JP2015175808A - 電波時計及び受信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用する時間がある程度固定されていると考えられる機器により受信信号がノイズの影響を受ける場合でも、自動受信による受信エラーを確実に回避すること。
【解決手段】制御回路部４における制御部４７の受信時刻決定部４７２は、受信回路部３におけるＡＧＣ回路３６により決定されたゲインが基準値以上であり、制御回路部４におけるＴＣＯデコード部４１のエラー判別部４１２によりタイムコードにエラー有りと判別され、さらに、ＴＣＯデコード部４１の妨害波判別部４１３によりタイムコードのデータに妨害波の影響有り判別された場合には、受信時刻の変更を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、時刻情報を受信する電波時計及び受信制御方法に関する。

標準電波を受信して時刻修正を行う電波修正時計においては、電波受信に２〜５分程度の時間が必要であり、電波受信を行う時間帯は、磁気ノイズが少なく、さらには時計が腕から外されている時間帯であることが必要となる。そこで、一般的には、深夜の時間帯に自動受信が開始されるように受信時刻が設定されている（例えば、特許文献１）。

このような電波修正時計は、例えば夜の２時に自動受信を開始し、受信が成功すると時刻修正を行い、２４時間後に再度受信を行う。しかし、受信エラーにより受信に失敗した場合には、１時間後の３時に自動受信を再度行い、この時に受信に成功すれば時刻修正を行う。受信に失敗したときには２３時間後の夜の２時に受信を行う。つまり、従来は受信開始時刻は例えば夜の２時に固定されている。

特開２００８−２０３２３３号公報

しかしながら、近年、ワイヤレスによる非接触充電を行う電子機器が使用されるようになっており、このような電子機器は、例えば、長波帯（３０〜３００ｋＨｚ）近辺の磁気ノイズを発生する可能性がある。したがって、このような電子機器が各家庭にも普及・拡大した場合には、ワイヤレス充電による磁気ノイズが電波修正時計の長波電波（例えばＪＪＹ４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ）に混ざったり、重畳されてしまうことにより、自動受信がされても受信エラーが多発してしまう恐れがある。

特に、ワイヤレスによる非接触充電を行う電子機器は、使用する時間がある程度固定されていると考えられるため、上述のように受信時刻を夜の２時に固定する方法では、受信エラーを回避することが困難になってしまう恐れがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、使用する時間がある程度固定されていると考えられる機器により受信信号がノイズの影響を受ける場合でも、自動受信による受信エラーを確実に回避することを解決課題としている。

以上の課題を解決するため、本発明に係る電波時計は、タイムコードを含む標準電波を受信し、前記標準電波に基づいて時刻を修正する電波時計であって、前記標準電波の受信信号を増幅する増幅回路と、前記受信信号の強さに応じて前記増幅回路のゲインを調整するオートゲインコントロール回路と、前記受信信号を復調する復調回路と、前記復調回路によって復調された信号をデコードしタイムコードを取得するデコード部と、前記オートゲインコントロール回路の出力と、前記タイムコードとに基づき、前記受信信号がノイズの影響を受けていると判別した場合には、前記受信時刻の変更を行う受信時刻決定部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、タイムコードを含む標準電波の受信信号は、増幅回路により増幅され、復調回路により復調される。また、復調された信号は、デコード部によりデコードされ、タイムコードの取得が行われる。増幅回路のゲインは、オートゲインコントロール回路により、前記受信信号の強さに応じて調整される。したがって、オートゲインコントロール回路の出力を解析することにより、前記受信信号の強さを知ることができる。また、前記取得されたタイムコードを解析することにより、受信エラーの有無を知ることができる。そこで、受信時刻決定部は、前記オートゲインコントロール回路の出力と、前記タイムコードとに基づき、前記受信信号の強さと受信エラーの有無との関係から、受信信号がノイズの影響を受けているか否かの判別を行う。受信時刻決定部は、受信信号がノイズの影響を受けていると判別した場合には、前記受信時刻の変更を行う。したがって、受信信号がノイズの影響を受ける受信時刻を回避して自動受信が行われるので、受信エラーの発生が回避される。

上述した電波時計において、前記デコード部により取得した前記タイムコードがゼロのみを含み、前記ゼロのみを含むタイムコードが所定期間以上に渡って取得されるか否かを判別する妨害波判別部をさらに備えるようにしてもよい。妨害波判別部により前記ゼロのみを含むタイムコードのデータが所定期間以上に渡って取得されたと判別された場合には、単に受信信号が弱いのではなく、増幅回路がノイズの強い影響を受けて飽和していると考えられる。この場合には、受信時刻決定部は、受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、前記受信時刻の変更を行う。その結果、ノイズの強い影響を受ける受信時刻を回避して自動受信が行われるので、受信エラーの発生が回避される。

上述した電波時計において、前記デコード部により取得した前記タイムコードがエラーを含むか否かを判別するエラー判別部と、前記デコード部により取得した前記タイムコードのデータが、所定期間以上にわたってゼロが連続するデータか否かを判別する妨害波判別部とをさらに備え、前記受信時刻決定部は、前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値以上であり、前記エラー判別部により前記タイムコードがエラーを含むと判別され、前記妨害波判別部により前記ゼロのみを含むタイムコードのデータが所定期間以上に渡って取得されたと判別された場合には、前記受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、前記受信時刻の変更を行うようにしてもよい。

この場合には、エラー判別部により、前記デコード部により取得した前記タイムコードがエラーを含むか否かが判別される。また、妨害波判別部により、前記デコード部により取得した前記タイムコードのデータが、所定期間以上にわたってゼロが連続するデータか否かが判別される。前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値以上の場合には、受信信号が弱いか、あるいは、増幅回路がノイズの強い影響を受けて飽和していることが考えられる。しかし、前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値以上の場合であって、かつ、前記タイムコードのデータが、所定期間以上にわたってゼロが連続するデータである場合には、単に受信信号が弱いのではなく、増幅回路がノイズの強い影響を受けて飽和していると考えられる。また、この際には、前記タイムコードがエラーを含むと判別される。したがって、受信時刻決定部は、前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値以上であり、前記エラー判別部により前記タイムコードがエラーを含むと判別され、前記妨害波判別部により前記ゼロのみを含むタイムコードのデータが所定期間以上に渡って取得されたと判別された場合には、受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、前記受信時刻の変更を行う。その結果、ノイズの強い影響を受ける受信時刻を回避して自動受信が行われるので、受信エラーの発生が回避される。なお、「基準値」は、オートゲインコントロール回路の出力の最大値、あるいは、最大値の９０％の値等を含む概念である。以下、本発明の説明において同様である。

上述した電波時計において、前記受信時刻決定部は、前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値未満であり、前記エラー判別部により前記タイムコードがエラーを含むと判別された場合には、前記受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、前記受信時刻の変更を行うようにしてもよい。
前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値未満の場合には、受信信号は正常に受信されていると考えられる。この場合に前記タイムコードがエラーを含むのは、受信信号が一時的にノイズの影響を受けていると考えられる。したがって、前記受信時刻決定部は、前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値未満であり、前記エラー判別部により前記タイムコードがエラーを含むと判別された場合には、受信信号がノイズの影響を受けていると判別して、前記受信時刻の変更を行う。その結果、受信信号がノイズの影響を受ける受信時刻を回避して自動受信が行われるので、受信エラーの発生が回避される。

以上の課題を解決するため、本発明に係る受信制御方法によれば、タイムコードを含む標準電波を受信し、前記標準電波に基づいて時刻を修正する電波時計の受信制御方法であって、前記標準電波の受信信号を増幅回路により増幅し、前記受信信号の強さに応じて前記増幅回路のゲインをオートゲインコントロール回路により調整し、前記受信信号を復調回路により復調し、前記復調回路によって復調された信号をデコード部によりデコードしてタイムコードを取得し、前記オートゲインコントロール回路の出力と、前記タイムコードとに基づき、前記受信信号がノイズの影響を受けていると受信時刻決定部により判別した場合には、前記受信時刻の変更を行うことを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る電波修正時計のブロック図である。 タイムコードフォーマットを示す図である。 ＴＣＯ信号から認識されるタイムコードを示す図であり、（Ａ）は１信号を示す図、（Ｂ）は０信号を示す図、（Ｃ）はＰ信号を示す図である。 受信時刻決定処理を示すフローチャートである。 （Ａ）は妨害波が発生していない場合の各波形を示す図、（Ｂ）は妨害波が発生している場合の各波形を示す図である。

以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

＜Ａ：電子時計の概要＞
図１に、本発明の一実施形態に係る電波時計としての電波修正時計１の構成を示す。本実施形態の電波修正時計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。なお、受信回路部３の詳細な説明は、後述する。

制御回路部４は、入力されたＴＣＯをデコードして時刻データを生成し、生成した時刻データに基づいて時刻カウンタ４３の時刻を設定する。また、制御回路部４は、時刻カウンタ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。なお、制御回路部４の詳細な説明は、後述する。

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、液晶パネルにデジタル式に時刻を表示させる構成であってもよく、文字板及び指針を備え、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。

外部操作部６は、例えば竜頭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）を設定する信号や、標準電波を受信して時刻を修正させる手動受信処理を要求する信号などが挙げられる。

基準クロック用の水晶振動子４８は、所定のクロック信号、例えば時刻をカウントするための１Ｈｚの基準信号や、制御部４７を動作するための３２ｋＨｚのクロック信号等を出力するものであり、この水晶振動子４８から出力されたクロック信号が制御回路部４に入力されている。

［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（Band-pass filter，以下、「ＢＰＦ」と略す場合がある）３３と、第２増幅回路３４と、復調回路３５と、ＡＧＣ（Auto Gain Control）回路３６と、デコード回路３９とを備えて構成されている。この受信回路部３のうち、デコード回路３９を除く回路により、受信部３Ａが構成されている。

同調回路３１は、コンデンサを備えて構成され、前記同調回路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」、中華人民共和国の標準電波「ＢＰＣ」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。

ここで、時刻情報（タイムコード）は、各国毎に所定の時刻情報フォーマット（タイムコードフォーマット）に合わせて構成されている。
すなわち、図２に示す日本の標準電波（ＪＪＹ）のタイムコードフォーマットでは、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、データ項目として現時刻の分、時、現在年の１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日および「うるう秒」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。なお、図２中「Ｍ」で示されるのは正分（毎分０秒）に対応するマーカーであり、「Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ０」で示されるのはポジションマーカーであり、予めその位置が定められている信号である。また、パルス幅の狭いパルスであるＭ（マーカー）およびＰ（ポジションマーカー）は、０秒、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒、５９秒のタイミングで送信される。なお、マーカーを示す信号は、約０．２秒のパルス幅の信号であり、各項目においてＯＮ（２進の１）を表す信号は約０．５秒のパルス幅の信号、ＯＦＦ（２進の０）を表す信号は約０．８秒のパルス幅の信号である。
なお、長波標準電波（ＪＪＹ）は、日本では、４０ｋＨｚ（東日本）と６０ｋＨｚ（西日本）で送信が行われているが、各電波のタイムコードフォーマットは同じである。

なお、図示を省略するが、ドイツの標準電波（ＤＣＦ７７）のタイムコードフォーマットでは、分、時、日、曜、月、年の各データ項目が設定されている。また、１５秒目まではデータが存在せず、このため、各ポジションマーカＰ１，Ｐ２，Ｐ３やマーカーＭの位置も図２のＪＪＹとは異なっている。さらに、各時刻項目の前に、「Ｒ：予備アンテナ使用」、「Ａ１：通常時間と夏時間の変更予告」、「Ｚ１，Ｚ２：通常時間と夏時間の表示」、「Ａ２：うるう秒の表示」、「Ｓ：時間コードの開始ビット」等の項目が設定されている。

また、図示を省略するが、アメリカの標準電波（ＷＷＶＢ）のタイムコードフォーマットでは、分、時、日、年の各データ項目が設定されている。ＷＷＶＢは、周波数は６０ｋＨｚで西日本のＪＪＹと同じであるが、年情報の位置等がＪＪＹと異なっており、データを解析することでＪＪＹおよびＷＷＶＢを区別することができる。
さらに、図示を省略するが、イギリスの標準電波（ＭＳＦ）のタイムコードフォーマットや中華人民共和国の標準電波「ＢＰＣ」も、他の国のものと異なっており、受信した時刻情報（タイムコード）のフォーマット（データ）によりその標準電波がどの出力局のものかを判別することができる。

第１増幅回路３２は、後述するＡＧＣ回路３６から入力する信号に応じてゲインを調整可能に構成されているとともに、デコード回路３９から入力する信号に応じて通常受信モードおよび高感度受信モードを選択できるように構成されている。すなわち、第１増幅回路３２は、標準電波の受信信号を増幅する増幅回路として機能する。
この第１増幅回路３２としては、従来から知られている各種の増幅回路を利用できるが、本実施形態では、差動増幅回路を用いている。

なお、第１増幅回路３２において、動作電流を大きくすると、増幅率（ゲイン）が変わって受信信号の振幅も変わってしまう。このため、ＡＧＣ回路３６の応答が追いつくまでは復調回路３５における二値化回路３５２で誤った二値化処理を行ってしまう可能性がある。このため、動作電流を変更した場合には、増幅率が変わらないように、連動して、負荷抵抗の抵抗値を減らすなどの制御を行う必要がある。

このように、本実施形態の高感度受信モードでは、第１増幅回路３２のみ電流を増やすので、高感度受信モードを選択した際の電流増加は最小限に抑えることができるとともに、受信感度向上の効果は大きくできる。

そして、ゲインを調整された第１増幅回路３２は、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。

ＢＰＦ３３は、所望の周波数帯の信号を抽出するフィルタである。すなわち、ＢＰＦ３３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。

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。

復調回路３５は、検波回路３５１と、二値化回路３５２とを備えている。
検波回路３５１は、図示しない整流器と、図示しないローパスフィルタ（Low-PassFilter，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及びろ波し、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３５２に出力する。
すなわち、復調回路３５は、受信信号を復調する復調回路として機能する。

二値化回路３５２は、二値化コンパレータで構成され、検波回路３５１から入力する包絡線信号を、所定の閾値（基準電圧）と比較して二値化し、この二値化信号すなわちＴＣＯ信号を出力する。

具体的に、二値化回路３５２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Ｈｉｇｈ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、Ｈｉｇｈレベルの信号より電圧値の低いＬｏｗ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Ｌｏｗ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Ｈｉｇｈレベルの信号を、ＴＣＯ信号として、制御回路部４に出力するように構成することも可能である。

ＡＧＣ回路３６は、検波回路３５１から入力した受信信号に基づいて、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。また、ＡＧＣ回路３６は、前記ゲインを決定する信号を制御回路部４の制御部４７にも出力する。すなわち、ＡＧＣ回路３６は、受信信号の強さに応じて増幅回路のゲインを調整するオートゲインコントロール回路として機能する。

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及びクロック信号をデコードし、受信部３Ａのパワーオン・オフ制御等を行う。

［制御回路部の構成］
制御回路部４は、ＴＣＯデコード部４１と、記憶部４２と、時刻カウンタ４３と、駆動回路部４６と、制御部４７とを備える。
ＴＣＯデコード部４１は、タイムコードデコード部４１１と、エラー判別部４１２と、妨害波判別部４１３とを備える。
タイムコードデコード部４１１は、受信回路部３の二値化回路３５２から入力するＴＣＯ信号をデコードして、前記ＴＣＯ信号に含まれる日付情報および時刻情報等を有する時刻データを取り出し、制御部４７に前記時刻データを出力する。すなわち、タイムコードデコード部４１１は、復調回路によって復調された信号をデコードしタイムコードを取得するデコード部として機能する。
具体的には、タイムコードデコード部４１１、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を計測する。そして、この受信パルスデューティの違いによりＴＣＯ信号からＴＣを認識する。例えば、日本国内において用いられる標準電波（ＪＪＹ）では、図３（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０．５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。また、図３（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０．８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。図３（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）、「Ｐ」信号（Ｐ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Ｐ信号の並びにより所定の時刻データを取り出す。

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により、ＴＣを認識する。例えば、アメリカ合衆国における標準電波（ＷＷＶＢ）では、図示を略すが、デューティが５０％である場合１信号、デューティが２０％である場合０信号、デューティが８０％である場合Ｐ信号を認識する。また、ドイツにおける標準電波（ＤＣＦ７７）では、図示を略すが、デューティが８０％である場合１信号、デューティが９０％である場合０信号を認識し、イギリスにおける標準電波（ＭＳＦ）では、図示を略すが、デューティが８０％である場合１信号、デューティが９０％である場合０信号、デューティが５０％である場合Ｐ信号を認識する。

エラー判別部４１２は、タイムコードがあり得ないデータであるか否かを判別したり、あるいは、パリティビットを用いる方法等によりエラーの有無を判別し、エラー有りと判別した場合には、エラー検出信号を制御部４７に出力する。例えば、タイムコードが示す分データが「７０分」等のように、分データの範囲を超えた異常値であれば、エラー有りと判別する。また、パリティが一致しない場合にエラー有りと判別する。すなわち、エラー判別部４１２は、デコード部により取得したタイムコードがエラーを含むか否かを判別するエラー判別部として機能する。

妨害波判別部４１３は、タイムコードデコード部４１１により取得されたタイムコードのデータが、ゼロのみを含むデータであり、このようなタイムコードデータが所定時間以上に渡って取得される場合には、妨害波検出信号を制御部４７に出力する。すなわち、妨害波判別部４１３は、デコード部により取得したタイムコードがゼロのみを含み、前記ゼロのみを含むタイムコードが所定期間以上に渡って取得されるか否かを判別する妨害波判別部として機能する。

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、受信回路部３で受信する標準電波に関する電波データが記録される電波データテーブルを記憶している。
この電波データテーブルは、電波種類データと、電波種類毎のタイムコードフォーマットとが関連付けられて構成される電波データを１つのレコードとし、これらの電波データを複数記録するテーブル構造に構築されている。
ここで、電波種類データは、受信回路部３にて受信される標準電波の種類に関する情報であり、例えば、ＪＪＹ、ＷＷＶＢ、ＤＣＦ７７、ＭＳＦなどが記録されている。
タイムコードフォーマットは、電波種類データにて特定される標準電波に含まれるＴＣ（タイムコード）のフォーマット、つまり、年月日時分の各データがどのような順番やサイズで記憶されているかが記録されている。

また、記憶部４２には、受信した時刻情報データが記憶されている。本実施形態では、最大７回の受信時刻情報データを記憶可能に構成されている。記憶部４２に記憶された各受信時刻情報データは、分、時、日、年、曜の各時刻情報単位のデータを含んでいる。
なお、標準電波は１分毎で時刻データを送信しているため、最大７分の受信を行えば、７回分の時刻情報データを取得できる。この際、各時刻情報データは、１分ずつ異なる時刻データとなる。従って、各受信時刻情報データに１分を加算した時刻データが、次に受信した受信時刻情報データと一致すれば、正しい時刻データを受信できていると推定できる。

時刻カウンタ４３は、水晶振動子４８から出力される基準信号に基づいて、時間をカウントするものであり、内部時刻データ用の時刻カウンタと、時計表示時刻データ用の時刻カウンタとを備えている。
具体的には、各カウンタは、それぞれ、秒をカウントする秒カウンタ、分をカウントする分カウンタ、時をカウントする時カウンタを備えている。
秒カウンタは、例えば水晶振動子４８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である。分カウンタは、１Ｈｚの基準信号を６０回計数したところで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。時カウンタは、１Ｈｚの基準信号を３６００回計数したところで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、分カウンタは、秒カウンタが６０カウントするごとに秒カウンタから分カウンタに信号を出力して分カウンタをカウントアップさせる構成としてもよい。同様に、時カウンタは、分カウンタが６０カウントするごとに分カウンタから時カウンタに信号を出力され、時カウンタをカウントアップさせる構成としてもよい。

そして、内部時刻データ用の時刻カウンタは、時刻情報の受信に成功した場合には、受信した時刻データで更新され、それ以外は基準信号でカウントアップされる。
また、時計表示時刻データ用の時刻カウンタは、通常は内部時刻データ用の時刻カウンタと同じカウンタ値とされているが、利用者によって時差表示設定がされた場合には、利用者が設定した時差が加算される。例えば、日本から海外に移動する際に、日本において電波受信で電波修正時計１を修正した後、時差を設定して現地時刻を表示する場合には、前記カウンタは、時差分だけカウンタ値が相違することになる。

ここで、ＪＪＹのタイムコードフォーマットでは、図２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。図３に示すように、ＴＣＯ信号には、１信号、０信号、及びＰ信号が含まれるが、１信号に対しては、ＯＮ状態となり、その項目に対応付けられた数値は時分等を算出する際の加算の対象となる。図３において、長波標準電波信号のタイムコードフォーマット上にＮが記されている項目は、１信号が送信されてきた状態を示す。
０信号またはＰ信号が送信されてきた場合には、ＯＦＦ状態となり、その項目に対応付けられた数値は時分等を算出する際の加算の対象外となることを示している。例えば、分に該当する８秒間に長波標準電波信号が“１、０、１、０、０、１、１、１”と送信されてきた場合には、現在時刻の分が“４０＋１０＋４＋２＋１＝５７”分であることを示している。長波標準電波信号のタイムコードフォーマット上にＰが記されている項目については、Ｐ信号が送信されてきた状態を示す。Ｐ信号は、長波標準電波信号とタイムコードフォーマットとの同期を取るために用いられる。タイムコードの先頭のＭは、正分（毎分０秒）の立ち上がりに対応していて、秒が“００”秒であることを示し、分が次の分に切り替わることを示している。ちなみに、長波標準電波はセシウム原子時計を基準としているため、この長波標準電波を受信して時刻を修正する電波時計は、誤差が１０万年に１秒という非常に高い精度を得ることができる。

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に、パルス信号を出力し、ステッピングモータの駆動力により指針を運針させる制御をする。

制御部４７は、時刻制御部４７１と、受信時刻決定部４７２とを備える。
時刻制御部４７１は、水晶振動子４８から入力されるクロック信号に基づいて駆動し各種制御処理を実施する。すなわち、時刻制御部４７１は、ＴＣＯデコード部４１でデコードして得られた時刻データを時刻カウンタ４３に出力し、時刻カウンタ４３のカウントを修正する制御をする。また、時刻制御部４７１は、時刻カウンタ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。

また、時刻制御部４７１は、受信回路部３のデコード回路３９に、受信部３Ａのパワーオン・オフを制御する制御信号を出力する。
具体的には、時刻制御部４７１は、予め設定された定時受信時刻になった場合や、外部操作部材６で手動受信が指示された場合には、受信部３Ａをパワーオンする制御信号を送信して受信部３Ａを作動し、受信処理を開始する。

受信時刻決定部４７２は、受信回路部３のＡＧＣ回路３６から出力されるゲインを決定する信号と、ＴＣＯデコード部４１から出力されるエラー検出信号及び妨害波検出信号とに基づいて、受信信号がノイズの影響を受けているか否かを判別する。受信時刻決定部４７２は、受信信号がノイズの影響を受けていると判別した場合には、標準電波を受信する受信時刻を決定する。すなわち、受信時刻決定部４７２は、少なくとも、前記オートゲインコントロール回路の出力と、前記タイムコードとに基づき、受信信号がノイズの影響を受けていると判別した場合には、前記受信時刻の変更を行う受信時刻決定部として機能する。受信時刻決定部４７２による受信時刻決定処理の詳細については後述する。

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、前記受信回路部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。

［受信時刻決定処理］
次に、図４及び図５を参照して、受信時刻決定部４７２による受信時刻決定処理について説明する。なお、図４に示す受信時刻決定部４７２による受信時刻決定処理は、上述した時刻制御部４７１による各処理と並行して行われる。
図４に示すように、受信時刻決定部４７２は、ＡＧＣ回路３６の出力信号、すなわち、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入力し、前記信号に基づいて、ゲインが所定の基準値よりも大きいかどうかを判別する（ステップＳ１０）。なお、所定の基準値は、本実施形態では、一例として、ＡＧＣ回路３６の出力の最大値の９０％の値とする。以下、本実施形態の説明において同様である。
第２増幅回路３４から入力した受信信号が磁気ノイズの強い影響を受けておらず、正常に受信されている場合には、検波回路３５１により整流及びろ波されて出力される包絡線信号は、図５（Ａ）に示すようになる。図５（Ａ）に示すようなリファレンス信号ＶＲＥＦを閾値として、所定値以上の振幅でプラス側及びマイナス側に振れる包絡線信号がＡＧＣ回路３６に入力されると、ＡＧＣ回路３６は、ゲインを所定の基準値以下とする信号を第１増幅回路３２に出力する。
しかし、第２増幅回路３４から入力した受信信号が弱い場合には、検波回路３５１により整流及びろ波されて出力される包絡線信号は、リファレンス信号ＶＲＥＦを閾値として、プラス側及びマイナス側に振れる信号であっても、振幅が所定値未満となる。また、第２増幅回路３４から入力した受信信号が磁気ノイズの強い影響を受けている場合には、検波回路３５１により整流及びろ波されて出力される包絡線信号は、図５（Ｂ）に示すようになる。振幅が所定値未満の包絡線信号、または、図５（Ｂ）に示すようなリファレンス信号ＶＲＥＦより低いレベルの包絡線信号がＡＧＣ回路３６に入力されると、ＡＧＣ回路３６は、ゲインを所定の基準値以上とする信号を第１増幅回路３２に出力する。

受信時刻決定部４７２は、ＡＧＣ回路３６により決定されるゲインが基準値よりも小さいと判別した場合には（ステップＳ１０；ＮＯ）、ＴＣＯデコード部４１からエラー検出信号が出力されているかどうかを判別する（ステップＳ２０）。受信時刻決定部４７２は、エラー検出信号が出力されていないと判別した場合には（ステップＳ２０；ＮＯ）、受信時刻を変更することなく処理を終了する。このように、受信信号の振幅が所定値以上であり、タイムコードにエラーが含まれていない場合には、受信信号がノイズの影響を受けていないと考えられるので、受信時刻の変更は行わない。

しかし、受信時刻決定部４７２は、ＴＣＯデコード部４１からエラー検出信号が出力されていると判別した場合には（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、受信時刻を一時的に異なる時間とする（ステップＳ３０）。受信時刻は、例えば夜の２時に初期設定されおり、受信が成功すると時刻修正がされて２４時間後に再度受信が行われる。しかし、上述のように、受信信号の振幅は所定値以上であるが、エラー検出信号が出力され、タイムコードにエラー信号が含まれる場合がある。例えば、外部からの何等かのノイズが一時的に標準電波の受信信号に重畳されると、実際の信号とは異なる信号になる。そこで、このような場合には、受信時刻を、例えば、一時的に１時間後の３時とし、再度の自動受信を行う。この時に受信に成功すれば時刻修正が行われ、受信時刻を再び初期設定時刻である夜の２時に戻す。また、この時にも受信信号の振幅が所定値以上であるにも拘わらず、エラー検出信号が出力され、タイムコードにエラー信号が含まれる場合にも、受信時刻を、初期設定時刻である夜の２時に戻す。その結果、２３時間後の夜の２時に再び受信が行われる。以上のように、受信信号の振幅が所定値以上であり、受信信号に対するノイズの影響が一時的であると考えられる場合には、受信時刻を一時的に異なる時間とする。以上のように、受信時刻決定部４７２は、オートゲインコントロール回路の出力が基準値未満であり、エラー判別部によりタイムコードがエラーを含むと判別された場合には、受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、受信時刻の変更を行う受信時刻決定部として機能する。

一方、受信時刻決定部４７２は、ＡＧＣ回路３６により決定されるゲインが基準値以上であると判別した場合には（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、ＴＣＯデコード部４１からエラー検出信号が出力されているかどうかを判別する（ステップＳ４０）。受信時刻決定部４７２は、エラー検出信号が出力されていないと判別した場合には（ステップＳ４０；ＮＯ）、受信時刻を変更することなく処理を終了する。ＡＧＣ回路３６により決定されるゲインが基準値以上であると判別されるのは、受信信号の振幅が所定値未満の場合である。この場合に、タイムコードにエラーが含まれていないのは、受信信号がノイズの影響を受けておらず、電波が弱いと考えられるので、ゲインを大きくし、受信時刻の変更は行わない。

しかし、受信時刻決定部４７２は、ＴＣＯデコード部４１からエラー検出信号が出力されていると判別し（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、ＴＣＯデコード部４１から妨害波検出信号が出力されているかどうかを判別する（ステップＳ５０）。第２増幅回路３４から入力した受信信号が、例えば、ワイヤレスによる非接触充電を行う電子機器が発生する長波帯（３０〜３００ｋＨｚ）近辺の磁気ノイズが妨害波となり、この妨害波の強い影響を受けると、第１増幅回路３２が飽和してしまう。その結果、検波回路３５１により整流及びろ波されて出力される包絡線信号は、図５（Ｂ）に示すようにリファレンス信号ＶＲＥＦより低いレベルの包絡線信号となり、ＡＧＣ回路３６に入力される。ＡＧＣ回路３６は、このような包絡線信号を入力すると、ゲインを最大にする信号を第１増幅回路３２に出力する。第１増幅回路３２は継続して飽和することになり、復調回路３５から出力されるＴＣＯ信号は、正常に出力されず、図５（Ｂ）に示すようにＬｏｗレベルを維持する信号となる。この場合には、タイムコードはゼロのみを含むデータとなり、このようなタイムコードが所定時間継続して取得され、適切な時刻修正を行うことができない。また、ワイヤレスによる非接触充電を行う電子機器の使用は、いつも決まった時間に行われることが考えられる。したがって、この場合には、例えば夜の２時に設定されていた受信時刻を、１時間後の３時に変更する。その結果、３時に再度の自動受信が行われ、この時に受信に成功すれば時刻修正がさる。そして、これ以降は、妨害波の影響を受けると考えられる夜の２時に戻すことなく、正常な受信が可能になった３時に設定する。しかし、３時に受信した際にも受信信号の振幅が所定値未満であり、エラー検出信号が出力され、さらに妨害波検出信号が出力される場合は、受信時刻を、さらに異なる時間に変更する。したがって、受信時刻決定部４７２は、オートゲインコントロール回路の出力が基準値以上であり、エラー判別部によりタイムコードがエラーを含むと判別され、妨害波判別部によりゼロのみを含むタイムコードのデータが所定期間以上に渡って取得されたと判別された場合には、受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、前記受信時刻の変更を行う受信時刻決定部として機能する。

以上のように、本実施形態によれば、受信信号が一時的なノイズの影響を受ける場合だけでなく、使用時間帯がある程度固定されると考えられる電子機器、例えば、ワイヤレスによる非接触充電を行う電子機器による磁気ノイズの強い影響を受ける場合に、適切に受信時刻を変更するので、自動受信による受信エラーを回避し、自動受信の成功確率を向上させることが可能となる。また、受信エラーになる回数を減らすことで無駄な受信動作による消費電力を削減させることが可能になる。

＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様は、任意に選択された一または複数を、適宜に組み合わせることもできる。

（変形例１）
上述した実施形態においては、制御部４７とＴＣＯデコード部４１とを個々の構成要素として説明したが、上述したＴＣＯデコード部４１の機能を制御部４７に持たせるようにしてもよい。

（変形例２）
上述した実施形態におけるエラー有無の判別は、タイムコードがあり得ないデータである場合にエラー有りと判別したり、あるいは、パリティが一致しない場合にエラー有りと判別する例について説明した。しかし、本発明はこのような例に限定されるものではない。他の方法を利用したり、複数の方法を組み合わせてもよい。エラー有りと判別される回数が所定回数に達した時に初めてエラー有りと判別するようにしてもよい。

（変形例３）
上述した本発明の各機能は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ（記憶装置）等を備えたコンピュータに制御プログラムを組み込んで制御回路部４００の各制御部としての機能を実現させてもよく、このようにコンピュータを例えば制御部４７、ＴＣＯデコード部４１、時刻カウンタ４３として機能させれば、各種の修正あるいは設定変更等を容易に行うことができる。なお、この制御プログラムは、インターネット等の通信手段や、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体を介してインストールされてもよい。

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、３１…同調回路、３２…第１増幅回路、３４…第２増幅回路、３５…復調回路、３５１…検波回路、３５２…二値化回路、３６…ＡＧＣ回路、３９…デコード回路、４１…ＴＣＯデコード部、４１１…タイムコードデコード部、４１２…エラー判別部、４１３…妨害波判別部、４２…記憶部、４３…時刻カウンタ、４６…駆動回路部、４７…制御部、４７１…時刻制御部、４７２…受信時刻決定部。

Claims (5)

1. タイムコードを含む標準電波を受信し、前記標準電波に基づいて時刻を修正する電波時計であって、
   前記標準電波の受信信号を増幅する増幅回路と、
   前記受信信号の強さに応じて前記増幅回路のゲインを調整するオートゲインコントロール回路と、
   前記受信信号を復調する復調回路と、
   前記復調回路によって復調された信号をデコードしタイムコードを取得するデコード部と、
   前記オートゲインコントロール回路の出力と、前記タイムコードとに基づき、前記受信信号がノイズの影響を受けていると判別した場合には、前記受信時刻の変更を行う受信時刻決定部と、を備える、
   ことを特徴とする電波時計。
2. 前記デコード部により取得した前記タイムコードがゼロのみを含み、前記ゼロのみを含むタイムコードが所定期間以上に渡って取得されるか否かを判別する妨害波判別部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
3. 前記デコード部により取得した前記タイムコードがエラーを含むか否かを判別するエラー判別部と、
   前記デコード部により取得した前記タイムコードがゼロのみを含み、前記ゼロのみを含むタイムコードが所定期間以上に渡って取得されるか否かを判別する妨害波判別部と、をさらに備え、
   前記受信時刻決定部は、前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値以上であり、前記エラー判別部により前記タイムコードがエラーを含むと判別され、前記妨害波判別部により前記ゼロのみを含むタイムコードのデータが所定期間以上に渡って取得されたと判別された場合には、前記受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、前記受信時刻の変更を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
4. 前記受信時刻決定部は、前記オートゲインコントロール回路の出力が基準値未満であり、前記エラー判別部により前記タイムコードがエラーを含むと判別された場合には、前記受信信号がノイズの影響を受けていると判別し、前記受信時刻の変更を行う、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電波時計。
5. タイムコードを含む標準電波を受信し、前記標準電波に基づいて時刻を修正する電波時計の受信制御方法であって、
   前記標準電波の受信信号を増幅回路により増幅し、
   前記受信信号の強さに応じて前記増幅回路のゲインをオートゲインコントロール回路により調整し、
   前記受信信号を復調回路により復調し、
   前記復調回路によって復調された信号をデコード部によりデコードしてタイムコードを取得し、
   前記オートゲインコントロール回路の出力と、前記タイムコードとに基づき、前記受信信号がノイズの影響を受けていると受信時刻決定部により判別した場合には、前記受信時刻の変更を行う、
   ことを特徴とする受信制御方法。
   

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