專利名稱：無線電波接收設(shè)備和無線電波時鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線電波接收設(shè)備以及無線電波時鐘。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，各個國家(例如，德國、英國、瑞士、日本等)都在傳輸包含時間數(shù)據(jù)(即，時間代碼)的低頻率標(biāo)準(zhǔn)無線電波。在日本，兩個傳輸設(shè)施(位于福島地區(qū)和薩迦地區(qū))傳輸經(jīng)過使用具有圖12所示格式的時間代碼進(jìn)行調(diào)幅的40kHz和60kHz的低頻率標(biāo)準(zhǔn)無線電波。包括多個幀的時間代碼被定義具有60秒的時間周期。根據(jù)圖12，每次表示準(zhǔn)確時間的分鐘的圖被更新時(即每分鐘)，時間代碼以幀的方式進(jìn)行傳輸。
最近，所謂的無線電波時鐘已經(jīng)投入實際使用，無線電波時鐘接收這種時間代碼并根據(jù)所接收的時間代碼修正計時電路的時間數(shù)據(jù)。此外，由于如以上所述將要從兩個傳輸設(shè)施發(fā)送的低頻率標(biāo)準(zhǔn)無線電波的傳送頻率不同，所以提供了無線電波時鐘，其用于被調(diào)整為所謂的多頻帶，從而能夠接收兩種頻率的無線電波(40kHz和60kHz)。通常，這種無線電波時鐘都在內(nèi)部配備有調(diào)整到每一個頻率的直接接收電路。
然而，為了使兩種或多種頻率的無線電波都能夠被接收，正如以上所述，需要為各個頻率準(zhǔn)備一個直接接收電路。因此，存在的問題是電路面積以及功率消耗量都增大了。此外，通常使用超外差方法作為多頻率接收方法。根據(jù)超外差方法，需要根據(jù)所接收的無線電波的頻率來改變本振頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠進(jìn)行多-頻率接收的無線電波接收設(shè)備以及一種無線電波時鐘，其接收電路不需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此具有簡單的結(jié)構(gòu)，并且其可以節(jié)省功率消耗量。


通過閱讀以下詳細(xì)的描述以及附圖，本發(fā)明的這些目的和其它目的以及優(yōu)點將變得更加明顯，其中圖1是顯示無線電波時鐘的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是顯示根據(jù)第一實施例的無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是顯示頻率轉(zhuǎn)換操作的流程圖；圖4是顯示根據(jù)第二實施例的無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5是顯示根據(jù)第三實施例的無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是顯示根據(jù)第四實施例的無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是顯示根據(jù)第四實施例的轉(zhuǎn)換操作的流程圖；圖8是顯示根據(jù)第四實施例的無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖的一個修改的例子；圖9是顯示根據(jù)第五實施例的無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10是顯示根據(jù)第五實施例的轉(zhuǎn)換操作的流程圖；圖11是顯示根據(jù)第五實施例的無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)的方框圖的一個修改的例子；以及圖12是顯示低頻率標(biāo)準(zhǔn)無線電波的時間代碼圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖來解釋本發(fā)明的第一到第三實施例。在每個實施例中，將作為例子來描述本發(fā)明的無線電波接收設(shè)備被應(yīng)用于無線電波時鐘的情況。然而，本發(fā)明并不局限于無線電波接收設(shè)備，而是任何用于接收低頻無線電波的設(shè)備都可以采用。
第一實施例圖1所示為無線電波時鐘900的電路結(jié)構(gòu)圖。無線電波時鐘900包括CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)901、輸入單元902、顯示單元903、RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲器)905、ROM(Read Only Memory，只讀存儲器)906、接收控制單元907、計時電路908、以及時間代碼轉(zhuǎn)換單元910。各個單元通過總線913連接，此外，振蕩電路909連接到計時電路908。CPU 901在預(yù)定的定時或者根據(jù)從輸入單元902輸入的操作信號等讀出存儲在ROM 906中的各種程序，以及擴(kuò)展RAM 905中的讀出程序，從而給出指令或根據(jù)程序?qū)?shù)據(jù)傳送該每個功能單元。具體地，CPU 901在每一個預(yù)定的時間間隔控制接收控制單元907來執(zhí)行用于接收標(biāo)準(zhǔn)無線電波的操作。然后，CPU 901基于由接收控制單元輸入的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼來修正計時電路908保持的用于表示當(dāng)前時間的數(shù)據(jù)，并且將基于修正的當(dāng)前時間數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的顯示信號輸出到顯示單元903，使得顯示時間被更新。另外，CPU 901確定是否已經(jīng)接收到標(biāo)準(zhǔn)的無線電波，以及執(zhí)行各種操作，例如將用于控制以轉(zhuǎn)換所選信號的頻率的信號輸出到接收控制單元907。此外，CPU 901具有選擇裝置的功能。
輸入單元902包括用于控制無線電波時鐘900以執(zhí)行各種功能的開關(guān)。當(dāng)這些開關(guān)中的任意一個被操作時，對應(yīng)于被操作開關(guān)的一個操作信號被輸出到CPU 901。
顯示單元903由小型的液晶顯示器等構(gòu)成，并且數(shù)字地顯示來自CPU 901的數(shù)據(jù)，例如，計時電路908的當(dāng)前時間數(shù)據(jù)。
在CPU 901的控制下，RAM 905存儲被CPU 901處理的數(shù)據(jù)，以及將存儲的數(shù)據(jù)輸出到CPU 901。ROM 906主要存儲與無線電波時鐘900有關(guān)的系統(tǒng)程序以及應(yīng)用程序。此外，根據(jù)本實施例，ROM 906存儲頻率轉(zhuǎn)換程序916。頻率轉(zhuǎn)換程序916是用來控制稍候描述的無線電波接收設(shè)備917中包括的頻率選擇電路2的程序，以轉(zhuǎn)換所選擇的頻率。
接收控制單元907包括無線電波接收設(shè)備917.無線電波接收設(shè)備917從通過天線接收到的標(biāo)準(zhǔn)無線電波中去除不需要的頻率成分，以挑選出目標(biāo)頻率信號，并且將從該頻率信號轉(zhuǎn)換的電信號輸出到時間代碼轉(zhuǎn)換單元910。
計時電路908計算從振蕩電路909輸入的信號，并獲取當(dāng)前時間數(shù)據(jù)等。然后，計時電路908將獲取的當(dāng)前時間數(shù)據(jù)輸出到CPU 901。振蕩電路909是輸出一個始終具有恒定頻率的信號的電路。
時間代碼轉(zhuǎn)換單元910根據(jù)從無線電波接收設(shè)備917輸出的信號，產(chǎn)生包括作為時鐘的功能所需要的數(shù)據(jù)(例如標(biāo)準(zhǔn)時間代碼、合計代碼、周歷代碼等)的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼，并將產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼輸出到CPU 901。
圖2是顯示根據(jù)本實施例的采用超外差方法的無線電波接收設(shè)備917的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。無線電波接收設(shè)備917包括天線1、頻率選擇電路2、高頻放大器電路3、頻率轉(zhuǎn)換電路4、本振電路5、濾波器電路6、中頻放大器電路7以及檢測電路8。
天線1可以接收頻率為f1或者f2(例如，40kHz或者60kHz)的兩種無線電波。天線1例如是由桿狀天線構(gòu)成的。接收的無線電波被轉(zhuǎn)換成電信號，然后輸出。
頻率選擇電路2接收從天線1輸出的信號，并且選擇以及輸出頻率為f1或f2的信號，在本實施例中，應(yīng)該選擇具有頻率為f1的信號作為初始設(shè)置.頻率選擇電路2根據(jù)從檢測電路8輸入的信號S1或從CPU 901輸入的信號S2將待選頻率轉(zhuǎn)換為f1或f2。
高頻放大器電路3放大以及輸出從頻率選擇電路2輸入的信號，天線1以及頻率選擇電路2都具有無線電波接收裝置的功能。
頻率轉(zhuǎn)換電路4合成從高頻放大器電路3輸入的信號和從本振電路5輸入的具有本振頻率f0的信號，以及輸出中頻為fi的信號。頻率轉(zhuǎn)換電路4具有頻率轉(zhuǎn)換裝置的功能。
本振電路5產(chǎn)生具有本振頻率f0的信號，并將該信號輸出到頻率轉(zhuǎn)換電路4。本振電路5具有振蕩裝置的功能。稍后將描述設(shè)置本振頻率f0的方法。
濾波器電路6由帶通濾波器等構(gòu)成。濾波器電路6允許從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸入的信號的中頻fi以及位于中頻f1左右的預(yù)定范圍的頻率通過，并且去除該范圍之外的頻率成分。中頻放大器電路7放大并輸出從濾波器電路6輸入的信號。
檢測電路8從中頻放大器電路7輸入的信號中檢測基帶信號，并且輸出一個具有頻率fd的信號。無線電波檢測方法例如是采用包絡(luò)檢測以及同步檢測。
另外，檢測電路8確定是否從中頻放大器電路7輸入了任何信號。例如，在天線1接收一個頻率為f2的信號的情況下，由于頻率選擇電路2被初始設(shè)置，使得其選擇具有頻率f1的信號，所以不選擇具有頻率f2的信號。即，由于沒有從頻率選擇電路2輸出信號，所以沒有信號輸入到檢測電路8。因此，檢測電路8確定是否有任何信號輸入到其中，并將確定結(jié)果作為信號S1輸出到頻率選擇電路2。基于這個信號S1，頻率選擇電路2將待選頻率從f1轉(zhuǎn)換到f2，或者從f2轉(zhuǎn)換到f1。檢測電路8具有檢測裝置的功能。
從檢測電路8輸出的具有頻率fd的信號被輸出到時間代碼轉(zhuǎn)換單元910并且被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)時間代碼。該標(biāo)準(zhǔn)時間代碼被輸入到CPU901，并且用于各種操作中，例如修正當(dāng)前時間數(shù)據(jù)。由于如果分別具有頻率f1和f2的兩種信號都在可接收具有頻率f1和f2的兩種標(biāo)準(zhǔn)無線電波的區(qū)域中被接收，則初始設(shè)置指定頻率選擇電路2應(yīng)該選擇具有頻率f1的信號，所以頻率選擇電路2將具有頻率f1的信號輸出到高頻放大器電路3。然而，如果所接收的具有頻率f1的信號很弱，則將要從檢測電路8輸出的信號在某些情況下可能不能被時間代碼轉(zhuǎn)換單元910轉(zhuǎn)換成正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼。結(jié)果，出現(xiàn)了CPU 901不能正確地執(zhí)行操作的問題。
因此，在CPU 901從時間代碼轉(zhuǎn)換單元910接收標(biāo)準(zhǔn)時間代碼的定時，CPU 901啟動頻率轉(zhuǎn)換程序916的執(zhí)行，以及執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換操作。圖3是顯示當(dāng)執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換操作時無線電波時鐘900的操作流程圖。首先，在CPU 901確定沒有時間代碼從時間代碼轉(zhuǎn)換單元910輸入或者輸入信號不是正確的時間代碼的情況下(步驟A1否)，CPU901將信號S2輸出到頻率選擇電路2(步驟A2)?；谶@個信號S2，頻率選擇電路2將待選頻率從f1轉(zhuǎn)換到f2或從f2轉(zhuǎn)換到f1。即，在具有一種頻率的信號很弱的情況下，可能使得頻率選擇電路2選擇具有另一種頻率的信號。
為了使中頻fi固定，使用通常的超外差方法的無線電波接收設(shè)備917通常根據(jù)輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路4的信號的頻率來改變本振頻率。在這種情況下，需要使用PLL(Phase Locked Looop鎖相環(huán))電路等來改變本振頻率。這里存在的問題在于電路數(shù)量增加了，以及無線電波接收設(shè)備917的電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜了。此外，電路數(shù)量的增加引起的另一個問題時功率消耗量也增加了。
因此，現(xiàn)在將說明設(shè)置本振頻率f0的方法，根據(jù)該方法，在沒有改變本振頻率f0的情況下，可以使中頻fi在頻率轉(zhuǎn)換之后保持不變。
頻率轉(zhuǎn)換電路4通過對具有頻率f1的信號和具有本振頻率f0的信號進(jìn)行合成，或?qū)哂蓄l率f2的信號和具有本振頻率f0的信號進(jìn)行合成來輸出中頻fi。因此，等式fi＝f1-f0 ---(1)或fi＝f2-f0 ---(2)成立。
用如圖12中顯示的PWM(脈寬調(diào)制)方法調(diào)制包含時間代碼并且具有頻率f1或f2的低頻標(biāo)準(zhǔn)無線電波，以及用100％和10％的調(diào)制系數(shù)傳送該低頻標(biāo)準(zhǔn)無線電波。然后，從這個無線電波中檢測基帶信號。由于邊帶波(分別高于和低于載波)表示相同的頻譜，所以較高的以及較低的邊帶波可以相互交換。
因此，等式(1)和(2)中的fi可以寫成fi。然后，在假定等式(2)中的fi為-fi的情況下，等式fi＝f1-f0 ---(1)或-fi＝f2-f0 ---(3)成立。如果將等式(1)和等式(3)相加，其導(dǎo)致0＝f1+f2-2f0。
這等于f0＝(f1+f2)/2 ---(4)。
即，如果本振頻率f0設(shè)定為頻率f1和f2的平均值，則兩種頻率，也就是頻率f1和頻率f2可以被接收。
由于與上述相同的原因，不需要考慮較高的和較低的邊帶波的顛倒，等式(1)和等式(3)中的f1和f2可以寫成f1和f2。然后，如果等式(3)中的f2被假定為-f2，則等式fi＝f1-f0 ---(1)或-fi＝-f2-f0 ---(5)成立。如果將等式(1)和等式(5)相加，其導(dǎo)致0＝f1-f2-2f0。
因而，等式f0＝(f1-f2)/2 ---(6)成立。同樣，如果將本振頻率f0設(shè)定為頻率f1和f2之間的差的1/2(差的平均值)，則兩種頻率，也就是頻率f1和頻率f2可以被接收。
例如，在頻率f1＝60kHz以及頻率f2＝40kHz的情況下，等式(4)將為f0＝(60+40)/2＝50[kHz] ---(7)，以及等式(6)將為f0＝(60-40)/2＝10[kHz] ---(8)。
因此，通過將本振頻率f0設(shè)定為50kHz或10kHz，當(dāng)具有頻率40kHz和60kHz的信號中任意一個被輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路4時，可能輸出恒定的中頻fi。
接著，將解釋將頻率f1或f2與本振頻率f0合成的方法。在設(shè)定頻率f1＝60kHz、頻率f2＝40kHz以及本振頻率f0＝10kHz的情況下，將要從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的頻率將為f1+f0＝60+10＝70[kHz] ---(a)或f1-f0＝60-10＝50[kHz] ---(b)，f2+f0＝40+10＝50[kHz] ---(c)或
f2-f0＝40-10＝30[kHz] ---(d)。
因此，如果濾波器電路6的設(shè)定頻率為50[kHz]，則通過等式(b)和(c)表示的方法合成的信號通過濾波器電路6，被輸出到中頻放大器電路7。另一方面，通過等式(a)和(d)表示的方法合成的信號被濾波器電路6過濾掉。從濾波器電路6輸出的信號被中頻放大器電路7放大，以及通過檢測電路8檢測出它的基帶信號。
此外，在設(shè)定本振頻率f0＝50kHz的情況下，將要從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的頻率將為f1+f0＝60+50＝110[kHz] ---(e)或f1-f0＝60-50＝10[kHz] ---(f)，f2+f0＝40+50＝90[kHz] ---(g)或f2-f0＝40-50＝-10[kHz] ---(h)。
在這種情況下，由于具有相同絕對值的正負(fù)兩種頻率通過信號的合成來產(chǎn)生，所以等式(h)的值可以按照它的絕對值來處理。因此，如果濾波器電路6的設(shè)定頻率被假定為10[kHz]，通過等式(f)和(h)表示的方法合成的信號通過濾波器電路6，被輸出到中頻放大器電路7。另一方面，通過等式(e)和(g)表示的方法合成的信號被濾波器電路6過濾掉。
本發(fā)明的無線電波接收設(shè)備917并不局限于迄今所描述的例子，而是可以在本發(fā)明的意義的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改。例如，為了使無線電波接收設(shè)備917接收兩種或多種頻率，根據(jù)頻率選擇電路2選擇的頻率，可以倍增本振頻率f0。
正如以上所述，通過使本振頻率f0固定，一個無線電波接收設(shè)備917可以接收兩種頻率的無線電波。此外，由于通過使本振頻率f0固定而不再需要PPL電路等，所以可以減小電路的比例，以及簡化電路。這樣一來，功率損耗量和成本可以降低。此外，由于將要接收的無線電波為具有低頻率的無線電波，所以可以在芯片中形成無線電波接收設(shè)備917。如果實現(xiàn)了該技術(shù)，則可以進(jìn)一步減小電路面積，并且也可以節(jié)省成本。
第二實施例接著，將解釋本發(fā)明的第二實施例。除了用圖4所示無線電波接收設(shè)備920代替無線電波接收設(shè)備917之外，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的無線電波時鐘的結(jié)構(gòu)與圖1所示無線電波時鐘900的結(jié)構(gòu)相同。因此，將用相同的參考數(shù)字表示相同的結(jié)構(gòu)元件，并且將省略這些結(jié)構(gòu)元件的解釋。
圖4是顯示根據(jù)本實施例的無線電波接收設(shè)備920之電路結(jié)構(gòu)的方框圖。同步檢測電路10使用具有與載波相同頻率的信號，來從中頻放大器電路7輸入的信號中檢測基帶信號，以及將頻率為fd的信號輸出到時間代碼轉(zhuǎn)換單元910。同步檢測電路10包括一振蕩電路110，該振蕩電路110使頻率為f0′的信號振蕩。由振蕩電路110振蕩的信號被同步檢測電路10用來進(jìn)行的無線電波檢測，然后輸出到相移電路11。這里，頻率f0′＝頻率fi的關(guān)系成立。
此外，同步檢測電路10確定是否從中頻放大器電路7輸入了任何信號。在天線1接收一個頻率為f2的信號的情況下，因為初始設(shè)置指定頻率選擇電路2應(yīng)該選擇頻率為f1的信號，所以頻率選擇電路2不選擇頻率為f2的信號。因此，同步檢測電路10確定是否有任何信號輸入到它，以及將確定結(jié)果作為信號S3輸出到頻率選擇電路2?；谶@個信號S3，頻率選擇電路2將待選頻率從f1轉(zhuǎn)換到f2，或者從f2轉(zhuǎn)換到f1。
相移電路11是這樣一個電路，即根據(jù)輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路4的信號的相位，來調(diào)整從振蕩電路110輸入的信號的相位偏移的電路。
分頻電路12從相移電路11接收一個頻率為f0′的信號，以及分頻信號的頻率。分頻電路12將分頻的信號作為本振頻率為f0的信號輸出到頻率轉(zhuǎn)換電路4。
接著，將解釋本振頻率f0、中頻fi、以及分頻電路12之間的關(guān)系。無線電波接收設(shè)備920基于以下的假設(shè)，即在本振頻率f0、頻率f1、以及頻率f2當(dāng)中滿足等式(4)或(6)，以便能夠接收兩種頻率的信號，即，頻率f1和頻率f2。因此，在假定本振頻率f0由等式(4)表示的情況下，等式fi＝f1-f0 [來自等式(1)]＝f1-{(f1+f2)/2}＝(f1-f2)/2---(9)成立。此外，在假定本振頻率f0由等式(6)表示的情況下，等式fi＝f1-f0＝f1-{(f1-f2)/2}＝(f1+f2)/2---(10)成立。
在假定頻率f1＝60kHz、頻率f2＝40kHz、以及本振頻率f0＝10kHz的情況下，從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的頻率將為f1+f0＝60+10＝70[kHz] ---(i)或f1-f0＝60-10＝50[kHz] ---(j)，f2+f0＝40+10＝50[kHz] ---(k)或f2-f0＝40-10＝30[kHz] ---(m)。
因而，如果濾波器電路6的設(shè)定頻率為50[kHz]，通過等式(j)和(k)表示的方法所合成的信號流經(jīng)濾波器電路6，然后被輸出到中頻放大器電路7。
由于通過同步檢測方法來進(jìn)行無線電波檢測，所以必須滿足等式f0′＝fi＝50kHz。因此，如果分頻電路12利用5來對頻率f0′＝50kHz的信號進(jìn)行分頻，以獲得f0＝10kHz的關(guān)系時，則可以產(chǎn)生本振頻率為f0的信號，使得能夠接收兩種頻率的無線電。
在假定本振頻率f0＝50kHz的情況下，將要從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的頻率將為f1+f0＝60+50＝110[kHz] ---(n)或f1-f0＝60-50＝10[kHz] ---(o)，f2+f0＝40+50＝90[kHz] ---(p)或f2-f0＝40-50＝-10[kHz] ---(q)。
在這種情況下，由于具有相同絕對值的兩個正和負(fù)頻率通過信號合成來產(chǎn)生，所以等式(q)的值可以按照它的絕對值來處理。因此，如果濾波器電路6的設(shè)定頻率假定為10[kHz]，則通過等式(o)和(q)表示的方法所合成的信號流經(jīng)濾波器電路6，而被輸出到中頻放大器電路7。
在這種情況下，如果用倍增電路代替分頻電路12，并且該倍增電路將頻率f0′(＝fi)＝10kHz的信號乘以5，而獲得f0＝50kHz的關(guān)系，則可以產(chǎn)生本振頻率為f0的信號，使得能夠接收兩種頻率的無線電波。
正如以上所述，通過對從同步檢測電路10中包括的振蕩電路110輸出的信號進(jìn)行分頻或倍增運(yùn)算來產(chǎn)生本振頻率為f0的信號，不需要單獨設(shè)置用于輸出本振頻率為f0的信號的振蕩電路。因此，可以縮小電路的大小、簡化電路的結(jié)構(gòu)、以及也降低了功率消耗量。相移電路11可以設(shè)置在同步檢測電路10內(nèi)部。
第三實施例在第二實施例中，通過使用同步檢測電路10的振蕩電路110來產(chǎn)生本振頻率為f0的信號。在本實施例中，將解釋無線電波接收設(shè)備930，無線電波接收設(shè)備930使用從本振電路5輸出的信號，該信號用于通過同步檢測電路10進(jìn)行的無線電波檢測。除了用圖5所示無線電波接收設(shè)備930代替無線電波接收設(shè)備917之外，根據(jù)第三實施例的無線電波時鐘的結(jié)構(gòu)與圖1所示無線電波時鐘900的結(jié)構(gòu)相同。因此，將用相同的參考數(shù)字表示相同的結(jié)構(gòu)元件，并且省略對這些結(jié)構(gòu)元件的解釋。
圖5是顯示根據(jù)本實施例的無線電波接收設(shè)備930的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。同步檢測電路40包括本振電路5、倍增電路13、以及同步檢測電路14。倍增電路13從本振電路5接收本振頻率為f0的信號，并且倍增這個信號。然后，倍增電路13將倍增頻率為f0′的信號輸出到同步檢測電路14。
同步檢測電路14通過使用從倍增電路13輸入的頻率為f0′的信號來從中頻放大器電路7輸入的信號中檢測基帶信號，以及將頻率為fd的信號輸出到時間代碼轉(zhuǎn)換單元910。另外，同步檢測電路14確定是否從中頻放大器電路7輸入了任何信號。例如，在天線1接收一個頻率為f2的信號的情況中，因為頻率選擇電路2初始被設(shè)置為選擇頻率為f1的信號，所以這個頻率為f2的信號沒有輸出到高頻放大器電路3。因此，同步檢測電路14確定是否有任何信號輸入它，以及將確定結(jié)果作為信號S4輸出到頻率選擇電路2。基于這個信號S4，頻率選擇電路2將待選頻率從f1轉(zhuǎn)換到f2或者從f2轉(zhuǎn)換到f1。
同步檢測電路14將信號S5輸出到本振電路5，以便使從中頻放大器電路7輸出的信號之相位與從倍增電路13輸出的信號之相位相互一致。信號S5是針對從本振電路5輸出的信號之相位的調(diào)整指令信號。用于接收信號S5的本振電路5調(diào)整從其輸出的信號的相位。
接著，將解釋本振頻率f0、中頻fi，以及倍增電路13的關(guān)系。無線電波接收設(shè)備930基于以下假設(shè)，即在本振頻率f0、頻率f1、以及頻率f2之間，滿足等式(4)或(6)所表示的關(guān)系，以便能夠接收f1以及f2兩種頻率的無線電波。因而，在假定本振頻率f0由等式(4)表示的情況中，等式fi＝f1-f0 [來自等式(1)]
＝f1-{(f1+f2)/2}＝(f1-f2)/2---(11)成立。在假定本振頻率f0由等式(6)表示的情況中，等式fi＝f1-f0＝f1-{(f1-f2)/2}＝(f1+f2)/2---(12)成立。
在假定頻率f1＝60kHz、頻率f2＝40kHz、以及本振頻率f0＝10kHz的情況中，將要從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的頻率將為f1+f0＝60+10＝70[kHz] ---(r)或f1-f0＝60-10＝50[kHz] ---(s)，f2+f0＝40+10＝50[kHz] ---(t)或f2-f0＝40-10＝30[kHz] ---(u)。
因而，如果將濾波器電路6的設(shè)定頻率假定為50[kHz]，則通過等式(s)和(t)表示的方法所合成的信號流經(jīng)濾波器電路6，而被輸出到中頻放大器電路7。
由于輸入到同步檢測電路14的信號的頻率f0′需要與載波的頻率(例如，中頻fi)相同，所以必須滿足等式f0′＝fi＝50kHz。因此，倍增電路13將本振頻率f0＝10kHz的信號乘以5，而來獲得f0′＝50kHz的關(guān)系。然后，倍增電路13將倍增的信號輸出到同步檢測電路14。
此外，在假定本振頻率f0＝50[kHz]的情況中，將要從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的頻率將為f1+f0＝60+50＝110[kHz] ---(v)或f1-f0＝60-50＝10[kHz] ---(w)，f2+f0＝40+50＝90[kHz] ---(x)或f2-f0＝40-50＝-10[kHz] ---(y)。
在這種情況中，通過信號合成來產(chǎn)生正負(fù)兩個具有相同絕對值的頻率。因此，等式(y)的值可以按照它的絕對值來處理。因而，如果濾波器電路6的設(shè)定頻率假定為10[kHz]，那么由等式(w)和(y)表示的方法所合成的信號流經(jīng)濾波器電路6，而被輸出到中頻放大器電路7。
在這種情況中，如果用分頻電路代替倍增電路13，則該分頻電路利用5對頻率f0＝50kHz的信號進(jìn)行分頻，并且可以得到f0′＝10kHz。因為頻率f0′與中頻fi一致，所以可以執(zhí)行同步檢測。
正如以上所述，通過對從本振電路5輸出的信號進(jìn)行分頻或倍增而來操作同步檢測電路14，不需要給同步檢測電路14設(shè)置振蕩電路。因此，可以減小電路的大小，以及簡化電路的結(jié)構(gòu)。并且因為振蕩電路被共同使用，所以也降低了功率消耗量。
第四實施例接著，將解釋本發(fā)明的第四實施例。除了用圖6所示無線電波接收設(shè)備940或者圖8所示無線電波接收設(shè)備950代替圖1所示無線電波接收設(shè)備917之外，根據(jù)第四實施例的無線電波時鐘的結(jié)構(gòu)與圖1所示無線電波時鐘900的結(jié)構(gòu)相同。因此，將用相同的參考數(shù)字表示相同的結(jié)構(gòu)元件，并且省略對這些結(jié)構(gòu)元件的解釋。
此外，在本實施例中，將作為例子來解釋本發(fā)明的無線電波接收設(shè)備用于無線電波時鐘的情況。然而，本發(fā)明并不局限于無線電波接收設(shè)備，而是可以采用任何用于接收無線電波的設(shè)備。
圖6是顯示根據(jù)本實施例的采用超外差方法的無線電波接收設(shè)備940的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。無線電波接收設(shè)備940包括天線1、頻率選擇電路2、高頻放大器電路3、頻率轉(zhuǎn)化電路4、本振電路5、濾波器電路6、中頻放大器電路7、檢測電路8、以及倍增電路9。
天線1可以接收頻率為f1或者f2(例如，40kHz或者60kHz)的兩種無線電波。天線1例如是由桿狀天線組成。接收的無線電波被轉(zhuǎn)換成電信號，然后輸出。
頻率選擇電路2接收從天線1輸出的信號，以及選擇并輸出頻率為f1或f2的信號在本實施例中，把應(yīng)該選擇頻率為f1的信號作為初始設(shè)置。根據(jù)由CPU 901輸入的信號S2，頻率選擇電路2將待選頻率轉(zhuǎn)換為f1或f2。天線1以及頻率選擇電路2都具有作為無線電波接收裝置的功能。
高頻放大器電路3放大從頻率選擇電路2輸入的信號，然后輸出放大的信號。頻率轉(zhuǎn)換電路4將從高頻放大器電路3輸入的信號與從倍增電路9輸入的信號合成，以及輸出中頻為fi的信號。頻率轉(zhuǎn)換電路4具有作為頻率轉(zhuǎn)換裝置的功能。
本振電路5產(chǎn)生本振頻率為f0的信號，以及將該信號輸出到倍增電路9。本振電路5具有振蕩裝置的功能。稍后將描述設(shè)置本振頻率f0的方法。另外，本振電路5包括具有作為頻率確定裝置之功能的電路(未顯示)。
倍增電路9根據(jù)從CPU 901輸出的信號S2，將從本振電路5輸入的信號倍增，并且輸出該倍增的信號。倍增電路9具有作為倍增裝置的功能。另外，倍增電路9包括具有頻率倍增裝置之功能的電路。
濾波器電路6由帶通濾波器等組成。濾波器電路6允許從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸入的信號的中頻fi以及位于中頻f1左右的預(yù)定范圍內(nèi)的頻率通過，并且濾掉該頻率范圍之外的頻率成分。中頻放大器電路7放大并輸出從濾波器電路6輸入的信號。
檢測電路8從中頻放大器電路7輸入的信號中檢測基帶信號，以及輸出一個頻率為fd的信號。檢測方法例如采用包絡(luò)檢測和同步檢測。檢測電路8具有作為檢測裝置的功能。
此外，檢測電路8確定是否從中頻放大器電路7輸入了任何信號。例如，如果天線1接收到一個頻率為f2的信號，因為初始設(shè)定了頻率選擇電路2應(yīng)該選擇頻率為f1的信號，所以頻率選擇電路2沒有選擇頻率為f2的信號。即，因為沒有從頻率選擇電路2輸出信號，所以引起沒有信號輸入到檢測電路8的問題。因此，檢測電路8確定是否有任何信號輸入到檢測電路8，以及將確定結(jié)果作為信號S1輸出到CPU 901?；谶@個信號S1，頻率選擇電路2將待選頻率從f1轉(zhuǎn)換到f2或者從f2轉(zhuǎn)換到f1，并且倍增電路9將待用的倍增值轉(zhuǎn)換為從本振電路5輸入的信號。
從檢測電路8輸出的頻率為fd的信號被輸出到時間代碼轉(zhuǎn)換單元910，并且轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)時間代碼。該標(biāo)準(zhǔn)時間代碼被輸入到CPU901，并且用于各種操作，例如修正當(dāng)前時間數(shù)據(jù)。例如，在頻率為f1和f2的兩種標(biāo)準(zhǔn)無線電波都能夠被接收的區(qū)域，天線1接收頻率分別為f1和f2的信號的情況中，因為頻率選擇電路2被初始設(shè)置為應(yīng)該選擇頻率為f1的信號，所以頻率選擇電路2將頻率為f1的信號輸出到高頻放大器電路3。然而，如果接收的頻率為f1的信號是弱的，則從檢測電路8輸出的信號在有些情況中可能不能被時間代碼轉(zhuǎn)換單元910轉(zhuǎn)換成正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼。結(jié)果，發(fā)生的問題是CPU 901不能正確地執(zhí)行各種操作。
為解決上述問題，CPU 901在事先設(shè)定的預(yù)定定時開始執(zhí)行切換程序916，以及執(zhí)行切轉(zhuǎn)換操作。圖7是顯示當(dāng)執(zhí)行切轉(zhuǎn)換操作時無線電波時鐘900之操作流程的示意圖。首先，CPU 901確定是否從檢測電路8輸入了信號S1(步驟A1)。信號S1是這樣一個信號，即當(dāng)沒有信號從中頻放大器電路7輸入到檢測電路8時，檢測電路8輸出到CPU 901的信號。在信號S1被輸入到CPU 901的情況中(步驟A1是)，CPU 901將流程推進(jìn)到步驟A3。
在信號S1沒有被輸入到CPU 901的情況中(步驟A1否)，CPU901確定從時間代碼轉(zhuǎn)換單元910輸出的信號是否為正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼(步驟A2)。在CPU確定從時間代碼轉(zhuǎn)換單元910輸出正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼的情況下(步驟A2是)，CPU 901終止操作。另一方面，在CPU確定正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼不是從時間代碼轉(zhuǎn)換單元910輸出的情況下(步驟A2否)，CPU 901將信號S2輸出到頻率選擇電路2和倍增電路9(步驟A3)。基于信號S2，頻率選擇電路2將待選頻率從f1切換到f2或者從f2切換到f1?；谛盘朣2，倍增電路9將待用的倍增值切換為本振頻率f0。因此，如果具有一種頻率的信號很弱，可以使頻率選擇電路2選擇具有另一種頻率的信號。
使用常用超外差方法的無線電波接收設(shè)備通常根據(jù)輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路之的信號的頻率來改變本振頻率。以便使中頻fi固定。在這種情況中，有必要使用PLL(Phase Locked Loop鎖相環(huán))電路等來改變本振頻率。這里存在的問題是電路數(shù)量增加，以及無線電波接收設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。此外，電路數(shù)量的增加引起的另一個問題是功率消耗也增大。
因此，現(xiàn)在將解釋設(shè)定本振頻率f0的方法。根據(jù)該方法，可以使中頻fi在頻率轉(zhuǎn)換之后持續(xù)不變，而沒有改變本振頻率f0。
利用固定本振頻率f0，頻率轉(zhuǎn)換電路4的目的在于通過合成天線1接收的頻率為f1的信號與通過倍增電路9將本振頻率f0乘以n得到的頻率為nf0的信號，而使輸出中頻為fi的信號。此外，頻率轉(zhuǎn)換電路4的目的在于通過合成頻率為f2的信號與通過倍增電路9將本振頻率f0乘以m得到的頻率為mf0的信號，而使輸出中頻為fi的信號。通過圖12中顯示的PWM(Pulse Width Modulation脈寬調(diào)制)方法調(diào)制包含時間代碼并且頻率為f1或f2的低頻率標(biāo)準(zhǔn)的無線電波，以及用100％和10％的調(diào)制因子進(jìn)行傳送。從這個無線電波中檢測基帶信號。因為邊帶波(分別高于和低于載波)表示相同的頻譜，所以高的以及低的邊帶波可以相互交換。因此，等式fi＝|f1±nf0|或fi＝|f2±m(xù)f0| ---(1)可以成立。
根據(jù)等式(1)，以下四組等式都成立f＝f1+nf0或fi＝f2+mf0---(2)fi＝f1+nf0或fi＝|f2-mf0|---(3)fi＝f1-nf0或fi＝f2+mf0 ---(4)fi＝f1-nf0或fi＝|f2-mf0|---(5)因此，根據(jù)等式(2)，以下等式成立f1+nf0＝f2+mf0f1-f2＝(m-n)f0
f0＝(f1-f2)/(m-n)---(6)同樣，根據(jù)等式(3)，以下等式成立f1+nf0＝|f2-mf0|f1+nf0＝f2-mf0f1-f2＝-(m+n)f0f0＝(f1-f2)/{-(m+n)}---(7)或f1+nf0＝-(f2-mf0)f1+f2＝(m-n)f0f0＝(f1+f2)/(m-n)---(8)同樣，根據(jù)等式(5)，以下等式成立|f1-nf0|＝|f2-mf0|f1-nf0＝f2-mf0f1-f2＝-(m-n)f0f0＝(f1-f2)/{-(m+n)}---(9)或f1-nf0＝-(f2-mf0)f1+f2＝(m+n)f0f0＝(f1+f2)/(m+n)---(10)由于通過擴(kuò)展等式(4)而獲得的等式等價于等式(7)以及等式(8)，所以省略了等式(4)的擴(kuò)展。此外，等式(6)和等式(9)相互等價。因而，可以通過替代例如在等式(7)到(10)中f1為40[kHz]以及f2為60[kHz]，來計算本振頻率f0。在假定n＝1以及m＝2的情況中，從等式(7)獲得f0＝6.666[kHz]---(11)。
同樣，從等式(8)得到f0＝100[kHz]---(12)。
從等式(9)得到f0＝20[kHz]---(13)。
從等式(10)得到f0＝33.333[kHz]---(14)。
通過正如以上描述的一樣來設(shè)定本振頻率f0，當(dāng)頻率f1＝40[kHz]的信號和頻率f2＝60[kHz]的信號中的任何一個信號被輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路4時，可以輸出持續(xù)不變的中頻fi。
接著，將解釋頻率f1或f2與本振頻率合成的方法。例如，假定f1＝40[kHz]，f2＝60[kHz]，以及等式(12)的本振頻率f0＝100[kHz]。在n＝1，m＝2的情況中，從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的中頻fi將為f1+nf0＝40+100＝140[kHz]---(a)或|f1-nf0|＝|40-100|＝60[kHz]---(b)或f2+mf0＝60+2×100＝260[kHz]---(c)或|f2-mf0|＝|60-2×100|＝140[kHz]---(d)。
在這種情況中，如果假定濾波器電路6的設(shè)定頻率為140[kHz]，則通過等式(a)和(d)表示的方法所合成的信號流經(jīng)濾波器電路6，而被輸出到中頻放大器電路7。另一方面，通過等式(b)和(c)表示的方法所合成的信號被濾波器電路6濾掉。
例如，假定倍增電路被初始化設(shè)置，使得其將在此輸入的本振頻率f0輸出到頻率轉(zhuǎn)換電路4，而沒有對本振頻率f0做處理。然后，如果天線接收到頻率f1＝40[kHz]的信號，則頻率轉(zhuǎn)換電路4將頻率f1＝40[kHz]的信號與頻率為f0的信號進(jìn)行合成，這是因為，如上所述，頻率選擇電路2被初始化設(shè)置，使得其應(yīng)該選擇頻率為f1的信號。然后，只有通過等式(a)表示的方法所合成的信號通過濾波器電路6，并且被輸出到中頻放大器電路7。
另一方面，如果天線1接收到頻率f2＝60[kHz]的無線電波信號，則如上所述，CPU 901輸出信號S2，并且頻率選擇電路2將待選頻率從f1切換到f2。此外，倍增電路9根據(jù)信號S2來切換設(shè)置，使其應(yīng)當(dāng)將輸入給它的信號乘以2而輸出。因而，頻率f2＝60[kHz]的信號和頻率2f0＝200[kHz]的信號將由頻率轉(zhuǎn)換電路4合成。然后，只有通過等式(d)表示的方法所合成的信號通過濾波器電路6，而被輸出到中頻放大器電路7。
同樣，假定f1＝40[kHz]，f2＝60[kHz]，以及來自等式(12)的本振頻率f0＝100[kHz]。然后，在假定n＝2以及m＝1的情況下，將從頻率轉(zhuǎn)換電路4輸出的信號的中頻fi將為f1+nf0＝40+2×100＝240[kHz]---(e)或|f1-nf0|＝|40-2×100|＝160[kHz]---(f)或f2+mf0＝60+100＝160[kHz]---(g)或|f2-mf0|＝|60-100|＝40[kHz]---(h)。
在這種情況中，如果假定濾波器電路6的設(shè)定頻率為160[kHz]，則通過等式(f)和(g)表示的方法所合成的信號通過濾波器電路6，而被輸出到中頻放大器電路7。另一方面，通過等式(e)和(h)表示的方法所合成的信號被濾波器電路6濾掉。
同樣，對于由等式(11)、(13)、以及(14)所表示的本振頻率f0，通過假定f1＝40[kHz]、以及f2＝60[kHz]來計算中頻fi。得到以下結(jié)果在f0＝6.666[kHz]的情況下(11)在n＝1以及m＝2的情況中，fi＝46.666[kHz]，或在n＝2以及m＝1的情況中，fi＝53.333[kHz在f0＝20[kHz]的情況下 (13)在n＝1以及m＝2的情況中，fi＝20[kHz]，或在n＝2以及m＝1的情況中，fi＝80[kHz在f0＝33.333[kHz]的情況中下 (11)在n＝1以及m＝2的情況中，fi＝6.666[kHz]，或在n＝2以及m＝1的情況中，fi＝26.666[kHz因而，對于每一個本振頻率f0，都可以輸出持續(xù)不變的中頻fi。通過考慮對基波分量和諧波分量的干擾、圖像頻率的接收、噪音條件、濾波器電路6之濾波功能的實現(xiàn)程度等等，將確定用于無線電波接收設(shè)備914的本振頻率f0和中頻fi的組合。
根據(jù)將輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路4的信號的頻率，通過選擇從本振電路5輸出的本振頻率f0的n級(例如初級、次級、...)諧波分量，使得可以輸出中頻fi。這個方法可以通過圖8所示無線電波接收設(shè)備950來實現(xiàn)。圖6所示無線電波接收設(shè)備940與無線電波接收設(shè)備950之間的不同之處在于是否具有倍增電路9。即，在無線電波接收設(shè)備950中，從本振電路5輸出的本振頻率為f0的信號被輸出到頻率轉(zhuǎn)換電路4。然后，頻率轉(zhuǎn)換電路4根據(jù)從發(fā)高頻放大器電路3輸入的信號的頻率來選擇本振頻率為f0的信號的諧波分量。然后，頻率轉(zhuǎn)換電路4通過將本振頻率為f0的信號的選擇的諧波分量與從發(fā)高頻放大器電路3輸入的信號進(jìn)行合成，來輸出中頻為持續(xù)不變的fi的信號。在這種情況中，因為不需要設(shè)置倍增電路，所以可以減小整個電路的面積，以及降低功率消耗量。
正如到現(xiàn)在為止所述，可以通過將本振頻率f0固定來接收兩種頻率的無線電波。此外，因為通過固定本振頻率f0，使得不需要設(shè)置PLL電路，所以可以減小電路規(guī)模，以及簡化電路結(jié)構(gòu)。因此，可以減少功率消耗量和成本。此外，因為接收到的無線電波為低頻無線電波，所以可以在芯片中形成無線電波接收設(shè)備940或者無線電波接收設(shè)備950。如果實現(xiàn)上述設(shè)置，則可以進(jìn)一步減小電路面積，并且也可以減少成本。
第五實施例接著，將解釋本發(fā)明的第五實施例。除了用CPU 9010代替了圖1所示CPU 901，以及用圖9所示無線電波接收設(shè)備960或者圖11所示無線電波接收設(shè)備970代替了圖1所示無線電波接收設(shè)備917之外，根據(jù)第五實施例的無線電波時鐘的結(jié)構(gòu)與圖1所示無線電波時鐘900的結(jié)構(gòu)相同。因此，將用相同的參考數(shù)字表示相同的結(jié)構(gòu)元件，并且省略對這些結(jié)構(gòu)元件的解釋。
此外，在本實施例中，將作為例子來解釋本發(fā)明的無線電波接收設(shè)備用于無線電波時鐘時的情況。然而，本發(fā)明并不局限于無線電波接收設(shè)備，而是可以采用任何接收無線電波的設(shè)備。
在第四實施例中，已經(jīng)解釋了可以接收兩種頻率(也就是40[kHz]和60[kHz])無線電波的無線電波接收設(shè)備940以及無線電波接收設(shè)備950。在本實施例中，將解釋無線電波接收設(shè)備960以及無線電波接收設(shè)備970，其中在本振頻率固定時，無線電波接收設(shè)備960以及無線電波接收設(shè)備970可以接收三種頻率的無線電波。
圖9是顯示根據(jù)本實施例的無線電波接收設(shè)備960之電路結(jié)構(gòu)的方框圖。CPU 9010接收從構(gòu)成輸入單元902的開關(guān)等輸入的識別信號。該識別信號是例如用于指示使用無線電波的國家的信號。
接著，將解釋設(shè)定無線電波接收設(shè)備960所使用的本振頻率f0的方法，其中根據(jù)該本振頻率f0可以使在頻率轉(zhuǎn)換之后得到的中頻fi持續(xù)不變，同時沒有必要改變本振頻率f0。在天線1所接收的頻率數(shù)量為兩個或多個的情況中，通過獲得能夠滿足下面等式(15)所表示的關(guān)系的本振頻率f0，可以輸出持續(xù)不變中頻fi，其中等式(15)基于上述等式(1)到(5)。
(|f1±fi|/p1)＝...＝(|fn±fi|/pn)＝f0 (15)在此，n為等于或大于2的整數(shù)，以及p1、...、pn都是正整數(shù)。本實施例涉及可以接收三種頻率無線電波的無線電波接收設(shè)備。因此，應(yīng)該獲得滿足以下等式(16)的本振頻率f0以及中頻fi。
(|f1±fi|/p1)＝(|f2±fi|/p2)＝(|f3±fi|/p3)＝f0---(16)具體地，通過用40[kHz]取代f1，用60[kHz]取代f2，以及用77.5[kHz](在德國包含時間代碼的低頻率標(biāo)準(zhǔn)無線電波的頻率)取代f3，等式(16)將為
(|40±fi|/p1)＝(|60±fi|/p2)＝(|77.5±fi|/p3) (17)通過使用等式(17)，將獲得使p1、p2、p3值為正整數(shù)的中頻fi的值，例如，如果假定fi＝22.5[kHz]，等式(17)將為(|40±22.5|/p1)＝(|60±22.5|/p2)＝(|77.5±22.5|/p3)(18)此外，如果分子中的加號和減號中任意一個使得等式(18)滿足，其結(jié)果為(62.5/p1)＝(37.5/p2)＝(100/p3) (19)因此，如果假定p1＝5、p2＝3、p3＝8，則本振頻率f0將為12.5[kHz]。即，在f1＝40[kHz]、f2＝60[kHz]、以及f3＝77.5[kHz]的情況下，通過將本振頻率f0固定在12.5[kHz]，而進(jìn)行以下計算，來輸出持續(xù)不變的中頻fi＝22.5[kHz]。
-在頻率為f1的信號被輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路的情況中，本振頻率f0應(yīng)該乘以5。
-在頻率為f2的信號被輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路的情況中，本振頻率f0應(yīng)該乘以3。
-在頻率為f3的信號被輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路的情況中，本振頻率f0應(yīng)該乘以8。
接著，將解釋根據(jù)本實施例的無線電波接時鐘的操作。例如，假定三種頻率(也就是，包含時間代碼的低頻率標(biāo)準(zhǔn)無線電波的日本頻率f1＝40[kHz]和f2＝60[kHz]，以及包含時間代碼的低頻率標(biāo)準(zhǔn)無線電波的德國頻率f3＝77.5[kHz])都能夠被接收。此外，假定頻率選擇電路2被初始設(shè)定為選擇頻率為f1的信號，并且倍增電路被設(shè)定為將本振頻率f0乘以5進(jìn)行輸出。
在天線1接收到頻率為f2的信號、或者時間代碼轉(zhuǎn)換單元910沒有輸出正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼、或者從輸入單元902輸入識別信息(表示使用無線電波的國家從日本轉(zhuǎn)到德國)的情況下，需要切換將要被頻率選擇電路2選擇的頻率以及將要被倍增電路9用于本振頻率f0的倍增值。
因此，CPU 9010在預(yù)定的定時開始執(zhí)行頻率切換程序，其中該預(yù)定的定時被事先設(shè)定，以便執(zhí)行切換操作。圖10是顯示當(dāng)執(zhí)行根據(jù)本實施例的頻率切換操作時的無線電波時鐘之操作流程的示意圖。首先，CPU 9010確定是否從檢測電路8輸入信號S1(步驟B1)。在信號S1被輸入到CPU 9010的情況下(步驟B1是)，CPU 9010將流程推進(jìn)到步驟B4。
在信號S1沒有被輸入到CPU 9010的情況中(步驟B1否)，CPU 9010確定從時間代碼轉(zhuǎn)換單元910輸出的信號是否為正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼(步驟B2)。在時間代碼轉(zhuǎn)換單元910沒有輸出正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼的情況下(步驟B2否)，CPU 9010將流程推進(jìn)到步驟B4。
另一方面，在時間代碼轉(zhuǎn)換單元910輸出正確的標(biāo)準(zhǔn)時間代碼的情況下(步驟B2是)，CPU 9010確定是否一識別信息被輸入它(步驟B3)。在沒有識別信息被輸入的情況中(步驟B3否)，CPU 9010終止操作。另一方面，在識別信息被輸入到CPU 9010的情況中(步驟B3是)，CPU 9010將信號S3輸出到頻率選擇電路2以及倍增電路9(步驟B3)。然后，CPU 9010終止操作。
正如以上所述，根據(jù)CPU 9010輸出信號S3，頻率選擇電路2從頻率f1、f2、f3中選擇目標(biāo)頻率。此外，倍增電路9基于信號S3來選擇用于本振頻率的倍增值。作為一種選擇方法，信號S3中可以包括與頻率f1、f2、或f3相結(jié)合的脈沖模式。使得根據(jù)每一個脈沖模式來確定待選擇的頻率以及倍增值。
接著，將解釋無線電波接收設(shè)備960的操作。與上述相同，假定無線電波接收設(shè)備960可以接收三種頻率的信號，也就是f1＝40[kHz]、f2＝60[kHz]、以及f3＝77.5[kHz]，以及本振頻率f0為12.5[kHz]，和中頻fi＝22.5[kHz]，如果天線1接收頻率f1＝40[kHz]的信號，因為頻率轉(zhuǎn)換電路2被初始設(shè)定為應(yīng)該選擇頻率為f1的信號，所以頻率轉(zhuǎn)換電路4將頻率f1＝40[kHz]的信號與通過將本振頻率f0乘以5得到的頻率為62.5[kHz]的信號進(jìn)行合成。然后，只有作為合成結(jié)果輸出的頻率為22.5[kHz]的信號通過濾波器電路6，而被輸出到中頻功率放大器電路7。
另一方面，在天線1接收到頻率f2＝60[kHz]的無線電波的情況下，因為頻率轉(zhuǎn)換電路2被初始設(shè)定為應(yīng)該選擇頻率f1＝40[kHz]的信號，所以沒有信號輸出到檢測電路8。因而，檢測電路8將信號S1輸出到CPU 9010。據(jù)此，CPU 9010象上述一樣輸出信號S3，并且將待選頻率從f1切換到f2。此外，根據(jù)信號S3，倍增電路9切換設(shè)置，使得其將本振頻率乘以3輸出。因而，頻率轉(zhuǎn)換電路4將頻率f2＝60[kHz]的信號與頻率為37.5[kHz]的信號進(jìn)行合成。然后，只有頻率為22.5[kHz]的信號通過波器電路6，而被輸出到中頻功率放大器電路7。
此外，在用于指示使用無線電波的國家的識別信號被輸入到CPU9010的情況中，正如以上所述，CPU 9010輸出信號S3。響應(yīng)于S3，頻率選擇電路2將待選頻率從f1或f2轉(zhuǎn)換到f3。并且倍增電路9切換設(shè)置，使得其將本振頻率乘以8輸出。因而，頻率轉(zhuǎn)換電路4將頻率f3＝77.5[kHz]的信號與頻率為100[kHz]的信號進(jìn)行合成。然后，只有頻率為22.5[kHz]的信號通過濾波器電路6，而被輸出到中頻功率放大器電路7。
正如以上所述，通過設(shè)定本振頻率f0以及中頻fi使得它們滿足等式(15)，就能夠?qū)崿F(xiàn)可以接收三種頻率的無線電波接收設(shè)備。而且，盡管在本實施例中已經(jīng)解釋了可以接收三種頻率的無線電波接收設(shè)備，但是利用等式(15)可以實現(xiàn)能夠接收四種或多種頻率無線電波的無線電波接收設(shè)備。
根據(jù)輸入到頻率轉(zhuǎn)換電路4的信號的頻率，通過選擇從本振電路5輸出的本振頻率f0的n級(例如初級、次級、...)諧波分量，使得可以輸出中頻fi。這個方法可以通過圖11所示無線電波接收設(shè)備970來實現(xiàn)。圖9所示無線電波接收設(shè)備960與無線電波接收設(shè)備970之間的不同之處在于是否具有倍增電路9。即，在無線電波接收設(shè)備960中，從本振電路5輸出的本振頻率為f0的信號被輸出到頻率轉(zhuǎn)換電路4。然后，頻率轉(zhuǎn)換電路4根據(jù)從發(fā)高頻放大器電路3輸入的信號的頻率來選擇本振頻率為f0的信號的諧波分量。頻率轉(zhuǎn)換電路4將本振頻率為f0的信號之選擇的諧波分量與從發(fā)高頻放大器電路3輸入的信號進(jìn)行合成，輸出中頻為fi的持續(xù)不變的信號。在這種情況中，因為不需要設(shè)置倍增電路，所以可以縮小整個電路的面積，以及降低功率消耗量。
正如以上所述，通過基于等式(15)來設(shè)定本振頻率f0以及中頻fi，使無線電波接收設(shè)備可以在本振頻率f0以及中頻fi固定的時接收到三種或多種頻率。此外，通過使本振頻率f0固定，PPL電路等變得不需要。因此，可以縮小電路比例，以及簡化電路連接結(jié)構(gòu)。與此同時，可以減少功率消耗量和成本。此外，因為接收到的無線波為低頻無線波，所以可以在芯片中設(shè)置無線電波接收設(shè)備960或者無線電波接收設(shè)備970。如果實現(xiàn)上述設(shè)置，則可以進(jìn)一步縮小電路面積，并且也可以減少成本。
通過采用五個實施例已經(jīng)解釋了本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不局限于上述五個實施例，而是可以在本發(fā)明方法的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改。例如，第四實施例以及第五實施例已經(jīng)描述了CPU輸出信號S2和信號S3。取而代之，當(dāng)從檢測電路8輸入信號S1時，可以構(gòu)造一個使用觸發(fā)電路的簡單邏輯電路，雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路輸出信號S2和信號S3。
根據(jù)本發(fā)明，通過把將要被振蕩裝置輸出的信號的頻率設(shè)定為第一與第二無線電波頻率的平均數(shù)，或者設(shè)定為它們之間的差分的平均數(shù)，當(dāng)接收到具有不同頻率的無線電波時，可以輸出頻率持續(xù)不變的中頻信號，而沒有改變從振蕩裝置輸出的信號。
這樣就消除了對復(fù)雜電路的需要，該復(fù)雜電路用于根據(jù)接收的無線電波的頻率來改變振蕩裝置輸出的信號的頻率。即，通過防止電路變得復(fù)雜化，以及通過減少電路的數(shù)量，可以減小電路的面積以及成本。
即使接收到具有不同頻率的無線電波，通過將本振頻率設(shè)定為頻率f0，f0從以下等式得到(|f1±fi|/p1)＝...＝(|fn±fi|/pn)＝f0(p1、...、pn都是正整數(shù))其中該等式定義了多個可接收無線電波的各個頻率(f1、...、fn(n為等于或大于2的整數(shù)))與中頻fi之間的關(guān)系，無線電波接收設(shè)備可以在本振頻率f0以及中頻fi固定時接收兩種或多種頻率的無線電波。
此外，在可以接收多個頻率的無線電波接收設(shè)備中，在本振頻率f0被固定時，通過將本振頻率f0加增之后輸出，可以確定中頻fi。因此，不需要設(shè)置復(fù)雜電路，該復(fù)雜電路用于根據(jù)接收的無線電波的頻率來改變振蕩裝置輸出的信號的頻率。即，通過防止電路變得復(fù)雜化，以及通過減少電路的數(shù)量，可以減小電路的面積以及成本。
此外，即使接收到具有不同頻率的無線電波，可以通過將振蕩裝置輸出的固定頻率的信號的諧波分量與接收的信號進(jìn)行合成，可以產(chǎn)生頻率持續(xù)不變的中頻信號。因此，不需要設(shè)置復(fù)雜的電路，該復(fù)雜電路根據(jù)接收的無線電波的頻率來選擇振蕩裝置輸出的信號的諧波分量，以便輸出中頻。即，通過防止電路變得復(fù)雜化，以及通過減少電路的數(shù)量，可以減小電路的面積以及成本。
在這里可以構(gòu)造各種實施例以及變型，而沒有背離本發(fā)明的廣泛精神以及范圍。上述實施例意圖在于描述本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍通過附加的權(quán)利要求來說明的，而不是實施例。在本發(fā)明的權(quán)利要求的等效方法范圍內(nèi)以及在權(quán)利要求范圍內(nèi)所作的修改都被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本申請基于2002年08月09日提交的日本專利申請Nos.2002-233512以及2002年08月26日提交的No.2002-245460。上述日本專利申請公開的內(nèi)容通過參考而合并于此。
權(quán)利要求
1.一種無線電波接收設(shè)備，包括無線電波接收裝置(1、2)，接收無線電波信號，將所接收的無線電波信號轉(zhuǎn)換成電信號，并輸出該電信號；振蕩裝置(5)，輸出具有單一頻率的信號；頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的電信號與從所述振蕩裝置(5)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；以及檢測裝置(8)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的中頻信號，其中，所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)將由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的具有不同頻率的信號中的一個信號與從所述振蕩裝置(5)輸出的具有單一頻率的信號進(jìn)行合成，并輸出其頻率被固定的所述中頻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無線電波接收設(shè)備，其中所述振蕩裝置(5)輸出其頻率為由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的第一無線電波和第二無線電波的頻率的平均值，或者為該第一無線電波與該第二無線電波的頻率之間的差的平均值的信號。
3.一種無線電波接收設(shè)備，包括無線電波接收裝置(1、2)，接收具有不同頻率的第一無線電波和第二無線電波，并通過將所接收的第一或第二無線電波轉(zhuǎn)換成電信號來輸出該第一無線電波或該第二無線電波的電信號；振蕩裝置(110)，輸出其頻率為從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的第一無線電波和第二無線電波的頻率的平均值，或者為該第一無線電波與該第二無線電波的頻率之間的差的平均值的信號；頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的該電信號與從所述振蕩裝置(110)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；以及檢測裝置(10)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的該中頻信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的無線電波接收設(shè)備，其中，所述振蕩裝置(110)通過對其頻率為所述第一無線電波與所述第二無線電波的頻率的平均值，或者為該第一無線電波與該第二無線電波的頻率之間的差的平均值的信號進(jìn)行倍頻或者分頻來輸出該信號；和所述檢測裝置(10)接收被倍頻或被分頻之前從所述振蕩裝置(110)輸出的信號，并且根據(jù)同步檢測方法，利用所接收的信號解調(diào)所述中頻信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的無線電波接收設(shè)備，其中，所述振蕩裝置(110)輸出其頻率為該第一無線電波與該第二無線電波的頻率的平均值，或者為該第一無線電波與該第二無線電波的頻率之間的差的平均值的信號；和所述檢測裝置(10)接收被倍頻或被分頻之后從所述振蕩裝置(110)輸出的信號，并且根據(jù)同步檢測方法，利用所接收的信號解調(diào)所述中頻信號。
6.一種包括無線電波接收設(shè)備(917)的無線電波時鐘，其中所述無線電波接收設(shè)備(917)包括無線電波接收裝置(1、2)，接收包含時間數(shù)據(jù)的無線電波信號，將所接收的無線電波信號轉(zhuǎn)換成電信號，并輸出該電信號；輸出具有單一頻率的信號的振蕩裝置(5)；頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的電信號與從所述振蕩裝置(5)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；和檢測裝置(8)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的中頻信號，其中，所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)將由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的具有不同頻率的信號中的一個信號與從所述振蕩裝置(5)輸出的具有單一頻率的信號進(jìn)行合成，并輸出其頻率被固定的所述中頻信號。
7.一種包括無線電波接收設(shè)備(920)的無線電波時鐘，其中所述無線電波接收設(shè)備(920)包括無線電波接收裝置(1、2)，接收第一無線電波和第二無線電波，并通過將所接收的第一或第二無線電波轉(zhuǎn)換成電信號來輸出該第一無線電波或該第二無線電波的電信號，該第一無線電波和第二無線電波的每一個都包含時間數(shù)據(jù)并且具有相互不同的頻率；振蕩裝置(110)，輸出其頻率為從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的該第一無線電波和該第二無線電波的頻率的平均值，或者為該第一無線電波與該第二無線電波的頻率之間的差的平均值的信號。頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的電信號與從所述振蕩裝置(110)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；和無線電波接收裝置(10)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的中頻信號。
8.一種無線電波接收設(shè)備，包括無線電波接收裝置(1、2)，接收無線電波信號，將所接收的無線電波信號轉(zhuǎn)換成電信號，并輸出該電信號；輸出具有單一頻率的信號的振蕩裝置(5)；對從所述振蕩裝置(5)輸出的信號進(jìn)行倍頻的倍增裝置(9)；頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的電信號與從所述倍增裝置(9)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；和檢測裝置(8)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的中頻信號，其中，所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)將由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的具有不同頻率的信號中的一個信號與從所述倍增裝置(9)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出其頻率被固定的中頻信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的無線電波接收設(shè)備，其中所述振蕩裝置(5)包括用于確定頻率f0的頻率確定裝置(5)，該頻率f0是通過以下等式獲得的(|f1±fi|/p1)＝...＝(|fn±fi|/pn)＝f0(其中p1、...、pn都為正整數(shù))該等式定義由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的多個無線電波的多個頻率(f1、...、fn(n為等于或大于2的整數(shù)))與單一頻率的中頻fi之間的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的無線電波接收設(shè)備，還包括用于從正整數(shù)p1到pn中選擇任意一個整數(shù)的選擇裝置(901)，其中，所述倍增裝置(9)包括倍頻裝置(9)，該倍頻裝置(9)通過將從所述振蕩裝置(5)輸出的具有單一頻率的信號乘以由所述選擇裝置(901)選擇的整數(shù)來輸出該信號。
11.一種無線電波接收設(shè)備，包括無線電波接收裝置(1、2)，接收多個具有不同頻率的無線電波，并通過將所接收的每一個無線電波轉(zhuǎn)換成電信號來輸出該多個無線電波中的每一個的電信號；輸出具有頻率f0的信號的振蕩裝置(5)，該頻率f0是通過以下等式獲得的(|f1±fi|/p1)＝...＝(|fn±fi|/pn)＝f0(其中p1、...、pn都為正整數(shù))該等式定義了可由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的多個無線電波的各個頻率(f1、...、fn(n為等于或大于2的整數(shù)))與中頻fi之間的關(guān)系；頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的電信號與從所述振蕩裝置(5)輸出的信號的諧波分量進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；和檢測裝置(8)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的中頻信號。
12.一種包括無線電波接收設(shè)備(917)的無線電波時鐘，其中所述無線電波接收設(shè)備(940)包括無線電波接收裝置(1、2)，接收包含時間數(shù)據(jù)的無線電波信號，將所接收的無線電波信號轉(zhuǎn)換成電信號，并輸出這個電信號；輸出具有單一頻率的信號的振蕩裝置(5)；對從所述振蕩裝置(5)輸出的信號進(jìn)行倍頻的倍增裝置(9)；頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的電信號與從所述倍增裝置(9)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；和檢測裝置(8)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的中頻信號，其中，所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)將由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的具有不同頻率的信號中的一個信號與從所述倍增裝置(9)輸出的信號進(jìn)行合成，并輸出其頻率被固定的所述中頻信號。
13.一種包括無線電波接收設(shè)備(917b)的無線電波時鐘，其中所述無線電波接收設(shè)備(960)包括無線電波接收裝置(1、2)，可接收多個無線電波，并通過將每個所接收的無線電波轉(zhuǎn)換成電信號來輸出該多個無線電波中的每一個的電信號，該多個無線電波的每一個都包含時間數(shù)據(jù)并且具有相互不同的頻率；輸出具有頻率f0的信號的振蕩裝置(5)，該頻率f0是通過以下等式獲得的(|f1±fi|/p1)＝...＝(|fn±fi|/pn)＝f0(其中p1、...、pn都為正整數(shù))該等式定義了由所述無線電波接收裝置(1、2)接收的多個無線電波的各個頻率(f1、...、fn(n為等于或大于2的整數(shù)))與中頻fi之間的關(guān)系；頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)，將從所述無線電波接收裝置(1、2)輸出的電信號與從所述振蕩裝置(5)輸出的信號的諧波分量進(jìn)行合成，并輸出中頻信號；和檢測裝置(8)，解調(diào)從所述頻率轉(zhuǎn)換裝置(4)輸出的中頻信號。
全文摘要
在能夠接收多個頻率的無線電波接收設(shè)備和無線電波時鐘中，當(dāng)從本振電路(5)輸出的信號被固定時，可以輸出其頻率被固定的中頻信號。
文檔編號G04G21/04GK1675845SQ0381927
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者染谷薰 申請人:卡西歐計算機(jī)株式會社