JP5821324B2 - 時刻誤差検出装置および方法 - Google Patents
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Description
図2は、本発明の一実施形態による時刻精度測定装置を用いた時刻情報取得システムの概略構成を示す図である。なお、「時刻精度」の「測定」は、「時刻誤差」の「検出」と言い換えてもよい。
図3において、時刻精度測定装置5は、例えば、アンテナ50、受信回路51、エッジ抽出回路52、固定発振器53、基準パルス生成回路54、n個の監視タイマ55−1,55−2,…55−n、CPU56、メモリ57、ゲート回路58および比較回路59を有する。
PU56により指示される監視開始時間Tw−kが経過するタイミング(以下、「監視開始タイミング」とする)を計測し、該監視開始タイミングを第2タイマ55B−kに伝える。各第1タイマ55A−1〜55A−nの監視開始時間Tw−1〜Tw−nは、後述するように、互いに異なる値が設定され、かつ、監視の回数が増える度に該各設定値が更新される。
述の図1に示した従来の場合と同様に、標準時に同期した時刻サーバ1から送信される標準時情報が通信ネットワーク2を経由して取得され、該標準時情報に従って時刻情報取得装置3内の時計が較正される。
図4のステップ10(図中S10で示し、以下同様とする)において、標準周波数報時局6から発信される標準電波が、時刻精度測定装置5のアンテナ50により受信され、当該受信電波の復調処理が受信回路51で実施される。
精度で抽出されるようにしている。
B−1からの監視期間信号(2段目)との論理積の演算結果を示している。この例では、監視タイマ55−1の監視期間内に受信エッジ信号Srecが生じているので、該受信エッジ信号Srecと同じタイミングで論理積回路55C−1の出力レベルが「1」になる。そして、この論理積回路55C−1の出力信号がフリップフロップ回路55D−1でラッチされる。これにより、フリップフロップ回路55D−1の出力レベルは、図6の7段目に示すように「1」にセットされる。このフロップ回路55D−1の出力レベルは、当該監視期間の終了後、予め定めた時間が経過した後に、CPU56からフロップ回路55D−1に伝えられるリセット指示に従って「0」にリセットされる。
図7は、監視タイマ55−1〜55−nの設置数をn=4とし、かつ、標準電波に同期した1秒信号Sairの抽出誤差を1/n3=1/64秒(≒15.6ミリ秒)以下とする場合の管理テーブルの一例を示している。この場合、メモリ57の管理テーブルとしては、例えば、n3=64ビットのデータ領域を用意しておく。この管理テーブルの個々のデータ領域は、記録されるビット値に応じて「トリガあり」および「トリガなし」のいずれかを表す。図7に示した管理テーブルの例では、斜線を施したデータ領域が「トリガあり」を表しており、全てのデータ領域の初期値はここでは「トリガあり」に設定されている(図7の中段)。なお、ここでの「トリガ」は、受信エッジ信号Srecの発生に対応する。
4番目のデータ領域が割り当てられる。
標準時に同期した周波数情報を含む電波を受信し、当該受信電波を復調してパルス信号を生成する受信回路と、
前記受信回路で生成されたパルス信号の立ち上がりエッジを抽出して受信エッジ信号を
生成するエッジ抽出回路と、
一定周期の基準パルス信号を生成する基準パルス生成回路と、
前記基準パルス生成回路で生成された基準パルス信号を基準にして、前記一定周期内に互いに異なる監視期間を設定可能であり、該監視期間内に、前記エッジ抽出回路で生成された受信エッジ信号が出現するか否かをそれぞれ監視する、複数の監視タイマと、
前記各監視タイマの監視結果に基づいて、前記各監視タイマの監視期間のうちで前記受信エッジ信号が出現する監視期間を選択し、該選択した監視期間を前記監視タイマの設置数で分割した新たな監視期間を前記各監視タイマに再設定し、該各監視タイマによる前記受信エッジ信号の監視を、前記新たな監視期間の継続時間が要求精度を満たす長さになるまで繰り返し行うことで、前記受信エッジ信号に含まれるノイズ成分を除去し、前記電波の周波数情報に同期した1秒信号を生成する制御回路と、
前記制御回路で生成された1秒信号のタイミングに対する、測定対象の時刻に同期した1秒信号のタイミングの誤差を検出し、該誤差に従って前記測定対象の時刻の精度を測定する比較回路と、
を備えたことを特徴とする時刻精度測定装置。
前記各監視タイマは、それぞれ、
前記基準パルス信号を基準にして、前記制御回路により指示される監視開始時間が経過する監視開始タイミングを計測する第1タイマと、
前記第1タイマで計測された監視開始タイミングを基準にして、前記制御回路により指示される監視継続時間が経過する監視終了タイミングを計測し、前記監視開始タイミングから前記監視終了タイミングに亘る監視期間を設定して、該監視期間で論理値「1」となり、その他の期間で論理値「0」となる監視期間信号を出力する第2タイマと、
前記エッジ抽出回路で生成された受信エッジ信号、および、第2タイマから出力される監視期間信号の論理積を演算する論理積回路と、
前記論理積回路の出力信号をラッチするフリップフロップ回路と、
を含むことを特徴とする時刻精度測定装置。
前記基準パルス生成回路は、前記制御回路で生成された前記1秒信号がフィードバックされ、該1秒信号のタイミングに一致するように、前記基準パルス信号の位相調整を行うことを特徴とする時刻精度測定装置。
前記測定対象の時刻は、時刻サーバより通信ネットワークを経由して取得された標準時情報に従う時刻であることを特徴とする時刻精度測定装置。
前記受信回路は、標準周波数報時局から発信される標準電波を受信することを特徴とする時刻精度測定装置。
前記受信回路は、GPS衛星から発信されるGPS信号を受信することを特徴とする時刻精度測定装置。
前記比較回路は、前記検出した誤差に従って前記測定対象の時刻を補正する補正信号を生成することを特徴とする時刻精度測定装置。
標準時に同期した周波数情報を含む電波を受信し、当該受信電波を復調してパルス信号を生成し、
前記パルス信号の立ち上がりエッジを抽出して受信エッジ信号を生成し、
一定周期の基準パルス信号を生成し、
前記基準パルス信号を基準にして、前記一定周期内に互いに異なる監視期間を設定可能な複数の監視タイマを用いて、各々の監視期間内に、前記受信エッジ信号が出現するか否かをそれぞれ監視し、
前記各監視タイマの監視結果に基づいて、前記各監視タイマの監視期間のうちで前記受信エッジ信号が出現する監視期間を選択し、
前記選択した監視期間を前記監視タイマの設置数で分割した新たな監視期間を前記各監視タイマに再設定し、
前記各監視タイマによる前記受信エッジ信号の監視を、前記新たな監視期間の継続時間が要求精度を満たす長さになるまで繰り返し行うことで、前記受信エッジ信号に含まれるノイズ成分を除去し、前記電波の周波数情報に同期した1秒信号を生成し、
前記電波の周波数情報に同期した1秒信号のタイミングに対する、測定対象の時刻に同期した1秒信号のタイミングの誤差を検出し、該誤差に従って前記測定対象の時刻の精度を測定することを特徴とする時刻精度測定方法。
2…通信ネットワーク
3…時刻情報取得装置
5…時刻精度測定装置
6…標準周波数報時局
50…アンテナ
51…受信回路
52…エッジ抽出回路
53…固定発振器
54…基準パルス生成回路
55−1〜55−n…監視タイマ
55A−1〜55A−n…第1タイマ
55B−1〜55B−n…第2タイマ
55C−1〜55C−n…論理積回路
55D−1〜55D−n…フリップフロップ回路
55E−1〜55E−n,58…ゲート回路
56…CPU
57…メモリ
59…比較回路
Sref…基準パルス信号
Srec…受信エッジ信号
Sair…1秒信号(標準電波に同期)
Snet…1秒信号(ネットワーク経由の標準時情報に同期)
Claims (6)
- 標準時に同期した情報を含む受信電波を復調して得られるパルス信号の立ち上がりエッジに対応したエッジ信号を生成するエッジ生成回路と、
一定周期の基準パルス信号を生成する基準パルス生成回路が生成した前記基準パルス信号を基準にして、前記一定周期内において互いに異なる監視期間を設定可能であり、前記監視期間において前記エッジ信号が検出されるか否かを監視する複数の監視タイマと、
前記各監視期間のうち、前記エッジ信号が検出された監視期間を分割し、分割監視期間を前記各監視タイマに再設定することを、前記分割監視期間が前記誤差の検出精度に応じた長さになるまで繰り返す制御回路と、
前記分割監視期間において検出された前記エッジ信号に同期した信号と、測定対象の時刻に同期した前記基準パルス信号と、を比較して、両信号のタイミング誤差を検出する比較回路と、を備えた、時刻誤差検出装置。 - 請求項1に記載の時刻誤差検出装置であって、
前記各監視タイマは、それぞれ、
前記基準パルス信号を基準にして、前記制御回路により指示される監視開始時間が経過する監視開始タイミングを計測する第1タイマと、
前記第1タイマで計測された監視開始タイミングを基準にして、前記制御回路により指示される監視継続時間が経過する監視終了タイミングを計測し、前記監視開始タイミングから前記監視終了タイミングに亘る監視期間を設定して、該監視期間で論理値「1」となり、その他の期間で論理値「0」となる監視期間信号を出力する第2タイマと、
前記エッジ生成回路で生成された受信エッジ信号、および、第2タイマから出力される監視期間信号の論理積を演算する論理積回路と、
前記論理積回路の出力信号をラッチするフリップフロップ回路と、
を含む、時刻誤差検出装置。 - 請求項1または2に記載の時刻誤差検出装置であって、
前記基準パルス生成回路は、前記分割監視期間において検出された前記エッジ信号に同期した信号がフィードバックされ、当該信号のタイミングに一致するように、前記基準パルス信号の位相調整を行う、ことを特徴とする時刻誤差検出装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の時刻誤差検出装置であって、
前記測定対象の時刻は、時刻サーバより通信ネットワークを経由して取得された標準時情報に従う時刻である、時刻誤差検出装置。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の時刻誤差検出装置であって、
標準周波数報時局から発信される、前記標準時に同期した情報を含む標準電波を受信する受信回路を備えた、時刻誤差検出装置。 - 標準時に同期した情報を含む受信電波を復調して得られるパルス信号の立ち上がりエッジに対応したエッジ信号を生成し、
一定周期の基準パルス信号を生成する基準パルス生成回路が生成した前記基準パルス信号を基準にして、前記一定周期内において互いに異なる監視期間を設定可能な複数の監視タイマを用いて、前記監視期間において前記エッジ信号が検出されるか否かを監視し、
前記各監視期間のうち、前記エッジ信号が検出された監視期間を分割し、分割監視期間を前記各監視タイマに再設定することを、前記分割監視期間が前記誤差の検出精度に応じた長さになるまで繰り返し、
前記分割監視期間において検出された前記エッジ信号に同期した信号と、測定対象の時刻に同期した前記基準パルス信号と、を比較して、両信号のタイミング誤差を検出する、時刻誤差検出方法。
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