JP4179294B2 - 電波受信装置 - Google Patents
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Description
アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号を微分して第1の微分信号として出力する第1の微分手段と、
前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号を微分して第2の微分信号として出力する第2の微分手段と、
前記第1の微分手段によって出力された第1の微分信号の位相と前記第2の微分信号によって出力された第2の微分信号の位相とが同相か逆相かを判別することで、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えていることを特徴としている。
アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号を微分して第1の微分信号として出力する第1の微分手段と、
前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号を微分して第2の微分信号として出力する第2の微分手段と、
前記第1の微分手段によって出力された第1の微分信号と前記第2の微分信号によって出力された第2の微分信号とを乗算して微分乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された微分乗算信号を所定電圧と比較とすることで、前記第1の微分信号の位相と前記第2の微分信号の位相とが同相か逆相かを判別することで、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えることを特徴としている。
アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記加算手段によって出力された加算信号から当該加算信号全体の信号レベルを判定し、加算信号全体レベル信号として出力する加算信号全体レベル判定手段と、
前記減算手段によって出力された減算信号から当該減算信号全体の信号レベルを判定し、減算信号全体レベル信号として出力する減算信号全体レベル判定手段と、
前記加算信号全体レベル判定手段によって出力された加算信号全体レベル信号と前記減算信号全体レベル判定手段によって出力された減算信号全体レベル信号との大小関係を判別することで、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えることを特徴としている。
アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記加算手段によって出力された加算信号及び前記減算手段によって出力された減算信号の何れか一方の信号と、理想とする検波信号の最高電圧以上に予め定められた高レベル閾値とを比較する高レベル閾値比較手段と、
前記一方の信号と、前記理想とする検波信号の最低電圧以下に予め定められた低レベル閾値とを比較する低レベル閾値比較手段と、
該高レベル閾値比較手段及び低レベル閾値比較手段の比較結果に基づいて、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えることを特徴としている。
先ず、第1実施形態を説明する。
図1は、第1実施形態における電波時計1の内部構成を示すブロック図である。同図によれば、電波時計1は、CPU(Central Processing Unit)100と、入力部200と、表示部300と、ROM(Read Only Memory)400と、RAM(Random Access Memory)500と、受信制御部600と、タイムコード生成部700と、計時回路部800と、発振回路部820とを備えている。発振回路部820を除く各部はバスBによって接続され、発振回路部820は計時回路部800に接続されている。
図2は、本実施形態におけるスーパーヘテロダイン方式の電波受信装置620の回路構成を示すブロック図である。同図によれば、電波受信装置620は、受信アンテナANT1と、RF増幅回路11と、フィルタ回路12,15,17と、周波数変換回路13と、局部発振回路14と、IF増幅回路16と、AGC回路18と、検波回路20Aとを備えている。
図3は、検波回路20Aの回路構成を示すブロック図である。同図によれば、検波回路20Aは、キャリア抽出回路30と、信号再生回路40Aとを備えている。キャリア抽出回路30は、キャリア再生回路31と、位相シフト器32と、乗算回路33と、LPF34,35とを備えている。
フィルタ回路17から入力された信号Sには、受信希望信号(本来、受信したい周波数を持つ信号。ここでは、長波標準電波である。)とノイズとが含まれる。受信希望信号の搬送波の周波数をωとし、その信号波を「Asinω」とする。ここで、振幅Aは、時間関数であるが、長波標準電波である受信希望信号に対して極めて長い周期で変化するものであるとともに、10%又は100%の変調度である。このため、振幅Aをほぼ定数とみなすことができる。従って、信号Sは、次式(1)に示すように、受信希望信号の振幅成分Aとノイズの振幅成分Bとの合成によって表すことができる。
キャリア抽出回路30において、乗算回路33は、信号Sと位相シフト器32から入力される「cosωt」の信号とを乗算し、信号aとして出力する。従って、信号aは次式(4)で表される。
以上、第1実施形態によれば、検波回路20Aの信号再生回路40Aにおいて、受信信号である信号Sとキャリア信号とを乗算した信号eをA度(α[rad])遅らせた信号fと、信号Sとキャリア信号を90度進ませた信号とを乗算した信号bを、(90+A)度((π/2+α)[rad])遅らせた信号gとが生成される。次いで、信号fと信号gとを加算した信号h1と、信号fから信号gを減算した信号h2とが生成される。そして、判別出力回路50Aにより、信号h1を微分した信号iと、信号h2を微分した信号lとを乗算した信号mのレベルを所定電圧V1と比較することで、信号h1,h2の何れがノイズのキャンセルされた信号であるかが判別されて出力される。
次に、第2実施形態を説明する。第2実施形態は、上述した第1実施形態において、検波回路20A(図3参照)を、図4に示す検波回路20Bに置き換えた実施形態である。このため、第2実施形態では、上述した第1実施形態と同一の構成要素については同符合を付し、詳細な説明を省略する。
図4は、第2実施形態における検波回路20Bの回路構成を示すブロック図である、同図によれば、検波回路20Bは、キャリア抽出回路30と、信号再生回路40Bとを備えている。
LPF63は、検波器62から入力される信号r1に対して所定の低域範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、信号r2として出力する。即ち、信号r2は、信号h2全体の信号レベルに相当する。
以上、第2実施形態によれば、検波回路20Bの信号再生回路40Bにおいて、受信信号である信号Sとキャリア信号とを乗算した信号eをA度(α[rad])遅らせた信号fと、信号Sとキャリア信号を90度進ませた信号とを乗算した信号bを、(90+A)度((π/2+α)[rad])遅らせた信号gとが生成される。次いで、信号fと信号gとを加算した信号h1と、信号fから信号gを減算した信号h2とが生成される。そして、判別出力回路50Bにより、信号h1を検波した、信号h1全体の信号レベルに相当する信号q2と、信号h2を検波した、信号h2全体の信号レベルに相当する信号r2とがコンパレータ56で比較され、その比較結果を基に、信号h1,h2の何れがノイズのキャンセルされた信号であるかが判別・出力される。
次に、第3実施形態を説明する。第3実施形態は、上述した第1実施形態において、検波回路20A(図3参照)を、図6に示す検波回路20Cに置き換えた実施形態である。このため、第3実施形態では、上述した第1実施形態と同一の構成要素については同符合を付し、詳細な説明を省略する。
以上、第3実施形態によれば、検波回路20Cの信号再生回路40Cにおいて、受信信号である信号Sとキャリア信号とを乗算した信号eをA度(α[rad])遅らせた信号fと、信号Sとキャリア信号を90度進ませた信号とを乗算した信号bを、(90+A)度((π/2+α)[rad])遅らせた信号gとが生成される。次いで、信号fと信号gとを加算した信号h1と、信号fから信号gを減算した信号h2とが生成される。そして、判別出力回路50Cにより、信号h1のレベルと、高レベル閾値であるレベルV4、及び、低レベル閾値であるレベルV5それぞれとが比較され、その比較結果を基に、信号h1,h2の何れがノイズのキャンセルされた信号であるかが判別・出力される。従って、ノイズの周波数が受信希望信号の搬送波の周波数より高い/低い何れの場合であっても、ノイズを確実にキャンセルした検波信号(信号P)を得ることができる。
尚、本発明の適用は上述した3つの実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上述した各実施形態では、スーパーヘテロダイン方式の電波受信装置620を用いることとしたが、ストレート方式を用いることとしても良い。
また、上述した実施形態では、本発明を電波時計に適用した場合について説明したが、中継器に適用しても良い。中継器とは、例えば内部に電波が届き難い鉄骨住宅等の室内等に設置され、長波標準電波を受信して正確な時刻情報を得、この時刻情報を送信する装置である。そして、室内に在る電波時計は、この中継器から送信される時刻情報を受信して時刻修正を行う。
100 CPU
200 入力部
300 表示部
400 ROM
500 RAM
600 受信制御部
620 電波受信装置
ANT1 受信アンテナ
11 RF増幅回路
12,15,17 フィルタ回路
13 周波数変換回路
14 局部発振回路
16 IF増幅回路
18 AGC回路
20A,20B,20C 検波回路
30 キャリア抽出回路
31 キャリア再生回路
32 位相シフト器
33 乗算回路
34,35 LPF
40A,40B,40C 信号再生回路
41 乗算回路
42 LPF
43 位相シフト回路
43a,43b 位相シフト器
44 加算器
45 減算器
50A,50B,50C 判別出力回路
51,53 微分回路
52,54,59,61,63,67,69 LPF
55 乗算器
56,64,66,68,71 コンパレータ
58A,58B,58C スイッチ
58a,58b 端子
60,62 検波器
70 加算器
700 タイムコード生成部
800 計時回路部
820 発振回路部
2 中継器
900 送信部
Claims (4)
- アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号を微分して第1の微分信号として出力する第1の微分手段と、
前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号を微分して第2の微分信号として出力する第2の微分手段と、
前記第1の微分手段によって出力された第1の微分信号の位相と前記第2の微分信号によって出力された第2の微分信号の位相とが同相か逆相かを判別することで、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。 - アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号を微分して第1の微分信号として出力する第1の微分手段と、
前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号を微分して第2の微分信号として出力する第2の微分手段と、
前記第1の微分手段によって出力された第1の微分信号と前記第2の微分信号によって出力された第2の微分信号とを乗算して微分乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された微分乗算信号を所定電圧と比較とすることで、前記第1の微分信号の位相と前記第2の微分信号の位相とが同相か逆相かを判別することで、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。 - アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記加算手段によって出力された加算信号から当該加算信号全体の信号レベルを判定し、加算信号全体レベル信号として出力する加算信号全体レベル判定手段と、
前記減算手段によって出力された減算信号から当該減算信号全体の信号レベルを判定し、減算信号全体レベル信号として出力する減算信号全体レベル判定手段と、
前記加算信号全体レベル判定手段によって出力された加算信号全体レベル信号と前記減算信号全体レベル判定手段によって出力された減算信号全体レベル信号との大小関係を判別することで、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。 - アンテナで受信した受信信号から該受信信号の搬送波と同一の周波数及び同一の位相であるキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、
前記生成されたキャリア信号の位相を90度シフトし、前記受信信号と乗算してキャリア移相乗算信号として出力するキャリア移相乗算手段と、
このキャリア移相乗算手段によって出力されたキャリア移相乗算信号の高周波成分を遮断する第1のローパスフィルタと、
この第1のローパスフィルタを介したキャリア移相乗算信号の位相を(90+A)度シフトさせて第2の移相信号として出力する第2移相手段と、
前記受信信号と前記キャリア信号とを乗算して乗算信号として出力する乗算手段と、
この乗算手段によって出力された乗算信号の高周波成分を遮断する第2のローパスフィルタと、
この第2のローパスフィルタを介した乗算信号の移相をA度シフトさせて第1の移相信号として出力する第1移相手段と、
この第1移相手段によって出力された第1の移相信号と前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号とを加算して加算信号として出力する加算手段と、
前記第1移相手段によって出力された第1の移相信号及び前記第2移相手段によって出力された第2の移相信号の何れか一方から他方を減算して減算信号として出力する減算手段と、
前記加算手段によって出力された加算信号及び前記減算手段によって出力された減算信号の何れか一方の信号と、理想とする検波信号の最高電圧以上に予め定められた高レベル閾値とを比較する高レベル閾値比較手段と、
前記一方の信号と、前記理想とする検波信号の最低電圧以下に予め定められた低レベル閾値とを比較する低レベル閾値比較手段と、
該高レベル閾値比較手段及び低レベル閾値比較手段の比較結果に基づいて、前記加算手段によって出力された加算信号と前記減算手段によって出力された減算信号との何れの信号がノイズのキャンセルされた信号かを判別し、この判別したノイズのキャンセルされた信号を検波信号として出力する判別出力手段と、
を備えることを特徴とする電波受信装置。
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2005
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