(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の期間（Ｔ）をもつ複数のタイムフレーム（Ｙ１〜Ｙ３）から成り振幅変調され受信されたタイムコード信号（Ｘ）から時間情報を取得する方法において、
ａ）受信したタイムコード信号（Ｘ）をサンプリングするステップと、
ｂ）サンプリングされたタイムコード信号（Ｘ″）のサンプリング値を記憶するステップと、
ｃ）記憶された該サンプリング値に基づきタイムコード信号（Ｘ）の振幅の変化（Ｘ４，Ｘ５）を検出するステップと、
ｄ）検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）の期間（Ｔ４，Ｔ５）を測定するステップと、
ｅ）測定した期間（Ｔ４，Ｔ５）を評価して、測定された期間（Ｔ４，Ｔ５）が所定の期間（Δｔ）よりも短ければ、検出された前記変化（Ｘ４，Ｘ５）を考慮しないままにするステップ
が設けられており、
高論理レベルから低論理レベルへの移行に起因する変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたときも、低論理レベルから高論理レベルへの移行に起因する変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたときも利用され、
前記まえもって定められた期間（Δｔ）および／または前記まえもって定められた個数のサンプリング値について、高論理レベルから低論理レベルへの移行に基づく変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたとき、低論理レベルから高論理レベルへの移行に基づく変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたときとは異なる値を設けることを特徴とする、
タイムコード信号（Ｘ）から時間情報を取得する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記ステップｃ）中で、
ｃ１）記憶したサンプリング値を記憶した時間順序で読み出すステップと、
ｃ２）時間的にそれぞれ隣り合うサンプリング値を比較するステップと、
ｃ３）相互に比較された隣り合う２つのサンプリング値の値を互いに区別するステップを実行することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法において、
測定された期間（Ｔ４，Ｔ５）を基準クロック（ＣＬＫ）のクロックの計数により測定することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の方法において、
検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）に割り当てられているサンプリング値の個数から測定された期間（Ｔ４，Ｔ５）を導出することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の方法において、
時報局（３）から送られてくるタイムコード信号（Ｘ）の少なくとも１つのテレグラムを格納し、まえもって定められたサンプリング値の個数つまりまえもって定められた期間（Δｔ）を、そのつど受信したタイムコード信号（Ｘ）のテレグラムに依存させることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、
検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）を考慮しないままにしておくまえもって定められた個数のサンプリング値つまりまえもって定められた期間（Δｔ）を、タイムコード信号（Ｘ）において前記テレグラムによってまえもって定められた変化（Ｘ１）の期間（Ｔ１）に依存させることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の方法において、
検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）の測定期間（Ｔ４，Ｔ５）を、タイムコード信号（Ｘ）において個々のテレグラムによりまえもって定められた振幅変化（Ｘ１）の最小出現期間（Ｔ１）の最大で５０％たとえば最大で２５％とし、該検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）を除外し、または後続の復調において考慮しないことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の方法において、
前記まえもって定められた期間（Δｔ）を５０ｍｓｅｃよりも小さくし、たとえば２５ｍｓｅｃよりも小さくすることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項記載の方法において、
検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）を考慮する場合には、該検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）に対応する記憶されているサンプリング値を復調にあたり利用することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項記載の方法において、
検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）を考慮しない場合には、該検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）の直前のサンプリング値を復調のために利用することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項記載の方法において、
タイムコード信号（Ｘ）中にビットごとに時間情報を存在させ、それぞれ１つのタイムフレーム（Ｙ１〜Ｙ３）に少なくとも１つのデータビットを割り当て、
個々のデータビットの値を、送られてきたタイムコード信号（Ｘ）の振幅変化（Ｘ１〜Ｘ３）の期間（Ｔ１〜Ｔ３）によって決定し、
タイムコード信号（Ｘ）の振幅変化（Ｘ１）の第１の期間（Ｔ１）をデータビットの第１の論理値に対応させ、振幅変化（Ｘ２）の第２の期間（Ｔ２）をデータビットの第２の論理値に対応させることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、
前記第１の論理値は論理値ゼロであり、前記第２の論理値は論理値１であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の方法において、
タイムコード信号（Ｘ）の振幅変化（Ｘ１〜Ｘ３）はタイムコード信号（Ｘ）の振幅のレベルダウン（Ｘ１〜Ｘ３）を表すことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項記載の方法において、
記憶されるタイムコードテレグラム各々について該タイムコードテレグラムに固有に設けられている値のセットを格納し、該値のセットは、前記まえもって定められた期間（Δｔ）および／または前記まえもって定められた個数のサンプリング値を含み、該期間（Δｔ）および／または該値に基づき、検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）を考慮しないままにしておくことを特徴とする方法。
【請求項１５】
時報局（３）から送られてくるタイムコード信号（Ｘ）から時間情報を受信して取得するための、電波時計（１）または該電波時計用の受信機回路（５）において、
受信されたタイムコード信号（Ｘ）をサンプリングする装置（７）と、
サンプリングされたタイムコード信号（Ｘ）における変化（Ｘ４，Ｘ５）を検出する第１の評価装置（２０）と、
基準クロック（ＣＬＫ）のクロック計数により、検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）の期間（Ｔ４，Ｔ５）に対する尺度として計数状態信号（１８）を求めるカウンタ（２２）と、
該計数状態信号（１８）を評価する第２の評価装置（２０）が設けられており、該第２の評価装置（２０）は検出された変化（Ｘ４，Ｘ５）を、測定された期間（Ｔ４，Ｔ５）がまえもって定められた期間（Δｔ）よりも短いかぎり、前記タイムコード信号（Ｘ）の後続の復調のためには考慮せず、
該第２の評価装置（２０）は、高論理レベルから低論理レベルへの移行に起因する変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたときも、低論理レベルから高論理レベルへの移行に起因する変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたときも評価を行い、前記まえもって定められた期間（Δｔ）および／または前記まえもって定められた個数のサンプリング値について、高論理レベルから低論理レベルへの移行に基づく変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたとき、低論理レベルから高論理レベルへの移行に基づく変化（Ｘ４，Ｘ５）が検出されたときとは異なる値が設けられていることを特徴とする、
電波時計または該電波時計用の受信機回路。
【請求項１６】
請求項１５記載の電波時計または受信機回路において、
基準クロック発生器（１０）が設けられており、該基準クロック発生器（１０）は、まえもって定められたクロック周波数をもつ基準クロック（ＣＬＫ）を供給することを特徴とする電波時計または受信機回路。
【請求項１７】
請求項１５または１６記載の電波時計または受信機回路において、
第１の記憶装置が設けられており、該第１の記憶装置には、種々の時報局における少なくとも１つのタイムコードテレグラムがたとえばテーブルの形式で格納されていることを特徴とする電波時計または受信機回路。
【請求項１８】
請求項１５から１７のいずれか１項記載の電波時計または受信機回路において、
第２の記憶装置（２１）が設けられており、該第２の記憶装置には、タイムコード信号（Ｘ）の復調に必要とされる所定数のサンプリング値が格納されていることを特徴とする電波時計または受信機回路。
【請求項１９】
請求項１８記載の電波時計または受信機回路において、
前記第２の記憶装置（２１）のサイズは、少なくとも前記まえもって定められている期間（Δｔ）のために必要とされる個数のサンプリング値またはまえもって定められた個数のサンプリング値に対応する個数のサンプリング値が格納できるよう選定されていることを特徴とする電波時計または受信機回路。
【請求項２０】
請求項１５から１９のいずれか１項記載の電波時計または受信機回路において、
前記第１および／または第２の評価装置（２０）および／または前記カウンタ（２２）は、論理回路（４）の構成部分たとえばワイヤードロジック回路（４）の構成部分であることを特徴とする電波時計または受信機回路。
【請求項２１】
請求項１５から２０のいずれか１項記載の電波時計または受信機回路において、
前記第１および／または第２の評価装置（２０）ならびに前記第１および／または第２の記憶装置（２１）は、受信したタイムコード信号（Ｘ）を復調する復調器回路（４）の一部分であることを特徴とする電波時計または受信機回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定の期間をもつ複数のタイムフレームから成り振幅変調され受信されたタイムコード信号から時間情報を取得する方法ならびに該方法を実施するための電波時計または電波時計用の受信機回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
時刻情報の無線制御伝送はいわゆる時報信号ないしはタイムコード信号によって行われ、この信号は対応する送信局（以下では略して時報局と称する）から送信される。タイムコード信号とは、送信機により準備処理された時間標準を伝送する役割を担う短期間の送信機信号のことである。この信号はたいてい複数のタイムマスクをもつ変調振動であり、このような振動は復調されると、送信された時間標準を所定の不精確性を伴って再現する単なる１つのパルスを表すことになる。
【０００３】
ドイツの長波送信局ＤＣＦ−７７は連続稼働の原子時計により制御されて、振幅変調された長波時間信号を公式の原子時間スケールＭＥＺに従い周波数７７．５ＫＨｚ、出力５０ＫＷで送信する。たとえば英国、日本、中国、アメリカ合衆国などのような他の国々においてもこれと同様の送信局が存在しており、それらの送信局は４０〜１２０ＫＨｚの範囲の長波で時間情報を送信している。ここで挙げたすべての国は時間情報の伝送のために、ちょうど１分の長さであるタイムフレームを利用している。
【０００４】
図１には、参照符号Ａの付されているコーディング情報のコーディングパターン（テレグラム）がドイツの時報局ＤＣＦ−７７の事例で示されている。このコーディングパターンは現在５９ｂｉｔから成り、それぞれ１ｂｉｔがタイムフレームの１秒に相当する。したがって１分が経過する間にいわゆるタイムコードテレグラムを伝送することができ、これにはバイナリでコーディングされたかたちで殊に時刻と日付に関する情報が含まれている。最初の１５ｂｉｔを成すＢには、たとえば動作情報などをもつ一般コードが含まれている。次の５ｂｉｔを成すＣには一般情報が含まれている。たとえばＲはアンテナビットを表し、Ａ１は中部ヨーロッパ時間（ＭＥＺ）から中部ヨーロッパ夏時間（ＭＥＳＺ）への移行および逆戻りに対する予告ビットを表し、Ｚ１，Ｚ２は経帯時ビット、Ａ２は閏秒に対する予告ビット、Ｓはコーディングされた時間情報のスタートビットを表す。２１番目のビットから５９番目のビットまでは時刻と日付の情報がＢＣＤコードで伝送され、このデータはそれぞれそのあとに続く１分にわたり有効である。ここで領域Ｄにおけるビットは分に関する情報をもち、領域Ｅにおけるビットは秒に関する情報、領域Ｆにおけるビットは暦日に関する情報、領域Ｇにおけるビットは曜日に関する情報、領域Ｈにおけるビットは月に関する情報、領域Ｉにおけるビットは暦年に関する情報をもっている。これらの情報はビットごとにコーディングされた形式で存在する。それぞれ領域Ｄ，Ｅ，Ｉの終わりにはいわゆるチェックビットＰ１，Ｐ２，Ｐ３が設けられている。テレグラムの６０番目のビットは占有されておらず、次のフレームの開始を表す目的で用いられる。Ｍは分マーカを表し、したがってタイムコードテレグラムの開始を表す。
【０００５】
図１に示されているタイムコード信号伝送用のコードパターンの構造ならびにビット割り当ては一般的に知られており、たとえばPeter Hetzelの論文 "Zeitinformation und Normalfrequenz", Telekom Praxis, Band1, 1993に記載されている。
【０００６】
タイムコード情報の伝送は個々の秒マーカにより振幅変調されて行われる。この変調は、秒の開始ごとに搬送波信号ＸをレベルダウンＸ１，Ｘ２（またはレベルアップ）させることによって構成されており、その際、ＤＣＦ−７７送信局から送られてくるタイムコード信号の事例であれば、毎分５９番目の秒を例外として秒の開始ごとに搬送波振幅が０．１秒の期間Ｘ１にわたりまたは０．２秒の期間Ｘ２にわたり振幅全体のほぼ２５％までレベルダウンされる。それぞれ異なる期間にわたるこれらのレベルダウンＸ１，Ｘ２によってそれぞれ秒マーカが定義され、ないしはデコーディングされたかたちでデータビットが定義される。秒マーカのこのようなそれぞれ異なる期間は時刻と日付のバイナリコーディングに用いられ、ここで０．１秒の期間Ｘ１をもつ秒マーカは２進値「０」に対応し、０．２秒の期間Ｘ２をもつ秒マーカは２進値「１」に対応する。６０番目の秒マーカをなくすことにより後続の分マーカが予告される。個々の秒と組み合わせることにより、時報局から送られてくる時間情報の評価が可能になる。図２には１つの例として、振幅変調されたタイムコード信号の１つの区間が示されている。ただし、精確な時間および正しい日付をこのように評価できるのは、１分における５９番目の秒ビットを一義的に識別できるときであり、つまりはこの秒マーカの各々に対してそれぞれ一義的に「０」または「１」を対応づけることができるときである。
【０００７】
しかしながらタイムコード信号の受信にあたり、受信したタイムコード信号にしばしば妨害信号が重畳されるという問題点が発生する。それらの妨害信号はたとえば、電気機器および電子機器の電磁放射が時報局からタイムコード受信機への伝送区間において発生すること、ならびにタイムコード受信機自体の内部における電気的なコンポーネントによって引き起こされる。このような妨害パルスが秒パルスの領域に存在すると、それによって不所望なかたちで信号レベルの短期間のレベルアップが引き起こされる可能性がある。タイムコード信号の復調にあたり、妨害信号の重畳されたタイムコード信号がサンプリングされて、離散値をとるディジタル信号に変換されるが、このディジタル信号は、タイムコード信号の振幅がレベルダウンしているときには低論理レベルをとり、タイムコード信号の振幅がレベルダウンしていなければ高論理レベルをとる。この種の妨害パルスの期間およびそれと同時に現れる振幅の変化がサンプリング周波数の１つのクロックの期間の領域で生じると、復調されたタイムコード信号においてその結果として短い変化が引き起こされることになる。タイムコード信号のテレグラムによりまえもって定められている秒パルスよりも一般に著しく短いこのような変化によって、タイムコード信号のデコーディングに際して問題が生じる。時間情報の取得ならびに評価にあたって、プロトコルによりまえもって定められているタイムコード信号のレベルダウンと妨害に起因するレベルダウンとを区別できるようにするためには、計算にかなりの手間をかけなければならない。
【０００８】
さらに問題となるのは、周知の電波時計受信機はシステムに起因して、著しく長い秒パルスを、その秒パルスつまりタイムコード信号中の個々のレベルダウンがまだ終了していないにもかかわらず、不所望なかたちで過度に早めにタイムコード信号の公称値へ切り替えてしまう傾向にあることである。
【０００９】
上述の現象の双方によって、秒パルスつまりタイムコード信号中の対応するレベルダウンの期間の評価に誤りが生じてしまう。ただし誤りのない秒パルスは、タイムコード信号中に含まれている情報のデコーディングにあたり必須であるのに対し、誤りのある秒パルスによってタイムコード信号の誤ったデコーディングが引き起こされ、このことは分プロトコルの少なくとも１つのデータビットを誤って評価することに等しい。こうなると、受信したタイムコード信号から導出された時間はもはや正確ではない。
【００１０】
電波時計ならびにタイムコード信号を受信するための受信機回路の一般的なバックグラウンドに関してはDE 198 08 431 A1, DE 43 19 946 A1, DE 43 04 321 C2, DE 42 37 112 A1, DE 42 33 126 A1を参照されたい。情報取得ならびにタイムコード信号からの時間情報の情報処理に関してはDE 195 14 031 C2, DE 37 33 965 C2, EP 043 913 B1を参照されたい。
【非特許文献１】Peter Hetzelの論文 "Zeitinformation und Normalfrequenz", Telekom Praxis, Band1, 1993
【特許文献１】DE 198 08 431 A1
【特許文献２】DE 43 19 946 A1
【特許文献３】DE 43 04 321 C2
【特許文献４】DE 42 37 112 A1
【特許文献５】DE 42 33 126 A1
【特許文献６】DE 195 14 031 C2
【特許文献７】DE 37 33 965 C2
【特許文献８】EP 043 913 B1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって本発明の課題は、受信タイムコード信号のいっそう確実なデコーディングを保証することにある。殊に妨害信号により秒パルスに誤りが生じたときのデコーディング時のエラー頻度を減少させるようにしたい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によればこの課題は、ａ）受信したタイムコード信号をサンプリングするステップと、ｂ）サンプリングされたタイムコード信号のサンプリング値を記憶するステップと、ｃ）記憶された該サンプリング値に基づきタイムコード信号の振幅の変化を検出するステップと、ｄ）検出された変化の期間を測定するステップと、ｅ）測定した期間を評価して、測定された期間が所定の期間よりも短ければ、検出された前記変化を考慮しないままにするステップが設けられていることを特徴とする方法により解決される。
【００１３】
さらに上記の課題は、受信されたタイムコード信号をサンプリングする装置と、サンプリングされたタイムコード信号における変化を検出する第１の評価装置と、基準クロックのクロック計数により、検出された変化の期間に対する尺度として計数状態信号を求めるカウンタと、該計数状態信号）を評価する第２の評価装置が設けられており、該第２の評価装置は検出された変化を、測定された期間がまえもって定められた期間よりも短いかぎり、前記タイムコード信号の後続の復調のためには考慮しないことを特徴とする、電波時計または該電波時計用の受信機回路により解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
従属請求項ならびに図面を参照した実施例の説明には本発明の有利な実施形態が示されている。
【００１５】
本発明の前提とする認識は以下の通りである：
受信したタイムコード信号の各タイムフレームは精確に等しく保持される期間を有しており、この種のタイムフレームの開始または終了にあたり、受信したタイムコード信号において最大で１つの振幅変化が存在することである。この変化の期間によって、それぞれこの期間に割り当てられるべきデータビットの値が規定される。基本的に１つのタイムコード信号内で生じる可能性のある変化はそれぞれ、送られてくるタイムコード信号のプロトコルによってまえもって定められた固有の期間を有している。この種の変化の期間は有利には少なくとも１００ｍｓｅｃである。タイムコード信号のディジタル評価の前にこの信号は最初に周期的にサンプリングされ、そのようにして得られた離散的な値をもつサンプリング値が記憶装置に一時的に記憶される。
【００１６】
本発明が基礎とする着想は以下の点にある。すなわち復調を行うとき、サンプリングされたタイムコード信号における所定数のサンプリング値が新たなレベルをとったときにはじめて、復調されたタイムコード信号において振幅変化が現れる、という点にある。この所定数のサンプリング値によって所定の期間が規定され、この期間内では復調されたタイムコード信号における振幅変化は考慮されないままにされる。このように評価されるサンプリング値のまえもって定められた個数つまりそれに対応する期間は、送られてくる相応のタイムコード信号のプロトコルおよび／またはテレグラムに依存する。その理由は、様々なプロトコルにおいて個々の変化（ないしは秒パルス）はそれぞれ異なる長さをもっている可能性があるからである。したがって評価されるサンプリング値の個数は、たとえばそれぞれ受信されるタイムコード信号の変化の最小期間に依存する。本発明によればタイムコードテレグラムに応じて、このような所定の期間を下回るすべての振幅変化もしくは所定数のサンプリング値よりも僅かなすべての振幅変化は無視される。
【００１７】
本発明の格別な利点はとりわけ、電波時計もしくはその受信機はこのようにすればいっそう大きいシステム感度をもつようになる点にある。それというのも、一般に非常に短い典型的な妨害パルスが効果的に除外されるからである。本発明による方法によって、しばしば観測される可能性のある妨害パルスを所期のようにフィルタリング除去して、誤った解釈に寄与することがないようにすることができる。
【００１８】
このようにして復調されたタイムコード信号には、殊に秒パルスの領域で著しく僅かな妨害成分しか重畳されていないので、いっそう信頼性のあるデコーディングが保証される。また、不利な状況では個々のデータビットを誤ってデコーディングしてしまう可能性のあるデータビット長の誤りも低減される。その結果、電波時計受信機の感度が改善され、ひいてはシステム感度が向上する。
【００１９】
本発明による方法はハードウェアをベースとしてもソフトウェアをベースとしても利用できるので、電波時計における様々な受信機構成への汎用的な組み込みを実現することができる。また、本発明による方法を実施するためには、少なくとも１つの記憶装置と基準クロックでクロック制御されるカウンタと少なくとも１つの評価装置としか必要としないので、本発明による方法を回路技術的に著しく簡単に、それでいながら著しく効果的に実装することができる。
【００２０】
本発明による方法を実施するためにタイムコード信号がサンプリングされ、そのようにして得られたサンプリング値が一時的に記憶される。ついで評価装置は記憶装置内に格納されたサンプリング値を評価し、その際に評価装置は格納した時間順序でサンプリング値を読み出す。その後、評価装置はそれぞれ時間的に隣り合う２つのサンプリング値を比較する。これら時間的に隣り合うサンプリング値がそれぞれ同じ論理値をとっているならば、振幅変化は発生していない。しかし調べられた双方のサンプリング値が異なっているならば、受信したタイムコード信号の振幅変化が対応する時点で発生している。検出されたこの変化は、タイムコード信号においてコーディングに必要とされる変化（秒パルス）によって引き起こされた可能性がある一方、受信されたタイムコード信号に重畳された妨害信号によってもこの変化が引き起こされた可能性がある。ただし後者のケースでは、妨害信号は考慮すべきではなく、つまりこの場合には復調においてタイムコード信号に変化をもたせないようにすべきである。そこで両方の状況を互いに区別できるようにする目的で、評価装置は変化が検出されたときからこの変化の期間を測定し始める。このことはたとえば基準クロックのクロック計数により行われる。これに対する代案として測定された期間を、検出された変化に割り当てられたサンプリング値の個数からも導出できる。測定されたこの変化の期間が所定の期間よりも短ければ、評価装置はこの変化を妨害として捉える。したがってこのような変化は、タイムコード信号がこのケースでは振幅変化をもたないよう、復調時にはもはや考慮されない。このため妨害信号に起因する変化は、本発明による復調によって除外される。復調され妨害信号の取り除かれたタイムコード信号はそれに続いてデコーディングされ、その際に秒パルスの個々の期間が求められて評価される。
【００２１】
１つの有利な実施形態によれば、種々の時報局の様々なテレグラムつまりは相応のプロトコルをたとえばテーブル（テーブルルックアップ）の形式で、電波時計またはその受信機内にそれらのために固有に設けられた記憶装置内に格納しておくことができる。付加的にまたはこれに対する代案として、それらのテレグラムもしくはそれに対応するプロトコルをハードウェアロジックとして実装することも可能であり、たとえばＰＬＤまたはＦＰＧＡとして実装しておくこともできる。所定数のサンプリング値もしくは所定数の期間は、それぞれ受信したタイムコード信号のテレグラムに依存する。
【００２２】
典型的な構成によれば、検出された変化を考慮しないままにしておくまえもって定められたサンプリング値の個数もしくはまえもって定められた期間は、テレグラムによりまえもって定められた最小変化期間に依存し、たとえばタイムコード信号の最短秒パルスに依存する。
【００２３】
１つの格別有利な実施形態によれば、タイムコード信号の振幅変化を考慮しないままにしておくまえもって定められたサンプリング値の個数つまりはまえもって定められた期間は、プロトコルによりあらかじめ決められているタイムコード信号最小変化の５０％よりも僅かである。たとえば所定の期間は最小出現変化の最大で２５％である。たとえば米国の時報局ＷＷＶＢに関するプロトコルには３つの異なる秒パルス長が含まれており、それらは２００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ、８００ｍｓｅｃである。したがってこのケースでは秒パルスの最小出現期間は２００ｍｓｅｃである。そこで本発明によれば、米国時報局ＷＷＶＢから送られてくるタイムコード信号の場合、タイムコード信号において１００ｍｓｅｃよりも短い振幅変化すべて殊に５０ｍｓｅｃよりも短い振幅変化すべてが除外されるように構成することができる。他の時報局の秒パルスでも、これと同様にして処理される。たとえばドイツ連邦共和国の時報局ＤＣＦ−７７から送信されるタイムコード信号は、期間１００ｍｓｅｃと期間２００ｍｓｅｃという２つの異なる秒パルスを有している。ここでも同じようなやり方で、タイムコード信号において最小出現秒パルス長（すなわち１００ｍｓｅｃの秒パルス）の５０％ないしは２５％よりも短い振幅変化が除外され、つまり後続の復調では考慮されないように構成することができる。
【００２４】
まえもって定められた期間は一般に５０ｍｓｅｃよりも短く、殊に２５ｍｓｅｃよりも短い。この数値の採用の基礎を成す着想は、ほとんどの時報局から送られてくるタイムコード信号の最小変化期間は最も短くて１００ｍｓｅｃの長さである、という点にある。しかも妨害に起因するたいていの変化期間は、典型的には５０ｍｓｅｃもしくは２５ｍｓｅｃよりも短い範囲にあり、したがって変化を考慮しない範囲内に収まることになる。妨害に起因する不所望なこの種の変化は、本発明による方法によっていわばフィルタリング除去される。
【００２５】
変化を考慮するケースでは、記憶装置に格納されているサンプリング値が後続のデコーディングのために使われる。別のケースすなわち変化を考慮しないようにするケースでは、記憶装置に格納されているサンプリング値は復調のためにはもはや使われない。欠けたサンプリング値をたとえば評価装置によって生成することができ、たとえばその際に最後の振幅変化よりも前の最後のサンプリング値が使われる。
【００２６】
時間情報はタイムコード信号中にビットごとに存在しており、個々のデータビットの値は対応づけられた時報局のテレグラムに基づき、送られてきたタイムコード信号の振幅変化期間から得られる。この場合、その変化期間から導出された（２進の）値が個々のデータビットに割り当てられる。ここでタイムコード信号の振幅における第１の変化期間はデータビットの第１の論理値を表し、相応に第２の期間はデータビットの第２の論理値を表す。これら第１および第２の期間は、時報局のテレグラムによってまえもって決められている。
【００２７】
典型的には第１の論理値はロジック”０”（LOW 低電圧レベル）を表し、第２の論理値はロジック”１”（HIGH 高電圧レベル）を表す。当然ながらこれとは逆のロジックも考えられる。
【００２８】
時報局から送られてくるタイムコード信号のたいていのテレグラムの場合、変化とはタイムコード信号における振幅のレベルダウンのことである。ここでも当然ながら逆のロジックも考えられ、つまりその場合、バイナリコーディングは振幅のレベルアップによって生じる。
【００２９】
さらに別の著しく有利な実施形態によれば、本発明による方法を高論理レベルから低論理レベルへの移行に基づく変化が生じた場合のみならず、それとは逆に低論理レベルから高論理レベルへの移行に基づく変化が生じたときにも使用するのも有用である。
【００３０】
さらに別の著しく有利な実施形態によれば、高論理レベルから低論理レベルへの移行に基づく変化が生じたときに、低論理レベルから高論理レベルへの移行に基づく変化が生じた場合とは異なる値を採用するのも有用である。このやり方が基礎とする着想は、一例として米国のＷＷＶＢ時報局から送られるタイムコード信号のケースであれば、たとえば低論理レベルから高論理レベルへの移行時には、逆のケースのときよりも多くの個数のサンプリング値がタイムコード信号の振幅変化のために必要とされる点にある。これは以下のことによる。すなわち、たいていの既知のタイムコード信号受信機は、レベルダウンの位相がいっそう長く持続するといわゆる「スパイク」を発生させることが多くなる傾向にあり、つまり過度に早く高論理レベルへ戻ってしまう傾向にある。このようなスパイクが頻繁に出現するようになると、対応する評価装置は相応のサンプリング値の評価にあたりそれをすでにタイムコード信号における変化と捉えてしまうおそれがあり、過度に早く高論理レベルへ切り替えてしまう可能性がある。本発明による方法によればこのような振る舞いに対する防止策が講じられ、それによって誤った解釈がいっそう確実に回避される。
【００３１】
きわめて有利な１つの実施形態によれば、個々のタイムコードテレグラムごとにそれに対応するプロトコル固有に設けられた値のセットを格納することができ、それらの値にはたとえば、タイムコード信号の振幅変化を考慮しないようにするまえもって定められた期間つまりはまえもって決められたサンプリング値の個数が含まれている。
【００３２】
さらに別の格別有利な実施形態によれば基準クロック発生器が設けられており、これはまえもって決められたクロック周波数の基準クロックを供給する。この基準クロック発生器をたとえば時計用水晶発振器によって構成することができる。
【００３３】
１つの有利な実施形態によれば、本発明による電波時計もしくはその受信機回路は記憶装置を有しており、この記憶装置内に、復調に必要とされるタイムコード信号のサンプリング値の少なくとも一部を格納することができる。この記憶装置をたとえばソフトウェア記憶装置としてもハードウェア記憶装置としても構成することができる。記憶装置として基本的にどのような記憶装置でも使用できるけれども、高密度集積半導体メモリたとえばＲＡＭ，ＲＯＭ，ＳＲＡＭ，ＳＤＲＡＭ等が有利である。
【００３４】
記憶装置は多かれ少なかれサンプリング値のバッファとして用いられる。したがって好適な実施形態によれば記憶装置のサイズは、そこに少なくともまえもって定められた期間わたり必要とされる個数のサンプリング値を最低限格納できるよう、ないしはまえもって決められたサンプリング値の個数と一致する個数のサンプリング値を最低限格納できるよう選定すべきである。
【００３５】
本発明による評価装置および／またはカウンタの機能を、ワイヤードロジック回路によって実現させると有利である。このようなロジック回路に、たとえばＦＰＧＡ回路またはＰＬＤ回路を含ませることができる。基本的にはこれらの装置の機能を、一般に電波時計内にいずれにせよ設けられているマイクロコントローラによって果たすことができるけれども、本発明による解決手段の格別な利点によれば、妨害信号に起因する振幅変化を本発明に従って考慮しないようにする処理を、その際にマイクロコントローラに負担をかける必要なくロジック回路によってきわめて簡単に実現することができる。したがって有利なことにマイクロコントローラを他のタスクのために使用することができ、たとえばタイムコード信号の評価ならびに特定用途のタスクに使用することができる。
【００３６】
１つの有利な実施形態によれば評価装置ならびに記憶装置は、受信したタイムコード信号を復調する復調器の構成部分である。
【００３７】
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【実施例】
【００３８】
すべての図面において、特に断らないかぎり同じ要素もしくは機能的に同じ要素および信号には同じ参照符号が付されている。
【００３９】
図３には、米国の時報局ＷＷＶＢから送られてくるタイムコード信号の１区間が示されており、このようなタイムコード信号に基づき本発明による方法について説明する。
【００４０】
ここで述べておくと、図３の描き方はある特定のコーディングをもとに描いたものではなく、一例として挙げたにすぎない。また、時間軸ｔのスケーリングも見やすくするため著しく拡大して描かれている。
【００４１】
図３の区間には、タイムコード信号Ｘの３つの完全なタイムフレームＹ１〜Ｙ３が示されている。各タイムフレームＹ１〜Ｙ３の期間は精確にＴ＝１０００ｍｓｅｃである。時報局っＷＶＢから送られてくるタイムコード信号Ｘには、バイナリコーディングのために３つの異なる秒パルス（レベルダウン）が含まれており、つまり期間Ｔ１＝２００ｍｓｅｃをもつ第１のレベルダウンＸ１と、期間Ｔ２＝５００ｍｓｅｃをもつ第２のレベルダウンＸ２と、期間Ｔ３＝８００ｍｓｅｃをもつ第３のレベルダウンＸ３とが含まれている。参照符号ｔ１，ｔ３，ｔ５によりこれらの変化Ｘ１〜Ｘ３の始まる個々の時点が表されており、参照符号ｔ２，ｔ４，ｔ６によりこれらの変化Ｘ１〜Ｘ３の終了する個々の時点が表されている。第１のレベルダウンＸ１は２進値”０”に対応し、第２のレベルダウンＸ２は２進値”１”に対応し、この場合、２進値”１”と”０”はそれぞれ１つのデータビットに対応する。第３のレベルダウンＸ３は、ＷＷＶＢ時報局のテレグラムではそれぞれ分プロトコルの開始時点に現れる。
【００４２】
本発明によれば、妨害信号に起因するような変化Ｘ４，Ｘ５を検出するために以下の方法が使用される。
【００４３】
なお、所定の期間Δｔ＜Ｔ１よりも短いタイムコード信号Ｘにおける振幅の短期間の変化は考慮しないものとする。また、第２のレベルダウンと第３のレベルダウンＸ２，Ｘ３の領域では受信したタイムコード信号Ｘに、それぞれ所定の期間Δｔよりも短い妨害パルスＸ４，Ｘ５が重畳されているものとする。時点ｔ７において第１の妨害信号Ｘ４が始まり、時点ｔ８において第２の妨害信号Ｘ５が始まる。
【００４４】
タイムコード信号のサンプリング後、サンプリングされた信号Ｘ″はタイムコード信号Ｘの公称レベルの範囲では高論理レベル（”１”）のサンプリング値をもち、レベルダウンＸ１〜Ｘ３の範囲では低論理レベル（”０”）のサンプリング値をもつ。ここで妨害信号Ｘ４，Ｘ５の作用によって、サンプリングされた信号Ｘ″は時点ｔ７，ｔ８から始まってそれぞれ妨害信号Ｘ４，Ｘ５の期間Ｔ４，Ｔ５にわたり、高論理レベル（”１”）のサンプリング値をもつことになる。
【００４５】
妨害信号に起因するこの種の変化Ｘ４，Ｘ５の期間Ｔ４，Ｔ５は、基準クロックＣＬＫの計数により求められる。この基準クロックＣＬＫは精確に既知である基準周波数を有している。したがって計数状態信号１８は、タイムコード信号Ｘの現在の期間に対する尺度を成している。期間Ｔ４，Ｔ５が所定の期間Δｔを上回ると評価装置２０は、この変化は妨害により引き起こされたものではないと解釈する。期間Ｔ４，Ｔ５が所定の期間Δｔを下回ると評価装置２０は、この変化は妨害により引き起こされたものであると解釈する。この事例では妨害信号に起因する変化Ｘ４，Ｘ５が生じている。なぜならば、第１の妨害Ｘ４′に対する期間Ｔ４も第２の妨害Ｘ５′に対する期間Ｔ５も所定の期間Δより短いからである。両方の事例において、記憶装置に格納されたサンプリング値は使用されない。そうではなく評価装置２０は、妨害信号を取り除いたサンプリング値Ｘ″′を生成し、これは妨害に起因する変化Ｘ４，Ｘ５を有していない。
【００４６】
図４には、本発明による方法を実施する電波時計が概略的に描かれている。ここで参照符号１の付されている電波時計は、時報局３から送られてきたタイムコード信号Ｘを受け取るための１つ（または複数）のアンテナ２を有している。この実施例によればアンテナ２はフェライトコアを備えたコイル１４として形成されており、これに対して容量素子１５たとえばコンデンサが並列に接続されている。アンテナ２の後段には、時報局３から送信されアンテナ２により受信されたタイムコード信号Ｘを受信するための受信機回路５が接続されている。受信機回路５は、一般に１つまたは複数のフィルタたとえばバンドパスフィルタと整流器回路と増幅器回路とを有しており、これらによって受信したタイムコード信号Ｘのフィルタリング、整流ならびに増幅が行われる。この種の受信機回路５の構造ならびに機能は多種多様であって、たとえば冒頭で挙げた文献から知られており、したがってこれについては詳しく立ち入らないことにする。
【００４７】
受信機回路５はフィルタリングされ整流され増幅された出力信号Ｘ′を生成する。フィルタリングされ整流され増幅されたタイムコード信号Ｘ′を復調するために、受信機回路５の後段に配置された復調器回路４が設けられている。復調器回路４はその出力側から、復調されたタイムコード信号Ｘ″′を送出する。さらにデコーディング回路６が設けられており、これは復調器回路４の後段に配置されていて、復調されたタイムコード信号Ｘ″′に含まれている情報をデコーディングするために用いられる。
【００４８】
デコーディング回路６と復調器回路４を受信機回路５の構成部分としてもよいし、あるいは図４に描かれているようにそれとは別個に電波時計内に設けてもよい。この実施例によればデコーディング回路６はプログラミング制御型装置８の構成部分である。プログラミング制御型装置８として一般にマイクロコントローラが設けられており、これは電波時計の場合にはたとえば４ｂｉｔコントローラとして構成されている。このマイクロコントローラ８は、受信機回路５もしくはデコーディング回路６から生成されたデータビットを受け取って、そこから精確な時刻および精確な日付を計算するように構成されている。そのようにして計算された時刻と日付から、時刻と日付に関する信号１２が生成される。
【００４９】
電波時計はさらに電子時計９を有しており、この時計の時刻が時計用水晶発振器１０に基づき制御される。電子時計９は表示装置１１たとえばディスプレイと接続されており、これによって時刻が表示される。電子時計９へは信号１２も供給され、この信号に基づき電子時計９は表示時刻を相応に補正する。
【００５０】
復調器回路４は本発明によるサンプリング装置７を有しており、その入力側は受信機回路７の出力側と接続されていて、増幅されたタイムコード信号Ｘ′がそこへ供給される。サンプリング装置７は増幅されたタイムコード信号Ｘ′のサンプリングにより、離散値をもつサンプリング信号Ｘ″を生成する。復調器回路４にはさらに評価装置２０と記憶装置２１も含まれている。これらのサンプリング信号Ｘ″は記憶装置２１に格納されるとともに、サンプリング装置７の後段に接続された評価装置２０へも供給される。記憶装置２１に格納されているサンプリング値は、必要に応じて評価装置２０から読み出すことができる。
【００５１】
さらにカウンタ２２が設けられている。カウンタ２２はこの実施例では、基準クロック発生器１０の基準クロックＣＬＫによってトリガされる。基準クロック発生器１０として、時計用水晶発振器１０を利用するのが有利である。カウンタ２２の制御入力側が評価装置２０と説ぞｐくされており、これによってカウンタ２２をそのつどリセットすることができる。このようにしてアップカウンタ２２は、振幅が変化するたびに、つまりタイムコード信号Ｘが”ハイ”から”ロー”へまたはその逆に変化するたびに、ゼロにセットされる。カウンタ２２はたとえば単純なアップカウンタとしてあるいは択一的にダウンカウンタとして構成されており、これはゼロから始まって基準クロックＣＬＫのクロックを常にカウントアップまたはカウントダウンする。
【００５２】
評価装置２０は記憶装置２１内に格納されているサンプリング値１７を継続的に読み出し、それぞれ隣り合うサンプリング値を比較して、それらが等しいのかまたは互いに異なっているのかについて調べる。互いに異なっているのであれば、受信したタイムコード信号Ｘ′の信号レベルにおいて変化が生じていることになり、この変化は妨害によって引き起こされたかまたは秒パルスから生じた変化である。これら両方の状況を互いに区別できるようにする目的で、カウンタ２２は最初に制御信号１８によってゼロにリセットされる。このことは一般には、評価装置２０により生成された制御信号１９によって行われる。その後、カウンタ２２は基準クロックＣＬＫのクロックを継続的に計数する。カウンタ２２における現在の計数状態を、計数状態信号１８として出力側から取り出すことができる。計数状態信号１８は、サンプリングされたタイムコード信号Ｘ″の変化の現在の期間に対する尺度である。対応する計数状態信号１８は評価装置２０へ供給され、評価装置２０はそれぞれ現在の計数状態つまりは変化開始時点からの期間を評価する。
【００５３】
したがって評価装置２０は、妨害により引き起こされたものであるのかコーディングに基づく秒パルスであるのかについて、推定することができる。妨害パルスに基づく変化であるならば、記憶装置２１内に格納されているサンプリング値は無視され、サンプリング装置自体は、評価された位置においてタイムコード信号中には変化はもはや存在しないものとしてサンプリング値を生成する。その後、妨害信号の取り除かれたタイムコード信号Ｘ″がデコーディング装置６へ供給される。
【００５４】
復調器回路４および／または受信機回路５をロジック回路の構成部分とすることができ、たとえばワイヤードロジック回路の一部分とすることができる。上述の装置をもつロジック回路を利用することによって、マイクロコントローラ８の負担を軽減することができ、したがってそれを他の役割に用いることができる。
【００５５】
本発明についてこれまで有利な実施例に基づき説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく、多種多様なやりかたで変更可能である。
【００５６】
殊に本発明は上述の数値に限られるものではなく、それらは単に例として挙げたにすぎない。
【００５７】
また、これまでに挙げた具体的な回路技術的変形も受信機回路の１つの可能な実施例を成すにすぎず、それらを単純な構成要素や機能ユニットの交換によってきわめて容易に変更することができる。
【００５８】
本発明はさらに先に挙げた時報局に限定されるものではない。それらの時報局は本発明の説明に用いたにすぎず、本発明をそれに限定しようというものではない。
【００５９】
さらに電波時計という概念には、たとえば時計台や時計塔などでは一般的であるように、タイムコード信号の伝達が有線接続で行われるが既述の構造をもつ時計も含まれる。
【００６０】
既述の実施例によれば、コーディングはそれぞれタイムフレームの開始時点に搬送波信号をレベルダウンさせることによって実現されてきた。当然ながらこのようなコーディングをレベルアップによって実現させてもよく、あるいは一般的にいえば搬送波信号の振幅を変化させることによって実現させることができる。
【００６１】
さらに既述の実施例によれば、第１および第２の評価装置の機能および第１および第２の記憶装置の機能はただ１つの評価装置ならびにただ１つの記憶装置によって果たされるけれども、当然ながらそれらを分離させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】たとえば時報局ＤＣＦ−７７から送られてきたコーディングされた時間情報のコーディングパターンを示す図
【図２】時報局ＤＣＦ−７７から妨害なく送られてきた振幅変調されているタイムコード信号の１区間を５つの秒マーカとともに示す図
【図３】本発明による方法の説明の説明のもとになる米国の時報局ＷＷＶＢから送られるタイムコード信号の１区間を示す図
【図４】本発明による方法を実施するための電波時計を著しく簡単に描いたブロック図
【符号の説明】
【００６３】
Ａ  コーディングパターン
Ｂ  一般的なコーディングビット
Ｃ  一般的な日付情報および時刻情報
Ｄ  分ビット
Ｅ  時刻ビット
Ｆ  暦日ビット
Ｇ  曜日ビット
Ｈ  暦月ビット
Ｉ  暦年ビット
Ｍ  分マーカ
Ｒ  アンテナビット
Ａ１，Ａ２  予告ビット
Ｓ  スタートビット
Ｐ１〜Ｐ３  チェックビット
Ｚ１，Ｚ２  経帯時ビット
ＣＬＫ  基準クロック
Ｔ  １つのタイムフレームの期間
Ｔ１〜Ｔ３  １つのレベルダウン／秒パルスの期間
Ｔ４，Ｔ５  妨害パルスの期間
ｔ１〜ｔ８  時点
Δｔ  所定の期間
Ｘ  タイムコード信号
Ｘ′  フィルタリングされ整流され増幅されたタイムコード信号
Ｘ″  サンプリングされたタイムコード信号
Ｘ″′  復調されたタイムコード信号
Ｘ１〜Ｘ３  搬送波信号のレベルダウン、秒マーカ
Ｘ４，Ｘ５  時間的に連続する妨害信号
Ｘ４′，Ｘ５′  離散値をもつ妨害信号
Ｙ１〜Ｙ３  タイムフレーム
１  電波時計
２  受信アンテナ
３  時報局
４  復調器回路
５  受信機回路
６  デコーディング装置
７  サンプリング装置
８  プログラミング制御型装置、マイクロコントローラ
９  電子時計
１０  時計用水晶発振器
１１  表示装置、ディスプレイ
１２  時刻と日付に関する信号
１４  コイル
１５  キャパシタンス
１７  記憶されたサンプリング値
１８  計数状態信号
１９  制御信号、リセット信号
２０  評価装置
２１  記憶装置
２２  （アップ／ダウン）カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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