(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅或いはパルスパターンによってデータの種類が識別される複数種類のデータパルスを単位期間に１個ずつ配してなる時刻コードの受信を行う時刻情報受信装置において、
前記時刻コードの検波信号の信号値を４ビット以上でデータサンプリングして出力するサンプリング手段と、
このサンプリング手段により得られた前記４ビット以上のサンプリングデータに基づいて識別対象の複数の前記データパルスの理想的なパルス波形のハイレベル期間における前記４ビット以上のサンプリングデータの平均値と、ローレベル期間における前記４ビット以上のサンプリングデータの平均値との差分を相関値としてそれぞれ演算する演算手段と、
この演算手段により演算された複数の前記相関値を比較して、前記時刻コードの検波信号のデータパルスの種類を判別する判別手段と、
を備えたことを特徴とする時刻情報受信装置。
【請求項２】
前記サンプリング手段は、
前記単位期間の同期点を基準としたタイミングで、且つ、前記単位期間より短い時間間隔で前記検波信号のデータサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の時刻情報受信装置。
【請求項３】
前記演算手段は、
識別対象の複数のデータパルスの理想的なパルス波形において、これら複数のデータパルスの何れもがハイレベルとなる期間又は何れもがローレベルとなる期間のサンプリングデータを固定値に置き換えて、前記相関値の演算を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻情報受信装置。
【請求項４】
前記演算手段と前記判別手段とは、
Ｐ信号の送信タイミングから次のＰ信号の送信タイミングまでデータパルスの識別対象を１信号と０信号に限定し、
前記演算手段は、
前記単位期間の開始点から０．５秒までのサンプリングデータを固定されたハイレベル値に置き換え、
前記単位期間の０．８秒〜１．０秒までのサンプリングデータを固定されたローレベル値に置き換えて、前記相関値の演算を行うことを特徴とする請求項３記載の時刻情報受信装置。
【請求項５】
前記サンプリング手段、または、前記演算手段は、
検波信号の値が上限値を超えるか或いは下限値を下回るかした場合にサンプリングデータの値を上限値又は下限値に制限するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の時刻情報受信装置。
【請求項６】
前記サンプリング手段は、ＡＤ変換器により前記検波信号のデータサンプリングを行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の時刻情報受信装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の時刻情報受信装置と、
時刻を計時する時計手段と、
前記時刻情報受信装置により判別されたデータパルスに基づき、前記時刻コードを復元し、該復元された時刻コードに基づき、前記時計手段により計時された時刻を修正する時計制御手段と、
を備えたことを特徴とする電波時計。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか１項に記載の時刻情報受信装置と、
時刻を計時する時計手段と、
前記時刻情報受信装置における判別手段により判別されたデータパルスの種類に従って識別されたデータの種類に基づき、前記時計手段により計時された時刻を修正する時計制御手段と、
を備えたことを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば電波により送信されてくる時刻コードの受信を行う時刻情報受信装置、ならびに、この時刻コードにより時刻を修正する機能を有した電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から時刻コードの信号を受信して時刻修正を行う電波時計が知られている。
【０００３】
この電波時計における時刻コードは、単位期間（１秒）ごとに１個のデータパルスが配され、６０秒を１フレームとした所定フォーマットのコードである。日本国の時刻コードには、単位期間の開始から０．２秒までハイレベルとなるＰ信号と、単位期間の開始から０．５秒までハイレベルとなる０信号と、単位期間の開始から０．８秒までハイレベルとなる１信号とが含まれる。これらのうち、Ｐ信号は、タイムコードの１フレームの開始を示すマーカや、分、時間、日、年などのデータ区分を表わすポジションマーカとして定義される。また、０信号と１信号は二進法の「０」と「１」を表わすもので、この「０」と「１」の情報を時刻コードのフォーマットに当てはめることで、年月日時分を算出できるようになっている。また、秒は、各データパルスの立上りにより表わされるようになっている。
【０００４】
時刻コードは、例えばＡＭ変調されて４０ｋＨｚや６０ｋＨｚの電波により伝送されるが、ビル内での減衰や外乱ノイズの混入などにより綺麗な信号が受信されない場合がある。特に、時刻コードの受信処理においては、例えば時刻コードの誤認識をなくすために４フレーム分、すなわち４分間程度の受信を行うのが通常であり、この期間中の全てにおいて綺麗な信号を受信するのは困難な場合があった。
【０００５】
そこで、従来、ノイズの混入された信号であっても、時刻コードを正しく判別できるようにする幾つかの提案がなされている。例えば、特許文献１には、受信信号に対して０．１秒間隔でハイレベルかローレベルかのレベル検出を行い、この０．１秒間隔の二値データを用いてデータパルスの判別を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２１１８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の時刻コードの受信方法およびデータパルスの判別方法では、多少のノイズが混入されている程度であればデータ判別が可能ではあるが、時刻コードの信号に多大なノイズが混入されているような場合には、正しいデータ判別を行うことができなかった。
【０００７】
この発明の目的は、時刻コードの信号に多大なノイズが混入されている場合でも、正確にデータ判別を行うことのできる時刻情報受信装置および電波時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
パルス幅或いはパルスパターンによってデータの種類が識別される複数種類のデータパルスを単位期間に１個ずつ配してなる時刻コードの受信を行う時刻情報受信装置において、
前記時刻コードの検波信号の信号値を４ビット以上でデータサンプリングして出力するサンプリング手段と、
このサンプリング手段により得られた前記４ビット以上のサンプリングデータに基づいて識別対象の複数の前記データパルスの理想的なパルス波形のハイレベル期間における前記４ビット以上のサンプリングデータの平均値と、ローレベル期間における前記４ビット以上のサンプリングデータの平均値との差分を相関値としてそれぞれ演算する演算手段と、
この演算手段により演算された複数の前記相関値を比較して、前記時刻コードの検波信号のデータパルスの種類を判別する判別手段と、
を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の時刻情報受信装置において、
前記サンプリング手段は、
前記単位期間の同期点を基準としたタイミングで、且つ、前記単位期間より短い時間間隔で前記検波信号のデータサンプリングを行うことを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の時刻情報受信装置において、
前記演算手段は、
識別対象の複数のデータパルスの理想的なパルス波形において、これら複数のデータパルスの何れもがハイレベルとなる期間又は何れもがローレベルとなる期間のサンプリングデータを固定値に置き換えて、前記相関値の演算を行うことを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の時刻情報受信装置において、
前記演算手段と前記判別手段とは、
Ｐ信号の送信タイミングから次のＰ信号の送信タイミングまでデータパルスの識別対象を１信号と０信号に限定し、
前記演算手段は、
前記単位期間の開始点から０．５秒までのサンプリングデータを固定されたハイレベル値に置き換え、
前記単位期間の０．８秒〜１．０秒までのサンプリングデータを固定されたローレベル値に置き換えて、前記相関値の演算を行うことを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の時刻情報受信装置において、
前記サンプリング手段、または、前記演算手段は、
検波信号の値が上限値を超えるか或いは下限値を下回るかした場合にサンプリングデータの値を上限値又は下限値に制限するように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の時刻情報受信装置において、
前記サンプリング手段は、ＡＤ変換器により前記検波信号のデータサンプリングを行うことを特徴としている。
【００１７】
請求項７記載の発明は、
請求項１〜６の何れか１項に記載の時刻情報受信装置と、
時刻を計時する時計手段と、
前記時刻情報受信装置により判別されたデータパルスに基づき、前記時刻コードを復元し、該復元された時刻コードに基づき、前記時計手段により計時された時刻を修正する時計制御手段と、
を備えたことを特徴とする電波時計である。
【００１８】
請求項８記載の発明は、
請求項１〜６の何れか１項に記載の時刻情報受信装置と、
時刻を計時する時計手段と、
前記時刻情報受信装置における判別手段により判別されたデータパルスの種類に従って識別されたデータの種類に基づき、前記時計手段により計時された時刻を修正する時計制御手段と、
を備えたことを特徴とする電波時計である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に従うと、検波信号の値をデータサンプリングし、サンプリングデータから各データパルスとの相関を表わす値を演算して、その演算結果によりデータ判定を行うので、時刻コードの信号に多大なノイズが混入されている場合でも正しいデータ判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態の電波時計の全体構成を示すブロック図である。
【００２２】
この実施の形態の電波時計１は、時刻コードの含まれる標準電波を受信する時刻情報受信装置を搭載し、自動的に時刻コードを受信して時刻修正を行う機能を有した時計である。電波時計１は、標準電波を受信する内部アンテナＡＮ１と、標準電波の受信処理を行う受信回路部１０と、受信された検波信号の信号値（例えば信号振幅）をデータサンプリングするＡＤコンバータ１６と、検波信号から秒同期点を検出する秒同期検出回路１７と、時間を計時する計時回路部１８と、計時回路部１８にカウンタクロックを供給する発振回路部１９と、電波時計１の全体的な制御を行う時計制御手段としてのＣＰＵ（中央演算処理回路）２０と、操作ボタン等からの操作信号を入力する入力部２５と、前記計時回路部１８の計時データに基づき時間表示を行う時計手段としての表示部２６と、制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）２７と、ＣＰＵ２０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）２８等を備えている。これらのうち、受信回路部１０、ＡＤコンバータ１６、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２７およびＲＡＭ２８により時刻情報受信装置が構成される。
【００２３】
ＲＯＭ２７には、制御プログラムとして、例えば、入力部２５からの操作信号の入力に基づいて種々の機能処理を実行するための操作入力処理プログラム３２や、標準電波を受信してその時刻コードに基づく時刻修正を行う時刻受信プログラム３１等が格納されている。
【００２４】
秒同期検出回路１７は、例えば、ノイズの混入が少ない奇麗な時刻コードの信号が入力されるときに、時刻コードの各データパルスの立上り点を秒同期点として検出するものである。
【００２５】
図２には、図１の受信回路部１０の回路構成図を示す。
【００２６】
受信回路部１０は、アンテナＡＮ１で受信した信号をゲイン制御しながら増幅するＲＦアンプ１１と、標準電波の周波数帯の信号を通過させるバンドパスフィルタ１２と、フィルタ１２を通過した信号を増幅するアンプ１３と、アンプ１３の出力から時刻コードの信号を復調する検波器１４等から構成される。ここで、検波器１４からの出力が時刻コードの検波信号となる。検波器１４からは検波信号の振幅を一定に保つようにゲインコントロール信号（ＡＧＣ信号）がＲＦアンプ１１に送られ、これによりＲＦアンプ１１でのゲイン制御が行われるようになっている。
【００２７】
図３には、時刻コードに含まれるデータパルスの理想的な信号波形、ならびに、ＡＤコンバータ１６によるデータサンプリング点の一例を表わした図を示す。データパルスには、そのパルス幅によりＰ信号（ポジションマーカ（Ｐ信号）とマーカ（Ｍ信号）とを含む）、１信号、０信号がそれぞれ定義されている。
【００２８】
ＡＤコンバータ１６は、受信回路部１０から出力される検波信号に対して、所定のサンプリングレートでＡＤ変換を行って、検波信号の振幅値をデータサンプリングするものである。ＡＤコンバータ１６の出力階調数は、例えば４ビット以上のものを採用することが出来る。サンプリングレートは、例えば、１秒間に１０回などのサンプリングレートを採用することが出来る。時刻コード中、１個のデータパルスが配される単位期間は、例えば１秒間であり、上記のサンプリングレートにより、１個のデータパルスを複数に分割した各時点での信号値を得ることが出来る。なお、単位期間の全ての期間においてデータサンプリングを行う必要はなく、後述の相関値演算に必要な箇所のみデータサンプリングするようにしても良い。
【００２９】
また、ＡＤコンバータ１６によるサンプリングタイミングは、時刻コードの単位期間の開始点、すなわち、Ｐ信号、０信号、１信号の各データパルスの立ち上がり点（秒同期点）を基準として、そこから設定された時間間隔ごとの各タイミングになるように制御される。
【００３０】
このような構成によれば、図３に示すように、受信回路部１０で検波された検波信号が、秒同期点を基準として０．１秒間隔（サンプリング点Ｓ０〜Ｓ９）で、データサンプリングされてその値がＣＰＵ２０に出力されるようになっている。
【００３１】
次に、ＣＰＵ２０により実行されるデータパルス（Ｐ信号、１信号、０信号）を判別するための相関値の計算方法について説明する。
【００３２】
受信回路部１０では、受信する信号帯域が狭いため高い周波数のノイズは検波信号に混入されず、１０Ｈｚ以下などの低い周波数のノイズが多く混入される。従って、０．１Ｈｚでサンプリングした信号の和を取ることでこの低周波ノイズを平均化してノイズの除去効果を図ることが出来る。また、データパルスの立下り点前後の差分を取ることでデータパルスの種類を判別可能な相関値を得ることが出来る。以下、その具体例をいくつか説明する。
【００３３】
（第１の演算方法）
第１の演算方法は、識別対象のデータパルスの立下り点より直前の２個のサンプリングデータの合成値（例えば平均値）と、立下り点の直後の２個のサンプリングデータの合成値（例えば平均値）との差分をとって、そのデータパルスに対応する相関値とするものである。すなわち、受信された検波信号のサンプリングデータを用いて、次表１の演算式の計算をそれぞれ実行し、識別対象のＰ信号、１信号、０信号のそれぞれに対応する相関値を得る。そして、３つの相関値の中で一番大きな値となったものに対応する信号を受信したデータパルスと判別する。
【００３４】
【表１】
0005386786.tif 000002
【００３５】
例えば、１信号に対応する相関値演算では、理想的な波形の１信号が受信された場合には、その相関値は（Ｓ３＋Ｓ４）−（Ｓ５＋Ｓ６）＝ ２ａ−２ｂ（図３参照）となる。また、理想的な波形のＰ信号が受信された場合には、１信号に対応する相関値は、（Ｓ３＋Ｓ４）−（Ｓ５＋Ｓ６）＝ ２ｂ−２ｂ＝０となり、理想的な波形の０信号が受信された場合には、（Ｓ３＋Ｓ４）−（Ｓ５＋Ｓ６）＝ ２ａ−２ａ＝０となる。従って、１信号に対応する相関値演算では、１信号が受信されたときに大きな相関値が得られ、その他の信号が受信されたときには相関値の値は小さくなる。Ｐ信号や０信号に対応する相関値演算でも同様の演算結果が得られる。従って、これらの相関値を比較することで、何れの信号を受信したかを正確に判別することが可能となる。データパルスに混入される低域ノイズは、４箇所のサンプリング点のノイズが加算されて平均化されることで、相関値に与える影響が小さくされている。
【００３６】
このような演算方法によれば、Ｐ信号に対応する演算、１信号に対応する演算、０信号の対応する演算にそれぞれかかる時間は、表１の検出時間の項目に示される時間となる。
【００３７】
（第２の演算方法）
第２の演算方法は、立下り前後の部分だけでなく、信号全体のサンプリングデータを用いてハイレベル期間のデータ値とローレベル期間のデータ値との差分をとって識別対象のデータパルスを判別するものである。すなわち、受信された検波信号のサンプリングデータを用いて、次表２の演算式の計算をそれぞれ実行し、識別対象のＰ信号、１信号、０信号のそれぞれに対応する相関値を得る。そして、３つの相関値の中で一番大きな値となったものに対応する信号を受信されたデータパルスと判別する。
【００３８】
【表２】
0005386786.tif 000003
【００３９】
このような演算方法によれば、１信号に対応する相関値は１信号が受信されたときに大きくなり、Ｐ信号や０信号が受信されたときには小さくなる。また、Ｐ信号や０信号に対応する相関値も同様の傾向となる。従って、これらの相関値を比較することで、何れかの信号を受信したかを判別することが出来る。データパルスに混入された低域ノイズは、１０箇所のサンプリング点のノイズが加算され平均化されることで、相関値に与える影響が小さくされる。また、このような演算方法では、各信号に対応する相関値の演算にかかる時間は表２の検出時間の項目に示される時間となる。
【００４０】
図４には、第３と第４の相関値の演算方法の特徴を説明する図を示す。
【００４１】
第３と第４の演算方法は、図４に示すように、識別対象の複数のデータパルス（Ｐ信号、１信号、０信号）の何れもが必ずハイレベルとなる期間、ならびに、何れもが必ずローレベルとなる期間において、この期間のサンプリングデータ値を、理想的な信号波形のデータ値（図４では「ａ」や「ｂ」）に置き換えて演算を行うようにしたものである。
【００４２】
（第３の演算方法）
第３の演算方法は、第１の演算方法に、上記のようなデータ値の置き換えを行ったものである。すなわち、次表３の相関値演算式の項目に示すように、第１の演算方法に対して、必ずハイレベルとなる期間の値を「ａ」、必ずローレベルとなる期間の値を「ｂ」とした演算式となっている。
【００４３】
【表３】
0005386786.tif 000004
【００４４】
（第４の演算方法）
第４の演算方法は、第２の演算方法に、上記のようなデータ値の置き換えを行ったものである。すなわち、次表４の相関値演算式の項目に示すように、第２の演算方法に対して、必ずハイレベルとなる期間の値を「ａ」、必ずローレベルとなる期間の値を「ｂ」とした演算式となっている。
【００４５】
【表４】
0005386786.tif 000005
【００４６】
上記の第３と第４の演算方法によれば、識別対象の全データパルスで信号レベルが同じになっている範囲についは、理想的なデータ値を当てはめて相関値の演算を行うので、その部分のノイズの影響が除去されてデータ判別の精度向上を図ることが出来る。また、必ずハイレベルとなる期間や必ずローレベルとなる期間には、ＡＤコンバータ１６によるデータサンプリングを停止させて消費電力の低減を図ることも可能となる。
【００４７】
次に、上記の相関値演算を用いた時刻コードのデータ判別方法の一例について説明する。
【００４８】
図５には、ＣＰＵにより実行される時刻受信処理のフローチャートを示す。
【００４９】
時刻受信処理は、所定の時刻になった場合等にＣＰＵ２０により開始される処理である。時刻受信処理が開始されると、先ず、秒同期検出回路１７の出力に基づき時刻コードの各データパルスの立上り点の検出を行って（ステップＪ１）、それに基づき秒同期の校正を行う（ステップＪ２）。この秒同期の校正により、計時回路部１８の秒データが時刻コードと同期され、さらに、ＡＤコンバータ１６でデータサンプリングされるタイミングの基準点が時刻コードの秒同期点に設定される。それにより、ＡＤコンバータ１６でのデータサンプリングが正確に時刻コードの秒同期点から０．１秒間隔で行われることとなる。
【００５０】
なお、これらステップＪ１，Ｊ２の処理は、時刻受信処理の開始時に必ず実行する必要はない。秒同期検出回路１７は、奇麗な時刻コードの信号を少しの期間受信できれば秒同期の検出を行うことが出来るため、このステップＪ１，Ｊ２の処理は、奇麗な信号が受信される期間に実行しておき、そのときに行った秒同期の校正をそのまま利用して、所定時刻になったら、図５のステップＪ３からの処理を開始させて時刻コードの受信を行うようにしても良い。
【００５１】
秒同期の校正が行われたら、続いて、単位期間（１秒）ごとに送られてくるデータパルスを１個ずつ判別するためのサブルーチン処理を行う（ステップＪ３）。そして、このデータパルスの判別処理を例えば時刻コードの４フレーム分（すなわち４分間）繰り返す（ステップＪ４）。
【００５２】
４フレーム分繰り返し実行したら、続いて、これにより得られた時刻コードから所定のフォーマットに従って時刻演算を行い（ステップＪ５）、計時回路部１８の時刻データの修正を行って（ステップＪ６）、この時刻受信処理を終了する。なお、時刻コードは４フレーム分でなく１フレーム分のみの受信としても良い。また、分秒のみ修正する際には、分秒が示される範囲の時刻コードのみ受信するようにしても良い。
【００５３】
図６には、図５のステップＪ３で実行されるデータパルス判別処理のフローチャートを示す。
【００５４】
ステップＪ３のデータパルス判別処理のサブルーチン処理に移行すると、先ず、ＡＤコンバータ１６の出力を１秒間分入力し（ステップＪ１１）、続いて、識別対象とされる各データパルス（１信号、０信号、Ｐ信号）の相関値Ｆ１，Ｆ０，Ｆｐの演算をそれぞれ実行する（ステップＪ１２〜Ｊ１４）。このフローチャートに示す相関値は、上述した第４の演算方法を採用したものであるが、第１〜第３の演算方法を採用することも出来る。
【００５５】
そして、各データパルスに対応する相関値Ｆ１，Ｆ０，Ｆｐを演算したら、これらの比較を行って（ステップＪ１５，Ｊ１６）、一番大きな相関値となった信号を受信されたデータパルスとして判別する（ステップＪ１７〜Ｊ１９）。すなわち、Ｆｐが最大ならＰ信号、Ｆ０が最大なら０信号、Ｆ１が最大なら１信号とそれぞれ判別する。そして、これをこの１秒間に入力したデータパルスとして確定して（ステップＪ２０）、このサブルーチンを終了し、元のステップに戻る。
【００５６】
このようなデータパルスの判別処理により、時刻コードに多大なノイズが混入された場合でも、Ｐ信号、１信号、０信号を正確に判別して、受信エラーの少ない時刻コードの受信処理を実現できる。それにより、電波状態の悪い環境でも正確に時刻修正を行うことが可能となる。
【００５７】
次に、多大なノイズが混入されている検波信号に対して上記の判別処理を実行した場合のシミュレーション例について説明する。
【００５８】
図７は、多大なノイズの混入された検波信号の一例（ａ）と、ノイズの混入が無い場合の理想的なデータパルス（ｂ）とを、それぞれ示した波形図である。また、図８〜図１０には、このノイズの混入された１信号、０信号、Ｐ信号を上述した相関値演算に基づき判別したシミュレーション結果を表わしたデータチャートを示す。
【００５９】
図７（ａ）の波形は、例えば、１信号を表わすデータパルスに、２．７Ｈｚ、６．１Ｈｚ、７．１Ｈｚの正弦波からなる擬似的なノイズを混入させた信号である。データパルスは振幅１．０Ｖｐｐ（ピーク間電圧１Ｖ）、上記の各周波数のノイズは振幅１．０Ｖｐｐ（ピーク間電圧１．０Ｖ）としたものである。
【００６０】
例えば、図７（ａ）の信号を、中心電圧（１．０Ｖ）を閾値として２値化した場合、２値化データを扱って種々の補正処理を行ったとしても、図７（ｂ）の信号を得るのは困難であることは明白である。
【００６１】
しかしながら、図７（ａ）の信号に対して、例えば表４の相関値演算式を用いた判別方法を適用した場合、図８に示すようなシミュレーション結果を得ることができた。すなわち、秒同期点（０秒）から０．９秒までの信号値のサンプリングデータに対して、表４に示される３種類の相関値演算を行う。すると、１信号に対応する相関値Ｆ１が、Ｐ信号や０信号に対応する相関値Ｆｐ，Ｆ０より大きくなって１信号と判別することが可能とされた。また、１．０秒〜１．９秒までの信号値、１．１秒〜２．９秒までの信号値、２．１秒〜３．９秒までの信号値のそれぞれについても、１信号に対応する相関値Ｆ１が一番大きくなって、１信号と判別することが可能とされた。
【００６２】
同様に、理想的な０信号の波形に同様のノイズを混入した検波信号に対してシミュレーションを行ったところ、図９に示すような結果が得られた。また、理想的なＰ信号の波形に同様のノイズを混入した検波信号に対してシミュレーションを行ったところ、図１０に示すような結果が得られた。両者とも、ノイズ混入前の０信号或いはＰ信号をそれぞれ判別することが可能とされた。
【００６３】
図１１〜図１３には、ノイズの混入された１信号、０信号、Ｐ信号をそれぞれリミッタを介して判別した場合のシミュレーション結果を表わしたデータチャートを示す。
【００６４】
上記の相関値演算の説明では省略したが、データサンプリングされた検波信号の信号値が異常に大きな値になった場合や、異常に小さな値になった場合に、リミッタを設けてこれらを上限値或いは下限値に制限するような処理を付加することも可能である。リミッタはＣＰＵ２０の演算処理により実現することも出来るし、ＡＤコンバータ１６の上限値と下限値の設定により実現することも出来る。
【００６５】
このようなリミッタを適宜な値に設定することで、異常電波等により尋常でない信号値が検出されたときに、その部分の値を上限値や下限値に制限して、突発的な異常電波の影響を少なくすることが出来る。
【００６６】
このようなリミッタは、通常レベルのノイズ成分を除去することにもつながることから（例えば、複数の通常レベルのノイズが重なって上限値や下限値を超えた場合など）、ノイズ平均化の作用を逆行させることになりえるが、それでも上限値や下限値を適切な値に設定にすることで、図７（ａ）に示される程度のノイズであれば、間違いのないデータパルスの判別を行うことが可能となる。
【００６７】
例えば、図１１〜図１３のシミュレーション結果に示すように、リミッタの上限値を２．０Ｖ、下限値を０．０Ｖと設定することで、上述した相関値演算の値比較により、検波信号に含まれる１信号、０信号、Ｐ信号を正確に判別することが可能であった。
【００６８】
以上のように、この実施の形態の電波時計１ならびに時刻情報受信装置によれば、検波信号の値をＡＤコンバータ１６によりサンプリングし、このサンプリングデータを用いて識別対象のデータパルスとの相関関係を表わす相関値を演算するので、多大なノイズが混入された信号であっても、この相関値を用いてデータパルスの正確な判別を行うことが可能となる。
【００６９】
例えば、検波信号を２値化した後に種々の補正処理を行ってデータパルスの判別を行う構成と比較した場合、図７（ａ）の検波信号では一旦２値化してしまうと、元のデータパルスの痕跡が全く残らなくなってしまい、２値化後の補正処理で正しいデータ判別を行うのは困難であることが明らかであるが、この実施形態の判別方法によれば、このような信号であっても正確なデータパルスの判別を行うことが出来る。
【００７０】
また、この実施の形態の時刻情報受信装置では、識別対象の複数のデータパルスにそれぞれ対応する複数種類の相関値演算を行い、各相関値を比較することでデータ判別を行うので、より正確なデータ判別が可能となっている。さらに、第２や第３の相関値の演算方法のように、識別対象の全データパルスで常にハイレベルやローレベルとなる期間のサンプリングデータを、固定されたハイレベル値やローレベル値に置き換えて演算を行うことで、ＡＤ変換の回数や演算処理のステップ数を減らして負荷の少ないデータ判別を可能とすることが出来る。また、この部分のノイズの影響を除去して、データの抽出精度をより向上させることも可能となっている。
【００７１】
［第２実施形態］
図１４は、第２実施形態におけるデータパルス判別処理のフローチャートである。
【００７２】
第２実施形態の時刻情報受信装置は、データパルスを判別するための演算処理として１個の相関値の演算を行って、複数種類のデータパルス（Ｐ信号、０信号、１信号）の判別を行うようにしたものである。その他の構成は、第１実施形態のものと同様であり説明は省略する。
【００７３】
相関値の演算式としては、例えば、表４における０信号に対応した演算式を適用することが出来る。この演算式によれば、理想的な信号波形の場合、０信号では相関値Ｆ＝ａ−ｂ、１信号ではＦ＝５（ａ−ｂ）／８、Ｐ信号ではＦ＝２（ａ−ｂ）／８と、各データパルスに応じてその相関値Ｆが異なる値となるため、この相関値Ｆの大きさに応じて０信号、１信号、Ｐ信号の判別を行うことが可能となる。
【００７４】
図１４に示すように、この実施形態のデータパルス判別処理では、相関値演算としてはステップＪ２２に示す一種類の演算のみを行い、その結果得られた相関値Ｆの大きさを判別して（ステップＪ２５，Ｊ２６）、Ｐ信号、１信号、０信号の何れかの判別を行うようになっている（ステップＪ２７〜Ｊ２９）。
【００７５】
この実施形態の時刻情報受信装置によれば、１種類の相関値演算で３種類のデータパルスの判別を行うので、データ判別の精度はやや落ちるものの、時刻コードの検出処理にかかる負荷を小さくすることが出来る。
【００７６】
［第３実施形態］
図１５には、第３実施形態における相関値の演算方法の特徴を示す説明図を、図１６には、第３実施形態におけるデータパルス判別処理のフローチャートを示す。
【００７７】
第３実施形態の時刻情報受信装置では、Ｐ信号の送信タイミングが既知であることから、Ｐ信号の判別は受信タイミングに基づいて行い、検波信号からは０信号と１信号の判別のみを行うようにしたものである。すなわち、Ｐ信号は、時刻コードのフレーム終了時とフレーム開始時とに２回連続して送信された後、フレーム終了時のＰ信号から１０秒ごとに送信されることが分かっている。従って、データパルス判別処理の前段の処理で、このＰ信号の検出を行い、データパルス判別処理では信号の受信タイミングに基づきＰ信号の判別を行う。
【００７８】
また、この実施形態では、検波信号から１信号と０信号のみを識別することから、両者のデータパルスで必ずハイレベルとなる期間が多く含まれることとなる。例えば、図１５に示すように、両データパルスとも、共に秒同期点から０．５秒の期間は必ずハイレベルとなり、０．８秒から１．０秒の期間は必ずローレベルとなる。従って、相関値を演算する際に、これらの期間の値を理想的なデータパルスのハイレベル値やローレベル値に置き換えて演算を行うように構成している。
【００７９】
すなわち、この実施形態の時刻情報受信装置では、データパルス判別処理に移行したら、Ｐ信号が入力される１０秒ごとのタイミングか否かを判別し（ステップＪ３１）、このタイミングであればＰ信号と判別して受信データを確定する（ステップＪ３２，Ｊ３９）。一方、Ｐ信号の入力タイミングでなければ、１信号と０信号の判別を行うべく、先ず、１秒間分のサンプリングデータを入力する（ステップＪ３３）。
【００８０】
次いで、このサンプリングデータを用いて１信号に対応する相関値Ｆ１と０信号に対応する相関値Ｆ０の演算を行う（ステップＪ３４，Ｊ３５）。ここでは、表２に示した０信号と１信号に対応する相関値Ｆ０，Ｆ１の演算を採用し、さらに、この演算に際して、０信号と１信号の両方で必ずハイレベルとなる期間（０秒〜０．５秒）、ならびに、必ずローレベルとなる期間（０．８秒〜１．０秒）のサンプリングデータ値を、理想的な波形のハイレベル値「ａ」とローレベル値「ｂ」にそれぞれ置き換えた演算を行っている。
【００８１】
そして、この演算により得られた相関値Ｆ１，Ｆ０の比較を行って（ステップＪ３６）、大きい方の相関値に対応するデータパルスを受信データとして判別する（ステップＪ３７，Ｊ３８）。そして、判別したデータを確定して（ステップＪ３９）、このサブルーチンを終了し、元のステップに戻る。
【００８２】
この実施形態の時刻情報受信装置によれば、Ｐ信号については受信タイミングにより判別し、検波信号からは０信号と１信号の判別のみを行うので、無駄な演算処理を省くことができ、処理の負荷をより低減することが出来る。また、０信号と１信号とを判別する相関値の演算では、２つの信号の何れもがハイレベルとなる期間や何れもがローレベルとなる期間のサンプリングデータ値を固定値に置き換えているので、この期間のＡＤコンバータ１６によるデータサンプリングを停止させて消費電力の低減を図ったり、演算処理の負荷の低減を図ることが出来る。また、この期間のノイズの影響を除去できて精度の高いデータ判別を実現することが出来る。
【００８３】
なお、本発明は、上記第１〜第３の実施形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、１秒間に１０回のサンプリングレートでＡＤコンバータ１６によるデータサンプリングを行うと説明したが、例えば、１秒間に１２回のサンプリングレートとしたり、１秒間に８回のサンプリングレートとしたりすることも出来る。その他、１秒間に５回〜３０回などのサンプリングレートを採用するなど、この値は適宜変更可能である。また、１秒間に１０回のサンプリングレートとした場合、幾つかのサンプリングタイミングとデータパルスの立下り点とが重なってしまうため、この点のデータ値が不定状態となってデータ判定の不確定要素となりかねないが、１２回や８回とすることで、データサンプリングのタイミングとデータパルスの立下り点をずらして各データ値をより確定的に取り扱うことが可能となる。
【００８４】
図１８には、各国の標準電波を構成するデータパルスのフォーマットを説明する図を示す。同図（ａ）は日本、（ｂ）はアメリカ、（ｃ）はドイツ、（ｄ）はスイス、（ｅ）はイギリスのものである。
【００８５】
また、上記実施形態では、日本の標準電波に対応する相関値の演算方法を例示したが、各国の標準電波に含まれる各データパルスに対応させて同様の相関値の演算を行うことも可能である。例えば、各国のデータパルスは、単位期間の開始点（秒同期点）でデータパルスが立ち下がる波形となっており、また、各データパルスのパルス幅やパルスパターンに相違があるが、各データパルスの理想的な波形でローレベルからハイレベルに立ち上がる前後のサンプリングデータの差分をとったり、ハイレベル期間のサンプリングデータの合成値とローレベル期間のサンプリングデータの合成値との差分を取ったりすることで、同様の相関値の演算を行ってデータ判別を行うことが可能である。
【００８６】
また、上記実施形態では、時刻情報受信装置を電波時計に搭載される装置として説明したが、この態様に制限されず、例えば、種々の装置に時刻情報受信装置を搭載して時刻コードの受信を行わせても良いし、時刻情報受信装置を単独の装置としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１実施形態の電波時計の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の受信回路部の構成を示す回路構成図である。
【図３】時刻コードに含まれるデータパルスの理想的な信号波形とそのサンプリング点の一例を示す図である。
【図４】各データパルスの相関値の演算方法の第３例と第４例の特徴を説明する図である。
【図５】ＣＰＵにより実行される時刻受信処理のフローチャートである。
【図６】図５のステップＪ３で実行されるデータパルス判別処理のフローチャートである。
【図７】多大なノイズの混入された検波信号（ａ）とノイズの混入が無い場合の理想的なデータパルス（ｂ）とをそれぞれ示す波形図である。
【図８】ノイズの混入された１信号を判別したシミュレーション結果の第１例を示すデータチャートである。
【図９】ノイズの混入された０信号を判別したシミュレーション結果の第１例を示すデータチャートである。
【図１０】ノイズの混入されたP信号を判別したシミュレーション結果の第１例を示すデータチャートである。
【図１１】ノイズの混入された１信号を判別したシミュレーション結果の第２例を示すデータチャートである。
【図１２】ノイズの混入された０信号を判別したシミュレーション結果の第２例を示すデータチャートである。
【図１３】ノイズの混入されたP信号を判別したシミュレーション結果の第２例を示すデータチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態におけるデータパルス判別処理のフローチャートである。
【図１５】本発明の第３実施形態におけるデータパルスの相関値の演算方法の特徴を説明する図である。
【図１６】本発明の第３実施形態におけるデータパルス判別処理のフローチャートである。
【図１７】日本標準電波のタイムコードのフォーマットを説明する図である。
【図１８】各国の標準電波を構成するデータパルスのフォーマットを説明する図で、（ａ）は日本、（ｂ）はアメリカ、（ｃ）はドイツ、（ｄ）はスイス、（ｅ）はイギリスのものである。
【符号の説明】
【００８８】
１      電波時計
ＡＮ１  アンテナ
１０    受信回路部
１１    ＲＦアンプ
１２    フィルタ
１３    アンプ
１４    検波器
１６    ＡＤコンバータ
１７    秒同期検出回路
１８    計時回路部
１９    発振回路部
２０    ＣＰＵ
２７    ＲＯＭ
【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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【図１７】
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【図１８】
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