(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイムコード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修正を実施する電波修正時計であって、
前記標準電波を受信する受信手段と、
前記標準電波の受信信号を所定の閾値に基づいて二値化して二値化信号を出力する二値化手段と、
時刻をカウントする時刻カウンタと、
前記時刻カウンタにてカウントされる時刻に基づいて、基準タイムコードを作成するタイムコード作成手段と、
前記二値化手段から出力される前記二値化信号のパルスデューティを算出し、算出された受信パルスデューティが前記タイムコード作成手段により作成された前記基準タイムコードのデューティと一致するか否かを判断するデューティ判断手段と、
前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更するレベル切替手段と、
前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致すると判断された場合に、前記二値化信号をデコードして前記タイムコードを復調するタイムコードデコード手段と、
を具備した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、
前記デューティ判断手段は、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記基準タイムコードのデューティよりも大きいかまたは小さいかを判断し、
前記レベル切替手段は、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも大きい場合には、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを大きくし、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも小さい場合には、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを小さくする
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、
前記二値化手段における前記閾値を変化させる閾値調整手段を備え、
前記レベル切替手段は、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記二値化手段における前記閾値を変化させる制御信号を前記閾値調整手段に出力し、
前記閾値調整手段は、前記制御信号に基づいて、前記閾値のレベルを変化させて受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項４】
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、
受信した標準電波の受信信号を増幅させる増幅手段と、
前記増幅手段における前記受信信号の増幅率を変化させる増幅調整手段とを備え、
前記レベル切替手段は、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記増幅手段における信号増幅率を変化させる制御信号を前記増幅調整手段に出力し、
前記増幅調整手段は、前記制御信号に基づいて、前記増幅手段の信号増幅率を変化させて受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項５】
請求項３に記載の電波修正時計において、
前記受信手段、前記二値化手段、および前記閾値調整手段を備える受信回路部と、
前記時刻カウンタ、前記タイムコード作成手段、前記デューティ判断手段、前記タイムコードデコード手段、および前記レベル切替手段を備え、前記レベル切替手段から出力される制御信号を前記受信回路部に出力して前記受信回路部における前記標準電波の受信状態を制御する制御回路部と、を具備し、
前記受信回路部は、
前記制御回路部の前記レベル切替手段から出力される前記制御信号をデコードし、デコードされた制御信号を前記閾値調整手段に出力する制御信号デコード手段を備えた
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項６】
請求項４に記載の電波修正時計において、
前記受信手段、前記増幅手段、前記増幅調整手段、および前記二値化手段を備える受信回路部と、
前記時刻カウンタ、前記タイムコード作成手段、前記デューティ判断手段、前記タイムコードデコード手段、および前記レベル切替手段を備え、前記レベル切替手段から出力される制御信号を前記受信回路部に出力して前記受信回路部における前記標準電波の受信状態を制御する制御回路部と、を具備し、
前記受信回路部は、
前記制御回路部の前記レベル切替手段から出力される前記制御信号をデコードし、デコードされた前記制御信号を前記増幅調整手段に出力する制御信号デコード手段を備えた
ことを特徴とする電波修正時計。
【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において、
前記受信回路部および前記制御回路部を接続するシリアル通信線を具備し、
前記制御回路部は、前記シリアル通信線を介して、前記受信回路部に前記制御信号をシリアル通信で出力し、
前記受信回路部は、前記シリアル通信線を介して、前記制御信号をシリアル通信で受信し、前記制御信号デコード手段でデコードする
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記レベル切替手段は、受信動作を開始した後、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致すると判断された後は、受信動作を終了するまで前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを固定して変化させない
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記レベル切替手段は、受信動作時に設定された前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを、標準電波の種類毎に記憶しておき、
次の受信動作時には、前記記憶された受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを初期設定値として設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記受信手段は、複数種類の標準電波を選択して受信可能に構成され、
前記受信手段で受信する標準電波の種類を選択する受信電波設定手段を備え、
前記タイムコード作成手段は、前記受信電波設定手段により選択される標準電波の種類に対応した基準タイムコードを作成し、
前記デューティ判断手段は、前記受信電波設定手段で選択された標準電波の種類に対応する前記基準タイムコードのデューティと、前記二値化信号の受信パルスデューティとを比較して判断する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記時刻カウンタにてカウントされる時刻の信頼性を判断する内部時刻信頼性判断手段を備え、
前記タイムコード作成手段は、前記内部時刻信頼性判断手段により前記時刻カウンタにてカウントされる時刻が信頼できると判断された場合に、前記基準タイムコードを作成する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項１２】
タイムコード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修正を実施する電波修正時計の制御方法であって、
前記標準電波を受信し、
前記標準電波の受信信号を所定の閾値に基づいて二値化して二値化信号を出力し、
時刻カウンタにてカウントされる時刻に基づいて、基準タイムコードを作成し、
前記二値化信号のパルスデューティを算出し、前記作成された基準タイムコードのデューティと一致するか否かを判断し、
前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更し、このレベル変更処理を前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致するまで繰り返し、
前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致すると判断された場合に、前記二値化信号をデコードして前記タイムコードを復調する
ことを特徴とする制御方法。
【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、およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、標準電波を受信可能な電波時計が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
標準電波は振幅変調であり、前記電波時計は、受信回路において、フィルタなどで受信信号の包絡線を抜き出した後、比較器（コンパレータ）などで包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化する二値化回路を備えている。そして、電波時計は、この二値化回路で得られたタイムコード信号に基づいて時刻情報を入手し、時刻表示を行っている。
また、これらの電波時計では、受信信号に基づいて、受信信号の増幅率を自動制御するＡＧＣ回路（Automatic Gain Control）も備えている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７４６８１号公報
【特許文献２】特開２００６−６０８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記電波時計では、ＡＧＣ回路を備えているものの、二値化回路の二値化レベル（閾値）は固定されており、受信環境によっては正しいタイムコードが得られないおそれがあった。
このため、電波時計では、標準電波の受信を３〜７分間程度継続して、複数のタイムコードを取得し、各タイムコードを評価して正しい時刻情報が得られたかを判断する処理も行われている。
しかしながら、このような方法では、正しい時刻情報が得られたかが判断できるまで、少なくとも数分必要となる。このため、例えば、受信環境が悪化して正しい時刻情報が得られないことを判断するまでに時間が掛かり、その分、電力消費も増加してしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明は、時刻情報を取得する際に受信環境の影響を軽減でき、かつ、省電力化も実現できる電波修正時計およびその制御方法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】
【０００６】
本発明の電波修正時計は、タイムコード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修正を実施する電波修正時計であって、前記標準電波を受信する受信手段と、前記標準電波の受信信号を所定の閾値に基づいて二値化して二値化信号を出力する二値化手段と、時刻をカウントする時刻カウンタと、前記時刻カウンタにてカウントされる時刻に基づいて、基準タイムコードを作成するタイムコード作成手段と、前記二値化手段から出力される前記二値化信号のパルスデューティを算出し、算出された受信パルスデューティが前記タイムコード作成手段により作成された前記基準タイムコードのデューティと一致するか否かを判断するデューティ判断手段と、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更するレベル切替手段と、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致すると判断された場合に、前記二値化信号をデコードして前記タイムコードを復調するタイムコードデコード手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、タイムコード作成手段は、時刻カウンタにてカウントされる時刻に基づいて、基準タイムコードを作成する。そして、デューティ判断手段は、この作成された基準タイムコードのデューティと、受信手段により受信された標準電波に係る受信信号を二値化した二値化信号の受信パルスデューティとを比較する。そして、レベル切替手段は、受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しない場合に、例えば受信信号の増幅率を変える制御をしたり、受信信号を二値化処理する際の閾値を変える制御をして受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更する。これにより、受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致するようになり、二値化手段における二値化条件が最適化される。
【０００８】
本発明は、クオーツ時計の精度は、通常、日差で１秒未満であり、電波修正時計において毎日定時に行われる電波受信処理時における時刻修正も、実際には殆ど修正が必要ないため、内部時刻カウンタの時刻に基づくタイムコードと、受信した標準電波の受信タイムコードは通常一致するという新たな知見に基づき、受信電波の評価をこのタイムコードのデューティを基準として行うことを特徴とするものである。
すなわち、日本の標準電波ＪＪＹでは、タイムコードは、「０信号」「１信号」および「Ｐ信号」を並び替えることで、時刻や年月日を表しているため、タイムコードのデューティは発信される時刻に応じて決まった値となる。従って、基準となるタイムコードを時刻カウンタによりカウントされる時刻に基づいて予め作成しておくことで、電波修正時計においてＪＪＹを受信するように設定されていれば、受信信号のパルスデューティも基準タイムコードのデューティと一致する筈である。従って、受信パルスデューティが上記タイムコードのデューティに一致しなければ、電波修正時計の周囲の受信環境の影響によって、受信信号のレベルが低下している等の状況が把握でき、受信信号に対する閾値の相対的なレベルを変更して最適化することができ、正しいタイムコードを取得することができる。
そして、このような閾値の相対的なレベル変更は、例えば、１分間のタイムコードを取得するだけで制御可能であり、従来の数分間の受信を行わなければ判断できない制御方法に比べて短時間で処理可能である。従って、全体的な受信時間も短縮でき、省電力化が図れる。
また、前記閾値の相対的なレベルを変更することで、多少受信環境が悪化していても、その受信信号に適した閾値レベルに調整でき、正しいタイムコードを取得できる。従って、本発明の電波修正時計によれば、受信環境の影響を軽減でき、正しい時刻に修正することができる。
【０００９】
なお、タイムコードのデューティとは、タイムコードの所定信号範囲に対し、その範囲内のＨｉｇｈレベル部分の割合を意味する。例えば、タイムコードにおいて１分間のデータでデューティを求める場合には、１分間のデータの中で、Ｈｉｇｈレベルとなっている時間を１分（＝６０秒）で除算した割合がデューティとなる。
また、受信信号に対する閾値の相対的なレベルとは、例えば、受信信号の振幅値（電圧値）に対する閾値電圧の相対的なレベルを意味する。すなわち、受信信号はＨｉｇｈレベルおよびＬｏｗレベル間で振動しており、前記閾値はこれらのレベル間に配置される。この際、例えば、前記受信信号の最大レベル値に対する閾値の値を相対的なレベルと設定すればよい。
さらに、本発明でいう一致とは、僅かな誤差範囲を含むものであり、例えば、基準タイムコードのデューティおよび受信パルスデューティが１〜３％程度異なっている場合でも、基準タイムコードのデューティおよび受信パルスデューティが一致したと判断する。すなわち、標準電波は、１秒毎のパルス信号において、Ｈｉｇｈレベルの長さの違い（デューティの違い）により、「１」、「０」、「マーカー」などの情報を構成し、これらの情報の組み合わせによりタイムコードを伝送している。例えば、ＪＪＹでは、１Ｈｚのパルス信号のデューティは、「Ｐマーカー」が２０％、「１」が５０％、「０」が８０％である。このため、１つのタイムコード（１分間のタイムコード）のデューティは、各タイムコードの時刻情報などによって変動するが、時刻カウンタにて現在時刻および日時が大きくずれない限り、その誤差範囲は約１〜３％となる。したがって、ＪＪＹを受信する場合、受信パルスデューティが基準タイムコードのデューティとほぼ一致すれば、閾値レベルが最適化されており、正しいタイムコードを入手できていると判断できる。
また、受信パルスデューティおよび基準タイムコードのデューティは、それぞれ１分間のタイムコードから算出してもよいが、１分間のタイムコードの一部から算出してもよい。この場合、例えば、各タイムコードの時（ｈｏｕｒ）のデータ部分のデューティを算出して比較すれば、電波修正時計の内部時刻（時刻カウンタ値）が標準電波の時刻に対して１時間以上ずれていることは殆ど無いため、各デューティが完全に一致するか否かで判断することもできる。
【００１０】
また、本発明の電波修正時計は、前記デューティ判断手段は、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記基準タイムコードのデューティよりも大きいかまたは小さいかを判断し、前記レベル切替手段は、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも大きい場合には、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを大きくし、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも小さい場合には、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを小さくすることが好ましい。
【００１１】
受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも大きい場合は、受信信号のレベルに対し閾値レベルが小さいために、Ｌｏｗレベルと判定すべき信号をｈｉｇｈレベルと判断していると予測される。逆に、受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも小さい場合は、受信信号のレベルに対し閾値レベルが大きいために、ｈｉｇｈレベルと判定すべき信号をＬｏｗレベルと判断していると予測される。
従って、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも大きい場合には、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを大きくし、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも小さい場合には、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを小さくすれば、より短時間で閾値の相対的なレベルを適切に調整できる。
【００１２】
また、本発明の電波修正時計は、前記二値化手段における前記閾値を変化させる閾値調整手段を備え、前記レベル切替手段は、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記二値化手段における前記閾値を変化させる制御信号を前記閾値調整手段に出力し、前記閾値調整手段は、前記制御信号に基づいて、前記閾値のレベルを変化させて受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更することが好ましい。
この発明によれば、レベル切替手段は、二値化手段における閾値レベルを変化させているので、信号増幅率が固定されていても、受信信号に対する閾値のレベルを変更することができ、正しいタイムコードを取得できる。
例えば、信号パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも大きい場合には、受信信号に対して閾値レベルが低いために、受信信号のＬｏｗレベル部分のノイズ成分が閾値以上と判定され、Ｌｏｗレベルと判定すべき信号部分をＨｉｇｈレベルと判定していることになる。この場合、閾値を高くすることで、前記Ｌｏｗレベル部分のノイズ成分が閾値レベル未満となり、正しいタイムコードを取得できる。
一方、信号パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも小さい場合には、受信信号に対して閾値レベルが高いために、Ｈｉｇｈレベル部分が閾値レベル未満と判定され、Ｈｉｇｈレベルと判定すべき信号部分をＬｏｗレベルと判定していることになる。この場合、閾値を低くすることで、前記Ｈｉｇｈレベル部分が閾値レベル以上となり、正しいタイムコードを取得できる。
なお、二値化手段がコンパレータで構成されている場合には、閾値レベルを変更するには、例えばコンパレータに入力される基準電圧値のレベルを切り替えればよい。従って、簡単な制御で閾値レベルを変化させることができ、回路構成も比較的簡単に設定できる。
また、前記閾値レベルは連続的に変化可能に構成してもよいが、通常は、複数段階（例えば３〜４段階）に切替可能に構成すればよい。
【００１３】
さらに、本発明の電波修正時計は、受信した標準電波の受信信号を増幅させる増幅手段と、前記増幅手段における前記受信信号の増幅率を変化させる増幅調整手段とを備え、前記レベル切替手段は、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記増幅手段における信号増幅率を変化させる制御信号を前記増幅調整手段に出力し、前記増幅調整手段は、前記制御信号に基づいて、前記増幅手段の信号増幅率を変化させて受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更することが好ましい。
この発明によれば、レベル切替手段は、信号増幅率を変化させているので、閾値レベルが固定されていても、受信信号に対する閾値の相対的なレベルを変更することができ、正しいタイムコードを取得できる。
例えば、信号パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも大きい場合には、Ｌｏｗレベル部分のノイズ成分が閾値レベル以上に増幅され、Ｌｏｗレベルと判定すべき信号部分をＨｉｇｈレベルと判定していることになる。この場合、信号増幅率を低下させることで、前記Ｌｏｗレベル部分のノイズ成分が閾値レベル未満となり、正しいタイムコードを取得できる。
一方、信号パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティよりも小さい場合には、Ｈｉｇｈレベル部分が閾値レベル未満と小さく、Ｈｉｇｈレベルと判定すべき信号部分をＬｏｗレベルと判定していることになる。この場合、信号増幅率を増加させることで、前記Ｈｉｇｈレベル部分が閾値レベル以上となり、正しいタイムコードを取得できる。
そして、レベル切替手段は、増幅手段における信号増幅率を変化させているので、例えば、増幅調整手段としてＡＧＣ回路が設けられている場合、ＡＧＣ回路のＡＧＣ特性を切り替えて、増幅手段における増幅率を制御すればよい。このようなＡＧＣ回路は、もともと電波修正時計に組み込まれているため、信号増幅率を変化させて閾値の相対的なレベルを変更する場合には、新たに部品を組み込む必要が無く、低コストで実現することができる。
【００１４】
さらに、本発明の電波修正時計は、前記受信手段、前記二値化手段、および前記閾値調整手段を備える受信回路部と、前記時刻カウンタ、前記タイムコード作成手段、前記デューティ判断手段、前記タイムコードデコード手段、および前記レベル切替手段を備え、前記レベル切替手段から出力される制御信号を前記受信回路部に出力して前記受信回路部における前記標準電波の受信状態を制御する制御回路部と、を具備し、前記受信回路部は、前記制御回路部の前記レベル切替手段から出力される前記制御信号をデコードし、デコードされた制御信号を前記閾値調整手段に出力する制御信号デコード手段を備えたことが好ましい。
この発明によれば、デコード部が入力された制御信号をデコードし、閾値調整手段は、このデコードされた制御信号に基づいて二値化手段の閾値を調整する。これにより、デコード部が制御信号をデコードするので、制御回路部から出力される制御信号を簡易な信号に設定することができ、通信される信号の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の電波修正時計は、前記受信手段、前記増幅手段、前記増幅調整手段、および前記二値化手段を備える受信回路部と、前記時刻カウンタ、前記タイムコード作成手段、前記デューティ判断手段、前記タイムコードデコード手段、および前記レベル切替手段を備え、前記レベル切替手段から出力される制御信号を前記受信回路部に出力して前記受信回路部における前記標準電波の受信状態を制御する制御回路部と、を具備し、前記受信回路部は、前記制御回路部の前記レベル切替手段から出力される前記制御信号をデコードし、デコードされた前記制御信号を前記増幅調整手段に出力する制御信号デコード手段を備えたことが好ましい。
この発明によれば、デコード部が入力された制御信号をデコードし、増幅調整手段は、このデコードされた制御信号に基づいて増幅手段の信号増幅率を調整する。これにより、デコード部が制御信号をデコードするので、制御回路部から出力される制御信号を簡易な信号に設定することができ、通信される信号の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明の電波修正時計は、前記受信回路部および前記制御回路部を接続するシリアル通信線を具備し、前記制御回路部は、前記シリアル通信線を介して、前記受信回路部に前記制御信号をシリアル通信で出力し、前記受信回路部は、前記シリアル通信線を介して、前記制御信号をシリアル通信で受信し、前記制御信号デコード手段でデコードすることが好ましい。
この発明によれば、受信回路部と制御回路部とは、シリアル通信線により接続されている。これにより、受信回路部および制御回路部間をパラレル通信線で接続する場合に比べて接続する通信線の数を減らすことができ、電波修正時計の回路構成をより簡略化することができる。また、パラレル通信は、各信号線におけるデータ送信の同期が必要なために通信速度の高速化が難しいが、本発明では、制御信号をシリアル出力することにより、通信速度の高速化および信号の伝送ミスの抑制を図ることができ、例えば電圧調整手段による電圧調整や増幅調整手段による信号増幅率の調整における応答性の向上、信頼性の向上を図ることができる。
【００１７】
また、本発明の電波修正時計において、前記レベル切替手段は、受信動作を開始した後、前記デューティ判断手段にて、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致すると判断された後は、受信動作を終了するまで前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを固定して変化させないことが好ましい。
この発明によれば、受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを適切なレベルに設定した後は、そのレベルを固定しているので、タイムコードデコード手段によりタイムコードがデコードされている間は、前記レベルは一定値に維持される。
これにより、安定した二値化処理を行え、ビット化けなども防止でき、タイムコードをより正確にデコードすることができる。
【００１８】
さらに、本発明の電波修正時計において、前記レベル切替手段は、受信動作時に設定された前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを、標準電波の種類毎に記憶しておき、次の受信動作時には、前記記憶された受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを初期設定値として設定することが好ましい。
電波修正時計では、一般には予め設定された時刻に自動的に受信する機能を備えている。このような定時受信時においては、周囲の受信環境もほぼ一定している可能性が高い。従って、前回の受信時に設定した前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを初期値としておけば、前記レベルを切り替えることなく、受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致する可能性が高い。従って、より短時間でかつ効率的に受信処理を行うことができる。
【００１９】
また、本発明の電波修正時計において、前記受信手段は、複数種類の標準電波を選択して受信可能に構成され、前記受信手段で受信する標準電波の種類を選択する受信電波設定手段を備え、前記タイムコード作成手段は、前記受信電波設定手段により選択される標準電波の種類に対応した基準タイムコードを作成し、前記デューティ判断手段は、前記受信電波設定手段で選択された標準電波の種類に対応する前記基準タイムコードのデューティと、前記二値化信号の受信パルスデューティとを比較して判断することが好ましい。
この発明によれば、例えば各種の標準電波、例えば、ＪＪＹ（日本）、ＷＷＶＢ（アメリカ）、ＤＣＦ７７（ドイツ）等の複数種類の標準電波を受信可能な電波修正時計において、選択された標準電波の種類に応じて基準タイムコードのデューティを設定できるため、各標準電波に最適なレベルを設定でき、正しいタイムコードを取得できる。
【００２０】
さらに、本発明の電波修正時計は、前記時刻カウンタにてカウントされる時刻の信頼性を判断する内部時刻信頼性判断手段を備え、前記タイムコード作成手段は、前記内部時刻信頼性判断手段により前記時刻カウンタにてカウントされる時刻が信頼できると判断された場合に、前記基準タイムコードを作成することが好ましい。
【００２１】
内部時刻信頼性判断手段は、時刻カウンタにてカウントされる時刻である内部時刻と、実際の時刻とがある程度一致しているか否かを判断して、その信頼性を判断する。ここで、内部時刻信頼性判断手段は、内部時刻の信頼性の判断基準として、例えば、以下のような場合において内部時刻の信頼性が低いと判断する。すなわち、（１）時刻カウンタの値をリセットする処理を実施した後、一度も標準電波の受信が成功していない場合、（２）前回の標準電波の受信成功時から所定時間（例えば、１週間）以上経過している場合、（３）利用者による手動操作で時刻修正が実施された場合、などにおいて、内部時刻信頼性判断手段は、内部時刻の信頼性が低いと判断する。
【００２２】
内部時刻が大きくずれている場合、この内部時刻に基づいて作成された基準タイムコードのデューティは、実際の時刻におけるタイムコードのデューティと異なる値となる。このため、レベル切替手段により、受信信号に対する閾値の相対的なレベルをこの基準タイムデューティに対応したレベルに変更した場合、受信した標準電波から正確なタイムコードを取得できないおそれがある。これに対して、この発明では、内部時刻信頼性判断手段により内部時刻の信頼性が低いと判断された場合、タイムコード作成手段は基準タイムコードを作成しない。これにより、内部時刻のずれによる誤った基準タイムコードが作成されることがなく、内部時刻の信頼性が高い場合にのみ、基準タイムコードに基づいた受信信号の閾値レベルの設定を実施できる。したがって、より信頼性の高いタイムコードを取得することができ、より正確な時刻修正を実施することができる。
【００２３】
本発明の電波修正時計の制御方法は、タイムコード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修正を実施する電波修正時計の制御方法であって、前記標準電波を受信し、前記標準電波の受信信号を所定の閾値に基づいて二値化して二値化信号を出力し、時刻カウンタにてカウントされる時刻に基づいて、基準タイムコードを作成し、前記二値化信号のパルスデューティを算出し、前記作成された基準タイムコードのデューティと一致するか否かを判断し、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致しないと判断された場合に、前記受信信号に対する前記閾値の相対的なレベルを変更し、このレベル変更処理を前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致するまで繰り返し、前記受信パルスデューティが前記基準タイムコードのデューティと一致すると判断された場合に、前記二値化信号をデコードして前記タイムコードを復調することを特徴とする。
この発明によれば、上記電波修正時計と同様に、全体的な受信時間も短縮でき、省電力化が図れるとともに、多少受信環境が悪化していても、その受信信号に適した閾値レベルに調整でき、正しいタイムコードを取得でき、受信環境の影響を軽減でき、正しい時刻に修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明の第一の実施の形態に係る電波修正時計１を図面に基づいて説明する。
図１は、第一の実施の形態に係る電波修正時計の構成を示すブロック図である。
図２は、二値化回路およびＶＲＥＦ切替回路の構成を示す回路図である。
図３は、日本における標準電波「ＪＪＹ」の各信号に対する受信パルスデューティおよび振幅変化を示す図である。
図４は、アメリカ合衆国における標準電波「ＷＷＶＢ」の各信号に対する受信パルスデューティおよび振幅変化を示す図である。
図５は、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および振幅変化を示す図である。
図６は、イギリスにおける標準電波「ＭＳＦ」の各信号に対する受信パルスデューティおよび振幅変化を示す図である。
図７は、日本における標準電波「ＪＪＹ」のタイムコードフォーマットを示す図である。
図８は、デューティ判断部におけるＴＣＯ信号のパルスデューティの計測方法を示す図である。
図９は、デューティ判断部におけるＴＣＯ信号のパルスデューティの計測方法の他の例を示す図である。
【００２５】
（１）電波修正時計１の構成
電波修正時計１は、図１に示すように、受信手段としてのアンテナ２と、受信回路部３と、制御回路部４と、表示部５と、受信電波設定手段としての外部操作部材６と、水晶振動子４８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」と称す）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。
【００２６】
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４３の時刻を設定する。また、制御回路部４は、時刻カウンタ４３の時刻を表示部５に表示させる制御をする。さらに、制御回路部４は、受信回路部３から入力されるＴＣＯのデューティを判定し、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。
【００２７】
表示部５は、制御回路部４の駆動回路部４６により駆動制御され、時刻カウンタ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、文字板および指針を備え、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。
【００２８】
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。
【００２９】
基準クロック用の水晶振動子４８は、所定の基準信号（基準クロック、例えば１Ｈｚの信号）を出力するものであり、この水晶振動子４８から出力された基準信号が制御回路部４に入力されている。
【００３０】
（２）受信回路部３の構成
受信回路部３は、図１に示すように、同調回路３１と、増幅手段としての第１増幅回路３２と、バンドパスフィルタ（Band-pass filter，以下、「ＢＰＦ」と略す場合がある）３３と、第２増幅回路３４と、包絡線検波回路３５と、増幅調整手段としてのＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３６と、二値化手段としての二値化回路３７と、閾値調整手段としてのＶＲＥＦ切替回路３８と、制御信号デコード手段としてのデコード回路３９とを備えて構成されている。
【００３１】
同調回路３１は、コンデンサを備えて構成され、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、第１増幅回路３２に出力される。なお、本実施形態の受信回路部３では、日本の標準電波「ＪＪＹ」の他、アメリカ合衆国の標準電波「ＷＷＶＢ」、ドイツの標準電波「ＤＣＦ７７」、イギリスの標準電波「ＭＳＦ」などの各地域における標準電波を受信可能に構成されている。
【００３２】
第１増幅回路３２は、後述するＡＧＣ回路３６から入力する信号に応じてゲインを調整し、同調回路３１から入力する受信信号を一定の振幅としてＢＰＦ３３に入力するように増幅する。すなわち、第１増幅回路３２は、ＡＧＣ回路３６から入力する信号に応じて、振幅が大きい場合にはゲインを低くし、振幅が小さい場合にはゲインを高くして、受信信号を一定の振幅となるように増幅する。
【００３３】
ＢＰＦ３３は、所望の周波数帯の信号を抽出するフィルタである。すなわち、ＢＰＦ３３を介することにより、第１増幅回路３２から入力した受信信号から搬送波成分以外が除去される。
【００３４】
第２増幅回路３４は、ＢＰＦ３３から入力する受信信号を、固定のゲインでさらに増幅する。
【００３５】
包絡線検波回路３５は、図示しない整流器と、図示しないローパスフィルタ（Low-Pass Filter，ＬＰＦ）とを備えて構成され、第２増幅回路３４から入力した受信信号を整流およびろ波し、ろ波して得られた包絡線信号を、ＡＧＣ回路３６および二値化回路３７に出力する。
ＡＧＣ回路３６は、包絡線検波回路３５から入力した受信信号に基づいて、第１増幅回路３２にて受信信号を増幅する際のゲインを決定する信号を出力する。
【００３６】
二値化回路３７は、図２に示すように、二値化コンパレータで構成され、２つの入力端子のうち、一方の入力端子は、包絡線検波回路３５に接続され、他方の入力端子は、ＶＲＥＦ切替回路３８に接続されている。そして、二値化回路３７は、包絡線検波回路３５から入力する包絡線信号、および、ＶＲＥＦ切替回路３８から入力する所定電圧を有する基準電圧（閾値）に基づいて、二値化信号すなわちＴＣＯ信号を出力する。
【００３７】
具体的に、二値化回路３７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を下回っている場合には、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のＴＣＯデコード部４１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のＴＣＯデコード部４１に出力するように構成することも可能である。
【００３８】
ＶＲＥＦ切替回路３８は、定電圧源３８１から出力された電源電圧ＶＤＤから基準電圧ＶＲＥＦ１〜ＶＲＥＦ４を生成して、当該基準電圧を二値化回路３７に出力する。このＶＲＥＦ切替回路３８は、定電圧源３８１と、当該定電圧源３８１およびグランドＧＮＤの間に配置される４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、これら４つの抵抗Ｒ１〜Ｒ４の間およびＲ３とグランドＧＮＤとの間と、二値化回路３７との間に配置される４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、抵抗Ｒ４とグランドＧＮＤとの間に配置される定電流源３８２とを備えて構成されている。
【００３９】
このうち、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、アナログスイッチで構成され、スイッチＳＷ１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の間と二値化回路３７との間、スイッチＳＷ２は、抵抗Ｒ２，Ｒ３の間と二値化回路３７との間、スイッチＳＷ３は、抵抗Ｒ３，Ｒ４の間と二値化回路３７との間、スイッチＳＷ４は、抵抗Ｒ４，定電流源３８２の間と二値化回路３７との間に、それぞれ配置されている。これら各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、デコード回路３９と、選択線ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４を介して、それぞれ独立して接続されており、当該デコード回路３９から入力する信号に応じて、オン／オフ状態が切り替わるように構成されている。そして、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のうち、いずれか１つがオン状態（導通状態）となり、他のスイッチがオフ状態（非導通状態）となることにより、定電圧源３８１から出力された電源電圧ＶＤＤは、定電流源３８２から出力された電流ＩＳおよび抵抗Ｒにより電圧変化され、基準電圧ＶＲＥＦとなって二値化回路３７に入力する。
【００４０】
このようなＶＲＥＦ切替回路３８は、スイッチＳＷ１のみがオン状態である場合に、最も高い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ１を二値化回路３７に出力する。そして、ＶＲＥＦ切替回路３８は、スイッチＳＷ２のみがオン状態である場合に、２番目に高い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ２を出力し、スイッチＳＷ３のみがオン状態である場合に、３番目に高い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ３を出力し、また、スイッチＳＷ４のみがオン状態である場合に、最も低い電圧の基準電圧ＶＲＥＦ４を出力する。
【００４１】
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ＳＬ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から入力する制御信号をデコードし、当該制御信号に含まれるコードに基づいて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ状態を設定する信号を、各選択線ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４に出力する。
【００４２】
（３）制御回路部４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、基準電圧ＶＲＥＦを切り替える制御信号を出力する。また制御回路部４は、二値化回路３７から入力する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４３の時刻を設定する。さらには、制御回路部４は、時刻カウンタ４３の時刻を表示部５に表示させる制御をする。
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、記憶部４２と、時刻カウンタ４３と、タイムコード作成手段としてのＴＣ発生部４４と、デューティ判断手段としてのデューティ判断部４５と、駆動回路部４６と、レベル切替手段としての制御部４７とを備えて構成されている。なお、制御部４７には、前記水晶振動子４８から出力された基準信号が入力されている。
【００４３】
ＴＣＯデコード部４１は、受信回路部３の二値化回路３７から入力するＴＣＯ信号をデコードして、当該ＴＣＯ信号に含まれる日付情報およ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４７に出力する。
具体的には、ＴＣＯデコード部４１は、ＴＣＯ信号の波形を認識し、所定のパルス幅（例えば１Ｈｚ）に対する受信パルスデューティを計測する。そして、この受信パルスデューティの違いによりＴＣＯ信号からＴＣを認識する。例えば、日本国内において用いられる標準電波（ＪＪＹ）では、図３に示すように、１秒のパルス幅に対して、ハイレベル信号のパルス幅が０．５秒である場合（つまり、デューティが５０％である場合）、「１」の信号（１信号）を認識する。また、１秒のパルス幅に対して、ハイレベル信号のパルス幅が０．８秒である場合（つまり、デューティが８０％である場合）、「０」の信号（０信号）を認識する。１秒のパルス幅に対して、ハイレベル信号のパルス幅が０．２秒である場合（つまり、デューティが２０％である場合）、「Ｐ」信号（Ｐ信号）を認識する。そして、ＴＣＯデコード部４１は、これら認識した１信号、０信号、およびＰ信号の並びにより所定のＴＣを認識する。
【００４４】
なお、上記において、ＪＪＹにおけるＴＣの認識を例示したが、受信された標準電波が他の種類である場合、それぞれの電波に対応するデューディにより、ＴＣを認識する。例えば、図４、図５、および図６に示すように、アメリカ合衆国における標準電波（ＷＷＶＢ）では、デューティが５０％である場合１信号、デューティが２０％である場合０信号、デューティが８０％である場合Ｐ信号を認識する。また、ドイツにおける標準電波（ＤＣＦ７７）では、デューティが８０％である場合１信号、デューティが９０％である場合０信号を認識し、イギリスにおける標準電波（ＭＳＦ）では、デューティが８０％である場合１信号、デューティが９０％である場合０信号、デューティが５０％である場合Ｐ信号を認識する。
【００４５】
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である。このような記憶部４２は、電波修正時計１の製造時に設定され、受信回路部３で受信する標準電波に関する電波データが記録される電波データテーブルを記憶している。
この電波データテーブルは、電波種類データと、基準電波データとが関連付けられて構成される電波データを１つのレコードとし、これらの電波データを複数記録するテーブル構造に構築されている。
ここで、電波種類データは、受信回路部３にて受信される標準電波の種類に関する情報であり、例えば、ＪＪＹ、ＷＷＶＢ、ＤＣＦ７７、ＭＳＦなどが記録されている。
基準電波データは、電波種類データにて特定される標準電波に含まれるＴＣ（タイムコード）のデューティ比が記録されている。具体的には、基準電波データは、ＴＣを構成する０信号、１信号、およびＰ信号のデューティ、標準電波の振幅変化に関する情報が記録されている。
また、記憶部４２は、受信回路部３にて受信される標準電波の種類に関する電波種類設定データや、その他受信に関する設定情報などが記録される受信設定データが記録されている。
【００４６】
時刻カウンタ４３は、水晶振動子４８から出力される基準信号に基づいて、時間（内部時刻）をカウントする。具体的には、時刻カウンタ４３は、秒をカウントする秒カウンタ、分をカウントする分カウンタ、時をカウントする時カウンタを備えている。
秒カウンタは、例えば水晶振動子４８から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である。分カウンタは、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トである。時カウンタは、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トである。
なお、分カウンタは、秒カウンタが６０カウントするごとに秒カウンタから分カウンタに信号を出力して分カウンタをカウントアップさせる構成としてもよい。同様に、時カウンタは、分カウンタが６０カウントするごとに分カウンタから時カウンタに信号を出力され、時カウンタをカウントアップさせる構成としてもよい。
【００４７】
ＴＣ発生部４４は、時刻カウンタにてカウントされる時刻に基づいて、基準タイムコード（基準ＴＣ）を作成する。
具体的には、ＴＣ発生部４４は、記憶部４２に記憶されている受信設定データの電波種類設定データを読み込み、電波種類設定データに記録される標準電波の種類に対応した基準タイムコードを作成する。例えば、電波種類設定データに日本における標準電波「ＪＪＹ」を設定する旨が記録されている場合、ＴＣ発生部４４は、ＪＪＹのタイムコードフォーマットに従って基準ＴＣを作成する。
ここで、ＪＪＹのタイムコードフォーマットでは、図７に示すように、１秒ごとに一つの信号が送信され、６０秒で１レコードとして構成されている。つまり、１フレームが６０ビットのデータである。また、データ項目として分、時の現時刻情報と、現在年の１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日等のカレンダー情報とが含まれている。各項目の値は、各秒毎に割り当てられた数値の組み合わせによって構成され、この組み合わせのＯＮ、ＯＦＦが信号の種類から判断される。
そして、ＴＣ発生部４４は、上記のようなＪＪＹのタイムコードフォーマットに即して、ヘッダ部から分、時の現時刻情報までの基準ＴＣ、つまり０から２０秒に対応する基準ＴＣを作成する。
また、ＴＣ発生部４４は、作成した基準ＴＣをデューティ判断部４５に出力する。
【００４８】
デューティ判断部４５は、受信回路部３から入力されるＴＣＯ信号の受信パルスデューティと、ＴＣ発生部４４にて作成された基準ＴＣの基準デューティとを比較し、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準ＴＣの基準デューティと一致するか否かを判断する。具体的には、デューティ判断部４５は、入力されたＴＣＯ信号および基準ＴＣに対して、図８に示すような手法により、受信パルスデューティを計測する。
すなわち、図８に示す計測方法では、基準クロックに基づいて生成される例えば６４Ｈｚや１００Ｈｚのサンプリングクロックで、入力されたＴＣＯ信号および基準ＴＣを所定期間サンプリングし、サンプリングされたＴＣＯ信号の信号レベルがハイレベルであるか、ロウレベルであるかを判断する。この時、ＴＣＯデコード部４１は、サンプリングされたＴＣＯおよび基準ＴＣがハイレベルである場合「１」と判断し、ロウレベルである場合「０」と判断する。ここで、例えば３０秒間を１００Ｈｚでサンプリングした場合、総データ数は３０×１００＝３０００個であり、そのうち「１」が７５１個あった場合、受信パルスデューティは７５１／３０００＝２５．０％となる。
【００４９】
また、上記のような図８に示す計測方法に限られず、図９に示す計測方法によりパルスデューティを計測してもよい。
すなわち、図９に示す計測方法では、ＴＣＯ信号および基準ＴＣの立上りエッジＵを検出する立上り検出を実施し、立上りエッジＵが検出された位置からタイマーを駆動させて立下りエッジＤが検出されるまでの時間を計測する。この立上りエッジＵから立下りエッジＤまでの時間Ｔの計測を繰り返し実施し、ＴＣＯ信号および基準ＴＣのサンプリングトータル時間に対する立上りエッジＵから立下りエッジＤまでの時間Ｔの総合計の割合を演算することで受信パルスデューティおよび基準デューティを計測する。
【００５０】
そして、デューティ判断部４５は、上記のような計測方法により計測、演算されたＴＣＯ信号の受信パルスデューティおよび基準ＴＣの基準デューティを比較し、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティと一致するか否かを判断する。この時、デューティ判断部４５は、記憶部に記憶される受信設定データの電波種類設定データを認識し、ＴＣＯ信号の時分に関する時刻情報が記録されるデータ部の部分の受信パルスデューティと、基準デューティとを比較する。例えば、電波種類設定データに日本の標準電波（ＪＪＹ）が記録されている場合、ＴＣＯ信号の受信開始部を示すヘッダから時分の時刻情報がデータ化される２０秒までの部分における受信パルスデューティを認識し、この受信パルスデューティと基準デューティとを比較する。
また、ここでいう「一致」するとは、時刻カウンタにおける時刻のずれや、受信環境の影響などによる１〜３％程度の誤差を含むものとする。すなわち、デューティ判断部４５は、受信パルスデューティと基準デューティとの差が１〜３％程度の場合、「一致した」と判断する。
そして、デューティ判断部４５は、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティと一致しない場合には、さらにＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも大きいか小さいかを判断する。
【００５１】
駆動回路部４６は、制御部４７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制御をする。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４６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制御をする。また、表示部５が文字板および指針を有する構成である場合、駆動回路部４６は、指針を駆動させるステッピングモータに、パルス信号を出力し、ステッピングモータの駆動力により指針を運針させる制御をする。
【００５２】
制御部４７は、水晶振動子４８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４７は、ＴＣＯデコード部４１から入力されるＴＣを、時刻カウンタ４３に出力し、時刻カウンタ４３のカウントを修正する制御をする。また、制御部４７は、時刻カウンタ４３にてカウントされる時刻を表示部５に表示させる旨の時刻表示制御信号を駆動回路部４６に出力する。
【００５３】
さらに、制御部４７は、デューティ判断部４５における判断に基づいて、受信回路部３に所定の制御信号を出力する。
具体的には、制御部４７は、外部操作部材６から入力される操作信号に、標準電波の種類を設定する旨の電波種類設定データが含まれている場合、この電波種類設定データに基づいて、記憶部４２の電波受信状態設定情報を更新する。例えば、外部操作部材６の操作により、受信する標準電波の種類をＪＪＹに設定する電波種類設定データが記録された操作信号が入力されると、制御部４７は、記憶部４２の受信設定データにＪＪＹを受信する旨の電波種類設定データを記録する。
そして、制御部４７は、例えば外部操作部材６により標準電波による時刻修正を実施する旨の操作信号が入力されたり、予め設定された修正予定時刻になったりすると、ＴＣ発生部４４に基準ＴＣを生成させる制御をし、さらに、デューティ判断部４５にこのＴＣ発生部４４にて作成された基準ＴＣの基準デューティとＴＣＯ信号の受信パルスデューティとを比較判断させる制御をする。
【００５４】
そして、制御部４７は、デューティ判断部４５において、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準ＴＣの基準デューティよりも大きいと判断された場合、受信回路部３に、ＶＲＥＦ切替回路３８における基準電圧を１段階高くする旨の制御信号を出力する。また、制御部４７は、デューティ判断部４５において、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準ＴＣの基準デューティより小さいと判断された場合、受信回路部３に、ＶＲＥＦ切替回路３８における基準電圧を１段階低くする旨の制御信号を出力する。
【００５５】
なお、制御部４７と、デコード回路３９とは、前述のように、シリアル通信線ＳＬにより接続され、制御信号は、シリアル通信線ＳＬを介してデコード回路３９に入力される。これにより、ＶＲＥＦ切替回路３８の電圧切替を制御する旨の制御信号を、デコード回路３９を介して、ＶＲＥＦ切替回路３８に出力させることができる。
ここで、制御部４７と受信回路部３とのシリアル通信においては、制御部４７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ースを用いて、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４７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、受信および認識した制御信号を制御部４７に再度転送し、制御部４７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。
【００５６】
（４）電波修正時計１の動作
次に、上記のような電波修正時計１における、標準電波による時刻修正動作について説明する。
図１０は、電波修正時計１の時刻修正動作を示すフローチャートである。
図１１は、標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、この標準電波を弱電界環境で受信した際の包絡線信号の波形、および前記標準電波をノイズ環境で受信した際の包絡線信号の波形を示す図である。
図１２は、標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、およびこの標準電波の受信信号を包絡線検波後、それぞれの基準電圧に基づいて二値化したＴＣＯ信号の波形を示す図である。
【００５７】
電波修正時計１の製造時には、電波データテーブルが記憶部４２に書き込まれて記憶される。また、電波修正時計１の製造時には、受信設定データの電波種類設定データとして、例えばＪＪＹがデフォルトデータとして記録されている。したがって、受信回路の製造時では、電波修正時計１は、ＪＪＹに含まれるＴＣがデコード可能な状態に設定されている。
【００５８】
図１０において、電波修正時計１の制御部４７は、外部操作部材６から時刻修正を実施する旨の操作信号が入力されたり、予め設定された時刻となったりしたことを認識すると、アンテナ２にて標準電波を受信して、時刻修正動作を開始する制御をする（ステップＳ１０１）。
このステップＳ１０１では、アンテナ２にて受信された標準電波を、同調回路３１にて電圧信号（受信信号）に変換する。そして、第１増幅回路３２、バンドパスフィルタ３３、第２増幅回路３４、包絡線検波回路３５により、受信信号を所定レベルに増幅し、所望の周波数帯域の信号を抽出し、整流およびろ波して包絡線信号とする。さらに、この包絡線信号を二値化回路３７により二値化してＴＣＯ信号とし、このＴＣＯ信号を制御回路部４に出力させる。
【００５９】
このステップＳ１０１の後、制御回路部４の制御部４７は、記憶部４２に記憶されている受信設定データから電波種類設定データを認識する。ここで、初期状態では、上記したように、電波種類設定データとしてＪＪＹが記録されているため、制御部４７は受信された標準電波がＪＪＹであると認識する。なお、外部操作部材６の操作により、受信設定データが変更された場合は、変更された受信設定データに記録される標準電波の種類を認識する（ステップＳ１０２）。そして、制御部４７は、認識した受信設定データをＴＣ発生部４４に出力する。
【００６０】
この後、制御回路部４のＴＣ発生部４４は、時刻カウンタ４３に基づいて、基準ＴＣを生成する（ステップＳ１０３）。この時、制御部４７から入力される受信設定データを認識し、標準電波の種類に対応した時分に関する時刻情報がデータ化された部分の基準ＴＣを生成する。例えば、受信設定データに日本の標準電波「ＪＪＹ」が設定されている場合、ＪＪＹのタイムコードフォーマットに即して、ヘッダ部から分、時の現時刻情報までの基準ＴＣ、つまり０から２０秒に対応する基準ＴＣを作成する。そして、ＴＣ発生部４４は作成した基準ＴＣをデューティ判断部４５に出力する。
【００６１】
そして、ステップＳ１０３の後、制御回路部４のデューティ判断部４５は、ＴＣ発生部４４から基準ＴＣが入力されると、上述した図８または図９に示されるような計測方法により、基準ＴＣの基準デューティを演算する（ステップＳ１０４）。
【００６２】
また、デューティ判断部４５は、受信回路部３からＴＣＯ信号が入力されると（ステップＳ１０５）、上述した図８または図９に示されるような計測方法により、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティを演算する。そして、デューティ判断部４５は、受信パルスデューティがステップＳ１０４にて演算した基準デューティと一致するか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
【００６３】
ここで、受信回路部３において、包絡線検波後の包絡線信号は、図１１に示すように、標準電波の受信環境により、異なる波形となる。例えば、図１１の（ａ）に示されるように、受信環境における周囲ノイズが少ないが、送信局からの距離が遠く弱電界である場合、標準電波が弱められるため、包絡線信号の振幅が小さく、信号レベルも小さくなる。また、受信環境がノイズ環境である場合、標準電波の受信信号がノイズの影響を受けて、振幅および信号レベルも大きくなる。したがって、この包絡線信号を二値化回路３７にて二値化する際、基準電圧の違いにより異なる波形の二値化信号（ＴＣＯ信号）が出力される。
【００６４】
ステップＳ１０６では、デューティ判断部４５は、このようなＴＣＯ信号に対して、その受信パルスデューティを演算し、この受信パルスデューティが基準デューティと一致するか否かを判断する。
【００６５】
例えば、図１２に示すように、Ａ１に示されるようなＴＣＯ信号が含まれた標準電波（ＪＪＹ）を受信し、前述の受信回路部３で包絡線検波を実施して図１２のＡ２に示す波形のような信号が得られるとする。
ここで、ＶＲＥＦ切替回路３８において基準電圧が高い設定（例えばＶＲＥＦ１）に切り替えられている場合、受信回路部３から制御回路部４にＡ３に示されるような波形のＴＣＯ信号が出力される。この場合、デューティ判断部４５は、ステップＳ１０４にて演算された基準ＴＣの基準デューティ（６８％）と、演算されたＴＣＯ信号の受信パルスデューティ（５４％）とを比較し、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも小さいと判断する。
また、ＶＲＥＦ切替回路３８において基準電圧が低い設定（例えばＶＲＥＦ３）に切り替えられている場合、受信回路部３から制御回路部４にＡ５に示されるような波形のＴＣＯ信号が出力される。この場合、デューティ判断部４５は、ステップＳ１０４にて演算された基準ＴＣの基準デューティ（６８％）と、演算されたＴＣＯ信号の受信パルスデューティ（７５％）とを比較し、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも大きいと判断する。
さらに、ＶＲＥＦ切替回路３８において基準電圧が中間の設定（例えばＶＲＥＦ２）に切り替えられている場合、受信回路部３から制御回路部４にＡ４に示されるような波形のＴＣＯ信号が出力される。この場合、デューティ判断部４５は、ステップＳ１０４にて演算された基準ＴＣの基準デューティ（６８％）と、演算されたＴＣＯ信号の受信パルスデューティ（６７％）とを比較し、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティと一致すると判断する。
【００６６】
そして、デューティ判断部４５において、受信パルスデューティが基準デューティと一致しないと判断された場合、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８において基準電圧が切り替え可能であるか否かを判断し（ステップＳ１０７）、切り替え可能である場合は、受信回路部３に基準電圧を切り替える旨の制御信号を出力する。
例えば、図１２のＡ３に示すようなＴＣＯ信号が得られた場合、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも小さいと判断されるので、制御部４７は、受信パルスデューティを大きくするために、ＶＲＥＦ切替回路３８における基準電圧を１段階低くする（ＶＲＥＦ２に設定する）旨の制御信号を出力する。
また、図１２のＡ５に示すようなＴＣＯ信号が得られた場合、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも大きいと判断されるので、制御部４７は、受信パルスデューティを小さくするために、ＶＲＥＦ切替回路３８における基準電圧を１段階高くする（ＶＲＥＦ２に設定する）旨の制御信号を出力する。
このように、基準電圧を切り替えることで、例えば図１１（ａ）に示すような受信環境が弱電界である場合では、上記したように標準電波が弱められるため、包絡線信号の振幅も小さく、信号レベルも小さくなるが、二値化レベルが低くなるように、基準電圧を下げることにより、正確にＴＣＯを得ることができる。また、図１１（ｂ）に示すような受信環境がノイズ環境である場合では、標準電波の受信信号がノイズの影響を受けて、振幅および信号レベルが大きくなるが、二値化レベルが高くなるように基準電圧を上げることにより、正確にＴＣＯを得ることができる。
そして、受信回路部３は、上記のような制御信号が入力されると、この制御信号をデコード回路３９でデコードし、ＶＲＥＦ切替回路３８に出力する。ＶＲＥＦ切替回路３８は、制御信号に基づいて、基準電圧を切り替える。これにより二値化回路３７における基準電圧が変化し、補正された波形のＴＣＯ信号が再び制御回路部４に出力される。
一方、ステップＳ１０７において、基準電圧の切り替えが不可能であると判断される場合、例えば、現在の基準電圧の設定が最も低電圧の設定であるＶＲＥＦ４で、かつＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティより小であると判断された場合、標準電波の受信を終了させて、時刻修正動作を終了させる（ステップＳ１０９）。
【００６７】
また、ステップＳ１０６において、例えば図１２のＡ４に示すように、デューティ判断部４５にて受信パルスデューティが基準デューティと一致すると判断された場合、制御部４７は、現在受信しているＴＣＯ信号に関し、秒同期処理を行う（ステップＳ１１０）。すなわち、標準電波は、１分間毎に１つのＴＣを伝送する電波であり、１秒毎に上記したような０信号、１信号、Ｐ信号が伝送される。したがって、標準電波の１秒毎の信号の立ち上がりなどを検出して秒同期処理を行うことで、各信号を認識できるようになる。
【００６８】
この後、制御部４７は、ＴＣＯデコード部４１に、ＴＣＯ信号をデコードさせ、ＴＣを取得させる制御をする（ステップＳ１１１）。なお、アンテナ２には順次標準電波が入力され、受信回路部３にて標準電波が受信されるが、ステップＳ１０９のＴＣデコード処理の間、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の設定電圧を維持し、デコード中に二値化回路３７における基準電圧（閾値）が変更されることがない。
そして、制御部４７は、ステップＳ１０９により正確なＴＣが取得されたか否かを判断し（ステップＳ１１２）、正確なＴＣが取得された場合、受信回路部３における標準電波の受信動作を終了させる（ステップＳ１１３）。また、制御部４７は、取得したＴＣを時刻カウンタ４３に出力させて、時刻カウンタ４３の各カウンタ値を修正し、表示部５の表示時刻を修正する（ステップＳ１１４）。
一方、ステップＳ１１２において、受信パルスデューティが異なるなどして、正確なＴＣが取得できなかった場合は、ステップＳ１０９の処理、すなわち受信動作を終了させて、時刻修正動作を終了する。
【００６９】
（５）第一の実施の形態における電波修正時計１の作用効果
上述したように、上記のような電波修正時計１では、デューティ判断部４５は、ＴＣ発生部４４により時刻カウンタ４３でカウントされる時刻に基づいて作成される基準ＴＣの基準デューティと、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティとを比較する。そして、制御部４７は、デューティ判断部４５にて、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティと一致しないと判断した場合、受信回路部３に、二値化回路３７の基準電圧を切り替える旨の制御信号を出力する。
このため、二値化回路３７から出力されるＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティと一致するように最適化することができる。また、ＴＣ発生部４４により、現在時刻に即した基準ＴＣを生成し、この基準ＴＣの基準デューティと一致する受信パルスデューティを有するＴＣＯ信号をＴＣＯデコード部４１にてデコードすることで、ＴＣＯ信号の信頼性も向上し、正確なＴＣを取得することができ、このデコードされたＴＣにより電波修正時計１の時刻修正処理を正確に実施することができる。
【００７０】
また、前記受信パルスデューティが基準ＴＣと一致するかは、ＴＣＯ信号の時分の時刻情報が記録される部分を比較するだけで判断できる。例えば、ＪＪＹの標準電波では、２０秒のタイムコードを受信すれば判断できる。
このため、従来のように、数分間の電波受信を行って、複数のタイムコードを取得しなければ、正しいタイムコードを受信できているかを判断できない方法に比べて短時間で判断することができる。従って、電波修正時計における平均的な受信時間も短縮でき、省電力化が図れる。
さらに、二値化回路３７における基準電圧を変更できるので、多少受信環境が悪化していても、その受信信号に適した閾値レベルに調整でき、正しいタイムコードを取得できる。従って、ノイズ環境や受信電波の強弱などの受信環境の影響を軽減でき、正しい時刻に修正することができる。
さらには、ＴＣ発生部４４にて現在時刻に即した基準ＴＣを作成するため、利用者が時刻修正を望むタイミングで電波修正時計１の時刻修正動作を実施することができる。
【００７１】
また、制御部４７は、ＴＣＯデコード部４１にてＴＣＯ信号をＴＣにデコードしている間、ＶＲＥＦ切替回路３８にて設定される基準電圧を維持し、二値化回路３７における基準電圧が変更されない。
このため、デコード中に基準電圧が変化することがないので、例えばビット化けなどにより正確なデコードが阻害されるなどの不都合が回避でき、正確なＴＣをデコードすることができる。
【００７２】
さらに、受信回路部３は、デコード回路３９を備え、デコード回路３９にて制御回路部４から入力された制御信号をデコードし、デコードされた制御信号をＶＲＥＦ切替回路３８に出力している。
このため、デコード回路３９が制御信号をデコードするので、制御回路部４から出力される制御信号を簡易な信号に設定することができ、通信される信号の信頼性を向上させることができる。
【００７３】
さらには、ＴＣ発生部４４は、電波種類設定データに記録されている標準電波の種類に応じたフォーマットの基準ＴＣを作成する。そして、デューティ判断部４５は、この標準電波の種類に応じて生成された基準ＴＣの基準デューティと、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティとを比較し、制御部４７は、この比較結果に応じて受信回路部３に制御信号を出力する。
このため、電波修正時計１は、複数の標準電波の種類に対応して、それぞれの標準電波の受信信号から最適なＴＣＯ信号を抽出することができる。したがって、例えば異なる標準電波が発信される場所に移動した場合でも、外部操作部材６を操作して標準電波の種類を設定するだけで、容易に、かつ正確な時刻の修正を実施できる。
【００７４】
そして、受信回路部３と制御回路部４とは、シリアル通信線により接続されている。このため、受信回路部３および制御回路部４をパラレル通信回路で接続する場合に比べて、通信線の数を減らすことができ、電波修正時計１における回路構成をより簡略化することができる。また、制御回路部４から受信回路部３にシリアル通信線を介して制御信号をシリアル出力することで、通信速度をより高速化することができる。さらには、制御回路部４と受信回路部３とを一対のシリアル通信線で接続し、双方向通信が可能な構成とすることで、制御部４７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、受信および認識した制御信号を制御部４７に再度転送し、制御部４７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ができる。このような構成にすることで、より信頼性の高いシリアル通信を行うことができる。
【００７５】
〔第二の実施の形態〕
次に本発明の第二の実施の形態の電波修正時計１Ａについて、図面に基づいて説明する。
図１３は、第二の実施の形態に係る電波修正時計の構成を示すブロック図である。
図１４は、第一増幅回路におけるＡＧＣ電圧およびゲインの関係を示す図である。
図１５は、ＡＧＣ回路により切り替えられる各ＡＧＣ特性における、受信信号の入力レベルに対するＡＧＣ電圧の関係を示す図である。
なお、第二の実施の形態の電波修正時計１Ａの説明にあたり、上述した第一の実施の形態の電波修正時計１と同一の構成には、同符号を付し、その説明を簡略、または省略する。
【００７６】
（１）電波修正時計１Ａの構成
図１３において、電波修正時計１Ａは、アンテナ２と、アンテナ２に入力された標準電波を受信する受信回路部３Ａと、受信回路部３Ａを制御する制御回路部４Ａと、制御回路部４Ａの時刻カウンタ４３にてカウントされる時刻が表示される表示部５と、電波修正時計１Ａの操作を入力する外部操作部材６と、水晶振動子４８とを備えている。
上述した第一の実施の形態の制御部４７は、デューティ判断部４５にてＴＣＯ信号の受信パルスデューティと基準デューティとが異なると判断された場合、二値化回路３７における基準電圧を変化させる制御信号を出力したが、電波修正時計１Ａの制御部４７Ａは、デューティ判断部４５にてＴＣＯ信号の受信パルスデューティと基準デューティとが異なると判断された場合、第１増幅回路３２Ａの信号増幅率を変化させる制御信号を出力する。
【００７７】
（２）受信回路部３Ａの構成
受信回路部３Ａは、図１３に示すように、同調回路３１と、増幅手段としての第１増幅回路３２Ａと、ＢＰＦ３３と、第２増幅回路３４と、包絡線検波回路３５と、ＡＧＣ回路３６Ａと、二値化回路３７と、ＶＲＥＦ切替回路３８と、デコード回路３９とを備えている。同調回路３１、ＢＰＦ３３、第２増幅回路３４、包絡線検波回路３５は、第一の実施の形態と同様の構成であり、その説明を省略する。
【００７８】
第１増幅回路３２Ａは、第一の実施の形態の電波修正時計１における第１増幅回路３２と同様に、ＡＧＣ回路３６Ａから入力される信号に応じてＡＧＣ電圧を切り替えてゲインを調整し、同調回路３１から入力する受信信号を増幅させてＢＰＦ３３に入力する。
ここで、第１増幅回路３２ＡにおけるＡＧＣ電圧と、ゲインとの関係は、図１４に示すようになる。すなわち、ＡＧＣ電圧が０．０〜０．２Ｖに設定している状態では、第１増幅回路３２Ａにおけるゲインは８０ｄＢであり、ＡＧＣ電圧を０．２Ｖ以上に設定すると、ゲインはＡＧＣ電圧に略比例して低下し、ＡＧＣ電圧が１．０Ｖに設定されると、ゲインは約０．０ｄＢとなる。なお、第１増幅回路３２Ａに入力されるＡＧＣ電圧としては、０．１〜０．９Ｖ程度の可変幅に設定されている。
【００７９】
ＡＧＣ回路３６Ａは、デコード回路３９から入力される制御信号に基づいて設定されるＡＧＣ特性に対応したＡＧＣ電圧を第１増幅回路３２Ａに出力する。
具体的には、ＡＧＣ回路３６Ａは、図１５に示すように、制御信号に基づいてＡＧＣ１〜ＡＧＣ４のうちから１つのＡＧＣ特性を選択し、選択したＡＧＣ特性に対応するＡＧＣ電圧を第１増幅回路３２Ａに出力する。
例えば、ＡＧＣ１のＡＧＣ特性が選択されている場合、ＡＧＣ回路３６Ａは、第１増幅回路３２Ａに入力された受信信号の入力レベルが約５０ｄＢの場合、０．４ＶのＡＧＣ電圧を第１増幅回路３２Ａに出力する。また、受信信号の入力レベルが大きくなり、例えば約６６ｄＢになると、ＡＧＣ回路３６Ａは、第１増幅回路３２Ａに０．８ＶのＡＧＣ電圧を入力する。ＡＧＣ回路３６Ａは、上記のように、第１増幅回路３２Ａに入力される受信信号の入力レベルに対応するＡＧＣ電圧を出力することで、受信信号の振幅をＡＧＣ特性に対応する一定値に保つように制御する。
なお、第二の実施の形態では、図１５に示すように、ＡＧＣ電圧を、ＡＧＣ１、ＡＧＣ２、ＡＧＣ３、およびＡＧＣ４のうちいずれか１つに切り替え可能な構成を例示するが、５つ以上のＡＧＣ電圧のうちいずれか１つを選択して第１増幅回路３２Ａに出力する構成としてもよい。また、第１増幅回路３２Ａに出力するＡＧＣ電圧を連続的に変化可能な構成としてもよいが、時計の電子回路に用いられる電源電圧は１．４Ｖと低いため、ＡＧＣ電圧のダイナミックレンジが狭く、上記のように、ＡＧＣ特性を切り替える構成が好ましい。
【００８０】
デコード回路３９は、上記第一の実施の形態と同様に、後述する制御回路部４Ａと、シリアル通信線ＳＬ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４Ａから入力する制御信号をデコードし、当該制御信号に含まれるコードに基づいて、ＡＧＣ回路３６ＡにおけるＡＧＣ電圧を設定する旨の信号を出力する。
【００８１】
（３）制御回路部４Ａの構成
制御回路部４Ａは、第一の実施の形態の電波修正時計１の制御回路部４と略同様の構成を有している。すなわち、この制御回路部４Ａは、図１３に示すように、ＴＣＯデコード部４１と、記憶部４２と、時刻カウンタ４３と、ＴＣ発生部４４と、デューティ判断部４５と、駆動回路部４６と、制御部４７Ａとを備えて構成されている。
【００８２】
第二の実施の形態の電波修正時計１Ａの制御回路部４Ａにおける制御部４７Ａは、水晶振動子４８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４７Ａは、第一の実施の形態の制御部４７と同様に、ＴＣＯデコード部４１から入力されるＴＣを、時刻カウンタ４３に出力し、時刻カウンタ４３のカウントを修正する制御をする。また、制御部４７Ａは、時刻カウンタ４３にてカウントされる時刻を表示部５に表示させる旨の時刻表示制御信号を駆動回路部４６に出力する。
【００８３】
また、制御部４７Ａは、デューティ判断部４５における判断に基づいて、受信回路部３Ａに所定の制御信号を出力する。具体的には、制御部４７Ａは、デューティ判断部４５において、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティより大きいと判断された場合、受信回路部３Ａに、ＡＧＣ回路３６Ａにて設定されているＡＧＣ特性を、１段階ゲインが小さく設定されたＡＧＣ特性に切り替える旨の制御信号を出力する。また、制御部４７Ａは、デューティ判断部４５において、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティより小さいと判断された場合、受信回路部３Ａに、ＡＧＣ回路３６Ａにて設定されているＡＧＣ特性を、１段階ゲインが大きく設定されたＡＧＣ特性に切り替える旨の制御信号を出力する。
【００８４】
（４）電波修正時計１Ａの動作
次に、上記のような電波修正時計１Ａにおける、標準電波による時刻修正動作について説明する。
図１６は、電波修正時計の時刻修正動作を示すフローチャートである。
図１７は、標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、それぞれのＡＧＣ電圧特性の設定に基づいて出力された受信信号の包絡線検波後の波形、およびこれらの包絡線検波後の波形を二値化したＴＣＯ信号の波形を示す図である。
【００８５】
図１６において、電波修正時計１Ａは、上記した電波修正時計１と略同様の時刻修正動作を実施する。すなわち、電波修正時計１Ａでは、電波修正時計１の時刻修正動作におけるステップＳ１０１からステップＳ１０６と同様の処理を実施する。なお、ステップＳ１０１からステップＳ１０５の動作については、ここではその説明を省略し、ステップＳ１０６の動作については、その説明を簡略する。
【００８６】
ステップＳ１０６において、電波修正時計１Ａの制御回路部４Ａでは、デューティ判断部４５は、ステップＳ１０５にて確認されたＴＣＯ信号の受信パルスデューティとステップＳ１０４にて演算された基準デューティとを比較し、受信パルスデューティが基準デューティと一致するか否かを判断する。
例えば、図１７に示すように、Ａ１に示されるようなＴＣＯ信号が含まれた標準電波（ＪＪＹ）を受信し、ＡＧＣ回路３６ＡからＡＧＣ１のＡＧＣ特性に対応するＡＧＣ電圧が出力される場合、包絡線検波後の包絡線信号は、図１７のＡ６に示すような波形となり、この包絡線信号Ａ６を二値化回路３７にて二値化した際のＴＣＯ信号は、図１７のＡ７に示すような波形となる。
この場合、デューティ判断部４５は、ステップＳ１０４にて演算された基準ＴＣの基準デューティ（６８％）と、ＴＣＯ信号のパルスデューティ（５４％）とを比較し、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも小さいと判断する。
また、ＡＧＣ回路３６ＡからＡＧＣ２のＡＧＣ特性に対応するＡＧＣ電圧が出力される場合、図１７のＡ８に示されるような波形の包絡線信号が得られ、Ａ９に示されるようなＴＣＯ信号が出力される。この場合、デューティ判断部４５は、ステップＳ１０４にて演算された基準ＴＣの基準デューティ（６８％）と、演算されたＴＣＯ信号の受信パルスデューティ（６７％）とを比較し、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティと一致すると判断する。
【００８７】
そして、このステップＳ１０６において、デューティ判断部４５が、受信パルスデューティが基準デューティと一致しないと判断された場合、制御部４７Ａは、ＡＧＣ回路３６ＡにおいてＡＧＣ特性が切り替え可能であるか否かを判断し（ステップＳ２０１）、切り替え可能である場合は、受信回路部３ＡにＡＧＣ特性を切り替える旨の制御信号を出力する。
【００８８】
例えば、図１７のＡ７に示すようなＴＣＯ信号が得られた場合、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも小さいと判断される。この場合、制御部４７Ａは、受信パルスデューティを大きくするために、第１増幅回路３２Ａのゲインを上げる（ＡＧＣ電圧を小さくする）必要があるので、ＡＧＣ回路３６ＡにおけるＡＧＣ特性を、一段階ゲインが大きくなる設定に切り替える（ＡＧＣ２に設定する）旨の制御信号を出力する。
また、図示は省略するが、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも大きいと判断された場合、制御部４７Ａは、受信パルスデューティを小さくするために、第１増幅回路３２Ａのゲインを下げる（ＡＧＣ電圧を大きくする）必要がある。この場合、ＡＧＣ回路３６ＡにおけるＡＧＣ特性を、一段階ゲインが小さくなる設定に切り替える旨の制御信号を出力する。
【００８９】
そして、受信回路部３Ａは、上記のような制御信号が入力されると、この制御信号をデコード回路３９でデコードし、ＡＧＣ回路３６Ａに出力する（ステップＳ２０２）。ＡＧＣ回路３６Ａは、制御信号に基づいて、ＡＧＣ特性を切り替える。これにより第１増幅回路３２Ａに出力されるＡＧＣ電圧が変化し、信号増幅率も変化する。したがって、この受信信号が包絡線検波されて包絡線信号として出力された際に、元の波形に比べて包絡線信号の振幅が変化し、これによりＴＣＯ信号の波形も変化する。
【００９０】
一方、ステップＳ２０１において、ＡＧＣ電圧の切り替えが不可能であると判断される場合、例えば、現在のＡＧＣ特性が、図１５におけるＡＧＣ１に設定されており、かつＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティよりも大きいと判断された場合、ステップＳ１０９の処理、すなわち標準電波の受信を終了させて、時刻修正動作を終了させる。
【００９１】
また、ステップＳ１０６において、例えば図１７のＡ９に示すように、デューティ判断部４５にて受信パルスデューティと基準デューティとが一致すると判断された場合、第一の実施の形態の電波修正時計１におけるステップＳ１１０ないしステップＳ１１４と同様の処理を実施する。
すなわち、制御部４７Ａは、ステップＳ１１０において、現在受信しているＴＣＯ信号に基づいて、秒同期処理を実施し、ステップＳ１１１において、ＴＣＯデコード部４１でＴＣＯ信号からＴＣをデコードする。この際、第一の実施の形態の電波修正時計１と同様に、ステップＳ１０９のＴＣのデコード処理の間、制御部４７Ａは、ＡＧＣ回路３６ＡのＡＧＣ特性の設定を維持し、デコード中にＡＧＣ特性が変更されることがない。
そして、ステップＳ１１２において、制御部４７Ａ
は、ステップＳ１１１で正確なＴＣが取得されたか否かを判断し、正確なＴＣが取得された場合、ステップＳ１１３の処理、すなわち受信回路部３における標準電波の受信動作を終了させる。また、制御部４７Ａは、ステップＳ１１４において、取得したＴＣを時刻カウンタ４３に出力させて、時刻カウンタ４３の各カウンタ値を修正し、修正した時刻を表示部５に表示させる制御をする。
一方、ステップＳ１１０において、受信パルスデューティが異なるなどして、正確なＴＣが取得できなかった場合は、ステップＳ１０７の処理、すなわち受信動作を終了させて、時刻修正動作を終了させる。
【００９２】
（５）第二の実施の形態における電波修正時計１Ａの作用効果
上述したように、上記第二の実施の形態の電波修正時計１Ａでは、デューティ判断部４５は、ＴＣ発生部４４により時刻カウンタ４３でカウントされる時刻に基づいて作成される基準ＴＣの基準デューティと、ＴＣＯ信号の受信パルスデューティとを比較する。そして、制御部４７Ａは、デューティ判断部４５にて、これらの基準デューティおよびＴＣＯ信号の受信パルスデューティが一致しないと判断した場合、受信回路部３に、第１増幅回路３２ＡにおけるＡＧＣ特性を切り替える旨の制御信号を出力する。
このため、第１増幅回路３２Ａにおける信号増幅率が変化し、二値化回路３７から出力されるＴＣＯ信号の受信パルスデューティが基準デューティとなるように、ＴＣＯ信号を最適化することができる。したがって、第一の実施の形態の電波修正時計１と同様に、このＴＣＯ信号に基づいて、正確なＴＣを取得することができ、このＴＣにより電波修正時計１Ａの時刻修正処理を正確に実施することができる。
【００９３】
〔第三の実施の形態〕
次に、本発明の第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂについて、図面に基づいて説明する。
図１８は、第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂの構成を示すブロック図である。なお、第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂの説明にあたり、上述した第一および第二の実施の形態の電波修正時計１，１Ａと同一の構成には、同符号を付し、その説明を簡略、または省略する。
【００９４】
（１）第三の実施の形態における電波修正時計１Ｂの構成
第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂは、第一の実施の形態の電波修正時計１におけるＴＣ発生部４４を変形した時計である。
すなわち、電波修正時計１ＢにおけるＴＣ発生部４４Ａは、本発明の内部時刻信頼性判断手段およびタイムコード生成手段としての機能を備えている。
【００９５】
具体的には、ＴＣ発生部４４Ａは、電波修正時計１Ｂにおいて時刻カウンタ４３にてカウントされる内部時刻の信頼性を判断する。この内部時刻の信頼性の判断としては、例えば、記憶部４２に時刻修正処理が実施された時刻に関する時刻修正履歴情報を記憶し、ＴＣ発生部４４Ａは、この時刻修正履歴情報を読み込んで、内部時刻の信頼性が高いか低いかを判断する。ここで、ＴＣ発生部４４Ａは、例えば以下のような場合に内部時刻の信頼性が低いと判断する。すなわち、（１）時刻修正履歴情報に、時刻を修正した履歴がない場合、つまり内部時刻がリセットされた後、一度も標準電波の受信による時刻修正処理が成功していない場合、（２）時刻修正履歴情報に記録される最後の時刻修正処理の後、所定時間（例えば、１週間）以上、標準電波の受信による時刻修正処理が実施されていない場合、（３）時刻修正履歴情報に記録される最後の時刻修正処理が、利用者の操作入力により実施された時刻修正処理である場合、ＴＣ発生部４４Ａは、内部時刻の信頼性が低いと判断する。
そして、ＴＣ発生部４４Ａは、上記のように、内部時刻の信頼性が低いと判断した場合、基準ＴＣを生成しない。一方、ＴＣ発生部４４Ａは、上記のような場合に該当せず、内部時刻の信頼性が高いと判断した場合、第一の実施の形態のＴＣ発生部４４と同様に、時刻カウンタにてカウントされる時刻（内部時刻）に基づいて、基準ＴＣを作成する。
【００９６】
（２）第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂの動作
次に、上記のような電波修正時計１Ｂの時刻修正動作について説明する。
図１９は、電波修正時計１Ｂの時刻修正動作を示すフローチャートである。
図１９に示すように、第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂにおける時刻修正動作では、先ず、第一の実施の形態の電波修正時計１におけるステップＳ１０１およびステップＳ１０２と同様の処理を実施する。すなわち、予め設定された時刻修正を実施する時刻になった場合、または電波受信による時刻修正を実施する旨の入力がなされた場合に、制御部４７は、ステップＳ１０１の処理を実施し、すなわち、時刻修正動作を開始する制御をする。
また、制御部４７は、ステップＳ１０２の処理により、電波種類設定データを認識する。
【００９７】
この後、電波修正時計１Ｂでは、ＴＣ発生部４４Ａにより、時刻カウンタ４３にてカウントされる内部時刻の信頼性を判断する（ステップＳ３０１）。
このステップＳ３０１では、上述したように、ＴＣ発生部４４Ａは、記憶部４２に記憶される時刻修正履歴情報を参照する。そして、時刻の修正履歴の有無、最後に時刻修正が実施された際の修正方法（標準電波による時刻修正であるか、手動による時刻修正であるか）、および最後に標準電波の受信による時刻修正を実施した時から現在までの経過時間を認識する。
ここで、ＴＣ発生部４４Ａは、内部時刻がリセットしてから一度も標準電波による時刻修正が成功しておらず、時刻修正履歴がない場合、最後の時刻修正が手動による修正である場合、および最後に標準電波の受信による時刻修正が実施された後、所定期間以上経過している場合、内部時刻の信頼性が低いと判断する。
【００９８】
そして、このステップＳ３０１において、ＴＣ発生部４４Ａは、内部時刻の信頼性が高いと判断した場合、第一実施の形態の電波修正時計１におけるステップＳ１０３の処理を実施し、以降、第一の実施の形態と同様に、ステップＳ１０４ないしステップＳ１１４の処理を実施する。
【００９９】
一方、ステップＳ３０１において、ＴＣ発生部４４Ａにより内部時刻の信頼性が低いと判断された場合、第一の実施の形態の電波修正時計１におけるステップＳ１１０ないしステップＳ１１４の処理を実施する。すなわち、一般的な電波修正時計と同様に、受信した標準電波の受信パルスデューティを基準デューティとの比較を行わずに、受信した標準電波のＴＣＯ信号からＴＣをデコードし、このＴＣに基づいて、時刻カウンタ４３にてカウントされる各カウンタ値を合わせこんで、内部時計を修正し、表示部５の表示時刻を修正する。
【０１００】
（３）第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂの作用効果
上述したように、上記第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂでは、ＴＣ発生部４４Ａが内部時刻信頼性判断手段としても機能し、時刻カウンタ４３にてカウントされる内部時刻の信頼性を判断する。そして、ＴＣ発生部４４は、内部時刻の信頼性が高い場合にのみ、基準ＴＣを作成する。
このため、内部時刻のずれにより、実際の現在時刻と異なる誤った基準ＴＣが作成されない。したがって、ＶＲＥＦ切替回路３８が、このような不正確な基準ＴＣの基準デューティに基づいたレベルに基準電圧を切り替えることがなく、不正確な基準ＴＣによる時刻修正ミスを防ぐことができる。よって、ステップＳ１０６において、信頼性の高い基準ＴＣと受信パルスデデューティを比較することができ、ＶＲＥＦ切替回路３８は、より適切な基準電圧に二値化回路３７に出力することができる。これにより、信頼性の高い基準ＴＣに基づいて、より正確な時刻修正処理を実施することができる。
【０１０１】
また、ステップＳ３０１において、内部時刻の信頼性が低いと判断された場合は、二値化回路３７における基準電圧の切り替えを行わず、一般的な標準電波による時刻修正処理が実施され、標準電波より正常なＴＣを取得することに成功すると、時刻カウンタ４３の内部時刻を修正する。
このため、次回の標準電波の受信時からは、この内部時刻に基づいた基準ＴＣを作成することができ、基準ＴＣに基づいた受信レベルの調整を実施することで、より正確な時刻修正を実施することができる。
【０１０２】
〔他の実施の形態〕
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。
すなわち、上記実施の形態において、ＴＣ発生部４４は、時分の時刻情報に対応する部分の基準ＴＣを生成するとしたが、これに限定されない。
例えば、時刻カウンタ４３は、秒カウンタ、分カウンタ、および時カウンタに加えて、年月日をカウント可能なカウンタを備える構成とし、ＴＣ発生部４４にて、分、時の現時刻情報と、現在年の１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日等のカレンダー情報などを備えた1フレームの基準ＴＣを作成する構成としてもよい。
また、ＴＣ発生部４４は、現在年の１月１日からの通算日、年、曜日等のカレンダー情報の基準ＴＣを作成し、デューティ判断部４５は、この基準ＴＣの基準デューティと、ＴＣＯ信号のカレンダー情報に関するデータ部の受信パルスデューティとを比較判断する構成などとしてもよい。
【０１０３】
また、上記実施の形態では、利用者により手動で時刻修正命令が入力されて時刻修正動作を実施する場合、および例えば午前２時から午前５時までの予め設定された定時受信時刻に時刻修正動作を実施する場合の双方において、時刻修正動作を実施する毎にＴＣ発生部４４にて基準ＴＣを生成する構成であるが、例えば定時受信時刻に時刻修正動作を実施する場合に記憶部４２に記憶される基準ＴＣを用いる構成としてもよい。
すなわち、ＴＣ発生部４４は、例えば工場出荷後、最初に定時受信時刻に時刻修正する時や、利用者により定時受信時刻が設定された後、最初に定時受信時刻に時刻修正する時に、時刻カウンタ４３の時刻データに基づいて基準ＴＣを生成し、デューティ判断部４５は、この作成した基準ＴＣとＴＣＯ信号のパルスデューティとを比較判断する。また、この時、ＴＣ発生部４４は、作成した基準ＴＣを記憶部４２に記憶する。そして、次回の定時受信時刻における時刻修正動作の際には、デューティ判断部４５は、記憶部４２に記憶された基準ＴＣの基準デューティと、受信したＴＣＯ信号のパルスデューティとを比較判断する。
このような構成では、定時受信時刻における時刻修正動作において、ＴＣ発生部４４が毎回基準ＴＣを生成する必要がないので、ＴＣ発生部４４における処理負荷を軽減させることができ、時刻修正動作の高速化および省電力化を図ることができる。
【０１０４】
前記各実施形態において、受信処理時における二値化回路３７の基準電圧ＶＲＥＦや、ＡＧＣ回路３６ＡにおけるＡＧＣ特性の初期値は、予め設定された固定値でもよいが、例えば、前回の受信処理時に設定した値を記憶しておき、次回の受信処理時には前回の設定値を初期値としてもよい。
この場合には、定時受信時のように、周囲の受信環境が一定している受信処理においては、前回の受信時に設定した値を初期値としておけば、前記基準電圧やＡＧＣ特性を切り替えることなく、受信パルスデューティが前記基準デューティと一致するように制御できる可能性が高い。従って、より短時間でかつ効率的に受信処理を行うことができる。
【０１０５】
また、上記実施の形態において、電波修正時計１，１Ａは、周波数の変換を実施しないストレート方式の例を示したが、これに限定されず、例えばスーパーヘテロダイン方式受信回路部を有する電波修正時計としてもよい。このような場合、受信周波数の切り替えは、バンドパスフィルタの切り替えではなく、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）の発信周波数または分周比の切り替えにて行えばよい。
【０１０６】
さらに、第一の実施の形態において、ＶＲＥＦ切替回路３８による基準電圧を切り替えることにより二値化回路３７における基準電圧の切り替えを実施したが、これに限られない。例えば、基準電圧を固定し、コンパレータのオフセット値を変化させる回路を設ける構成としてもよく、さらには、ＰｃｈトランジスタとＮｃｈトランジスタの能力を変えるインバータを複数設けることで閾値を変化させる構成としてもよい。
【０１０７】
さらには、上記第三の実施の形態において、第一の実施の形態の電波修正時計１のＴＣ発生部４４に内部時刻信頼性判断手段としての機能を追加した電波修正時計１Ｂとしたが、第二の実施の形態の電波修正時計１ＡのＴＣ発生部４４に内部時刻信頼性判断手段としての機能を追加する構成としてもよい。この場合でも、上記第三の実施の形態の電波修正時計１Ｂと同様の作用効果が得られ、より信頼性の高い正確な時刻修正処理を実施することができる。
【０１０８】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、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。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】第一の実施の形態に係る電波修正時計の構成を示すブロック図である。
【図２】前記第一の実施の形態の二値化回路およびＶＲＥＦ切替回路の構成を示す回路図である。
【図３】日本における標準電波「ＪＪＹ」の各信号に対する受信パルスデューティおよび振幅変化を示す図である。
【図４】アメリカ合衆国における標準電波「ＷＷＶＢ」の各信号に対する受信パルスデューティおよび振幅変化を示す図である。
【図５】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および振幅変化を示す図である。
【図６】イギリスにおける標準電波「ＭＳＦ」の各信号に対する受信パルスデューティおよび振幅変化を示す図である。
【図７】日本における標準電波「ＪＪＹ」のタイムコードフォーマットを示す図である。
【図８】デューティ判断部におけるＴＣＯ信号のパルスデューティの計測方法を示す図である。
【図９】デューティ判断部におけるＴＣＯ信号のパルスデューティの計測方法の他の例を示す図である。
【図１０】電波修正時計の時刻修正動作を示すフローチャートである。
【図１１】標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、この標準電波を弱電界環境で受信した際の包絡線信号の波形、および前記標準電波をノイズ環境で受信した際の包絡線信号の波形を示す図である。
【図１２】標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、およびこの標準電波の受信信号を包絡線検波後、それぞれの基準電圧に基づいて二値化したＴＣＯ信号の波形を示す図である。
【図１３】第二の実施の形態に係る電波修正時計の構成を示すブロック図である。
【図１４】第一増幅回路におけるＡＧＣ電圧およびゲインの関係を示す図である。
【図１５】ＡＧＣ回路により切り替えられる各ＡＧＣ特性における、受信信号の入力レベルに対するＡＧＣ電圧の関係を示す図である。
【図１６】電波修正時計の時刻修正動作を示すフローチャートである。
【図１７】標準電波に含まれるＴＣに係る元の波形、それぞれのＡＧＣ電圧特性の設定に基づいて出力された受信信号の包絡線検波後の波形、およびこれらの包絡線検波後の波形を二値化したＴＣＯ信号の波形を示す図である。
【図１８】第三の実施の形態の電波修正時計の構成を示すブロック図である。
【図１９】第三の実施の形態の電波修正時計における時刻修正動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１，１Ａ，１Ｂ…電波修正時計、２…受信手段としてのアンテナ、３，３Ａ…受信回路部、４，４Ａ…制御回路部、６…受信電波設定手段としての外部操作部材、３２，３２Ａ…増幅手段としての第１増幅回路、３６，３６Ａ…増幅調整手段としてのＡＧＣ回路、３７…二値化手段としての二値化回路、３８…閾値調整手段としてのＶＲＥＦ切替回路、３９…制御信号デコード手段としてのデコード回路、４１…タイムコードデコード手段としてのＴＣＯデコード部、４３…時刻カウンタ、４４…タイムコード作成手段としてのＴＣ発生部、４４Ａ…タイムコード作成手段および内部時刻信頼性判断手段としても機能するＴＣ発生部、４５…デューティ判断部、４７，４７Ａ…レベル切替手段としての制御部。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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