形補正回路出力２２０として出力される。
従って、出力サンプルホールド信号６０２に対する入力信号２０１のサンプルホールド出力１０１のレベル差だけ、入力信号２０１レベルをシフトすることになる。
これにより、前述の第１および第２の実施形態における波形補正回路が実現できるため、スイッチ回路の切り替わり前後で、出力信号６００の電圧レベルが急激に変化することがなくなり、不要な高周波成分を除去してミキシングすることが可能になる。
【００３４】
なお、差分検出回路６を１６に、レベルシフト回路７を１７に、スイッチ回路８を１８に、反転した入力信号２０１を入力信号２００に、出力サンプルホールド信号６０２を６３２に、切替制御信号群５０１を５１１に、それぞれ置き換えることによって、波形補正回路１０も同様な構成および動作で表わすことができる。
また、図９に第１実施形態で説明したミキシング回路の波形補正回路の具体的な構成として、第３実施形態で示した回路を用いたときの信号波形を示す。
【実施例４】
【００３５】
図４は、前述の第１および第２の実施形態で説明した図１、２の波形補正回路1の具体的な構成を示す他の例である。
なお、すでに説明した構成には同一の番号を付与している。
図４において、９は差分検出回路を備えたレベルシフト回路、４３はサンプルホールド回路、７０はオペアンプ、７１〜７５は抵抗素子、１１１はサンプルホールド出力、１１２はサンプルホールド出力反転信号、１１３はレベルシフト出力である。
【００３６】
図４の入力信号２０１は、抵抗７１を介してオペアンプ７０の負側入力端子に接続すると共に、サンプルホールド制御信号５０１−１で動作を制御されたサンプルホールド回路
４３に入力する。サンプルホールド出力を反転回路２２に入力し、その出力であるサンプルホールド出力反転信号１１２は抵抗７２を介してオペアンプ７０の負側入力端子に接続する。
オペアンプ７０の正側入力端子は、抵抗７４を介してグランドもしくは固定電圧供給回路に接続する。出力サンプルホールド信号６０２は、抵抗７３を介してオペアンプ７０の負側入力端子に接続する。
オペアンプ７０の出力は反転回路３２に入力し、その出力はレベルシフト出力１１３としてスイッチ切替制御信号５０１−２で動作を制御されたスイッチ回路８に入力し、スイッチ回路の出力は波形補正回路出力２２０となる。
ここで、オペアンプ７０と抵抗７１〜７５で構成された回路は、加算回路の一例として示しているが、トランジスタ素子の組み合わせなどによる他の回路で構成された加算回路でも同等の効果が得られる。
また、オペアンプ７０と抵抗７１〜７５で構成された加算回路と反転回路２２，３２とサンプルホールド回路４３とで構成された前記レベルシフト回路９は、サンプルホールドと差分検出を合わせた機能を有している。
【００３７】
［動作の説明］
入力信号２０１をサンプルホールド回路４３に入力し、サンプルホールド制御信号５０１−１によりサンプルホールド回路４３が入力信号のレベルを保持して、サンプルホールド出力１１１として出力し反転回路２２で信号レベルを反転する。
前述したようにオペアンプ７０と抵抗７１〜７５とで加算回路を構成しており、出力サンプルホールド信号６０２とサンプルホールド出力反転信号１１２と入力信号２０１とを加算することで、サンプルホールド出力１１１に対する出力サンプルホールド信号６０２との差分を求めると同時に、入力信号２０１に対してこの差分だけ信号レベルをシフトする。
反転回路３２を通したレベルシフト出力１１３をスイッチ回路に入力し、スイッチ切替制御信号５０１−２によりスイッチ回路８が導通すると、波形補正回路出力２２０として出力する。
従って、出力サンプルホールド信号６０２のレベルに対する入力信号２０１のサンプルホールド出力１１１のレベル差だけ、入力信号２０１レベルをシフトすることが可能になる。
本回路は、図３に比べて加算回路が一つで済むため、消費電力の低減と実装面積の削減という優位性を持つ。
【００３８】
なお、スイッチ回路８を１８に、反転した入力信号２０１を入力信号２００に、出力サンプルホールド信号６０２を６３２に、切替制御信号群５０１を５１１に、それぞれ置き換えることによって、波形補正回路１０も同様な構成および動作で表わすことができる。
図１０に第１実施形態で説明したミキシング回路の波形補正回路の具体的な構成として、第４実施形態で示した回路を用いたときの信号波形を示す。
【実施例５】
【００３９】
図５は、前記第１実施形態のミキシング回路を使用した電波修正時計の機能を説明する第５の実施形態を示したブロック図である。
タイムコードを含む搬送波信号をアンテナ７０１で受けてアンプ７０２で増幅し、フィルタ７０３で周波数選別した後に、ミキシング回路７０４で局発信号５００と入力信号をミキシングして周波数変換を行い、フィルタ７０５で周波数抽出したのちに検波／デコード回路７０６でタイムコードを検出し、時刻変換／修正回路７０７で時刻に変換すると同時に内部時刻の修正を行い時刻表示部７０８で表示する。
前記のミキシング回路７０４に、前述の第１から第４の実施形態のいずれかに記載され
たミキシング回路を用いる。
これにより、不要な高周波成分を除去したミキシング信号を出力することが可能になり、高ゲインアンプで信号を大増幅しなければならない電波修正時計において、電源やグランドへの高周波ノイズの混入を防止でき、タイムコード信号の受信感度低下を防ぐことができる。更には、ミキシング回路から後段の回路において、高周波特性を維持する必要がないため、回路動作を安定させたまま消費電力を絞ることが可能になり、低消費電力での動作が求められる電波修正時計に適している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のミキシング回路及び電波修正時計は、面積の大きな平衡トランスの代わりにスイッチ回路を使ったものであり、周波数ミキシングにより生じる不要な高周波成分を除去することが可能なため、電源やグランドへの高周波ノイズの混入を防止でき、自己回路のノイズ混入を極力防ぐ必要のある高ゲインアンプを用いた時計回路に適用できる。
また、回路の周波数特性を高域まで維持する必要なくなるため、後段のフィルタ回路の構成を簡素化でき消費電力の低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態のミキシング回路を説明するブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のミキシング回路を説明するブロック図である。
【図３】図１の波形補正回路を示す回路図である。
【図４】図２の波形補正回路を示す回路図である。
【図５】本発明のミキシング回路を用いた電波修正時計の一例を説明するブロック図である。
【図６】特許文献１に示した従来技術を説明する回路図である。
【図７】図６で示した回路図の各信号線の波形を表わす波形図である。
【図８】図１で示した回路図の各信号線の波形を表わす波形図である。
【図９】図３および図1で示した回路図の各信号線の波形を表わす波形図である。
【図１０】図４および図1で示した回路図の各信号線の波形を表わす波形図である。
【符号の説明】
【００４２】
1      ：第１の波形補正回路
１０   ：第２の波形補正回路
２     ：反転回路
３、１３：第１のサンプルホールド回路
４、２３：第２のサンプルホールド回路
５     ：切替制御回路
６、１６：差分検出回路
７、１７：レベルシフト回路
８、１８：スイッチ回路
９     ：差分検出回路を備えたレベルシフト回路
１２   ：反転回路
１４   ：加減算回路
３３   ：サンプルホールド回路
４３   ：サンプルホールド回路
５０，６０：オペアンプ
５１〜５３，６１〜６３：抵抗素子
７０   ：オペアンプ
７１〜７５：抵抗素子
１０１ ：サンプルホールド出力
１０２ ：差分検出出力
１０３ ：レベルシフト出力
１１１ ：サンプルホールド出力
１１２ ：出力反転信号
１１３ ：レベルシフト出力
２００ ：入力信号
２０１ ：反転入力信号
２２０ ：波形補正回路出力
５００ ：局発信号
５０１ ：第１の制御信号群
５１１ ：第２の制御信号群
５０１−１：サンプルホールド制御信号
５０１−２：スイッチ切替制御信号
５０２ ：第３の制御信号
５１２ ：第４の制御信号
５２２ ：第５の制御信号
５３２ ：第６の制御信号
６００ ：出力信号
６０１ ：反転入力信号
６０２、６３２：出力サンプルホールド信号
６１２ ：第１の出力サンプルホールド信号
６２２ ：第２の出力サンプルホールド信号
７０１ ：アンテナ
７０２ ：ハイゲインアンプ
７０３、７０５：フィルタ
７０４ ：ミキシング回路
７０６ ：検波／デコード回路
７０７ ：時刻変換／修正回路
７０８ ：時刻表示部
【図１】
2010147779.tif 000003
【図２】
2010147779.tif 000004
【図３】
2010147779.tif 000005
【図４】
2010147779.tif 000006
【図５】
2010147779.tif 000007
【図６】
2010147779.tif 000008
【図７】
2010147779.tif 000009
【図８】
2010147779.tif 000010
【図９】
2010147779.tif 000011
【図１０】
2010147779.tif 000012