JP3881107B2

JP3881107B2 - 電波修正時計

Info

Publication number: JP3881107B2
Application number: JP11668498A
Authority: JP
Inventors: 顕斉高田
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JPH11304973A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は標準電波を受信する電波修正時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ、アメリカ、日本などの国では、数１０ｋＨｚ程度の周波数を搬送波として時刻情報を送信するいわゆる長波標準電波を送信しており、近年この標準電波を用いた電波修正時計が世に広まってきている。長波標準電波は、データが２進法で送信されている点以外、搬送波の周波数や、データの０、１等を表すパルス波形が国毎で異なっている。以下に標準電波について日本の長波標準電波−JG2AS−を例に取り説明する。
【０００３】
日本の長波標準電波は、郵政省通信総合研究所（CRL）で運用しており、茨城県三和町にある送信所から送信されている。またこの電波には２つの目的があり、１つ目は国家標準となる周波数の送信、２つ目は協定世界時（ＵＴＣ）に基づいて９時間進んだ日本標準時（ＪＳＴ）の送信である。長波標準電波は、この標準となる周波数−40kHz−にAM変調をかける事で時刻データを送信しており、電波時計はこの電波の時刻データを受信している。
【０００４】
時刻データの送信は、1ｂｉｔ／秒で１分間を１フレームとしており、このフレーム内には分・時・１月１日からの積算日の情報を有しており、これら情報はＢＣＤコードで提供されている（図３参照）。また、送信されてくるデータには０、１の他にPコードというマーカーが含まれており、これらデータは変調の差により違いを持たせている（図４参照）。このＰコードは１フレームに数カ所あり、正分（０秒）、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒、５９秒に現れる。このＰコードが続けて現れるのは１フレーム中１回で５９秒、０秒の時だけで、この続けて現れる位置が正分位置となる。分・時データなどの時刻データはこの正分位置を基準としてフレーム中の位置が決まっているためこの正分位置の検出を行わないと時刻データを取り出すことはできない。
【０００５】
従来の電波修正時計の受信方法について図２を用いて説明する。図２は従来の電波時計の受信方法であり、１はアンテナ、２は受信回路、３は０，１，Ｐコードの判断を行うコード判定手段、４は正分検出手段、５は正分検出後に１Ｈｚで６０進カウントを行う秒カウンタ、６は受信で得られたデータを蓄積する受信データ蓄積部、６ｇは最新の受信データを蓄積するブロック、６ｈは１分前の受信データもしくはメインカウンタのデータを入力するブロック、７はブロック６ｇとブロック６ｈを比較し、同値であるか判断する比較手段、８は発振回路、９は分周回路、１０は時計のメインのカウントを行うメインカウンタ、１１はメインカウンタのカウント値を表示する表示部、１２は受信開始のスイッチ、１３はＳＷ１２がＯＮ後ある時間までカウントを行い、ある時間以上になると受信終了の命令を出すＯＮ時間カウンタで構成される。
【０００６】
それでは実際の動作について説明する。ＳＷ１２がＯＮすると時計機能部は受信部へ分周回路の出力の供給を開始し、ＯＮ時間カウンタ１３がカウントを開始する。一方で受信回路２がＯＮし、アンテナから得られる標準電波を増幅、フィルタ処理、検波処理して、復調結果を出力する。受信回路２から出力された復調結果を元にコード判定手段３で０、１、Ｐコードの判断を行い、Ｐコードが２回連続で現れる所を正分検出手段４が検出を行う。ここで検出されるとその検出位置が正分であると判断し、秒カウンタ５にカウント開始の命令を出しそのカウント値を最新データとしてブロック６ｇにデータ入力を開始する。また正分検出から１分未満、つまり、ブロック６ｈにデータがまだ無いときはメインカウンタ１０の値をブロック６ｈにデータ入力する。ブロック６ｇに分、時、積算日のデータが蓄積されると比較手段７がブロック６ｇとブロック６ｈのデータ比較を行う。ここで比較結果が同値であると判断されると秒カウンタ５の値とブロック６ｇの値をメインカウンタ１０に代入し、比較手段７から受信終了命令が出されＳＷ１２をＯＦＦし、それにより受信回路がＯＦＦされる。逆に比較結果が同値でないと判断されたとき、ブロック６ｇの値プラス１分した値がブロック６ｈに代入され、比較手段７からは受信終了の命令は出さず、受信を継続する。また、メインカウンタの更新も行わない。その後、次の新しいデータがブロック６ｇに入力されるとブロック６ｇとブロック６ｈのデータの比較を行い、前述と同様、同値ならばブロック６ｇの値をメインカウンタに代入し受信を終了させ、同値でないならブロック６ｇの値プラス１分した値をブロック６ｈに代入する。同値でない場合はこれら動作をＯＮ時間カウンタ１３がある時間になり受信終了命令を出すまで繰り返し行う。またＯＮ時間カウンタ１３がある時間を過ぎても受信を終了しない場合、受信結果はNGとなり、メインカウンタの値は変更しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の技術では、あるｂｉｔだけが間違ったデータを受信した場合、そのフレーム全てのデータが無効となり、その結果受信に要す時間が長くなったり、惜しいところで受信成功を逃してしまうといった問題が生じていた。本発明は以上のような問題を解決しようとするもので、正しく受信されたデータを不要に無効としてしまう点を解消させることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、
標準電波を受信し時刻を修正する電波修正時計において、
時計機能部と、標準電波を受信するアンテナと、
所望する周波数を抽出し増幅・検波を行う受信回路と、
該受信回路より出力される検波データからコードを判定するコード判定手段と、
該コード判定手段の判定結果によりフレームの先頭位置を検出する正分検出手段と、
前記フレームに含まれる時刻データを複数時刻分蓄積する受信データ蓄積部と、
該受信データ蓄積部に蓄積された複数の時刻データを所定単位のブロック同士で比較することで受信データが正しいものかどうか判断する比較手段とを有し、
前記ブロック毎に受信データが正しいものかどうかの判断を行い、
不正なデータを含むブロックのみ、継続して受信を行うとともに、
前記正分検出手段が正分を検出してからの時間をカウントする経過時間カウンタと、
前記比較手段が受信データが正しいと判断したときに
前記受信データと前記経過時間カウンタの値を記憶するデータ記憶手段と、
該データ記憶手段の結果から最終的な時刻データを決定する演算手段とを有する事を特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の一実施例を詳述する。図１は本発明の一実施例を示すブロックである。図２と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
【００１０】
受信データ蓄積部６内にある分６ａは、最新の受信データのうち、分ブロックのデータを蓄積する部分であり、以下同様に時６ｂは時データ、積算日６ｃは積算日データを蓄積する。分６ｄは現在時刻のデータまたは１分前に受信したデータの分ブロックのデータを蓄積し、以下同様に時６ｅは時データ、積算日６ｆは積算日データを蓄積する。次に、比較手段７内にある７ａは分ブロックデータ比較手段であり、分６ａと分６ｄを比較してその結果分６ａのデータが正しいかどうか判断する手段である。以下同様に時６ｂと時６ｅの比較／判断を行う時ブロックデータ比較手段７ｂと、積算日６ｃと積算日６ｆの比較／判断を行う積算日ブロックデータ比較手段７ｃで比較手段７が構成されている。経過時間カウンタ１４は秒カウンタ４が６０、つまり１分になるとカウントアップする。データ記憶手段１５に含まれる１５ａは分データ記憶手段であり、分ブロックデータ比較手段７ａでデータが正しいと判断されたときに、最新受信データと、そのときの経過時間を記憶する。同様に１５ｂは時ブロックに対する記憶手段、１５ｃは積算日に対する記憶手段である。次にメインカウンタ１０内に含まれる分カウンタ１０ａは、非受信時はメインカウンタの分のカウントを行い、受信時でかつデータ記憶手段１５ａでデータが記憶された時に、このデータ記憶手段１５ａのデータを入力するようになっている。以下時カウンタ１０ｂ、積算日カウンタ１０ｃも同様の機能を持つ。次に１６は演算手段で、データ記憶手段１５ａ，同１５ｂ、同１５ｃに記憶されている受信データと経過時間から、メインカウンタを更新する時刻データを作成し、受信が正しく行われたかどうかの判断を行う機能を持つ。１７のメインカウンタ退避部は受信が開始されると、メインカウンタの時刻情報を一時的に保持する所である。以上が本発明の一実施例の構成である。
【００１１】
それでは図１を用いて動作の説明を従来の技術と同様、日本の標準電波ＪＧ２ＡＳの場合について説明する。
ＳＷ１２がONすると表示部１１の全表示が受信開始の合図として０．５秒間隔で点滅をはじめる。そしてメインカウンタ退避部１７がメインカウンタ１０のデータを保持し（保持後も計時を行う）、受信回路２が動作をはじめ、アンテナ１から得られる電波を増幅、
周波数フィルタ処理、検波を行って、この受信回路２から検波結果が出力される。この検波結果からコード判定手段３が０，１，Ｐ各コードの判定を行い、Ｐコードが２回連続で現れる所を正分検出手段４が検出する。ここで検出されるとその検出位置が正分であると判断し、秒カウンタ５にカウント開始の命令を出し、そのカウント値を最新データとして分６ａ、時６ｂ、積算日６ｃに受信データの入力を開始する。また正分検出から１分未満つまり、分６ｄ、時６ｅ、積算日６ｆに受信データがまだ無いときはメインカウンタ１０の値を分６ｄ、時６ｅ、積算日６ｆにデータ入力する。
以下の動作は、分、時、積算日毎の処理でどれも同様の動作のため、分についてのみ説明する。
分６ａに最新データの入力が完了すると分ブロックデータ比較手段７ａは、分６ａと分カウンタ１０ａの値が入力されている分６ｄを用いて１回目のデータ比較を行う。ここで比較した結果、同値であると判断された場合は、分６ａの値と経過時間カウンタ１４の値が、分データ記憶手段１５ａに記憶される。逆に違う値と判断された場合は、分６ａプラス１したデータを分６ｄに入力して１分前データとして保持し、次の最新データと２回目のデータ比較を行う。以降、データの一致を検出するまでこの動作を繰り返す。また分ブロックデータ比較手段７ａが分６ａと分６ｄが違う値と判断したときは、分データ記憶手段１５ａには記憶しないようにする。
分ブロックデータ比較手段７ａにより同値が確認され分データ記憶手段１５ａにデータが記憶されると、分カウンタ１０ａの値は記憶されたデータに更新され、この分カウンタ１０ａの値を分表示１１ａが全点灯で表示し、分ブロックの受信が完了したことを示す。以上の動作は時、積算日についても同様である。
上記までの動作を経て、データ記憶手段７の各記憶手段が全て記憶される、つまり受信が全てのブロックで正しいデータが得られたと判断すると、これらデータを元に演算手段１６で受信した時刻の最終結果を出し、その結果をメインカウンタ１０に反映させる。また、最終結果が出た段階で受信は終了しメインカウンタ退避部１７の値はクリアされる。また表示部１１にはメインカウンタの値が表示される。
またON時間カウント１３がＳＷ１２に受信終了信号を出す時間までにデータ記憶手段７内の各記憶手段が全て記憶されないと、受信によって得られた時刻は不完全なものであり、この場合受信は失敗であると判断してＯＮ時間カウンタ１３がＳＷ１２をＯＦＦの命令を出し、演算手段１６からメインカウンタ退避部１７に保持してある値をメインカウンタ１０に入力するよう命令が出され、その値を表示部１１で表示する。以上が本発明の１実施例を示す動作だが、具体的な受信データを使い説明する。
【００１２】
図５、図６はある場合の受信データである。前述までの動作に準じて受信の経緯を説明する。
まず図５について説明する。受信開始のためSW12がONして受信回路２が働き、正分検出手段４が正分を検出後、分６ｄに現在時刻５９、時６ｅに１８、積算日６ｆに１７６が入力される。そして各ブロックに最新データとして、分６ａに５９、時６ｅに１８、積算日６ｆに１７６が蓄積されていく。最新データ蓄積が完了したら比較手段７で各ブロック毎の比較を行う。この場合、全てのデータが同値であるため、データ記憶手段１５に各ブロック毎の最新データと経過時間カウンタ１４の値（この場合０）が記憶される。そして全てのブロックがデータを記憶しているので演算手段１６が演算を行う。経過時間が全て０で同じなので分データ記憶手段１５ａ、時データ記憶手段１５ｂ、積算日データ記憶手段１５ｃに記憶されている時刻データそのままの値をメインカウンタの各ブロックに入力し、演算手段１６が受信終了命令を出しSW12をＯＦＦする。以上が図５の説明である。
【００１３】
次に図６の時について説明する。（図中の網掛けになっているデータは間違っていることを示しており、また＊印はデータとして蓄積されない事を意味している。）
正分検出手段４が正分を検出する前までの動作は前述と同一である。正分検出後、分６ｄに現在時刻のデータである４５が、また時６ｅには６、積算日６ｆには６２が入力される。そして最新データとして分６ａに５９、時６ｂに１８、積算日６ｆに１７６が入力されていく。最新データ蓄積が完了したら比較手段７で各ブロック毎の１回目の比較を行う。この場合、全てのブロックでデータが違うため、記憶手段１５にはいっさい記憶されない。そして比較が終了すると分６ａにプラス１した値が分６ｄに代入され、時６ｂは時６ｅに、積算日６ｃは積算日６ｆにそれぞれ代入される。（このとき各ブロックにおいて桁上げが生じたときは桁上げを行ったデータを代入する。）しばらく後に秒カウンタ５の桁上げが生じ、経過時間カウンタ１４がインクリメントされる。そして次の最新データの蓄積が行われ、蓄積が完了するとデータの２回目の比較を行い、この場合、分ブロックでデータ同値が確認されたので、経過時間カウンタの値「１」と受信データ「００」を分データ記憶手段に記憶する。他のブロックは同値でないためさらに継続して受信を行う。比較３回目では時、積算日ともに一致がない。次に比較４回目であるがこのとき積算日に同値が確認されたので、このときの経過時間カウンタ１４の値「３」と受信データ「１７６」が積算日データ記憶手段１５ｃに記憶される。比較５回目では最後の時ブロックが同値であると確認されて経過時間カウンタ１４の値「４」と受信データ「１９」が時データ記憶手段１５ｂに記憶される。ここで全ての記憶手段にデータが記憶されるとこれら全てのデータを用いて演算手段１６で演算が行われる。演算内容は以下の通りである。まず、正分を検出した時間を特定するため、分データ「００」から分の経過時間カウンタ値「１」を減算する。分桁は６０進であるためこの場合「５９」となる。さらにこの「５９」経過時間カウンタの最大値「４」を加算する。この結果分データは「６３」となり受信中に時の桁上げがあったことが解る。ここで、時データが記憶されたのが時の桁上げの前か後ろか判断する必要がある。そこで時データを記憶した時の経過時間カウンタ値「４」に正分検出時間「５９」分を加算すると「６３」となり時の桁上げ後に記憶されたデータであることが解る。よって正分検出時刻は１８：５９であることが解る。さらに分データは正分検出に経過時間カウンタ値の最大値を加算したものが現在時刻となるため、この場合「６３」であり分桁は６０進であるので分データは最終的に「０３」となる。積算日桁の決定方法は、今回の場合は時桁が「１９」と決まったため積算日の桁上げはないので受信のデータ「１７６」と決定される。以上の結果から、演算手段１６から出される最終的な受信データは１７６日１９：０３となる。今回の例では受信中に積算日桁の桁上げは無かったが、もしあった場合は、上記のように正分検出時間を特定し、その時刻に積算日が記憶された経過時間カウンタの値を加算してその結果が０：００の前か後ろかで最終的な積算日の受信データを決定することが出来る。
【００１４】
また、積算日が３６５日で受信中に０：００を迎えた場合、積算日桁が０：００以降に決まれば問題ないが、０：００以前に決まった場合、閏年かどうか判断できないため、分、時、積算日データが全て決まった後再度積算日だけ受信するようにしても良い。
【００１５】
また、ＯＮ時間カウンタ１３により受信が終了した場合、メインカウンタ退避部１７のデータをメインカウンタに代入して表示部１１で表示としたが、受信が完了したブロックのみそのままメインカウンタに残し、データが取り出せなかったブロックのみメインカウンタ退避部１７のデータを用い、この場合、データの取り出せなかったブロックのみ点灯する事で、使用者にその部分を修正してもらうようにしても良い。
【００１６】
正分検出が最初に検出した位置と違う場合は、秒カウンタ５、経過時間１４、受信データ蓄積部６、データ記憶手段１５をクリアして、表示部を全て点灯状態に戻すようにしても良い。
【００１７】
この１実施例ではデータ蓄積部６は２フレーム分のデータ蓄積としたが、蓄積量を増やし、例えば５フレームの蓄積量を持ち、この５フレームで各ブロックについて３つ以上同一となるデータがあった場合は、正しく受信したデータとして扱っても良い。
【００１８】
【発明の効果】
上記のごとく本発明によれば、受信データ１フレームを分割して、複数のフレームの比較をその分割ブロック毎に行う事で受信データを有効利用でき、今まで受信NGとなっていたフレームでも正しく受信できたブロックについてはデータを抽出でき、受信が成功する確率が上がるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示すブロックである。
【図２】従来の技術によるブロック図である。
【図３】標準電波ＪＧ２ＡＳのデータ送信の１例を示す図である。
【図４】標準電波ＪＧ２ＡＳの０，１，Ｐコードを示す波形図である。
【図５】受信データの例を示す図である。
【図６】受信データの間違いを示す受信データパターン図である。
【符号の説明】
６受信データ蓄積部
７比較手段
１４経過時間カウンタ
１５データ記憶手段
１６演算手段
１７メインカウンタ退避手段

Claims

標準電波を受信し時刻を修正する電波修正時計において、
時計機能部と、標準電波を受信するアンテナと、
所望する周波数を抽出し増幅・検波を行う受信回路と、
該受信回路より出力される検波データからコードを判定するコード判定手段と、
該コード判定手段の判定結果によりフレームの先頭位置を検出する正分検出手段と、
前記フレームに含まれる時刻データを複数時刻分蓄積する受信データ蓄積部と、
該受信データ蓄積部に蓄積された複数の時刻データを所定単位のブロック同士で比較することで受信データが正しいものかどうか判断する比較手段とを有し、
前記ブロック毎に受信データが正しいものかどうかの判断を行い、
不正なデータを含むブロックのみ、継続して受信を行うとともに、
前記正分検出手段が正分を検出してからの時間をカウントする経過時間カウンタと、
前記比較手段が受信データが正しいと判断したときに
前記受信データと前記経過時間カウンタの値を記憶するデータ記憶手段と、
該データ記憶手段の結果から最終的な時刻データを決定する演算手段とを有する事を特徴とする電波修正時計。
前記受信データ蓄積部に蓄積される複数の時刻データは、前記所定単位のブロック毎に蓄積され、
前記比較手段は、
前記複数の時刻データ間の比較を、前記所定単位で蓄積されたブロック単位で行う事を特徴とする請求項１記載の電波修正時計。
前記データ記憶手段は、前記受信データと前記経過時間カウンタの値を前記所定単位毎に記憶する事を特徴とする請求項１ないし２のいずれか１つに記載の電波修正時計。
前記受信データ蓄積部に蓄積される時刻データの個数が２である事を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電波修正時計。
前記受信データ蓄積部に蓄積される時刻データが、
最新の受信データと１フレーム前に受信したデータである事を特徴とする請求項４記載の電波修正時計。
前記受信データ蓄積部に蓄積される時刻データが、
最新の受信データと現在時刻のデータである事を特徴とする請求項４記載の電波修正時計。
前記比較手段が、
前記受信データ蓄積部に蓄積される複数の時刻データ間で所定数以上の一致を検出した場合、受信成功と判定する
事を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電波修正時計。
前記複数の時刻データの数が５であり、３個以上の前記受信データ蓄積部に蓄積される時刻データ間で一致を検出した場合、受信成功と判定する
事を特徴とする請求項７記載の電波修正時計。
前記所定単位が分、時、積算日等の、時刻表示単位である事を特徴とする請求項１ないし８のいずれかに１つに記載の電波修正時計。
前記所定単位が時刻表示単位の桁単位である事を特徴とする請求項１ないし９のいずれかに１つに記載の電波修正時計。
前記時計機能部は、計時を行うカウンタと、
受信時に該カウンタの時刻情報を一時的に保持するカウンタ退避部と、該カウンタの値を表示する表示部を有し、
受信データが不正なデータを含むと判断した場合、
受信データが正しいと判断されたブロックは、そのデータをカウンタの対応するブロックに移し、
受信データが不正なデータを含むブロックは、対応する前記カウンタ退避部のデータをカウンタの対応するブロックに移す事を特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに１つに記載の電波修正時計。