(57)【要約】【課題】コードの誤判定を低減できる電波修正時計および電波修正時計のコード判定方法を提供すること。【解決手段】電波修正時計１は、時刻情報を含む標準電波を受信して、受信信号を出力する受信手段５と、秒同期タイミングを基準にサンプリング開始タイミングを設定する開始タイミング設定手段１３と、サンプリング開始タイミングから所定期間の受信信号の中で、第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する最大幅信号検出手段１４Ａと、最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングを設定する判定タイミング設定手段１４Ｂと、サンプリング開始タイミングから判定タイミングまでの経過時間を検出する経過時間検出手段１４Ｃと、経過時間検出手段１４Ｃが検出した経過時間に基づいて、秒同期タイミングから１秒間の信号のコードを判定するコード判定手段１５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時刻情報を含む標準電波を受信して、第１レベルおよび前記第１レベルとは異なる第２レベルに変化するとともに、１秒間隔で前記第２レベルから前記第１レベルに変化する受信信号を出力する受信手段と、
前記受信信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化する１秒間隔のタイミングである秒同期タイミングを基準に、サンプリング開始タイミングを設定する開始タイミング設定手段と、
前記サンプリング開始タイミングから所定期間の前記受信信号の中で、前記第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する最大幅信号検出手段と、
前記最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングを設定する判定タイミング設定手段と、
前記サンプリング開始タイミングから前記判定タイミングまでの経過時間を検出する経過時間検出手段と、
前記経過時間検出手段が検出した経過時間に基づいて、前記秒同期タイミングから１秒間の信号のコードを判定するコード判定手段と、を備える
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、
前記判定タイミング設定手段は、前記最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを前記判定タイミングに設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項３】
請求項１に記載の電波修正時計において、
前記判定タイミング設定手段は、前記最大幅信号の終了タイミングを前記判定タイミングに設定する
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、
前記受信信号を所定のサンプリング周期でサンプリングして各サンプリング時の信号レベルを取得するサンプリング手段を備え、
前記最大幅信号検出手段は、
前記サンプリング手段で検出された信号レベルが前記第２レベルから前記第１レベルに変化した時点から、前記サンプリング手段で連続して前記第１レベルが検出された回数が最も大きな信号を、前記最大幅信号として検出する
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、
前記開始タイミング設定手段は、前記秒同期タイミングの所定時間前のタイミングを前記サンプリング開始タイミングに設定し、
前記所定時間は、前記秒同期タイミングで前記受信信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化した場合にその信号レベルの変化を検出できる時間に設定される
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、
前記コード判定手段は、
前記最大幅信号の信号幅が信号幅閾値未満の場合は、コードをマーカーと判定し、
前記最大幅信号の信号幅が前記信号幅閾値以上の場合は、前記経過時間検出手段が検出した経過時間を、経過時間閾値と比較して、コードを２進数の「０」または「１」と判定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項７】
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、
前記コード判定手段は、前記経過時間検出手段が検出した経過時間が、第１経過時間閾値未満であるか、前記第１経過時間閾値以上かつ前記第１経過時間閾値よりも大きい値である第２経過時間閾値未満であるか、または、前記第２経過時間閾値以上であるかを判定することで、コードを２進数の「０」、「１」またはマーカーと判定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項８】
時刻情報を含む標準電波を受信して、第１レベルおよび前記第１レベルとは異なる第２レベルに変化するとともに、１秒間隔で前記第２レベルから前記第１レベルに変化する受信信号を出力する受信手段を有する電波修正時計のコード判定方法であって、
前記受信信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化する１秒間隔のタイミングである秒同期タイミングを基準に、サンプリング開始タイミングを設定する開始タイミング設定ステップと、
前記サンプリング開始タイミングから所定期間の前記受信信号の中で、前記第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する最大幅信号検出ステップと、
前記最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングを設定する判定タイミング設定ステップと、
前記サンプリング開始タイミングから前記判定タイミングまでの経過時間を検出する経過時間検出ステップと、
前記経過時間検出ステップで検出した経過時間に基づいて、前記秒同期タイミングから１秒間の信号のコードを判定するコード判定ステップと、を備える
ことを特徴とする電波修正時計のコード判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標準電波に基づいて時刻を修正する電波修正時計および電波修正時計のコード判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準電波を受信し、受信した標準電波に基づいて内部時刻を修正する電波修正時計が知られている。標準電波は、１Ｈｚのタイムコードを所定周波数の搬送波で振幅変調を掛けて送信する。電波修正時計は、受信した標準電波に基づいて、第１レベルおよび第１レベルとは異なる第２レベルに変化する受信信号を生成し、この受信信号を１秒毎に判定することで、時刻情報を取得する。受信信号の判定は、第１レベルの信号幅に基づいて行われる（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の電波修正時計は、受信信号が１秒間隔で繰り返される秒同期タイミングで第２レベルから第１レベルに変化した後、受信信号が第１レベルから第２レベルに変化し、第２レベルのまま所定時間経過した場合に、この第１レベルから第２レベルに変化したタイミングを変化タイミングと判定する。そして、この電波修正時計は、秒同期タイミングから上記変化タイミングまでの経過時間を計測し、この経過時間に基づいてコード判定を行っている。これにより、受信信号の信号レベルがノイズの影響で一時的に第１レベルから第２レベルに変化しても、前記所定時間経過する前に第１レベルに戻れば、前記ノイズの影響を排除でき、コードを正しく判定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の電波修正時計では、正常な信号の変化タイミングの前に、ノイズの影響等により、受信信号が第１レベルから第２レベルに変化したまま前記所定時間を経過すると、秒同期タイミングから変化タイミングまでの経過時間が本来の正常な信号に比べて短くなり、誤ってコード判定を行ってしまう可能性がある。この場合、コードを正しく判定できず、時刻情報を正しく取得できない。
【０００５】
本発明の目的は、コードの誤判定を低減できる電波修正時計および電波修正時計のコード判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電波修正時計は、時刻情報を含む標準電波を受信して、第１レベルおよび前記第１レベルとは異なる第２レベルに変化するとともに、１秒間隔で前記第２レベルから前記第１レベルに変化する受信信号を出力する受信手段と、前記受信信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化する１秒間隔のタイミングである秒同期タイミングを基準に、サンプリング開始タイミングを設定する開始タイミング設定手段と、前記サンプリング開始タイミングから所定期間の前記受信信号の中で、前記第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する最大幅信号検出手段と、前記最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングを設定する判定タイミング設定手段と、前記サンプリング開始タイミングから前記判定タイミングまでの経過時間を検出する経過時間検出手段と、前記経過時間検出手段が検出した経過時間に基づいて、前記秒同期タイミングから１秒間の信号のコードを判定するコード判定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、標準電波は、１Ｈｚのタイムコードを所定周波数の搬送波で振幅変調を掛けて送信するものである。このため、受信手段が出力する受信信号は、受信した標準電波の振幅に応じて、第１レベルまたは第２レベルに信号レベルが変化する。この際、受信手段の回路によって、第１レベルが第２レベルよりも高いハイレベルとなる場合と、第１レベルが第２レベルよりも低いローレベルとなる場合とがある。
また、受信信号は、１秒間隔で第２レベルから第１レベル（ローレベルからハイレベル、または、ハイレベルからローレベル）に変化し、ビット値（「０」、「１」、マーカー）に応じた信号幅で第１レベルから第２レベル（ハイレベルからローレベル、または、ローレベルからハイレベル）に変化する。
例えば、ドイツの標準電波であるＤＣＦ７７では、１周期（１サイクル）が６０秒（６０ビット）のタイムコードが繰り返し送信されている。受信信号における各ビットの第１レベルの信号幅は、通常、２進数の「１」、２進数の「０」、マーカー「Ｍ」の３種類のデータ（ビット値）に合わせて設定されている。例えば、ＤＣＦ７７であれば、第１レベルの信号幅が０．１秒（１００msec）であれば、２進数の「０」を表し、第１レベルの信号幅が０．２秒（２００msec）であれば、２進数の「１」を表す。また、第１レベルの信号幅が０．０秒であれば、すなわち、第２レベルが１秒間続けば、マーカー「Ｍ」を表す。
【０００８】
本発明によれば、最大幅信号検出手段は、サンプリング開始タイミングから所定期間の受信信号の中で第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する。ここで、前記所定期間は、次のサンプリング開始タイミングまでの１秒間としてもよいし、標準電波の種類に応じて設定してもよい。例えば、前記所定期間は、ＤＣＦ７７では４００msecに設定され、ＪＪＹでは９００msecに設定される。
そして、判定タイミング設定手段は、最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングを設定する。例えば、最大幅信号の信号幅の中心（信号幅の１／２）のタイミングを判定タイミングとして設定する。経過時間検出手段は、サンプリング開始タイミングから判定タイミングまでの経過時間を検出する。そして、コード判定手段は、経過時間検出手段が検出した経過時間に基づいて、１秒間の信号のコードを判定する。
ここで、サンプリング開始タイミングから所定期間の受信信号の中に、第１レベル信号が複数存在する場合、ノイズの影響による第１レベル信号の信号幅は、通常、正常な信号の信号幅に比べて小さい。このため、最大幅信号を検出することで、正常な信号が送信されているタイミングを検出できる。従って、判定タイミング設定手段によって、最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングを設定すれば、各ビット値（コード）つまり第１レベルの信号幅の相違によって、通常、前記判定タイミングも異なるタイミングに設定される。従って、サンプリング開始タイミングから前記判定タイミングまでの経過時間を検出すれば、その経過時間に基づいてコードを正しく判定でき、時刻情報を正しく取得できる。
【０００９】
また、本発明では、最大幅信号の信号幅ではなく、サンプリング開始タイミングから判定タイミングまでの経過時間に基づいてコードを判定するため、例えば、受信環境が悪く、電波強度が弱いために受信信号の信号幅が変化した場合でも、コードを正しく判定できる。
例えば、ＤＣＦ７７では、受信信号において２進数の「１」を表す１信号の信号幅が本来の２００msecから減少して１００msec以下となった場合、信号幅に基づいてコード判定を行う方法では、コードを２進数の「０」と間違って判定してしまう。
しかしながら、本発明では、信号幅で判定するのではなく、サンプリング開始タイミングから判定タイミングまでの経過時間で判定する。そして、信号幅が減少して１００msecとなった１信号の判定タイミングと、信号幅が増減していない１００msecの０信号の判定タイミングとは通常異なるタイミングとなることが多いため、前記経過時間も異なり、この経過時間に基づいてコード判定を行うことで、信号幅が減少した１信号のコードを０信号と区別して正しく判定できる可能性が高まり、コードの誤判定を低減できる。
【００１０】
本発明の電波修正時計において、前記判定タイミング設定手段は、前記最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを前記判定タイミングに設定することが好ましい。
【００１１】
受信環境が悪く、電波強度が弱い場合に、受信手段の回路の特性上、受信信号の信号幅は、両側（前後）つまり第２レベルから第１レベルに変化する第１レベルの開始部分と、第１レベルから第２レベルに変化する第１レベルの終了部分で増減することがある。この場合、信号幅の中心のタイミングは、信号幅が増減しても変動しにくい。このため、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングに設定することで、サンプリング開始タイミングから判定タイミングまでの経過時間は、信号幅の両側の増減により変動しにくくなる。これにより、信号幅が増減する場合であっても、コードをより正しく判定できる。
【００１２】
本発明の電波修正時計において、前記判定タイミング設定手段は、前記最大幅信号の終了タイミングを前記判定タイミングに設定することが好ましい。
【００１３】
受信環境が悪く、電波強度が弱い場合に、受信手段の回路の特性上、受信信号の信号幅は、前側つまり第２レベルから第１レベルに変化する第１レベルの開始部分で主に減少することがある。この場合、信号の終了のタイミングは、信号幅の前側が増減しても変動しにくい。このため、最大幅信号の終了タイミングを判定タイミングに設定することで、サンプリング開始タイミングから判定タイミングまでの経過時間は、信号幅の前側の増減により変動しにくくなる。これにより、信号幅が増減する場合であっても、コードをより正しく判定できる。
【００１４】
本発明の電波修正時計において、前記受信信号を所定のサンプリング周期でサンプリングして各サンプリング時の信号レベルを取得するサンプリング手段を備え、前記最大幅信号検出手段は、前記サンプリング手段で検出された信号レベルが前記第２レベルから前記第１レベルに変化した時点から、前記サンプリング手段で連続して前記第１レベルが検出された回数が最も大きな信号を、前記最大幅信号として検出することが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、サンプリング手段で第１レベルが検出された回数をカウントすることで最大幅信号を検出できるため、容易な処理で最大幅信号を検出できる。
【００１６】
本発明の電波修正時計において、前記開始タイミング設定手段は、前記秒同期タイミングの所定時間前のタイミングを前記サンプリング開始タイミングに設定し、前記所定時間は、前記秒同期タイミングで前記受信信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化した場合にその信号レベルの変化を検出できる時間に設定されることが好ましい。
【００１７】
ここで、前記所定時間は、１秒間隔の信号レベル変化タイミングのバラツキを考慮して設定すればよい。例えば、秒同期タイミングを検出する秒同期処理において設定される判定条件と同程度の時間に設定すればよい。具体的には、前記所定時間は、３０〜６０msec程度に設定すればよい。
本発明によれば、１秒間隔の秒同期タイミングに対して、受信信号が第２レベルから第１レベルに変化するタイミングがずれた場合でも、前記所定時間以上ずれる可能性は低いため、秒同期タイミングにおける受信信号の第２レベルから第１レベルへの変化を、確実に検出できるため、最大幅信号を正しく検出できる。
【００１８】
本発明の電波修正時計において、前記コード判定手段は、前記最大幅信号の信号幅が信号幅閾値未満の場合は、コードをマーカーと判定し、前記最大幅信号の信号幅が前記信号幅閾値以上の場合は、前記経過時間検出手段が検出した経過時間を、経過時間閾値と比較して、コードを２進数の「０」または「１」と判定することが好ましい。
【００１９】
受信環境が悪く、電波強度が弱いために信号幅が減少したとしても、それには下限がある。ＤＣＦ７７では、０信号および１信号の信号幅が例えば４０msec未満となる場合は少なく、４０msec未満の信号はノイズ信号であると判定できる。このため、ＤＣＦ７７では、信号幅閾値を例えば４０msecとし、最大幅信号の信号幅が信号幅閾値未満の場合は、コードをマーカー「Ｍ」と判定する。すなわち、最大幅信号の信号幅が０msecより大きく、４０msec未満の場合は、その信号はノイズ信号と判定する。また、最大幅信号の信号幅が０msecであれば、第１レベル信号の入力が無いと判定する。これらの場合、コードを「Ｍ」と判定できる。一方、最大幅信号の信号幅が信号幅閾値以上の場合は、経過時間検出手段が検出した経過時間を経過時間閾値（例えば１２５msec）と比較して、コードを「０」または「１」と判定する。これらにより、ＤＣＦ７７の標準電波を受信した場合に、「０，１，Ｍ」のコードを正しく判定できる。
【００２０】
本発明の電波修正時計において、前記コード判定手段は、前記経過時間検出手段が検出した経過時間が、第１経過時間閾値未満であるか、前記第１経過時間閾値以上かつ前記第１経過時間閾値よりも大きい値である第２経過時間閾値未満であるか、または、前記第２経過時間閾値以上であるかを判定することで、コードを２進数の「０」、「１」またはマーカーと判定することが好ましい。
【００２１】
例えば、ＪＪＹでは、「０」を表す信号の信号幅は８００msecであり、「１」を表す信号の信号幅は５００msecであり、マーカーを表す信号の信号幅は２００msecであり、通常、判定タイミングは各信号で互いに異なる。つまり、経過時間検出手段が検出する経過時間も各信号で互いに異なるため、前記経過時間に基づいてコードを判定できる。
本発明によれば、コード判定手段は、前記経過時間が、第１経過時間閾値未満であるか、第１経過時間閾値以上かつ第２経過時間閾値未満であるか、または、第２経過時間閾値以上であるかを判定することでコードを判定するため、前記経過時間に基づいた「０」、「１」、マーカーのコードの判定を正しく行うことができる。
【００２２】
本発明は、時刻情報を含む標準電波を受信して、第１レベルおよび前記第１レベルとは異なる第２レベルに変化するとともに、１秒間隔で前記第２レベルから前記第１レベルに変化する受信信号を出力する受信手段を有する電波修正時計のコード判定方法であって、前記受信信号が前記第２レベルから前記第１レベルに変化する１秒間隔のタイミングである秒同期タイミングを基準に、サンプリング開始タイミングを設定する開始タイミング設定ステップと、前記サンプリング開始タイミングから所定期間の前記受信信号の中で、前記第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する最大幅信号検出ステップと、前記最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングを設定する判定タイミング設定ステップと、前記サンプリング開始タイミングから前記判定タイミングまでの経過時間を検出する経過時間検出ステップと、前記経過時間検出ステップで検出した経過時間に基づいて、前記秒同期タイミングから１秒間の信号のコードを判定するコード判定ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明においても、前記電波修正時計と同じ作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る電波修正時計を示すブロック図である。
【図２】ドイツにおける標準電波「ＤＣＦ７７」の各信号に対する受信パルスデューティーおよび振幅変化を示す図である。
【図３】第１実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の経過時間検出処理を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の受信信号の一例を示す波形図である。
【図６】第１実施形態のコード判定処理を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態における受信信号が１信号である場合の各状態の波形を示す図である。
【図８】第１実施形態における受信信号が０信号である場合の各状態の波形を示す図である。
【図９】第２実施形態における受信信号が１信号である場合の各状態の波形を示す図である。
【図１０】第２実施形態における受信信号が０信号である場合の各状態の波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔電波修正時計の構成〕
図１は、電波修正時計１の内部構成を示すブロック図である。
電波修正時計１は、時刻を表示する時刻表示手段２と、時刻情報を含む電波を受信する受信手段５と、基準信号を出力する基準信号源となる発振回路６および分周回路７と、装置全体の動作を制御する制御手段１０とを備えている。
【００２５】
時刻表示手段２は、アナログ式時計で用いられる一般的な指針や、日や曜日を印刷した表示車（日車、曜車）等と、これらを駆動するモーターや輪列等で構成されている。具体的には、図示を略すが、文字板と、指針である時針、分針、秒針と、日付や曜日を表示する日車、曜車等のカレンダー車を備えて構成されている。
なお、日車、曜車は、両方設けてもよいし、いずれか一方のみを設けてもよいし、両方とも設けなくてもよい。これらは各時計のデザインなどを考慮して設定される。
さらに、モーターとしては、ステップモーターが一般的であるが、圧電アクチュエーターなどの指針を運針可能な各種の駆動機構を用いてもよい。
なお、時刻表示手段２としては、指針やカレンダー車を備えるものに限らず、液晶パネルなどの表示装置を組み込み、時刻情報をデジタル表示するものでもよい。
【００２６】
受信手段５は、一般的な標準電波の受信回路と同じ構成であり、アンテナ４と、同調コンデンサなどにて構成された図示しない同調回路とを備えている。この受信手段５は、制御手段１０で制御され、同調回路で設定された周波数の長波標準電波をアンテナ４で受信させるように構成されている。
なお、標準電波の周波数は、受信する標準電波の種類に応じて設定される。例えば、日本の標準電波「ＪＪＹ」であれば、４０Ｈｚまたは６０Ｈｚに設定され、アメリカ合衆国の標準電波「ＷＷＶＢ」は、６０Ｈｚに設定され、ドイツの標準電波「ＤＣＦ７７」は７７．５Ｈｚに設定され、中国の標準電波「ＢＰＣ」は、６８．５ｋＨｚに設定されている。
この標準電波の選択は、ユーザーが手動操作で行っても良いし、電波修正時計１が周波数を自動的に切り替えて、電波を受信できるか否かを判定して設定してもよい。
【００２７】
各標準電波では、ハイレベル信号の振幅とローレベル信号の振幅の割合が所定の比率のＡＭ変調で信号が出力されている。そして、ハイレベル信号またはローレベル信号の信号幅（もしくはディーティー）に基づいて２進数の「０」、２進数の「１」、マーカー「Ｍ」が認識される。
例えば、ＤＣＦ７７では、図２に示すように、ハイレベル信号の振幅とローレベル信号の振幅の割合が１００：２５のＡＭ変調で信号が出力されている。
ＤＣＦ７７では、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ローレベル信号の信号幅が０．１秒つまりローレベル信号のデューティーが１０％である場合に「０」、ローレベル信号の信号幅が０．２秒つまりローレベル信号のデューティーが２０％である場合に「１」と認識される。さらに、「Ｍ」は、ＡＭ変調がされておらず、ハイレベル信号が１秒間続くと、Ｍと認識される。
そして、各標準電波では、標準電波毎のタイムコードフォーマットにおいて、上記「０，１，Ｍ」の各信号を用いることで時刻情報が送信されている。各標準電波のタイムコードフォーマットには、分、時などの時刻情報やパリティなどが含まれている。
【００２８】
また、受信手段５は、図示しない、増幅回路、バンドパスフィルタ、復調回路、デコード回路などを備え、受信した長波標準電波からデジタルデータであるタイムコード（時刻情報）を取り出す。この取り出したタイムコードは、制御手段１０に出力される。
この際、長波標準電波は、上述の通り振幅変調で変調した信号を送信するため、振幅が大きい期間と小さい期間とがある。受信手段５は、この振幅の変化に応じて、受信信号の信号レベルを、ハイレベル、ローレベルとして出力する。この際、受信手段５の回路構成によって、振幅が大きい場合に、受信信号をハイレベルとして出力する場合と、ローレベルとして出力する場合とがある。このため、受信信号は、１秒間に第２レベルから第１レベルに変化するが、第１レベルがハイレベルの場合と、第１レベルがローレベルの場合とがあり、第２レベルは第１レベルとは異なるレベルとなる。
【００２９】
発振回路６は、例えば水晶振動子などの図示しない基準信号源を備え、この基準信号源を高周波発振させ、この高周波発振により発生する発振信号を分周回路７に出力する。
分周回路７は、発振回路６から出力される発振信号を受信して分周する。この分周回路７は、所定の基準信号、例えば１Ｈｚのパルス信号を、制御手段１０に出力する。
【００３０】
〔制御手段の構成〕
制御手段１０は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）や各種電気部品などが搭載された回路によって構成され、電波修正時計１の計時および時刻修正を実施するものである。
制御手段１０は、図１に示すように、サンプリング手段１１と、秒同期検出手段１２と、開始タイミング設定手段１３と、最大幅信号検出手段１４Ａと、判定タイミング設定手段１４Ｂと、経過時間検出手段１４Ｃと、コード判定手段１５と、時刻修正手段１６と、計時手段１７と、記憶手段１８とを備えている。
【００３１】
サンプリング手段１１は、受信手段５で受信した受信信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングする。本実施形態では、サンプリング周波数を１２８Ｈｚとしているので、サンプリング周期は、１０００msec／１２８＝約７．８msecである。
【００３２】
秒同期検出手段１２は、受信信号の間隔が１秒間隔となっているかを確認し、秒同期が確立したこと検出するものである。
具体的には、秒同期検出手段１２は、前記サンプリング手段１１で、受信信号が第２レベルから第１レベルに変化したタイミングを確認し、この変化タイミングの間隔が、５回連続して１秒±６２．５msecであれば秒同期が確立したと判定する。なお、６２．５msecは１２８Ｈｚのサンプリングにおいて８パルス分である。従って、前回の信号変化タイミングから、サンプリング回数で１２０〜１３６回のサンプリング時に、前記第２レベルから第１レベルへの信号変化を検出した場合には、１秒±６２．５msecの間隔であると判定できる。なお、±６２．５msec（±８パルス）としたのは、１秒間隔を検出する際に、約６％程度の誤差範囲であれば、約１秒間隔であると判定できるためである。なお、この±６２．５msecの数値は、実施にあたって増加あるいは減少して変更してもよい。
【００３３】
開始タイミング設定手段１３は、サンプリング手段１１による受信信号のサンプリング開始タイミングＴ０（図５）を設定するものである。
具体的には、開始タイミング設定手段１３は、受信信号に対して、秒同期検出手段１２による秒同期が行われた後、秒同期タイミングを基準にサンプリング開始タイミングＴ０を設定する。ここでは、秒同期タイミングから所定時間前、具体的には５０msec前のタイミングをサンプリング開始タイミングＴ０に設定する。
例えば、秒同期タイミングとは別にサンプリング開始タイミングＴ０を設定せずに、秒同期タイミングから信号サンプリングを開始したとする。この場合、実際の信号レベル変化が秒同期タイミングよりも前にずれると、受信信号が第２レベルから第１レベルに変化した後に信号サンプリングを開始することになり、信号レベルの変化タイミングを検出できないおそれがある。
そこで、秒同期タイミングとは別にサンプリング開始タイミングＴ０を設定することで、秒同期タイミングから所定時間前のタイミングからサンプリングを開始することができる。このため、秒同期タイミングにおける受信信号の第２レベルから第１レベルへの変化を確実に検出できる。
なお、本実施形態では前記所定時間は５０msecとされているが、これに限定されず、秒同期タイミングで受信信号が第２レベルから第１レベルに変化した場合に、その信号レベルの変化を検出できる時間に設定されていればよく、通常は３０〜６０msec程度に設定すればよい。
【００３４】
最大幅信号検出手段１４Ａは、サンプリング開始タイミングＴ０から１秒間の受信信号の中で第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する。
具体的には、最大幅信号検出手段１４Ａは、サンプリング手段１１で検出された信号レベルが第２レベルから第１レベルに変化した時点から、サンプリング手段１１で連続して第１レベルが検出された回数が最も大きな第１レベル信号を、最大幅信号として検出する。
判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号検出手段１４Ａで検出された最大幅信号が送信される期間内に判定タイミングＴＡ（図５）を設定する。
具体的には、判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングＴＡに設定する。
経過時間検出手段１４Ｃは、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミング設定手段１４Ｂが設定した判定タイミングＴＡまでの経過時間を検出する。
【００３５】
コード判定手段１５は、経過時間検出手段１４Ｃが検出した経過時間に基づいて、秒同期タイミングから１秒間の信号のコードを判定する。すなわち、コード判定手段１５は、本発明のコード判定手段を構成する。
なお、各コードは、標準電波の種類に応じて受信信号の信号幅が異なるため、選択された標準電波の種類に応じて判定条件を設定すればよい。
例えば、ＤＣＦ７７では、受信信号において、第１レベルの信号幅が１００msecであれば２進数の「０」を表し、２００msecであれば２進数の「１」を表し、それ以外であればマーカー「Ｍ」を表す。つまり、本実施形態では、サンプリング開始タイミングＴ０は秒同期タイミングより５０msec前に設定されているため、サンプリング開始タイミングＴ０から信号の中心のタイミングまでの時間が、１００msec（５０msec＋１００msec／２）であれば「０」を表し、１５０msec（５０msec＋２００／２）であれば「１」を表し、それ以外であれば「Ｍ」を表す。
このため、コード判定手段１５は、例えば、経過時間検出手段１４Ｃが検出した経過時間が、１２５msec以下であればコードを「０」と判定し、１２５msecより大きければコードを「１」と判定できる。なお、受信環境が悪く、電波強度が弱いために信号幅が減少したとしても、０信号および１信号のうち信号幅が短い方の０信号であっても、信号幅が４０msec未満となる場合は少ない。このため、コード判定手段１５は、最大幅信号の信号幅が、例えば４０msec未満であれば、この信号はノイズの影響によるものと推定できるため、コードを「Ｍ」と判定する。
また、コード判定手段１５は、判定したコードからタイムコード（時刻情報）を取得する。すなわち、標準電波では、１周期、６０秒（６０ビット）のタイムコードによって時刻情報を表しているので、コード判定手段１５は６０ビット分のコードを判定することで時刻情報を得ている。このコード判定手段１５で取得された時刻情報は、時刻修正手段１６に出力される。
【００３６】
時刻修正手段１６は、コード判定手段１５で取得した時刻情報が正しい時刻であるかを、次の２つの条件の一方に該当するかで判定している。
第１の条件は、受信した時刻情報が、計時手段１７で計時されている計時時刻と一致するかを判定する。
第２の条件は、受信した時刻情報同士を対比し、各時刻情報がそれらの受信間隔分だけ異なり、その受信間隔分を調整すれば、時刻データが一致するものが、受信した７個の時刻情報の内で、３個以上あるかを判定する。例えば、時刻情報は６０秒間隔で送信されるため、連続して７分間時刻情報を受信したとすれば、各時刻情報は、受信した順に１分ずつ異なる時刻になるはずである。従って、各受信時刻情報に、このような受信タイミングの相違分を調整して一致するか否かを判定する。
時刻修正手段１６は、上記２つの条件のいずれか一方に該当すれば、正しい時刻情報を取得できたと判断して、計時手段１７にその時刻情報を出力する。
【００３７】
計時手段１７は、発振回路６および分周回路７を介して入力される基準クロック（１Ｈｚ）に基づいて計時するとともに、前記時刻修正手段１６から受信時刻情報が入力されると、計時時刻（内部時刻データ）を受信時刻情報に修正して時刻合わせを行うように構成されている。
記憶手段１８は、制御手段１０における処理データを記憶する。
【００３８】
時刻表示手段２は、計時手段１７で計時された時刻を表示する。例えば、指針を有するアナログ表示式時計であれば、モーターを制御して各指針の運針を制御して、受信時刻を指示させる。また、液晶パネル等を用いたデジタル表示式時計であれば、その表示装置を用いて時刻を表示させる。
【００３９】
〔電波修正時計の受信動作〕
次に、上記のような電波修正時計１における、標準電波の受信処理動作について、図３，４，６のフローチャートおよび図５の波形図に基づいて説明する。
【００４０】
電波修正時計１の制御手段１０は、定期的な受信時刻になった場合や、ボタン等の外部操作部材の操作によって強制受信操作が行われた場合に、受信手段５を作動し、アンテナ４を介して標準電波の受信を開始する。なお、本実施形態ではＤＣＦ７７を受信するように設定されているが、ボタン等の操作によって受信局が選択された場合には、同調回路などを用いて受信局を切り替える。
【００４１】
図３に示すように、サンプリング手段１１は、受信手段５から出力される受信信号を、１２８Ｈｚの周波数でサンプリングする（Ｓ１）。
本実施形態では、受信手段５は、秒信号に同期して第２レベル（ローレベル）から第１レベル（ハイレベル）に変化する信号を出力する。
この場合、サンプリング手段１１は、１秒間の受信信号を１２８Ｈｚでサンプリングしている。このため、第１レベル信号のパルス幅が０．１秒の場合、１２パルス分の幅となる。
【００４２】
次に、秒同期検出手段１２は、秒同期処理を実行する（Ｓ２）。ここで、秒同期処理とは、前述したように、受信信号間隔が、１秒±６２．５msecである回数をカウントする。
そして、秒同期検出手段１２は、前記１秒±６２．５msecであること（秒同期条件）が５回連続して検出された場合に、秒同期が完了したと判定する（Ｓ３のＹＥＳ）。
例えば、受信手段５の出力信号（受信信号）が１秒毎にパルスが立ち上がる場合、そのパルスの立ち上がりを、サンプリング時の信号レベルの変化で検出し、その変化の間隔が１秒±６２．５msecの場合に秒同期条件に該当すると判断する。具体的には、サンプリング時に第２レベルから第１レベルに信号レベルが変化した時点から、次に第２レベルから第１レベルに信号レベルが変化した時点までのサンプリング数をカウントし、そのカウント数が、１２０〜１３６個の範囲であれば、秒同期条件に該当すると判断する。
【００４３】
秒同期検出手段１２は、秒同期が完了していないと判断した場合（Ｓ３のＮＯ）、受信開始から所定時間（具体的には４分）経過したかを判断する（Ｓ４）。
そして、Ｓ４でＮｏ、つまり４分経過していない場合には、秒同期検出手段１２は、Ｓ２の処理に戻り、秒同期処理を実行する。
一方、Ｓ４でＹＥＳ、つまり秒同期が完了せずに、４分経過した場合には、標準電波を受信できていない場合や、受信していても電波強度が弱い場合等が考えられるため、制御手段１０は受信手段５をオフして、受信処理を終了する。なお、この所定時間は４分に限らないが、短すぎると秒同期に失敗する確率が高まり、反対に長すぎると無駄に電力を消費してしまうため、４〜６分程度が好ましい。
【００４４】
秒同期が完了してＳ３でＹｅｓと判断された場合、開始タイミング設定手段１３は、秒同期タイミングから５０msec前（所定時間前）のタイミングをサンプリング開始タイミングＴ０に設定する。なお、サンプリング開始タイミングＴ０は、前述したように、秒同期タイミングから５０msec前に限定されるものではない。
【００４５】
次に、最大幅信号検出手段１４Ａ、判定タイミング設定手段１４Ｂ、および、経過時間検出手段１４Ｃによって、経過時間検出処理Ｓ６が実行される。
経過時間検出処理Ｓ６の詳細を、図４のフローチャート、および、図５の受信信号の波形図に基づいて説明する。図５の波形図は、受信信号に、「０」を表す０信号である第１レベル信号Ｐ２と、ノイズパルスである第１レベル信号Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５が含まれている状態を示している。
最大幅信号検出手段１４Ａは、記憶手段１８に記憶されている最大連続カウントを「０」に初期化し（Ｓ２１）、次に、記憶手段１８に記憶されている連続カウントを「０」に初期化する（Ｓ２２）。
さらに、最大幅信号検出手段１４Ａは、サンプリング手段１１による受信信号のサンプリングが、Ｓ５で確定したサンプリング開始タイミングＴ０から１秒間行われたかを判断する（Ｓ２３）。
【００４６】
すなわち、経過時間検出処理Ｓ６の開始時はＳ２３でＮＯと判断される。Ｓ２３でＮＯと判断された場合、サンプリング手段１１は、受信信号を１回分サンプリングする（Ｓ２４）。
さらに、最大幅信号検出手段１４Ａは、Ｓ２４で検出された信号レベルが、第１レベルかを判断する（Ｓ２５）。
【００４７】
図５に示すように、サンプリング開始タイミングＴ０から第１レベル信号Ｐ１の信号開始時間Ｔ１の前までは、受信信号の信号レベルは第２レベルのため、Ｓ２５でＮＯと判断される。Ｓ２５でＮＯと判断された場合、最大幅信号検出手段１４Ａは、１回前のサンプリングで検出された信号レベルが第１レベルであるか、すなわち、今回、Ｓ２４で検出された第２レベルの信号は、第１レベルから第２レベルに変化した時点のものであるかを判断する（Ｓ２９）。
図５において、サンプリング開始タイミングＴ０から信号開始時間Ｔ１の前までは、第２レベルの信号が連続しているので、Ｓ２９でＮＯと判断される。Ｓ２９でＮＯと判断された場合、最大幅信号検出手段１４Ａは、処理をＳ２２に戻す。このため、信号開始時間Ｔ１までは、Ｓ２２〜Ｓ２５，Ｓ２９の処理が繰り返し実行される。
【００４８】
そして、信号開始時間Ｔ１で受信信号の信号レベルが第２レベルから第１レベルに変化すると、Ｓ２５でＹＥＳと判断される。Ｓ２５でＹＥＳと判断された場合、最大幅信号検出手段１４Ａは、記憶手段１８に記憶されている連続カウントに１を加算する（Ｓ２６）。すなわち、第１レベル信号Ｐ１の信号幅の測定が開始される。
さらに、最大幅信号検出手段１４Ａは、１回前のサンプリングで検出された信号レベルが第２レベルであるか、すなわち、今回、Ｓ２４で検出された第１レベルの信号は、第２レベルから第１レベルに変化した時点のものであるかを判断する（Ｓ２７）。
図５において、信号開始時間Ｔ１の直前は第２レベルの信号であり、信号開始時間Ｔ１の時点で第１レベルに変化しているので、第１レベルに変化した直後のサンプリングではＳ２７でＹＥＳと判断される。
【００４９】
信号開始時間Ｔ１で受信信号の信号レベルが第２レベルから第１レベルに変化した直後は、Ｓ２７でＹＥＳと判断される。Ｓ２７でＹＥＳと判断された場合、最大幅信号検出手段１４Ａは、サンプリング開始タイミングＴ０からＳ２４で受信信号がサンプリングされたタイミングまでの時間を検出する。そして、最大幅信号検出手段１４Ａは、検出した時間で記憶手段１８に記載された信号開始時間を更新して（Ｓ２８）、処理をＳ２３に戻す。
そして、その後、第１レベル信号Ｐ１の信号終了時間Ｔ１１の前までは、Ｓ２４で検出された信号レベルは第１レベルとなるので、Ｓ２５でＹＥＳと判断される。また、直前に検出された信号レベルが第１レベルとなるので、Ｓ２７でＮＯと判断される。Ｓ２７でＮＯと判断された場合、最大幅信号検出手段１４Ａは、処理をＳ２３に戻す。
従って、信号開始時間Ｔ１から信号終了時間Ｔ１１までの期間は、Ｓ２３〜Ｓ２７の処理が繰り返し実行される。これにより、記憶手段１８に記憶された連続カウントが、第１レベル信号Ｐ１の信号幅分のカウントとなる。
【００５０】
次に、信号終了時間Ｔ１１で受信信号の信号レベルが第１レベルから第２レベルに変化すると、Ｓ２５でＮＯと判断され、さらに、Ｓ２９でＹＥＳと判断される。Ｓ２９でＹＥＳと判断された場合、最大幅信号検出手段１４Ａは、記憶手段１８に記憶された連続カウントが、記憶手段１８に記憶された最大連続カウントよりも大きいかを判断する（Ｓ３０）。
初回は最大連続カウントが「０」のため、Ｓ３０でＹＥＳと判断される。Ｓ３０でＹＥＳと判断された場合、最大幅信号検出手段１４Ａは、記憶手段１８に記憶された連続カウントで、記憶手段１８に記憶された最大連続カウントを更新する（Ｓ３１）。
さらに、最大幅信号検出手段１４Ａは、記憶手段１８に記憶された信号開始時間で、記憶手段１８に記憶された最大幅信号開始時間を更新し（Ｓ３２）、処理をＳ２２に戻す。
そして、信号終了時間Ｔ１１から信号開始時間Ｔ２までは、第２レベルの信号が連続するため、Ｓ２５およびＳ２９でそれぞれＮＯと判定される。このため、最大幅信号検出手段１４Ａは、Ｓ２２〜Ｓ２５，Ｓ２９の処理を繰り返し実行する。
【００５１】
そして、次に送信される第１レベル信号の信号開始時間Ｔ２で受信信号の信号レベルが第２レベルから第１レベルに変化すると、その直後は、Ｓ２５およびＳ２７でＹＥＳと判断され、Ｓ２３〜Ｓ２８の処理が実行される。その後は、第１レベル信号が連続する間は、Ｓ２５でＹＥＳ、Ｓ２７でＮＯと判断されるため、Ｓ２３〜Ｓ２７の処理が繰り返し実行される。そして、受信信号の信号レベルが第１レベルから第２レベルに変化すると、Ｓ２５でＮＯと判断され、Ｓ２９，Ｓ３０の処理が実行される。
ここで、記憶手段１８に記憶された連続カウントが、記憶手段１８に記憶された最大連続カウントよりも大きい場合（Ｓ３０のＹＥＳ）は、Ｓ３１，Ｓ３２を実行した後、処理をＳ２２に戻す。
一方、記憶手段１８に記憶された連続カウントが、記憶手段１８に記憶された最大連続カウント以下の場合（Ｓ３０のＮＯ）は、処理をＳ２２に戻す。
これらの処理は、サンプリング開始タイミングＴ０から１秒間経過するまで（Ｓ２３でＹＥＳと判断されるまで）、受信信号の信号レベルが第２レベルから第１レベルに変化する毎（第１レベル信号の信号開始時間毎）に繰り返し実行される。
これにより、記憶手段１８に記憶された最大連続カウントは、サンプリング開始タイミングＴ０から１秒間の受信信号の中で第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号の連続カウントとなる。さらに、記憶手段１８に記憶された最大幅信号開始時間は、最大幅信号の信号開始時間となる。図５の例では、最大連続カウントは、最も信号幅の大きい第１レベル信号Ｐ２の連続カウントとなり、最大幅信号開始時間は、第１レベル信号Ｐ２の信号開始時間Ｔ２となる。
これにより、記憶手段１８に記憶された最大幅信号開始時間および最大連続カウントに基づいて、最大幅信号の送信期間を特定できる。
【００５２】
そして、サンプリング開始タイミングＴ０から１秒間経過すると、Ｓ２３でＹＥＳと判断される。Ｓ２３でＹＥＳと判断された場合、判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングＴＡに設定する（Ｓ３３）。
さらに、経過時間検出手段１４Ｃは、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミングＴＡまでの経過時間を検出し（Ｓ３４）、処理を終了する。
具体的には、経過時間検出手段１４Ｃは、記憶手段１８に記憶された最大連続カウントにサンプリング周期を掛けて得られる時間を２で割る。そして、経過時間検出手段１４Ｃは、この時間を記憶手段１８に記憶された最大幅信号開始時間に加算することで、前記経過時間を検出する。
なお、受信信号がＭ信号であり、ノイズパルスも存在しない場合には、受信信号に第１レベル信号が全く含まれない状態となる。この場合、Ｓ２２〜Ｓ２５，Ｓ２９の処理が１秒間繰り返し実行された後、Ｓ２３でＹＥＳと判定されると、判定タイミングＴＡは設定されずに処理は終了する。
【００５３】
図３に戻り、経過時間検出処理Ｓ６が終了すると、次に、コード判定手段１５によって、コード判定処理Ｓ７が実行される。
コード判定処理Ｓ７の詳細を、図６のフローチャートに基づいて説明する。
コード判定手段１５は、１秒間の受信信号のうち最も長い第１レベルの信号幅（最大信号幅）が、４０msec（信号幅閾値）未満かを判断する（Ｓ４１）。具体的には、コード判定手段１５は、記憶手段１８に記憶された最大連続カウントにサンプリング周期を掛けて得られる時間が、４０msec（信号幅閾値）未満かを判断する。
ここで、ＤＣＦ７７の場合、２進数の「０」および「１」を表す受信信号の第１レベルの信号幅は、通常、標準電波の電波強度が弱い場合であっても、４０msec未満となる可能性は低い。
このため、最大信号幅が４０msec未満の場合（Ｓ４１のＹＥＳ）は、受信信号は、「０」および「１」ではなく、マーカー「Ｍ」を表す信号であると判断できる。つまり、コード判定手段１５は、コードを「Ｍ」と判定する（Ｓ４５）。
【００５４】
一方、Ｓ４１でＮＯと判断された場合、コード判定手段１５は、Ｓ３４で検出された経過時間が、１２５msec（経過時間閾値）以下であるかを判断する（Ｓ４２）。Ｓ４２でＹＥＳの場合、コード判定手段１５は、コードを「０」と判定する（Ｓ４３）。Ｓ４２でＮＯの場合、コード判定手段１５は、コードを「１」と判定する（Ｓ４４）。
【００５５】
図３に戻り、コード判定処理Ｓ７が終了すると、コード判定手段１５は、コード判定処理Ｓ７で判定したコード値（「０，１，Ｍ」のいずれか）を、記憶手段１８に格納する（Ｓ８）。
次に、コード判定手段１５は、６０ビット分つまり１つのタイムコード分のコードを格納したかを確認する（Ｓ９）。Ｓ９でＮＯと判断された場合、コード判定手段１５は、処理をＳ６に戻して、次の１秒間の受信信号に対して、Ｓ６〜Ｓ８の処理を実行する。
Ｓ９でＹＥＳと判断された場合、コード判定手段１５は、取得した６０ビットのタイムコードをデコードして時刻情報を取得し、その時刻情報を時刻修正手段１６に出力する。また、時刻修正手段１６は時刻データが一致するかを判定する（Ｓ１０）。
ここで、時刻データが一致したかの判定は、前述の２つの条件の一方に該当するかで判定している。
【００５６】
Ｓ１０でＹＥＳと判断された場合は、正しい時刻情報を取得できたことになるため、時刻修正手段１６は取得した時刻情報を計時手段１７に出力し、計時手段１７はその時刻情報で内部時刻を修正する（Ｓ１１）。このため、時刻表示手段２で表示される時刻も受信時刻に更新される。その後、制御手段１０は、受信処理を終了する。
一方、Ｓ１０でＮＯと判断された場合、制御手段１０は、受信開始から８分経過しているかを確認する（Ｓ１２）。
そして、８分経過していない場合、制御手段１０は、Ｓ６の処理から繰り返す。一方、８分経過している場合、制御手段１０は、受信処理を終了する。
これは、受信開始から８分経過しても、正しい時刻情報を受信できない場合には、電波強度が弱かったり、電波を受信できない場合であると予測され、それ以上、受信処理を継続しても無駄に電力を消費するだけであるため、処理を終了するものである。
従って、Ｓ１２でＹＥＳと判断されて受信を終了した場合は、時刻修正手段１６は受信時刻を計時手段１７に出力することはなく、計時手段１７も計時時刻の修正は行わない。
【００５７】
ここで、各受信信号における本実施形態によるコード判定の様子を、図７，８を用いて説明する。
図７は、受信信号が１信号である場合の各状態の波形を示している。
理想波形の場合、図７の（状態Ａ）に示すように、１信号の信号幅は２００msec（図ではmsと記載）となり、サンプリング開始タイミングＴ０から最大幅信号の判定タイミングＴＡ（信号幅の中心のタイミング）までの経過時間は、１５０msecとなる。これは、経過時間閾値である１２５msecより長いため、コードは「１」と正しく判定される。
次に、１信号の信号幅が、例えば半分に減少して１００msecとなった場合について説明する。この場合、単に信号幅を閾値と比較する方法では、０信号の信号幅と区別できないため、コードは「０」と間違って判定される。
これに対して、本実施形態では、受信手段５の回路の特性上、信号幅が両側（前後）でほぼ均等に減少する場合は、図７の（状態Ｂ）に示すように、上記経過時間は１５０msecとなり、１２５msecより長いため、コードは「１」と正しく判定される。また、受信手段５の回路の特性上、信号幅が前側のみ減少する場合は、図７の（状態Ｃ）に示すように、上記経過時間は２００msecとなり、１２５msecより長いため、コードは「１」と正しく判定される。
【００５８】
図８は、受信信号が０信号である場合の各状態の波形を示している。
理想波形の場合、図８の（状態Ｄ）に示すように、０信号の信号幅は１００msecとなり、サンプリング開始タイミングＴ０から最大幅信号の判定タイミングＴＡ（信号幅の中心のタイミング）までの経過時間は１００msecとなる。これは、経過時間閾値である１２５msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。
次に、０信号の信号幅が、例えば半分に減少して５０msecとなった場合について説明する。受信手段５の回路の特性上、信号幅が両側でほぼ均等に減少する場合は、図８の（状態Ｅ）に示すように、上記経過時間は１００msecとなり、１２５msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。また、受信手段５の回路の特性上、信号幅が前側のみ減少する場合は、図８の（状態Ｆ）に示すように、上記経過時間は１２５msecとなり、１２５msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。
次に、ノイズの影響により、例えば、図８の（状態Ｇ）に示すように、受信信号に、０信号である第１レベル信号Ｐ２と、ノイズパルスである第１レベル信号Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５が含まれる場合であっても、上記経過時間は１００msecとなり、１２５msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。
【００５９】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
本実施形態では、経過時間検出処理Ｓ６により、サンプリング開始タイミングＴ０から１秒間の受信信号の中で第１レベルの信号幅が最も大きい最大幅信号を検出する。さらに、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングＴＡとして設定し、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミングＴＡまでの経過時間を検出する。そして、コード判定処理Ｓ７により、検出した経過時間に基づいて、１秒間の信号のコードを判定する。
ここで、サンプリング開始タイミングＴ０から１秒間の受信信号の中に、第１レベル信号が複数存在する場合、ノイズの影響による第１レベル信号の信号幅は、通常、正常な信号の信号幅に比べて小さい（例えば図８の状態Ｇを参照）。このため、最大幅信号を検出することで、正常な信号が送信されているタイミングを検出できる。従って、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングＴＡに設定すれば、各ビット値（コード）つまり第１レベルの信号幅の相違によって、通常、判定タイミングＴＡも異なるタイミングに設定される。従って、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミングＴＡまでの経過時間を検出すれば、その経過時間に基づいてコードを正しく判定でき、時刻情報を正しく取得できる。
【００６０】
また、本実施形態では、最大幅信号の信号幅ではなく、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミングＴＡまでの経過時間に基づいてコードを判定するため、例えば、受信環境が悪く、電波強度が弱いために受信信号の信号幅が変化した場合でも、コードを正しく判定できる。
例えば、ＤＣＦ７７では、受信信号において２進数の「１」を表す１信号の信号幅が本来の２００msecから減少して１００msec以下となった場合、信号幅に基づいてコード判定を行う方法では、コードを２進数の「０」と間違って判定してしまう。
しかしながら、本実施形態では、信号幅で判定するのではなく、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミングＴＡまでの経過時間で判定する。そして、信号幅が減少して１００msecとなった１信号の判定タイミングＴＡ（例えば図７の状態Ｂ，ＣのＴＡ）と、信号幅が増減していない１００msecの０信号の判定タイミングＴＡ（例えば図８の状態ＤのＴＡ）とは通常異なるタイミングとなることが多いため、前記経過時間も異なり、この経過時間に基づいてコード判定を行うことで、信号幅が減少した１信号のコードを０信号と区別して正しく判定できる可能性が高まり、コードの誤判定を低減できる。
【００６１】
受信環境が悪く、電波強度が弱い場合等に、受信手段５の回路の特性上、受信信号の信号幅は、両側（前後）で増減することがある。この場合、信号幅の中心のタイミングは、信号幅が増減しても変動しにくい。
本実施形態では、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングＴＡに設定しているため、受信手段５が上記特性を有する場合、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミングＴＡまでの経過時間は、信号幅の両側の増減により変動しにくくなる。これにより、信号幅が増減する場合であっても、コードをより正しく判定できる。
【００６２】
経過時間検出処理Ｓ６により、最大幅信号検出手段１４Ａは、サンプリング手段１１で検出された信号レベルが第２レベルから第１レベルに変化した時点から、サンプリング手段１１で連続して第１レベルが検出された回数が最も大きな信号を、最大幅信号として検出する。
これによれば、サンプリング手段１１で第１レベルが検出された回数をカウントすることで最大幅信号を検出できるため、容易な処理で最大幅信号を検出できる。
【００６３】
Ｓ５により、開始タイミング設定手段１３は、秒同期タイミングの所定時間前のタイミングを開始タイミングに設定し、所定時間は、秒同期タイミングで受信信号が第２レベルから第１レベルに変化した場合にその信号レベルの変化を検出できる時間に設定される。
ここで、前記所定時間は、１秒間隔の信号レベル変化タイミングのバラツキを考慮して設定すればよい。例えば、秒同期タイミングを検出する秒同期処理Ｓ２において設定される判定条件と同程度の時間に設定すればよい。具体的には、前記所定時間は、３０〜６０msec程度に設定すればよい。
本発明によれば、秒同期タイミングに対して、受信信号が第２レベルから第１レベルに変化するタイミングがずれた場合でも、前記所定時間以上ずれる可能性は低いため、秒同期タイミングにおける受信信号の第２レベルから第１レベルへの変化を、確実に検出できる。すなわち、経過時間検出処理Ｓ６により、最大幅信号を正しく検出できる。
【００６４】
コード判定処理Ｓ７により、コード判定手段１５は、最大幅信号の信号幅が信号幅閾値未満の場合は、コードをマーカー「Ｍ」と判定し、最大幅信号の信号幅が信号幅閾値以上の場合は、経過時間検出手段１４Ｃが検出した経過時間を、経過時間閾値と比較して、コードを２進数の「０」また「１」と判定する。
受信環境が悪く、電波強度が弱いために信号幅が減少したとしても、それには下限がある。ＤＣＦ７７では、０信号および１信号の信号幅が例えば４０msec未満となる場合は少なく、４０msec未満の信号はノイズ信号であると判定できる。このため、ＤＣＦ７７では、信号幅閾値を例えば４０msecとし、最大幅信号の信号幅が信号幅閾値未満の場合は、コードを「Ｍ」と判定する。すなわち、最大幅信号の信号幅が０msecより大きく、４０msec未満の場合は、その信号はノイズ信号と判定する。また、最大幅信号の信号幅が０msecであれば、第１レベル信号の入力が無いと判定する。これらの場合、コードを「Ｍ」と判定できる。一方、最大幅信号の信号幅が信号幅閾値以上の場合は、経過時間検出手段１４Ｃが検出した経過時間を経過時間閾値（例えば１２５msec）と比較して、コードを「０」または「１」と判定する。これらにより、ＤＣＦ７７の標準電波を受信した場合に、「０，１，Ｍ」のコードを正しく判定できる。
【００６５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図面に基づいて説明する。
第１実施形態では、判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングＴＡに設定していたが、第２実施形態では、判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号の終了タイミング（信号レベルが第１レベルから第２レベルに変化したタイミング）を判定タイミングＴＢに設定する。
つまり、第２実施形態では、図４のフローチャートにおけるＳ３３において、判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号の終了タイミングを判定タイミングＴＢに設定する。
また、第１実施形態では、コード判定手段１５において、「０」または「１」を判定するために、経過時間検出手段１４Ｃで検出された経過時間と比較される経過時間閾値は、１２５msecに設定されていたが、第２実施形態では、経過時間閾値は、１８０msecに設定される。
なお、第２実施形態におけるその他の処理は、第１実施形態と同様である。
【００６６】
ここで、各受信信号における本実施形態によるコード判定の様子を、図９，１０を用いて説明する。
図９は、受信信号が１信号である場合の各状態の波形を示している。
理想波形の場合、図９の（状態Ｈ）に示すように、１信号の信号幅は２００msecとなり、サンプリング開始タイミングＴ０から最大幅信号の判定タイミングＴＢ（信号の終了タイミング）までの経過時間は、２５０msecとなる。これは、経過時間閾値である１８０msecより長いため、コードは「１」と正しく判定される。
次に、１信号の信号幅が、例えば半分に減少して１００msecとなった場合について説明する。この場合、単に信号幅を閾値と比較する方法では、０信号の信号幅と区別できないため、コードは「０」と間違って判定される。
これに対して、本実施形態では、受信手段５の回路の特性上、信号幅が両側（前後）でほぼ均等に減少する場合は、図９の（状態Ｉ）に示すように、上記経過時間は２００msecとなり、１８０msecより長いため、コードは「１」と正しく判定される。また、受信手段５の回路の特性上、信号幅が前側のみ減少する場合は、図９の（状態Ｊ）に示すように、上記経過時間は２５０msecとなり、１８０msecより長いため、コードは「１」と正しく判定される。
【００６７】
図１０は、受信信号が０信号である場合の各状態の波形を示している。
理想波形の場合、図１０の（状態Ｋ）に示すように、０信号の信号幅は１００msecとなり、サンプリング開始タイミングＴ０から最大幅信号の判定タイミングＴＢ（信号の終了タイミング）までの経過時間は１５０msecとなる。これは、経過時間閾値である１８０msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。
次に、０信号の信号幅が、例えば半分に減少して５０msecとなった場合について説明する。受信手段５の回路の特性上、信号幅が両側でほぼ均等に減少する場合は、図１０の（状態Ｌ）に示すように、上記経過時間は１２５msecとなり、１８０msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。また、受信手段５の回路の特性上、信号幅が前側のみ減少する場合は、図１０の（状態Ｍ）に示すように、上記経過時間は１５０msecとなり、１８０msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。
次に、ノイズの影響により、例えば、図１０の（状態Ｎ）に示すように、受信信号に、０信号である第１レベル信号Ｐ２と、ノイズパルスである第１レベル信号Ｐ１，Ｐ３〜Ｐ５が含まれる場合であっても、上記経過時間は１５０msecとなり、１８０msec以下となるため、コードは「０」と正しく判定される。
【００６８】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、次の効果も得ることができる。
受信環境が悪く、電波強度が弱い場合、受信手段５の回路の特性上、受信信号の信号幅は、前側で主に減少することがある。この場合、信号の終了のタイミングは、信号幅の前側が増減しても変動しにくい。
本実施形態では、最大幅信号の終了タイミングを判定タイミングＴＢに設定しているため、受信手段５が上記特性を有する場合、サンプリング開始タイミングＴ０から判定タイミングＴＢまでの経過時間は、信号幅の前側の増減により変動しにくくなる。これにより、信号幅が増減する場合であっても、コードをより正しく判定できる。
【００６９】
［変形例］
なお、本発明は前述の各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、改良などは、本発明に含まれるものである。
例えば、前記第１実施形態では、判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号の信号幅の中心のタイミングを判定タイミングＴＡに設定し、前記第２実施形態では、判定タイミング設定手段１４Ｂは、最大幅信号の終了タイミングを判定タイミングＴＢに設定している。しかしながら、設定した判定タイミングに基づいて、コード判定手段１５において「０」と「１」のコードを正しく判定できれば、最大幅信号が送信される期間内において前述の２つのタイミングとは異なるタイミングを判定タイミングに設定してもよい。
すなわち、受信手段５の回路の特性による受信信号の信号幅の増減パターンを受信試験等で検出し、その増減パターンに応じて判定タイミングを仮定すればよい。
【００７０】
また、前記実施形態の経過時間検出処理Ｓ６のＳ２３では、最大幅信号検出手段１４Ａは、サンプリング手段１１による受信信号のサンプリングが、サンプリング開始タイミングＴ０から１秒間行われたかを判断している。しかしながら、各ビット値を表す信号の送信期間が全て含まれるならば、前記１秒間をより短い所定期間としてもよい。例えば、ＤＣＦ７７では、「０」を表す信号の信号幅は１００msecであり、「１」を表す信号の信号幅は２００msecであるため、前記所定期間を、最も信号幅の長い「１」を表す信号の終了タイミングが含まれるように、例えば、４００msecに設定してもよい。また、ＪＪＹでは、「０」を表す信号の信号幅は８００msecであり、「１」を表す信号の信号幅は５００msecであり、「Ｍ」を表す信号の信号幅は２００msecであるため、前記所定期間を、最も信号幅の長い「０」を表す信号の終了タイミングが含まれるように、例えば、９００msecに設定してもよい。
【００７１】
また、前記実施形態のコード判定処理Ｓ７の判定手順は、ＤＣＦ７７における一例を示すものであり、標準電波の種類や受信手段５の回路の特性に応じた判定条件により、適宜設定できる。
例えば、日本の標準電波ＪＪＹでは、「０」を表す信号幅は８００msecとされ、「１」を表す信号幅は５００msecとされ、マーカー（「Ｍ」および「Ｐ０」〜「Ｐ５」）を表す信号幅は２００msecとされている。
従って、次の方法により各コードを判定できる。すなわち、マーカーを表す信号幅と、「１」を表す信号幅との中間の幅（３５０msec）に基づいて第１経過時間閾値を設定し、「１」を表すパルス幅と「０」を表すパルス幅との中間の幅（６５０msec）に基づいて第２経過時間閾値を設定する。例えば、サンプリング開始タイミングＴ０が秒同期タイミングの５０msec前に設定されている場合、第１経過時間閾値は４００msecとなり、第２経過時間閾値は７００msecとなる。
そして、経過時間検出手段１４Ｃが検出した経過時間が、第１経過時間閾値未満の場合は、コードをマーカーと判定する。前記経過時間が、第１経過時間閾値以上かつ第２経過時間閾値未満の場合は、コードを「１」と判定する。前記経過時間が、第２経過時間閾値以上の場合は、コードを「０」と判定する。これにより、各コードを正しく判定できる。
【符号の説明】
【００７２】
１…電波修正時計、５…受信手段、１１…サンプリング手段、１３…開始タイミング設定手段、１４Ａ…最大幅信号検出手段、１４Ｂ…判定タイミング設定手段、１４Ｃ…経過時間検出手段、１５…コード判定手段。
【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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