(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送周波数が異なる複数の標準電波を受信可能であり、これらの複数の標準電波のうちのいずれか１つに基づいて内部時計の時刻を修正する電波修正時計であって、
複数の標準電波のうち、受信する標準電波の搬送周波数を設定する受信周波数設定部と、
前記受信周波数設定部により設定された搬送周波数の前記標準電波を受信し、搬送周波数を受信周波数とする受信信号を取得する受信信号取得部と、
取得した前記受信信号を、所定の中間周波数の処理用信号に変換する周波数変換部と、
前記処理用信号から、所定の帯域幅の周波数成分の信号を抽出するフィルター部と、
を備え、
前記フィルター部は、前記受信周波数設定部により設定される搬送周波数が高いほど、前記帯域幅を広げる
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電波修正時計において、
所定の基準周波数の基準信号を発生させる基準信号発生部と、
前記基準信号から、所定の局部発振周波数の局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、
を備え、
前記周波数変換部は、前記受信信号及び前記局部発振信号を合成して、前記受信信号を前記処理用信号に変換する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電波修正時計において、
温度を検出する温度センサーを備え、
前記フィルター部は、前記温度センサーにより検出される温度と、前記受信周波数設定部により設定される搬送周波数とに基づいて、前記帯域幅を変化させる
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記フィルター部は、
回路チップ内に組み込まれたフィルター本体と、
前記回路チップ外に設けられた外付抵抗と、
前記フィルター本体に接続する外付抵抗を切り替えるスイッチと、を備えた
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記フィルター部は、フィルター本体と、前記フィルター本体に直列に接続される調整用抵抗とを備え、前記調整用抵抗の抵抗値を変化させることで前記帯域幅を変化させる
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記フィルター部は、当該フィルター部のバイアス抵抗を変更することで前記帯域幅を変化させる
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】
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を修正する電波修正時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
時刻情報を含む標準電波を受信して時刻修正を実施する電波修正時計が知られている。
電波修正時計により受信される標準電波は、地域等により異なる周波数を有する。例えば、日本国内では、長波帯標準電波施設の福島局が発信する周波数４０ｋＨｚの標準電波、九州局が発信する周波数６０ｋＨｚの標準電波がある。また、日本国外では、更に他の周波数の標準電波が用いられており、例えばドイツでは、周波数７７．５ｋＨｚの標準電波が用いられている。
【０００３】
これらの標準電波は、それぞれ周波数の波長帯域が異なるため、電波修正時計において、フィルターを用いて標準電波から受信信号の包絡線を抽出する場合、各周波数に対応した帯域幅のフィルターを用意する必要があり、時計が大型化、複雑化するという課題があった。
これに対して、標準電波の周波数を、所定の固定周波数に変換した後、１つのフィルターで受信信号の包絡線を抽出する電波修正時計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の電波修正時計は、スーパーヘテロダイン方式の電波受信装置を備え、周波数変換回路において、アンテナから入力された標準電波の周波数と局部発振回路から入力される局部発振周波数とを合成して、所定の中間周波数に変換する。そして、中間周波数を中心とした所定の範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断するバンドパスフィルターを用い、前記周波数変換回路により変換された中間周波数の信号から時刻修正に必要な信号成分を抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８００７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、スーパーヘテロダイン方式の周波数変換回路を用いる場合、局部発振回路から入力される局部発振周波数の信号が温度変化の影響を受けやすく、これにより、周波数変換回路により変換された中間周波数にズレが生じる場合がある。
図６は、スーパーヘテロダイン方式の周波数変換回路を用いて周波数変換を行った際に、変換された周波数のズレ量（△Ｆ）と温度との関係を示す図である。
図６に示すように、周波数変換回路により変換された周波数のズレ量△Ｆは、所定の基準温度Ｔ０（例えば２５度）の際に最小値（０）となり、基準温度からの温度差が大きくなるに従って大きくなる。特に、周波数が高い標準電波では、周波数が低い標準電波よりも、温度変化による周波数変換時の周波数ズレ量△Ｆが大きくなる。
このため、上記特許文献１のような電波修正時計では、高い周波数の標準電波を受信する場合に、低い周波数の標準電波を受信する場合に比べて、受信感度が低下してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、受信する標準電波の周波数によらず、高い受信感度が得られる電波修正時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電波修正時計は、搬送周波数が異なる複数の標準電波を受信可能であり、これらの複数の標準電波のうちのいずれか１つに基づいて内部時計の時刻を修正する電波修正時計であって、複数の標準電波のうち、受信する標準電波の搬送周波数を設定する受信周波数設定部と、前記受信周波数設定部により設定された搬送周波数の前記標準電波を受信し、搬送周波数を受信周波数とする受信信号を取得する受信信号取得部と、取得した前記受信信号を、所定の中間周波数の処理用信号に変換する周波数変換部と、前記処理用信号から、所定の帯域幅の周波数成分の信号を抽出するフィルター部と、を備え、前記フィルター部は、前記受信周波数設定部により設定される搬送周波数が高いほど、前記帯域幅を広げることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、受信周波数設定部により設定された搬送周波数の標準電波が受信信号取得部により受信され、受信信号が取得されると、周波数変換部は、取得した受信信号を、所定の中間周波数の処理用信号に変換する。この時、上述したように、周波数変換部により変換される処理用信号の中間周波数は、温度の影響により目標とする周波数に対してズレが生じる場合があり、そのズレ量は、受信信号の受信周波数（標準電波の搬送周波数）が高くなるに従って大きくなる。
これに対して、本発明のフィルター部は、受信周波数設定部により設定された搬送周波数に基づき、搬送周波数が高くなるに従って、通過させる周波数成分の帯域幅を広げる。例えば、日本国内で用いられる標準電波であるＪＪＹは、４０ｋＨｚの標準電波と、６０ｋＨｚの標準電波とがあり、それぞれ同一のデータ構造のタイムコードが埋め込まれている。この場合、本発明のフィルター部は、６０ｋＨｚの標準電波を受信する際、４０ｋＨｚの標準電波を受信する際よりも、通過させる周波数成分の帯域幅を広げる。
これにより、処理用信号の中間周波数のズレ量が大きくなった場合でも、時刻修正に必要な信号が含まれる周波数成分が遮断されることがなくなり、受信感度を向上させることが可能となる。
一方、本発明では、受信信号の受信周波数（標準電波の搬送周波数）が低い場合、フィルター部の帯域幅は狭くなる。つまり、受信信号の受信周波数が低い場合では、温度変化による中間周波数のズレ量が小さくなるので、フィルター部の帯域幅が狭い場合でも、時刻修正に必要な信号が含まれる周波数成分を通過させることが可能となる。また、この場合、ノイズ成分等をフィルター部により良好に遮断することができ、受信感度を向上させることができる。
【００１０】
本発明の電波修正時計は、所定の基準周波数の基準信号を発生させる基準信号発生部と、前記基準信号から、所定の局部発振周波数の局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、を備え、前記周波数変換部は、前記受信信号及び前記局部発振信号を合成して、前記受信信号を前記処理用信号に変換することが好ましい。
【００１１】
本発明では、局部発振信号生成部は、基準信号発生部から出力される基準周波数の基準信号に基づいて、所定の局部発振周波数の局部発振信号を生成し、周波数変換部は、生成された局部発振信号と受信信号とを合成することで、受信信号を処理用信号に変換する。すなわち、本発明では、スーパーヘテロダイン方式を用いた周波数変換を行う。このようなスーパーヘテロダイン方式を用いることで、異なる搬送周波数の標準電波を受信する場合でも、１つの中間周波数に揃えることができ、１つのフィルター部により、信号を抽出することができる。従って、電波修正時計の構成の簡略化を図ることができる。
なお、基準信号発生部としては、例えば水晶振動子を用いた発振回路（基準周波数：３２．７６８ｋＨｚ）などを例示することができ、特に水晶振動子を用いた発振回路は、小型かつ軽量であるため、腕時計等に組み込む基準信号発生部に適している。一方、このような基準信号発生部は、温度の影響により発振周波数が変化する場合があり、この場合、基準信号に基づいて生成される局部発振信号の局部発振周波数も変化し、基準信号の基準周波数と、局部発振周波数との差が大きいほど（周波数変化率が大きいほど）変化量も大きくなる。その結果、特にアッパーヘテロダイン方式において、標準電波の搬送周波数が高くなるほど、処理用信号の中間周波数のズレ量が大きくなる。しかしながら、本発明では、このようなズレが生じた場合でも、上述したように、フィルター部の帯域幅を広げることで受信感度の低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明の電波修正時計は、温度を検出する温度センサーを備え、前記フィルター部は、前記温度センサーにより検出される温度と、前記受信周波数設定部により設定される搬送周波数とに基づいて、前記帯域幅を変化させることが好ましい。
【００１３】
本発明では、フィルター部は、温度センサーにより検出される温度と、受信する標準電波の搬送周波数とに基づいて帯域幅を変化させる。
すなわち、周波数変換部により変換される中間周波数のズレ量は、図６に示すように、所定の基準温度において最小となり、基準温度からの温度差が大きくなるに従って大きくなる。従って、基準温度近傍であれば搬送周波数が高い標準電波を受信する場合であっても、周波数変換部により変換される中間周波数のズレ量は小さくなる。逆に、搬送周波数が低い標準電波を受信する場合であっても、基準温度からの温度差が大きい場合は、周波数変換部により変換される中間周波数のズレ量は大きくなる。
これに対し、本発明のフィルター部は、受信する標準電波の搬送周波数が高い場合であっても、検出された温度と基準温度との温度差が小さい場合は帯域幅を狭くする。また、フィルター部は、搬送周波数が低い場合であっても、検出された温度と基準温度との温度差が大きい場合は帯域幅を広くする。
このような構成では、温度センサーにより検出される実際の温度に基づいて、フィルター部の帯域幅を適切な値に設定することができ、受信感度の更なる向上を図れる。
【００１４】
本発明の電波修正時計は、前記フィルター部は、回路チップ内に組み込まれたフィルター本体と、前記回路チップ外に設けられた外付抵抗と、前記フィルター本体に接続する外付抵抗を切り替えるスイッチと、を備えていることが好ましい。
【００１５】
本発明では、フィルター部で通過させる周波数の帯域幅を変化させるために、フィルター本体に接続される外付抵抗の抵抗値を変化させる。この時、本発明では、外付抵抗は、ＩＣ等の回路チップにより組み込まれるフィルター本体の外側に設けられている。そして、フィルター部の帯域幅を変更する場合に、スイッチにおける接続状態を切り替えて、フィルター本体に接続される外付抵抗を切り替える。
フィルター部における帯域幅の設定は、電波修正時計の種類等により異なる値となる。従って、各標準電波に対して最適な帯域幅を設定するためには、電波修正時計の試作段階において、フィルター本体に接続される抵抗の切り替えや交換を行い、フィルター部の帯域幅を最適な値に設定することが好ましい。ここで、フィルター部の最適な帯域幅の設定において、抵抗を取り替える作業が必要となる場合がある。この時、回路チップ内にフィルター本体に接続する抵抗が組み込まれている場合では、回路チップ内の抵抗を取り替えることになり、非常に煩雑な作業が伴う。これに対して、本発明では、回路チップの外部に外付抵抗が設けられる構成であるため、抵抗の交換や切り替えが容易であり、製造効率性を向上させることができる。
【００１６】
本発明の電波修正時計において、前記フィルター部は、フィルター本体と、前記フィルター本体に直列に接続される調整用抵抗とを備え、前記調整用抵抗の抵抗値を変化させることで前記帯域幅を変化させることが好ましい。
本発明では、フィルター本体に対して調整用抵抗が直列に接続されている。このような構成では、受信周波数が高くなるに従って、調整用抵抗の抵抗を小さくすることで、容易にフィルター部の帯域幅を広げることができる。なお、調整用抵抗としては、可変抵抗を用いて抵抗値を変化させる構成としてもよく、抵抗値が異なる複数の調整用抵抗を設け、フィルター本体に接続する調整用抵抗を切り替えることで抵抗値を変化させる構成としてもよい。
【００１７】
本発明の電波修正時計において、前記フィルター部は、当該フィルター部のバイアス抵抗を変更することで前記帯域幅を変化させることが好ましい。
本発明では、受信周波数が高くなるに従って、バイアス抵抗を小さくすることで、容易にフィルター部の帯域幅を広げることができる。なお、バイアス抵抗の変更方法としては、可変抵抗を用いて抵抗値を変更してもよく、抵抗値の異なるバイアス抵抗を複数設け、フィルター本体に接続するバイアス抵抗を切り替える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電波修正時計の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態のバンドパスフィルターの回路構成を示す図。
【図３】本発明の第二実施形態における電波修正時計の概略構成を示すブロック図。
【図４】受信信号の周波数成分の信号に対する受信感度を示す図。
【図５】他の実施形態におけるバンドパスフィルターの概略構成を示す図。
【図６】温度変化により変動する中間周波数を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
［電波修正時計の基本構成］
電波修正時計１は、図１に示すように、アンテナ２と、受信回路部３と、制御回路部４と、表示部５と、外部操作部材６と、基準信号発生部である水晶振動子を備えた基準発振回路４７とを備えている。
アンテナ２は、長波標準電波（以下、「標準電波」と略す場合がある）を受信し、受信した標準電波を受信回路部３に出力する。
受信回路部３は、アンテナ２にて受信した標準電波の受信信号を復調して、ＴＣＯ（Time Code Out：タイムコード出力）として制御回路部４に出力する。なお、受信回路部３の詳細な説明は、後述する。
【００２０】
制御回路部４は、入力されたＴＣＯをデコードしてＴＣ（タイムコード）を生成し、生成したＴＣに基づいて時刻カウンター４３の時刻を設定する。また、制御回路部４は、時刻カウンター４３の時刻を表示部５に表示させる。更に、制御回路部４は、受信回路部３に制御信号を出力する。
なお、制御回路部４の詳細な説明は、後述する。
【００２１】
表示部５は、制御回路部４の駆動回路部４４により駆動制御され、時刻カウンター４３でカウントされる時刻を表示させる。この表示部５としては、例えば液晶パネルを備え、液晶パネルに時刻を表示させる構成であってもよく、文字板及び指針を備え、制御回路部４により指針を運針させて時刻を表示させる構成であってもよい。
【００２２】
外部操作部材６は、例えばリューズや設定ボタンなどにより構成され、利用者により操作されることで制御回路部４に所定の操作信号を出力する。この操作信号としては、例えば、アンテナ２で受信される標準電波の種類（例えば、日本におけるＪＪＹ、アメリカ合衆国におけるＷＷＶＢ、ドイツにおけるＤＣＦ７７など）を設定する旨の電波種類設定データ、標準電波を受信して時刻を修正させる旨の修正要求情報などが挙げられる。
【００２３】
基準発振回路４７は、水晶振動子を備え、水晶振動子により発振される所定の基準クロック周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ、以降３２ｋＨｚとして説明する）の基準信号を出力する。この基準発振回路４７から出力された基準信号は、制御回路部４に入力される。この信号は、制御部４５の内の分周回路で１Ｈｚの信号に分周される。
【００２４】
［受信回路部の構成］
受信回路部３は、図１に示すように、本発明の受信信号取得部を構成する同調回路３１と、第１増幅回路３２と、局部発振信号生成部３３と、周波数変換部３４と、本発明のフィルター部を構成するバントパスフィルター（Band-pass filter，以下、「ＢＰＦ」と略す場合がある）３５と、第２増幅回路３６と、検波回路３７と、二値化回路３８と、デコード回路３９とを備えて構成されている。
【００２５】
同調回路３１は、コンデンサーを備えて構成され、当該同調回路３１とアンテナ２とにより並列共振回路が構成される。この同調回路３１は、特定の周波数の電波をアンテナ２で受信させる。この同調回路３１により、アンテナ２で受信された標準電波が電圧信号に変換され、受信信号として第１増幅回路３２に出力される。
ここで、本実施形態の受信回路部３では、日本の標準電波であるＪＪＹ（搬送周波数：４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ）の他、ドイツの標準電波であるＤＣＦ７７（搬送周波数：７７．５ｋＨｚ）、アメリカ合衆国の標準電波であるＷＷＶＢ（搬送周波数：６０ｋＨｚ）を受信可能に構成されている。なお、受信回路部３は、例えば中国の標準電波であるＢＰＣなどのその他の地域における標準電波を受信可能な構成としてもよい。
本実施形態では、外部操作部材６が操作され、電波種類設定データが入力されると、後述する制御回路部４の制御部４５から制御信号が同調回路３１に入力される。これにより、同調回路３１は、電波種類設定データに対応した標準電波を受信可能な状態に設定される。つまり、本実施形態では、制御部４５により、本発明の受信周波数設定部が構成される。
なお、ここでは、外部操作部材６により、受信する標準電波の種類を切り替える例を示すが、例えば、受信周波数を順次切り替えることで、受信可能な標準電波を自動的に検出する構成などとしてもよい。
【００２６】
第１増幅回路３２は、同調回路３１から入力された受信信号を一定の振幅に増幅する。
なお、ＡＧＣ回路が設けられ、ＡＧＣ回路により検波回路３７により検出される受信信号の包絡線に基づいて、第１増幅回路３２のゲインを調整する構成等としてもよい。
【００２７】
局部発振信号生成部３３は、局部発振回路３３Ａと、周波数生成部３３Ｂとを備える。
局部発振回路３３Ａは、制御回路部４から入力される基準クロック周波数の基準信号に基づいて、所定周波数の信号を生成する。
周波数生成部３３Ｂは、局部発振回路３３Ａから入力された信号に基づいて、所定の局部発振周波数の局部発振信号を生成する。この局部発振信号は、周波数変換部３４において受信信号の周波数を所定の中間周波数に揃えるための局部発振周波数で発振される。
例えば、本実施形態では、周波数変換部３４において、受信信号の受信周波数（受信した標準電波の搬送周波数）を、３０ｋＨｚの中間周波数に変換する。この場合、周波数生成部３３Ｂは、局部発振回路３３Ａから入力された信号の周波数を分周等することで、標準電波の搬送周波数を３０ｋＨｚの中間周波数に変換するための局部発振周波数を生成する。具体的には、周波数生成部３３Ｂは、４０ｋＨｚの標準電波を受信する際には局部発振周波数が７０ｋＨｚの局部発振信号を出力し、６０ｋＨｚの標準電波を受信する際には局部発振周波数が９０ｋＨｚの局部発振信号を出力し、７７．５ｋＨｚの標準電波を受信する際には局部発振周波数が１０７．５ｋＨｚの局部発振信号を出力する。
【００２８】
周波数変換部３４は、第１増幅回路３２から入力される受信信号と、局部発振信号生成部３３からの局部発振信号とを混合して、中間周波数の処理用信号を出力する。すなわち、周波数変換部３４は、受信周波数の受信信号を中間周波数の処理用信号に変換する。
ここで、受信周波数をｆ０、局部発振周波数をｆ１とすると、周波数変換部３４は、中間周波数ｆＩＦ１＝｜ｆ０−ｆ１｜の処理用信号を生成し、ＢＰＦ３５に出力する。
本実施形態では、上述のように、搬送周波数が４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ，７７．５ｋＨｚの各標準電波に対応して、局部発振信号生成部３３から、それぞれ局部発振周波数が７０ｋＨｚ，９０ｋＨｚ，１０７．５ｋＨｚの局部発振信号が出力される。このため、周波数変換部３４において変換された処理用信号の中間周波数は３０ｋＨｚとなる。
【００２９】
〔ＢＰＦの構成〕
図２は、ＢＰＦ３５の回路構成を示す図である。
ＢＰＦ３５は、周波数変換部３４から入力された処理用信号のうち、所定の周波数帯域の信号成分のみを通過させ、帯域外の周波数成分の信号を遮断する。
このＢＰＦ３５は、図２に示すように、フィルター本体である水晶フィルター（水晶振動子）３５Ａと、水晶フィルター３５Ａに直列に接続される第一調整部３５Ｂと、ＢＰＦ３５のバイアス抵抗を設定するための第二調整部３５Ｃとを備える。
第一調整部３５Ｂは、抵抗値が異なる複数（例えば２つ）の調整用抵抗３５Ｄと、水晶フィルター３５Ａに接続する調整用抵抗３５Ｄを切り替えるスイッチＳＷ１を備える。同様に、第二調整部３５Ｃは、抵抗値が異なる複数（例えば２つ）のバイアス抵抗３５Ｅと、水晶フィルター３５Ａに接続するバイアス抵抗３５Ｅを切り替えるスイッチＳＷ２と、を備える。
【００３０】
このＢＰＦ３５は、標準電波の搬送周波数（受信信号の受信周波数）に応じて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が切り替えられ、周波数の帯域幅が切り替えられる。
上述したように、本実施形態では、局部発振信号生成部３３は、基準発振回路４７から発振される基準信号に基づいて、局部発振信号を生成する。ここで、基準発振回路４７の水晶振動子は、温度変化の影響により、発振される基準クロック周波数にズレが生じる。従って、局部発振信号生成部３３により生成される局部発振信号にも、基準クロック周波数の変動に対応した周波数のズレが発生する。この時、発振する周波数が高くなるほど、周波数のズレ量も大きくなる。
例えば、基準発振回路４７の水晶振動子の温度特性として、−１０度の温度変化により、周波数特性が−５０ＰＰＭ変動する場合、７０ｋＨｚ，９０ｋＨｚ，１０７．５ｋＨｚの局部発振信号は、それぞれ、−３．５ｋＨｚ，−４．５ｋＨｚ，−５．４ｋＨｚだけ周波数が変動する。従って、周波数変換部３４において生成される処理用信号も同量分周波数が変動することとなり、標準電波の搬送周波数が高くなるほど、周波数の変動値が増大してしまう（図６参照）。
このような場合、仮に、ＢＰＦ３５の帯域幅が４０ｋＨｚの標準電波に対応した値で固定されている場合、６０ｋＨｚや７７．５ｋＨｚの標準電波を受信する際に、必要な信号成分までＢＰＦ３５により遮断されてしまう場合があり、受信感度が低下してしまうことがある。これに対して、本実施形態のＢＰＦ３５は、各標準電波の周波数に対応して帯域幅を変更する（Ｑ値を変更する）ことで、受信感度の悪化を抑制する。
【００３１】
具体的には、電波修正時計１の製造時において、受信する標準電波に対して、ＢＰＦ３５の帯域幅を最適値に設定するための抵抗の組み合わせ（スイッチＳＷ１，スイッチＳＷ２の接続設定）が予め測定されており、当該接続測定データが例えば記憶部４２に記憶されている。そして、外部操作部材６が操作され、電波種類設定データが入力されると、制御回路部４の制御部４５は、記憶部４２から電波種類設定データに対応した接続設定を読み出し、ＢＰＦ３５に対してスイッチＳＷ１，スイッチＳＷ２を切り替えるための制御信号を出力する。これにより、ＢＰＦ３５のスイッチＳＷ１，スイッチＳＷ２が、標準電波の種類に応じた接続状態に切り替えられ、当該ＢＰＦ３５において、信号を通過させる周波数成分の帯域幅が変更される。
表１に、本実施形態におけるＢＰＦ３５の帯域幅の設定例を示す。
【００３２】
【表１】
0005938925.tif 000002
【００３３】
本実施形態では、搬送周波数が４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ，７７．５ｋＨｚの各標準電波に対して、中間周波数（３０ｋＨｚ）の処理用信号を生成するために、局部発振信号生成部３３から、それぞれ、局部発振周波数が７０ｋＨｚ，９０ｋＨｚ，１０７．５ｋＨｚの局部発振信号を出力する。ここで、上述のように、基準発振回路４７の水晶振動子の温度特性として、−１０度の温度変化により−５０ＰＰＭの周波数変動がある場合、各局部発振周波数（７０ｋＨｚ，９０ｋＨｚ，１０７．５ｋＨｚ）の局部発振信号は、それぞれ、−３．５ｋＨｚ，−４．５ｋＨｚ，−５．４ｋＨｚだけ周波数変動する。
本実施形態では、この周波数変動による受信感度の低下を抑制するため、標準電波の搬送周波数４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ，７７．５ｋＨｚに対し、ＢＰＦ３５の３ｄＢ帯域幅を、それぞれ、周波数変動値の２倍である７Ｈｚ，９Ｈｚ，１０．８Ｈｚに設定する。従って、例えば同一のタイムコードを有するＪＪＹであっても、６０ｋＨｚの標準電波を受信する際のＢＰＦ３５の帯域幅が、４０ｋＨｚの標準電波を受信する際のＢＰＦ３５の帯域幅よりも広く設定される。また、ＪＪＹ（６０ｋＨｚ）及びＷＷＶＢのように、タイムコードが異なる場合でも、同一の搬送周波数である場合は、ＢＰＦ３５の帯域幅は同一値に設定される。
【００３４】
これにより、温度変化による処理用信号の中間周波数のズレが生じた場合であっても、ＢＰＦ３５により、時刻修正に必要な信号成分が遮断されてしまう不都合を回避でき、電波修正時計１における受信感度の向上を図れる。
なお、上記の例では、アッパーヘテロダイン方式により中間周波数の処理用信号を生成する例を示したが、受信信号の受信周波数（搬送周波数）よりも低い局部発振周波数の局部発振信号を用いたローワーヘテロダイン方式を用いてもよい。この場合でも、受信周波数（搬送周波数）が高いほど局部発振周波数を高くする必要があり、温度に起因したズレ量も、受信周波数が低い場合に比べて大きくなる。従って、上記と同様に、標準電波の搬送周波数が高くなるに従って、ＢＰＦ３５の帯域幅を広げることで、受信感度の向上を図ることができる。
【００３５】
第２増幅回路３６は、ＢＰＦ３５から入力された受信信号を、固定のゲインで更に増幅する。
検波回路３７は、図示しない整流器と、図示しないローパスフィルター（Low-Pass Filter，ＬＰＦ）とを備えて構成され、第２増幅回路３６から入力された受信信号を整流及び濾波し、濾波して得られた包絡線信号を二値化回路３８に出力する。
【００３６】
二値化回路３８は、たとえば、二値化コンパレーターで構成される。この二値化コンパレーターは、ヒステリシスを持つコンパレーターであり、検波回路３７から入力された包絡線信号と、所定電圧を有する基準電圧（しきい値）とを比較して、二値化信号すなわちＴＣＯ信号を出力する。包絡線信号にはノイズが多く、二値化コンパレーターに数ｍＶのヒステリシスを持たせることで、ＴＣＯ信号のばたつきを抑えることができる。
【００３７】
具体的に、二値化回路３８は、包絡線信号の電圧が基準電圧を上回っている場合にはＨレベル（ハイレベル）の電圧を有する信号を、また、包絡線信号の電圧が基準電圧以下の場合には、Ｈレベルの信号より電圧値の低いＬレベル（ローレベル）の信号を、ＴＣＯ信号として、制御回路部４に出力する。なお、包絡線信号の電圧が基準電圧を上回っている場合にはＬレベルを、包絡線信号の電圧が基準電圧を下回っている場合にはＨレベルの信号を、ＴＣＯ信号として、制御回路部４に出力するように構成することも可能である。
【００３８】
なお、二値化回路３８としては、ＡＤコンバーター及びレベル選択部を用いたものでもよい。たとえば、包絡線検波後のアナログ信号をデジタル化するＡＤコンバーターとして、10bitのＡＤコンバーターを用いた場合、１０本のデジタル信号がレベル選択部に出力される。そこで、レベル選択部は制御信号に基づきＡＤコンバーターの10bitの信号を、所定のレベルで２値化してＴＣＯ出力とすればよい。
【００３９】
デコード回路３９は、後述する制御回路部４と、シリアル通信線を介して接続されている。そして、このデコード回路３９は、制御回路部４から入力された制御信号をデコードして二値化回路３８等に出力する。
【００４０】
［制御回路部の構成］
制御回路部４は、前述のように、受信回路部３の動作を制御するものであり、具体的に、受信回路部３のデコード回路３９に対して、受信回路部３を作動させるための制御信号や、二値化回路３８の基準電圧を設定する制御信号を出力する。また制御回路部４は、二値化回路３８から入力されるＴＣＯ信号をデコードして、デコードされて生成したタイムコードに基づいて、時刻カウンター４３の時刻を設定する。更には、制御回路部４は、時刻カウンター４３の時刻を表示部５に表示させる。
この制御回路部４は、図１に示すように、タイムコードデコード手段としてのＴＣＯデコード部４１と、記憶手段としての記憶部４２と、時刻カウンター４３と、駆動回路部４４と、制御部４５とを備えて構成されている。なお、制御部４５には、前記基準発振回路４７から出力された基準信号が入力されている。
【００４１】
ＴＣＯデコード部４１は、受信回路部３の二値化回路３８から入力されるＴＣＯ信号をデコードして、当該ＴＣＯ信号に含まれる日付情報及び時刻情報等を有するタイムコード（ＴＣ）を抽出する。そして、ＴＣＯデコード部４１は、抽出したＴＣを制御部４５に出力する。なお、本実施形態のＴＣＯデコード部４１は、日本の標準電波であるＪＪＹ、アメリカの標準電波であるＷＷＶＢ、ドイツの標準電波であるＤＣＦ７７、中国の標準電波であるＢＰＣ等、複数種類の標準電波のタイムコードをデコードして出力できるように構成されている。
【００４２】
記憶部４２は、制御回路部４による受信回路部３の制御等に必要な各種データやプログラム等を記憶するメモリーである。各種データとしては、上述したようなＢＰＦ３５の帯域幅を切り替えるためのスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続設定のデータが含まれる。
【００４３】
時刻カウンター４３は、基準発振回路４７から出力される基準信号に基づいて時間をカウントする。具体的には、時刻カウンター４３は、秒をカウントする秒カウンター、分をカウントする分カウンター、時をカウントする時カウンターを備えている。
秒カウンターは、例えば１Ｈｚの基準信号が出力されている場合、その信号を６０カウントつまり６０秒でループするカウンターである。分カウンターは、１Ｈｚの基準信号を６０回係数したところで１カウントし、６０カウント、すなわち６０分でループするカウンターである。時カウンターは、１Ｈｚの基準信号を３６００回係数したところで１カウントし、２４カウント、すなわち２４時間でループするカウンターである。
なお、分カウンターは、秒カウンターが６０カウントするごとに秒カウンターから分カウンターに信号を出力して分カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。同様に、時カウンターは、分カウンターが６０カウントするごとに分カウンターから時カウンターに信号を出力して時カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。
【００４４】
駆動回路部４４は、制御部４５から出力される時刻表示制御信号に基づいて、表示部５の表示状態を制御し、表示部５に時刻を表示させる。例えば、表示部５が液晶パネルを有し、液晶パネルに時刻を表示させる構成である場合、駆動回路部４４は、時刻表示制御信号に基づいて、液晶パネルを制御し、液晶パネルに時刻を表示させる。また、表示部５が文字板及び指針を有する構成である場合、駆動回路部４４は、指針を駆動させるステッピングモーターに、パルス信号を出力し、ステッピングモーターの駆動力により指針を運針させる。
【００４５】
制御部４５は、基準発振回路４７から入力される駆動周波数に基づいて駆動し各種制御処理を実施する。すなわち、制御部４５は、ＴＣＯデコード部４１から入力されるＴＣを、時刻カウンター４３に出力し、時刻カウンター４３のカウントを修正する。また、制御部４５は、時刻カウンター４３にてカウントされる時刻を表示部５に表示させる時刻表示制御信号を駆動回路部４４に出力する。
【００４６】
更に、制御部４５は、上述したように、本発明の受信周波数設定部としても機能し、外部操作部材６が操作されて電波種類設定データに基づいて、受信する標準電波の搬送周波数を設定する。そして、制御部４５は、同調回路３１に制御信号を出力し、設定した標準電波を受信させる。また、制御部４５は、設定した搬送周波数に対応したスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続設定を記憶部４２から読み出し、ＢＰＦ３５に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続状態を切り替えるための制御信号を出力する。
【００４７】
なお、制御部４５と、デコード回路３９とは、シリアル通信線により接続され、制御信号は、シリアル通信線を介してデコード回路３９に入力される。これにより、受信回路部３を制御する制御信号を、デコード回路３９を介して、受信回路部３に出力させることができる。
ここで、制御部４５と受信回路部３とのシリアル通信においては、制御部４５と受信回路部３との間で双方向通信が可能な２線の同期式インターフェイスを用いて、それぞれによる双方向のシリアル通信を行うようにしてもよい。このような場合、制御部４５から受信回路部３に制御信号を出力した後、当該受信回路部３が、受信及び認識した制御信号を制御部４５に再度転送し、制御部４５にて出力した制御信号と入力した制御信号とのデータの差異を確認することで、より信頼性の高いシリアル通信を行うことができる。
【００４８】
［実施形態の作用効果］
本実施形態の電波修正時計１では、制御部４５は、外部操作部材６の操作により電波種類設定データが入力されると、受信対象の搬送周波数を設定し、同調回路３１に対して、設定した搬送周波数の標準電波を受信させるための制御信号を出力する。また、制御部４５は、設定した搬送周波数に対応して、ＢＰＦ３５のスイッチＳＷ１，スイッチＳＷ２の接続状態を切り替えさせ、ＢＰＦ３５における帯域幅を変化させる。この時、ＢＰＦ３５は、搬送周波数が高いほど、帯域幅が広くなるように、スイッチＳＷ１，スイッチＳＷ２の接続状態が切り替えられる。
このような構成では、搬送周波数が高い標準電波の受信信号（例えば６０ｋＨｚや７７．５ｋＨｚ）が、周波数変換部３４により中間周波数に変換される際、温度の影響により周波数のズレ量が大きくなった場合であっても、ＢＰＦ３５の帯域幅が広く設定されていることで、時刻修正に必要な信号成分が遮断されず、受信感度の低下を抑えることができる。また、搬送周波数帯域が低い標準電波（例えば４０ｋＨｚ）の受信時には、ＢＰＦ３５の帯域幅が狭くなるため、ノイズ等の不要信号成分を遮断することでき、受信感度を向上させることができる。
【００４９】
本実施形態では、スーパーヘテロダイン方式の受信処理を実施し、局部発振信号生成部３３は、水晶振動子を備える基準発振回路４７から出力される基本周波数の基準信号に基づいて、周波数変換部３４において中間周波数の処理用信号を生成するための局部発振信号を生成する。そして、周波数変換部３４は、同調回路３１にて取得された受信信号と、局部発振信号生成部３３で生成された局部発振信号とを混合し、中間周波数の処理用信号を生成する。このようなスーパーヘテロダイン方式を用いることにより、異なる搬送周波数の標準電波を受信する場合であっても、１つの中間周波数に揃えることができ、１つのＢＰＦ３５により時刻修正を実施するために必要な信号成分を抽出することができ、電波修正時計１の構成を簡略化できる。
【００５０】
本実施形態のＢＰＦ３５は、水晶フィルター３５Ａと、水晶フィルター３５Ａに直列に接続される第一調整部３５Ｂと、を備える。また、この第一調整部３５Ｂは、抵抗値が異なる複数の調整用抵抗３５Ｄと、これらの調整用抵抗３５Ｄと水晶フィルター３５Ａとの接続状態を切り替えるスイッチＳＷ１とを備える。
このような構成では、標準電波の搬送周波数に応じて、スイッチＳＷ１の接続状態を切り替えるだけで、容易に水晶フィルター３５Ａに接続される調整用抵抗３５Ｄを変更することができ、水晶フィルター３５Ａのフィルター帯域幅を切り替えることができる。
【００５１】
また、本実施形態のＢＰＦ３５は、第二調整部３５Ｃを備え、この第二調整部３５Ｃは、抵抗値が異なる複数のバイアス抵抗３５Ｅと、水晶フィルター３５Ａに接続するバイアス抵抗３５Ｅを切り替えるスイッチＳＷ２を備える。
従って、上記と同様に、標準電波の搬送周波数に応じて、スイッチＳＷ２の接続状態を切り替えるだけで、容易に水晶フィルター３５Ａに接続されるバイアス抵抗３５Ｅを変更することができ、バイアス抵抗の切り替えにより、水晶フィルター３５Ａのフィルター帯域幅を切り替えることができる。
【００５２】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上述した第一実施形態の電波修正時計１では、受信する標準電波の搬送周波数によって、ＢＰＦ３５において通過させる信号の帯域幅を切り替えた。これに対して、第二実施形態では、温度センサーを備え、温度センサーにより検出される温度と、受信する標準電波の搬送周波数とに基づいて、ＢＰＦの帯域幅を切り替える点で、上記第一実施形態と相違する。
図３は、第二実施形態における電波修正時計１Ａの概略構成を示すブロック図である。図４は、受信信号の周波数成分に対する受信感度を示す図であり、横軸の「０」は、中間周波数を意味し、△ｆは、中間周波数からのズレ量を意味する。図４に示すように、Ｑ値が大きい（ＢＰＦ３５の帯域幅が狭い）場合、中間周波数からのズレ量が大きい信号成分の受信感度が悪化するが、中間周波数における受信感度は高くなる。一方、Ｑ値が小さい（ＢＰＦ３５の帯域幅が広い）場合、Ｑ値が大きい場合に比べて、中間周波数からのズレ量が大きい信号に対してもある程度の受信感度が得られるが、中間周波数における受信感度は低くなる。
なお、本実施形態の説明にあたり、上述した第一実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略、又は簡略化する。
【００５３】
本実施形態の電波修正時計１Ａには、図３に示すように、温度センサー７が設けられる。この温度センサー７は、温度を検出し、検出した温度に基づいた検出信号を制御回路部４の制御部４５に出力する。
【００５４】
本実施形態では、標準電波の搬送周波数に加え、温度センサー７により検出される温度に基づいて、ＢＰＦ３５の帯域幅を切り替える。
例えば、図６に示すように、搬送周波数が７７．５ｋＨｚの標準電波を受信する場合、基準温度（例えば２５度）近傍であれば、周波数変換部３４により変換される中間周波数のズレ量も小さくなる。このような場合にまで、ＢＰＦ３５における帯域幅を広げる（Ｑ値を低減させる）と、図４に示すように、中間周波数における受信感度が低下することになる。
一方、搬送周波数が４０ｋＨｚの標準電波を受信する場合、温度に起因する中間周波数のズレ量は、搬送周波数が高い場合に比べて小さい。しかしながら、基準温度からの温度差が大きくなると、中間周波数のズレ量も大きくなるので、ＢＰＦ３５の帯域幅が狭いと必要な信号成分まで遮断されるおそれがあり、受信感度が低下するおそれがある。
【００５５】
従って、本実施形態の記憶部４２には、上記のようなパターンに対応したＢＰＦ３５のＳＷ１，ＳＷ２の接続設定が記憶される。
例えば、図６に示すように、温度Ｔ１において受信された４０ｋＨｚの標準電波、温度Ｔ２において受信された６０ｋＨｚの標準電波、及び温度Ｔ３において受信された７７．５ｋＨｚの標準電波は、周波数変換部３４において処理用信号に変換される際、中間周波数からのズレ量が略同量（△Ｆ１）となる。従って、記憶部４２には、これらの温度Ｔ１における４０ｋＨｚの標準電波、温度Ｔ２における６０ｋＨｚの標準電波、及び温度Ｔ３における７７．５ｋＨｚの標準電波に対するＢＰＦ３５のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続設定として、ズレ量△Ｆ１に対応したフィルター帯域幅を設定するためのデータが記憶される。
また、温度Ｔ１のみに着目すると、４０ｋＨｚの標準電波が中間周波数に変換された際のズレ量は△Ｆ１、６０ｋＨｚの標準電波が中間周波数に変換された際のズレ量は△Ｆ２（△Ｆ２＞△Ｆ１）、７７．５ｋＨｚの標準電波が中間周波数に変換された際のズレ量は△Ｆ３（△Ｆ３＞△Ｆ２）となる。従って、記憶部４２には、同一温度（基準温度近傍を除く）に対しては、搬送周波数が高いほど、ＢＰＦ３５の帯域幅を広げる（Ｑ値を低下させる）データが記憶される。
そして、制御部４５は、温度センサー７により検出された検出温度、及び外部操作部材６の操作により入力された電波種類設定データに基づいて、記憶部４２からＢＰＦ３５のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続設定を読み出し、ＢＰＦ３５に制御信号を出力する。これにより、ＢＰＦ３５は、受信する標準電波の搬送周波数、及び検出温度に基づいた帯域幅に設定される。
【００５６】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の電波修正時計１Ａでは、温度センサー７が設けられ、制御部４５は、温度センサー７により検出される検出温度と、外部操作部材６により入力された電波種類設定データに基づいた搬送周波数とに基づいて、ＢＰＦ３５の帯域幅を切り替える。
このため、搬送周波数が高い場合であっても、検出温度が、周波数変換部３４により変換される中間周波数のズレ量が小さい基準温度近傍であれば、ＢＰＦ３５の帯域幅が狭く設定され、信号のノイズ成分が除去されることで受信感度を向上させることができる。また、搬送周波数が低い場合であっても、検出温度と基準温度との温度差が大きい場合であれば、ＢＰＦ３５の帯域幅が広く設定され、時刻修正に必要な信号成分の遮断が防止できるので、受信感度を向上させることができる。
【００５７】
〔他の実施形態〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、ＢＰＦ３５として、受信回路部３を構成する回路チップ（例えばＩＣ等）内に組み込まれる構成としてもよく、図５に示すように、一部のみが回路チップ外に設けられる構成としてもよい。
図５に示す例では、このＢＰＦ３５は、回路チップ３Ａ内に、水晶フィルター３５Ａ、スイッチＳＷ１、及びスイッチＳＷ２が組み込まれ、回路チップ３Ａ外に、外付抵抗として、調整用抵抗３５Ｄ，バイアス抵抗３５Ｅが設けられる。
このような構成とすることで、例えば、電波修正時計１,１Ａの製造工程において、ＢＰＦ３５の帯域幅を設定する際の効率性を向上させることができる。つまり、電波修正時計１，１Ａは、時計の種類等により、ＢＰＦ３５の帯域幅を設定するために用いる調整用抵抗３５Ｄ，バイアス抵抗３５Ｅの抵抗値はそれぞれ異なる値となる。従って、これらの調整用抵抗３５Ｄ，バイアス抵抗３５Ｅは、製造段階（試作段階）において、標準電波を受信させ、ＢＰＦ３５の帯域幅が所望の値となるように調整する必要がある。この際、調整用抵抗３５Ｄ、バイアス抵抗３５Ｅが回路チップ３Ａ内に組み込まれていると、これらの抵抗３５Ｄ，３５Ｅを交換する必要が生じた場合に、回路チップ３Ａを組み直す等の煩雑な作業が伴う。これに対して、抵抗３５Ｄ，３５Ｅが外付抵抗である場合、容易に、これらの抵抗３５Ｄ，３５Ｅを交換することができ、作業負荷を軽減させることができ、製造効率性を飛躍的に向上させることができる。
【００５８】
また、上記各実施形態では、本発明の受信周波数設定部である制御部４５は、外部操作部材６の操作により入力された電波種類設定データに基づいて、受信する標準電波の搬送周波数を設定したが、これに限定されない。例えば、上述したように、同調回路３１により受信する周波数を順次切り替え、制御部４５は、同調回路３１により標準電波が受信できた際に、当該標準電波の搬送周波数を受信対象の搬送周波数として設定して、ＢＰＦ３５の帯域幅を切り替える構成としてもよい。
【００５９】
更に、上記第一実施形態では、標準電波の搬送周波数に応じてＢＰＦ３５の帯域幅を設定する構成としたが、更に、受信結果に基づいてＢＰＦ３５の帯域幅を変更してもよい。例えば、受信処理において、ノイズ等の影響によりＴＣＯを取得できず、受信処理がエラーとなる場合に、制御部４５は、ＢＰＦ３５のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えるよう制御信号を出力し、ＢＰＦ３５の帯域幅を広げる処理をしてもよい。このような構成では、受信処理のエラーを回避でき、受信感度を更に向上させることができる。
【００６０】
また、ＢＰＦ３５は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２における接続状態が切り替えられることで、帯域幅が変更される構成としたが、例えば、ＢＰＦ３５に可変抵抗が接続され、制御部４５の制御により、可変抵抗の抵抗値が連続的又は段階的に変更される構成などとしてもよい。
【００６１】
上記各実施形態において、基準周波数の基準信号を出力する基準信号発生部として、水晶振動子を備えた基準発振回路４７を例示したが、例えば、セラミック発振子や、シリコン発振子を用いた発振回路が用いられていてもよい。
【００６２】
また、ＢＰＦ３５のフィルター本体として、水晶フィルター３５Ａを例示したが、例えば、セラミックフィルターや、メカニカルフィルターなどを用いてもよい。
【００６３】
また、ＢＰＦ３５の帯域幅を変化させる具体的構成例として、ＢＰＦ３５は、第一調整部３５Ｂと、第二調整部３５Ｃを備える構成としたが、例えば第一調整部３５Ｂのみが設けられ、第二調整部３５Ｃが設けない構成や、第二調整部３５Ｃのみが設けられ、第一調整部３５Ｂが設けられない構成などとしてもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び手順は、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。
【符号の説明】
【００６４】
１，１Ａ…電波修正時計、２…アンテナ、３…受信回路部、４…制御回路部、５…表示部、６…外部操作部材、７…温度センサー、３１…同調回路（受信信号取得部）、３３…局部発振信号生成部、３３Ａ…局部発振回路、３３Ｂ…周波数生成部、３４…周波数変換部、３５…バンドパスフィルター（ＢＰＦ：フィルター部）、３５Ａ…水晶フィルター（フィルター本体）、３５Ｂ…第一調整部、３５Ｃ…第二調整部、３５Ｄ…調整用抵抗、３５Ｅ…バイアス抵抗、４２…記憶部、４３…時刻カウンター（内部時計）、４５…制御部（受信周波数設定部）、ＳＷ１,ＳＷ２…スイッチ。
【図１】
0005938925.tif 000003
【図２】
0005938925.tif 000004
【図３】
0005938925.tif 000005
【図４】
0005938925.tif 000006
【図５】
0005938925.tif 000007
【図６】
0005938925.tif 000008