(57)【要約】【課題】製造時のばらつきがある場合であっても波形判別処理を正確に行うことができ、受信時間を短くして省消費電力を実現することができる電波修正時計の提供。【解決手段】電波修正時計１は、マイコン２と、長波標準電波を受信する受信回路４と、この長波標準電波をタイムコード信号に復調する復調回路５とを備える。マイコン２は、選択手段２１４と、波形判別手段２１５を備える。選択手段２１４は、波形判別基準を選択する。波形判別手段２１５は、タイムコード信号の波形を、選択手段２１４により選択される波形判別基準に基づいて判別し、各波形に応じたコードを出力する。したがって、例えば、電波修正時計１の製造時において、長波標準電波の所定のコードを繰り返す基準信号を受信回路４に受信させることにより、復調回路５が、この基準信号をタイムコード信号に復調でき、このタイムコード信号に応じて波形判別基準を変更できる。【選択図】図１
2008051705.tif 000002
【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する受信手段と、
前記受信手段により受信される標準電波を復調して復調信号を出力する復調手段と、
前記復調信号の波形を所定の波形判別基準に基づいて判別し、当該波形に応じたコードを出力する波形判別手段と、
前記波形判別手段により出力されるコードを時刻情報に変換する時刻情報変換手段と、
前記波形判別基準を変更する波形判別基準変更手段とを備えて構成され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、
前記波形判別基準は、標準電波において２進法の「０」を表すコード、「１」を表すコード、マーカーを表すコードの各コードにおける波形の信号レベルが変化するタイミングをそれぞれ含む複数の判別区間が設けられ、
前記波形判別手段は、前記各判別区間において、前記復調信号の波形の信号レベルが変化したか否かに基づいて各コードを判別し、
前記波形判別基準変更手段は、前記各判別区間の区間幅および区間の開始位置の少なくとも一方を変更することにより波形判別基準を変更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、
前記波形判別基準変更手段は、前記波形判別基準を複数格納する波形判別基準格納手段と、
前記波形判別基準格納手段に格納される複数の波形判別基準の中から１つの波形判別基準を選択する選択手段とを備え、
前記波形判別手段は、前記選択手段により選択される波形判別基準に基づいて前記復調信号の波形を判別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、
前記波形判別基準変更手段は、前記復調信号の波形の信号幅を測定する信号幅測定手段を備え、
前記信号幅測定手段の測定結果に応じて波形判別基準を変更することを特徴とする電波修正時計。
【請求項５】
時刻情報を含む標準電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信される標準電波を復調して復調信号を出力する復調手段と、
前記復調信号の波形を所定の波形判別基準に基づいて判別し、当該波形に応じたコードを出力する波形判別手段と、
前記波形判別手段により出力されるコードを時刻情報に変換する時刻情報変換手段と、
前記波形判別基準を変更する波形判別基準変更手段とを備えて構成される電波修正時計の波形判別基準の変更方法であって、
前記標準電波の所定のコードを繰り返す基準信号を出力する基準信号出力工程と、
前記基準信号を受信する基準信号受信工程と、
前記基準信号を復調して復調基準信号を出力する基準信号復調工程と、
前記復調基準信号の波形の信号幅を測定して測定結果を取得する信号幅測定工程と、
前記測定結果に応じて波形判別基準を変更する波形判別基準変更工程とを備えることを特徴とする電波修正時計の波形判別基準の変更方法。
【請求項６】
時刻情報を含む標準電波を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信される標準電波を復調して復調信号を出力する復調手段と、
前記復調信号の波形を所定の波形判別基準に基づいて判別し、当該波形に応じたコードを出力する波形判別手段と、
前記波形判別手段により出力されるコードを時刻情報に変換する時刻情報変換手段とを備え、
前記波形判別基準を変更する波形判別基準変更手段とを備えて構成される電波修正時計の波形判別基準の変更方法であって、
前記標準電波を受信する標準電波受信工程と、
前記標準電波を復調して復調信号を出力する標準電波復調工程と、
前記復調信号の波形の信号幅を測定して測定結果を取得する信号幅測定工程と、
前記測定結果に応じて波形判別基準を変更する波形判別基準変更工程とを備えることを特徴とする電波修正時計の波形判別基準の変更方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の電波修正時計の波形判別基準の変更方法において、
前記信号幅測定工程は、前記復調基準信号または復調信号をサンプリングすることで波形の信号幅を測定して測定結果を取得し、
前記波形判別基準変更工程は、前記測定結果が複数存在する場合には、その測定結果の値のうち、数が最も多い測定結果に基づいて波形判別基準を変更することを特徴とする電波修正時計の波形判別基準の変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波修正時計、及びその波形判別基準の変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドイツ、イギリス、アメリカ、日本などの国では、数１０ｋＨｚ程度の周波数を搬送波として時刻情報を送信する、いわゆる長波標準電波を送信しており、この長波標準電波を用いて時刻修正を行う電波修正時計が普及してきている。長波標準電波は、１秒ごとに「０」、「１」、「Ｍ」などのコードを表すパルス波形を送信し、１分間を１フレームとしている。そして、このフレーム内に、「年」、「時」、「分」などの時刻情報が含まれている。
したがって、電波修正時計は、長波標準電波から各コードに相当するパルス波形を検出するとともに、各パルス波形が「０」、「１」、「Ｍ」などのいずれのコードであるかを判別する（以下、波形判別処理とする）。
なお、長波標準電波は、搬送波の周波数や、「０」、「１」、「Ｍ」などのコードにおけるパルス波形が国ごとで異なっている。
【０００３】
一般的に、電波修正時計が長波標準電波を用いて時刻修正を行う手順は以下のとおりである。
長波標準電波は、同調バーアンテナなどのアンテナで受信され、復調回路に入力される。
復調回路は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、水晶振動子を用いた狭帯域バンドパスフィルタ、整流回路、及びデコーダ回路を備える。
復調回路は、アンテナからの出力を、ＡＧＣアンプで必要レベルまで増幅し、狭帯域バンドパスフィルタで必要帯域信号を抽出し、整流回路によりＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）検波する。そして、この検波出力を、デコーダ回路にて基準レベルと比較し、レベル変換を行うことにより、タイムコード信号を出力する。
【０００４】
電波修正時計は、このタイムコード信号に対して波形判別処理を行い、各コードを判別する。そして、波形判別処理の結果に基づいて時刻修正を行う。
例えば、特許文献１に記載の波形判別処理では、日本の長波標準電波の各コードにおけるパルス波形は立ち上がり、すなわち、タイムコード信号が「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化する位置が開始位置であるため、タイムコード信号の立ち上がりを検出した位置を基準として、３２Ｈｚのサンプリング回路により１秒間、すなわち３２個（サンプリング番号０〜３１）のサンプリングを行う。
【０００５】
そして、これらの３２個のサンプリング値に対して各コードによって「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」の信号レベルが異なる複数の判別区間を設ける。例えば、日本の長波標準電波（ＪＪＹ）の場合には、Ａ区間（サンプリング番号１〜５）、Ｂ区間（サンプリング番号８〜１３）、Ｃ区間（サンプリング番号１８〜２３）、Ｄ区間（サンプリング番号２７〜３１）を設ける。
なお、各コードは、各判別区間に属さないサンプリング番号において、「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」の信号レベルが変化する。例えば、コード「０」は、Ｄ区間とＡ区間の間で「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に信号レベルが変化し、Ｃ区間とＤ区間の間で「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に信号レベルが変化する。
【０００６】
次に、各区間におけるサンプリング値の「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」の数に基づいて、各区間の「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」を判断する。
例えば、Ａ区間では、サンプリング番号１〜５における、「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」の信号レベルの数に基づいてＡ区間全体としての「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」の信号レベルを判断する。
【０００７】
そして、各判別区間における「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」の信号レベルを判断することにより、各コードを判別する。
例えば、Ａ区間が「Ｈｉｇｈ」、Ｂ区間が「Ｈｉｇｈ」、Ｃ区間が「Ｌｏｗ」の場合には、コード「１」であると判別する。
なお、Ｄ区間は、いずれのコードであっても「Ｌｏｗ」でなければならないので、Ｄ区間が「Ｈｉｇｈ」の場合には、エラーコードであると判別する。
【０００８】
ところで、このような電波修正時計を製造するにあたっては、例えば、デコーダ回路の基準レベルに製造ばらつきが生じる場合があり、また、ＡＧＣアンプに接続される容量にも容量ばらつきが生じる場合がある。
このような電波修正時計の製造時のばらつきがある場合には、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）比などの影響がない受信環境下において、同じ長波標準電波を受信した場合であっても、それぞれの電波修正時計において異なるタイムコード信号が出力されることとなる。すなわち、各コードにおけるパルス波形の信号幅が変化してしまうこととなる。
また、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響がある場合には、これにより、各コードにおけるパルス波形の信号幅が、さらに変化してしまうこととなる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２２２６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、複数の判別区間が、各コードにおけるパルス波形に基づいて予め定められているため、電波修正時計の製造時のばらつき、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響により、各コードにおけるパルス波形の信号幅が変化する場合には、波形判別処理が正しく行われないという問題があった。
さらに、波形判別処理が正しく行われない場合には、エラーコードを認識することとなり、長波標準電波を再受信する必要があるため、受信時間が長くなるという問題もあった。
【００１１】
例えば、コード「０」におけるパルス波形の信号幅（信号レベルが「Ｈｉｇｈ」の信号幅）が変化して狭くなっている場合には、Ｃ区間において、「Ｈｉｇｈ」と判断されず、「Ｌｏｗ」と判断される場合がある。このような場合には、波形判別処理が正しく行われず、コード「０」以外のコードが出力されることとなる。
【００１２】
本発明の目的は、製造時のばらつきがある場合であっても波形判別処理を正確に行うことができ、受信時間を短くして省消費電力を実現することができる電波修正時計、及びその波形判別基準の変更方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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する受信手段と、前記受信手段により受信される標準電波を復調して復調信号を出力する復調手段と、前記復調信号の波形を所定の波形判別基準に基づいて判別し、当該波形に応じたコードを出力する波形判別手段と、前記波形判別手段により出力されるコードを時刻情報に変換する時刻情報変換手段と、前記波形判別基準を変更する波形判別基準変更手段とを備えて構成されることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、電波修正時計は、波形判別基準変更手段を備えるから、波形判別基準を変更することができる。すなわち、製造時のばらつき、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響がある場合であっても、波形判別手段が、波形判別基準変更手段により変更された波形判別基準に基づいて復調信号の波形を判別し、波形に応じたコードを出力することができるから、波形判別処理を正確に行うことができる。
さらに、波形判別処理を正確に行うことができるから、エラーコードを認識することが少なくなり、受信時間を短くして省消費電力を実現することができる。
【００１５】
例えば、ドイツの長波標準電波（ＤＣＦ７７）においては、コード「０」におけるパルス波形は、「Ｌｏｗ」の信号幅が１００ｍｓであり、コード「１」におけるパルス波形は、「Ｌｏｗ」の信号幅が２００ｍｓである。これに対して、例えば、日本の長波標準電波（ＪＪＹ）において、コード「０」におけるパルス波形は、「Ｈｉｇｈ」の信号幅が８００ｍｓであり、コード「１」におけるパルス波形は、「Ｈｉｇｈ」の信号幅が５００ｍｓである。
【００１６】
すなわち、ドイツの長波標準電波における各コードにおけるパルス波形の信号幅の差は、他の国の長波標準電波に比べて小さい。このため、電波修正時計の製造時のばらつき、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響により、各コードにおけるパルス波形の信号幅が変化する場合には、他の国の長波標準電波と比較して波形判別処理が正しく行われない場合が多い。
【００１７】
このような場合であっても、例えば、電波修正時計の製造時において、長波標準電波の所定のコードを繰り返す基準信号や標準電波を復調した際の復調信号の信号幅を測定して元の信号幅に対する変化量を把握し、この変化量を考慮して、波形判別基準変更手段が、波形判別基準を変更することにより、波形判別処理を正確に行うことができ、受信時間を短くして省消費電力を実現することができる。
【００１８】
例えば、電波修正時計の製造時において、コード「０」におけるパルス波形（「Ｌｏｗ」の信号幅が１００ｍｓ）を繰り返す基準信号を受信手段に受信させ、その復調基準信号が１０９ｍｓの信号幅で復調手段から出力される場合には、波形判別手段の波形判別基準を、変化した信号幅（１０９ｍｓ）に応じて変更すればよい。
【００１９】
本発明では、前記波形判別基準は、標準電波において２進法の「０」を表すコード、「１」を表すコード、マーカーを表すコードの各コードにおける波形の信号レベルが変化するタイミングをそれぞれ含む複数の判別区間が設けられ、前記波形判別手段は、前記各判別区間において、前記復調信号の波形の信号レベルが変化したか否かに基づいて各コードを判別し、前記波形判別基準変更手段は、前記各判別区間の区間幅および区間の開始位置の少なくとも一方を変更することにより波形判別基準を変更することが好ましい。
【００２０】
ここで、判別区間は、各コードにおけるパルス波形の開始位置を基準位置として、サンプリング回路により、例えば６４Ｈｚのサンプリング周波数にてサンプリングを行った際に、各コードにおける波形の信号レベルが変化するタイミングをそれぞれ含む複数の位置に設けられる。
【００２１】
例えば、ドイツの長波標準電波（ＤＣＦ７７）は、日本の長波標準電波と同様に、１秒ごとに各コードを送信し、１分間を１フレームとしている。また、各コードにおけるパルス波形は立ち下がり、すなわち、タイムコード信号が「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化する位置が開始位置である。したがって、コード「０」におけるパルス波形は、基準位置で「Ｌｏｗ」となり、基準位置から１００ｍｓ経過したタイミングで「Ｈｉｇｈ」となる。また、コード「１」におけるパルス波形は、基準位置で「Ｌｏｗ」となり、基準位置から２００ｍｓ経過したタイミングで「Ｈｉｇｈ」となる。
したがって、ドイツの長波標準電波（ＤＣＦ７７）においては、判別区間は、基準位置から１００ｍｓ経過したタイミングを含む区間と、基準位置から２００ｍｓ経過したタイミングを含む区間とに設けられる。
【００２２】
なお、判別区間は、区間幅と、区間の開始位置とにより定められる。
例えば、基準位置から１００ｍｓ経過したタイミングを含む区間の区間幅を１００ｍｓ、区間の開始位置を２０ｍｓとすれば、判別区間Iは、基準位置を０ｍｓとして、２０ｍｓ以上、１２０ｍｓ未満の区間等となる。
このとき、例えば、判別区間IIとして判別区間Iの区間幅を変更することにより波形判別基準を変更することができる。例えば、区間幅を１１０ｍｓに変更すれば、判別区間IIは、基準位置を０ｍｓとして、２０ｍｓ以上、１３０ｍｓ未満の区間となる。
【００２３】
同様に、基準位置から２００ｍｓ経過したタイミングを含む区間の区間幅を１００ｍｓ、区間の開始位置を１２０ｍｓとすれば、判別区間Iは、基準位置を０ｍｓとして、１２０ｍｓ以上、２２０ｍｓ未満の区間等となる。
このとき、例えば、判別区間IIとして判別区間Iの区間の開始位置を変更することにより波形判別基準を変更することができる。例えば、区間の開始位置を１３０ｍｓに変更すれば、判別区間IIは、基準位置を０ｍｓとして、１３０ｍｓ以上、２３０ｍｓ未満の区間となる。
【００２４】
したがって、このような構成によれば、各コードにおける波形の信号レベルが変化するタイミングをそれぞれ含む複数の判別区間が設けられ、波形判別手段が、各判別区間において、復調基準信号や復調信号の波形の信号レベルが変化したか否かに基づいて各コードを判別することができる。さらに、波形判別基準変更手段が、各判別区間の区間幅および区間の開始位置の少なくとも一方を変更することにより波形判別基準を変更することができるから、例えば、各判別区間の区間幅および区間の開始位置を変更した複数の波形判別基準を予め用意しておき、これらの波形判別基準の中から１つを選択することにより、容易に波形判別基準を変更することができる。
【００２５】
本発明では、前記波形判別基準変更手段は、前記波形判別基準を複数格納する波形判別基準格納手段と、前記波形判別基準格納手段に格納される複数の波形判別基準の中から１つの波形判別基準を選択する選択手段とを備え、前記波形判別手段は、前記選択手段により選択される波形判別基準に基づいて前記復調信号の波形を判別することが好ましい。
【００２６】
このような構成によれば、波形判別基準格納手段が、例えば、前述した各判別区間の区間幅および区間の開始位置の少なくとも一方を変更した複数の波形判別基準を格納し、選択手段が、複数の波形判別基準の中から１つの波形判別基準を選択することができる。
【００２７】
波形判別基準の変更方法としては、変化した信号幅（１０９ｍｓ）に応じて、計算式（例えば、区間幅を１００ｍｓ、区間の開始位置を変化した信号幅から５０ｍｓ差し引いた値、すなわち、５９ｍｓとする等）を用いて波形判別基準を変更する方法も考えられる。ただし、このような方法によると、波形判別基準を変更するたびに計算処理が必要となる。
これに対して、波形判別基準変更手段が選択手段を備える場合には、例えば、電波修正時計の製造時において、コード「０」におけるパルス波形（「Ｌｏｗ」の信号幅が１００ｍｓ）を繰り返す基準信号を受信手段に受信させ、その復調基準信号が１０９ｍｓの信号幅で復調手段から出力される場合には、波形判別手段の波形判別基準を、変化した信号幅（１０９ｍｓ）に応じて、選択手段が、複数の波形判別基準の中から１つの波形判別基準を選択すればよく、計算式を用いる場合と比較して処理速度を向上させることができる。
【００２８】
本発明では、前記波形判別基準変更手段は、前記復調信号の波形の信号幅を測定する信号幅測定手段を備え、前記信号幅測定手段の測定結果に応じて波形判別基準を変更することが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、信号幅測定手段が、例えば、前述した復調基準信号や復調信号の波形の信号幅を測定するから、測定結果に応じて自動的に波形判別基準を変更することができる。すなわち、電波修正時計の製造時に限らず、例えば、電波修正時計の使用時に、長波標準電波を受信手段に受信させることにより、波形判別基準の変更を自動的に行うことができる。したがって、製造時のばらつき、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響以外の要因、例えば、温度変化や経年変化などにより、各コードにおけるパルス波形の信号幅が変化する場合であっても波形判別処理を正確に行うことができる。
【００３０】
本発明の電波修正時計の波形判別基準の変更方法は、時刻情報を含む標準電波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信される標準電波を復調して復調信号を出力する復調手段と、前記復調信号の波形を所定の波形判別基準に基づいて判別し、当該波形に応じたコードを出力する波形判別手段と、前記波形判別手段により出力されるコードを時刻情報に変換する時刻情報変換手段と、前記波形判別基準を変更する波形判別基準変更手段とを備えて構成される電波修正時計の波形判別基準の変更方法であって、前記標準電波の所定のコードを繰り返す基準信号を出力する基準信号出力工程と、前記基準信号を受信する基準信号受信工程と、前記基準信号を復調して復調基準信号を出力する基準信号復調工程と、前記復調基準信号の波形の信号幅を測定して測定結果を取得する信号幅測定工程と、前記測定結果に応じて波形判別基準を変更する波形判別基準変更工程とを備えることを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、前述した電波修正時計の作用および効果と同様の作用および効果を享受することができる。
さらに、基準信号出力工程において、所定のコードを繰り返す基準信号を出力し、基準信号受信工程において、基準信号を受信し、基準信号復調工程において、基準信号を復調した復調基準信号を出力するから、工場内などにおいて、十分な信号強度を有し、かつ、ノイズの影響を排除した精度の高い基準信号を利用して波形判別基準を変更することができる。したがって、電波修正時計の製造時のばらつきによる信号幅の変化を正確に検出することができ、検出された製造時のばらつきに対応した波形判別基準を確実に設定することができる。
【００３２】
本発明の電波修正時計の波形判別基準の変更方法は、時刻情報を含む標準電波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信される標準電波を復調して復調信号を出力する復調手段と、前記復調信号の波形を所定の波形判別基準に基づいて判別し、当該波形に応じたコードを出力する波形判別手段と、前記波形判別手段により出力されるコードを時刻情報に変換する時刻情報変換手段とを備え、前記波形判別基準を変更する波形判別基準変更手段とを備えて構成される電波修正時計の波形判別基準の変更方法であって、前記標準電波を受信する標準電波受信工程と、前記標準電波を復調して復調信号を出力する標準電波復調工程と、前記復調信号の波形の信号幅を測定して測定結果を取得する信号幅測定工程と、前記測定結果に応じて波形判別基準を変更する波形判別基準変更工程とを備えることを特徴とする。
【００３３】
このような構成によれば、前述した電波修正時計の作用および効果と同様の作用および効果を享受することができる。
さらに、標準電波受信工程において、標準電波を受信し、標準電波復調工程において、標準電波を復調した復調信号を出力する。そして、波形判別基準変更工程において、復調信号の波形の信号幅に応じて波形判別基準を変更するから、電波修正時計の製造時に限らず、例えば、電波修正時計の使用時に、波形判別基準の変更を自動的に行うことができる。したがって、製造時のばらつき以外の要因、例えば、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響、さらには、温度変化や経年変化などにより、各コードにおけるパルス波形の信号幅が変化する場合であっても波形判別処理を正確に行うことができる。
【００３４】
本発明では、前記信号幅測定工程は、前記復調基準信号または復調信号をサンプリングすることで波形の信号幅を測定して測定結果を取得し、前記波形判別基準変更工程は、前記測定結果が複数存在する場合には、その測定結果の値のうち、数が最も多い測定結果に基づいて波形判別基準を変更することが好ましい。
【００３５】
このような構成によれば、測定回数が１回の場合には、その測定結果に基づいて波形判別基準を変更することができる。さらに、信号幅の測定回数を多くすることにより、測定誤差の影響を抑制することができ、精度の高い測定結果に基づいて波形判別基準を変更することができる。
例えば、復調基準信号または復調信号をサンプリングした波形の「Ｌｏｗ」の信号幅を５回測定した測定結果が、「１０９ｍｓ」、「１２５ｍｓ」、「１０９ｍｓ」、「９３ｍｓ」、「１０９ｍｓ」であった場合には、「１０９ｍｓ」が３回と最も多い測定結果であるから、この測定結果「１０９ｍｓ」に基づいて波形判別基準を変更することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の電波修正時計、及びその波形判別基準の変更方法によれば、製造時のばらつきがある場合であっても波形判別処理を正確に行うことができ、受信時間を短くして省消費電力を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る電波修正時計について説明する。
電波修正時計１は、図１に示すように、マイコン２と、アンテナ３と、マイコン２から出力される制御信号に基づいてアンテナ３を介して長波標準電波を受信する受信回路（受信手段）４と、受信回路４により受信される長波標準電波を、タイムコード信号に復調する復調回路（復調手段）５と、ジャンパスイッチ６とを備える。
【００３８】
マイコン２は、受信回路４に制御信号を送信するとともに、復調回路５により復調されるタイムコード信号を受信する受信処理手段２１と、基準クロックを生成する発振回路２２と、発振回路２２により生成される基準クロックを分周して受信処理手段２１に供給する分周回路２３と、波形判別基準を外部設定する波形判別基準外部設定手段２４とを備える。
【００３９】
受信処理手段２１は、サンプリング手段２１１と、信号幅測定手段２１２と、波形判別基準格納手段２１３と、選択手段２１４と、波形判別手段２１５と、時刻情報変換手段２１６と、計時手段２１７と、表示手段２１８とを備える。
【００４０】
サンプリング手段２１１は、復調回路５により復調されるタイムコード信号をサンプリングする。なお、本実施形態では、６４Ｈｚのサンプリング回路によりサンプリングする。
信号幅測定手段２１２は、サンプリング手段２１１によりサンプリングされたタイムコード信号の立ち下がりと、立ち上がりとの間の信号幅、すなわち、「Ｌｏｗ」の信号幅を測定する。本実施形態では、ドイツの長波標準電波（ＤＣＦ７７）のコードを判別するため、「Ｌｏｗ」の信号幅を測定する。なお、コード「Ｍ」は、「Ｌｏｗ」の信号幅が０ｍｓである。
【００４１】
波形判別基準格納手段２１３は、タイムコード信号の波形を判別するための波形判別基準を複数格納する。
したがって、波形判別基準格納手段２１３は、例えば、図２に示すように、ドイツの長波標準電波の各コードにおける波形の信号レベルが変化するタイミングをそれぞれ含む複数の判別区間を設け、各判別区間の区間幅および区間の開始位置のいずれか一方を変更した波形判別基準I〜IIIを格納する。
【００４２】
なお、ドイツの長波標準電波において、コード「０」におけるパルス波形は、「Ｌｏｗ」の信号幅が１００ｍｓであり、コード「１」におけるパルス波形は、「Ｌｏｗ」の信号幅が２００ｍｓであるところ、コード「０」におけるパルス波形の立ち上がりを含む区間をＡ区間、コード「１」におけるパルス波形の立ち上がりを含む区間をＢ区間として２つの判別区間が設けられている。
【００４３】
次に、図３を参照して、波形判別基準I〜IIIの各判別区間と、ドイツの長波標準電波における各コードとの関係を説明する。
ドイツの長波標準電波は、前述したように、１秒ごとに各コードを送信し、１分間を１フレームとしている。また、各コードにおけるパルス波形は、立ち下がり、すなわち、タイムコード信号が「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化する位置が開始位置である。
【００４４】
したがって、１秒ごとに送信される各コードにおけるパルス波形の開始位置を基準位置（サンプリング番号０）として、サンプリング手段２１１により、サンプリングを行った場合には、図３に示すように、コード「０」におけるパルス波形は、「Ｌｏｗ」の信号幅が１００ｍｓであるからサンプリング番号０〜７が「Ｌｏｗ」となり、コード「１」におけるパルス波形は、「Ｌｏｗ」の信号幅が２００ｍｓであるからサンプリング番号０〜１４が「Ｌｏｗ」となる。
ここで、タイムコード信号は、サンプリング手段２１１により６４Ｈｚのサンプリング周波数でサンプリングされているところ、サンプリング間隔は、約１５．６ｍｓである。
なお、コード「Ｍ」は、サンプリング番号０〜６３において、常に「Ｈｉｇｈ」である。
【００４５】
これに対して、各判別区間は、タイムコード信号が「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化する位置を含む区間に設けられる。すなわち、コード「０」におけるパルス波形の信号レベルが変化するタイミングは、サンプリング番号７であるから、波形判別基準IのＡ区間は、サンプリング番号１〜８に設けられ、コード「１」におけるパルス波形の信号レベルが変化するタイミングは、サンプリング番号１４であるから、波形判別基準IのＢ区間は、サンプリング番号９〜１６に設けられる。
また、波形判別基準IIのＡ区間は、サンプリング番号１〜９であり、波形判別基準Iとは区間幅を変更している。波形判別基準IIのＢ区間は、サンプリング番号１０〜１７であり、波形判別基準IIとは区間の開始位置を変更している。
【００４６】
なお、波形判別基準I〜IIIのコード「Ｍ」を判別するための判別区間は、サンプリング番号１〜６２である。
また、エラーコードは、「０」、「１」、「Ｍ」のいずれのコードにも該当しない場合に波形判別手段２１５により出力されるコードであり、判別区間は設定されていない。
【００４７】
選択手段２１４は、波形判別基準格納手段２１３に格納される波形判別基準I〜IIIの中から１つの波形判別基準を選択する。
波形判別手段２１５は、サンプリング手段２１１によりサンプリングされたタイムコード信号の波形を、選択手段２１４により選択される波形判別基準に基づいて判別し、各波形に応じたコードを出力する。
【００４８】
時刻情報変換手段２１６は、波形判別手段２１５により出力されるコードを時刻情報に変換する。
計時手段２１７は、発振回路２２により生成される基準クロックに基づいて計時するとともに、時刻情報変換手段２１６により変換される時刻情報に基づいて時刻修正を行う。
表示手段２１８は、計時手段２１７により計時される時刻を表示する。
【００４９】
次に、電波修正時計１の波形判別基準の変更方法について説明する。
電波修正時計１の波形判別基準の変更方法は、図４に示すように、基準信号出力工程Ｓ１と、基準信号受信工程Ｓ２と、基準信号復調工程Ｓ３と、信号幅測定工程Ｓ４と、波形判別基準変更工程Ｓ５とを備える。
【００５０】
波形判別基準変更処理の開始が指示されると、基準信号出力工程Ｓ１において、外部機器（図示せず）から基準信号を出力する。
なお、本実施形態においては、ドイツの長波標準電波のコード「０」におけるパルス波形を繰り返す基準信号を出力する。
そして、基準信号受信工程Ｓ２において、受信回路４は、マイコン２から出力される制御信号に基づいてアンテナ３を介して基準信号を受信する。
【００５１】
次に、基準信号復調工程Ｓ３において、復調回路５は、受信回路４により受信される基準信号を、タイムコード信号に復調する。以下、基準信号をタイムコード信号に復調した信号を、復調基準信号とする。
次に、信号幅測定工程Ｓ４において、信号幅測定手段２１２は、復調基準信号の「Ｌｏｗ」の信号幅を測定し、測定した信号幅を外部機器（図示せず）に出力する。
なお、信号幅測定工程Ｓ４において、信号幅測定手段２１２を使用せず、復調回路５から出力される復調基準信号を外部に設けたパルス幅測定装置等で直接測定してもよい。
【００５２】
そして、波形判別基準変更工程Ｓ５において、作業者、または製造装置は、信号幅測定手段２１２により測定される復調基準信号の「Ｌｏｗ」の信号幅に応じて波形判別基準を変更する。
本実施形態においては、ジャンパスイッチ６の接続を切り替えることにより、波形判別基準を変更する方法を例として説明する。
【００５３】
波形判別基準外部設定手段２４は、図１に示すように、ジャンパスイッチ６がＫ１〜Ｋ３のどこに接続されているかを確認することにより、波形判別基準I〜IIIを外部設定する。
図５は、ジャンパスイッチ６の接続を切り替えることにより、波形判別基準を外部設定する方法を示すフローチャートである。
まず、波形判別基準外部設定手段２４は、ジャンパスイッチ６がＫ１に接続されているか否かを確認する（Ｓ５１）。ジャンパスイッチ６がＫ１に接続されている場合には、波形判別基準外部設定手段２４は、波形判別基準Iを設定する（Ｓ５２）。
【００５４】
次に、ジャンパスイッチ６がＫ１に接続されていない場合には、波形判別基準外部設定手段２４は、ジャンパスイッチ６がＫ２に接続されているか否かを確認する（Ｓ５３）。ジャンパスイッチ６がＫ２に接続されている場合には、波形判別基準外部設定手段２４は、波形判別基準IIを設定する（Ｓ５４）。
次に、ジャンパスイッチ６がＫ２にも接続されていない場合には、波形判別基準外部設定手段２４は、波形判別基準IIIを設定する（Ｓ５５）。
【００５５】
なお、本実施形態においては、波形判別基準変更手段は、信号幅測定手段２１２、波形判別基準格納手段２１３、選択手段２１４、波形判別基準外部設定手段２４により構成されている。
波形判別基準外部設定手段２４により波形判別基準が外部設定されると、選択手段２１４は、この設定に基づいて波形判別基準を選択する。
【００５６】
ここで、本実施形態において、電波修正時計１の使用時に、波形判別手段２１５が、復調信号の波形を波形判別基準に基づいて判別し、波形に応じたコードを出力する方法について説明する。
波形判別手段２１５は、タイムコード信号の立ち上がり、すなわち、サンプリング値が「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化したときのサンプリング番号が、いずれの判別区間に含まれるか否かにより判別する。
【００５７】
まず、図６に示すように、波形判別手段２１５は、タイムコード信号の立ち上がりのサンプリング番号が、Ａ区間に含まれるか否かを確認する（Ｓ１１）。Ａ区間に含まれる場合には、波形判別手段２１５は、コード「０」を出力する（Ｓ１２）。
次に、Ａ区間に含まれない場合には、波形判別手段２１５は、タイムコード信号の立ち上がりのサンプリング番号が、Ｂ区間に含まれるか否かを確認する（Ｓ１３）。Ｂ区間に含まれる場合には、波形判別手段２１５は、コード「１」を出力する（Ｓ１４）。
【００５８】
次に、Ｂ区間にも含まれない場合には、波形判別手段２１５は、タイムコード信号がコード「Ｍ」であるか否かを確認する（Ｓ１５）。
具体的には、コード「Ｍ」を判別するための判別区間は、サンプリング番号１〜６２であるから、波形判別手段２１５は、この判別区間において、サンプリング値が常に「Ｈｉｇｈ」であるか否かを確認する。サンプリング値が常に「Ｈｉｇｈ」である場合には、波形判別手段２１５は、コード「Ｍ」を出力する（Ｓ１６）。
そして、サンプリング値が常に「Ｈｉｇｈ」でない場合、すなわち、「０」、「１」、「Ｍ」のいずれのコードにも該当しない場合には、波形判別手段２１５は、エラーコードを出力する（Ｓ１７）。
【００５９】
したがって、例えば、信号幅測定手段２１２により測定される復調基準信号の信号幅が、１２５ｍｓであった場合には、立ち上がりのサンプリング番号が８となる。このため、選択手段２１４が、波形判別基準Iを選択すると、Ａ区間がサンプリング番号１〜８となるから、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響により、タイムコード信号の立ち上がりのサンプリング番号が、例えば９に変化すると、波形判別処理が正しく行われない。
【００６０】
したがって、このような場合には、ジャンパスイッチ６をＫ２に接続することにより、選択手段２１４が波形判別基準IIを選択することが好ましい。このようにすれば、Ａ区間のサンプリング番号が１〜９となるから、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響がある場合であっても波形判別処理を正確に行うことができる。
【００６１】
本実施形態に係る電波修正時計１によれば、次のような効果がある。
（１）電波修正時計１が、波形判別基準変更手段を備えるから、選択手段２１４が、波形判別基準格納手段２１３に格納される複数の波形判別基準の中から１つの波形判別基準を選択することができる。したがって、波形判別手段２１５が、選択手段２１４により選択される波形判別基準に基づいて復調信号の波形を判別することにより、製造時のばらつき、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響がある場合であっても波形判別処理を正確に行うことができる。
【００６２】
（２）波形判別処理を正確に行うことができるから、エラーコードを認識することが少なくなり、受信時間を短くして省消費電力を実現することができる。
（３）基準信号出力工程において、コード「０」におけるパルス波形を繰り返す基準信号を出力し、基準信号受信工程において、基準信号を受信し、基準信号復調工程において、基準信号を復調した復調基準信号を出力するから、工場内などにおいて、十分な信号強度を有し、かつ、ノイズの影響を排除した精度の高い基準信号を利用して波形判別基準を変更することができる。したがって、電波修正時計１の製造時のばらつきによる信号幅の変化を正確に検出することができ、検出された製造時のばらつきに対応した波形判別基準を確実に設定することができる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る電波修正時計について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
前記第１実施形態に係る電波修正時計１は、受信回路４が、長波標準電波の所定のコードを繰り返す基準信号を受信し、信号幅測定手段２１２により測定される復調基準信号の信号幅に応じてジャンパスイッチ６の接続を切り替えることにより、波形判別基準を変更していたが、本実施形態に係る電波修正時計１は、図７に示すように、受信回路４が、長波標準電波を受信し、選択手段２１４が、信号幅測定手段２１２により測定される復調信号の信号幅に応じて自動的に波形判別基準を変更する点で異なる。
なお、本実施形態においては、波形判別基準変更手段は、信号幅測定手段２１２、波形判別基準格納手段２１３、選択手段２１４により構成されている。
【００６５】
本実施形態に係る電波修正時計１は、予め定められた標準電波受信時刻になるか、使用者が電波修正時計１の強制受信操作をすることにより波形判別基準自動変更処理が開始される。
波形判別基準自動変更処理の開始が指示されると、標準電波受信工程Ｓ２１において、受信回路４は、マイコン２から出力される制御信号に基づいてアンテナ３を介して長波標準電波を受信する。
次に、標準電波復調工程Ｓ２２において、復調回路５は、受信回路４により受信される長波標準電波を、タイムコード信号に復調する。
【００６６】
次に、信号幅測定工程Ｓ２３において、信号幅測定手段２１２は、コード「０」におけるパルス波形の「Ｌｏｗ」の信号幅を少なくとも１回測定する。なお、本実施形態においては、測定回数を５回とする。
なお、信号幅測定手段２１２は、復調信号において、サンプリング値が連続して「Ｌｏｗ」となるサンプリング数を計数することにより「Ｌｏｗ」の信号幅を算出する。
【００６７】
信号幅測定手段２１２は、まず、復調信号の信号幅を測定し（Ｓ２３１）、測定結果が１４０ｍｓ以下であるか否かを判定する（Ｓ２３２）。ここで、ドイツの長波標準電波には、コード「０」、コード「１」、及びコード「Ｍ」が含まれ、１秒ごとに各コードが送信されるため、測定結果が１４０ｍｓより大きい場合には、コード「０」でないと判別し、次のコードにおける復調信号の信号幅を測定する（Ｓ２３１）。
【００６８】
測定結果が１４０ｍｓ以下である場合には、コード「０」であると判別し、マイコン２のメモリ（図示せず）が、測定結果を記憶する（Ｓ２３３）。
そして、信号幅測定手段２１２は、コード「０」の測定回数が５回に到達したか否かを判定する（Ｓ２３４）。ここで、測定回数が５回に到達していない場合には、次のコードにおける復調信号の信号幅を測定する（Ｓ２３１）。
【００６９】
測定回数が５回に到達すると、波形判別基準変更工程Ｓ２４において、選択手段２１４は、まず、信号幅測定手段２１２により測定された各測定結果のうち最も多い測定結果を検出する（Ｓ２４１）。例えば、各測定結果が「１０９ｍｓ」、「１２５ｍｓ」、「１０９ｍｓ」、「９３ｍｓ」、「１０９ｍｓ」であった場合には、「１０９ｍｓ」が３回と最も多い測定結果であるから、選択手段２１４は、「１０９ｍｓ」を検出する。
【００７０】
そして、選択手段２１４は、検出した測定結果が９３ｍｓ以下であるか否かを判定する（Ｓ２４２）。ここで、検出した測定結果が９３ｍｓ以下である場合には、選択手段２１４は、波形判別基準Iを選択する（Ｓ２４３）。
検出した測定結果が９３ｍｓより大きい場合には、選択手段２１４は、検出した測定結果が１２５ｍｓ以下であるか否かを判定する（Ｓ２４４）。ここで、検出した測定結果が１２５ｍｓ以下である場合には、選択手段２１４は、波形判別基準IIを選択する（Ｓ２４５）。
一方、検出した測定結果が１２５ｍｓより大きい場合には、選択手段２１４は、波形判別基準IIIを選択する（Ｓ２４６）。
選択手段２１４により、波形判別基準が選択されると、電波修正時計１は、波形判別基準自動変更処理を終了し、この波形判別基準に基づいて受信処理を行い、受信した時刻情報により時刻修正を行う。
【００７１】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態の（１）、（２）と同様の作用、効果を得ることができる。
さらに、電波修正時計の使用時に、長波標準電波を受信回路４に受信させることにより、波形判別基準の変更を自動的に行うことができるから、例えば、長波標準電波の電界強度やＳ／Ｎ比などの影響、さらには、温度変化や経年変化などにより、各コードにおけるパルス波形の信号幅が変化する場合であっても波形判別処理を正確に行うことができる。
【００７２】
また、信号幅測定手段２１２が、復調信号の信号幅を５回測定し、選択手段２１４が、各測定結果のうち、最も多い測定結果に基づいて波形判別基準を変更することができるから、測定誤差の影響を抑制することができ、精度の高い測定結果に基づいて波形判別基準を変更することができる。
また、電波修正時計１の製造時において、波形判別基準を変更しなくてもよいから、電波修正時計１の生産効率を向上させることができる。
【００７３】
なお、本発明は前記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、長波標準電波は、ドイツの長波標準電波（ＤＣＦ７７）であったが、他の国の長波標準電波であってもよく、要するに、時刻情報を含む長波標準電波であればよく、波形判別基準は、各長波標準電波のコードに応じて設ければよい。
【００７４】
また、基準信号は、コード「０」におけるパルス波形としていたが、コード「１」におけるパルス波形であってもよく、要するに、波形判別基準を変更するために基準となる信号であればよい。
また、信号幅測定手段２１２は、復調基準信号の「Ｌｏｗ」の信号幅を測定していたが、「Ｈｉｇｈ」の信号幅を測定してもよく、要するに、測定結果に基づいて波形判別基準を変更することができればよい。
【００７５】
また、前記実施形態では、立ち下がり、すなわち、タイムコード信号が「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に変化する位置を基準位置としていたが、例えば、復調手段の回路構成などによりタイムコード信号の「Ｈｉｇｈ」、「Ｌｏｗ」が逆転している場合や各種長波標準電波の種類によっては、立ち上がり、すなわち、タイムコード信号が「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変化する位置を基準位置としてもよく、要するに、１秒ごとに送信される各コードにおけるパルス波形の開始位置を基準位置とすればよい。
【００７６】
また、波形判別基準には、各コードによって波形の信号レベルが変化する複数の判別区間を設けられていたが、各コードによって信号レベルが異なる部分に複数の判別区間を設けてもよく、さらには、これら以外の波形判別基準であってもよく、要するに、復調信号の波形を判別し、波形に応じたコードを出力することができればよい。
【００７７】
また、波形判別基準格納手段２１３は、波形判別基準I〜IIIを格納していたが、波形判別基準の数を変更してもよく、要するに、波形判別基準を変更することができるように、複数格納することができればよい。
さらに、図２に示すように、波形判別基準の判別区間を設けていたが、これと異なる判別区間を設けてもよく、要するに、各国の長波標準電波に応じて設ければよい。
【００７８】
また、波形判別基準の変更は、選択手段２１４が、波形判別基準格納手段２１３に格納される複数の波形判別基準の中から１つの波形判別基準を選択していたが、例えば、復調基準信号に応じて計算式を用いて波形判別基準を変更してもよく、要するに、変化した信号幅に応じて波形判別基準を変更することができればよい。
【００７９】
また、前記第１実施形態に係る電波修正時計１は、受信回路４が、長波標準電波の所定のコードを繰り返す基準信号を受信し、信号幅測定手段２１２により測定される復調基準信号の信号幅に応じてジャンパスイッチ６の接続を切り替えることにより、波形判別基準を変更していたが、選択手段２１４が、信号幅測定手段２１２により測定される復調基準信号の信号幅に応じて自動的に波形判別基準を変更してもよい。
【００８０】
また、前記第２実施形態に係る電波修正時計１は、予め定められた標準電波受信時刻になるか、使用者が電波修正時計１の強制受信操作をすることにより、受信処理時に波形判別基準自動変更処理を行っていたが、毎受信処理時に行ってもよく、所定回数の受信処理ごとに行ってもよい。
さらに、波形判別基準自動変更処理は、電波修正時計の製造時に行ってもよい。
【００８１】
また、信号幅測定手段２１２は、「Ｌｏｗ」の信号幅を５回測定していたが、少なくとも１回測定すればよく、要するに、測定結果に応じて自動的に波形判別基準を変更することができればよい。なお、測定回数が多いほど、測定誤差の影響を抑制することができ、精度の高い測定結果を得ることができるが、測定にかかる時間が長くなるため、サンプリング回路の性能等に応じて設定すればよい。
【００８２】
また、信号幅測定手段２１２は、タイムコード信号の信号幅を少なくとも１回測定して測定結果を取得し、各測定結果のうち、最も多い測定結果に基づいて波形判別基準を変更していたが、各測定結果を平均した結果に応じて波形判別基準を変更してもよく、要するに、各測定結果に応じて波形判別基準を変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態における電波修正時計のブロック図である。
【図２】波形判別基準の例を示す図である。
【図３】複数の判別区間と、ドイツの長波標準電波における各コードとの関係を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態における電波修正時計の波形判別基準の変更方法を示すフローチャートである。
【図５】ジャンパスイッチの接続を切り替えることにより、波形判別基準を外部設定する方法を示すフローチャートである。
【図６】タイムコード信号の波形を判別し、各波形に応じたコードを出力する方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態における電波修正時計の波形判別基準の変更方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１…電波修正時計、２…マイコン、３…アンテナ、４…受信回路、５…復調回路、２１…受信処理手段、２１１…サンプリング手段、２１２…信号幅測定手段、２１３…波形判別基準格納手段、２１４…選択手段、２１５…波形判別手段、２１６…時刻情報変換手段、Ｓ１…基準信号出力工程、Ｓ２…基準信号受信工程、Ｓ３…基準信号復調工程、Ｓ４…信号幅測定工程、Ｓ５…波形判別基準変更工程、Ｓ２１…標準電波受信工程、Ｓ２２…標準電波復調工程、Ｓ２３…信号幅測定工程、Ｓ２４…波形判別基準変更工程。
【図１】
2008051705.tif 000003
【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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