JP5616957B2 - 電波時計 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態における電波時計1の構成を示すブロック図である。図1において、第1の実施形態にかかる電波時計1は、計時回路部2と受信回路部3とによって構成されている。
図3に第1の実施形態における発振回路22の構成の具体例を示す。図3において、発振回路22には水晶振動子21が接続されており、反転回路221と、帰還抵抗222と、負荷容量223と、周波数調整を行う周波数調整用負荷容量224と、発振条件調整回路23の調整信号CSWにより周波数調整用負荷容量224を負荷容量223と並列に接続する周波数調整スイッチ225と、を備えている。
次に、上記のような電波時計1による、標準電波を用いた時刻修正動作について説明する。図4は、電波時計1の時刻修正動作を示したフローチャートである。図4において、電波時計1の制御回路26は、ユーザの操作により操作信号が入力されたり、または内部時刻が受信開始時刻となったことを認識して、電波受信処理の動作を開始する(ステップS400)。
第1の実施形態にあっては、少なくとも以下の3つの効果を奏する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、発振回路22から出力された周波数f0をfrxに変化させた時、周波数調整回路25に設定された緩急設定値をdf0からdfrxに変化させることで、受信処理中も正確に時刻を計時することができた。これに対して、第2の実施形態では、周波数調整回路25に設定された緩急設定値を変化させるのではなく、制御回路26に受信処理を行った時間、すなわち発振回路22から出力された周波数がfrxだった時間を計測する計測手段(不図示)を設け、受信終了時に発振回路22の出力周波数が変化したことによる計時ずれ量を補正することによって受信処理をまたいでも正確に時刻を計時することができる。
第2の実施形態における電波時計1は、図5に示すように構成されている。図5において、前述した図1に示した第1の実施形態と同一または同様の構成については、同一の符号を付し、その説明は省略する。
次に、上記のような電波時計1による、標準電波を用いた時刻修正動作について、図6のフローチャートを用いて説明する。図6において、電波時計1の制御回路26は、ユーザの操作により操作信号が入力されたり、または内部時刻が受信開始時刻となったことを認識して、電波受信処理の動作を開始する(ステップS600)。
第2の実施形態にあっては、第1の実施形態に加え、さらに、第2の実施形態にかかる電波時計1の構成を簡略化することができるという効果を奏する。すなわち、第2の実施形態によれば、周波数調整回路25の調整値が固定であっても分周回路24の値を直接補正することで前記第1の実施形態と同じ作用効果が得られる。したがって、周波数調整回路25の回路構成や調整値の決定工程をより簡略化できる。さらに、受信成功時は分周回路24の補正を行わずに済むため、より簡易な処理で第1の実施形態と同等の作用効果を期待することができる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、電波受信時の時刻修正量と、前回受信からの経過時間とから、通常時の、周波数ずれを計算するとともに、発振条件を変更するように構成した。ブロック図は、第1の実施形態の図1と同じである。
上記のような電波時計1による、標準電波を用いた時刻修正動作について、図7のフローチャートを用いて説明する。図7において、電波時計1の制御回路26は、ユーザの操作により操作信号が入力されたり、または内部時刻が受信開始時刻となったことを認識して、電波受信処理の動作を開始する(ステップS700)。
第3の実施形態にかかる電波時計は、第1の実施形態の効果に加え、さらに、通常時において精度よく計時できるという効果を奏する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第1の実施形態、第2の実施形態および第3の実施形態では、局部発振回路33の出力する局部発振周波数fLOが単一、すなわち単一の受信局のみを受信する場合の実施形態について説明した。この場合、局部発振回路33の出力する局部発振周波数fLOは単一であるため、局部発振回路33に最適な基準周波数frefは1つのみである。
第4の実施形態における電波時計1は図8に示すように構成されている。第1の実施形態における電波時計1との差異は、受信局毎に最適な周波数調整値および緩急設定値を複数記憶させた調整量記憶回路27を設け、制御回路26からの制御信号CF,DFにしたがって各々最適な調整値を呼び出す構成になっていることである。図8において、前述した図1に示した第1の実施形態と同一または同様の構成については、同一の符号を付し、その説明は省略する。
図9に第4の実施形態における発振回路22の具体例を示している。図3に示した第1の実施形態における発振回路22との差異は、周波数調整を行う周波数調整用負荷容量224と、発振条件調整回路23の調整信号CSWにより周波数調整用負荷容量224を負荷容量223と並列に接続する周波数調整スイッチ225を複数備えていることである。周波数調整用負荷容量224を構成する容量C40,C60,C68,C77はそれぞれ、40kHz,60kHz,68.5kHz,77.5kHzの各受信周波数において発振回路22が局部発振回路33に出力する基準周波数frefが最適となるように選択されている。
次に、上記のような電波時計1による、標準電波を用いた時刻修正動作について説明する。第4の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、フローチャート図4のS400〜S406の動作を行う。ただし、本実施形態においてはその受信周波数毎に図4のステップS401における周波数調整量が異なることが特徴となっている。このため、図4のステップS401以外の動作の説明は省略し、第4の実施形態における図4のステップS401に対応する詳細な動作を、図10のフローチャートを用いて説明する。
第4の実施形態にあっては、複数の受信周波数に対して、さらに、基準周波数の最適化ができるという効果を奏する。すなわち、第4の実施形態によれば、複数の周波数の受信局を受信するために、複数の局部発振周波数fLOが必要な電波時計であっても、各周波数に最適な局部発振周波数fLOを得ることができ、全ての受信局において第1の実施形態と同じ作用効果が得られる。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。第5の実施形態では、本発明における第1の実施形態の電波時計1の調整方法について説明する。一般的に水晶振動子21を基準信号源とする電子時計においては、発振回路22の出力する基準周波数frefは装着される水晶振動子21の特性、および発振回路22の各素子の特性のばらつきによって変化する。
図11に第5の実施形態における電波時計1および調整装置4の具体例を示している。調整装置4は、周波数測定を行う周波数測定ブロック41と、測定した周波数より各調整量を演算する調整量演算ブロック42と、得られた調整量を電波時計1の調整量記憶回路27に記憶させる記憶回路制御ブロック43によって構成されている。
次に、第1の実施形態の電波時計1を、調整装置4を用いて調整する場合の調整工程について説明する。図12は調整工程を示したフローチャートである。図12において調整工程が開始されると(ステップS1200)、周波数測定ブロック41は電波時計1の分周回路24より出力されている周波数測定信号F256を用いて発振回路22の出力する基準周波数frefを測定する(ステップS1201:「水晶周波数測定」)。
このように、第5の実施形態によれば、発振回路22から出力(発振)された基準周波数frefのばらつきがあり、かつ受信時に発振条件調整回路23の動作により基準周波数frefが変化してしまっても、周波数調整回路25に適切な緩急設定値が設定され、正確な計時のできる電波時計1を提供することが可能となる。
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。第5の実施形態では、第1の実施形態における電波時計1の調整方法について述べたが、本調整方法は本発明における電波時計の調整に広く用いることが可能である。例えば、第2の実施形態の電波時計1を調整装置4を用いて調整する場合も、第1の実施形態の電波時計1を調整する場合と同様である。
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。図8に示した第4の実施形態における電波時計1のように、受信動作中の基準周波数frefが複数存在する場合は、各受信局における基準周波数frefについてそれぞれ測定を行い、それぞれ緩急設定値を設定すればよい。
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。第8の実施形態では、非受信時の発振回路22の周波数を、A局(複数電波のいずれか)を受信するときの発振回路22の最適周波数と同じ周波数に設定しておき、この発振回路22の周波数に合わせて、分周回路24の緩急設定値を設定しておくことにより、非受信状態からA局を受信する場合に、発振回路22の周波数と、分周回路24の緩急設定値を変更しないように構成している。図14は、第8の実施の形態の場合の調整工程のフローチャートである。具体的には、A局以外に、B局を受信可能な場合の例を示している。第8の実施形態の電波修正時計1のブロック図は、第4の実施形態の図8と同じである。
次に、本発明の第9の実施形態について説明する。第5の実施形態では、電波時計1の調整のために特別な調整装置4を設け、その動作によって受信動作時の周波数調整量および緩急設定値を求めた。調整装置4を一般的な電子時計と共用するために、通常動作時の緩急設定値のみを電波時計1に記憶させ、時計側において調整量を都度演算させてもよい。
2…計時回路部
3…受信回路部
4…調整装置
21…水晶振動子
22…発振回路
23…発振条件調整回路
24…分周回路
25…周波数調整回路
26…制御回路
27…調整量記憶回路
31…アンテナ
32,35…増幅回路
33…局部発振回路
34…MIX回路
36…検波回路
37…A/D変換回路
41…周波数測定ブロック
42…調整量演算ブロック
43…記憶回路制御ブロック
221…反転回路
222…帰還抵抗
223…負荷容量
224…周波数調整用負荷容量
225…周波数調整スイッチ
261…調整量演算回路
C40…40kHz受信用負荷容量
C60…60kHz受信用負荷容量
C68…68.5kHz受信用負荷容量
C77…77.5kHz受信用負荷容量
Claims (8)
- 時刻計時における基準信号源としての時計発振回路と、
外部電波を受信するためのヘテロダイン受信回路と、
該ヘテロダイン受信回路で使用する局部発振周波数を作成するPLL回路とを有し、
前記時計発振回路が前記PLL回路の基準周波数を発生する基準周波数発生手段を兼ねた電波時計において、
前記時計発振回路の発振条件を変更する制御手段を更に有し、
該制御手段は、前記外部電波の受信時と非受信時とで前記時計発振回路の発振周波数が異なるように、前記時計発振回路の発振条件を変更することを特徴とする電波時計。 - 前記制御手段は、前記時計発振回路の発振条件として、該時計発振回路の負荷容量値を変更することを特徴とする請求項1に記載の電波時計。
- 前記負荷容量値は、前記受信時の方が前記非受信時よりその値が大きくなるように設定されることを特徴とする請求項3に記載の電波時計。
- 前記受信時と前記非受信時で前記時計発振回路の発振周波数が異なることに起因して、前記非受信時の前記時刻計時に対して前記受信時の前記時刻計時の際に生じる該時刻計時のずれを補正する補正手段を有する
ことを特徴とする請求項1、3、4のいずれか1つに記載の電波時計。 - 前記時計発振回路の信号を分周し、各種タイミング信号を作成する分周回路と、該分周回路の分周比を調整することで前記分周回路から出力される計時信号の周期の精度補償を行う論理緩急回路とを有し、
該論理緩急回路は、前記受信時と前記非受信時で前記分周回路の分周比を異ならせることで前記時刻計時のずれを補正することにより、前記論理緩急回路を前記補正手段として利用したことを特徴とする請求項5に記載の電波時計。 - 前記時計発振回路の信号を分周し、各種タイミング信号を作成する分周回路と、
前記受信時に、受信にかかった時間を計測する受信時間計測手段とを有し、
前記制御手段は、前記外部電波の受信に失敗した場合に、前記受信時間計測手段の計測値をもとに、前記分周回路の調整を行って前記時刻計時のずれを補正することにより、前記受信時間計測手段と前記制御手段で前記補正手段を構成したことを特徴とする請求項5に記載の電波時計。 - 前記ヘテロダイン受信回路は複数周波数の前記外部電波を受信可能に構成され、
前記負荷容量値は、各受信周波数毎に異なる容量値に設定されることを特徴とする請求項3または4に記載の電波時計。 - 前記時計発振回路の信号を分周し、各種タイミング信号を作成する分周回路と、該分周回路の分周比を調整することで前記分周回路から出力される計時信号の周期の精度補償を行う論理緩急回路とを有し、
前記負荷容量値の変更によって前記時計発振回路の発振周期を変更するときの該周期の最小の変化量よりも、前記論理緩急回路によって前記計時信号の周期を変更するときの該周期の最小の変化量の方が大きく、
さらに、前記負荷容量値を変更するための情報を、各受信周波数に対応する所定数だけ記憶し、前記論理緩急回路によって前記分周回路の分周比を異ならせるための情報を、前記所定数以下の数だけ記憶する記憶手段を有する
ことを特徴とする請求項8に記載の電波時計。
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