電波修正時計およびその制御方法
【課題】標準電波を受信する際の受信性能を向上できる電波修正時計を提供すること。
【解決手段】電波修正時計１は、標準電波を受信して復調するアンテナ２、受信回路部３と、受信回路部３を制御する制御回路部４と、復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備える。受信回路部３は、受信信号を増幅する第１増幅回路３２と、増幅された信号を検波して包絡線信号を出力する包絡線検波回路３５と、包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する二値化回路３７と、二値化回路３７の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値または時刻コード取得用電圧値に設定するＶＲＥＦ切替回路３８とを備える。制御回路部４は、ＶＲＥＦ切替回路３８を制御する制御部４７を備える。制御部４７は、マーカー取得時にはマーカー取得用電圧値に設定し、時刻コード取得時には時刻コード取得用電圧値に設定する。
【解決手段】電波修正時計１は、標準電波を受信して復調するアンテナ２、受信回路部３と、受信回路部３を制御する制御回路部４と、復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備える。受信回路部３は、受信信号を増幅する第１増幅回路３２と、増幅された信号を検波して包絡線信号を出力する包絡線検波回路３５と、包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する二値化回路３７と、二値化回路３７の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値または時刻コード取得用電圧値に設定するＶＲＥＦ切替回路３８とを備える。制御回路部４は、ＶＲＥＦ切替回路３８を制御する制御部４７を備える。制御部４７は、マーカー取得時にはマーカー取得用電圧値に設定し、時刻コード取得時には時刻コード取得用電圧値に設定する。
【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】
標準電波を受信して、時刻を修正する電波修正時計が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
前記標準電波は振幅変調であり、前記電波修正時計は、受信回路において、フィルターなどで受信信号の包絡線を抜き出した後、比較器（コンパレーター）などで包絡線信号と基準電圧（閾値）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、電波修正時計は、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。
【０００３】
前記特許文献１，２では、標準電波の種類に応じて前記基準電圧（閾値）を設定し、ノイズの影響などによるタイムコードの誤検出を低減するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０２９８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各標準電波は、１，０，Ｐの各信号を１秒毎に送信して時刻情報を送信している。ここで、各信号のデューティー（各信号におけるＨｉレベル期間の割合）が異なるため、前記包絡線信号の電圧レベルも、各信号で相違する。
例えば、前記包絡線信号の電圧は、各信号のＨｉレベル期間に上昇し、Ｌｏｗレベル期間に下降するように構成され、デューティーが５０％の信号を基準にした場合、デューティーが２０％等、Ｈｉレベル期間が短い信号では、包絡線信号のピーク電圧はデューティー５０％の場合に比べて低くなりやすい。また、デューティーが８０％等、Ｌｏｗレベル期間が短い信号では、包絡線信号のボトム電圧はデューティー５０％の場合に比べて高くなりやすい。
【０００６】
従って、各標準電波毎に、二値化回路の基準電圧（閾値）を設定した場合でも、各標準電波の個別の信号においては基準電圧が適切でない可能性もあった。例えば、デューティー５０％の信号を基準に、前記基準電圧を設定した電波の場合、デューティーが小さい信号ではピーク電圧が低いため、基準電圧以上とならず、信号を正しく検出できないという問題があった。
同様に、デューティーが大きい場合にはボトム電圧が高いため、基準電圧未満とならず、この場合も信号を正しく検出できないという問題があった。
このように、受信する標準電波の種類に応じて、二値化回路の基準電圧を設定した場合には、標準電波の種類に関係なく基準電圧を一定にした場合に比べて受信性能を向上できるものの、その性能向上に限界があるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、標準電波を受信する際の受信性能を向上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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電波修正時計は、標準電波を受信して復調する受信手段と、前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計であって、前記受信手段は、前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、前記制御手段は、前記基準電圧設定部を制御する基準電圧制御部を備え、前記基準電圧制御部は、標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定し、標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、標準電波を受信する際に、マーカーの取得時と、時刻コードの取得時において、比較部の基準電圧を個別に設定している。このため、マーカーを表す信号（Ｐ、Ｍ信号）と、マーカー以外の時刻コードを表す信号（例えば、１信号および０信号）とで包絡線信号のレベルが異なる場合に、それぞれの信号を検出するのに適した基準電圧に設定できる。従って、本発明によれば、標準電波を受信する際に、各信号を精度よく検出することができ、ノイズの影響を軽減できて受信性能を向上できる。
そして、受信性能を向上できるために、正しい時刻情報を取得することができ、この取得した時刻情報によって表示している時刻を正しく修正できるので、時刻精度の高い電波修正時計を構成することができる。
【００１０】
本発明の電波修正時計において、前記受信手段は、帯域幅を変更可能なバンドパスフィルターを備え、前記制御手段は、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定する帯域幅制御部を備え、前記帯域幅制御部は、所定の条件に応じて、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定し、前記基準電圧制御部は、前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、設定されたバンドパスフィルターの帯域幅に応じて設定することが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、所定の条件に応じて、バンドパスフィルターの帯域幅を変更可能であるため、前記条件に合わせた適切な受信特性が得られる。
例えば、帯域幅が狭い第１の帯域幅（例えば５Ｈｚ）と、それよりも帯域幅が広い第２の帯域幅（例えば１０Ｈｚ）の２段階にバンドパスフィルターの帯域幅を切替可能である場合、第２の帯域幅に設定した場合は、第１の帯域幅に設定した場合に比べて、消費電流を小さくでき、かつ、検波信号の応答性が良く、温度変化にも強いという利点があるのに対し、ノイズに弱いという欠点がある。
従って、各帯域幅の特性を考慮し、所定の条件に応じてバンドパスフィルターの帯域幅を設定すれば、全体的な受信性能を向上できる。
また、バンドパスフィルターの帯域幅によって、検波信号の波形（包絡線信号のレベル）なども変化するが、本発明では、設定されたバンドパスフィルターの帯域幅に応じて、前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を設定しているので、帯域幅を変更した場合でも、マーカー信号や時刻コードを確実にかつ精度良く検出でき、この点でも受信性能を向上できる。
【００１２】
本発明の電波修正時計において、前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、前記帯域幅制御部は、受信開始時には、前記第２の帯域幅に設定し、受信開始後、マーカーを取得できない場合、または、時刻コードを取得できない場合には、前記第１の帯域幅に設定することが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、帯域幅制御部は、前記帯域幅を設定する条件として、受信開始時であるか否かの条件と、マーカーや時刻コードを取得できたか否かの条件が設定され、この条件に応じて帯域幅を設定する。
そして、バンドパスフィルターは、受信開始時には第２の帯域幅に設定され、受信開始後にマーカーや時刻コードを検出、取得できない場合のみ第１の帯域幅に設定されている。このため、通常の受信時には、第２の帯域幅に設定されるので、第１の帯域幅に設定して受信する場合に比べて、消費電流を小さくでき、かつ、検波信号の応答性が良く、温度変化にも強いという利点がある。
また、受信開始後に、マーカーや時刻コードを検出、取得できない場合には、第２の帯域幅よりもノイズに強い第１の帯域幅に設定されるので、ノイズの影響を軽減してマーカーや時刻コードを取得する確率を向上できる。従って、全体的な受信性能を向上できる。
【００１４】
本発明の電波修正時計において、温度を測定する温度センサーを備え、前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、前記帯域幅制御部は、前記温度センサーで測定された温度が予め設定された温度範囲内にある時には、前記第１の帯域幅に設定し、前記温度センサーで測定された温度が前記温度範囲外にある時には、前記第２の帯域幅に設定することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、周囲の温度を測定して前記帯域幅を設定しているので、バンドパスフィルターの中心周波数が大きく変動する温度である場合に、広い帯域幅に変更することで、受信感度の低下を抑制することができる。
【００１６】
本発明の電波修正時計において、前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、前記帯域幅制御部は、受信する標準電波が日本の標準電波ＪＪＹまたはアメリカの標準電波ＷＷＶＢのいずれかである場合には、前記第１の帯域幅に設定し、受信する標準電波がドイツの標準電波ＤＣＦ７７またはイギリスの標準電波ＭＳＦのいずれかである場合には、前記第２の帯域幅に設定することが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、ＪＪＹやＷＷＶＢのように、「１」、「０」、「Ｍ又はＰ」の各信号でパルスデューティーが大きく異なる場合は、バンドパスフィルターの帯域幅を第１の帯域幅に設定し、検波信号の応答性が多少悪くても、各信号を判別できる。一方で、第１の帯域幅に設定すれば、外部ノイズの影響を軽減できる。このため、ＪＪＹやＷＷＶＢでは、バンドパスフィルターの帯域幅を第１の帯域幅に設定することで、受信性能を向上できる。
一方、ＤＣＦ７７やＭＳＦのように、「１」、「０」の各信号でパルスデューティーの相違が小さい場合は、検波信号の立ち上がりの応答性が悪いと、一方の信号を他方の信号と誤認識してしまう可能性が高い。そこで、バンドパスフィルターの帯域幅を第２の帯域幅に設定して検波信号の応答性を良くすれば、検波波形の変化に敏感に反応して検出でき、パルスデューティーの相違が小さい各信号を区別して判定することができる。このため、ＤＣＦ７７やＭＳＦでは、バンドパスフィルターの帯域幅を第２の帯域幅に設定することで、受信性能を向上できる。
【００１８】
本発明の電波修正時計において、前記受信手段は、複数の標準電波を受信可能に構成され、前記基準電圧設定部は、前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、標準電波の種類に対応して設定可能に構成され、前記基準電圧制御部は、標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記マーカー取得用電圧値に設定し、標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記時刻コード取得用電圧値に設定することが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、受信する標準電波の種類に合わせてマーカー取得用電圧値を設定しているので、マーカーを表す信号の包絡線信号のレベルが標準電波毎に異なる場合でも、各レベルに適した基準電圧値（マーカー取得用電圧値）を設定できる。このため、マーカー信号を確実にかつ精度良く検出でき、標準電波の分同期を確実に行うことができる。
また、受信する標準電波の種類に合わせて時刻コード取得用電圧値を設定しているので、時刻コードを表す信号（１信号や０信号）の包絡線信号のレベルが標準電波毎に異なる場合でも、各レベルに適した基準電圧（時刻コード取得用電圧値）を設定できる。このため、時刻コードを確実にかつ精度良く検出でき、正しい時刻情報を安定して取得することができる。
なお、例えば、各標準電波毎のマーカー取得用電圧値や時刻コード取得用電圧値は、予め記憶部に記憶しておき、受信する標準電波の種類に応じてデータを読み出し、基準電圧制御部がそのデータに基づいて基準電圧設定部を制御すればよい。
【００２０】
本発明の電波修正時計の制御方法は、標準電波を受信して復調する受信手段と、前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計の制御方法であって、前記受信手段は、前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定する工程と、標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
この電波修正時計の制御方法においても、前記電波修正時計と同様に、標準電波を受信する際に、各信号を精度よく検出することができ、ノイズの影響を軽減できて受信性能を向上でき、時刻精度の高い電波修正時計を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施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】バンドパスフィルターの一例を示す回路図である。
【図３】バンドパスフィルターの他の例を示す回路図である。
【図４】ＶＲＥＦ切替回路の一例を示す回路図である。
【図５】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ーおよび振幅変化を示す図である。
【図６】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ーおよび振幅変化を示す図である。
【図７】ドイツにおける標準電波「ＤＣＦ７７」の各信号に対する受信パルスデューティーおよび振幅変化を示す図である。
【図８】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ーおよび振幅変化を示す図である。
【図９】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１０】基準電圧設定テーブルの一例を示す図である。
【図１１】タイムコード、検波波形、基準電圧、ＴＣＯを示す波形図である。
【図１２】第１実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態のタイムコード、検波波形、基準電圧、ＴＣＯを示す波形図である。
【図１５】第３実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図１６】ＭＳＦ受信時のタイムコード、検波波形、基準電圧を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の第１実施形態に係る電波修正時計１を図面に基づいて説明する。
〔電波修正時計の構成〕
電波修正時計１は、図１に示すように、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、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、受信した標準電波の信号を受信回路部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。従って、アンテナ２および受信回路部３によって、本発明の受信手段が構成されている。なお、受信回路部３の詳細な説明は、後述する。
【００２４】
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、時刻データ）を生成し、生成したＴＣに基づいて時刻カウンター４３の時刻を設定する。また、制御回路部４は、時刻カウンター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に制御信号を出力する。従って、制御回路部４により、本発明の制御手段が構成されている。なお、制御回路部４の詳細な説明は、後述する。
【００２５】
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、時刻カウンター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。
【００２６】
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。
【００２７】
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32.768kHz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。
【００２８】
〔受信回路部の構成〕
受信回路部３は、図１に示すように、同調回路３１と、第１増幅回路３２と、バンドパスフィルター（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、自動利得制御回路としてのＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３６と、二値化回路３７と、基準電圧設定部としてのＶＲＥＦ切替回路３８と、デコード回路３９とを備えて構成されている。
【００２９】
同調回路３１は、コンデンサーを備えて構成され、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。
従って、アンテナ２および同調回路３１により、複数種類の標準電波を受信可能な受信部が構成されている。
【００３０】
第１増幅回路３２は、後述するＡＧＣ回路３６から入力する信号（ＡＧＣ電圧）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。
【００３１】
バンドパスフィルター３３は、所望の周波数帯の信号を抽出するフィルターである。すなわち、バンドパスフィルター３３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。
【００３２】
本実施形態のバンドパスフィルター３３は、図２に示すように、水晶振動子３３１と、抵抗３３２，３３３と、スイッチ３３４，３３５とを備える。各抵抗３３２，３３３は、異なる抵抗値のものが用いられており、図２では抵抗３３２の抵抗値は、抵抗３３３の抵抗値よりも大きく設定されている。各抵抗３３２，３３３およびスイッチ３３４，３３５は、オペアンプで構成される第２増幅回路３４に対して並列に接続されている。
このバンドパスフィルター３３では、各スイッチ３３４，３３５の一方をオン、他方をオフにすることで、帯域幅ＷＢを変化させている。すなわち、スイッチ３３４をオフ、スイッチ３３５をオンにして、抵抗値の小さな抵抗３３３のみを接続した場合のバンドパスフィルター３３の帯域幅を第１の帯域幅ＷＢ１とし、逆にスイッチ３３４をオン、スイッチ３３５をオフにして、抵抗値の大きな抵抗３３２のみを接続した場合のバンドパスフィルター３３の帯域幅を第２の帯域幅ＷＢ２とした場合、ＷＢ１＜ＷＢ２となる。
【００３３】
なお、バンドパスフィルター３３としては、図３に示すように、第２増幅回路３４に並列に接続された抵抗３４１と、第２増幅回路３４に対しては直列に、かつ、互いに並列に接続された抵抗３４２，３４３と、スイッチ３４４，３４５とを備えるものでもよい。このバンドパスフィルター３３においても、各スイッチ３４４，３４５の一方をオン、他方をオフにすることで、帯域幅ＷＢを変化させることができる。
また、バンドパスフィルター３３としては、図２，３に記載のものに限らず、標準電波の受信回路において利用可能な各種のバンドパスフィルターを利用できる。
【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。従って、本実施形態では、第１増幅回路３２および第２増幅回路３４により、受信信号を増幅する信号増幅部が構成されている。
【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ー（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。従って、本実施形態では、包絡線検波回路３５により、受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部が構成されている。
【００３６】
ＡＧＣ回路３６は、包絡線検波回路３５から入力した包絡線信号に基づいて、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。
【００３７】
二値化回路３７は、包絡線検波回路３５から入力した包絡線信号と、基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部を構成するものである。具体的には、図４に示すように、二値化コンパレーターで構成され、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。
【００３８】
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。
【００３９】
ＶＲＥＦ切替回路３８は、二値化回路３７の基準電圧を設定する基準電圧設定部を構成するものである。本実施形態のＶＲＥＦ切替回路３８は、具体的には、図４に示すように、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、ＶＲＥＦ切替回路３８のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ状態を設定する信号を、各選択線ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４に出力したり、バンドパスフィルター３３の各スイッチ３３４，３３５，３４４，３４５のオン／オフ状態を設定する信号を出力する。
【００４３】
〔制御回路部の構成〕
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、受信回路部３のデコード回路３９に対して制御信号を出力する。具体的には、制御回路部４の制御部４７は、受信する標準電波に応じた同調コンデンサーの切り替えやバンドパスフィルター３３の切り替えを指示する制御信号を、デコード回路３９を通してシリアル通信で行い、受信回路部３を起動するＰＷＲＯＮ信号の受信開始時に送信する。
【００４４】
また、制御部４７は、基準電圧ＶＲＥＦを切り替える制御信号を出力する。具体的には、制御部４７は、例えば、標準電波のタイムコードフォーマットにおける所定のタイミングで基準電圧を切り替えたり、受信する標準電波の種類によって基準電圧を切り替えたり、バンドパスフィルター３３の切り替えに応じて基準電圧を切り替える。
従って、制御部４７により、基準電圧設定部であるＶＲＥＦ切替回路３８を制御する基準電圧制御部と、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定する帯域幅制御部が構成されている。
【００４５】
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、時刻カウンター４３の時刻を設定する。さらには、制御回路部４は、時刻カウンター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、ＴＣＯデコード部４１と、記憶部４２と、時刻カウンター４３と、駆動回路部４６と、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。
従って、制御回路部４、具体的には、ＴＣＯデコード部４１、時刻カウンター４３、駆動回路部４６、制御部４７により、デコードされた信号に基づいて表示部５で表示している時刻情報を修正する時刻修正手段が構成されている。
【００４６】
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、時刻データ）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ーを計測する。そして、この受信パルスデューティーの違いによりＴＣＯ信号からＴＣを認識する。
【００４７】
例えば、日本国内において用いられる標準電波（ＪＪＹ）では、図５に示すように、ハイレベル信号とローレベル信号の振幅割合が１００：１０のＡＭ変調で信号が出力されている。すなわち、ハイレベル信号の振幅に対するローレベル信号の振幅の割合は１０％である。
また、パルスデューティーは、図５（Ａ）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０．８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。また、図５（Ｂ）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。さらに、図５（Ｃ）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０．２秒である場合（つまり、デューティが２０％である場合）、「Ｍ」信号（マーカー信号）および「Ｐ」信号（ポジションマーカー信号）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Ｍ，Ｐ信号の並びにより所定のＴＣを認識する。
【００４８】
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ティーにより、ＴＣを認識する。
例えば、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、ハイレベル信号の振幅と、ローレベル信号の振幅の割合は１００：１４のＡＭ変調で信号が出力されている。
また、パルスデューティーは、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ハイレベル信号のパルス幅が０．８秒（ローレベル信号のパルス幅が０．２秒）つまりデューティーが８０％である場合に０信号、ハイレベル信号のパルス幅が０．５秒（ローレベル信号のパルス幅が０．５秒）つまりデューティーが５０％である場合に１信号、ハイレベル信号のパルス幅が０．２秒（ローレベル信号のパルス幅が０．８秒）つまりデューティーが２０％である場合にＭ，Ｐ信号を認識する。
【００４９】
また、ドイツにおける標準電波（ＤＣＦ７７）では、図７に示すように、ハイレベル信号の振幅とローレベル信号の振幅の割合が１００：２５のＡＭ変調で信号が出力されている。
また、パルスデューティーは、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ローレベル信号のパルス幅が０．１秒つまりローレベル信号のデューティーが１０％である場合に０信号、ローレベル信号のパルス幅が０．２秒つまりローレベル信号のデューティーが２０％である場合に１信号を認識する。
さらに、ＤＣＦ７７では、Ｍ、Ｐ信号は、ＡＭ変調がされておらず、ハイレベル信号が１秒間続くと、Ｍ，Ｐ信号を認識する。
【００５０】
また、図８に示すように、イギリスにおける標準電波（ＭＳＦ）では、ハイレベル信号の振幅とローレベル信号の振幅の割合が１００：０のＡＭ変調で信号が出力されている。
また、パルスデューティーは、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ローレベル信号のパルス幅が０．１秒つまりローレベル信号のデューティーが１０％である場合に０信号、ローレベル信号のパルス幅が０．２秒つまりローレベル信号のデューティーが２０％である場合に１信号、ローレベル信号のパルス幅が０．５秒つまりローレベル信号のデューティーが５０％である場合にＰ信号を認識する。
【００５１】
そして、標準電波毎のタイムコードフォーマットにおいて、上記１，０，Ｍ，Ｐの各信号を用いることで時刻情報を送信している。
例えば、ＪＪＹのタイムコードフォーマットでは、図９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。さらに、Ｐ信号およびＭ信号が連続して入力された場合、つまりハイレベル信号のパルス幅が０．２秒の信号が連続して入力された場合の、２番目の信号のタイミングが０秒位置となる。従って、０．２秒の信号を２つ連続で検出すると分同期を認識することができる。
他の標準電波も、図示を略すが、タイムコードフォーマットがそれぞれ規定されている。
【００５２】
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ーである。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、図１０に示すように、ＶＲＥＦ切替回路３８における基準電圧ＶＲＥＦの設定値が記憶される基準電圧設定テーブル４２１を記憶している。
【００５３】
図１０に示すように、基準電圧設定テーブル４２１は、標準電波の種類と、バンドパスフィルター３３の帯域幅と、タイミングの各条件に応じて設定されている。
標準電波の種類としては、例えば、ＪＪＹ、ＷＷＶＢ、ＤＣＦ７７、ＭＳＦの４種類が設定されている。
バンドパスフィルター３３の帯域幅としては、第１の帯域幅ＷＢ１と、この第１の帯域幅ＷＢ１よりも広い第２の帯域幅ＷＢ２とが設定されている。ここで、第１の帯域幅ＷＢ１は例えば５Ｈｚであり、第２の帯域幅ＷＢ２は例えば１０Ｈｚである。
【００５４】
タイミングとしては、マーカーを取得するタイミングと、信号を取得するタイミングとが設定されている。
マーカーを取得するタイミングとは、各標準電波のタイムコードフォーマットにおいて０秒位置を取得するタイミングである。具体的には、受信開始直後の分同期を行うタイミングと、分同期後に時刻情報を取得している際に１分間隔で０秒位置を確認するタイミングである。ここで、０秒位置の確認は、５９秒のタイミングで送信されるＰ信号（ポジションマーカー）と、０秒のタイミングで送信されるＭ信号（マーカー）の２つのマーカー信号が連続して受信されたかで確認できる。
一方、信号を取得するタイミングとは、各標準電波のタイムコードフォーマットにおいて、前記マーカーを取得するタイミング以外である。具体的には、分同期後に時刻情報を取得している際に前記マーカーを取得するタイミング以外である。例えば、１分間隔のマーカーの確認は、５９秒および０秒の信号を受信すればよいので、マーカー以外の信号を取得するタイミングは、標準電波のタイムコードフォーマットにおいて１秒から５８秒の信号を受信するタイミングである。
【００５５】
基準電圧設定テーブル４２１は、上記の条件で設定されている。例えば、図１０に示すように、標準電波がＪＪＹの場合、各基準電圧は以下のように設定される。
すなわち、第１の帯域幅でかつマーカー取得時には基準電圧ＶＲＥＦ４に設定され、第１の帯域幅でかつ時刻コード取得時には基準電圧ＶＲＥＦ１に設定される。また、第２の帯域幅でかつマーカー取得時には基準電圧ＶＲＥＦ３に設定され、第２の帯域幅でかつ時刻コード取得時には基準電圧ＶＲＥＦ２に設定される。
ここで、各基準電圧の大きさは、ＶＲＥＦ１＞ＶＲＥＦ２＞ＶＲＥＦ３＞ＶＲＥＦ４である。すなわち、ＪＪＹにおいては、バンドパスフィルター３３の帯域幅が同じ場合、時刻コード取得時の基準電圧のほうが、マーカー取得時の基準電圧よりも高く設定されている。すなわち、ＶＲＥＦ１＞ＶＲＥＦ４、ＶＲＥＦ２＞ＶＲＥＦ３である。これは、図１１に示すように、ＪＪＹでは、マーカーの信号Ｐ，Ｍが、他の０，１の信号に比べてハイレベル信号のパルス幅が小さく、包絡線信号（検波信号）の信号レベルも低くなるため、基準電圧も低くする必要があるためである。
【００５６】
一方、同じタイミングでバンドパスフィルター３３の帯域幅を広狭に切り替えた場合、検波信号の応答性が異なるため、次のように基準電圧を設定している。
すなわち、帯域幅を第１の帯域幅に切り替えた場合は、第２の帯域幅に比べて帯域幅が狭いため、検波信号の応答性も悪くなる。
このため、マーカーのようにハイレベル信号のパルス幅が狭い信号では、ローレベルからハイレベルに切り替わった後、再度ローレベルに切り替わるまでの時間が短いため、検波信号の信号レベルも余り高くならずにローレベルに戻ってしまう。このため、第１の帯域幅の場合に、マーカーを取得するための基準電圧ＶＲＥＦ４は、第２の帯域幅の場合の基準電圧ＶＲＥＦ３に比べて低くする必要がある。
同様に、マーカー以外の信号のように、ハイレベル信号のパルス幅が０．５秒以上と広い信号では、ハイレベルからローレベルに切り替わった後、再度ハイレベルに切り替わるまでの時間が短いため、検波信号の信号レベルも余り低くならずにハイレベルに戻ってしまう。このため、第１の帯域幅の場合に、信号を検出するための基準電圧ＶＲＥＦ１は、第２の帯域幅の場合の基準電圧ＶＲＥＦ２に比べて高くする必要がある。
【００５７】
但し、本実施形態では、バンドパスフィルター３３を第２の帯域幅ＷＢ２に固定して受信しているので、ＪＪＹを受信する場合には、基準電圧ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３を切り替えて制御している。バンドパスフィルター３３の帯域幅を切り替えた場合の処理については、第２実施形態で説明する。
【００５８】
時刻カウンター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、時刻カウンター４３は、秒をカウントする秒カウンター、分をカウントする分カウンター、時をカウントする時カウンターを備えている。
秒カウンターは、例えば水晶振動子４８が接続されている制御部４７内の発振回路（図示せず）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ーである。分カウンターは、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。時カウンターは、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、分カウンターは、秒カウンターが６０カウントするごとに秒カウンターから分カウンターに信号を出力して分カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。同様に、時カウンターは、分カウンターが６０カウントするごとに分カウンターから時カウンターに信号を出力され、時カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。
【００５９】
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ーに、パルス信号を出力し、ステッピングモーターの駆動力により指針を運針させる制御をする。
【００６０】
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、時刻カウンター４３に出力し、時刻カウンター４３のカウントを修正する制御をする。また、制御部４７は、時刻カウンター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。
【００６１】
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。なお、制御部４７は、前記記憶部４２に記憶された基準電圧設定テーブル４２１の情報に基づいて、ＶＲＥＦ切替回路３８を制御する信号を出力している。
【００６２】
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。
【００６３】
〔電波修正時計の動作〕
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１２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１２で説明する動作は、ＪＪＹを受信する場合であり、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第２の帯域幅に固定した状態で、マーカー取得時および時刻コード取得時で基準電圧を切り替えるように制御したものである。
【００６４】
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、受信回路部３にＰＷＲＯＮ信号を入力して受信回路部３を起動し、アンテナ２による標準電波の受信を開始する（ステップ１、以下ステップを「Ｓ」と略す）。
【００６５】
この際、制御部４７は、アンテナ２での受信に影響しないように、駆動回路部４６を介して秒針の運針を停止している。さらに、制御部４７は、同調回路３１の周波数を受信する標準電波に応じて設定する。
なお、受信する標準電波の種類は、前回、受信した標準電波が初期値として設定されるが、利用者が外部操作部材６を操作して選択することもできる。例えば、長波標準電波（ＪＪＹ）が選択されている場合は、４０ｋＨｚ（東日本）と６０ｋＨｚ（西日本）のいずれかに設定される。具体的には、ＪＪＹ（東日本）とＪＪＹ（西日本）とを利用者が選択している場合には、制御部４７は、選択された周波数に設定し、選択されていない場合は、前回の受信周波数に設定する。また、制御部４７は、ＤＣＦ７７では７７．５ｋＨｚ、ＷＷＶＢおよびＭＳＦでは６０ｋＨｚに設定する。
【００６６】
次に、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、ＪＪＹの第２の帯域幅におけるマーカー取得時の基準電圧ＶＲＥＦ３に設定する（Ｓ２）。
この基準電圧ＶＲＥＦ３は、図１１（Ｂ）に示すように、従来の二値化回路３７で包絡線検波の信号を二値化する基準電圧Ｖｔｈよりも小さな電圧とされている。すなわち、前記基準電圧Ｖｔｈは、０，１，Ｍ，Ｐの各信号をすべて二値化できるように、検波信号の最大振幅の中心位置、つまりピークとボトムの中心位置に設定されている。
このため、基準電圧Ｖｔｈで二値化した二値化信号は、図１１（Ｃ）に示すように、各信号の立ち上がりのタイミングのズレ量が大きくなり、秒同期を確保することが困難になる。その上、マーカー部分（Ｍ，Ｐの信号）のパルス幅が狭くなり、ノイズ等と誤って識別されたり、マーカーを取得できず、分同期つまり標準電波の０秒位置を把握することができないおそれがある。
【００６７】
一方、本実施形態では、Ｓ２において、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、Ｖｔｈよりも低いＶＲＥＦ３に設定している。このため、図１１（Ｄ）に示すように、各信号の立ち上がりのタイミングのズレ量が小さくなり、秒同期も確保できる。また、マーカー部分のパルス幅を元の信号に近いものにできてマーカーを正確に判別でき、分同期も確保できる。
但し、この場合、図１１（Ｄ）に示すように、マーカー以外の０，１信号を正確に判別することができない。
【００６８】
Ｓ２でマーカー用の基準電圧を設定すると、図１１（Ｄ）に示すようなＴＣＯが二値化回路３７から出力される。
また、検波波形はＡＧＣ回路３６に入力され、検波波形の変化によってＡＧＣ電圧が変化する。すなわち、検波波形の電圧レベルが低い場合は、ＡＧＣ回路３６から出力されるＡＧＣ電圧が上昇し、第１増幅回路３２のゲインが大きくなる。一方、検波波形の電圧レベルが高い場合は、ＡＧＣ回路３６から出力されるＡＧＣ電圧が下降し、第１増幅回路３２のゲインが小さくなる。これにより、第１増幅回路３２のゲインが自動的に調整され、受信信号のレベルを適切な値に調整する。
【００６９】
次に、制御部４７は、二値化回路３７からＴＣＯデコード部４１に出力されるＴＣＯに基づいて、マーカーを取得して分同期を確立できたかを判断する（Ｓ３）。
具体的には、日本の標準電波（ＪＪＹ）では、１秒間隔でパルスが立ち上がるため、まず、１秒間隔のパルス立ち上がりを検出して秒同期を確立する。そして、日本の標準電波では、図９に示すように、ポジションマーカー（Ｐ）、マーカー（Ｍ）が連続する部分がタイムコードの開始時点（０秒位置）となり、この連続するマーカーを取得することができれば分同期を確立することができる。
【００７０】
Ｓ３でマーカーを取得できたと判定された場合、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、時刻コード取得用の基準電圧ＶＲＥＦ２に設定する（Ｓ４）。基準電圧ＶＲＥＦ２は、図１１（Ｂ）に示すように、基準電圧ＶＲＥＦ３やＶｔｈよりも高い電圧値である。このため、二値化回路３７からは、図１１（Ｅ）に示すようなＴＣＯが出力される。
基準電圧ＶＲＥＦ２は、電圧値が高いため、マーカー部分の信号は検出できない場合がある。一方、０，１の各信号は、基準電圧ＶＲＥＦ２の電圧値が高いために、二値化された際の信号の幅は元の信号に比べて短いが、０，１の信号を区別することはできる。従って、二値化回路３７からは、０，１信号を判別可能なＴＣＯが、ＴＣＯデコード部４１に出力される。
【００７１】
制御部４７は、ＴＣＯデコード部４１から時刻情報を取得する（Ｓ５）。
そして、制御部４７は、受信している標準電波が５９秒のタイミングになったかを判定する（Ｓ６）。具体的には、Ｓ３でマーカーを取得して分同期が確立しているので、毎正分から５９秒経過したことを、水晶振動子４８の基準クロックや時刻カウンター４３を用いて計測し、５９秒のタイミングになるまでＳ６の判定を継続する。
【００７２】
５９秒のタイミングになってＳ６で「Ｙｅｓ」と判定されると、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、マーカー用の基準電圧ＶＲＥＦ３に設定する（Ｓ７）。
次に、制御部４７は、マーカーを再確認して分同期が確立されているかを判定する（Ｓ８）。
【００７３】
Ｓ８で分同期を確認できた場合、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を再度時刻コード取得用の基準電圧ＶＲＥＦ２に設定する（Ｓ９）。
そして、制御部４７は、ＴＣＯデコード部４１から時刻情報を取得し、その整合性を確認する（Ｓ１０）。
整合性の確認方法としては、例えば、標準電波は１分間隔で時刻情報を送信しているため、１分毎に取得した時刻情報が１分間隔の時刻であるかで整合性を確認したり、時刻カウンター４３で計時している内部時刻と受信時刻とを比較して整合性を確認する方法が利用できる。
【００７４】
本実施形態では、Ｓ１０において、４つの時刻情報を取得して整合性が確保されたかを確認している。すなわち、最初に取得した時刻情報に１分を加算し、次の１分間で受信した時刻情報と比較して一致するかを判定する。そして、今回取得した時刻情報に１分を加算し、次の１分間で受信した時刻情報と比較して一致するかを判定する。このように、直前に取得した時刻情報に１分を加算したものと、今回取得した時刻情報とが、３回一致するまでは、Ｓ１０で「Ｎｏ」と判定される。
この場合、制御部４７は、受信時間（受信開始からの経過時間）が予め設定している設定時間（例えば、５分）をオーバーしたかを判定する（Ｓ１１）。これにより、標準電波を受信できない環境にある場合などに、受信処理を長時間継続して無駄に電力を消費することを防止できる。
【００７５】
Ｓ１１で受信時間がオーバーしていない場合は、制御部４７はＳ５の時刻情報の取得処理に戻り、前記Ｓ５〜Ｓ１１の処理を繰り返す。
一方、Ｓ１０で３回一致して整合性があると判定された場合、制御部４７は受信処理を終了する（Ｓ１２）。また、取得した時刻データで時刻カウンター４３を更新し、駆動回路部４６を介して表示部５における時刻表示を修正する（Ｓ１３）。
その後、制御部４７は、通常の運針処理に復帰する（Ｓ１４）。
【００７６】
制御部４７は、Ｓ８において、マーカーを再確認できず、分同期も確立できなかった場合は、Ｓ１１と同様に、受信時間がオーバーしているかを判定する（Ｓ１５）。
Ｓ１５で受信時間がオーバーしていないと判定された場合、制御部４７は、Ｓ３のマーカーの取得確認処理に戻り、処理を続行する。
【００７７】
一方、Ｓ３でマーカーを取得できない場合と、Ｓ１１，１５で受信時間が設定時間をオーバーした場合、制御部４７は、受信処理を終了し（Ｓ１６）、通常の運針処理に復帰する（Ｓ１４）。
【００７８】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）本実施形態では、二値化回路３７で包絡線検波の信号と比較する基準電圧を、マーカーを取得する場合と、時刻コードを取得する場合とで、異なる電圧に切り替えて設定している。このため、マーカーを表す信号（Ｐ、Ｍ信号）と、マーカー以外の時刻コードを表す信号（例えば、１信号および０信号）とをそれぞれ取得するのに適した基準電圧に設定できる。従って、１種類の基準電圧Ｖｔｈで受信信号を二値化する場合に比べて、各信号を精度よく検出することができ、ノイズの影響を軽減できて受信性能を向上することができる。
【００７９】
（２）また、マーカー取得用基準電圧の設定は、受信開始時の分同期を行う場合だけでなく、Ｓ６〜Ｓ８の処理によって、受信中の０秒の位置でマーカーを再確認する場合にも行われている。このため、時刻コードの取得処理中も、１分間隔で分同期が確保されているのかを確認でき、その分、正しい時刻コードを取得できて受信性能を向上できる。
【００８０】
（３）受信開始直後にマーカーを取得できたかを判定し（Ｓ３）、取得できない場合には、直ちに受信を終了している。このため、標準電波を受信できない地域に移動している場合や、ビル内や地下街などの標準電波を受信できない環境に移動している場合に、無駄な受信処理を継続することがなく、無駄な電力消費を防止できる。
同様に、受信時間が設定時間をオーバーしている場合も受信を終了しているので、この点でも無駄な電力消費を防止できる。
【００８１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
第２実施形態では、マーカーが取得できたか否かで、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第１の帯域幅と第２の帯域幅とで切り替えている点が、前記第１実施形態と相違するが、他の基本的な処理は一致する。この前記第１実施形態と同一または類似する部分については説明を簡略または省略する。
【００８２】
第２実施形態の電波修正時計では、図１３に示すように、Ｓ１の処理後に、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第２の帯域幅に初期設定する（Ｓ２０）。
ここで、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第１の帯域幅に設定した場合と、第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅に設定した場合とでは、お互いを比較して次のような特徴がある。
第１の帯域幅（例えば５Hz）の場合、第２の帯域幅（例えば10Hz）の場合に比べて、ノイズに強い利点がある一方で、消費電流が大、検波信号の応答性が悪い、温度変化に弱いといった欠点がある。逆に、第２の帯域幅の場合、第１の帯域幅の場合に比べて、ノイズに弱い欠点がある一方で、消費電流が小、検波信号の応答性が良い、温度変化に強いという利点がある。
【００８３】
従って、第２実施形態では、これらの特徴を考慮して、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定している。
すなわち、受信開始時には、消費電流の少ない第２の帯域幅に設定して受信する。しかし、受信の可否は周囲のノイズの影響を受ける。このため、第２の帯域幅で受信回路部３から安定したタイムコードを得られない場合には、ノイズに強い第１の帯域幅に変更して受信する。
ここで、バンドパスフィルター３３の帯域幅を狭くすると、耐ノイズ特性は向上するが、フィルター３３を通過する信号のレベルが低下するため、ＡＧＣアンプ（第１増幅回路３２）のゲインが高くなり、消費電流は増大する。このため、第２実施形態では、消費電流の低減を重視し、初期設定では第２の帯域幅に設定し、ノイズの影響を受けた場合のみ、第１の帯域幅に設定している。
【００８４】
制御部４７は、バンドパスフィルター３３が第２の帯域幅に設定されている場合には、前記第１実施形態と同様に、Ｓ２，Ｓ７ではマーカー取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ３を設定し、Ｓ４，Ｓ９では時刻コード取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ２を設定する。
一方、Ｓ３でマーカーが取得できないと判定された場合、制御部４７は、直ちに受信を終了するのではなく、バンドパスフィルター３３の現在の設定が第１の帯域幅であるかを確認する（Ｓ２１）。
【００８５】
Ｓ２１で「Ｎｏ」と判定された場合、制御部４７は、バンドパスフィルター３３をノイズに強い第１の帯域幅に設定する（Ｓ２２）。その後、Ｓ３のマーカー取得判定から処理を再開する。
また、Ｓ２１で「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまり、ノイズに強い第１の帯域幅に設定しても、マーカーを取得できない場合には、それ以上、受信処理を継続しても信号を取得できる可能性が低いので、制御部４７は、受信処理を終了する（Ｓ１６）。
【００８６】
また、Ｓ１５で「Ｎｏ」と判定された場合、制御部４７は、バンドパスフィルター３３を第１の帯域幅に設定し（Ｓ２３）、Ｓ３のマーカー取得判定から処理を再開する。
なお、Ｓ２３において、既にバンドパスフィルター３３が第１の帯域幅に設定されている場合には、その帯域幅のままにしておけばよい。
ここで、Ｓ８でマーカーを再確認できない場合は、少なくともＳ３でマーカーを取得できた場合であり、一時的にマーカーを確認できていない可能性がある。このため、Ｓ２１のような判定処理を行って直ちに受信処理を終了することは行わず、第１の帯域幅に設定後（Ｓ２３）、再度、Ｓ３のマーカー取得判定を繰り返すようにしている。
【００８７】
そして、制御部４７は、バンドパスフィルター３３が第１の帯域幅に設定されている場合には、図１４に示すように、Ｓ２，Ｓ７ではマーカー取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ４を設定し、Ｓ４，Ｓ９では時刻コード取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ１を設定する。
すなわち、第１の帯域幅に設定すると、それよりも広い第２の帯域幅に設定した場合に比べて、ノイズに強い利点があるが、検波信号の応答性が悪く、図１４に示すように、ハイレベルおよびローレベルに変化した際の検波信号の変化量が小さくなる。このため、第２の帯域幅の場合の基準電圧ＶＲＥＦ２，３のままでは、０，１，Ｐ，Ｍの各信号を精度良く検出することができないおそれがある。
【００８８】
そこで、本実施形態では、第１の帯域幅に合わせて、基準電圧を設定している。
ここで、基準電圧ＶＲＥＦ４は、ＶＲＥＦ３よりも低い電圧値であればよく、本実施形態では、検波信号の振幅の約１０％程度低い電圧に設定している。
また、基準電圧ＶＲＥＦ１は、ＶＲＥＦ２よりも高い電圧値であればよく、本実施形態では、検波信号の振幅の約１０％程度高い電圧に設定している。
なお、これらの基準電圧ＶＲＥＦ１〜４の最適値は、バンドパスフィルター３３に設定する帯域幅の具体的な値や、回路の構成、受信する標準電波の種類などによって変化するため、実際の回路構成等に応じて設定すればよい。
【００８９】
このような第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次の効果も得られる。
受信開始時には、バンドパスフィルター３３を第２の帯域幅に設定しているので、消費電流を小さくでき、検波信号の応答性も向上できる。
また、マーカーを取得できない場合には、第２の帯域幅に比べてノイズに強い第１の帯域幅に切り替えているので、マーカーを取得できるようになる可能性を高くできる。このため、時刻情報の受信に成功する確率を向上できる。
【００９０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
第３実施形態は、図１５に示すように、Ｓ１の処理後に、帯域幅の設定処理（Ｓ３０）を行っていることが、前記第１実施形態と相違する。また、Ｓ３０で帯域幅を設定しているため、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ９の各基準電圧の設定は、第２実施形態と同じく、各帯域幅に応じて設定される。
それ以外の処理は、前記第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００９１】
本実施形態の帯域幅の設定処理（Ｓ３０）では、温度に応じて帯域幅を設定している。
すなわち、耐ノイズ特性などを考慮して、第１の帯域幅で受信をしている場合、温度が高い場所や低い場所ではバンドパスフィルター３３の中心周波数が変動し、受信性能が低下（2.5Hzの変動で３dB感度劣化)する。
従って、電波修正時計１に温度センサーを組み込み、この温度センサーで測定された温度が、前記バンドパスフィルター３３の中心周波数が2.5Hz以上外れる温度の場合、第２の帯域幅に変更して受信感度低下を抑制している。
【００９２】
具体的には、Ｓ３０では、受信処理時の温度を検出し、その温度に応じて帯域幅を設定する。すなわち、制御部４７は、測定温度が予め設定された温度範囲内であれば、第１の帯域幅に設定し、その温度範囲よりも高い場合および低い場合には、第２の帯域幅に設定する。
なお、前記温度範囲は、例えば、１５〜２５度程度の通常に利用される場合の平均的な温度範囲に設定すればよいが、具体的な範囲は実施にあたって適宜設定すればよい。
【００９３】
そして、制御部４７は、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ９では、Ｓ３０で設定された帯域幅に応じた基準電圧を選択して処理を行う。
このような第３実施形態においても、前記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
その上、周囲の温度に応じて、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定しているので、温度変化による受信感度の低下を防止でき、その分、受信性能を向上できる。
【００９４】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００９５】
例えば、第１〜３実施形態では、ＪＪＹを受信する場合の処理フローについて説明したが、他の標準電波を受信する場合に適用することもできる。この場合、基準電圧は、各標準電波に応じて設定すればよい。
例えば、ＷＷＶＢの場合、図６に示すように、１００：１４のＡＭ変調の信号であり、振幅が小さいローレベルの信号は、１００：１０のＡＭ変調の信号であるＪＪＹに比べて４％大きくなる。このため、検波信号の振幅、つまりハイレベルからローレベルに変化した際の変化幅がＪＪＹに比べて小さくなる。すなわち、ローレベル時の検波信号のレベルは、ＪＪＹに比べてＷＷＶＢのほうが高くなる。このため、ＷＷＶＢの検波信号を二値化する基準電圧の最適値は、ＪＪＹに比べて約２％高くすることが好ましい。
従って、受信する標準電波の種類がＷＷＶＢの場合は、マーカー取得時および時刻コード取得時のそれぞれにおいて、ＪＪＹの場合に比べて基準電圧を２％程度高く設定することが好ましい。
【００９６】
また、ＭＳＦの場合、１００：０のＡＭ変調で信号が出力されており、時刻コードは振幅大のハイレベル部分が０．９秒、０．８秒が「０」、「１」の時刻コードであり、０．５秒がマーカーである。このため、図１６に示すように、包絡線の検波信号は、低いレベルに落ち込むことが少なくなり、全体的に高いレベルに維持される。
このため、ＪＪＹ等に比べて、マーカー取得時および時刻コード取得時のいずれの場合も基準電圧を高く設定することが好ましい。具体的には、図１６において、マーカー取得用の基準電圧ＶＭ１は、検波信号の最大振幅の約５０％のレベルに設定し、時刻コード取得用の基準電圧ＶＭ２は、ＶＭ１に対して検波信号の最大振幅の１０〜２０％程度高いレベルに設定すればよい。
【００９７】
さらに、ＤＣＦ７７の場合、１００：２５のＡＭ変調で信号が出力されており、時刻コードのパルス幅はＭＳＦと同じである。一方、マーカーは、図７に示すように、ＡＭ変調されていない。
このため、ＤＣＦ７７受信時は、マーカー取得時と時刻コード取得時で基準電圧を同じ値ＶＤ１にしている。なお、ＤＣＦ７７は、ＭＳＦ以上に、ハイレベルの期間が長いので、前記基準電圧ＶＤ１は、ＶＭ２と同じ、あるいは、ＶＭ２よりも若干高いレベルに設定することが好ましい。
【００９８】
また、標準電波の種類を選択した場合に、その標準電波の種類に応じて、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定し、マーカー取得時と時刻コード取得時の各基準電圧を、選択した帯域幅に応じて設定するようにしてもよい。
例えば、第３実施形態のＳ３０の帯域幅の設定を、測定温度で行う代わりに、標準電波の種類で行えばよい。この場合、ＪＪＹまたはＷＷＶＢを受信する場合には第１の帯域幅に設定し、ＤＶＦ７７またはＭＳＦを受信する場合には第２の帯域幅に設定する。
ＤＣＦ７７、ＭＳＦはバンドパスフィルター３３の帯域幅を狭く設定すると、検波信号の立ち上がりの応答性が悪く、検波波形の振幅が小さくなる。このため、弱電界強度では、検波波形に揺らぎが生じ、二値化した受信回路部３の出力信号ＴＣＯにノイズが含まれてしまう。そこで、第２の帯域幅にして帯域幅を広くすると、信号の変化が急峻になり、検波波形の振幅が大きくなり感度を向上できる。
なお、ＤＣＦ７７およびＭＳＦは、「０」、「１」の時刻コードにおけるＡＭ変調の振幅が小さい期間が０．１秒、０．２秒と短い。このため、バンドパスフィルター３３の帯域幅が狭い場合（例えば５Ｈｚ）、検波信号の応答性が悪いため、変調０％（ＭＳＦ）と２５％（ＤＣＦ７７）で検波信号は殆ど変わらない。従って、ＭＳＦのマーカー取得時の基準電圧ＶＭ１（例えば、検波信号の最大振幅の約５０％のレベル）に比べて、ＤＣＦ７７およびＭＳＦの時刻コード取得時の基準電圧ＶＤ１，ＶＭ２は、２０％以上高くすることが好ましい。
一方、バンドパスフィルター３３の帯域幅が広い場合（例えば１０Ｈｚ以上）、検波信号の応答性が良いため、変調０％（ＭＳＦ）と２５％（ＤＣＦ７７）で検波信号の振幅が変化する。そして、包絡線検波をしているため、振幅が変化すると検波信号のボトムの位置も変化する。従って、振幅の変化が小さいＤＣＦ７７の基準電圧ＶＤ１は、ＭＳＦの基準電圧ＶＭ２に比べて基準電圧を上げることが好ましい。例えば、ＶＤ１は、ＶＭ２に対して１２．５％程度高くすることが好ましい。
【００９９】
さらに、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定する場合、前記第２実施形態のようなノイズ影響の有無（条件１）や、第３実施形態のような温度変化（条件２）や、変形例で説明した標準電波の種類（条件３）のうち、どの条件で設定するかは、受信回路を組み込む機器などの用途に応じて設定すればよい。この場合、前記第２，３実施形態や変形例のように、条件１〜３の一つの条件のみを設定しても良いし、複数の条件を組み合わせて設定してもよい。
【０１００】
その他、バンドパスフィルター３３やＶＲＥＦ切替回路３８の具体的な構成等、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。
【符号の説明】
【０１０１】
１…電波修正時計、２…アンテナ、３…受信回路部、４…制御回路部、５…表示部、６…外部操作部材、３１…同調回路、３２…第１増幅回路、３３…バンドパスフィルター、３４…第２増幅回路、３５…包絡線検波回路、３６…ＡＧＣ回路、３７…二値化回路、３８…ＶＲＥＦ切替回路、３９…デコード回路、４１…ＴＣＯデコード部、４２…記憶部、４３…時刻カウンター、４６…駆動回路部、４７…制御部。
【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】
標準電波を受信して、時刻を修正する電波修正時計が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
前記標準電波は振幅変調であり、前記電波修正時計は、受信回路において、フィルターなどで受信信号の包絡線を抜き出した後、比較器（コンパレーター）などで包絡線信号と基準電圧（閾値）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、電波修正時計は、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。
【０００３】
前記特許文献１，２では、標準電波の種類に応じて前記基準電圧（閾値）を設定し、ノイズの影響などによるタイムコードの誤検出を低減するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０２９８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各標準電波は、１，０，Ｐの各信号を１秒毎に送信して時刻情報を送信している。ここで、各信号のデューティー（各信号におけるＨｉレベル期間の割合）が異なるため、前記包絡線信号の電圧レベルも、各信号で相違する。
例えば、前記包絡線信号の電圧は、各信号のＨｉレベル期間に上昇し、Ｌｏｗレベル期間に下降するように構成され、デューティーが５０％の信号を基準にした場合、デューティーが２０％等、Ｈｉレベル期間が短い信号では、包絡線信号のピーク電圧はデューティー５０％の場合に比べて低くなりやすい。また、デューティーが８０％等、Ｌｏｗレベル期間が短い信号では、包絡線信号のボトム電圧はデューティー５０％の場合に比べて高くなりやすい。
【０００６】
従って、各標準電波毎に、二値化回路の基準電圧（閾値）を設定した場合でも、各標準電波の個別の信号においては基準電圧が適切でない可能性もあった。例えば、デューティー５０％の信号を基準に、前記基準電圧を設定した電波の場合、デューティーが小さい信号ではピーク電圧が低いため、基準電圧以上とならず、信号を正しく検出できないという問題があった。
同様に、デューティーが大きい場合にはボトム電圧が高いため、基準電圧未満とならず、この場合も信号を正しく検出できないという問題があった。
このように、受信する標準電波の種類に応じて、二値化回路の基準電圧を設定した場合には、標準電波の種類に関係なく基準電圧を一定にした場合に比べて受信性能を向上できるものの、その性能向上に限界があるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、標準電波を受信する際の受信性能を向上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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電波修正時計は、標準電波を受信して復調する受信手段と、前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計であって、前記受信手段は、前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、前記制御手段は、前記基準電圧設定部を制御する基準電圧制御部を備え、前記基準電圧制御部は、標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定し、標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、標準電波を受信する際に、マーカーの取得時と、時刻コードの取得時において、比較部の基準電圧を個別に設定している。このため、マーカーを表す信号（Ｐ、Ｍ信号）と、マーカー以外の時刻コードを表す信号（例えば、１信号および０信号）とで包絡線信号のレベルが異なる場合に、それぞれの信号を検出するのに適した基準電圧に設定できる。従って、本発明によれば、標準電波を受信する際に、各信号を精度よく検出することができ、ノイズの影響を軽減できて受信性能を向上できる。
そして、受信性能を向上できるために、正しい時刻情報を取得することができ、この取得した時刻情報によって表示している時刻を正しく修正できるので、時刻精度の高い電波修正時計を構成することができる。
【００１０】
本発明の電波修正時計において、前記受信手段は、帯域幅を変更可能なバンドパスフィルターを備え、前記制御手段は、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定する帯域幅制御部を備え、前記帯域幅制御部は、所定の条件に応じて、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定し、前記基準電圧制御部は、前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、設定されたバンドパスフィルターの帯域幅に応じて設定することが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、所定の条件に応じて、バンドパスフィルターの帯域幅を変更可能であるため、前記条件に合わせた適切な受信特性が得られる。
例えば、帯域幅が狭い第１の帯域幅（例えば５Ｈｚ）と、それよりも帯域幅が広い第２の帯域幅（例えば１０Ｈｚ）の２段階にバンドパスフィルターの帯域幅を切替可能である場合、第２の帯域幅に設定した場合は、第１の帯域幅に設定した場合に比べて、消費電流を小さくでき、かつ、検波信号の応答性が良く、温度変化にも強いという利点があるのに対し、ノイズに弱いという欠点がある。
従って、各帯域幅の特性を考慮し、所定の条件に応じてバンドパスフィルターの帯域幅を設定すれば、全体的な受信性能を向上できる。
また、バンドパスフィルターの帯域幅によって、検波信号の波形（包絡線信号のレベル）なども変化するが、本発明では、設定されたバンドパスフィルターの帯域幅に応じて、前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を設定しているので、帯域幅を変更した場合でも、マーカー信号や時刻コードを確実にかつ精度良く検出でき、この点でも受信性能を向上できる。
【００１２】
本発明の電波修正時計において、前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、前記帯域幅制御部は、受信開始時には、前記第２の帯域幅に設定し、受信開始後、マーカーを取得できない場合、または、時刻コードを取得できない場合には、前記第１の帯域幅に設定することが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、帯域幅制御部は、前記帯域幅を設定する条件として、受信開始時であるか否かの条件と、マーカーや時刻コードを取得できたか否かの条件が設定され、この条件に応じて帯域幅を設定する。
そして、バンドパスフィルターは、受信開始時には第２の帯域幅に設定され、受信開始後にマーカーや時刻コードを検出、取得できない場合のみ第１の帯域幅に設定されている。このため、通常の受信時には、第２の帯域幅に設定されるので、第１の帯域幅に設定して受信する場合に比べて、消費電流を小さくでき、かつ、検波信号の応答性が良く、温度変化にも強いという利点がある。
また、受信開始後に、マーカーや時刻コードを検出、取得できない場合には、第２の帯域幅よりもノイズに強い第１の帯域幅に設定されるので、ノイズの影響を軽減してマーカーや時刻コードを取得する確率を向上できる。従って、全体的な受信性能を向上できる。
【００１４】
本発明の電波修正時計において、温度を測定する温度センサーを備え、前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、前記帯域幅制御部は、前記温度センサーで測定された温度が予め設定された温度範囲内にある時には、前記第１の帯域幅に設定し、前記温度センサーで測定された温度が前記温度範囲外にある時には、前記第２の帯域幅に設定することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、周囲の温度を測定して前記帯域幅を設定しているので、バンドパスフィルターの中心周波数が大きく変動する温度である場合に、広い帯域幅に変更することで、受信感度の低下を抑制することができる。
【００１６】
本発明の電波修正時計において、前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、前記帯域幅制御部は、受信する標準電波が日本の標準電波ＪＪＹまたはアメリカの標準電波ＷＷＶＢのいずれかである場合には、前記第１の帯域幅に設定し、受信する標準電波がドイツの標準電波ＤＣＦ７７またはイギリスの標準電波ＭＳＦのいずれかである場合には、前記第２の帯域幅に設定することが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、ＪＪＹやＷＷＶＢのように、「１」、「０」、「Ｍ又はＰ」の各信号でパルスデューティーが大きく異なる場合は、バンドパスフィルターの帯域幅を第１の帯域幅に設定し、検波信号の応答性が多少悪くても、各信号を判別できる。一方で、第１の帯域幅に設定すれば、外部ノイズの影響を軽減できる。このため、ＪＪＹやＷＷＶＢでは、バンドパスフィルターの帯域幅を第１の帯域幅に設定することで、受信性能を向上できる。
一方、ＤＣＦ７７やＭＳＦのように、「１」、「０」の各信号でパルスデューティーの相違が小さい場合は、検波信号の立ち上がりの応答性が悪いと、一方の信号を他方の信号と誤認識してしまう可能性が高い。そこで、バンドパスフィルターの帯域幅を第２の帯域幅に設定して検波信号の応答性を良くすれば、検波波形の変化に敏感に反応して検出でき、パルスデューティーの相違が小さい各信号を区別して判定することができる。このため、ＤＣＦ７７やＭＳＦでは、バンドパスフィルターの帯域幅を第２の帯域幅に設定することで、受信性能を向上できる。
【００１８】
本発明の電波修正時計において、前記受信手段は、複数の標準電波を受信可能に構成され、前記基準電圧設定部は、前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、標準電波の種類に対応して設定可能に構成され、前記基準電圧制御部は、標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記マーカー取得用電圧値に設定し、標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記時刻コード取得用電圧値に設定することが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、受信する標準電波の種類に合わせてマーカー取得用電圧値を設定しているので、マーカーを表す信号の包絡線信号のレベルが標準電波毎に異なる場合でも、各レベルに適した基準電圧値（マーカー取得用電圧値）を設定できる。このため、マーカー信号を確実にかつ精度良く検出でき、標準電波の分同期を確実に行うことができる。
また、受信する標準電波の種類に合わせて時刻コード取得用電圧値を設定しているので、時刻コードを表す信号（１信号や０信号）の包絡線信号のレベルが標準電波毎に異なる場合でも、各レベルに適した基準電圧（時刻コード取得用電圧値）を設定できる。このため、時刻コードを確実にかつ精度良く検出でき、正しい時刻情報を安定して取得することができる。
なお、例えば、各標準電波毎のマーカー取得用電圧値や時刻コード取得用電圧値は、予め記憶部に記憶しておき、受信する標準電波の種類に応じてデータを読み出し、基準電圧制御部がそのデータに基づいて基準電圧設定部を制御すればよい。
【００２０】
本発明の電波修正時計の制御方法は、標準電波を受信して復調する受信手段と、前記受信手段を制御する制御手段と、前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計の制御方法であって、前記受信手段は、前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定する工程と、標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
この電波修正時計の制御方法においても、前記電波修正時計と同様に、標準電波を受信する際に、各信号を精度よく検出することができ、ノイズの影響を軽減できて受信性能を向上でき、時刻精度の高い電波修正時計を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施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】バンドパスフィルターの一例を示す回路図である。
【図３】バンドパスフィルターの他の例を示す回路図である。
【図４】ＶＲＥＦ切替回路の一例を示す回路図である。
【図５】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ーおよび振幅変化を示す図である。
【図６】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ーおよび振幅変化を示す図である。
【図７】ドイツにおける標準電波「ＤＣＦ７７」の各信号に対する受信パルスデューティーおよび振幅変化を示す図である。
【図８】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ーおよび振幅変化を示す図である。
【図９】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１０】基準電圧設定テーブルの一例を示す図である。
【図１１】タイムコード、検波波形、基準電圧、ＴＣＯを示す波形図である。
【図１２】第１実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態のタイムコード、検波波形、基準電圧、ＴＣＯを示す波形図である。
【図１５】第３実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
【図１６】ＭＳＦ受信時のタイムコード、検波波形、基準電圧を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の第１実施形態に係る電波修正時計１を図面に基づいて説明する。
〔電波修正時計の構成〕
電波修正時計１は、図１に示すように、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、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、受信した標準電波の信号を受信回路部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。従って、アンテナ２および受信回路部３によって、本発明の受信手段が構成されている。なお、受信回路部３の詳細な説明は、後述する。
【００２４】
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、時刻データ）を生成し、生成したＴＣに基づいて時刻カウンター４３の時刻を設定する。また、制御回路部４は、時刻カウンター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に制御信号を出力する。従って、制御回路部４により、本発明の制御手段が構成されている。なお、制御回路部４の詳細な説明は、後述する。
【００２５】
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、時刻カウンター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。
【００２６】
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。
【００２７】
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32.768kHz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。
【００２８】
〔受信回路部の構成〕
受信回路部３は、図１に示すように、同調回路３１と、第１増幅回路３２と、バンドパスフィルター（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、自動利得制御回路としてのＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３６と、二値化回路３７と、基準電圧設定部としてのＶＲＥＦ切替回路３８と、デコード回路３９とを備えて構成されている。
【００２９】
同調回路３１は、コンデンサーを備えて構成され、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。
従って、アンテナ２および同調回路３１により、複数種類の標準電波を受信可能な受信部が構成されている。
【００３０】
第１増幅回路３２は、後述するＡＧＣ回路３６から入力する信号（ＡＧＣ電圧）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。
【００３１】
バンドパスフィルター３３は、所望の周波数帯の信号を抽出するフィルターである。すなわち、バンドパスフィルター３３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。
【００３２】
本実施形態のバンドパスフィルター３３は、図２に示すように、水晶振動子３３１と、抵抗３３２，３３３と、スイッチ３３４，３３５とを備える。各抵抗３３２，３３３は、異なる抵抗値のものが用いられており、図２では抵抗３３２の抵抗値は、抵抗３３３の抵抗値よりも大きく設定されている。各抵抗３３２，３３３およびスイッチ３３４，３３５は、オペアンプで構成される第２増幅回路３４に対して並列に接続されている。
このバンドパスフィルター３３では、各スイッチ３３４，３３５の一方をオン、他方をオフにすることで、帯域幅ＷＢを変化させている。すなわち、スイッチ３３４をオフ、スイッチ３３５をオンにして、抵抗値の小さな抵抗３３３のみを接続した場合のバンドパスフィルター３３の帯域幅を第１の帯域幅ＷＢ１とし、逆にスイッチ３３４をオン、スイッチ３３５をオフにして、抵抗値の大きな抵抗３３２のみを接続した場合のバンドパスフィルター３３の帯域幅を第２の帯域幅ＷＢ２とした場合、ＷＢ１＜ＷＢ２となる。
【００３３】
なお、バンドパスフィルター３３としては、図３に示すように、第２増幅回路３４に並列に接続された抵抗３４１と、第２増幅回路３４に対しては直列に、かつ、互いに並列に接続された抵抗３４２，３４３と、スイッチ３４４，３４５とを備えるものでもよい。このバンドパスフィルター３３においても、各スイッチ３４４，３４５の一方をオン、他方をオフにすることで、帯域幅ＷＢを変化させることができる。
また、バンドパスフィルター３３としては、図２，３に記載のものに限らず、標準電波の受信回路において利用可能な各種のバンドパスフィルターを利用できる。
【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。従って、本実施形態では、第１増幅回路３２および第２増幅回路３４により、受信信号を増幅する信号増幅部が構成されている。
【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ー（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。従って、本実施形態では、包絡線検波回路３５により、受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部が構成されている。
【００３６】
ＡＧＣ回路３６は、包絡線検波回路３５から入力した包絡線信号に基づいて、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。
【００３７】
二値化回路３７は、包絡線検波回路３５から入力した包絡線信号と、基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部を構成するものである。具体的には、図４に示すように、二値化コンパレーターで構成され、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。
【００３８】
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。
【００３９】
ＶＲＥＦ切替回路３８は、二値化回路３７の基準電圧を設定する基準電圧設定部を構成するものである。本実施形態のＶＲＥＦ切替回路３８は、具体的には、図４に示すように、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、ＶＲＥＦ切替回路３８のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ状態を設定する信号を、各選択線ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４に出力したり、バンドパスフィルター３３の各スイッチ３３４，３３５，３４４，３４５のオン／オフ状態を設定する信号を出力する。
【００４３】
〔制御回路部の構成〕
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、受信回路部３のデコード回路３９に対して制御信号を出力する。具体的には、制御回路部４の制御部４７は、受信する標準電波に応じた同調コンデンサーの切り替えやバンドパスフィルター３３の切り替えを指示する制御信号を、デコード回路３９を通してシリアル通信で行い、受信回路部３を起動するＰＷＲＯＮ信号の受信開始時に送信する。
【００４４】
また、制御部４７は、基準電圧ＶＲＥＦを切り替える制御信号を出力する。具体的には、制御部４７は、例えば、標準電波のタイムコードフォーマットにおける所定のタイミングで基準電圧を切り替えたり、受信する標準電波の種類によって基準電圧を切り替えたり、バンドパスフィルター３３の切り替えに応じて基準電圧を切り替える。
従って、制御部４７により、基準電圧設定部であるＶＲＥＦ切替回路３８を制御する基準電圧制御部と、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定する帯域幅制御部が構成されている。
【００４５】
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、時刻カウンター４３の時刻を設定する。さらには、制御回路部４は、時刻カウンター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、ＴＣＯデコード部４１と、記憶部４２と、時刻カウンター４３と、駆動回路部４６と、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。
従って、制御回路部４、具体的には、ＴＣＯデコード部４１、時刻カウンター４３、駆動回路部４６、制御部４７により、デコードされた信号に基づいて表示部５で表示している時刻情報を修正する時刻修正手段が構成されている。
【００４６】
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、時刻データ）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ーを計測する。そして、この受信パルスデューティーの違いによりＴＣＯ信号からＴＣを認識する。
【００４７】
例えば、日本国内において用いられる標準電波（ＪＪＹ）では、図５に示すように、ハイレベル信号とローレベル信号の振幅割合が１００：１０のＡＭ変調で信号が出力されている。すなわち、ハイレベル信号の振幅に対するローレベル信号の振幅の割合は１０％である。
また、パルスデューティーは、図５（Ａ）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０．８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。また、図５（Ｂ）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。さらに、図５（Ｃ）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０．２秒である場合（つまり、デューティが２０％である場合）、「Ｍ」信号（マーカー信号）および「Ｐ」信号（ポジションマーカー信号）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Ｍ，Ｐ信号の並びにより所定のＴＣを認識する。
【００４８】
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ティーにより、ＴＣを認識する。
例えば、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、ハイレベル信号の振幅と、ローレベル信号の振幅の割合は１００：１４のＡＭ変調で信号が出力されている。
また、パルスデューティーは、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ハイレベル信号のパルス幅が０．８秒（ローレベル信号のパルス幅が０．２秒）つまりデューティーが８０％である場合に０信号、ハイレベル信号のパルス幅が０．５秒（ローレベル信号のパルス幅が０．５秒）つまりデューティーが５０％である場合に１信号、ハイレベル信号のパルス幅が０．２秒（ローレベル信号のパルス幅が０．８秒）つまりデューティーが２０％である場合にＭ，Ｐ信号を認識する。
【００４９】
また、ドイツにおける標準電波（ＤＣＦ７７）では、図７に示すように、ハイレベル信号の振幅とローレベル信号の振幅の割合が１００：２５のＡＭ変調で信号が出力されている。
また、パルスデューティーは、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ローレベル信号のパルス幅が０．１秒つまりローレベル信号のデューティーが１０％である場合に０信号、ローレベル信号のパルス幅が０．２秒つまりローレベル信号のデューティーが２０％である場合に１信号を認識する。
さらに、ＤＣＦ７７では、Ｍ、Ｐ信号は、ＡＭ変調がされておらず、ハイレベル信号が１秒間続くと、Ｍ，Ｐ信号を認識する。
【００５０】
また、図８に示すように、イギリスにおける標準電波（ＭＳＦ）では、ハイレベル信号の振幅とローレベル信号の振幅の割合が１００：０のＡＭ変調で信号が出力されている。
また、パルスデューティーは、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ローレベル信号のパルス幅が０．１秒つまりローレベル信号のデューティーが１０％である場合に０信号、ローレベル信号のパルス幅が０．２秒つまりローレベル信号のデューティーが２０％である場合に１信号、ローレベル信号のパルス幅が０．５秒つまりローレベル信号のデューティーが５０％である場合にＰ信号を認識する。
【００５１】
そして、標準電波毎のタイムコードフォーマットにおいて、上記１，０，Ｍ，Ｐの各信号を用いることで時刻情報を送信している。
例えば、ＪＪＹのタイムコードフォーマットでは、図９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。さらに、Ｐ信号およびＭ信号が連続して入力された場合、つまりハイレベル信号のパルス幅が０．２秒の信号が連続して入力された場合の、２番目の信号のタイミングが０秒位置となる。従って、０．２秒の信号を２つ連続で検出すると分同期を認識することができる。
他の標準電波も、図示を略すが、タイムコードフォーマットがそれぞれ規定されている。
【００５２】
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ーである。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、図１０に示すように、ＶＲＥＦ切替回路３８における基準電圧ＶＲＥＦの設定値が記憶される基準電圧設定テーブル４２１を記憶している。
【００５３】
図１０に示すように、基準電圧設定テーブル４２１は、標準電波の種類と、バンドパスフィルター３３の帯域幅と、タイミングの各条件に応じて設定されている。
標準電波の種類としては、例えば、ＪＪＹ、ＷＷＶＢ、ＤＣＦ７７、ＭＳＦの４種類が設定されている。
バンドパスフィルター３３の帯域幅としては、第１の帯域幅ＷＢ１と、この第１の帯域幅ＷＢ１よりも広い第２の帯域幅ＷＢ２とが設定されている。ここで、第１の帯域幅ＷＢ１は例えば５Ｈｚであり、第２の帯域幅ＷＢ２は例えば１０Ｈｚである。
【００５４】
タイミングとしては、マーカーを取得するタイミングと、信号を取得するタイミングとが設定されている。
マーカーを取得するタイミングとは、各標準電波のタイムコードフォーマットにおいて０秒位置を取得するタイミングである。具体的には、受信開始直後の分同期を行うタイミングと、分同期後に時刻情報を取得している際に１分間隔で０秒位置を確認するタイミングである。ここで、０秒位置の確認は、５９秒のタイミングで送信されるＰ信号（ポジションマーカー）と、０秒のタイミングで送信されるＭ信号（マーカー）の２つのマーカー信号が連続して受信されたかで確認できる。
一方、信号を取得するタイミングとは、各標準電波のタイムコードフォーマットにおいて、前記マーカーを取得するタイミング以外である。具体的には、分同期後に時刻情報を取得している際に前記マーカーを取得するタイミング以外である。例えば、１分間隔のマーカーの確認は、５９秒および０秒の信号を受信すればよいので、マーカー以外の信号を取得するタイミングは、標準電波のタイムコードフォーマットにおいて１秒から５８秒の信号を受信するタイミングである。
【００５５】
基準電圧設定テーブル４２１は、上記の条件で設定されている。例えば、図１０に示すように、標準電波がＪＪＹの場合、各基準電圧は以下のように設定される。
すなわち、第１の帯域幅でかつマーカー取得時には基準電圧ＶＲＥＦ４に設定され、第１の帯域幅でかつ時刻コード取得時には基準電圧ＶＲＥＦ１に設定される。また、第２の帯域幅でかつマーカー取得時には基準電圧ＶＲＥＦ３に設定され、第２の帯域幅でかつ時刻コード取得時には基準電圧ＶＲＥＦ２に設定される。
ここで、各基準電圧の大きさは、ＶＲＥＦ１＞ＶＲＥＦ２＞ＶＲＥＦ３＞ＶＲＥＦ４である。すなわち、ＪＪＹにおいては、バンドパスフィルター３３の帯域幅が同じ場合、時刻コード取得時の基準電圧のほうが、マーカー取得時の基準電圧よりも高く設定されている。すなわち、ＶＲＥＦ１＞ＶＲＥＦ４、ＶＲＥＦ２＞ＶＲＥＦ３である。これは、図１１に示すように、ＪＪＹでは、マーカーの信号Ｐ，Ｍが、他の０，１の信号に比べてハイレベル信号のパルス幅が小さく、包絡線信号（検波信号）の信号レベルも低くなるため、基準電圧も低くする必要があるためである。
【００５６】
一方、同じタイミングでバンドパスフィルター３３の帯域幅を広狭に切り替えた場合、検波信号の応答性が異なるため、次のように基準電圧を設定している。
すなわち、帯域幅を第１の帯域幅に切り替えた場合は、第２の帯域幅に比べて帯域幅が狭いため、検波信号の応答性も悪くなる。
このため、マーカーのようにハイレベル信号のパルス幅が狭い信号では、ローレベルからハイレベルに切り替わった後、再度ローレベルに切り替わるまでの時間が短いため、検波信号の信号レベルも余り高くならずにローレベルに戻ってしまう。このため、第１の帯域幅の場合に、マーカーを取得するための基準電圧ＶＲＥＦ４は、第２の帯域幅の場合の基準電圧ＶＲＥＦ３に比べて低くする必要がある。
同様に、マーカー以外の信号のように、ハイレベル信号のパルス幅が０．５秒以上と広い信号では、ハイレベルからローレベルに切り替わった後、再度ハイレベルに切り替わるまでの時間が短いため、検波信号の信号レベルも余り低くならずにハイレベルに戻ってしまう。このため、第１の帯域幅の場合に、信号を検出するための基準電圧ＶＲＥＦ１は、第２の帯域幅の場合の基準電圧ＶＲＥＦ２に比べて高くする必要がある。
【００５７】
但し、本実施形態では、バンドパスフィルター３３を第２の帯域幅ＷＢ２に固定して受信しているので、ＪＪＹを受信する場合には、基準電圧ＶＲＥＦ２、ＶＲＥＦ３を切り替えて制御している。バンドパスフィルター３３の帯域幅を切り替えた場合の処理については、第２実施形態で説明する。
【００５８】
時刻カウンター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、時刻カウンター４３は、秒をカウントする秒カウンター、分をカウントする分カウンター、時をカウントする時カウンターを備えている。
秒カウンターは、例えば水晶振動子４８が接続されている制御部４７内の発振回路（図示せず）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ーである。分カウンターは、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。時カウンターは、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、分カウンターは、秒カウンターが６０カウントするごとに秒カウンターから分カウンターに信号を出力して分カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。同様に、時カウンターは、分カウンターが６０カウントするごとに分カウンターから時カウンターに信号を出力され、時カウンターをカウントアップさせる構成としてもよい。
【００５９】
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ーに、パルス信号を出力し、ステッピングモーターの駆動力により指針を運針させる制御をする。
【００６０】
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、時刻カウンター４３に出力し、時刻カウンター４３のカウントを修正する制御をする。また、制御部４７は、時刻カウンター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。
【００６１】
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。なお、制御部４７は、前記記憶部４２に記憶された基準電圧設定テーブル４２１の情報に基づいて、ＶＲＥＦ切替回路３８を制御する信号を出力している。
【００６２】
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。
【００６３】
〔電波修正時計の動作〕
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１２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１２で説明する動作は、ＪＪＹを受信する場合であり、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第２の帯域幅に固定した状態で、マーカー取得時および時刻コード取得時で基準電圧を切り替えるように制御したものである。
【００６４】
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、受信回路部３にＰＷＲＯＮ信号を入力して受信回路部３を起動し、アンテナ２による標準電波の受信を開始する（ステップ１、以下ステップを「Ｓ」と略す）。
【００６５】
この際、制御部４７は、アンテナ２での受信に影響しないように、駆動回路部４６を介して秒針の運針を停止している。さらに、制御部４７は、同調回路３１の周波数を受信する標準電波に応じて設定する。
なお、受信する標準電波の種類は、前回、受信した標準電波が初期値として設定されるが、利用者が外部操作部材６を操作して選択することもできる。例えば、長波標準電波（ＪＪＹ）が選択されている場合は、４０ｋＨｚ（東日本）と６０ｋＨｚ（西日本）のいずれかに設定される。具体的には、ＪＪＹ（東日本）とＪＪＹ（西日本）とを利用者が選択している場合には、制御部４７は、選択された周波数に設定し、選択されていない場合は、前回の受信周波数に設定する。また、制御部４７は、ＤＣＦ７７では７７．５ｋＨｚ、ＷＷＶＢおよびＭＳＦでは６０ｋＨｚに設定する。
【００６６】
次に、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、ＪＪＹの第２の帯域幅におけるマーカー取得時の基準電圧ＶＲＥＦ３に設定する（Ｓ２）。
この基準電圧ＶＲＥＦ３は、図１１（Ｂ）に示すように、従来の二値化回路３７で包絡線検波の信号を二値化する基準電圧Ｖｔｈよりも小さな電圧とされている。すなわち、前記基準電圧Ｖｔｈは、０，１，Ｍ，Ｐの各信号をすべて二値化できるように、検波信号の最大振幅の中心位置、つまりピークとボトムの中心位置に設定されている。
このため、基準電圧Ｖｔｈで二値化した二値化信号は、図１１（Ｃ）に示すように、各信号の立ち上がりのタイミングのズレ量が大きくなり、秒同期を確保することが困難になる。その上、マーカー部分（Ｍ，Ｐの信号）のパルス幅が狭くなり、ノイズ等と誤って識別されたり、マーカーを取得できず、分同期つまり標準電波の０秒位置を把握することができないおそれがある。
【００６７】
一方、本実施形態では、Ｓ２において、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、Ｖｔｈよりも低いＶＲＥＦ３に設定している。このため、図１１（Ｄ）に示すように、各信号の立ち上がりのタイミングのズレ量が小さくなり、秒同期も確保できる。また、マーカー部分のパルス幅を元の信号に近いものにできてマーカーを正確に判別でき、分同期も確保できる。
但し、この場合、図１１（Ｄ）に示すように、マーカー以外の０，１信号を正確に判別することができない。
【００６８】
Ｓ２でマーカー用の基準電圧を設定すると、図１１（Ｄ）に示すようなＴＣＯが二値化回路３７から出力される。
また、検波波形はＡＧＣ回路３６に入力され、検波波形の変化によってＡＧＣ電圧が変化する。すなわち、検波波形の電圧レベルが低い場合は、ＡＧＣ回路３６から出力されるＡＧＣ電圧が上昇し、第１増幅回路３２のゲインが大きくなる。一方、検波波形の電圧レベルが高い場合は、ＡＧＣ回路３６から出力されるＡＧＣ電圧が下降し、第１増幅回路３２のゲインが小さくなる。これにより、第１増幅回路３２のゲインが自動的に調整され、受信信号のレベルを適切な値に調整する。
【００６９】
次に、制御部４７は、二値化回路３７からＴＣＯデコード部４１に出力されるＴＣＯに基づいて、マーカーを取得して分同期を確立できたかを判断する（Ｓ３）。
具体的には、日本の標準電波（ＪＪＹ）では、１秒間隔でパルスが立ち上がるため、まず、１秒間隔のパルス立ち上がりを検出して秒同期を確立する。そして、日本の標準電波では、図９に示すように、ポジションマーカー（Ｐ）、マーカー（Ｍ）が連続する部分がタイムコードの開始時点（０秒位置）となり、この連続するマーカーを取得することができれば分同期を確立することができる。
【００７０】
Ｓ３でマーカーを取得できたと判定された場合、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、時刻コード取得用の基準電圧ＶＲＥＦ２に設定する（Ｓ４）。基準電圧ＶＲＥＦ２は、図１１（Ｂ）に示すように、基準電圧ＶＲＥＦ３やＶｔｈよりも高い電圧値である。このため、二値化回路３７からは、図１１（Ｅ）に示すようなＴＣＯが出力される。
基準電圧ＶＲＥＦ２は、電圧値が高いため、マーカー部分の信号は検出できない場合がある。一方、０，１の各信号は、基準電圧ＶＲＥＦ２の電圧値が高いために、二値化された際の信号の幅は元の信号に比べて短いが、０，１の信号を区別することはできる。従って、二値化回路３７からは、０，１信号を判別可能なＴＣＯが、ＴＣＯデコード部４１に出力される。
【００７１】
制御部４７は、ＴＣＯデコード部４１から時刻情報を取得する（Ｓ５）。
そして、制御部４７は、受信している標準電波が５９秒のタイミングになったかを判定する（Ｓ６）。具体的には、Ｓ３でマーカーを取得して分同期が確立しているので、毎正分から５９秒経過したことを、水晶振動子４８の基準クロックや時刻カウンター４３を用いて計測し、５９秒のタイミングになるまでＳ６の判定を継続する。
【００７２】
５９秒のタイミングになってＳ６で「Ｙｅｓ」と判定されると、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を、マーカー用の基準電圧ＶＲＥＦ３に設定する（Ｓ７）。
次に、制御部４７は、マーカーを再確認して分同期が確立されているかを判定する（Ｓ８）。
【００７３】
Ｓ８で分同期を確認できた場合、制御部４７は、ＶＲＥＦ切替回路３８の基準電圧を再度時刻コード取得用の基準電圧ＶＲＥＦ２に設定する（Ｓ９）。
そして、制御部４７は、ＴＣＯデコード部４１から時刻情報を取得し、その整合性を確認する（Ｓ１０）。
整合性の確認方法としては、例えば、標準電波は１分間隔で時刻情報を送信しているため、１分毎に取得した時刻情報が１分間隔の時刻であるかで整合性を確認したり、時刻カウンター４３で計時している内部時刻と受信時刻とを比較して整合性を確認する方法が利用できる。
【００７４】
本実施形態では、Ｓ１０において、４つの時刻情報を取得して整合性が確保されたかを確認している。すなわち、最初に取得した時刻情報に１分を加算し、次の１分間で受信した時刻情報と比較して一致するかを判定する。そして、今回取得した時刻情報に１分を加算し、次の１分間で受信した時刻情報と比較して一致するかを判定する。このように、直前に取得した時刻情報に１分を加算したものと、今回取得した時刻情報とが、３回一致するまでは、Ｓ１０で「Ｎｏ」と判定される。
この場合、制御部４７は、受信時間（受信開始からの経過時間）が予め設定している設定時間（例えば、５分）をオーバーしたかを判定する（Ｓ１１）。これにより、標準電波を受信できない環境にある場合などに、受信処理を長時間継続して無駄に電力を消費することを防止できる。
【００７５】
Ｓ１１で受信時間がオーバーしていない場合は、制御部４７はＳ５の時刻情報の取得処理に戻り、前記Ｓ５〜Ｓ１１の処理を繰り返す。
一方、Ｓ１０で３回一致して整合性があると判定された場合、制御部４７は受信処理を終了する（Ｓ１２）。また、取得した時刻データで時刻カウンター４３を更新し、駆動回路部４６を介して表示部５における時刻表示を修正する（Ｓ１３）。
その後、制御部４７は、通常の運針処理に復帰する（Ｓ１４）。
【００７６】
制御部４７は、Ｓ８において、マーカーを再確認できず、分同期も確立できなかった場合は、Ｓ１１と同様に、受信時間がオーバーしているかを判定する（Ｓ１５）。
Ｓ１５で受信時間がオーバーしていないと判定された場合、制御部４７は、Ｓ３のマーカーの取得確認処理に戻り、処理を続行する。
【００７７】
一方、Ｓ３でマーカーを取得できない場合と、Ｓ１１，１５で受信時間が設定時間をオーバーした場合、制御部４７は、受信処理を終了し（Ｓ１６）、通常の運針処理に復帰する（Ｓ１４）。
【００７８】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）本実施形態では、二値化回路３７で包絡線検波の信号と比較する基準電圧を、マーカーを取得する場合と、時刻コードを取得する場合とで、異なる電圧に切り替えて設定している。このため、マーカーを表す信号（Ｐ、Ｍ信号）と、マーカー以外の時刻コードを表す信号（例えば、１信号および０信号）とをそれぞれ取得するのに適した基準電圧に設定できる。従って、１種類の基準電圧Ｖｔｈで受信信号を二値化する場合に比べて、各信号を精度よく検出することができ、ノイズの影響を軽減できて受信性能を向上することができる。
【００７９】
（２）また、マーカー取得用基準電圧の設定は、受信開始時の分同期を行う場合だけでなく、Ｓ６〜Ｓ８の処理によって、受信中の０秒の位置でマーカーを再確認する場合にも行われている。このため、時刻コードの取得処理中も、１分間隔で分同期が確保されているのかを確認でき、その分、正しい時刻コードを取得できて受信性能を向上できる。
【００８０】
（３）受信開始直後にマーカーを取得できたかを判定し（Ｓ３）、取得できない場合には、直ちに受信を終了している。このため、標準電波を受信できない地域に移動している場合や、ビル内や地下街などの標準電波を受信できない環境に移動している場合に、無駄な受信処理を継続することがなく、無駄な電力消費を防止できる。
同様に、受信時間が設定時間をオーバーしている場合も受信を終了しているので、この点でも無駄な電力消費を防止できる。
【００８１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
第２実施形態では、マーカーが取得できたか否かで、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第１の帯域幅と第２の帯域幅とで切り替えている点が、前記第１実施形態と相違するが、他の基本的な処理は一致する。この前記第１実施形態と同一または類似する部分については説明を簡略または省略する。
【００８２】
第２実施形態の電波修正時計では、図１３に示すように、Ｓ１の処理後に、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第２の帯域幅に初期設定する（Ｓ２０）。
ここで、バンドパスフィルター３３の帯域幅を第１の帯域幅に設定した場合と、第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅に設定した場合とでは、お互いを比較して次のような特徴がある。
第１の帯域幅（例えば５Hz）の場合、第２の帯域幅（例えば10Hz）の場合に比べて、ノイズに強い利点がある一方で、消費電流が大、検波信号の応答性が悪い、温度変化に弱いといった欠点がある。逆に、第２の帯域幅の場合、第１の帯域幅の場合に比べて、ノイズに弱い欠点がある一方で、消費電流が小、検波信号の応答性が良い、温度変化に強いという利点がある。
【００８３】
従って、第２実施形態では、これらの特徴を考慮して、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定している。
すなわち、受信開始時には、消費電流の少ない第２の帯域幅に設定して受信する。しかし、受信の可否は周囲のノイズの影響を受ける。このため、第２の帯域幅で受信回路部３から安定したタイムコードを得られない場合には、ノイズに強い第１の帯域幅に変更して受信する。
ここで、バンドパスフィルター３３の帯域幅を狭くすると、耐ノイズ特性は向上するが、フィルター３３を通過する信号のレベルが低下するため、ＡＧＣアンプ（第１増幅回路３２）のゲインが高くなり、消費電流は増大する。このため、第２実施形態では、消費電流の低減を重視し、初期設定では第２の帯域幅に設定し、ノイズの影響を受けた場合のみ、第１の帯域幅に設定している。
【００８４】
制御部４７は、バンドパスフィルター３３が第２の帯域幅に設定されている場合には、前記第１実施形態と同様に、Ｓ２，Ｓ７ではマーカー取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ３を設定し、Ｓ４，Ｓ９では時刻コード取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ２を設定する。
一方、Ｓ３でマーカーが取得できないと判定された場合、制御部４７は、直ちに受信を終了するのではなく、バンドパスフィルター３３の現在の設定が第１の帯域幅であるかを確認する（Ｓ２１）。
【００８５】
Ｓ２１で「Ｎｏ」と判定された場合、制御部４７は、バンドパスフィルター３３をノイズに強い第１の帯域幅に設定する（Ｓ２２）。その後、Ｓ３のマーカー取得判定から処理を再開する。
また、Ｓ２１で「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまり、ノイズに強い第１の帯域幅に設定しても、マーカーを取得できない場合には、それ以上、受信処理を継続しても信号を取得できる可能性が低いので、制御部４７は、受信処理を終了する（Ｓ１６）。
【００８６】
また、Ｓ１５で「Ｎｏ」と判定された場合、制御部４７は、バンドパスフィルター３３を第１の帯域幅に設定し（Ｓ２３）、Ｓ３のマーカー取得判定から処理を再開する。
なお、Ｓ２３において、既にバンドパスフィルター３３が第１の帯域幅に設定されている場合には、その帯域幅のままにしておけばよい。
ここで、Ｓ８でマーカーを再確認できない場合は、少なくともＳ３でマーカーを取得できた場合であり、一時的にマーカーを確認できていない可能性がある。このため、Ｓ２１のような判定処理を行って直ちに受信処理を終了することは行わず、第１の帯域幅に設定後（Ｓ２３）、再度、Ｓ３のマーカー取得判定を繰り返すようにしている。
【００８７】
そして、制御部４７は、バンドパスフィルター３３が第１の帯域幅に設定されている場合には、図１４に示すように、Ｓ２，Ｓ７ではマーカー取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ４を設定し、Ｓ４，Ｓ９では時刻コード取得用基準電圧として基準電圧ＶＲＥＦ１を設定する。
すなわち、第１の帯域幅に設定すると、それよりも広い第２の帯域幅に設定した場合に比べて、ノイズに強い利点があるが、検波信号の応答性が悪く、図１４に示すように、ハイレベルおよびローレベルに変化した際の検波信号の変化量が小さくなる。このため、第２の帯域幅の場合の基準電圧ＶＲＥＦ２，３のままでは、０，１，Ｐ，Ｍの各信号を精度良く検出することができないおそれがある。
【００８８】
そこで、本実施形態では、第１の帯域幅に合わせて、基準電圧を設定している。
ここで、基準電圧ＶＲＥＦ４は、ＶＲＥＦ３よりも低い電圧値であればよく、本実施形態では、検波信号の振幅の約１０％程度低い電圧に設定している。
また、基準電圧ＶＲＥＦ１は、ＶＲＥＦ２よりも高い電圧値であればよく、本実施形態では、検波信号の振幅の約１０％程度高い電圧に設定している。
なお、これらの基準電圧ＶＲＥＦ１〜４の最適値は、バンドパスフィルター３３に設定する帯域幅の具体的な値や、回路の構成、受信する標準電波の種類などによって変化するため、実際の回路構成等に応じて設定すればよい。
【００８９】
このような第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次の効果も得られる。
受信開始時には、バンドパスフィルター３３を第２の帯域幅に設定しているので、消費電流を小さくでき、検波信号の応答性も向上できる。
また、マーカーを取得できない場合には、第２の帯域幅に比べてノイズに強い第１の帯域幅に切り替えているので、マーカーを取得できるようになる可能性を高くできる。このため、時刻情報の受信に成功する確率を向上できる。
【００９０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の電波修正時計について、図面に基づいて説明する。
第３実施形態は、図１５に示すように、Ｓ１の処理後に、帯域幅の設定処理（Ｓ３０）を行っていることが、前記第１実施形態と相違する。また、Ｓ３０で帯域幅を設定しているため、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ９の各基準電圧の設定は、第２実施形態と同じく、各帯域幅に応じて設定される。
それ以外の処理は、前記第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００９１】
本実施形態の帯域幅の設定処理（Ｓ３０）では、温度に応じて帯域幅を設定している。
すなわち、耐ノイズ特性などを考慮して、第１の帯域幅で受信をしている場合、温度が高い場所や低い場所ではバンドパスフィルター３３の中心周波数が変動し、受信性能が低下（2.5Hzの変動で３dB感度劣化)する。
従って、電波修正時計１に温度センサーを組み込み、この温度センサーで測定された温度が、前記バンドパスフィルター３３の中心周波数が2.5Hz以上外れる温度の場合、第２の帯域幅に変更して受信感度低下を抑制している。
【００９２】
具体的には、Ｓ３０では、受信処理時の温度を検出し、その温度に応じて帯域幅を設定する。すなわち、制御部４７は、測定温度が予め設定された温度範囲内であれば、第１の帯域幅に設定し、その温度範囲よりも高い場合および低い場合には、第２の帯域幅に設定する。
なお、前記温度範囲は、例えば、１５〜２５度程度の通常に利用される場合の平均的な温度範囲に設定すればよいが、具体的な範囲は実施にあたって適宜設定すればよい。
【００９３】
そして、制御部４７は、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ９では、Ｓ３０で設定された帯域幅に応じた基準電圧を選択して処理を行う。
このような第３実施形態においても、前記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
その上、周囲の温度に応じて、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定しているので、温度変化による受信感度の低下を防止でき、その分、受信性能を向上できる。
【００９４】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００９５】
例えば、第１〜３実施形態では、ＪＪＹを受信する場合の処理フローについて説明したが、他の標準電波を受信する場合に適用することもできる。この場合、基準電圧は、各標準電波に応じて設定すればよい。
例えば、ＷＷＶＢの場合、図６に示すように、１００：１４のＡＭ変調の信号であり、振幅が小さいローレベルの信号は、１００：１０のＡＭ変調の信号であるＪＪＹに比べて４％大きくなる。このため、検波信号の振幅、つまりハイレベルからローレベルに変化した際の変化幅がＪＪＹに比べて小さくなる。すなわち、ローレベル時の検波信号のレベルは、ＪＪＹに比べてＷＷＶＢのほうが高くなる。このため、ＷＷＶＢの検波信号を二値化する基準電圧の最適値は、ＪＪＹに比べて約２％高くすることが好ましい。
従って、受信する標準電波の種類がＷＷＶＢの場合は、マーカー取得時および時刻コード取得時のそれぞれにおいて、ＪＪＹの場合に比べて基準電圧を２％程度高く設定することが好ましい。
【００９６】
また、ＭＳＦの場合、１００：０のＡＭ変調で信号が出力されており、時刻コードは振幅大のハイレベル部分が０．９秒、０．８秒が「０」、「１」の時刻コードであり、０．５秒がマーカーである。このため、図１６に示すように、包絡線の検波信号は、低いレベルに落ち込むことが少なくなり、全体的に高いレベルに維持される。
このため、ＪＪＹ等に比べて、マーカー取得時および時刻コード取得時のいずれの場合も基準電圧を高く設定することが好ましい。具体的には、図１６において、マーカー取得用の基準電圧ＶＭ１は、検波信号の最大振幅の約５０％のレベルに設定し、時刻コード取得用の基準電圧ＶＭ２は、ＶＭ１に対して検波信号の最大振幅の１０〜２０％程度高いレベルに設定すればよい。
【００９７】
さらに、ＤＣＦ７７の場合、１００：２５のＡＭ変調で信号が出力されており、時刻コードのパルス幅はＭＳＦと同じである。一方、マーカーは、図７に示すように、ＡＭ変調されていない。
このため、ＤＣＦ７７受信時は、マーカー取得時と時刻コード取得時で基準電圧を同じ値ＶＤ１にしている。なお、ＤＣＦ７７は、ＭＳＦ以上に、ハイレベルの期間が長いので、前記基準電圧ＶＤ１は、ＶＭ２と同じ、あるいは、ＶＭ２よりも若干高いレベルに設定することが好ましい。
【００９８】
また、標準電波の種類を選択した場合に、その標準電波の種類に応じて、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定し、マーカー取得時と時刻コード取得時の各基準電圧を、選択した帯域幅に応じて設定するようにしてもよい。
例えば、第３実施形態のＳ３０の帯域幅の設定を、測定温度で行う代わりに、標準電波の種類で行えばよい。この場合、ＪＪＹまたはＷＷＶＢを受信する場合には第１の帯域幅に設定し、ＤＶＦ７７またはＭＳＦを受信する場合には第２の帯域幅に設定する。
ＤＣＦ７７、ＭＳＦはバンドパスフィルター３３の帯域幅を狭く設定すると、検波信号の立ち上がりの応答性が悪く、検波波形の振幅が小さくなる。このため、弱電界強度では、検波波形に揺らぎが生じ、二値化した受信回路部３の出力信号ＴＣＯにノイズが含まれてしまう。そこで、第２の帯域幅にして帯域幅を広くすると、信号の変化が急峻になり、検波波形の振幅が大きくなり感度を向上できる。
なお、ＤＣＦ７７およびＭＳＦは、「０」、「１」の時刻コードにおけるＡＭ変調の振幅が小さい期間が０．１秒、０．２秒と短い。このため、バンドパスフィルター３３の帯域幅が狭い場合（例えば５Ｈｚ）、検波信号の応答性が悪いため、変調０％（ＭＳＦ）と２５％（ＤＣＦ７７）で検波信号は殆ど変わらない。従って、ＭＳＦのマーカー取得時の基準電圧ＶＭ１（例えば、検波信号の最大振幅の約５０％のレベル）に比べて、ＤＣＦ７７およびＭＳＦの時刻コード取得時の基準電圧ＶＤ１，ＶＭ２は、２０％以上高くすることが好ましい。
一方、バンドパスフィルター３３の帯域幅が広い場合（例えば１０Ｈｚ以上）、検波信号の応答性が良いため、変調０％（ＭＳＦ）と２５％（ＤＣＦ７７）で検波信号の振幅が変化する。そして、包絡線検波をしているため、振幅が変化すると検波信号のボトムの位置も変化する。従って、振幅の変化が小さいＤＣＦ７７の基準電圧ＶＤ１は、ＭＳＦの基準電圧ＶＭ２に比べて基準電圧を上げることが好ましい。例えば、ＶＤ１は、ＶＭ２に対して１２．５％程度高くすることが好ましい。
【００９９】
さらに、バンドパスフィルター３３の帯域幅を設定する場合、前記第２実施形態のようなノイズ影響の有無（条件１）や、第３実施形態のような温度変化（条件２）や、変形例で説明した標準電波の種類（条件３）のうち、どの条件で設定するかは、受信回路を組み込む機器などの用途に応じて設定すればよい。この場合、前記第２，３実施形態や変形例のように、条件１〜３の一つの条件のみを設定しても良いし、複数の条件を組み合わせて設定してもよい。
【０１００】
その他、バンドパスフィルター３３やＶＲＥＦ切替回路３８の具体的な構成等、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。
【符号の説明】
【０１０１】
１…電波修正時計、２…アンテナ、３…受信回路部、４…制御回路部、５…表示部、６…外部操作部材、３１…同調回路、３２…第１増幅回路、３３…バンドパスフィルター、３４…第２増幅回路、３５…包絡線検波回路、３６…ＡＧＣ回路、３７…二値化回路、３８…ＶＲＥＦ切替回路、３９…デコード回路、４１…ＴＣＯデコード部、４２…記憶部、４３…時刻カウンター、４６…駆動回路部、４７…制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準電波を受信して復調する受信手段と、
前記受信手段を制御する制御手段と、
前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計であって、
前記受信手段は、
前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、
増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、
前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、
前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、
前記制御手段は、前記基準電圧設定部を制御する基準電圧制御部を備え、
前記基準電圧制御部は、
標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定し、
標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定する、
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、
前記受信手段は、帯域幅を変更可能なバンドパスフィルターを備え、
前記制御手段は、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定する帯域幅制御部を備え、
前記帯域幅制御部は、
所定の条件に応じて、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定し、
前記基準電圧制御部は、
前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、設定されたバンドパスフィルターの帯域幅に応じて設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項３】
請求項２に記載の電波修正時計において、
前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、
前記帯域幅制御部は、
受信開始時には、前記第２の帯域幅に設定し、
受信開始後、マーカーを取得できない場合、または、時刻コードを取得できない場合には、前記第１の帯域幅に設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項４】
請求項２に記載の電波修正時計において、
温度を測定する温度センサーを備え、
前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、
前記帯域幅制御部は、
前記温度センサーで測定された温度が予め設定された温度範囲内にある時には、前記第１の帯域幅に設定し、
前記温度センサーで測定された温度が前記温度範囲外にある時には、前記第２の帯域幅に設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項５】
請求項２に記載の電波修正時計において、
前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、
前記帯域幅制御部は、
受信する標準電波が日本の標準電波ＪＪＹまたはアメリカの標準電波ＷＷＶＢのいずれかである場合には、前記第１の帯域幅に設定し、
受信する標準電波がドイツの標準電波ＤＣＦ７７またはイギリスの標準電波ＭＳＦのいずれかである場合には、前記第２の帯域幅に設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記受信手段は、複数の標準電波を受信可能に構成され、
前記基準電圧設定部は、
前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、標準電波の種類に対応して設定可能に構成され、
前記基準電圧制御部は、
標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記マーカー取得用電圧値に設定し、
標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記時刻コード取得用電圧値に設定する、
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項７】
標準電波を受信して復調する受信手段と、
前記受信手段を制御する制御手段と、
前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計の制御方法であって、
前記受信手段は、
前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、
増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、
前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、
前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、
標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定する工程と、
標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定する工程と、
を備えることを特徴とする電波修正時計の制御方法。
【請求項１】
標準電波を受信して復調する受信手段と、
前記受信手段を制御する制御手段と、
前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計であって、
前記受信手段は、
前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、
増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、
前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、
前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、
前記制御手段は、前記基準電圧設定部を制御する基準電圧制御部を備え、
前記基準電圧制御部は、
標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定し、
標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定する、
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、
前記受信手段は、帯域幅を変更可能なバンドパスフィルターを備え、
前記制御手段は、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定する帯域幅制御部を備え、
前記帯域幅制御部は、
所定の条件に応じて、前記バンドパスフィルターの帯域幅を設定し、
前記基準電圧制御部は、
前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、設定されたバンドパスフィルターの帯域幅に応じて設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項３】
請求項２に記載の電波修正時計において、
前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、
前記帯域幅制御部は、
受信開始時には、前記第２の帯域幅に設定し、
受信開始後、マーカーを取得できない場合、または、時刻コードを取得できない場合には、前記第１の帯域幅に設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項４】
請求項２に記載の電波修正時計において、
温度を測定する温度センサーを備え、
前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、
前記帯域幅制御部は、
前記温度センサーで測定された温度が予め設定された温度範囲内にある時には、前記第１の帯域幅に設定し、
前記温度センサーで測定された温度が前記温度範囲外にある時には、前記第２の帯域幅に設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項５】
請求項２に記載の電波修正時計において、
前記バンドパスフィルターは、帯域幅を、第１の帯域幅と、前記第１の帯域幅よりも広い第２の帯域幅とに切り替え可能に構成され、
前記帯域幅制御部は、
受信する標準電波が日本の標準電波ＪＪＹまたはアメリカの標準電波ＷＷＶＢのいずれかである場合には、前記第１の帯域幅に設定し、
受信する標準電波がドイツの標準電波ＤＣＦ７７またはイギリスの標準電波ＭＳＦのいずれかである場合には、前記第２の帯域幅に設定する
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の電波修正時計において、
前記受信手段は、複数の標準電波を受信可能に構成され、
前記基準電圧設定部は、
前記マーカー取得用電圧値および時刻コード取得用電圧値を、標準電波の種類に対応して設定可能に構成され、
前記基準電圧制御部は、
標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記マーカー取得用電圧値に設定し、
標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時には、前記基準電圧の電圧値を、受信する標準電波の種類に対応した前記時刻コード取得用電圧値に設定する、
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項７】
標準電波を受信して復調する受信手段と、
前記受信手段を制御する制御手段と、
前記受信手段によって復調された信号に基づいて時刻情報を修正する時刻修正手段とを備えた電波修正時計の制御方法であって、
前記受信手段は、
前記標準電波の受信信号を増幅する信号増幅部と、
増幅された前記受信信号を検波して包絡線信号を出力する検波部と、
前記包絡線信号と基準電圧とを比較して二値化信号を出力する比較部と、
前記比較部の基準電圧の電圧値を、マーカー取得用電圧値、または、前記マーカー取得用電圧値とは異なる電圧値である時刻コード取得用電圧値に設定する基準電圧設定部とを備え、
標準電波のマーカーを取得するマーカー取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記マーカー取得用電圧値に設定する工程と、
標準電波の時刻コードを取得する時刻コード取得時に、前記基準電圧の電圧値を前記時刻コード取得用電圧値に設定する工程と、
を備えることを特徴とする電波修正時計の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１１２４２８（Ｐ２０１１−１１２４２８Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６７２１４（Ｐ２００９−２６７２１４）
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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