(57)【要約】【課題】標準電波を受信してデコードする際に、ビット同期の精度を落とすことなく、効果的にノイズを除去することができる標準電波受信装置を提供すること。【解決手段】電波修正時計１は、標準電波を受信するアンテナ３と、タイムコード信号を出力する受信回路４と、処理手段５を備える。処理手段５は、タイムコード信号に対して所定の周期でサンプリングを行うサンプリング処理部５４と、処理対象のサンプリングデータを含む所定数のサンプリングデータにおけるＨレベル信号またはＬレベル信号の数で処理対象の各サンプリングデータをＨレベル信号またはＬレベル信号に設定するノイズ除去処理部５５と、ノイズ除去処理部５５でＨレベル信号またはＬレベル信号に設定された各処理済みサンプリングデータに基づいてタイムコード信号のデコード処理を行うデコード処理部５７とを備える。【選択図】図１
2010048768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイムコードが重畳された標準電波を受信する標準電波受信装置であって、
前記標準電波を受信し、その受信信号をＨレベルまたはＬレベルに二値化処理して得られたタイムコード信号を出力する受信手段と、
前記タイムコード信号を処理する処理手段とを備え、
前記処理手段は、
前記タイムコード信号に対して所定の周期でサンプリングを行うサンプリング処理部と、
前記サンプリング処理部で得られた複数のサンプリングデータにおいて、処理対象のサンプリングデータを順次選択し、各処理対象のサンプリングデータを含む所定数のサンプリングデータにおけるＨレベル信号またはＬレベル信号の数に基づいて、処理対象の各サンプリングデータをＨレベル信号またはＬレベル信号に順次設定するノイズ除去処理部と、
前記ノイズ除去処理部でＨレベル信号またはＬレベル信号に設定された各処理済みサンプリングデータに基づいてタイムコード信号のデコード処理を行うデコード処理部とを備える、
ことを特徴とする標準電波受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の標準電波受信装置において、
前記ノイズ除去処理部は、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、
Ｈレベル信号の数がＬレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、
Ｌレベル信号の数がＨレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、
Ｌレベル信号とＨレベル信号の数が同じ場合には、処理対象のサンプリングデータを、予め設定したＨレベル信号またはＬレベル信号のいずれかに設定する
多数決方式で処理することを特徴とする標準電波受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の標準電波受信装置において、
前記ノイズ除去処理部は、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、
Ｌレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、
すべてのサンプリングデータがＨレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定する
Ｌ優先方式で処理することを特徴とする標準電波受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の標準電波受信装置において、
前記ノイズ除去処理部は、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、
Ｈレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、
すべてのサンプリングデータがＬレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定する
Ｈ優先方式で処理することを特徴とする標準電波受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の標準電波受信装置において、
前記ノイズ除去処理部は、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号の数がＬレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、Ｌレベル信号の数がＨレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、Ｌレベル信号とＨレベル信号の数が同じ場合には、処理対象のサンプリングデータを、予め設定したＨレベル信号またはＬレベル信号のいずれかに設定する多数決方式と、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｌレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＨレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定するＬ優先方式と、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＬレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定するＨ優先方式とを選択可能に構成され、
前記標準電波のタイムコードに含まれる各信号において、共通してＬレベルとなる期間はＬ優先方式で処理し、共通してＨレベルとなる期間はＨ優先方式で処理し、各信号においてＬレベルおよびＨレベルが混在する期間は多数決方式で処理する
ことを特徴する標準電波受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の標準電波受信装置において、
前記ノイズ除去処理部は、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｌレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＨレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定するＬ優先方式と、
前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＬレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定するＨ優先方式とを選択可能に構成され、
処理対象のサンプリングデータの１つ前のサンプリングデータがノイズ除去処理部でＬレベルと設定された場合は、Ｌ優先方式で処理し、
処理対象のサンプリングデータの１つ前のサンプリングデータがノイズ除去処理部でＨレベルと設定された場合は、Ｈ優先方式で処理する
ことを特徴する標準電波受信装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の標準電波受信装置において、
前記ノイズ除去処理部は、
前記所定数のサンプリングデータを、処理対象のサンプリングデータと、その処理対象のサンプリングデータの直前の複数個のサンプリングデータとで構成する
ことを特徴とする標準電波受信装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の標準電波受信装置において、
前記ノイズ除去処理部でＨレベル信号またはＬレベル信号に設定された各処理済みサンプリングデータが、Ｈレベル信号からＬレベル信号に変化する立ち下がりタイミングまたはＬレベル信号からＨレベル信号に変化する立ち上がりタイミングのうちの予め設定されたいずれか一方を検出し、検出した各立ち下がりタイミングまたは立ち上がりタイミングが略１秒周期でかつ所定回数連続した場合に、それらの立ち下がりタイミングまたは立ち上がりタイミングをビット同期位置と判定するビット同期処理部を備え、
前記デコード処理部は、前記ビッド同期処理部で判定されたビット同期位置から１秒間の前記処理済みサンプリングデータを解析してタイムコードをデコードする
ことを特徴とする標準電波受信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の標準電波受信装置において、
前記デコード処理部は、前記ビット同期位置からの経過時間によって設定される所定期間におけるサンプリングデータのＬレベル信号またはＨレベル信号の数によってタイムコードを解析してデコードすることを特徴とする標準電波受信装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の標準電波受信装置と、
内部時刻情報を計時する計時部と、
前記標準電波受信装置でデコードされたタイムコードに基づいて時刻情報を取得し、前記内部時刻情報を修正する時刻情報修正部と、
前記内部時刻情報を表示する時刻表示部と、
を有することを特徴とする電波修正時計。
【請求項１１】
タイムコードが重畳された標準電波を受信する標準電波受信方法であって、
前記標準電波を受信し、その受信信号をＨレベルまたはＬレベルに二値化処理して得られたタイムコード信号を出力する受信工程と、
前記タイムコード信号を処理する処理工程とを備え、
前記処理工程は、
前記タイムコード信号に対して所定の周期でサンプリングを行うサンプリング処理工程と、
前記サンプリング処理工程で得られた複数のサンプリングデータにおいて、処理対象のサンプリングデータを順次選択し、各処理対象のサンプリングデータを含む所定数のサンプリングデータにおけるＨレベル信号またはＬレベル信号の数に基づいて、処理対象の各サンプリングデータをＨレベル信号またはＬレベル信号に順次設定するノイズ除去処理工程と、
前記ノイズ除去処理部でＨレベル信号またはＬレベル信号に設定された各処理済みサンプリングデータに基づいてタイムコード信号のデコード処理を行うデコード処理工程とを備える
ことを特徴とする標準電波受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時刻情報を有する標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて時刻データを取得する標準電波受信装置、電波修正時計および標準電波受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
時刻情報を有する標準電波を受信する標準電波受信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような標準電波受信装置では、受信信号に含まれるノイズを除去することができれば、受信感度が向上し、正しい時刻情報を取得することができる。
このため、特許文献１では、タイムコード信号を所定ビット周期よりも細かいサンプリング周期でサンプリングする。このサンプリング処理で得られるサンプリングデータを所定ビット周期毎（所定エリア毎）に畳み込み加算して加算値を得る。そして、この加算値を平均化した波形を用いて、そのエリアの信号をデコードする方法でノイズを除去する方法が示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５３６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１のノイズ除去方法では、所定のビット周期を細かく設定するとノイズ除去の効果が下がり、一方、所定のビット周期を大きく設定すれはノイズ除去の効果は上がる。従って、ノイズ除去効果を向上させるためには、所定のビット周期を大きく設定することが望ましい。
しかしながら、所定のビット周期を大きくすると、受信信号の立ち下がりの位置の判定が荒くなるので、ビット同期の精度が落ちてしまう問題点があった。
【０００５】
例えば、特許文献１の図７Ｂでは、所定のビット周期を１０Ｈｚとし、それぞれのビット周期毎に１００Ｈｚのサンプリングを行ってエリア平均を求めている。この方法であれば、図１５，１６に示すように、１００msecのエリアに１０個のサンプリングデータが含まれる。
ここで、例えば、前記１０個のサンプリングデータの殆どがＨレベルであり、一部のサンプリングデータがノイズによってＬレベルになっている場合も、その１０個のエリアをＨレベルと判定することができ、前記ノイズを除去できる。従って、この場合、最大で５個のサンプリングデータのノイズ、つまり最大５０msecのノイズを除去できる。
【０００６】
しかし、エリア平均化した後の波形の立ち上がりタイミングは、各エリアを分割するタイミングによって最大１００msecばらついてしまう。すなわち、図１５および図１６において、（Ａ）はノイズ除去前の信号波形であり、（Ｂ）は１００Ｈｚのサンプリングデータであり、その下の矢印で示された範囲が各エリアの範囲である。ここで、図１５および図１６では、エリアの範囲が１個のサンプリングデータ分だけずれている。すると、各エリア毎に平均化処理を行うと、（Ｄ）に示すような結果となり、（Ｅ）の信号波形に示すように、立ち下がりのタイミングが、図１５および図１６で１００msecずれてしまう。このため、特許文献１のエリア平均化処理では、１秒周期の立ち下がり位置を検出するビット同期処理を正確に行うことができず、ビット同期の精度が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題点を解決するものであり、標準電波を受信してデコードする際に、ビット同期の精度を落とすことなく、効果的にノイズを除去することができる標準電波受信装置、電波修正時計および標準電波受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の標準電波受信装置は、タイムコードが重畳された標準電波を受信する標準電波受信装置であって、前記標準電波を受信し、その受信信号をＨレベルまたはＬレベルに二値化処理して得られたタイムコード信号を出力する受信手段と、前記タイムコード信号を処理する処理手段とを備え、前記処理手段は、前記タイムコード信号に対して所定の周期でサンプリングを行うサンプリング処理部と、前記サンプリング処理部で得られた複数のサンプリングデータにおいて、処理対象のサンプリングデータを順次選択し、各処理対象のサンプリングデータを含む所定数のサンプリングデータにおけるＨレベル信号またはＬレベル信号の数に基づいて、処理対象の各サンプリングデータをＨレベル信号またはＬレベル信号に順次設定するノイズ除去処理部と、前記ノイズ除去処理部でＨレベル信号またはＬレベル信号に設定された各処理済みサンプリングデータに基づいてタイムコード信号のデコード処理を行うデコード処理部とを備える、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ノイズ除去処理部を備えているので、ノイズが混入したデジタル信号を、ノイズの少ないきれいなデジタル信号に変換できる。このため、ノイズを除去したデジタル信号に基づいてデコード処理を行えるので、受信感度が向上し、正しい時刻情報を取得することができる。
また、本発明のノイズ除去処理部は、処理対象のサンプリングデータを含む所定数のサンプリングデータにおけるＨレベル信号またはＬレベル信号の数で処理対象のサンプリングデータの信号レベルを設定しているので、特許文献１に記載の所定周期毎にデータを平均化するエリア平均化方式に比べてリアルタイムに処理することができる。
さらに、エリア平均化方式では、信号の立ち下がりの位置がタイミングによって大きく変わってしまう問題があるが、本発明では、１個のサンプリングデータ毎にノイズ除去処理を行っているので、信号立ち下がり位置のばらつきも軽減でき、ビット同期の精度も向上できる。
【００１０】
本発明の標準電波受信装置では、前記ノイズ除去処理部は、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号の数がＬレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、Ｌレベル信号の数がＨレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、Ｌレベル信号とＨレベル信号の数が同じ場合には、処理対象のサンプリングデータを、予め設定したＨレベル信号またはＬレベル信号のいずれかに設定する多数決方式で処理することが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、多数決方式でノイズ除去処理を行っているので、特に、信号の種類によって、信号レベルがＨまたはＬに変化する期間のサンプリングデータのノイズを効果的に除去することができる。
【００１２】
本発明の標準電波受信装置では、前記ノイズ除去処理部は、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｌレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＨレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定するＬ優先方式で処理することが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、Ｌ優先方式でノイズ除去処理を行っているので、特に、信号レベルがＬの期間における立ち上がりノイズを効果的に除去することができる。
また、信号の立ち下がりタイミングを精度良く検出できるため、立ち下がりを基点とする受信フォーマットのタイムコード信号の、ビット同期の精度も向上できる。
【００１４】
本発明の標準電波受信装置では、前記ノイズ除去処理部は、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＬレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定するＨ優先方式で処理することが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、Ｈ優先方式でノイズ除去処理を行っているので、特に、信号レベルがＨの期間における立ち下がりノイズを効果的に除去することができる。
また、信号の立ち上がりタイミングを精度良く検出できるため、立ち上がりを基点とする受信フォーマットのタイムコード信号の、ビット同期の精度も向上できる。
【００１６】
本発明の標準電波受信装置では、前記ノイズ除去処理部は、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号の数がＬレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、Ｌレベル信号の数がＨレベル信号の数よりも多い場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、Ｌレベル信号とＨレベル信号の数が同じ場合には、処理対象のサンプリングデータを、予め設定したＨレベル信号またはＬレベル信号のいずれかに設定する多数決方式と、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｌレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＨレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定するＬ優先方式と、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＬレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定するＨ優先方式とを選択可能に構成され、前記標準電波のタイムコードに含まれる各信号において、共通してＬレベルとなる期間はＬ優先方式で処理し、共通してＨレベルとなる期間はＨ優先方式で処理し、各信号においてＬレベルおよびＨレベルが混在する期間は多数決方式で処理することが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、１秒間の信号における各期間において適切なノイズ除去方式を適用できるので、より効果的なノイズ除去を行うことができる。例えば、ＪＪＹにおいては、必ずＬレベルとなる０〜２００msecの期間や、必ずＨレベルとなる８００〜１０００msecの期間は、それぞれに適したＬ優先方式やＨ優先方式で処理できるので、ノイズを効果的に除去することができる。
【００１８】
本発明の標準電波受信装置では、前記ノイズ除去処理部は、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｌレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＨレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定するＬ優先方式と、前記所定数のサンプリングデータにおいて、Ｈレベル信号が１つ以上含まれている場合には、処理対象のサンプリングデータをＨレベル信号に設定し、すべてのサンプリングデータがＬレベル信号の場合のみ、処理対象のサンプリングデータをＬレベル信号に設定するＨ優先方式とを選択可能に構成され、処理対象のサンプリングデータの１つ前のサンプリングデータがノイズ除去処理部でＬレベルと設定された場合は、Ｌ優先方式で処理し、処理対象のサンプリングデータの１つ前のサンプリングデータがノイズ除去処理部でＨレベルと設定された場合は、Ｈ優先方式で処理することが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、１つ前のサンプリングデータの判定結果に基づいてＬ優先方式またはＨ優先方式を選択しているので、ノイズを効果的に除去することができる。すなわち、タイムコードの各信号は１秒間の期間内でＬレベルおよびＨレベルの切換時以外は、１つ前の信号レベルと同じレベルとなる。このため、殆どのサンプリングデータにおいては、１つ前の信号レベルと同じレベルであり、１つ前がＬレベルであれば今回もＬレベルである可能性が高いため、Ｌレベルにおけるノイズ除去に適したＬ優先方式で処理することで、立ち上がりノイズを効果的に除去できる。同様に、１つ前がＨレベルであれば今回もＨレベルである可能性が高いため、Ｈレベルにおけるノイズ除去に適したＨ優先方式で処理することで、立ち下がりノイズを効果的に除去できる
【００２０】
本発明の標準電波受信装置において、前記ノイズ除去処理部は、前記所定数のサンプリングデータを、処理対象のサンプリングデータと、その処理対象のサンプリングデータの直前の複数個のサンプリングデータとで構成することが好ましい。
【００２１】
本発明では、処理対象のサンプリングデータと、その前後のサンプリングデータとを利用してノイズ処理を行うこともできるが、処理対象とその直前のサンプリングデータとで所定数のサンプリングデータを構成してノイズ処理を行えば、サンプリング処理によって処理対象のサンプリングデータを入手後、直ちにノイズ除去処理ができ、リアルタイム性が向上し、かつ、処理の負荷を抑えることができる。
【００２２】
本発明の標準電波受信装置は、前記ノイズ除去処理部でＨレベル信号またはＬレベル信号に設定された各処理済みサンプリングデータが、Ｈレベル信号からＬレベル信号に変化する立ち下がりタイミングまたはＬレベル信号からＨレベル信号に変化する立ち上がりタイミングのうちの予め設定されたいずれか一方を検出し、検出した各立ち下がりタイミングまたは立ち上がりタイミングが略１秒周期でかつ所定回数連続した場合に、それらの立ち下がりタイミングまたは立ち上がりタイミングをビット同期位置と判定するビット同期処理部を備え、前記デコード処理部は、前記ビッド同期処理部で判定されたビット同期位置から１秒間の前記処理済みサンプリングデータを解析してタイムコードをデコードすることが好ましい。
【００２３】
ここで、ビット同期処理部において、立ち上がりタイミングを検出するのか、立ち下がりタイミングを検出するのかは、１秒間隔で発生するＴＣＯ信号の各ビットデータの出力開始位置におけるデータの変化方向に基づいて設定される。この各ビットデータの出力開始位置におけるデータの変化方向は、受信する標準電波の種類や、受信回路における処理等によって予め設定されるため、前記ビット同期処理部において、立ち上がりタイミングを検出するのか、立ち下がりタイミングを検出するのかも予め設定することができる。
【００２４】
本発明によれば、所定回数連続で略１秒周期の立ち下がりまたは立ち上がりを検出した場合にビット同期位置と判定するビット同期処理部を備えているので、正確なビット同期位置を検出できる。従って、各ビットデータも正しく認識でき、６０秒分のビットデータによりタイムコード（時刻情報）も正しく解析でき、正しい時刻情報を取得できる。
【００２５】
本発明の標準電波受信装置において、前記デコード処理部は、前記ビット同期位置からの経過時間によって設定される所定期間におけるサンプリングデータのＬレベル信号またはＨレベル信号の数によってタイムコードをデコードすることが好ましい。
例えば、ＪＪＹにおいては、ビット同期位置（０msec）からの経過時間によって設定される２００〜５００msecの期間は、信号「Ｐ」のみがＨレベルとなり、他の信号「１，０」はＬレベルとなる。従って、上記期間のサンプリングデータのＬレベル信号またはＨレベル信号の数を数え、上記期間がＨレベルであることを判別できれば、そのビット（１秒間）のデータが信号「Ｐ」であることを判別できる。また、信号「１」および「０」を比較すると、信号「１」は５００〜１０００msecの期間全体がＨレベルとなるのに対し、信号「０」は８００〜１０００msecの期間のみＨレベルとなる。従って、５００〜１０００msecの期間のサンプリングデータのＬレベル信号またはＨレベル信号の数を数え、上記期間がＨレベルであることを判別できれば、そのビットデータは信号「１」であると判別できる。そして、上記の条件によって、信号「Ｐ」、「１」のいずれでもないと判断された場合には、そのビットデータは信号「０」と判別できる。
【００２６】
このような本発明によれば、所定期間のサンプリングデータのＬレベル信号またはＨレベル信号の数によって、各ビットデータも正しく判別でき、６０秒分のビットデータによりタイムコード（時刻情報）も正しく解析できる。さらに、所定期間のサンプリングデータのＬレベル信号やＨレベル信号の数をカウントすることで各信号を判別できるため、データ処理によって容易に判別できる。また、別途信号を判別するための部品（ハードウェア）などを追加する必要がないため、コストを低減できる。その上、受信する標準電波の種類が変更された場合でも、前記所定期間や、Ｌレベル信号またはＨレベル信号の数による判定基準（閾値）を変更するだけで対応可能なため、ソフト処理も簡単になり、コストも低減できる。
【００２７】
本発明の電波修正時計は、前記標準電波受信装置と、内部時刻情報を計時する計時部と、前記標準電波受信装置でデコードされたタイムコードに基づいて時刻情報を取得し、前記内部時刻情報を修正する時刻情報修正部と、前記内部時刻情報を表示する時刻表示部と、を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、前記標準電波受信装置を備えているので、正しい時刻情報を取得できる。このため、時刻情報修正部で内部時刻情報を正しく修正でき、時刻表示部で正しい時刻を表示できる。
【００２９】
本発明は、タイムコードが重畳された標準電波を受信する標準電波受信方法であって、前記標準電波を受信し、その受信信号をＨレベルまたはＬレベルに二値化処理して得られたタイムコード信号を出力する受信工程と、前記タイムコード信号を処理する処理工程とを備え、前記処理工程は、前記タイムコード信号に対して所定の周期でサンプリングを行うサンプリング処理工程と、前記サンプリング処理工程で得られた複数のサンプリングデータにおいて、処理対象のサンプリングデータを順次選択し、各処理対象のサンプリングデータを含む所定数のサンプリングデータにおけるＨレベル信号またはＬレベル信号の数に基づいて、処理対象の各サンプリングデータをＨレベル信号またはＬレベル信号に順次設定するノイズ除去処理工程と、前記ノイズ除去処理部でＨレベル信号またはＬレベル信号に設定された各処理済みサンプリングデータに基づいてタイムコード信号のデコード処理を行うデコード処理工程とを備えることを特徴とする。
この発明においても、前記標準電波受信装置と同じ作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る電波修正時計１を図面に基づいて説明する。
【００３１】
［電波修正時計１の全体構成］
電波修正時計１は、図１に示すように、標準電波信号を受信するアンテナ３と、アンテナ３で受けた受信信号を処理してＴＣＯ（Time Code Out）信号を出力する受信回路４と、受信回路４で生成されたＴＣＯ信号（デジタル信号）をデコードして時刻情報を取得する処理手段５と、処理手段５で取得される時刻情報を表示する時刻表示部６とを備える。
なお、本実施形態では、アンテナ３および受信回路４によって受信手段が構成されている。
【００３２】
［受信回路の構成］
受信回路４は、図示を略すが、同調回路、増幅回路、バンドパスフィルタ、包絡線検波回路、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路、二値化回路等を備える一般的な受信回路である。
なお、本実施形態の受信回路４は、日本の標準電波「ＪＪＹ」を受信可能に構成されているが、同調回路等を用いて、アメリカ合衆国の標準電波「ＷＷＶＢ」、ドイツの標準電波「ＤＣＦ７７」、イギリスの標準電波「ＭＳＦ」、中華人民共和国の標準電波「ＢＰＣ」などの各地域における標準電波を受信可能に構成してもよい。
【００３３】
ここで、標準電波信号は、１秒ごとに「Ｈレベル」と「Ｌレベル」の信号比を変えたもので、「Ｐ」、「１」、「０」のデータを送信し、それを各国毎に所定の時刻情報フォーマット（タイムコードフォーマット）に基づいて解析することで、現在の時刻情報が分かる仕組みになっている。
なお、ＪＪＹでは、図２に示すように、各マーカを示す信号Ｐは約０．２秒のパルス幅の信号であり、各項目において「１」を表す信号は約０．５秒のパルス幅の信号、「０」を表す信号は約０．８秒のパルス幅の信号である。
なお、ＪＪＹの送信信号は、電波（パルス）の立ち上がりから立ち上がりが１秒であるが、受信回路４で反転されるため、受信回路４から出力されるＴＣＯ信号では図２に示すように、立ち下がりから立ち下がりが１秒とされる。このため、「Ｐ，１，０」の各信号のパルス幅も信号レベルがＬレベルの部分の長さで設定される。
【００３４】
なお、上記において、ＪＪＹにおけるタイムコード（ＴＣ）の認識を例示したが、受信された標準電波が他の種類である場合、それぞれの電波に対応するパルス幅（デューティ）により、ＴＣを認識する。例えば、アメリカ合衆国における標準電波（ＷＷＶＢ）では、図示を略すが、電波の立ち下がりから立ち下がりが１秒であり、電波の立ち下がりからＬレベルの信号部分の幅が約０．２秒の場合に「０」の信号、Ｌレベルの信号部分の幅が約０．５秒の場合に「１」の信号、Ｌレベルの信号部分の幅が約０．８秒の場合に「Ｐ」の信号と判定する。
【００３５】
［処理手段の構成］
処理手段５は、ＣＰＵで構成され、データ記憶部５１と、計時部５３と、サンプリング処理部５４と、ノイズ除去処理部５５と、ビット同期処理部５６と、デコード処理部５７と、時刻情報修正部５８とを備える。
【００３６】
データ記憶部５１は、ＲＡＭで構成され、第１記憶部５１１、第２記憶部５１２、第１判定カウンタ５１３、第２判定カウンタ５１４を備える。
第１記憶部５１１は、受信回路４から出力されるＴＣＯ信号をサンプリング処理部５４でサンプリングしたデータ（サンプリングデータ）を記憶するものである。
第２記憶部５１２は、第１記憶部５１１に記憶されたデータに対してノイズ除去処理部５５によって処理された処理済みサンプリングデータを記憶するものである。
第1判定カウンタ５１３、第２判定カウンタ５１４は、デコード処理部５７において、タイムコード解析を行う際に利用されるものである。
【００３７】
計時部５３は、時刻表示部６に表示する内部時刻情報を計時するものである。具体的には、電波修正時計１に設けられる水晶振動子（図示略）から出力されるクロック信号をカウントして時間を計測する。
【００３８】
サンプリング処理部５４は、受信回路４から出力されるＴＣＯ信号を、所定のサンプリング周波数（例えば６４Ｈｚ）でサンプリング処理するものである。
ノイズ除去処理部５５は、後述するノイズ除去処理を実行するものである。
【００３９】
ビット同期処理部５６は、ＴＣＯ信号の立ち下がりタイミングを検出してビット同期位置を検出する処理を行うものである。
デコード処理部５７は、第２記憶部５１２に記憶された処理済みサンプリングデータ（ビットデータ）に基づいてタイムコードを解析し、時刻情報を取得する処理を行うものである。
【００４０】
時刻情報修正部５８は、デコード処理部５７で取得された時刻情報に基づいて、計時部５３で計時している内部時刻情報を正しい時刻情報に修正するものである。
【００４１】
［時刻表示部の構成］
本実施形態の時刻表示部６は、時針、分針、秒針で時刻を指示する指針式の時刻表示部である。なお、時刻表示部６としては、液晶パネルやＥＰＤ（Electrophoretic Display）などを用いて時刻を表示するデジタル表示式の時刻表示部でもよく、要するに時刻情報を表示できるものであればよい。
従って、本実施形態では、アンテナ３と、受信回路４と、処理手段５のデータ記憶部５１、サンプリング処理部５４、ノイズ除去処理部５５、ビット同期処理部５６、デコード処理部５７によって、標準電波受信装置が構成されている。
【００４２】
［受信処理手順の説明］
次に、本実施形態の処理手段５における受信処理手順について説明する。
まず、処理手段５は、図３に示すように、指定の送信局を選択して受信を開始することを指示する制御信号を受信回路４に送信し、受信処理を開始する（ステップＳ１）。
受信回路４は、その制御信号を受けて、受信する局の周波数に合わせてアンテナ３を同調する。そして、受信回路４は、アンテナ３から入ってくるアナログ信号を、所定の閾値を用いて「Ｈレベル」および「Ｌレベル」の２値に区分したデジタル信号に変換する。
【００４３】
次に、処理手段５は、ノイズ除去処理を開始する（ステップＳ２）。すなわち、ノイズ除去処理を開始すると、処理手段５は図４に示すノイズ除去処理を実行する。このノイズ除去処理は、受信開始から受信終了まで継続して実行される。
ノイズ除去処理を開始すると、図４に示すように、サンプリング処理部５４は、受信回路４で生成されたデジタル信号（タイムコード信号）を所定周期毎にサンプリングする（ステップＳ２１）。本実施形態では、水晶振動子からのクロック信号を用いて、６４Ｈｚ周期でサンプリングしている。
【００４４】
次に、ノイズ除去処理部５５は、サンプリングした各データを、第１記憶部５１１に記憶する（Ｓ２２）。なお、本実施形態では、ＣＰＵ内に設けられて、使用できる範囲（容量）に制限があるＲＡＭ領域を有効に使うため、第１記憶部５１１は、７回分のサンプリングデータを記憶できる領域を確保している。このため、ノイズ除去処理部５５は、Ｓ２２において、新しいサンプリングデータ（処理対象のサンプリングデータ）を格納する場合、一番古いサンプリングデータを削除し、空いた領域を一つずつ詰めて、最後に今回のサンプリングデータを記憶させている。
従って、第１記憶部５１１には、常に最新の７回分のサンプリングデータが記憶されていることになる。
【００４５】
次に、ノイズ除去処理部５５は、第１記憶部５１１に記憶された最新の７回分のサンプリングデータにおけるＬレベルのデータ（Ｌデータ）の数をカウントする（Ｓ２３）。
そして、ノイズ除去処理部５５は、予め設定された判定基準に従って、１番新しい処理対象のサンプリングデータの値を判定する。本実施形態では、多数決方式によって判定している。
具体的には、ノイズ除去処理部５５は、最新の７回分のサンプリングデータにおいて、Ｌデータの数が４以上であるかを判断する（Ｓ２４）。
そして、Ｌデータの数が４以上であれば、処理対象のサンプリングデータを「Ｌレベル」と判定する（Ｓ２５）。一方、Ｌデータの数が３以下、つまりＨデータが４以上であれば、処理対象のサンプリングデータを「Ｈレベル」と判定する（Ｓ２６）。
すなわち、本実施形態では、ノイズ除去処理部５５は、最新の７回分のサンプリングデータにおけるＬレベルおよびＨレベルのうち、数が多いレベルを処理対象のサンプリングデータと判定する多数決方式を採用している。
【００４６】
次に、ノイズ除去処理部５５は、判定結果を第２記憶部５１２に記憶する（Ｓ２７）。従って、第２記憶部５１２には、前述の多数決方式で判定された処理済みサンプリングデータが順次記憶される。
次に、ノイズ除去処理部５５は、ノイズ除去処理を終了するか否かを判断する（Ｓ２８）。前述の通り、本実施形態では、ノイズ除去処理は受信開始から終了まで継続するため、Ｓ２８では、受信が終了している場合はノイズ除去処理も終了と判断し、受信が継続していればノイズ除去処理も継続と判断する。
そして、Ｓ２８で「Ｎｏ」と判断された場合は、Ｓ２１〜２８の処理を繰り返す。すなわち、ノイズ除去処理では、Ｓ２１，２２で最初の７個のサンプリングデータが揃えばＳ２３〜Ｓ２７の処理を実行できる。その後は、Ｓ２１，２２でサンプリングデータを第１記憶部５１１に記憶するごとにＳ２４〜Ｓ２７の処理を行うことで、受信が継続している間、各サンプリングデータのノイズ除去処理を行う。
一方、Ｓ２８で「Ｙｅｓ」と判断されると、つまり受信処理が終了すると、処理手段５はノイズ除去処理を終了する。
【００４７】
［ノイズ除去処理の具体例］
ここで、ノイズ除去処理の多数決方式の具体例について、図５を参照して説明する。図５には、ＪＪＹの信号「１」の波形を示す信号であるが、ノイズが乗ったためにそのままでは判別できないデジタル信号を、ノイズ除去処理部５５で処理した一例が示されている。
図５（Ａ）は、受信回路４から出力されたＴＣＯ信号（デジタル信号）１００の波形例である。図５（Ｂ）は、上記ＴＣＯ信号１００をサンプリング処理部５４でサンプリング処理した結果を示す。本実施形態では、６４Ｈｚ周期でサンプリング処理しており、ＴＣＯ信号１００がＨレベルの領域はサンプリング結果も「Ｈ」とされ、Ｌレベルの領域はサンプリング結果も「Ｌ」とされる。
【００４８】
ここで、図５（Ｂ）のサンプリングデータ１０１を、ノイズ除去処理部５５で処理する場合について説明する。ノイズ除去処理部５５は、図５（Ｃ）に示すように、今回のサンプリングデータ１０１および過去６回のサンプリングデータの計７個のサンプリングデータで判定用のデータセット１１１としている。すなわち、データセット１１１は、図５（Ｂ）のサンプリングデータ１０１から引かれた実線の矢印で示されるように、サンプリングデータ１０１がそのまま格納されるとともに、点線の矢印で示されるように、図５（Ｂ）のサンプリングデータ１０１の左側に配置された過去６回のサンプリングデータが格納されている。
そして、ノイズ除去処理部５５は、前記データセット１１１におけるＬデータの数をカウントする。データセット１１１では、Ｌデータの数が３個であり、Ｈデータの数が４個であるため、ノイズ除去処理部５５は、Ｓ２４，Ｓ２６によって、今回のサンプリングデータ１０１は「Ｈレベル」と判定する。従って、ノイズ除去処理部５５は、図５（Ｄ）に示すように、第２記憶部５１２に、処理済みサンプリングデータ１２１として、「Ｈ」を記憶する。
【００４９】
同様に、図５（Ｂ）のサンプリングデータ１０２は、データセット１１２でＬデータの数が４個となるため、第２記憶部５１２には、サンプリングデータ１２２として「Ｌ」を記憶する。
また、サンプリングデータ１０３は、データセット１１３でＬデータの数が６個となるため、第２記憶部５１２には、サンプリングデータ１２３として「Ｌ」を記憶する。
また、サンプリングデータ１０４は、データセット１１４でＬデータの数が２個となるため、第２記憶部５１２には、サンプリングデータ１２４として「Ｈ」を記憶する。
また、サンプリングデータ１０５は、データセット１１５でＬデータの数が３個となるため、第２記憶部５１２には、サンプリングデータ１２５として「Ｈ」を記憶する。
【００５０】
以上のように、各サンプリングデータをノイズ除去処理部５５で処理することで、図５（Ａ）に示すように、ノイズがのったＴＣＯ信号を、図５（Ｅ）に示すように、ノイズを除去した信号１３０に変換できる。
以上のノイズ除去処理は、前述したように、受信開始から受信終了まで行われる。
【００５１】
［ビット同期処理］
処理手段５は、以上のノイズ除去処理と並行し、ビット同期処理部５６によるビット同期処理Ｓ３を実行する。
ビット同期処理部５６は、ノイズ除去処理部５５によってノイズが除去されて第２記憶部５１２に記憶された信号、具体的には、図５（Ｄ，Ｅ）に示すノイズ除去処理した信号１３０を用いてビット同期処理Ｓ３を実行する。
ビット同期処理部５６は、図６に示すように、ビット同期処理を開始すると、まず、第２記憶部５１２に記憶された今回の処理済みサンプリングデータの判定結果が「Ｌ」であるかを判定する（Ｓ３１）。ここで、ビット同期処理部５６は、ＨからＬとなる信号の立ち下がりタイミングを検出してビット同期を確認する。このため、今回のサンプリングデータの判定結果が「Ｈ」であれば、少なくとも立ち下がりタイミングではないため、次回のサンプリング結果で再び図６に示すビット同期を行う。
【００５２】
一方、Ｓ３１で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ビット同期処理部５６は、前回のサンプリング結果が「Ｈ」であるかを判定する（Ｓ３２）。ここで。今回のサンプリングデータが「Ｌ」であっても、前回のサンプリングデータが「Ｈ」で無ければ立ち下がりタイミングではないため、次回のサンプリング結果で再び図６に示すビット同期を行う。
【００５３】
そして、Ｓ３２で「Ｙｅｓ」と判定されると、つまり今回のサンプリングデータが「Ｌ」であり、前回のサンプリングデータが「Ｈ」であると、ＨからＬに変化した信号立ち下がりタイミングを検出したことになる（Ｓ３３）。
【００５４】
次に、ビット同期処理部５６は、前回の立ち下がりから今回の立ち下がりまでの間隔が約１秒であるかを確認する（Ｓ３４）。具体的には、立ち下がりの間隔が、１秒±62.5msecであるかを確認する。すなわち、本実施形態では６４Ｈｚのサンプリングデータであるため、各サンプリングデータのパルス幅は、1000msec／64＝15.625msecとなる。そして、本実施形態のビット同期処理部５６は、立ち下がりの間隔が、１秒±４サンプルであれば約１秒間隔となっていると判定するように設定されている。４サンプル（サンプリングデータ４個分）は、15.625msec×４＝62.5msecとなるため、ビット同期処理部５６は立ち下がりの間隔が１秒±62.5msecであれば約１秒間隔と判定していることになる。
そして、図７（Ａ）に示すように、ノイズが混入している信号波形では、立ち下がりと立ち下がりの間隔が１秒周期とならない。ノイズ除去処理部５５で処理したサンプリングデータにおいても立ち下がりの間隔が１秒周期ではない場合、ノイズ除去処理部５５でノイズを除去し切れていないことが分かる。従って、このようなノイズによって信号が立ち下がるタイミングに基づいて誤った秒同期を行ってしまうことを防止できる。
一方、図７（Ｂ）に示すように、ノイズが除去された信号波形では、立ち下がりの間隔が略１秒周期となる。
【００５５】
そこで、ビット同期処理部５６は、Ｓ３４で「Ｙｅｓ」と判定された場合は、立ち下がり間隔が１秒周期となった状態を５回連続で検出したか否かを判定する（Ｓ３５）。
そして、Ｓ３５で「Ｙｅｓ」と判定すると、ビット同期処理部５６は、ビット同期に成功したと判定し、サンプリング信号の立ち下がり位置をビット同期位置とする（Ｓ３６）。なお、５回連続で検出した場合にビット同期位置を確定しているのは、５回連続して立ち下がり間隔が略１秒間隔となっていれば、正確なビット同期位置であると判定できるためである。
【００５６】
一方、ビット同期処理部５６は、Ｓ３４やＳ３５で「Ｎｏ」と判定された場合は、秒同期を取ることができないため、次回のサンプリング結果で再びビット同期を行う。
従って、図７（Ａ）に示すように、ノイズ除去処理部５５でノイズを除去していない場合は、信号の立ち下がりによってビット同期位置を確定できないが、図７（Ｂ）に示すようにノイズを除去すれば、信号の立ち下がりによってビット同期位置を確定でき、ノイズ除去処理が有効であることがわかる。
【００５７】
［デコード処理］
図３に示すように、ビット同期処理Ｓ３が終了すると、デコード処理部５７によりデコード処理Ｓ４が実行される。
デコード処理部５７は、デコード処理Ｓ４を開始すると、まず、図８に示すタイムコード解析処理を行う。
タイムコード解析処理では、デコード処理部５７は、ビット同期位置から１秒間のサンプリングデータを解析し、「Ｐ」、「１」、「０」の判別を行う。
【００５８】
そのため、デコード処理部５７は、第２記憶部５１２に記憶されたサンプリングデータを順次確認して処理する。
具体的には、デコード処理部５７は、処理対象のサンプリングデータが、ビット同期処理部５６で検出したビット同期位置であるかを判定する（Ｓ４１）。ここで、ビット同期位置は、１秒間のタイムコード信号の起点であり、終点でもある。
そして、デコード処理部５７は、Ｓ４１で「Ｎｏ」と判断された場合、つまり処理対象のサンプリングデータがビット同期位置となるまでは、そのサンプリングデータがビット同期位置から２００〜５００msecの期間であるかを判定する（Ｓ４２）。
【００５９】
Ｓ４２で「Ｙｅｓ」と判定されると、デコード処理部５７は、処理対象のサンプリングデータが「Ｌ」のデータであれば、データ記憶部５１に設けられた第１判定カウンタ５１３に「１」を追加（加算）する（Ｓ４３）。
従って、第１判定カウンタ５１３には、ビット同期位置から２００〜５００msecの期間にあるサンプリングデータの中で、Ｌデータの数が記憶されることになる。
ここで、６４Ｈｚ周期のサンプリングデータであれば、１つのサンプリングデータのパルス幅は、1000msec／64＝15.625msecである。また、２００〜５００msecの期間は３００msecの時間幅となる。そして、300／15.625＝１９．２であるから、２００〜５００msecの期間には２０個のサンプリングデータが存在する。従って、第１判定カウンタ５１３には、この２０個のサンプリングデータの中で、Ｌデータであったサンプリングデータの数が記憶される。
【００６０】
一方、Ｓ４２で「Ｎｏ」と判定されると、デコード処理部５７は、処理対象のサンプリングデータがビット同期位置から５００〜１０００msecの期間であるかを判定する（Ｓ４４）。
そして、Ｓ４４で「Ｙｅｓ」と判定されると、デコード処理部５７は、処理対象のサンプリングデータが「Ｌ」のデータであれば、データ記憶部５１に設けられた第２判定カウンタ５１４に「１」を追加（加算）する（Ｓ４５）。
従って、第２判定カウンタ５１４には、ビット同期位置から５００〜１０００msecの期間にあるサンプリングデータ（６４Ｈｚ周期のサンプリングデータであれば３２個）の中で、Ｌデータの数が記憶されることになる。
【００６１】
また、Ｓ４４で「Ｎｏ」と判定された場合は、即ちビット同期位置から０〜２００msecの期間は、各判定カウンタ５１３，５１４を更新することなく、そのサンプリングデータの判定処理を終了する。
デコード処理部５７は、以上のＳ４１〜Ｓ４５の処理を、各処理済みサンプリングデータ毎に繰り返し実行する。
そして、ビット同期位置から１秒が経過して次のビット同期位置になり、Ｓ４１で「Ｙｅｓ」と判定されると、それまでの１秒間のビットデータの解析を行う。
【００６２】
すなわち、Ｓ４１で「Ｙｅｓ」と判定され、次のビット同期位置となると、デコード処理部５７は、第１判定カウンタ５１３を確認し、カウンタ値つまり格納されたＬの数が１０未満であるかを判定する（Ｓ４６）。
ここで、第１判定カウンタ５１３が１０未満であれば、つまり２００〜５００msecの２０個のサンプリングデータのうち、Ｌデータが半分未満（Ｈデータが１０以上）であれば、２００〜５００msecがＨレベルであると想定できる。ここで、２００〜５００msecがＨレベルとなるのは、図２に示すように、信号「Ｐ」のみであるため、ビット同期処理部５６はその１秒のビットデータを「Ｐ」と判定する（Ｓ４７）。
【００６３】
また、Ｓ４６で「Ｎｏ」と判定された場合、つまり「Ｐ」でなかった場合、デコード処理部５７は、第２判定カウンタ５１４を確認し、カウンタ値つまり格納されたＬの数が１２未満であるかを判定する（Ｓ４８）。
ここで、第２判定カウンタ５１４が１２未満であれば、５００〜１０００msecの３２個のサンプリングデータのうち、Ｌデータが半分未満（１２未満）となる。従って、Ｈデータは１２以上（半分以上）となり、５００〜１０００msecがＨレベルであると想定できる。ここで、「Ｐ」以外の信号「０」、「１」のうち、５００〜１０００msecがＨレベルとなるのは、図２に示すように、信号「１」のみであるため、デコード処理部５７はその１秒のビットデータを「１」と判定する（Ｓ４９）。
一方、Ｓ４８で「Ｎｏ」と判定された場合、その１秒のビットデータを「０」と判定する（Ｓ５０）。
【００６４】
このような処理を行うことで、各ビットデータを正しい信号に解析できる。例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に示すノイズ除去前の信号でタイムコード解析を行うと、第２判定カウンタ５１４は１２となるので、そのビットデータを「０」と誤判定してしまう。これに対し、図５（Ｄ），（Ｅ）に示すノイズ除去後の信号でタイムコード解析を行えば、第２判定カウンタ５１４は１なので、そのビットデータも「１」と正しく判定される。よって、本実施形態によれば、信号からノイズを除去することで正しいビットデータを判定することができ、本実施形態が有効なことが分かる。
このようにして、デコード処理部５７は、ノイズが除去された信号に基づいて、１秒毎のビットデータが「Ｐ，１，０」のいずれであるかを解析する。
【００６５】
次に、デコード処理部５７は、タイムコード解析処理で解析した６０秒分のビットデータつまり０秒位置から１分間受信したデータを、ＪＪＹのタイムコードフォーマットに従って解析して、時刻コードを得る。
【００６６】
デコード処理部５７で時刻コード（時刻情報）を取得すると、時刻情報修正部５８は、計時部５３で計時している内部時刻情報を、デコード処理部５７で取得した時刻情報で修正する。
そして、計時部５３は、修正された内部時刻情報に基づいて時刻表示部６の指針の指示位置を修正し、時刻表示部６で指示される時刻を正しい時刻に修正する。
【００６７】
そして、受信が終了すると、図４のＳ２８で「Ｙｅｓ」と判定され、図３に示すように、受信開始から継続して行われていたノイズ除去処理も終了される（Ｓ５）。従って、以上により受信処理も完了する。
【００６８】
［第１実施形態の作用効果］
本実施形態の電波修正時計１では、ノイズ除去処理部５５を備えているので、ノイズが混入したデジタル信号を、ノイズの少ないきれいなデジタル信号に変換できる。このため、ノイズを除去したデジタル信号に基づいて従来のデコード処理を行えるので、受信感度が向上し、正しい時刻情報を取得することができる。
【００６９】
また、本実施形態のノイズ除去処理部５５は、処理対象のサンプリングデータと、過去６回のサンプリングデータとを用いて、処理対象のサンプリングデータを更新しているので、特許文献１に記載の所定周期毎にデータを平均化するエリア平均化方式に比べてリアルタイム処理に適している。すなわち、エリア平均化方式では、１つのエリア分のサンプリングデータを入手しないと平均化処理が行えないが、本実施形態では、処理対象のサンプリングデータを入手するごとにノイズ除去処理を行うことができるため、リアルタイム処理に適している。
【００７０】
さらに、エリア平均化方式では、複数個のサンプリング結果で、大きい周期のエリアの信号レベルを決定しているため、エリアを細かく設定するとノイズ除去の効果が下がる。すなわち、例えば、３〜５個程度のサンプリングデータで１つのエリアとすると、２〜３個程度のサンプリングデータにノイズが載っていても、そのノイズの影響を受けやすくなる。一方、例えば１０個程度のサンプリングデータで１つのエリアとすると、２〜３個程度のサンプリングデータにノイズが載っていてもその影響を除去できるが、図１５，１６に示すように、信号の立ち下がりの位置がタイミングによって大きく変わってしまう問題がある。
これに対し、本実施形態では、１個のサンプリングデータ毎にノイズ除去処理を行っているので、特許文献１のようなエリアの分割タイミングによる信号立ち下がり位置のばらつきが生じることはない。従って、ビット同期の精度も向上できる。
【００７１】
なお、本実施形態では、図９に示すように、受信信号の立ち下がりタイミングに対して、処理済みサンプリングデータの立ち下がりタイミングがずれるが、このずれはノイズ除去方式の特性によるため、容易に補正できる。
例えば、図９では、１００Ｈｚのサンプリング周波数でサンプリングし、１０個のサンプリングデータにおいて、Ｌデータが４個以下の場合は「Ｈ」と判定し、Ｌデータが５個以上の場合は「Ｌ」と判定する。この場合、図９（Ａ）に示す受信信号の立ち下がりタイミングに対し、図９（Ｅ）に示すノイズ除去処理後の信号の立ち下がりタイミングは、４０msec遅れるが、これは特許文献１のように分割タイミングによるばらつきではなく、ノイズ除去方式の特性によるため、その遅れ量も一定している。従って、受信成功後に補正したり、ノイズ除去方式をＬ優先方式（１０個のサンプリングデータのうち、１個でもＬデータがある場合は「Ｌ」と判定する方式）を採用することで解決できる。
【００７２】
さらに、本実施形態のノイズ除去処理部５５は、サンプリングで取得したデータをソフト処理する際に工夫することでノイズを効果的に除去しており、追加部品等が無いので、感度を向上するための追加コストがかからず、安価に提供できる。
また、受信する標準電波の種類つまりタイムコードフォーマットが変わっても、第１記憶部５１１に記憶するサンプリングデータ数と、判定条件（例えばＬレベルの数によって判定する場合の閾値（スレッシュホールド）を可変させるだけで対応できるので、ソフト処理を単純化でき、かつ、その処理を行うプログラムなどを記憶するために必要なＲＯＭ容量も少なくて済む。従って、この点でもコストを低減できる。
【００７３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１０〜１２を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、前述した他の実施形態と同一または同様の構成については、同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
【００７４】
前記第１実施形態のノイズ除去処理部５５は、処理対象のサンプリングデータをＨレベルおよびＬレベルに判定する際に、第１記憶部５１１に記憶したデータセットにおいてＬおよびＨの数が多いほうとする多数決方式を採用している。
これに対し、第２実施形態のノイズ除去処理部５５は、第１記憶部５１１に記憶したデータセットにおいてＬが１つでもある場合に、処理対象のサンプリングデータをＬレベルに判定するＬ優先方式を採用している。
【００７５】
このＬ優先方式は、Ｌレベルの信号中に立ち上がりノイズが入った場合に、そのノイズを効果的に除去する際に適している。
ここで、１分間に送られてくるＪＪＹの標準電波信号を統計的に見ると、３回に２回が「０」である。「０」の信号は、０〜８００msec間は「Ｌ」であり、「Ｌ」信号中に立ち上がりノイズが入る確率のほうが、「Ｈ」信号中に立ち下がりノイズが入る確率よりも高くなる。よって、前記第１実施形態のような多数決方式と、第２実施形態のＬ優先方式と、Ｌ優先方式とは逆に１つでもＨがある場合に、処理対象のサンプリングデータをＨレベルに判定するＨ優先方式の３つの方式の中では、立ち上がりノイズ除去に優れたＬ優先方式が最も有効である。
【００７６】
例えば、図１０〜１２は、「０」の信号にノイズが乗った同一の信号波形に対して、それぞれＬ優先方式、多数決方式、Ｈ優先方式の各方式を適用してノイズを除去した例である。
なお、図１０は、４個のサンプリングデータにおいて、Ｌ≧１の時に「Ｌ」と判定し、Ｌ＜１のとき、つまりすべてのサンプリングデータがＨの時だけ「Ｈ」と判定するＬ優先方式である。図１０に示すように、第２実施形態のＬ優先方式を用いれば、本来「Ｌ」である０〜８００msec間のノイズを完全に除去できるとともに、１秒毎の信号の立ち下がりタイミングも正確に検出できる。
【００７７】
一方、図１１は、８個のサンプリングデータにおいて、Ｌ≧４のときに「Ｌ」と判定し、Ｌ＜４（Ｈ≧５）のときに「Ｈ」と判定する多数決方式である。図１１に示すように、多数決方式では、本来「Ｌ」である０〜８００msec間のノイズを完全には除去できていない。また、１秒毎の信号の立ち下がりタイミングも遅れて検出されている。
また、図１２は、４個のサンプリングデータにおいて、Ｈ≧１（Ｌ＜１）の時に「Ｈ」と判定し、Ｈ＜１のとき、つまりすべてのサンプリングデータがＬの時だけ「Ｌ」と判定するＨ優先方式である。図１２に示すように、Ｈ優先方式でも、本来「Ｌ」である０〜８００msec間のノイズを完全には除去できていない。また、１秒毎の信号の立ち下がりタイミングも遅れて検出されている。
【００７８】
［第２実施形態の作用効果］
以上に説明したように、第２実施形態のＬ優先方式を採用すると、特に、Ｌレベルの信号における立ち上がりノイズの除去と、１秒毎の信号の立ち下がりタイミングの検出に優れている。
このため、特に、１秒毎の信号の立ち下がりタイミングを検出するビット同期処理時には、第２実施形態のＬ優先方式を採用することで、前記立ち下がり位置を正確に検出することができる。
また、Ｌレベルの信号における立ち上がりノイズの除去に優れているため、ＪＪＹの「０」信号のように、Ｌレベルの領域が広い信号を精度良く検出できる。
【００７９】
なお、Ｌ優先方式では、Ｌレベルを優先しているためＨレベル部分の信号幅が短くなる傾向にあるため、タイムコード信号の判別（Ｐ，１，０）を行う場合には、その点を補正するなどの対応を取ればよい。なお、信号幅において短くなる長さは、データセットの数で決まるため、Ｈレベルの信号幅も容易に補正できる。
【００８０】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図１３を参照して説明する。
第３実施形態は、ノイズ除去処理部５５における判定方式として、各信号「Ｐ，１，０」の波形フォーマットを考慮し、「Ｐ，１，０」の各信号において共通してＬレベルとなる期間はＬ優先方式で処理し、「Ｐ，１，０」の各信号において共通してＨレベルとなる期間はＨ優先方式で処理し、「Ｐ，１，０」の各信号においてＬおよびＨが混在する期間は多数決方式で処理したものである。
【００８１】
例えば、ＪＪＹの標準電波信号は、前記図２に示すように、異なる波形フォーマットの方形パルスにより「Ｐ、１、０」の各信号を送信している。ここで、図２を参照すると、０〜２００msecの期間は、どの信号においても必ずＬレベルとなる。また、２００〜８００msecの期間は、信号によってHレベルとなる場合と、Ｌレベルとなる場合が混在している。さらに、８００〜１０００msecの期間は、どの信号においても必ずＨレベルとなる。
従って、０〜２００msecの期間は立ち上がりのノイズを除去し、２００〜８００msecの期間は立ち上がり及び立ち下がりの両方のノイズを除去し、８００〜１０００msecの期間は立ち下がりのノイズのみを除去すればよいことが分かる。
【００８２】
そこで、第３実施形態のノイズ除去処理部５５は、最初の立ち下がりのタイミングからの経過時間を条件として、判定方式を切り替える。すなわち、図１３に示すように、第３実施形態は、８個のサンプリングデータで判定するものであり、０〜２００msecの期間は「Ｌ≧１」のときに「Ｌ」とするＬ優先方式で処理し、２００〜８００msecの期間は「Ｌ≧４」のときに「Ｌ」とする多数決方式で処理し、８００〜１０００msecの期間は「Ｈ≧１（Ｌ＜１）」のときに「Ｈ」とするＨ優先方式で処理している。
【００８３】
［第３実施形態の作用効果］
第３実施形態によれば、１秒間の信号における各期間において適切なノイズ除去方式を適用できるので、より効果的なノイズ除去を行うことができる。特に、必ずＬレベルとなる０〜２００msecの期間や、必ずＨレベルとなる８００〜１０００msecの期間は、それぞれに適したＬ優先方式やＨ優先方式で処理しているので、ノイズを効果的に除去することができる。
【００８４】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について、図１４を参照して説明する。
第４実施形態は、第３実施形態に対し、２００〜８００msecの期間のノイズ除去処理部５５における判定方式を、多数決方式ではなく、１つ前のサンプリングデータの判定結果に応じてＬ優先方式およびＨ優先方式を選択する新たな方式としたものである。なお、第４実施形態では、０〜２００msecの期間は第３実施形態と同じＬ優先方式で処理し、８００〜１０００msecの期間も第３実施形態と同じＨ優先方式で処理している。
【００８５】
具体的には、第４実施形態のノイズ除去処理部５５は、図１４に示すように、１つ前のサンプリングデータの判定結果が「Ｌ」のときは、５個のサンプリングデータにおいて「Ｌ≧１」のときに「Ｌ」とし、「Ｌ＜１（Ｈ＝５）」のときのみ「Ｈ」とするＬ優先方式で処理し、１つ前のサンプリングデータの判定結果が「Ｈ」のときは、４個のサンプリングデータにおいて「Ｌ＜１（Ｈ≧１）」のときに「Ｈ」とし、「Ｈ＜１（Ｌ＝４）」のときのみ「Ｌ」とするＨ優先方式で処理する。
【００８６】
［第４実施形態の作用効果］
第４実施形態によれば、１秒間の信号における各期間において適切なノイズ除去方式を適用できるので、より効果的なノイズ除去を行うことができる。
また、２００〜８００msecの期間では、１つ前のサンプリングデータの判定結果に基づいてＬ優先方式またはＨ優先方式を選択しているので、ノイズを効果的に除去することができる。すなわち、図２に示すように、各信号「Ｐ，１，０」は１秒間の期間内でＬレベルの期間の後にＨレベルの期間に変化する。従って、このＬレベルからＨレベルへの切換時およびＨレベルからＬレベルへの切換時を除くと、信号レベルは１つ前のレベルと同じ状態である。
このように、殆どのサンプリングデータにおいては、前回の信号レベルと同じレベルであり、前回がＬレベルであれば今回もＬレベルである可能性が高いため、Ｌレベルにおけるノイズ除去に適したＬ優先方式で処理することで、立ち上がりノイズを効果的に除去できる。同様に、前回がＨレベルであれば今回もＨレベルである可能性が高いため、Ｈレベルにおけるノイズ除去に適したＨ優先方式で処理することで、立ち下がりノイズを効果的に除去できる
【００８７】
さらに、２００〜８００msecの期間においても、Ｌ優先方式またはＨ優先方式で処理しているので、判定方式として多数決判定方式を用いる必要がない。そして、例えば多数決判定方式では、８個程度のサンプリングデータにおけるＬレベルの数を計数する必要があるとき、Ｌ優先方式やＨ優先方式では４〜５個のサンプリングデータにおけるＬレベルの数を計数すれば同等の効果を得られるため、ソフト処理の負荷を軽減することができる。
【００８８】
［変形例］
なお、本発明は、前記各実施形態に限らない。
例えば、前記各実施形態において、データセットにおけるサンプリングデータの数は、多数決判定方式で７〜１０個、ＬまたはＨ優先方式では４〜８個であったが、これらの数は実施にあたって適宜設定すればよい。
特に、最も効率が良いノイズ除去幅は、アンテナ３と受信回路４の特性及び受信する標準電波信号のフォーマットによって異なるため、様々なノイズ除去幅を設定したもので感度評価を行い、最も感度が良いものを選択すればよい。
【００８９】
そして、除去可能なノイズ幅は、サンプリングデータ数ｎとサンプリング幅ｘによって以下のように求めることができる。
すなわち、Ｌ優先方式やＨ優先方式では、除去可能なノイズ幅は（ｎ−１）×ｘ以下であり、多数決方式では（ｎ−１）／２×ｘ以下である。
例えば、Ｌ優先方式で、ｎ＝８であり、かつ、サンプリング周波数６４Ｈｚの場合、サンプリング幅ｘ＝15.625msecとなるので、除去可能なノイズ幅は、（８−１）×15.625＝109.375msec以下となる。
【００９０】
また、前記各実施形態では、日本の標準電波ＪＪＹを受信する場合で説明したが、他の国の標準電波を受信するように構成してもよい。この場合、ノイズ除去の方式は、各標準電波のタイムコードフォーマットに基づいて設定すればよい。
【００９１】
また、前記実施形態では、処理対象のサンプリングデータと、直前のサンプリングデータとで所定数のサンプリングデータ（データセット）を設け、このデータセットを利用してノイズ処理を行っていたが、処理対象のサンプリングデータと、その前後のサンプリングデータとを利用してノイズ処理を行ってもよい。
但し、前記実施形態のように処理すれば、サンプリング処理によって処理対象のサンプリングデータを入手後、直ちにノイズ除去処理ができ、処理の負荷を抑えることができる。
【００９２】
さらに、前記実施形態では、ノイズ除去処理後に、ビット同期処理を行っていたが、先にビット同期処理を行ってからノイズ除去処理を行ってもよい。特に、前記第３，４実施形態では、１秒の信号内の期間によってノイズ除去の判定方式を選択しているため、最初にビット同期処理を行うことが望ましい。
また、ビット同期処理時とデコード処理時で、それぞれ最適なノイズ除去の判定方式を選択してもよい。
【００９３】
前記実施形態のビット同期処理では、信号の立ち下がりタイミングを検出してビット同期処理を行っていたが、標準電波の種類や受信回路の構成によってＴＣＯ信号の出力開始タイミングに信号が立ち上がるように設定されている場合には、１秒毎の信号の立ち上がりタイミングを検出してビット同期処理を行ってもよい。
また、ビット同期処理時に、前記信号の立ち下がりを検出する場合には、その立ち下がりタイミングを検出しやすくするため、Ｌ優先方式でノイズを除去してビット同期処理を行い、その後、各実施形態のノイズ除去方法でノイズ除去処理を行えばよい。
さらに、ビット同期処理時に、前記信号の立ち上がりを検出する場合には、その立ち上がりタイミングを検出しやすくするため、Ｈ優先方式でノイズを除去してビット同期処理を行い、その後、各実施形態のノイズ除去方法でノイズ除去処理を行えばよい。
【００９４】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１実施形態に係る電波修正時計の構成を示すブロック図である。
【図２】日本における標準電波「ＪＪＹ」の各信号のパルス幅を示す図である。
【図３】本実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態のノイズ除去処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態のノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【図６】本実施形態のビット同期処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態のビット同期処理を説明する図である。
【図８】本実施形態のタイムコード解析処理を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態の立ち下がりタイミングを説明する図である。
【図１０】第２実施形態のＬ優先方式によるノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【図１１】第２実施形態の比較として多数決方式によるノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【図１２】第２実施形態の比較としてＨ優先方式によるノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【図１３】第３実施形態によるノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【図１４】第４実施形態によるノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【図１５】特許文献１によるノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【図１６】特許文献１によるノイズ除去処理の内容を説明する図である。
【符号の説明】
【００９６】
１…電波修正時計、３…アンテナ、４…受信回路、５…処理手段、６…時刻表示部、５１…データ記憶部、５３…計時部、５４…サンプリング処理部、５５…ノイズ除去処理部、５６…ビット同期処理部、５７…デコード処理部、５８…時刻情報修正部、５１１…第１記憶部、５１２…第２記憶部、５１３…第１判定カウンタ、５１４…第２判定カウンタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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