JP2004282425A - 電波受信装置、電波時計及び同調容量設定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】所定周波数の電波と最適な同調状態に自動的に調整可能な電波受信装置、電波時計及び同調容量設定方法を提供すること。
【解決手段】同調モード時、制御回路２０６はコンデンサアレイ２０１の同調容量を増加させる方向に容量選択信号Ｓ１を出力する。コンデンサアレイ２０１は容量選択信号Ｓ１の設定値に基づいて同調容量が可変される。そして制御回路２０６はその時の受信レベル信号Ｓ６を入力する。制御回路２０６は入力した受信レベル信号Ｓ６が所定条件を満たした時の容量選択信号Ｓ１の設定値を記憶回路２０７に記憶する。受信モード時、制御回路２０６は受信電波の周波数に対応する設定値を記憶回路２０７から読み出し、容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力する。
【選択図】 図２
【解決手段】同調モード時、制御回路２０６はコンデンサアレイ２０１の同調容量を増加させる方向に容量選択信号Ｓ１を出力する。コンデンサアレイ２０１は容量選択信号Ｓ１の設定値に基づいて同調容量が可変される。そして制御回路２０６はその時の受信レベル信号Ｓ６を入力する。制御回路２０６は入力した受信レベル信号Ｓ６が所定条件を満たした時の容量選択信号Ｓ１の設定値を記憶回路２０７に記憶する。受信モード時、制御回路２０６は受信電波の周波数に対応する設定値を記憶回路２０７から読み出し、容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電波受信装置、電波時計及び同調容量設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各国（例えば、ドイツ、イギリス、スイス、日本等）において送出されている時刻データ即ちタイムコード入りの長波標準電波を受信し、これにより計時回路の時刻データを修正する、いわゆる電波時計が知られている。我が国（日本）では、２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、図９に示すようなフォーマットのタイムコードで振幅変調された、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの長波標準電波が送出されている。図９によれば、タイムコードは、正確な時刻の分の桁が更新される毎即ち１分毎に、１周期６０秒のフレームで送出されている。
【０００３】
ところで、例えば、フェライトバーアンテナのようなループアンテナで電波を受信する場合、ループアンテナのインダクタンスとコンデンサ等を所望の周波数の電波と共振させて電波受信を行う同調回路を用いる。このような同調回路では、アンテナのボビン位置の移動、コイルの巻数の変更等によってアンテナのインダクタンスを変化させて、所望の周波数を持つ電波と同調させる。又はトリマーコンデンサを使用したり、選択チップコンデンサで容量を変化させたりして所望の周波数を持つ電波と同調させている。
【０００４】
従来の電波時計は、このような同調回路を含む電波受信回路を備えているのが一般的である。その内の１つとして、小型化の為に選択チップコンデンサ方式等を用いて長波標準電波との同調を行う電波受信回路が知られている。
【０００５】
選択チップコンデンサ方式とは、次のような容量の調整方式のことである。即ち、工場組み立て時において、アンテナのインダクタンスを測定して所望の同調容量以下のコンデンサを取り付ける。そして共振周波数を測定して不足容量を求め、コンデンサを付加する等して容量調整を行う。更に必要に応じて共振周波数の測定及び同調容量の調整の作業を繰り返して行い、電波受信回路が長波標準電波と最適な同調を行うように調整する。
【０００６】
尚、同調回路に含まれるコンデンサを並列に２つ備え、スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって一方のコンデンサの接続を切り替えて同調容量を変化させることによって、共振周波数を選択可能な電波受信回路も知られているが（特許文献１参照）、選択する共振周波数の切り替えのためのものであって、１つの周波数の電波に同調させる為に容量を変化させるものではない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１２５２８０号公報（第３−５頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような同調回路を含む電波受信回路の場合、製品組み立て時において同調容量の調整が必要となるが、その調整には共振周波数の測定及びコンデンサの付加等の作業を繰り返して行う必要がある。このため、作業工数、作業時間、経費等がかかっていた。更に、受信したい電波の周波数の数に応じて、コンデンサや当該コンデンサの切り替えを行うスイッチ素子等が必要となる。従って、複数の電波を受信する場合、特許文献１の技術を適用するとなると、部品数や基板面積が増大するため、回路の小型化が困難であった。
【０００９】
また、アンテナやコンデンサの搭載されている同調用の回路基板のみで同調の調整を行った後、当該回路基板を電波時計に設置する場合、同調用の回路基板以外のＩＣや基板の入力容量等によって共振周波数がずれてしまう。このため、同調容量の完全な調整を行おうとすると、電波時計で全体として再度同調の調整を行う必要があった。
【００１０】
本発明の目的は、所定周波数の電波と最適な同調状態に自動的に設定可能な電波受信装置、電波時計及び同調容量設定方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明の電波受信装置は、容量選択信号の設定値に従って可変同調容量回路（例えば、図２のコンデンサアレイ２０１）の容量を可変することにより、所定周波数の電波を同調して受信する電波受信装置であって、現在の受信レベルを検出する検出回路（例えば、図２の受信レベル検出回路２０５）と、設定信号が入力された際に、容量選択信号を変化させるとともに、この変化の際に前記検出回路によって検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とする設定手段（例えば、図２の制御回路２０６）と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、検出回路によって検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、設定手段が、例えば、検出回路によって検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電波受信装置であって、前記設定手段は、前記可変同調容量回路の容量が増加する方向に容量選択信号を変化させて、前記検出回路によって検出される受信レベルの変位が上昇から下降に転じたときの転じる直前の容量選択信号の値を設定値とする手段（例えば、図２の制御回路２０６）であることを特徴としている。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、検出回路によって検出される受信レベルがピーク値或いはピーク値に最も近い値を示した時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電波受信装置であって、前記可変同調容量回路は、コンデンサとスイッチ素子とが直列接続された複数の内部容量回路（例えば、図３のコンデンサＣ１及びトランジスタＴ１）と、外部コンデンサを接続可能なコンデンサ接続端子とスイッチ素子とが直列接続された外部容量回路（例えば、図３の接続端子Ｊ１及びトランジスタＴｅｘ１）とを並列に接続して有し、前記容量選択信号に従って前記各スイッチ素子が動作することを特徴としている。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、複数の内部容量回路に含まれるスイッチ素子を容量選択信号に従って動作させることにより、可変同調容量回路の容量を容易に可変させることができる。更に内部容量回路に対して外部コンデンサを並列に接続することができ、必要に応じて外部コンデンサを組み合わせて同調容量を調整することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電波受信装置であって、前記可変同調容量回路は、容量可変ダイオード（例えば、図８のバリキャップＤ）と、この容量可変ダイオードに前記容量選択信号に応じた電圧を印加する印加手段（例えば、図８のＤ／Ａコンバータ回路８０１）を有することを特徴としている。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、印加手段によって容量可変ダイオードを制御することによって、可変同調容量回路の容量を容易に可変することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電波受信装置であって、少なくとも第１の周波数及び第２の周波数それぞれの電波に対応する容量選択信号の第１の設定値及び第２の設定値を記憶する記憶回路（例えば、図２の記憶回路２０７）を備え、前記設定手段は、少なくとも第１の周波数及び第２の周波数それぞれの電波に対応する容量選択信号の第１の設定値及び第２の設定値を前記記憶回路に設定可能であることを特徴としている。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、設定手段は複数の周波数に対応する容量選択信号の設定値を記憶回路に記憶することができる。これにより、複数の周波数の電波に対応した電波受信装置を実現することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明の電波時計は、標準電波を受信する請求項１〜５のいずれか一項に記載の電波受信装置と、この電波受信装置によって受信された標準電波に基づいて標準タイムコードを生成するタイムコード生成手段（例えば、図１のタイムコード生成部１０７）と、現在時刻を計数する時刻計数手段（例えば、図１の計時回路部１０８）と、前記タイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードに基づいて前記時刻計数手段で計数される現在時刻データを修正する修正手段（例えば、図１のＣＰＵ１０１）と、を備えることを特徴としている。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、電波受信装置の備える可変同調容量回路の容量を容易に調整可能であるため、標準電波と最適な同調を行う電波時計を実現することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明の同調容量設定方法は、容量選択信号の設定値に従って可変同調容量回路の容量を可変することにより、所定周波数の電波を同調して受信する電波受信装置における同調容量設定方法であって、容量選択信号を変化させるとともに、この変化による受信レベルを検出し、この受信レベルが所定の条件を満たした場合に容量選択信号の値を設定値とすることにより同調容量を設定している。
【００２４】
この請求項７に記載の発明によれば、検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、例えば、検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。また、各実施の形態において、本発明の電波受信装置を電波時計に適用した場合を例として説明するが、その他、電波を受信するための装置であれば、本発明が適用可能なものはこれに限らない。
【００２６】
図１は、電波時計１の回路構成図であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、入力部１０２、表示部１０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０５、受信制御部１０６、タイムコード生成部１０７、計時回路部１０８及び発振回路部１０９によって構成されており、発振回路部１０９を除く各部はバス１１０によって接続されている。また計時回路部１０８には発振回路部１０９が接続される。
【００２７】
ＣＰＵ１０１は、所定のタイミング或いは入力部１０２から入力された操作信号等に応じて、ＲＯＭ１０５内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ１０４内に展開し、当該プログラムに基づいて各機能部への指示やデータの転送等を行う。
【００２８】
特に、ＣＰＵ１０１は、例えば所定時間毎に受信制御部１０６を制御して長波標準電波の受信処理を実行し、タイムコード生成部１０７から入力された標準タイムコードに基づいて計時回路部１０８で計数される現在時刻データを修正するとともに、当該修正した現在時刻データに基づく表示信号を表示部１０３に出力して表示時刻を更新させる等の各種制御を行う。更にＣＰＵ１０１は、電波受信装置２００に同調モード又は受信モードの２つの動作モードの何れかを示す信号を出力する。
【００２９】
入力部１０２は、電波時計１に各種機能を実行させる為のスイッチ等で構成される。そして、これらのスイッチが操作された時には、対応するスイッチの操作信号がＣＰＵ１０１に出力される。
【００３０】
表示部１０３は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、ＣＰＵ１０１からのデータ、例えば計時回路部１０８による現在時刻データ等をデジタル表示する。
【００３１】
ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御の下、ＣＰＵ１０１で処理されたデータを記憶するとともに、記憶しているデータをＣＰＵ１０１に出力するために用いられる。ＲＯＭ１０５は、主に、電波時計１に係るシステムプログラムやアプリケーションプログラム等を記憶する。
【００３２】
受信制御部１０６は電波受信装置２００を備える。電波受信装置２００は、長波標準電波の不要な周波数成分をカットして該当する周波数信号を取り出し、周波数信号を対応する電気信号に変換して出力する。
【００３３】
タイムコード生成部１０７は、電波受信装置２００から出力された信号に基づいて、標準時刻コード、積算コード及び曜日コード等の時計機能に必要なデータを含む標準タイムコードを生成して、ＣＰＵ１０１に出力する。
【００３４】
計時回路部１０８は、発振回路部１０９から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を得る。そして当該現在時刻データをＣＰＵ１０１に出力する。発振回路部１０９は、常時一定周波数の信号を出力する回路である。
【００３５】
図２は、本実施の形態における電波受信装置２００の回路ブロック図である。電波受信装置２００はアンテナＡＮＴ、コンデンサアレイ２０１、フロントエンド回路２０２、検波整流回路２０３、波形整形回路２０４、受信レベル検出回路２０５、制御回路２０６及び記憶回路２０７等によって構成される。
【００３６】
アンテナＡＮＴは、長波標準電波を受信することができ、例えばバーアンテナ等によって構成される。受信した電波は、コンデンサアレイ２０１に入力される。
【００３７】
コンデンサアレイ２０１の回路構成を図３に示す。コンデンサアレイ２０１はコンデンサＣ１〜Ｃｎ（ｎは２以上の整数）、トランジスタＴ１〜Ｔｎを含み、直列に接続されたトランジスタとコンデンサが複数並列接続されて構成される。
【００３８】
更に、外付けコンデンサＣｅｘ１及びＣｅｘ２が接続可能なように接続端子Ｊ１及びＪ２を含む。外付けコンデンサＣｅｘ１及びＣｅｘ２は、トランジスタＴｅｘ１及びＴｅｘ２とそれぞれ直列に接続され、更にコンデンサＣ１〜Ｃｎに対して並列に接続される。尚、外付けコンデンサＣｅｘ１及びＣｅｘ２は、例えばコンデンサＣ１〜Ｃｎの容量に比べて比較的大きな容量を持つコンデンサであり、状況に応じて付加する。
【００３９】
また、コンデンサＣ１〜Ｃｎは、対応するトランジスタＴ１〜Ｔｎのスイッチ動作によって組み合わされて、コンデンサアレイ２０１全体の容量が決定される。更に、後述する同調モードにおいて、コンデンサアレイ２０１全体の容量が大きくなるように順次トランジスタＴ１〜Ｔｎを切り返る為、コンデンサＣ１〜Ｃｎは、例えば容量の大きい順番等のように、所定の順番に配接されている。
【００４０】
デコーダ回路３００には、制御回路２０６から出力された容量選択信号Ｓ１が入力される。デコーダ回路３００は、容量選択信号Ｓ１のデコードを行い、各トランジスタのオンオフを制御する切替データを出力する。トランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のゲートには、デコーダ回路３００から出力された切替データＤ１〜Ｄｎ、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２がそれぞれ入力される。
【００４１】
例えば、切替データＤ１が“１”の時、トランジスタＴ１がオン状態になり、コンデンサＣ１はアンテナＡＮＴに対して並列に接続される。また、切替データＤ１が“０”の時、トランジスタＴ１がオフ状態となり、コンデンサＣ１はアンテナＡＮＴと電気的に切り離される。他のトランジスタについても同様の動作を行う。
【００４２】
尚、デコーダ回路３００は、容量選択信号Ｓ１に従って各トランジスタのオンオフを制御可能な信号を出力する回路（マルチプレクサ、リングカウンタ等）であればよい。
【００４３】
アンテナＡＮＴのインダクタンスと、アンテナＡＮＴに並列に接続されるコンデンサの容量とによって同調周波数が決定され、アンテナＡＮＴによって受信された電波は電気信号に変換されて信号Ｓ２として出力される。
【００４４】
フロントエンド回路２０２には信号Ｓ２及び信号Ｓ５が入力される。フロントエンド回路２０２は、信号Ｓ２に対して所定の信号処理を施し、処理した信号を信号Ｓ３として出力する。
【００４５】
例えば、電波受信装置２００がストレート方式で構成される場合、フロントエンド回路２０２は信号Ｓ２を増幅する増幅回路やフィルタ等を含む。またスーパーヘテロダイン方式で構成される場合、フロントエンド回路２０２は局部発振周波数の信号を生成する発振回路、当該発振回路によって生成された信号と信号Ｓ２とを合成して中間周波数信号を生成する周波数変換回路等を含む。
【００４６】
またフロントエンド回路２０２は、出力される信号Ｓ３の信号レベルが最適なレベルになるように、ＡＧＣフィードバック電圧となる信号Ｓ５に基づいて回路内に含まれる増幅回路の増幅度の調整（ＡＧＣ）等を行う。
【００４７】
検波整流回路２０３には信号Ｓ３が入力され、信号Ｓ３よりベースバンド信号を検出する。そして検波整流回路２０３は、検出したベースバンド信号を信号Ｓ４として出力する。また検波整流回路２０３は、信号Ｓ３の信号レベルに従って信号Ｓ５をフロントエンド回路２０２及び受信レベル検出回路２０５に出力する。
【００４８】
波形整形回路２０４には信号Ｓ４が入力され、信号Ｓ４をタイムコード生成部１０７に対して適した信号に波形整形を行い、信号Ｓｄとして出力する。受信レベル検出回路２０５には信号Ｓ５が入力され、信号Ｓ５を増幅等することによって加工し、受信レベル信号Ｓ６として出力する。
【００４９】
制御回路２０６には、受信レベル信号Ｓ６と、ＣＰＵ１０１からの信号Ｓ０とが入力される。信号Ｓ０は同調モード又は受信モードのうち、何れかの動作モードを指示する信号である。信号Ｓ０が同調モードを示す場合、制御回路２０６はコンデンサアレイ２０１のトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフを制御する為の容量選択信号Ｓ１を出力する。そして、受信レベル信号Ｓ６に基づいて受信電波と最適な同調を示すときのトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフの組み合わせを記憶回路２０７に記憶させる。
【００５０】
信号Ｓ０が受信モードを示す場合、制御回路２０６は記憶回路２０７から受信電波の周波数に対応する設定値を読み出して、当該設定値を容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力する。同調モード及び受信モードの詳細な動作の流れについては、フローチャートを用いて後述する。
【００５１】
また、制御回路２０６は設定値記憶部２０６１及び受信レベル記憶部２０６２を含む。各記憶部はＲＡＭ等の一時記憶メモリによって構成される。
【００５２】
記憶回路２０７には、制御回路２０６から出力された設定値が記憶される。記憶回路２０７はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のデータの読み書き可能な不揮発性メモリで構成され、設定値データテーブル２０７１等を記憶する。
【００５３】
図４は、設定値データテーブル２０７１の一例を示した図である。設定値データテーブル２０７１には、受信電波の周波数と容量選択信号Ｓ１の設定値が対応付けて記憶されている。
【００５４】
具体的に説明すると、デコーダ回路３００から出力される切替データＤ１〜Ｄｎ、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２は、例えばｎ＝６とすると、切替データＤ１〜Ｄ６、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２の８個のデータとなり、この８個のデータによって８個のトランジスタＴ１〜Ｔ６、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフが制御されることになる。
【００５５】
例えば、受信モードにおいて、制御回路２０６から出力された容量選択信号Ｓ１の設定値が“１４Ｈ”の場合、デコーダ回路３００によって“０００１０１００”とデコードされる。切替データはデコードされた値の各ビットに応じた値を持つ。例えば、切替データＤ１〜Ｄ３、Ｄ５、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２は“０”、切替データＤ４及びＤ６は“１”となり、各トランジスタのゲートに入力される。するとトランジスタＴ４及びＴ６がオン状態となるため、コンデンサＣ４とＣ６がアンテナＡＮＴに対して並列接続される。
【００５６】
また、例えば、受信モードにおいて、第２周波数の電波と同調したい場合、制御回路２０６は設定値データテーブル２０７１から第２周波数に対応する設定値“３０Ｈ”を読み出す。そして当該設定値を容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１のデコーダ回路３００に出力する。
【００５７】
この場合、容量選択信号Ｓ１の値はデコーダ回路３００によって“００１１００００”とデコードされ、例えば、切替データＤ１、Ｄ２、Ｄ５、Ｄ６、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２は“０”、切替データＤ３及びＤ４は“１”として各トランジスタのゲートに入力される。するとトランジスタＴ３及びＴ４がオン状態となり、コンデンサＣ３及びＣ４がアンテナＡＮＴに対して並列接続される。
【００５８】
各設定値は、同調モードによって設定され、設定値データテーブル２０７１に記憶される。また、電波受信装置２００の特性や、その他回路との影響等によって、電波時計ごとに設定値は異なる。
【００５９】
次に、コンデンサアレイ２０１の所定周波数に対する同調容量の設定方法について説明する。図５は、同調モード時における電波受信装置２００の動作の流れを説明する為のフローチャートである。ＣＰＵ１０１から同調モードを示す信号Ｓ０が制御回路２０６に入力されると、同調モードの動作が開始する。
【００６０】
また、同調モードは、電波受信装置２００のみの単体ではなく、電波受信装置２００が電波時計の内部回路として組み込まれた後の工場出荷前等に行われる。
【００６１】
まず制御回路２０６は、コンデンサアレイ２０１に含まれるトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２を全てオフ状態にすることを指示する容量選択信号Ｓ１を出力する（ステップＡ１）。同時に、制御回路２０６はステップＡ１において出力した容量選択信号Ｓ１の設定値を設定値記憶部２０６１に記憶する（ステップＡ２）。
【００６２】
次に制御回路２０６は受信レベル信号Ｓ６の値を受信レベル記憶部２０６２に記憶し（ステップＡ３）、コンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階上げるように容量選択信号Ｓ１の設定値を変更して出力する（ステップＡ４）。
【００６３】
そして制御回路２０６は、受信レベル信号Ｓ６の値と受信レベル記憶部２０６２に記憶された値とを比較する（ステップＡ５）。受信レベル信号Ｓ６の示す値の方が記憶された値よりも大きい場合（ステップＡ６；Ｙｅｓ）、ステップＡ２から動作を繰り返す。
【００６４】
受信レベル信号Ｓ６の示す値の方が記憶された値よりも小さい場合（ステップＡ６；Ｎｏ）、制御回路２０６は設定値記憶部２０６１に記憶されているデータを設定値データテーブル２０７１に記憶する（ステップＡ７）。この際、設定値は受信電波の周波数と対応付けて記憶される。そして同調モードが終了する。
【００６５】
ここでステップＡ６における受信レベルの比較判断について具体的に説明する。図７はコンデンサアレイ２０１の同調容量と受信レベル信号Ｓ６の示す受信レベルとの関係を示した図である。
【００６６】
例えば、コンデンサアレイ２０１の同調容量がＣ、受信レベル記憶部２０６２に受信レベルＸが記憶されているとする。そしてコンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階上げるように制御回路２０６が容量選択信号Ｓ１を出力し（ステップＡ４に該当）、同調容量がＣ’になったとする。このときの受信レベル信号Ｓ６が受信レベルＸ’を示すと、受信レベルＸ＜受信レベルＸ’であるため、容量選択信号Ｓ１の設定値が設定値記憶部２０６１に記憶される（ステップＡ２に該当）。また、受信レベルＸ’が受信レベル記憶部２０６２に記憶される（ステップＡ３に該当）。
【００６７】
続いて再びコンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階上げるように制御回路２０６が容量選択信号Ｓ１を出力し（ステップＡ４に該当）、同調容量がＣ”になったとする。このときの受信レベル信号Ｓ６が受信レベルＸを示すと、受信レベルＸ＜受信レベルＸ’となる。即ち、前回出力した容量選択信号Ｓ１の設定値方が、今回出力した容量選択信号Ｓ１の設定値よりも高い受信レベルを導き出したことになる。
【００６８】
従って、設定値記憶部２０６１に記憶されているデータの示すトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフの組み合わせ（即ち、アンテナＡＮＴに対して並列接続されるコンデンサの組み合わせ）が受信電波と最適な同調を行う状態であるとし、設定値記憶部２０６１に記憶されているデータが設定値データテーブル２０７１に記憶される（ステップＡ７に該当）。
【００６９】
尚、コンデンサＣ１〜Ｃｎの何れの組み合わせによっても、受信電波と最適な同調を示す状態にならない場合は、外付けコンデンサＣｅｘ１又はＣｅｘ２を接続端子Ｊ１又はＪ２に接続し、再度同調モードを行う。
【００７０】
図６は、受信モード時における電波受信装置２００の動作の流れを説明する為のフローチャートである。ＣＰＵ１０１から受信モードを示す信号Ｓ０が制御回路２０６に入力されると、受信モードの動作が開始する。
【００７１】
まず制御回路２０６は設定値データテーブル２０７１より受信電波の周波数に対応する設定値を読み出す（ステップＢ１）。そして読み出した設定値を容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力する（ステップＢ２）。コンデンサアレイ２０１は容量選択信号Ｓ１を入力すると、デコーダ回路３００でデコードし、各トランジスタのゲートに切替データを出力する。これにより、アンテナＡＮＴに対して並列に接続されるコンデンサが決定され、受信電波に対して最適な同調容量となる。
【００７２】
以上、説明したように、同調モード時はコンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階ずつ上昇させ（容量を大きくさせ）、その時の受信レベル信号Ｓ６の値と、前回の受信レベル信号Ｓ６の値とを比較する。前回の受信レベル信号Ｓ６の値の方が大きかった場合は、コンデンサアレイ２０１の前回のコンデンサ接続の組み合わせを示す容量選択信号Ｓ１の設定値を記憶回路２０７に記憶させる。
【００７３】
これにより、受信電波と最適な同調を行うためのコンデンサ接続の組み合わせ（同調容量）を簡単に把握することができる。更に記憶回路２０７には複数の容量選択信号Ｓ１の設定値を記憶することができるため、複数の周波数の電波を受信可能な電波受信装置を実現することができる。
【００７４】
更に受信モード時では、受信したい電波の周波数に対応する設定値が容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力されることにより、受信電波と最適な同調を示す同調容量に簡単に設定することができる。
【００７５】
以上、本発明を適用した実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態についてのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７６】
例えば、コンデンサアレイ２０１は図３に示すように、直列接続されたトランジスタとコンデンサが複数並列接続されて構成し、デコーダ回路３００から出力される切替データによってトランジスタのオン／オフが制御されることによって同調容量を可変させることとしたが、バリキャップ（容量可変ダイオード）を用いて同調容量を可変させるように構成してもよい。
【００７７】
図８は、バリキャップＤを用いた場合のコンデンサアレイ８００の回路構成図である。コンデンサアレイ８００は、バリキャップＤ、コンデンサＣ１１及びＣ１２、抵抗Ｒ、Ｄ／Ａコンバータ回路８０１等によって構成される。
【００７８】
Ｄ／Ａコンバータ回路８０１には、制御回路２０６から出力された容量選択信号Ｓ１が入力される。そして容量選択信号Ｓ１の設定値に基づいてＤ／Ａ変換を行い、所定の電圧レベルを持つ信号を出力する。バリキャップＤは、Ｄ／Ａコンバータ回路８０１から出力される信号の電圧レベルに応じて容量が可変される。これにより、コンデンサアレイ８００の同調容量が変化し、受信電波と最適な同調を行う同調周波数に設定することができる。
【００７９】
また、同調モードと受信モードとを別々のモードとして行うこととして説明したが、２つのモードを１つのモードとして同時に行ってもよい。例えば、受信モードを行う前に同調モードを行って、受信電波について最適な同調を示す設定値を求める。その後受信モードを行うことにより、常に受信電波と最適な同調を行う電波受信装置を実現することができる。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、検出回路によって検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、設定手段が、例えば、検出回路によって検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【００８１】
請求項２に記載の発明によれば、検出回路によって検出される受信レベルがピーク値或いはピーク値に最も近い値を示した時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。
【００８２】
請求項３に記載の発明によれば、複数の内部容量回路に含まれるスイッチ素子を容量選択信号に従って動作させることにより、可変同調容量回路の容量を容易に可変させることができる。更に内部容量回路に対して外部コンデンサを並列に接続することができ、必要に応じて外部コンデンサを組み合わせて同調容量を調整することができる。
【００８３】
請求項４に記載の発明によれば、印加手段によって容量可変ダイオードを制御することによって、可変同調容量回路の容量を容易に可変することができる。
【００８４】
請求項５に記載の発明によれば、設定手段は複数の周波数に対応する容量選択信号の設定値を記憶回路に記憶することができる。これにより、複数の周波数の電波に対応した電波受信装置を実現することができる。
【００８５】
請求項６に記載の発明によれば、電波受信装置の備える可変同調容量回路の容量を容易に調整可能であるため、標準電波と最適な同調を行う電波時計を実現することができる。
【００８６】
請求項７に記載の発明によれば、検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、例えば、検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電波時計の内部構成を示すブロック図。
【図２】電波受信装置の回路ブロック図。
【図３】コンデンサアレイの回路構成図。
【図４】設定値データテーブルのデータ構成を示す図。
【図５】同調モード時の電波受信装置の動作を示すフローチャート。
【図６】受信モード時の電波受信装置の動作を示すフローチャート。
【図７】電波信号の受信レベルと同調容量の関係図。
【図８】バリキャップを用いた場合のコンデンサアレイの回路構成図。
【図９】長波標準電波の波形を示す図。
【符号の説明】
１ 電波時計
１０１ ＣＰＵ
１０２ 入力部
１０３ 表示部
１０４ ＲＡＭ
１０５ ＲＯＭ
１０６ 受信制御部
２００ 電波受信装置
ＡＮＴ アンテナ
２０１ コンデンサアレイ
３００ デコーダ回路
２０２ フロントエンド回路
２０３ 検波整流回路
２０４ 波形整形回路
２０５ 受信レベル検出回路
２０６ 制御回路
２０６１ 制御データ記憶部
２０６２ 受信レベル記憶部
２０７ 記憶回路
２０７１ 設定値データテーブル
１０７ タイムコード生成部
１０８ 計時回路部
１０９ 発振回路部
【発明の属する技術分野】
本発明は電波受信装置、電波時計及び同調容量設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各国（例えば、ドイツ、イギリス、スイス、日本等）において送出されている時刻データ即ちタイムコード入りの長波標準電波を受信し、これにより計時回路の時刻データを修正する、いわゆる電波時計が知られている。我が国（日本）では、２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、図９に示すようなフォーマットのタイムコードで振幅変調された、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの長波標準電波が送出されている。図９によれば、タイムコードは、正確な時刻の分の桁が更新される毎即ち１分毎に、１周期６０秒のフレームで送出されている。
【０００３】
ところで、例えば、フェライトバーアンテナのようなループアンテナで電波を受信する場合、ループアンテナのインダクタンスとコンデンサ等を所望の周波数の電波と共振させて電波受信を行う同調回路を用いる。このような同調回路では、アンテナのボビン位置の移動、コイルの巻数の変更等によってアンテナのインダクタンスを変化させて、所望の周波数を持つ電波と同調させる。又はトリマーコンデンサを使用したり、選択チップコンデンサで容量を変化させたりして所望の周波数を持つ電波と同調させている。
【０００４】
従来の電波時計は、このような同調回路を含む電波受信回路を備えているのが一般的である。その内の１つとして、小型化の為に選択チップコンデンサ方式等を用いて長波標準電波との同調を行う電波受信回路が知られている。
【０００５】
選択チップコンデンサ方式とは、次のような容量の調整方式のことである。即ち、工場組み立て時において、アンテナのインダクタンスを測定して所望の同調容量以下のコンデンサを取り付ける。そして共振周波数を測定して不足容量を求め、コンデンサを付加する等して容量調整を行う。更に必要に応じて共振周波数の測定及び同調容量の調整の作業を繰り返して行い、電波受信回路が長波標準電波と最適な同調を行うように調整する。
【０００６】
尚、同調回路に含まれるコンデンサを並列に２つ備え、スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって一方のコンデンサの接続を切り替えて同調容量を変化させることによって、共振周波数を選択可能な電波受信回路も知られているが（特許文献１参照）、選択する共振周波数の切り替えのためのものであって、１つの周波数の電波に同調させる為に容量を変化させるものではない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１２５２８０号公報（第３−５頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような同調回路を含む電波受信回路の場合、製品組み立て時において同調容量の調整が必要となるが、その調整には共振周波数の測定及びコンデンサの付加等の作業を繰り返して行う必要がある。このため、作業工数、作業時間、経費等がかかっていた。更に、受信したい電波の周波数の数に応じて、コンデンサや当該コンデンサの切り替えを行うスイッチ素子等が必要となる。従って、複数の電波を受信する場合、特許文献１の技術を適用するとなると、部品数や基板面積が増大するため、回路の小型化が困難であった。
【０００９】
また、アンテナやコンデンサの搭載されている同調用の回路基板のみで同調の調整を行った後、当該回路基板を電波時計に設置する場合、同調用の回路基板以外のＩＣや基板の入力容量等によって共振周波数がずれてしまう。このため、同調容量の完全な調整を行おうとすると、電波時計で全体として再度同調の調整を行う必要があった。
【００１０】
本発明の目的は、所定周波数の電波と最適な同調状態に自動的に設定可能な電波受信装置、電波時計及び同調容量設定方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明の電波受信装置は、容量選択信号の設定値に従って可変同調容量回路（例えば、図２のコンデンサアレイ２０１）の容量を可変することにより、所定周波数の電波を同調して受信する電波受信装置であって、現在の受信レベルを検出する検出回路（例えば、図２の受信レベル検出回路２０５）と、設定信号が入力された際に、容量選択信号を変化させるとともに、この変化の際に前記検出回路によって検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とする設定手段（例えば、図２の制御回路２０６）と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、検出回路によって検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、設定手段が、例えば、検出回路によって検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電波受信装置であって、前記設定手段は、前記可変同調容量回路の容量が増加する方向に容量選択信号を変化させて、前記検出回路によって検出される受信レベルの変位が上昇から下降に転じたときの転じる直前の容量選択信号の値を設定値とする手段（例えば、図２の制御回路２０６）であることを特徴としている。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、検出回路によって検出される受信レベルがピーク値或いはピーク値に最も近い値を示した時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電波受信装置であって、前記可変同調容量回路は、コンデンサとスイッチ素子とが直列接続された複数の内部容量回路（例えば、図３のコンデンサＣ１及びトランジスタＴ１）と、外部コンデンサを接続可能なコンデンサ接続端子とスイッチ素子とが直列接続された外部容量回路（例えば、図３の接続端子Ｊ１及びトランジスタＴｅｘ１）とを並列に接続して有し、前記容量選択信号に従って前記各スイッチ素子が動作することを特徴としている。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、複数の内部容量回路に含まれるスイッチ素子を容量選択信号に従って動作させることにより、可変同調容量回路の容量を容易に可変させることができる。更に内部容量回路に対して外部コンデンサを並列に接続することができ、必要に応じて外部コンデンサを組み合わせて同調容量を調整することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電波受信装置であって、前記可変同調容量回路は、容量可変ダイオード（例えば、図８のバリキャップＤ）と、この容量可変ダイオードに前記容量選択信号に応じた電圧を印加する印加手段（例えば、図８のＤ／Ａコンバータ回路８０１）を有することを特徴としている。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、印加手段によって容量可変ダイオードを制御することによって、可変同調容量回路の容量を容易に可変することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電波受信装置であって、少なくとも第１の周波数及び第２の周波数それぞれの電波に対応する容量選択信号の第１の設定値及び第２の設定値を記憶する記憶回路（例えば、図２の記憶回路２０７）を備え、前記設定手段は、少なくとも第１の周波数及び第２の周波数それぞれの電波に対応する容量選択信号の第１の設定値及び第２の設定値を前記記憶回路に設定可能であることを特徴としている。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、設定手段は複数の周波数に対応する容量選択信号の設定値を記憶回路に記憶することができる。これにより、複数の周波数の電波に対応した電波受信装置を実現することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明の電波時計は、標準電波を受信する請求項１〜５のいずれか一項に記載の電波受信装置と、この電波受信装置によって受信された標準電波に基づいて標準タイムコードを生成するタイムコード生成手段（例えば、図１のタイムコード生成部１０７）と、現在時刻を計数する時刻計数手段（例えば、図１の計時回路部１０８）と、前記タイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードに基づいて前記時刻計数手段で計数される現在時刻データを修正する修正手段（例えば、図１のＣＰＵ１０１）と、を備えることを特徴としている。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、電波受信装置の備える可変同調容量回路の容量を容易に調整可能であるため、標準電波と最適な同調を行う電波時計を実現することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明の同調容量設定方法は、容量選択信号の設定値に従って可変同調容量回路の容量を可変することにより、所定周波数の電波を同調して受信する電波受信装置における同調容量設定方法であって、容量選択信号を変化させるとともに、この変化による受信レベルを検出し、この受信レベルが所定の条件を満たした場合に容量選択信号の値を設定値とすることにより同調容量を設定している。
【００２４】
この請求項７に記載の発明によれば、検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、例えば、検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。また、各実施の形態において、本発明の電波受信装置を電波時計に適用した場合を例として説明するが、その他、電波を受信するための装置であれば、本発明が適用可能なものはこれに限らない。
【００２６】
図１は、電波時計１の回路構成図であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、入力部１０２、表示部１０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０５、受信制御部１０６、タイムコード生成部１０７、計時回路部１０８及び発振回路部１０９によって構成されており、発振回路部１０９を除く各部はバス１１０によって接続されている。また計時回路部１０８には発振回路部１０９が接続される。
【００２７】
ＣＰＵ１０１は、所定のタイミング或いは入力部１０２から入力された操作信号等に応じて、ＲＯＭ１０５内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ１０４内に展開し、当該プログラムに基づいて各機能部への指示やデータの転送等を行う。
【００２８】
特に、ＣＰＵ１０１は、例えば所定時間毎に受信制御部１０６を制御して長波標準電波の受信処理を実行し、タイムコード生成部１０７から入力された標準タイムコードに基づいて計時回路部１０８で計数される現在時刻データを修正するとともに、当該修正した現在時刻データに基づく表示信号を表示部１０３に出力して表示時刻を更新させる等の各種制御を行う。更にＣＰＵ１０１は、電波受信装置２００に同調モード又は受信モードの２つの動作モードの何れかを示す信号を出力する。
【００２９】
入力部１０２は、電波時計１に各種機能を実行させる為のスイッチ等で構成される。そして、これらのスイッチが操作された時には、対応するスイッチの操作信号がＣＰＵ１０１に出力される。
【００３０】
表示部１０３は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、ＣＰＵ１０１からのデータ、例えば計時回路部１０８による現在時刻データ等をデジタル表示する。
【００３１】
ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０１の制御の下、ＣＰＵ１０１で処理されたデータを記憶するとともに、記憶しているデータをＣＰＵ１０１に出力するために用いられる。ＲＯＭ１０５は、主に、電波時計１に係るシステムプログラムやアプリケーションプログラム等を記憶する。
【００３２】
受信制御部１０６は電波受信装置２００を備える。電波受信装置２００は、長波標準電波の不要な周波数成分をカットして該当する周波数信号を取り出し、周波数信号を対応する電気信号に変換して出力する。
【００３３】
タイムコード生成部１０７は、電波受信装置２００から出力された信号に基づいて、標準時刻コード、積算コード及び曜日コード等の時計機能に必要なデータを含む標準タイムコードを生成して、ＣＰＵ１０１に出力する。
【００３４】
計時回路部１０８は、発振回路部１０９から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を得る。そして当該現在時刻データをＣＰＵ１０１に出力する。発振回路部１０９は、常時一定周波数の信号を出力する回路である。
【００３５】
図２は、本実施の形態における電波受信装置２００の回路ブロック図である。電波受信装置２００はアンテナＡＮＴ、コンデンサアレイ２０１、フロントエンド回路２０２、検波整流回路２０３、波形整形回路２０４、受信レベル検出回路２０５、制御回路２０６及び記憶回路２０７等によって構成される。
【００３６】
アンテナＡＮＴは、長波標準電波を受信することができ、例えばバーアンテナ等によって構成される。受信した電波は、コンデンサアレイ２０１に入力される。
【００３７】
コンデンサアレイ２０１の回路構成を図３に示す。コンデンサアレイ２０１はコンデンサＣ１〜Ｃｎ（ｎは２以上の整数）、トランジスタＴ１〜Ｔｎを含み、直列に接続されたトランジスタとコンデンサが複数並列接続されて構成される。
【００３８】
更に、外付けコンデンサＣｅｘ１及びＣｅｘ２が接続可能なように接続端子Ｊ１及びＪ２を含む。外付けコンデンサＣｅｘ１及びＣｅｘ２は、トランジスタＴｅｘ１及びＴｅｘ２とそれぞれ直列に接続され、更にコンデンサＣ１〜Ｃｎに対して並列に接続される。尚、外付けコンデンサＣｅｘ１及びＣｅｘ２は、例えばコンデンサＣ１〜Ｃｎの容量に比べて比較的大きな容量を持つコンデンサであり、状況に応じて付加する。
【００３９】
また、コンデンサＣ１〜Ｃｎは、対応するトランジスタＴ１〜Ｔｎのスイッチ動作によって組み合わされて、コンデンサアレイ２０１全体の容量が決定される。更に、後述する同調モードにおいて、コンデンサアレイ２０１全体の容量が大きくなるように順次トランジスタＴ１〜Ｔｎを切り返る為、コンデンサＣ１〜Ｃｎは、例えば容量の大きい順番等のように、所定の順番に配接されている。
【００４０】
デコーダ回路３００には、制御回路２０６から出力された容量選択信号Ｓ１が入力される。デコーダ回路３００は、容量選択信号Ｓ１のデコードを行い、各トランジスタのオンオフを制御する切替データを出力する。トランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のゲートには、デコーダ回路３００から出力された切替データＤ１〜Ｄｎ、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２がそれぞれ入力される。
【００４１】
例えば、切替データＤ１が“１”の時、トランジスタＴ１がオン状態になり、コンデンサＣ１はアンテナＡＮＴに対して並列に接続される。また、切替データＤ１が“０”の時、トランジスタＴ１がオフ状態となり、コンデンサＣ１はアンテナＡＮＴと電気的に切り離される。他のトランジスタについても同様の動作を行う。
【００４２】
尚、デコーダ回路３００は、容量選択信号Ｓ１に従って各トランジスタのオンオフを制御可能な信号を出力する回路（マルチプレクサ、リングカウンタ等）であればよい。
【００４３】
アンテナＡＮＴのインダクタンスと、アンテナＡＮＴに並列に接続されるコンデンサの容量とによって同調周波数が決定され、アンテナＡＮＴによって受信された電波は電気信号に変換されて信号Ｓ２として出力される。
【００４４】
フロントエンド回路２０２には信号Ｓ２及び信号Ｓ５が入力される。フロントエンド回路２０２は、信号Ｓ２に対して所定の信号処理を施し、処理した信号を信号Ｓ３として出力する。
【００４５】
例えば、電波受信装置２００がストレート方式で構成される場合、フロントエンド回路２０２は信号Ｓ２を増幅する増幅回路やフィルタ等を含む。またスーパーヘテロダイン方式で構成される場合、フロントエンド回路２０２は局部発振周波数の信号を生成する発振回路、当該発振回路によって生成された信号と信号Ｓ２とを合成して中間周波数信号を生成する周波数変換回路等を含む。
【００４６】
またフロントエンド回路２０２は、出力される信号Ｓ３の信号レベルが最適なレベルになるように、ＡＧＣフィードバック電圧となる信号Ｓ５に基づいて回路内に含まれる増幅回路の増幅度の調整（ＡＧＣ）等を行う。
【００４７】
検波整流回路２０３には信号Ｓ３が入力され、信号Ｓ３よりベースバンド信号を検出する。そして検波整流回路２０３は、検出したベースバンド信号を信号Ｓ４として出力する。また検波整流回路２０３は、信号Ｓ３の信号レベルに従って信号Ｓ５をフロントエンド回路２０２及び受信レベル検出回路２０５に出力する。
【００４８】
波形整形回路２０４には信号Ｓ４が入力され、信号Ｓ４をタイムコード生成部１０７に対して適した信号に波形整形を行い、信号Ｓｄとして出力する。受信レベル検出回路２０５には信号Ｓ５が入力され、信号Ｓ５を増幅等することによって加工し、受信レベル信号Ｓ６として出力する。
【００４９】
制御回路２０６には、受信レベル信号Ｓ６と、ＣＰＵ１０１からの信号Ｓ０とが入力される。信号Ｓ０は同調モード又は受信モードのうち、何れかの動作モードを指示する信号である。信号Ｓ０が同調モードを示す場合、制御回路２０６はコンデンサアレイ２０１のトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフを制御する為の容量選択信号Ｓ１を出力する。そして、受信レベル信号Ｓ６に基づいて受信電波と最適な同調を示すときのトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフの組み合わせを記憶回路２０７に記憶させる。
【００５０】
信号Ｓ０が受信モードを示す場合、制御回路２０６は記憶回路２０７から受信電波の周波数に対応する設定値を読み出して、当該設定値を容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力する。同調モード及び受信モードの詳細な動作の流れについては、フローチャートを用いて後述する。
【００５１】
また、制御回路２０６は設定値記憶部２０６１及び受信レベル記憶部２０６２を含む。各記憶部はＲＡＭ等の一時記憶メモリによって構成される。
【００５２】
記憶回路２０７には、制御回路２０６から出力された設定値が記憶される。記憶回路２０７はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のデータの読み書き可能な不揮発性メモリで構成され、設定値データテーブル２０７１等を記憶する。
【００５３】
図４は、設定値データテーブル２０７１の一例を示した図である。設定値データテーブル２０７１には、受信電波の周波数と容量選択信号Ｓ１の設定値が対応付けて記憶されている。
【００５４】
具体的に説明すると、デコーダ回路３００から出力される切替データＤ１〜Ｄｎ、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２は、例えばｎ＝６とすると、切替データＤ１〜Ｄ６、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２の８個のデータとなり、この８個のデータによって８個のトランジスタＴ１〜Ｔ６、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフが制御されることになる。
【００５５】
例えば、受信モードにおいて、制御回路２０６から出力された容量選択信号Ｓ１の設定値が“１４Ｈ”の場合、デコーダ回路３００によって“０００１０１００”とデコードされる。切替データはデコードされた値の各ビットに応じた値を持つ。例えば、切替データＤ１〜Ｄ３、Ｄ５、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２は“０”、切替データＤ４及びＤ６は“１”となり、各トランジスタのゲートに入力される。するとトランジスタＴ４及びＴ６がオン状態となるため、コンデンサＣ４とＣ６がアンテナＡＮＴに対して並列接続される。
【００５６】
また、例えば、受信モードにおいて、第２周波数の電波と同調したい場合、制御回路２０６は設定値データテーブル２０７１から第２周波数に対応する設定値“３０Ｈ”を読み出す。そして当該設定値を容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１のデコーダ回路３００に出力する。
【００５７】
この場合、容量選択信号Ｓ１の値はデコーダ回路３００によって“００１１００００”とデコードされ、例えば、切替データＤ１、Ｄ２、Ｄ５、Ｄ６、Ｄｅｘ１及びＤｅｘ２は“０”、切替データＤ３及びＤ４は“１”として各トランジスタのゲートに入力される。するとトランジスタＴ３及びＴ４がオン状態となり、コンデンサＣ３及びＣ４がアンテナＡＮＴに対して並列接続される。
【００５８】
各設定値は、同調モードによって設定され、設定値データテーブル２０７１に記憶される。また、電波受信装置２００の特性や、その他回路との影響等によって、電波時計ごとに設定値は異なる。
【００５９】
次に、コンデンサアレイ２０１の所定周波数に対する同調容量の設定方法について説明する。図５は、同調モード時における電波受信装置２００の動作の流れを説明する為のフローチャートである。ＣＰＵ１０１から同調モードを示す信号Ｓ０が制御回路２０６に入力されると、同調モードの動作が開始する。
【００６０】
また、同調モードは、電波受信装置２００のみの単体ではなく、電波受信装置２００が電波時計の内部回路として組み込まれた後の工場出荷前等に行われる。
【００６１】
まず制御回路２０６は、コンデンサアレイ２０１に含まれるトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２を全てオフ状態にすることを指示する容量選択信号Ｓ１を出力する（ステップＡ１）。同時に、制御回路２０６はステップＡ１において出力した容量選択信号Ｓ１の設定値を設定値記憶部２０６１に記憶する（ステップＡ２）。
【００６２】
次に制御回路２０６は受信レベル信号Ｓ６の値を受信レベル記憶部２０６２に記憶し（ステップＡ３）、コンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階上げるように容量選択信号Ｓ１の設定値を変更して出力する（ステップＡ４）。
【００６３】
そして制御回路２０６は、受信レベル信号Ｓ６の値と受信レベル記憶部２０６２に記憶された値とを比較する（ステップＡ５）。受信レベル信号Ｓ６の示す値の方が記憶された値よりも大きい場合（ステップＡ６；Ｙｅｓ）、ステップＡ２から動作を繰り返す。
【００６４】
受信レベル信号Ｓ６の示す値の方が記憶された値よりも小さい場合（ステップＡ６；Ｎｏ）、制御回路２０６は設定値記憶部２０６１に記憶されているデータを設定値データテーブル２０７１に記憶する（ステップＡ７）。この際、設定値は受信電波の周波数と対応付けて記憶される。そして同調モードが終了する。
【００６５】
ここでステップＡ６における受信レベルの比較判断について具体的に説明する。図７はコンデンサアレイ２０１の同調容量と受信レベル信号Ｓ６の示す受信レベルとの関係を示した図である。
【００６６】
例えば、コンデンサアレイ２０１の同調容量がＣ、受信レベル記憶部２０６２に受信レベルＸが記憶されているとする。そしてコンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階上げるように制御回路２０６が容量選択信号Ｓ１を出力し（ステップＡ４に該当）、同調容量がＣ’になったとする。このときの受信レベル信号Ｓ６が受信レベルＸ’を示すと、受信レベルＸ＜受信レベルＸ’であるため、容量選択信号Ｓ１の設定値が設定値記憶部２０６１に記憶される（ステップＡ２に該当）。また、受信レベルＸ’が受信レベル記憶部２０６２に記憶される（ステップＡ３に該当）。
【００６７】
続いて再びコンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階上げるように制御回路２０６が容量選択信号Ｓ１を出力し（ステップＡ４に該当）、同調容量がＣ”になったとする。このときの受信レベル信号Ｓ６が受信レベルＸを示すと、受信レベルＸ＜受信レベルＸ’となる。即ち、前回出力した容量選択信号Ｓ１の設定値方が、今回出力した容量選択信号Ｓ１の設定値よりも高い受信レベルを導き出したことになる。
【００６８】
従って、設定値記憶部２０６１に記憶されているデータの示すトランジスタＴ１〜Ｔｎ、Ｔｅｘ１及びＴｅｘ２のオン／オフの組み合わせ（即ち、アンテナＡＮＴに対して並列接続されるコンデンサの組み合わせ）が受信電波と最適な同調を行う状態であるとし、設定値記憶部２０６１に記憶されているデータが設定値データテーブル２０７１に記憶される（ステップＡ７に該当）。
【００６９】
尚、コンデンサＣ１〜Ｃｎの何れの組み合わせによっても、受信電波と最適な同調を示す状態にならない場合は、外付けコンデンサＣｅｘ１又はＣｅｘ２を接続端子Ｊ１又はＪ２に接続し、再度同調モードを行う。
【００７０】
図６は、受信モード時における電波受信装置２００の動作の流れを説明する為のフローチャートである。ＣＰＵ１０１から受信モードを示す信号Ｓ０が制御回路２０６に入力されると、受信モードの動作が開始する。
【００７１】
まず制御回路２０６は設定値データテーブル２０７１より受信電波の周波数に対応する設定値を読み出す（ステップＢ１）。そして読み出した設定値を容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力する（ステップＢ２）。コンデンサアレイ２０１は容量選択信号Ｓ１を入力すると、デコーダ回路３００でデコードし、各トランジスタのゲートに切替データを出力する。これにより、アンテナＡＮＴに対して並列に接続されるコンデンサが決定され、受信電波に対して最適な同調容量となる。
【００７２】
以上、説明したように、同調モード時はコンデンサアレイ２０１の同調容量を１段階ずつ上昇させ（容量を大きくさせ）、その時の受信レベル信号Ｓ６の値と、前回の受信レベル信号Ｓ６の値とを比較する。前回の受信レベル信号Ｓ６の値の方が大きかった場合は、コンデンサアレイ２０１の前回のコンデンサ接続の組み合わせを示す容量選択信号Ｓ１の設定値を記憶回路２０７に記憶させる。
【００７３】
これにより、受信電波と最適な同調を行うためのコンデンサ接続の組み合わせ（同調容量）を簡単に把握することができる。更に記憶回路２０７には複数の容量選択信号Ｓ１の設定値を記憶することができるため、複数の周波数の電波を受信可能な電波受信装置を実現することができる。
【００７４】
更に受信モード時では、受信したい電波の周波数に対応する設定値が容量選択信号Ｓ１としてコンデンサアレイ２０１に出力されることにより、受信電波と最適な同調を示す同調容量に簡単に設定することができる。
【００７５】
以上、本発明を適用した実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態についてのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７６】
例えば、コンデンサアレイ２０１は図３に示すように、直列接続されたトランジスタとコンデンサが複数並列接続されて構成し、デコーダ回路３００から出力される切替データによってトランジスタのオン／オフが制御されることによって同調容量を可変させることとしたが、バリキャップ（容量可変ダイオード）を用いて同調容量を可変させるように構成してもよい。
【００７７】
図８は、バリキャップＤを用いた場合のコンデンサアレイ８００の回路構成図である。コンデンサアレイ８００は、バリキャップＤ、コンデンサＣ１１及びＣ１２、抵抗Ｒ、Ｄ／Ａコンバータ回路８０１等によって構成される。
【００７８】
Ｄ／Ａコンバータ回路８０１には、制御回路２０６から出力された容量選択信号Ｓ１が入力される。そして容量選択信号Ｓ１の設定値に基づいてＤ／Ａ変換を行い、所定の電圧レベルを持つ信号を出力する。バリキャップＤは、Ｄ／Ａコンバータ回路８０１から出力される信号の電圧レベルに応じて容量が可変される。これにより、コンデンサアレイ８００の同調容量が変化し、受信電波と最適な同調を行う同調周波数に設定することができる。
【００７９】
また、同調モードと受信モードとを別々のモードとして行うこととして説明したが、２つのモードを１つのモードとして同時に行ってもよい。例えば、受信モードを行う前に同調モードを行って、受信電波について最適な同調を示す設定値を求める。その後受信モードを行うことにより、常に受信電波と最適な同調を行う電波受信装置を実現することができる。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、検出回路によって検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、設定手段が、例えば、検出回路によって検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【００８１】
請求項２に記載の発明によれば、検出回路によって検出される受信レベルがピーク値或いはピーク値に最も近い値を示した時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。
【００８２】
請求項３に記載の発明によれば、複数の内部容量回路に含まれるスイッチ素子を容量選択信号に従って動作させることにより、可変同調容量回路の容量を容易に可変させることができる。更に内部容量回路に対して外部コンデンサを並列に接続することができ、必要に応じて外部コンデンサを組み合わせて同調容量を調整することができる。
【００８３】
請求項４に記載の発明によれば、印加手段によって容量可変ダイオードを制御することによって、可変同調容量回路の容量を容易に可変することができる。
【００８４】
請求項５に記載の発明によれば、設定手段は複数の周波数に対応する容量選択信号の設定値を記憶回路に記憶することができる。これにより、複数の周波数の電波に対応した電波受信装置を実現することができる。
【００８５】
請求項６に記載の発明によれば、電波受信装置の備える可変同調容量回路の容量を容易に調整可能であるため、標準電波と最適な同調を行う電波時計を実現することができる。
【００８６】
請求項７に記載の発明によれば、検出された受信レベルが所定条件を満たした時の容量選択信号の値を設定値とすることができる。この設定値によって、可変同調容量回路の容量を可変することができる。従って、例えば、検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とすれば、自動的に受信電波に最適な同調を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電波時計の内部構成を示すブロック図。
【図２】電波受信装置の回路ブロック図。
【図３】コンデンサアレイの回路構成図。
【図４】設定値データテーブルのデータ構成を示す図。
【図５】同調モード時の電波受信装置の動作を示すフローチャート。
【図６】受信モード時の電波受信装置の動作を示すフローチャート。
【図７】電波信号の受信レベルと同調容量の関係図。
【図８】バリキャップを用いた場合のコンデンサアレイの回路構成図。
【図９】長波標準電波の波形を示す図。
【符号の説明】
１ 電波時計
１０１ ＣＰＵ
１０２ 入力部
１０３ 表示部
１０４ ＲＡＭ
１０５ ＲＯＭ
１０６ 受信制御部
２００ 電波受信装置
ＡＮＴ アンテナ
２０１ コンデンサアレイ
３００ デコーダ回路
２０２ フロントエンド回路
２０３ 検波整流回路
２０４ 波形整形回路
２０５ 受信レベル検出回路
２０６ 制御回路
２０６１ 制御データ記憶部
２０６２ 受信レベル記憶部
２０７ 記憶回路
２０７１ 設定値データテーブル
１０７ タイムコード生成部
１０８ 計時回路部
１０９ 発振回路部
Claims (7)
- 容量選択信号の設定値に従って可変同調容量回路の容量を可変することにより、所定周波数の電波を同調して受信する電波受信装置であって、
現在の受信レベルを検出する検出回路と、
設定信号が入力された際に、容量選択信号を変化させるとともに、この変化の際に前記検出回路によって検出された受信レベルが所定の条件を満たしたときの容量選択信号の値を設定値とする設定手段と、
を備えたことを特徴とする電波受信装置。 - 前記設定手段は、前記可変同調容量回路の容量が増加する方向に容量選択信号を変化させて、前記検出回路によって検出される受信レベルの変位が上昇から下降に転じたときの転じる直前の容量選択信号の値を設定値とする手段であることを特徴とする請求項１に記載の電波受信装置。
- 前記可変同調容量回路は、コンデンサとスイッチ素子とが直列接続された複数の内部容量回路と、外部コンデンサを接続可能なコンデンサ接続端子とスイッチ素子とが直列接続された外部容量回路とを並列に接続して有し、前記容量選択信号に従って前記各スイッチ素子が動作することを特徴とする請求項１又は２に記載の電波受信装置。
- 前記可変同調容量回路は、容量可変ダイオードと、この容量可変ダイオードに前記容量選択信号に応じた電圧を印加する印加手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電波受信装置。
- 少なくとも第１の周波数及び第２の周波数それぞれの電波に対応する容量選択信号の第１の設定値及び第２の設定値を記憶する記憶回路を備え、
前記設定手段は、少なくとも第１の周波数及び第２の周波数それぞれの電波に対応する容量選択信号の第１の設定値及び第２の設定値を前記記憶回路に設定可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電波受信装置。 - 標準電波を受信する請求項１〜５のいずれか一項に記載の電波受信装置と、
この電波受信装置によって受信された標準電波に基づいて標準タイムコードを生成するタイムコード生成手段と、
現在時刻を計数する時刻計数手段と、
前記タイムコード生成手段によって生成された標準タイムコードに基づいて前記時刻計数手段で計数される現在時刻データを修正する修正手段と、
を備えることを特徴とする電波時計。 - 容量選択信号の設定値に従って可変同調容量回路の容量を可変することにより、所定周波数の電波を同調して受信する電波受信装置における同調容量設定方法であって、
容量選択信号を変化させるとともに、この変化による受信レベルを検出し、この受信レベルが所定の条件を満たした場合に容量選択信号の値を設定値とすることにより同調容量を設定する同調容量設定方法。
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