(57)【要約】【課題】ノイズを低減し、遅延時間を可及的に削減した電波受信装置及び電波時計を提供すること。【解決手段】キャリア抽出回路９は、フィルタ回路８から入力した信号ｐに基づいて搬送波と同じ周波数、同じ位相の信号を信号ｑとして信号再生回路１０に出力する。信号再生回路１０は、信号ｐの位相を９０度遅らせた信号と信号ｑとを乗算し、更に位相を９０度遅らせた信号と、信号ｐと信号ｑとを乗算した信号とを加算し、信号ｒとして出力する。【選択図】　　図２
2004140510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段と、
所定周波数の信号を出力する発振手段と、
前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号から基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段と、
前記中間周波数信号の位相を変化させて出力する第１位相調整手段と、
この第１位相調整手段より出力された信号と、前記基準信号とを乗算する第２乗算手段と、
この第２乗算手段により乗算された信号の位相を変化させて出力する第２位相調整手段と、
この第２位相調整手段より出力された信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する加算手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。
【請求項２】
前記第１位相調整手段及び前記第２位相調整手段は、入力した信号の位相を９０度変化させて出力することを特徴とする請求項１に記載の電波受信装置。
【請求項３】
電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段と、
所定周波数の信号を出力する発振手段と、
前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号からの基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段と、
前記中間周波数信号を微分する第１微分手段と、
この第１微分手段により微分された信号と、前記基準信号とを乗算する第２乗算手段と、
この第２乗算手段により乗算された信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する第１加算手段と、
前記第１乗算手段により乗算された信号から、前記第２乗算手段により乗算された信号を減算する減算手段と、
この減算手段により減算された信号を微分する第２微分手段と、
この第２微分手段により微分された信号を増幅して出力する増幅手段と、
この増幅手段より出力された信号と、前記第１加算手段により加算された信号とを加算する第２加算手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。
【請求項４】
電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段と、
所定周波数の信号を出力する発振手段と、
前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号から基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段と、
前記基準信号の位相を変化させて出力する位相調整手段と、
この位相調整手段より出力された信号と、前記中間周波数信号の信号とを乗算する第２乗算手段と、
この第２乗算手段により乗算された信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する第１加算手段と、
前記第１乗算手段により乗算された信号から、前記第２乗算手段により乗算された信号を減算する減算手段と、
この減算手段により減算された信号を微分する微分手段と、
この微分手段により微分された信号を増幅して出力する増幅手段と、
この増幅手段より出力された信号と、前記第１加算手段により加算された信号とを加算する第２加算手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。
【請求項５】
電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段と、
所定周波数の信号を出力する発振手段と、
前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段と、
この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号から基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段と、
前記基準信号を微分する微分手段と、
この微分手段により微分された信号と、前記中間周波数信号とを乗算する第２乗算手段と、
この第２乗算手段により乗算された信号の位相を変化させて出力する位相調整手段と、
この位相調整手段より出力した信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する加算手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。
【請求項６】
前記位相調整手段は、入力した信号の位相を９０度変化させることを特徴とする請求項４又は５に記載の電波受信装置。
【請求項７】
前記第１乗算手段及び第２乗算手段は、ローパスフィルタを備え、このローパスフィルタを介して乗算した信号を出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電波受信装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の電波受信装置を有する受信制御部と、
この受信制御部が出力した信号に基づいて時刻機能に必要なデータを含む標準タイムコードを生成するタイムコード変換部と、
現在時刻を計数する計時回路部と、
を備え、前記タイムコード変換部によって生成された標準タイムコードに基づいて前記計時回路部で計数される現在時刻データを修正することを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電波受信装置及び電波時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各国（例えば、ドイツ、イギリス、スイス、日本等）において、時刻データ即ちタイムコード入りの長波標準電波が送出されている。我が国（日本）では、２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、図７に示すようなフォーマットのタイムコードで振幅変調した、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの長波標準電波が送出されている。図７によれば、タイムコードは、正確な時刻の分の桁が更新される毎即ち１分毎に、１周期６０秒のフレームで送出されている。
【０００３】
ところで、このタイムコードを受信し、これにより計時回路の時刻データを修正する、いわゆる電波時計が知られている。このような電波時計では、受信した電波を検波及び復調することによって所望の周波数の信号を抽出していた（例えば、特許文献１参照；全請求項に対応）。また、受信した電波に含まれるノイズを低減するために、検波後の信号を積分し、更にコンパレータによってレベル弁別を行う電波受信装置が知られている（例えば、特許文献２参照；全請求項に対応）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１０８７７０号公報（第４−５頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−２３８０８７号公報（第４−８頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、受信した電波を検波する際にノイズを除去する為のフィルタを使用することが一般的であった。フィルタは一定の通過帯域を有している為、本来通過させたい周波数の近傍にあるノイズ成分も通過させてしまう。更に、フィルタの通過帯域を狭めれば狭めるほど遅延時間が発生してしまうため、その後の信号処理等に影響していた。
【０００６】
本発明の目的は、受信した電波のノイズ及び遅延時間を可及的に削減した電波受信装置及び電波時計を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決する為に、請求項１に記載の発明の電波受信装置は、電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段（例えば、図２のアンテナ１）と、所定周波数の信号を出力する発振手段（例えば、図２の局部発振回路５）と、前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段（例えば、図２の周波数変換回路４）と、この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号から基準信号を生成する基準信号生成手段（例えば、図２のキャリア抽出回路９）と、前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段（例えば、図３の乗算器１０１）と、前記中間周波数信号の位相を変化させて出力する第１位相調整手段（例えば、図３の位相シフト器１０３）と、この第１位相調整手段より出力された信号と、前記基準信号とを乗算する第２乗算手段（例えば、図３の乗算器１０４）と、この第２乗算手段により乗算された信号の位相を変化させて出力する第２位相調整手段（例えば、図３の位相シフト器１０６）と、この第２位相調整手段より出力された信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する加算手段（例えば、図３の加算器１０７）と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電波受信装置であって、前記第１位相調整手段及び前記第２位相調整手段は、入力した信号の位相を９０度変化させて出力することを特徴としている。
【０００９】
この請求項１及び２に記載の発明によれば、第１乗算手段が中間周波数信号と基準信号とを乗算する。また、第１位相調整手段によって、中間周波数信号及び基準信号の内の一方の信号の位相を変化させて出力され、この出力された信号と、中間周波数信号及び基準信号の内の他方の信号とが第２乗算手段によって乗算される。第２乗算手段によって乗算された信号は、第２位相調整手段によって位相が変化された後、加算手段によって、第１乗算手段の乗算結果の信号と加算される。この結果、電波受信手段の受信した電波信号に含まれるノイズ成分を可及的に除去し、受信希望周波数成分の信号を取り出すことができる。従って、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明の電波受信装置は、電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段（例えば、図２のアンテナ１）と、所定周波数の信号を出力する発振手段（例えば、図２の局部発振回路５）と、前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段（例えば、図２の周波数変換回路４）と、この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号からの基準信号を生成する基準信号生成手段（例えば、図２のキャリア抽出回路９）と、前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段（例えば、図４の乗算器２０１）と、前記中間周波数信号を微分する第１微分手段（例えば、図４の微分回路２０３）と、この第１微分手段により微分された信号と、前記基準信号とを乗算する第２乗算手段（例えば、図４の乗算器２０４）と、この第２乗算手段により乗算された信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する第１加算手段（例えば、図４の加算器２０６）と、前記第１乗算手段により乗算された信号から、前記第２乗算手段により乗算された信号を減算する減算手段（例えば、図４の減算器２０７）と、この減算手段により減算された信号を微分する第２微分手段（例えば、図４の微分回路２０８）と、この第２微分手段により微分された信号を増幅して出力する増幅手段（例えば、図４の（１／△ω）ＡＭＰ器２０９）と、この増幅手段より出力された信号と、前記第１加算手段により加算された信号とを加算する第２加算手段（例えば、図４の加算器２１０）と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、第１乗算手段が中間周波数信号と基準信号とを乗算する。また第１微分手段によって、中間周波数信号及び基準信号の内の一方の信号が微分して出力され、この出力された信号と、中間周波数信号及び基準信号の内の他方の信号とが第２乗算手段によって乗算される。第２乗算手段によって乗算された信号は、第１加算手段によって第１乗算手段の乗算結果と加算される。また、減算手段によって第１乗算手段の乗算結果から第２乗算手段の乗算結果が減算される。この信号は第２微分手段によって微分され、更に増幅手段によって増幅される。増幅された信号は、第２加算手段によって第１加算手段の加算結果と加算される。この結果、電波受信手段の受信した電波信号に含まれるノイズ成分を可及的に除去し、受信希望周波数成分の信号を取り出すことができる。従って、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明の電波受信装置は、電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段（例えば、図２のアンテナ１）と、所定周波数の信号を出力する発振手段（例えば、図２の局部発振回路５）と、前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段（例えば、図２の周波数変換回路４）と、この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号から基準信号を生成する基準信号生成手段（例えば、図２のキャリア抽出回路９）と、前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段（例えば、図５の乗算器２０１）と、前記基準信号の位相を変化させて出力する位相調整手段（例えば、図５の位相シフト器３０２）と、この位相調整手段より出力された信号と、前記中間周波数信号の信号とを乗算する第２乗算手段（例えば、図５の乗算器３０１）と、この第２乗算手段により乗算された信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する第１加算手段（例えば、図５の加算器２０６）と、前記第１乗算手段により乗算された信号から、前記第２乗算手段により乗算された信号を減算する減算手段（例えば、図５の減算器２０７）と、この減算手段により減算された信号を微分する微分手段（例えば、図５の微分回路２０８）と、この微分手段により微分された信号を増幅して出力する増幅手段（例えば、図５の（１／△ω）ＡＭＰ器２０９）と、この増幅手段より出力された信号と、前記第１加算手段により加算された信号とを加算する第２加算手段（例えば、図５の加算器２１０）と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
この請求項４に記載の発明によれば、第１乗算手段が中間周波数信号と基準信号とを乗算する。また、第１位相調整手段によって、中間周波数信号及び基準信号の内の一方の信号の位相を変化させて出力され、この出力された信号と、中間周波数信号及び基準信号の内の他方の信号とが第２乗算手段によって乗算される。第２乗算手段によって乗算された信号は、第１加算手段によって第１乗算手段の乗算結果と加算される。また、減算手段によって第１乗算手段の乗算結果から第２乗算手段の乗算結果が減算される。この信号は微分手段によって微分され、更に増幅手段によって増幅される。増幅された信号は、第２加算手段によって第１加算手段の加算結果と加算される。この結果、電波受信手段の受信した電波信号に含まれるノイズ成分を可及的に除去し、受信希望周波数成分の信号を取り出すことができる。従って、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明の電波受信装置は、電波信号を受信し、この受信した電波信号を電気信号に変換して出力する電波受信手段（例えば、図２のアンテナ１）と、所定周波数の信号を出力する発振手段（例えば、図２の局部発振回路５）と、前記電波受信手段より出力された電気信号を前記発振手段より出力された信号と合成して、中間周波数信号に変換する周波数変換手段（例えば、図２の周波数変換回路４）と、この周波数変換手段によって変換された中間周波数信号から基準信号を生成する基準信号生成手段（例えば、図２のキャリア抽出回路９）と、前記中間周波数信号と前記基準信号とを乗算する第１乗算手段（例えば、図６の乗算器１０１）と、前記基準信号を微分する微分手段（例えば、図６の微分回路４０２）と、この微分手段により微分された信号と、前記中間周波数信号とを乗算する第２乗算手段（例えば、図６の乗算器４０１）と、この第２乗算手段により乗算された信号の位相を変化させて出力する位相調整手段（例えば、図６の位相シフト器１０６）と、この位相調整手段より出力した信号と、前記第１乗算手段により乗算された信号とを加算する加算手段（例えば、図６の加算器１０７）と、を備えることを特徴としている。
【００１５】
この請求項５に記載の発明によれば、第１乗算手段が中間周波数信号と基準信号とを乗算する。また、微分手段によって、中間周波数信号及び基準信号の内の一方の信号が微分して出力され、この出力された信号と、中間周波数信号及び基準信号の内の他方の信号とが第２乗算手段によって乗算される。第２乗算手段によって乗算された信号は、位相調整手段によって位相が変化された後、加算手段によって、第１乗算手段の乗算結果の信号と加算される。この結果、電波受信手段の受信した電波信号に含まれるノイズ成分を可及的に除去し、受信希望周波数成分の信号を取り出すことができる。従って、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のように、請求項４又は５に記載の電波受信装置において、前記位相調整手段は、入力した信号の位相を９０度変化させることとしてもよい。
【００１７】
更に請求項７に記載の発明のように、請求項１〜６に記載の電波受信装置において、前記第１乗算手段及び第２乗算手段は、ローパスフィルタ（例えば、図３のＬＰＦ１０２及び１０５、図４のＬＰＦ２０２及び２０５、図５のＬＰＦ３０３、図６のＬＰＦ４０３）を備え、このローパスフィルタを介して乗算した信号を出力することとしてもよい。
【００１８】
そして請求項８に記載の発明の電波時計は、請求項１〜７の何れか一項に記載の電波受信装置を含む受信制御部（例えば、図１の受信制御部９０７）と、この受信制御部が出力した信号に基づいて時刻機能に必要なデータを含む標準タイムコードを生成するタイムコード変換部（例えば、図１のタイムコード変換部９１０）と、現在時刻を計数する計時回路部（例えば、図１の計時回路部９０８）と、を備え、前記タイムコード変換部によって生成された標準タイムコードに基づいて前記計時回路部で計数される現在時刻データを修正することを特徴としている。
【００１９】
この請求項８に記載の発明によれば、電波時計が受信した長波標準電波のノイズを受信制御部における電波受信装置によって除去することができるため、ノイズによる電波時計の誤動作を防ぐことができる。従って、電波時計の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。また、各実施の形態において、本発明の電波受信装置を電波時計に適用した場合を例として説明するが、その他、電波を受信するための装置であれば、これに限らない。
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
図１は、電波時計９００の回路構成図であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ：中央処理装置）９０１、入力部９０２、表示部９０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ：随時書き込み読み出しメモリー）９０５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ：読み出し専用メモリー）９０６、受信制御部９０７、計時回路部９０８、発振回路部９０９及びタイムコード変換部９１０によって構成されており、発振回路部９０９を除く各部はバス９１３によって接続されている。また計時回路部９０８には発振回路部９０９が接続される。
【００２２】
ＣＰＵ９０１は、所定のタイミング或いは入力部９０２から入力された操作信号等に応じて、ＲＯＭ９０６内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ９０５内に展開し、当該プログラムに基づいて各機能部への指示やデータの転送等を行う。特に、ＣＰＵ９０１は、例えば所定時間毎に受信制御部９０７を制御して標準電波の受信処理を実行し、タイムコード変換部９１０から入力された標準タイムコードに基づいて計時回路部９０８で計数される現在時刻データを修正するとともに、当該修正した現在時刻データに基づく表示信号を表示部９０３に出力して表示時刻を更新させる等の各種制御を行う。
【００２３】
入力部９０２は、電波時計９００に各種機能を実行させる為のスイッチ等で構成される。そして、これらのスイッチが操作された時には、対応するスイッチの操作信号がＣＰＵ９０１に出力される。
【００２４】
表示部９０３は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、ＣＰＵ９０１からのデータ、例えば計時回路部９０８による現在時刻データ等をデジタル表示する。
【００２５】
ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の制御の下、ＣＰＵ９０１で処理されたデータを記憶するとともに、記憶しているデータをＣＰＵ９０１に出力するために用いられる。ＲＯＭ９０６は、主に、電波時計９００に係るシステムプログラムやアプリケーションプログラム等を記憶する。
【００２６】
受信制御部９０７は電波受信装置９１７を備える。電波受信装置９１７は、アンテナで受信した標準電波の不要な周波数成分をカットして該当する周波数信号を取り出し、周波数信号を対応する電気信号に変換して出力する。
【００２７】
計時回路部９０８は、発振回路部９０９から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を得る。そして当該現在時刻データをＣＰＵ９０１に出力する。発振回路部９０９は、常時一定周波数の信号を出力する回路である。
【００２８】
タイムコード変換部９１０は、電波受信装置９１７から出力された信号に基づいて、標準時刻コード、積算コード及び曜日コード等の時計機能に必要なデータを含む標準タイムコードを生成して、ＣＰＵ９０１に出力する。
【００２９】
図２は、本実施の形態におけるスーパーヘテロダイン方式を用いた電波受信装置９１７の回路ブロック図である。電波受信装置９１７はアンテナ１、ＲＦ増幅回路２、フィルタ回路３、６、８、周波数変換回路４、局部発振回路５、ＩＦ増幅回路７、キャリア抽出回路９、信号再生回路１０及びＡＧＣ（Ａｕｔｏ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１１を備える。
【００３０】
アンテナ１は、長波標準電波を受信することができ、例えばバーアンテナ等によって構成される。受信した電波は、電気信号に変換されて出力される。ＲＦ増幅回路２は、アンテナ１から入力した信号を増幅して出力する。
【００３１】
フィルタ回路３は、ＲＦ増幅回路２から入力した信号に対して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し、出力する。周波数変換回路４は、フィルタ回路３から入力した信号を、局部発振回路５から入力した信号と合成して中間周波数の信号に変換して出力する。局部発振回路５は、局部発振周波数の信号を生成し、周波数変換回路４に出力する。
【００３２】
フィルタ回路６は、周波数変換回路４から入力した信号に対して中間周波数を中心として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。ＩＦ増幅回路７は、フィルタ回路６から入力した信号を増幅して出力する。フィルタ回路８は、ＩＦ増幅回路７から入力した信号に対して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し、信号ｐとして出力する。
【００３３】
キャリア抽出回路９は、例えばＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）回路等によって構成され、キャリア（搬送波）と同じ周波数で同じ位相の信号を信号ｑとして出力する。信号再生回路１０は、フィルタ回路８及びキャリア抽出回路９から信号ｐ及びｑを入力し、ベースバンド信号として信号ｒを出力する。ＡＧＣ回路１１はフィルタ回路８から入力した信号ｐの強弱に従って、ＲＦ増幅回路２及びＩＦ増幅回路７の増幅度を調整する制御信号を出力する回路である。
【００３４】
図３は信号生成回路１０の構成を示した回路ブロック図である。信号生成回路１０は、乗算回路１０Ｃ、１０Ｄ、位相シフト器１０３、１０６及び加算器１０７を備える。
【００３５】
乗算回路１０Ｃは、乗算器１０１及びＬＰＦ（Ｌｏｗ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ）１０２を有する。乗算器１０１は、フィルタ回路８から入力した信号ｐとキャリア抽出回路９から入力した信号ｑとを乗算し、信号ｄ１として出力する。ＬＰＦ１０２は、乗算器１０１から入力した信号ｄ１に対して所定の範囲（低域）の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、信号ｅ１として出力する。
【００３６】
位相シフト器１０３は、フィルタ回路８から入力した信号ｐの位相を９０度遅らせて、信号ａ１として出力する。乗算回路１０Ｄは、乗算器１０４及びＬＰＦ１０５を有する。乗算器１０４は、位相シフト器１０３から入力した信号ａ１とキャリア抽出信号９から入力した信号ｑとを乗算し、信号ｂ１として出力する。ＬＰＦ１０５は、乗算器１０４から入力した信号ｂ１に対して所定の範囲（低域）の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、信号ｃ１として出力する。
【００３７】
位相シフト器１０６は、ＬＰＦ１０５から入力した信号ｃ１の位相を９０度遅らせて、信号ｆ１として出力する。加算器１０７は、ＬＰＦ１０２から出力された信号ｅ１と位相シフト器１０６から出力された信号ｆ１とを加算し、信号ｒとして出力する。
【００３８】
次に各信号の説明を行う。フィルタ回路８から出力された信号ｐには、受信希望信号（本来、受信したい周波数を持つ信号）とノイズが含まれる。受信希望信号の周波数をωとして、その信号波をＡｓｉｎωｔとする。ここで、振幅Ａは時間関数であるが、長波標準電波では極めて長い周期（１／数秒）において変化するものである。更に、１０％又は１００％の何れかの変調度であるため、ほぼ定数と見なすことができる。従って、式（１）に示すように、信号ｐは受信希望信号の振幅成分Ａとノイズ振幅成分Ｂの合成によって表すことができる。
【数１】
2004140510.tif 000003
位相シフト器１０３は信号ｐを入力し、位相を９０度遅らせて信号ａ１として出力する。従って、
【数２】
2004140510.tif 000004
となる。ここでキャリア抽出信号９から出力される信号ｑはｓｉｎωｔであるため、乗算器１０４が出力する信号ｂ１は、
【数３】
2004140510.tif 000005
となる。
【００３９】
ＬＰＦ１０５において、カットオフ周波数ｆ０をｆ０≪ωとすれば、高周波成分が遮断されるため、式（４）に示す成分のみが信号ｃ１として出力される。
【数４】
2004140510.tif 000006
【００４０】
そして位相シフト器１０６は信号ｃ１を入力し、位相を９０度遅らせて信号ｆ１として出力する。従って、
【数５】
2004140510.tif 000007
【００４１】
また乗算器１０１は、信号ｐと信号ｑを掛け合わせる。従って、信号ｄ１は、
【数６】
2004140510.tif 000008
となる。ＬＰＦ１０２において、カットオフ周波数ｆ０をｆ０≪ωとすれば、高周波成分が遮断されるため、式（７）に示す成分のみが信号ｅ１として出力される。
【数７】
2004140510.tif 000009
【００４２】
そして、加算器１０７は信号ｅ１と信号ｆ１を入力して加算し、信号ｒとして出力する。従って、信号ｒは式（５）＋式（７）によって求められ、
【数８】
2004140510.tif 000010
となり、受信希望信号のみの振幅を持つ信号が出力される。ここで、図７に示すように、長波標準電波は２値の振幅とパルス幅によって電波に含まれる情報が判別されるため、信号ｒは受信希望信号の振幅の１／２となっていても別段問題はない。
【００４３】
以上のように、受信した電波からノイズを除去し、受信希望信号の成分のみを出力することができる。また、ＬＰＦ１０２及び１０５は高周波成分を遮断する為の低域通過フィルタであって、通過させる帯域が特段狭小である必要はない。従って、受信した電波からノイズを分離するために、極端に帯域の狭いフィルタ回路を用いる必要がないため、フィルタ回路による遅延時間の発生を防ぐことができる。また、フィルタ回路の通過帯域に含まれるような受信希望信号の周波数の近傍にあるノイズも除去することができるため、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００４４】
〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、位相シフト器を用いた信号再生回路を備える電波受信装置について説明したが、本実施の形態では、微分回路を用いた信号再生回路を備える電波受信装置について説明する。尚、第２の実施の形態における電波時計の構成は図１の電波時計９００と同一である。また電波受信装置の構成は、図２の電波受信装置９１７を構成する信号再生回路１０を、図４の信号再生回路２０に置き換えた構成と同様である。従って、以下、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図４は信号生成回路２０の構成を示した回路ブロック図である。信号生成回路２０は、乗算回路２０Ｃ、２０Ｄ、微分回路２０３、２０８、加算器２０６、２１０、減算器２０７及び（１／△ω）ＡＭＰ器２０９を備える。
【００４６】
乗算回路２０Ｃは、乗算器２０１及びＬＰＦ２０２を有する。乗算器２０１は、フィルタ回路８から入力した信号ｐとキャリア抽出回路９から入力した信号ｑとを乗算し、信号ｄ２として出力する。ＬＰＦ２０２は、乗算器２０１から入力した信号ｄ２に対して所定の範囲（低域）の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、信号ｅ２として出力する。
【００４７】
微分回路２０３は、フィルタ回路８から入力した信号ｐに対して微分処理を行い、信号ａ２として出力する。乗算回路２０Ｄは、乗算器２０４及びＬＰＦ２０５を有する。乗算器２０４は、微分回路２０３から入力した信号ａ２とキャリア抽出信号９から入力した信号ｑとを乗算し、信号ｂ２して出力する。ＬＰＦ２０５は、乗算器２０４から入力した信号ｂ２に対して所定の範囲（低域）の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、信号ｃ２として出力する。加算器２０６は、ＬＰＦ２０２から出力された信号ｅ２とＬＰＦ２０５から出力された信号ｃ２とを加算し、信号ｆ２として出力する。
【００４８】
また、減算器２０７は、ＬＰＦ２０２から出力された信号ｅ２からＬＰＦ２０５から出力された信号ｃ２を減算し、信号ｇ２として出力する。微分回路２０８は、減算器２０７から入力した信号ｇ２に対して微分処理を行い、信号ｈ２として出力する。（１／△ω）ＡＭＰ器２０９は、微分回路２０８から入力した信号ｈ２を（１／△ω）倍し、信号ｊ２として出力する。加算器２１０は、加算器２０６から入力した信号ｆ２と、（１／△ω）ＡＭＰ器２０９から入力した信号ｊ２とを加算し、ベースバンド信号として信号ｒ２を出力する。
【００４９】
次に各信号の説明を行う。フィルタ回路８から出力された信号ｐには、受信希望信号とノイズ成分が含まれる。受信希望信号の周波数をωとして、その信号波をＡｓｉｎωｔとする。そして信号ｐは、受信希望信号の振幅成分Ａとノイズ振幅成分Ｂの合成によって式（９）のように表すことができる。
【数９】
2004140510.tif 000011
【００５０】
微分回路２０３は信号ｐに対して微分処理を行い、信号ａ２として出力する。従って、
【数１０】
2004140510.tif 000012
となる。ここで、△ω≪ωであるため、簡単化すると、
【数１１】
2004140510.tif 000013
となる。また、キャリア抽出信号９から出力される信号ｑはｓｉｎωｔであるため、乗算器２０４から出力される信号ｂ２は、
【数１２】
2004140510.tif 000014
となる。
【００５１】
ＬＰＦ２０５において、カットオフ周波数ｆ０をｆ０≪ωとすれば、高周波成分が遮断されるため、式（１３）に示す成分のみが信号ｃ２として出力される。
【数１３】
2004140510.tif 000015
【００５２】
また乗算器２０１は、信号ｐと信号ｑを掛け合わせる。従って、信号ｄ２は、
【数１４】
2004140510.tif 000016
となる。ＬＰＦ２０２において、カットオフ周波数ｆ０をｆ０≪ωとすれば、高周波成分が遮断されるため、式（１５）に示す成分のみが信号ｅ２として出力される。
【数１５】
2004140510.tif 000017
【００５３】
加算器２０６は信号ｃ２及びｅ２を加算し、信号ｆ２として出力する。また減算器２０７は信号ｅ２から信号ｃ２を減算し、信号ｇ２として出力する。ここでωは定数であるため、信号ｆ２及びｇ２を次の様に簡単化できる。
【数１６】
2004140510.tif 000018
また、微分回路２０８は信号ｇ２に対して微分処理を行い、信号ｈ２として出力する。従って式（１７）を微分すると、
【数１７】
2004140510.tif 000019
となる。
【００５４】
そして信号ｈ２は（１／△ω）ＡＭＰ器２０９によって（１／△ω）倍され、加算器２１０は信号ｆ２と信号ｊ２を加算する。従って、
【数１８】
2004140510.tif 000020
となり、受信希望信号のみの振幅を持つ信号が出力される。ここで、図７に示すように、長波標準電波は２値の振幅とパルス幅によって電波に含まれる情報が判別されるため、信号ｒ２が受信希望信号の振幅の１／２となっていても別段問題はない。
【００５５】
以上のように、受信した電波からノイズを除去し、受信希望信号の成分のみを出力することができる。また、ＬＰＦ２０２及び２０５は高周波成分を遮断する為の低域通過フィルタであって、通過させる帯域が特段狭小である必要はない。従って、受信した電波からノイズを分離するために、極端に帯域の狭いフィルタ回路を用いる必要がないため、フィルタ回路による遅延時間の発生を防ぐことができる。また、フィルタ回路の帯域に含まれるような受信希望信号の周波数の近傍にあるノイズも除去することができるため、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００５６】
〔第３の実施の形態〕
第１の実施の形態では位相シフト器を、第２の実施の形態では微分回路を用いた信号再生回路を備える電波受信装置について説明したが、本実施の形態では、位相シフト器及び微分回路を用いた信号再生回路を備える電波受信装置について説明する。尚、第３の実施の形態における電波時計の構成は、図１の電波時計９００と同一である。また電波受信装置の構成は、図２の電波受信装置９１７を構成する信号再生回路１０を、図５の信号再生回路３０に置き換えた構成と同様である。従って、以下、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図５は、信号生成回路３０の構成を示した回路ブロック図である。信号生成回路３０は、乗算回路２０Ｃ、３０Ｄ、位相シフト器３０２、加算器２０６、２１０、減算器２０７、微分回路２０８及び（１／△ω）ＡＭＰ器２０９を備える。ここで、乗算回路２０Ｃ、加算器２０６、２１０、減算器２０７、微分回路２０８及び（１／△ω）ＡＭＰ器２０を含むブロック２０Ｂの構成は、図４に示した信号生成回路２０のブロック２０Ｂの構成と同一である。
【００５８】
更に、乗算回路３０Ｄ及び位相シフト器３０２を含むブロック３０Ａは、図３に示した信号生成回路１０のブロック１０Ａの変形例である。尚、乗算回路３０Ｄは乗算器３０１とＬＰＦ３０３を有する。具体的には、ブロック１０Ａでは信号ｐの位相を９０度遅らせた信号ａ１と、キャリア抽出回路９から出力された信号ｑとを乗算器１０４により乗算する構成となっているが、ブロック３０Ａでは信号ｐと、信号ｑの位相を９０度遅らせた信号とを乗算器３０１により乗算する構成となっている。ここで、乗算器１０４、乗算器３０１から出力される信号は同一である。このように、信号ｐ及び信号ｑの何れか一方の位相を９０度遅らせた信号と信号ｐ及び信号ｑの他方の信号とを乗算しても良い。
【００５９】
ここで、各信号を表す式は、第１及び第２の実施の形態で説明した方法と同様の方法で算出できるため説明を省略するが、ノイズ成分を含まず、振幅が受信希望信号の振幅の１／２である信号が加算器２１０から信号ｒ３として出力される。
【００６０】
以上のように、受信した電波からノイズを除去し、受信希望信号の成分のみを出力することができる。従って、受信した電波からノイズを分離するために、極端に帯域の狭いフィルタ回路を用いる必要がないため、フィルタ回路による遅延時間の発生を防ぐことができる。また、フィルタ回路の帯域に含まれるような受信希望信号の周波数の近傍にあるノイズも除去することができるため、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００６１】
〔第４の実施の形態〕
第１の実施の形態では位相シフト器を、第２の実施の形態では微分回路を用いた信号再生回路を備える電波受信装置について説明したが、本実施の形態では、位相シフト器及び微分回路を用いた信号再生回路を備える電波受信装置について説明する。尚、第４の実施の形態における電波時計の構成は、図１の電波時計９００と同一である。また電波受信装置の構成は、図２の電波受信装置９１７を構成する信号再生回路１０を、図６の信号再生回路４０に置き換えた構成と同様である。従って、以下、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
図６は、信号生成回路４０の構成を示した回路ブロック図である。信号生成回路４０は、乗算回路１０Ｃ、４０Ｄ、位相シフト器１０６、加算器１０７、微分回路４０２を備える。ここで、乗算回路１０Ｃ、位相シフト器１０６及び加算器１０７を含むブロック１０Ｂの構成は、図３に示した信号生成回路１０のブロック１０Ｂの構成と同一である。
【００６３】
更に、乗算回路４０Ｄ及び微分回路４０２を含むブロック４０Ａは、図４に示した信号生成回路２０のブロック２０Ａの変形例である。尚、乗算回路４０Ｄは、乗算器４０１及びＬＰＦ４０３を有する。具体的には、ブロック２０Ａでは信号ｐを微分した信号ａ２と、キャリア抽出回路９から出力された信号ｑとを乗算器２０４により乗算する構成となっているが、ブロック４０Ａでは信号ｐと、信号ｑを微分した信号とを乗算器４０１により乗算する構成となっている。ここで、乗算器２０４、乗算器４０１から出力される信号は同一である。このように、信号ｐ及び信号ｑの何れか一方の信号を微分した信号と信号ｐ及び信号ｑの他方の信号とを乗算しても良い。
【００６４】
ここで、各信号を表す式は、第１及び第２の実施の形態で説明した方法と同様の方法で算出できるため説明を省略するが、ノイズ成分を含まず、振幅が受信希望信号の振幅の１／２である信号が加算器１０７から信号ｒ４として出力される。
【００６５】
以上のように、受信した電波からノイズを除去し、受信希望信号の成分のみを出力することができる。従って、受信した電波からノイズを分離するために、極端に帯域の狭いフィルタ回路を用いる必要がないため、フィルタ回路による遅延時間の発生を防ぐことができる。また、フィルタ回路の帯域に含まれるような受信希望信号の周波数の近傍にあるノイズも除去することができるため、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００６６】
以上、本発明を適用した４つの実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態についてのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１〜７に記載の発明によれば、電波受信手段の受信した電波信号に含まれるノイズ成分を可及的に除去し、受信希望周波数成分の信号を取り出すことができる。従って、電波受信装置の受信性能を向上させることができる。
【００６８】
また、請求項８に記載の発明によれば、電波時計が受信した長波標準電波のノイズを受信制御部における電波受信装置によって除去することができるため、ノイズによる電波時計の誤動作を防ぐことができる。従って、電波時計の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電波時計の内部構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態における電波受信装置の回路ブロック図。
【図３】第１の実施の形態における信号再生回路の回路ブロック図。
【図４】第２の実施の形態における信号再生回路の回路ブロック図。
【図５】第３の実施の形態における信号再生回路の回路ブロック図。
【図６】第４の実施の形態における信号再生回路の回路ブロック図。
【図７】長波標準電波のタイムコードを示した図。
【符号の説明】
１　　アンテナ
２　　ＲＦ増幅回路
３　　フィルタ回路
４　　周波数変換回路
５　　局部発振回路
６　　フィルタ回路
７　　ＩＦ増幅回路
８　　フィルタ回路
９　　キャリア抽出回路
１０　　信号再生回路
１０１、１０４、２０１、２０４、３０１、４０１　　乗算器
１０２、１０５、２０２、２０５、３０３、４０３　　ＬＰＦ
１０３、１０６、３０２　　位相シフト器
１０７、２０６、２１０　　加算器
２０３、２０８、４０２　　微分回路
２０７　　減算器
２０９　　（１／△ω）ＡＭＰ器
１１　　ＡＧＣ回路
【図１】
2004140510.tif 000021
【図２】
2004140510.tif 000022
【図３】
2004140510.tif 000023
【図４】
2004140510.tif 000024
【図５】
2004140510.tif 000025
【図６】
2004140510.tif 000026
【図７】
2004140510.tif 000027