特許 7271363 標準電波配信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-28

(45)【発行日】2023-05-11

(54)【発明の名称】標準電波配信装置

(51)【国際特許分類】

   G04R 20/08 20130101AFI20230501BHJP

   G04R 20/20 20130101ALI20230501BHJP

   G04G 5/00 20130101ALI20230501BHJP

   G04G 7/00 20060101ALI20230501BHJP

   H01Q 7/08 20060101ALI20230501BHJP

   H01Q 1/22 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

G04R20/08

G04R20/20

G04G5/00 J

G04G7/00 301

H01Q7/08

H01Q1/22 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019147937

(22)【出願日】2019-08-09

(65)【公開番号】P2021028610

(43)【公開日】2021-02-25

【審査請求日】2022-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000133711

【氏名又は名称】シチズンＴＩＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内野 浩

【審査官】吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３０４００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５９６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３０４２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－９６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１２９３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－４９００９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０４Ｇ ３／００－９９／００

Ｇ０４Ｒ ２０／００－６０／１４

Ｈ０１Ｑ １／２２、７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

親時計モジュールにて時刻情報を受信し、当該親時計モジュールと伝送線で接続された送信モジュールから標準電波を模した模擬標準電波を送信する標準電波配信装置であって、
前記親時計モジュールは、前記時刻情報に基づいて前記標準電波に使用される形式のタイムコードを生成し、当該タイムコードを表すパルス信号のハイレベルに対応して第１の電圧状態となりローレベルに対応して第２の電圧状態となる電圧信号を生成し、
前記伝送線は、対をなして配線された電線であり、当該両電線間に印加された前記電圧信号を伝送し、
前記送信モジュールは、前記伝送線に接続され前記電圧信号を印加される一対の入力端子を備え、当該入力端子間の電圧を電源にして動作すると共に、前記模擬標準電波として、標準周波数の電波を前記電圧信号の前記電圧状態に応じて振幅を切り替えて送信し、
前記第１の電圧状態は前記送信モジュールが動作する閾値以上の電圧であり、前記第２の電圧状態は前記閾値未満の電圧であり、
前記送信モジュールは、前記電圧信号が前記第１の電圧状態である場合に動作して前記標準周波数の電波を送信する一方、前記第２の電圧状態である場合には動作を停止し、
前記送信モジュールは、前記第１の電圧状態にて、第１の前記入力端子が第２の前記入力端子より高電位である場合には前記標準周波数が第１の標準周波数である電波を送信し、一方、前記第２の入力端子が前記第１の入力端子より高電位である場合には第２の標準周波数である電波を送信すること、
を特徴とする標準電波配信装置。

【請求項2】

請求項１に記載の標準電波配信装置において、
前記送信モジュールは、
前記第１の標準周波数の発振信号を生成する第１発振回路と、
前記第２の標準周波数の発振信号を生成する第２発振回路と、
前記第１の入力端子と前記第２の入力端子との電位の高低関係に応じた切替制御信号を生成する切替信号生成回路と、
前記切替制御信号に基づいて、前記第１発振回路及び前記第２発振回路それぞれから入力される前記発振信号のどちらを出力するかを切り替える切替部と、
前記切替部から出力される前記発振信号を電波に変換して送信する送信部と、
を有することを特徴とする標準電波配信装置。

【請求項3】

請求項１に記載の標準電波配信装置において、
前記送信モジュールは、
前記第１の標準周波数と前記第２の標準周波数との公倍数を有する逓倍発振信号を生成する発振回路と、
前記第１の入力端子と前記第２の入力端子との電位の高低関係に応じた切替制御信号を生成する切替信号生成回路と、
前記切替制御信号に基づいて前記第１及び第２の標準周波数のどちらかを選択し、当該選択した標準周波数の発振信号を前記逓倍発振信号から生成する周波数変換回路と、
前記周波数変換回路から出力される前記発振信号を電波に変換して送信する送信部と、
を有することを特徴とする標準電波配信装置。

【請求項4】

親時計モジュールにて時刻情報を受信し、当該親時計モジュールと伝送線で接続された送信モジュールから標準電波を模した模擬標準電波を送信する標準電波配信装置であって、
前記親時計モジュールは、前記時刻情報に基づいて前記標準電波に使用される形式のタイムコードを生成し、当該タイムコードを表すパルス信号のハイレベルに対応して第１の電圧状態となりローレベルに対応して第２の電圧状態となる電圧信号を生成し、
前記伝送線は、対をなして配線された電線であり、当該両電線間に印加された前記電圧信号を伝送し、
前記送信モジュールは、前記伝送線に接続され前記電圧信号を印加される一対の入力端子を備え、当該入力端子間の電圧を電源にして動作すると共に、前記模擬標準電波として、標準周波数の電波を前記電圧信号の前記電圧状態に応じて振幅を切り替えて送信し、
前記第１及び第２の電圧状態はいずれも前記送信モジュールが動作する閾値以上の電圧であり、
前記送信モジュールは、
入力された前記電圧信号が前記第１及び第２の電圧状態のいずれであるかを判定する判定手段と、
前記標準周波数の電波を、前記第１の電圧状態では第１の振幅で送信し、前記第２の電圧状態では前記第１の振幅に対して所定割合に減じた第２の振幅で送信する送信手段と、
を有すること、を特徴とする標準電波配信装置。

【請求項5】

請求項４に記載の標準電波配信装置において、
前記判定手段は、前記電圧信号にて、その変化パターンに基づいて、前記タイムコード内に所定形式で配置されるマーカー又はポジションマーカーのパルスを検出し、当該パルスに対応する電圧状態を前記第１の電圧状態と判定すること、
を特徴とする標準電波配信装置。

【請求項6】

請求項５に記載の標準電波配信装置において、
前記送信手段は、前記第１の電圧状態にて第１の前記入力端子が第２の前記入力端子より高電位である場合には、前記標準周波数を第１の標準周波数に設定し、一方、前記第１の電圧状態にて前記第２の入力端子が前記第１の入力端子より高電位である場合には、前記標準周波数を第２の標準周波数に設定すること、
を特徴とする標準電波配信装置。

【請求項7】

請求項１から請求項３、及び請求項６のいずれか１つに記載の標準電波配信装置において、
前記親時計モジュールは、前記電圧信号の前記伝送線に印加する向きを反転させるか否かを切り替える出力極性切替手段を有すること、を特徴とする標準電波配信装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の標準電波配信装置において、
前記送信モジュールは、
筐体と、
前記筐体の内面に立設された支柱と、
前記支柱に取り付けられ、前記筐体の内面から離して支持された回路基板と、
前記回路基板に括り付けられ、前記筐体の内面から離して支持されたバーアンテナと、
を有することを特徴とする標準電波配信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電波時計等の自動修正に用いられる標準電波を模した電波を配信する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

標準電波は、標準時と周波数の国家標準または国際標準として政府機関等により送信されている電波であり、日本では２か所の送信所から互いに別々の周波数（４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ）で送信されている。標準電波により、所定の形式で時刻に関する情報を表したタイムコードが送信され、電波時計等の機器（以下、単に電波時計と記す。）は標準電波を受信して時刻修正等を行う機能を有している。

【0003】

電波時計の時刻の正確性を維持する上では時刻修正を定期的に行うことが好ましく、この点で、電波時計の設置場所が標準電波を安定して受信できる環境にあることが求められる。しかし、利用者における電波時計の使用環境は必ずしも標準電波の好適な受信環境であるとは限らない。

【0004】

そこで、標準電波に相当する電波を送出することで、送信所から標準電波が好適に届かない場所においても電波時計の時刻修正機能を有効とする装置が提案されている。下記特許文献１には、送信所から受信した長波帯の標準電波信号をＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯になるよう変調し、これをＴＶ信号と合波して、建物内に敷設されたケーブルで伝送し、伝送先にて元の帯域の標準電波信号に復調してアンテナから放射する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５３２９２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

標準電波信号を他の信号に重畳させてケーブルにて伝送する場合、合波や復調のための処理や回路が必要となる分、信号処理が複雑となったり回路規模が大きくなったりするという問題があり、ひいては装置のコストや消費電力が増加し得る。また、ケーブルで伝送された標準電波信号を復調して放射する送信モジュールは、基本的に電波出力を微弱強度に規制されるため、大きな建物などにおいては複数箇所に設置され得る。それら設置場所は様々であり得るので、送信モジュールに関しては、目立たないよう小型とし、また商用電源のコンセントへの接続を不要とすると好都合である。

【0007】

本発明は上記問題点、課題を解決するためになされたものであり、信号処理や回路構成の簡素化によりコストや消費電力の低減が図られ、また、送信モジュールの設置上の利便性が向上した標準電波配信装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る標準電波配信装置は、親時計モジュールにて時刻情報を受信し、当該親時計モジュールと伝送線で接続された送信モジュールから標準電波を模した模擬標準電波を送信する装置であって、前記親時計モジュールは、前記時刻情報に基づいて前記標準電波に使用される形式のタイムコードを生成し、当該タイムコードを表すパルス信号のハイレベルに対応して第１の電圧状態となりローレベルに対応して第２の電圧状態となる電圧信号を生成し、前記伝送線は、対をなして配線された電線であり、当該両電線間に印加された前記電圧信号を伝送し、前記送信モジュールは、前記伝送線に接続され前記電圧信号を印加される一対の入力端子を備え、当該入力端子間の電圧を電源にして動作すると共に、前記模擬標準電波として、標準周波数の電波を前記電圧信号の前記電圧状態に応じて振幅を切り替えて送信する。

【0009】

（２）上記（１）に記載の標準電波配信装置において、前記第１の電圧状態は前記送信モジュールが動作する閾値以上の電圧であり、前記第２の電圧状態は前記閾値未満の電圧であり、前記送信モジュールは、前記電圧信号が前記第１の電圧状態である場合に動作して前記標準周波数の電波を送信する一方、前記第２の電圧状態である場合には動作を停止する構成とすることができる。

【0010】

（３）上記（２）に記載の標準電波配信装置において、前記送信モジュールは、前記第１の電圧状態にて、第１の前記入力端子が第２の前記入力端子より高電位である場合には前記標準周波数が第１の標準周波数である電波を送信し、一方、前記第２の入力端子が前記第１の入力端子より高電位である場合には第２の標準周波数である電波を送信する構成とすることができる。

【0011】

（４）上記（３）に記載の標準電波配信装置において、前記送信モジュールは、前記第１の標準周波数の発振信号を生成する第１発振回路と、前記第２の標準周波数の発振信号を生成する第２発振回路と、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子との電位の高低関係に応じた切替制御信号を生成する切替信号生成回路と、前記切替制御信号に基づいて、前記第１発振回路及び前記第２発振回路それぞれから入力される前記発振信号のどちらを出力するかを切り替える切替部と、前記切替部から出力される前記発振信号を電波に変換して送信する送信部と、を有する構成とすることができる。

【0012】

（５）上記（３）に記載の標準電波配信装置において、前記送信モジュールは、前記第１の標準周波数と前記第２の標準周波数との公倍数を有する逓倍発振信号を生成する発振回路と、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子との電位の高低関係に応じた切替制御信号を生成する切替信号生成回路と、前記切替制御信号に基づいて前記第１及び第２の標準周波数のどちらかを選択し、当該選択した標準周波数の発振信号を前記逓倍発振信号から生成する周波数変換回路と、前記周波数変換回路から出力される前記発振信号を電波に変換して送信する送信部と、を有する構成とすることができる。

【0013】

（６）上記（１）に記載の標準電波配信装置において、前記第１及び第２の電圧状態はいずれも前記送信モジュールが動作する閾値以上の電圧であり、前記送信モジュールは、入力された前記電圧信号が前記第１及び第２の電圧状態のいずれであるかを判定する判定手段と、前記標準周波数の電波を、前記第１の電圧状態では第１の振幅で送信し、前記第２の電圧状態では前記第１の振幅に対して所定割合に減じた第２の振幅で送信する送信手段と、を有する構成とすることができる。

【0014】

（７）上記（６）に記載の標準電波配信装置において、前記判定手段は、前記電圧信号にて、その変化パターンに基づいて、前記タイムコード内に所定形式で配置されるマーカー又はポジションマーカーのパルスを検出し、当該パルスに対応する電圧状態を前記第１の電圧状態と判定する構成とすることができる。

【0015】

（８）上記（７）に記載の標準電波配信装置において、前記送信手段は、前記第１の電圧状態にて第１の前記入力端子が第２の前記入力端子より高電位である場合には、前記標準周波数を第１の標準周波数に設定し、一方、前記第１の電圧状態にて前記第２の入力端子が前記第１の入力端子より高電位である場合には、前記標準周波数を第２の標準周波数に設定する構成とすることができる。

【0016】

（９）上記（３）～（５）、及び（８）に記載の標準電波配信装置において、前記親時計モジュールは、前記電圧信号の前記伝送線に印加する向きを反転させるか否かを切り替える出力極性切替手段を有する構成とすることができる。

【0017】

（１０）上記（１）～（９）に記載の標準電波配信装置において、前記送信モジュールは、筐体と、前記筐体の内面に立設された支柱と、前記支柱に取り付けられ、前記筐体の内面から離して支持された回路基板と、前記回路基板に括り付けられ、前記筐体の内面から離して支持されたバーアンテナと、を有する構成とすることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、信号処理や回路構成が簡素化されコストや消費電力の低減が図られる標準電波配信装置が得られ、また、送信モジュールについて小型化や商用電源への接続を不要として設置上の利便性が向上した標準電波配信装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る標準電波配信装置の概略の構成を示すための模式図である。

【図2】日本の標準電波に使用されているタイムコードの構成を説明する模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態における親時計モジュールの概略の構成を示すブロック図である。

【図4】本発明の第１の実施形態における送信モジュールの概略の回路構成を示す図である。

【図5】本発明の第１の実施形態における親時計モジュールの動作・処理の概略のフロー図である。

【図6】本発明の第１の実施形態における親時計モジュールから出力される電圧信号、及び送信モジュールから送信される電波についての概略の信号波形図である。

【図7】本発明の実施形態における送信モジュールの模式的な斜視図である。

【図8】本発明の第２の実施形態における送信モジュールの概略の回路構成を示す図である。

【図9】本発明の第２の実施形態における送信モジュールの制御回路の概略の動作を説明するフロー図である。

【図10】本発明の第３の実施形態における送信モジュールの概略の回路構成を示す図である。

【図11】本発明の第３の実施形態における親時計モジュールの動作・処理の概略のフロー図である。

【図12】本発明の第３の実施形態における親時計モジュールから出力される電圧信号、及び送信モジュールから送信される電波についての概略の信号波形図である。

【図13】本発明の第３の実施形態における送信モジュールの制御回路の動作に関する概略のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【0021】

図１は実施形態に係る標準電波配信装置１の概略の構成を示すための模式図である。図１に示す構成は一例であり、以下に説明する各実施形態に共通の構成例である。

【0022】

標準電波配信装置１は、親時計モジュール２、送信モジュール４及び伝送線６を含んで構成され、標準電波に相当する電波信号を電波時計８に配信してその時刻修正を可能とさせる機能を有する。

【0023】

親時計モジュール２と送信モジュール４とは伝送線６により接続される。また、標準電波配信装置１には複数の送信モジュール４を備えることができ、それらは１つの親時計モジュール２に共通に接続することができる。

【0024】

親時計モジュール２は、標準電波配信装置１の外部から時刻情報を受信し、時刻情報に基づいて変調した電圧信号を端子Ａ，Ｂから伝送線６へ送出する。具体的には、親時計モジュール２は、時刻情報に基づいて標準電波に使用される形式のタイムコードを生成し、当該タイムコードを表すパルス信号のハイレベル（Ｈレベル）に対応して第１の電圧状態となりローレベル（Ｌレベル）に対応して第２の電圧状態となる電圧信号を生成する。

【0025】

伝送線６は、対をなして配線された電線６ａ，６ｂからなり、親時計モジュール２から当該両電線６ａ，６ｂ間に電圧信号を印加され、当該電圧信号を伝送する。本実施形態では、電線６ａが親時計モジュール２の端子Ａに接続され、電線６ｂが親時計モジュール２の端子Ｂに接続されるものとする。

【0026】

送信モジュール４は、伝送線６に接続され電圧信号を印加される一対の入力端子Ｐ，Ｑを備え、当該入力端子間の電圧を電源にして動作する。また、送信モジュール４は入力端子Ｐ，Ｑに印加される電圧信号に基づいて標準電波に相当する電波を生成し送出する。ここでは、この標準電波に相当する電波を模擬標準電波と称する。つまり、送信モジュール４が送出する電波は標準電波そのものではなく、標準電波を模した模擬標準電波であり、当該模擬標準電波は電波時計８に対しては基本的に標準電波と同等に機能する。具体的には、送信モジュール４は模擬標準電波として、標準周波数の電波を、電圧信号が第１の電圧状態か第２の電圧状態かに応じて振幅を切り替えて送信する。

【0027】

なお、標準周波数は標準電波の周波数であり、日本では福島県のおおたかどや山標準電波送信所から送信される標準電波について４０ｋＨｚ、また佐賀県のはがね山標準電波送信所から送信される標準電波について６０ｋＨｚである。

【0028】

例えば、標準電波配信装置１は建物内にて用いられ、その建物内にて親時計モジュール２は外部からの時刻情報を取得するのに都合がよい場所に設置され、伝送線６は建物内の複数の部屋やフロアに跨がって敷設される。また、送信モジュール４は、建物内の複数箇所に設置される電波時計８が模擬標準電波を受信できるように複数設置され得る。なお、図１では、伝送線６が１系統だけである例を示しているが、親時計モジュール２から複数系統の伝送線６を延在させてもよいし、伝送線６を途中で分岐させてもよい。また、上述したように、送信モジュール４は一対の入力端子Ｐ，Ｑを伝送線６に接続するだけで電源供給と時刻情報の伝達が行われるので、伝送線とは別に電源線を用意する必要が無い。よって、既設の伝送線、例えば館内放送用の伝送線や構内電話用の伝送線などをそのまま利用することで、新たな配線工事をすることなく標準電波配信装置１を実現することが可能である。

【0029】

図２は、日本の標準電波に使用されているタイムコードの構成を説明する模式図である。具体的には、図２は、時刻情報が「２００４年９２日（４月１日）１７時２５分、木曜日、１ヶ月以内にうるう秒無し」である例を示している。

【0030】

タイムコードは１周期６０秒（６０ビット）の繰り返しで送出される。つまり１分間の各秒に１ビットが割り当てられ１つのパルスが出力される。タイムコード内には所定形式でマーカー（Ｍ）及びポジションマーカー（Ｐ０～Ｐ５）が配置され、Ｍ，Ｐ０～Ｐ５以外のビット位置に格納されるバイナリデータで時刻などが表現される。Ｍ，Ｐ０～Ｐ５は０．２秒幅のパルスで表現され、バイナリデータを構成する“０”と“１”はそれぞれ０．８秒幅、０．５秒幅のパルスで表現される。なお、バイナリデータに含まれる時刻の最小単位は「分」であり、「秒」の情報は１周期のタイムコードにおけるパルスをカウントすることで得られる。

【0031】

図２にて上段、下段それぞれ右方向が時間ｔの正の向きであり、上段が１周期のうち０秒≦ｔ＜３０秒、下段が３０秒≦ｔ＜６０秒を表しており、斜線のハッチングを施した矩形がパルスの期間である。Ｍのパルスの立ち上がり位置は、正分（毎分０秒）に対応し、Ｐ１～Ｐ５，Ｐ０の立ち上がり位置はそれぞれ９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒、５９秒に対応する。ここで、パルスが立ち上がっている状態がパルス信号のＨレベル、立ち下がっている状態がＬレベルである。Ｍ，Ｐ０～Ｐ５に対応するビットでは当該ビットに割り当てられた１秒間の先頭の０．２秒にてＨレベルとなり、それに続く残り０．８秒にてＬレベルとなる。バイナリデータを構成するビットも同様に、１秒の先頭からパルス幅に相当する０．８秒又は０．５秒の期間にてＨレベルとなり、残りの期間はＬレベルとなる。そして、標準電波は標準周波数の搬送波をタイムコードのＨレベル、Ｌレベルに応じて振幅変調して生成され、Ｈレベルでの振幅を１００％とするとＬレベルでの振幅は１０％とする諸元が定められている。

【0032】

以下、いくつかの実施形態を順に説明する。なお、その際、先に説明した実施形態における要素と同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、後の実施形態では重複する説明を省略することがある。

【0033】

［第１の実施形態］
図３は、第１の実施形態の標準電波配信装置１における親時計モジュール２の概略の構成を示すブロック図である。

【0034】

親時計モジュール２は、受信手段２０、時刻修正手段２２、内部時計計時手段２４、タイムコードビット抽出手段２６、出力極性切替手段２８及びパルス出力手段３０を有する。

【0035】

受信手段２０は時刻情報源から時刻情報を受信する。時刻情報源として、標準電波送信所からの長波標準電波やＧＰＳ（Global Positioning System）などからの衛星電波といった電波信号や、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバなどのインターネット上の時刻サーバからの信号を利用することができる。具体的には、受信手段２０はアンテナを備えたり、インターネットに接続されたりしてそれら時刻情報源から時刻情報を取得する。

【0036】

時刻修正手段２２は、受信手段２０にて取得した現在の時刻情報に基づいて、内部時計計時手段２４にて計時される時刻を随時修正する。例えば、時刻修正手段２２は内部時計計時手段２４での計時誤差を修正する。また、時刻修正手段２２は、内部時計計時手段２４から送信モジュール４の電波放射までの標準電波配信装置１での信号処理や伝送により生じる遅延を補正し、内部時計計時手段２４に設定する時刻を定めることができる。

【0037】

内部時計計時手段２４は時間経過を計って時刻情報を生成する。具体的には、内部時計計時手段２４は、時刻修正手段２２により設定された時刻を基準とし、当該時刻からの時間経過を計って時刻情報を更新する。例えば、内部時計計時手段２４は、時刻情報として、年、１月１日からの通算日、曜日、時、分、秒を表すバイナリデータを生成する。

【0038】

タイムコードビット抽出手段２６は、内部時計計時手段２４が計時する秒ごとに、タイムコードにおける当該秒に対応するビットのパルス幅を定める。具体的には、当該秒がタイムコードにおけるＭ，Ｐ０～Ｐ５のタイミングであれば、タイムコードビット抽出手段２６はパルス幅を０．２秒とし、一方、それ以外のタイミングであれば、例えば、内部時計計時手段２４が生成したバイナリデータのビット列の中から当該タイミングに対応するビットを抽出し、その値に応じてパルス幅を０．８秒及び０．５秒のいずれかに定める。

【0039】

出力極性切替手段２８は、パルス出力手段３０から伝送線６に出力する電圧信号の向きを切り替える回路である。ここで、電圧信号の向きは、端子Ａと端子Ｂとの電位の大小関係で定義され、例えば、電圧信号の順向きを端子Ａが端子Ｂより高電位である状態、電圧信号の逆向きを端子Ｂが端子Ａより高電位である状態と定義する。いずれの向きとするかは例えば、ユーザが設定することができ、出力極性切替手段２８はその設定に応じて、電圧信号を伝送線に印加する向きを順向きとするか、またはそれを反転させた逆向きとするかを切り替える。なお、後述するように、出力極性切替手段２８が設定する電圧信号の向きにより、送信モジュール４から送信される模擬標準電波の周波数を２種類の標準周波数（４０ｋＨｚ，６０ｋＨｚ）のどちらにするかを制御することができる。

【0040】

パルス出力手段３０は、タイムコードビット抽出手段２６で設定されたパルス幅を有するパルスを生成し、端子Ａ，Ｂから伝送線６へ電圧信号として出力する回路である。具体的には、パルスの立ち上がりタイミングは、内部時計計時手段２４での計時における正秒のタイミングであり、当該正秒からパルスのＨレベルが始まり、パルス幅に対応した時間が経過すると、パルスはＨレベルからＬレベルに立ち下がる。

【0041】

伝送線６に出力される電圧信号、つまり端子Ａ，Ｂ間の電位差は、パルスのＨレベルにて、Ｌレベルより大きくなる。本実施形態では、出力極性切替手段２８により電圧信号の伝送線６への出力を順向きに設定された場合には、端子Ｂを接地電位として端子Ａにパルスを出力し、一方、伝送線６への出力を逆向きに設定された場合には、端子Ａを接地電位として端子Ｂにパルスを出力する。本実施形態ではパルスの電圧は２４ボルト［Ｖ］とする。つまり、伝送線６の電線６ａ，６ｂ間には、パルスのＨレベルに対応して２４Ｖの電位差が印加され、Ｌレベルでは電位差は０Ｖとされる。

【0042】

パルス出力手段３０はトランジスタなどのスイッチ動作でパルスのオン／オフを制御する。また、パルス出力手段３０は敷設される伝送線６に対する十分な駆動能力を確保するように回路を構成される。つまり、パルス出力手段３０が２４Ｖのパルスを出力する例では基本的に、パルス出力手段３０に接続された伝送線６の全長に亘って実質的に２４Ｖの電圧信号が印加される。一方、伝送線６がパルス出力手段３０の駆動能力を超えて長く敷設される場合などには、伝送線６の途中に電圧信号を増幅する回路を別途設けてもよい。

【0043】

図４は第１の実施形態に係る送信モジュール４の概略の回路構成を示す図である。送信モジュール４はブリッジ回路４０、定電圧レギュレータ４２、４０ｋＨｚ発振回路４４、６０ｋＨｚ発振回路４６、切替信号生成回路４８、アナログスイッチ５０、増幅回路５２及びアンテナ５４を備える。

【0044】

ブリッジ回路４０はダイオードＤ１～Ｄ４からなるブリッジ整流器であり、伝送線６から端子Ｐ，Ｑ間に印加される入力信号を全波整流して出力することができる。ここで、端子Ｐ，Ｑ間に印加される電圧信号の向きは、それら２つの端子それぞれを電線６ａ，６ｂのどちらに接続するかによって切り替わり、また、親時計モジュール２の出力極性切替手段２８での設定によっても切り替わる。ブリッジ回路４０は、この向きが変わり得る伝送線６の電圧信号から、一定極性の電圧を生成して定電圧レギュレータ４２へ出力する。具体的には、Ｄ１とＤ２との接続点、Ｄ３とＤ４との接続点がそれぞれ定電圧レギュレータ４２の入力端子であるＧＮＤ、ＶＩＮに接続され、ブリッジ回路４０へ入力される電圧信号の向きに依らず、ＧＮＤに対するＶＩＮの電位が非負に保たれる。ここでＧＮＤを接地電位とし、ＶＩＮの電位を定電圧レギュレータ４２の入力電圧と呼ぶことにすると、本実施形態では、親時計モジュール２のパルス出力手段３０におけるパルスのＨレベルの期間に対応して、定電圧レギュレータ４２の入力電圧は正となる。

【0045】

定電圧レギュレータ４２は入力電圧を、送信モジュール４の電源として用いる所定電圧に変換する。具体的には、定電圧レギュレータ４２は、親時計モジュール２でのパルスのＨレベルの期間に当該所定電圧を出力する。つまり、Ｈレベルの期間には定電圧レギュレータ４２が電源として機能し、よって、送信モジュール４が動作する。一方、パルスのＬレベルの期間には電線６ａ，６ｂ間の電圧が０Ｖとなり、定電圧レギュレータ４２からの当該所定電圧の出力が停止するので、送信モジュール４は動作を停止する。

【0046】

４０ｋＨｚ発振回路４４は第１の標準周波数（４０ｋＨｚ）の発振信号を生成する第１発振回路、また６０ｋＨｚ発振回路４６は第２の標準周波数（６０ｋＨｚ）の発振信号を生成する第２発振回路であり、いずれも、給電されると動作して発振信号を生成し、給電が停止すると発振を停止する。つまり、４０ｋＨｚ発振回路４４及び６０ｋＨｚ発振回路４６は給電されている間だけ発振信号を出力する。

【0047】

切替信号生成回路４８は、第１の入力端子Ｐの電位φ_Ｐと第２の入力端子Ｑの電位φ_Ｑとの高低関係に応じた切替制御信号を生成し、アナログスイッチ５０へ出力する。本実施形態では切替信号生成回路４８は、ダイオードＤ５と、直列接続された抵抗素子Ｒ１，Ｒ２とを用いて構成される。Ｄ５はアノードを端子Ｐに接続され、カソードをＲ１，Ｒ２からなる抵抗列の一方端に接続され、また、当該抵抗列の他方端は接地される。Ｄ５のカソードにはφ_Ｐに応じた電位が現れ、Ｒ１とＲ２との接続点に抵抗分割により得られる電位が切替制御信号としてアナログスイッチ５０に与えられる。具体的には、親時計モジュール２におけるＨレベルの出力時にて、電線６ａ，６ｂのうち端子Ｐが接続される側が高電位φ_Ｈ（＝２４Ｖ）、端子Ｑが接続される側がφ_Ｌ（＝０Ｖ）である場合には、切替信号生成回路４８は切替制御信号として正電位を出力し、一方、端子Ｐ側の電線がφ_Ｌで端子Ｑ側の電線がφ_Ｈである場合には、切替制御信号として接地電位が出力される。なお、Ｒ１，Ｒ２による抵抗分割により、端子Ｐ側が２４Ｖとなった場合における切替制御信号の正電位をアナログスイッチ５０の定格入力電圧に合わせている。

【0048】

アナログスイッチ５０は、切替制御信号に基づいて、第１発振回路及び第２発振回路それぞれから入力される発振信号のどちらを出力するかを切り替える切替部である。本実施形態では、アナログスイッチ５０は、切替制御信号の電位が閾値より上か下かで切り替えが行われる構成であり、切替制御信号が正電位である場合には、第１発振回路である４０ｋＨｚ発振回路４４が生成する４０ｋＨｚの発振信号を選択的に出力し、切替制御信号が接地電位である場合には、第２発振回路である６０ｋＨｚ発振回路４６が生成する６０ｋＨｚの発振信号を選択的に出力する。

【0049】

増幅回路５２とアンテナ５４とは切替部であるアナログスイッチ５０から出力される発振信号を電波に変換して送信する送信部である。増幅回路５２は、アナログスイッチ５０が出力する発振信号を電流増幅してアンテナ５４へ出力する。アンテナ５４は増幅回路５２から入力された発振信号を電波として空中に送出する。例えば、アンテナ５４はフェライトバーアンテナやループアンテナで構成される。

【0050】

上述の構成の標準電波配信装置１は、親時計モジュール２でのＨレベルの期間にのみ送信モジュール４から電波を放射する。つまり、親時計モジュール２でのＬレベルの期間には電波の振幅は０であり、送信モジュール４から送信される模擬標準電波は断続波となる。

【0051】

また上述したように送信モジュール４と伝送線６との接続の仕方には２つの向きがあり、それに対応して送信モジュール４の端子Ｐ，Ｑと親時計モジュール２の端子Ａ，Ｂとの接続の向きも２通りある。ここでは、端子Ｐが端子Ａ、端子Ｑが端子Ｂにそれぞれ接続される状態を送信モジュール４の順接続状態、また、端子Ｐが端子Ｂ、端子Ｑが端子Ａにそれぞれ接続される状態を送信モジュール４の逆接続状態と定義する。順接続状態の送信モジュール４は、親時計モジュール２が順向きの電圧信号を出力する場合に４０ｋＨｚの電波を放射し、親時計モジュール２が逆向きの電圧信号を出力する場合に６０ｋＨｚの電波を放射する。そして、これに対応して、出力極性切替手段２８の設定状態に関し、電圧信号を順向きとする設定を設定周波数が４０ｋＨｚの状態、また電圧信号を逆向きとする設定を設定周波数が６０ｋＨｚの状態と定義することにする。

【0052】

次に、本実施形態に係る標準電波配信装置１の動作についてさらに説明する。

【0053】

図５は親時計モジュール２における動作・処理の概略のフロー図である。親時計モジュール２は電源を投入されると（ステップＳ２）、受信手段２０が時刻情報を受信する処理を継続的に実行する（ステップＳ４，Ｓ６）。受信手段２０が時刻情報を取得すると（ステップＳ６にて「ＹＥＳ」の場合）、時刻修正手段２２が取得された時刻情報を用いて内部時計計時手段２４にて計時される時刻情報を修正する（ステップＳ８）。

【0054】

内部時計計時手段２４は計時し（ステップＳ１０）、タイムコードビット抽出手段２６は内部時計計時手段２４における秒のカウント値が“００”，“０９”，“１９”，“２９”，“３９”，“４９”，“５９”であれば（ステップＳ１２にて「ＹＥＳ」の場合）、パルス幅としてマーカーＭ及びポジションマーカーＰ０～Ｐ５を表す０．２秒を設定し、パルス出力手段３０が電圧信号として０．２秒幅のパルスを出力する。電圧信号の向きは出力極性切替手段２８の設定周波数の状態に従って選択され（ステップＳ１４）、設定周波数４０ｋＨｚの場合、端子Ａ側に０．２秒のパルスが出力され（ステップＳ１６）、設定周波数６０ｋＨｚの場合、端子Ｂ側に０．２秒のパルスが出力される（ステップＳ１８）。

【0055】

一方、内部時計計時手段２４における秒のカウント値が“００”，“０９”，“１９”，“２９”，“３９”，“４９”，“５９”以外であれば（ステップＳ１２にて「ＮＯ」の場合）、タイムコードビット抽出手段２６は、内部時計計時手段２４が生成したバイナリデータのビット列の中から、タイムコードにおける当該カウント値が指し示す位置に該当するビットを抽出し（ステップＳ２０）、抽出したビットの値に従ってパルス幅を０．５秒及び０．８秒のいずれかに設定する（ステップＳ２２）。

【0056】

具体的には、当該ビット値が“１”の場合には、パルス幅は０．５秒とされる。そして、電圧信号の向きが設定周波数の状態に従って選択され（ステップＳ２４）、設定周波数４０ｋＨｚの場合、端子Ａ側に０．５秒のパルスが出力され（ステップＳ２６）、設定周波数６０ｋＨｚの場合、端子Ｂ側に０．５秒のパルスが出力される（ステップＳ２８）。

【0057】

また、当該ビット値が“０”の場合には、パルス幅は０．８秒とされる。そして、電圧信号の向きが設定周波数の状態に従って選択され（ステップＳ３０）、設定周波数４０ｋＨｚの場合、端子Ａ側に０．８秒のパルスが出力され（ステップＳ３２）、設定周波数６０ｋＨｚの場合、端子Ｂ側に０．８秒のパルスが出力される（ステップＳ３４）。

【0058】

親時計モジュール２は、ステップＳ１０での内部時計計時手段２４のカウントに連動して、ステップＳ１２～Ｓ３４の処理を繰り返す。また、内部時計計時手段２４でのカウントは通常、水晶発振回路により生成されたクロックを基準として行われる。親時計モジュール２は当該カウントの誤差が累積しないように、例えば、ステップＳ４～Ｓ８の処理を定期的に行う。

【0059】

図６は親時計モジュール２から出力される電圧信号、及び送信モジュール４から送信される電波についての概略の信号波形図である。図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ電圧信号が順向きの場合と逆向きの場合を示しており、それぞれの場合について、上から順に、親時計モジュール２の端子Ａの出力電位、端子Ｂの出力電位、送信モジュール４からの送信電波の振幅が、共通の時間軸で示されている。ちなみに、時間軸は水平方向であり、右向きが正の向きである。

【0060】

電圧信号が順向きである場合には、図６（ａ）に示すように、パルス出力手段３０から端子Ａにパルスが出力される。つまり、本実施形態ではＨレベルの出力期間に端子Ａの電位は２４Ｖとされ、Ｌレベルの出力期間に端子Ａの電位は０Ｖとされる。また、端子Ｂは０Ｖに維持される。一方、図６（ｂ）に示す電圧信号が逆向きである場合の端子Ａ，Ｂの電位変化は、図６（ａ）の場合と入れ替わって、端子Ｂにパルスが出力される。つまり、本実施形態ではＨレベルの出力期間に端子Ｂの電位は２４Ｖ、Ｌレベルの出力期間に端子Ｂの電位は０Ｖとされ、また端子Ａは０Ｖに維持される。

【0061】

電圧信号の向きがいずれの場合でも、送信モジュール４はＨレベルの期間にて振幅を有する断続波を送信する。なお、送信モジュール４が順接続状態であれば、送信周波数は、順向きの電圧信号の場合、４０ｋＨｚに設定され、逆向きの電圧信号の場合、６０ｋＨｚに設定される。一方、送信モジュール４が逆接続状態であれば、送信周波数は、順向きの電圧信号の場合、６０ｋＨｚに設定され、逆向きの電圧信号の場合、４０ｋＨｚに設定される。

【0062】

図７は送信モジュール４の模式的な斜視図である。送信モジュール４は、筐体６０内に図４に示す回路が収納された構造を有し、図７では筐体６０を透視して内部構造を示している。内部構造は支柱６２、回路基板６４、バーアンテナ６６を含んでいる。

【0063】

筐体６０は例えば、箱形であり、またバーアンテナ６６に対応する長手方向を有した直方体とすることができる。

【0064】

支柱６２は、例えば、筐体６０の直方体をなす内面のうちの１つ（底面とする。）に立設される。例えば、支柱６２はバーアンテナ６６の傍らに配置され、またバーアンテナ６６の長軸方向に間隔を設けて２つ配置される。

【0065】

回路基板６４には基本的に図４に示した回路のうちアンテナ５４以外の主要部分が実装される。バーアンテナ６６は送信モジュール４の回路のうちアンテナ５４に該当し、フェライトバーとその周囲の巻き線とを含み、巻き線は回路基板６４に接続され増幅回路５２から給電される。バーアンテナ６６は回路基板６４に例えば、結束帯６８で括り付けられる。結束帯６８は例えば、比較的広い幅でバーアンテナ６６の中央部に位置する。例えば、結束帯６８として熱収縮チューブが用いられる。

【0066】

１つに束ねられたバーアンテナ６６及び回路基板６４は、支柱によって筐体６０の内面から離して支持される。具体的には、回路基板６４が支柱６２に接続される。例えば、回路基板６４は平面視にて、バーアンテナ６６に沿って延在するアンテナ隣接部６４ａと、アンテナ隣接部６４ａからバーアンテナ６６の側方に突き出した部分であって支柱６２に固定される支柱取り付け部６４ｂとを有する。例えば、回路基板６４は、束ねられたバーアンテナ６６を下にして、支柱６２の上端部に取り付けられる。

【0067】

この構造では、バーアンテナ６６が筐体６０に接触した状態にないので、送信モジュール４に外部から衝撃が加わった際に、当該衝撃はバーアンテナ６６に直接及ばず、支柱６２の撓みや、片持ち梁構造をなす回路基板６４の撓み、さらに結束帯６８の柔軟性により緩和されてバーアンテナ６６に伝わる。よって、フェライトバーが折れるといったバーアンテナ６６の破損が起こりにくくなる。つまり、送信モジュール４が衝撃に強い構造となることで、設置時の取り扱いが容易となる。

【0068】

［第２の実施形態］
図１に示した標準電波配信装置１の構成のうち、第２の実施形態の親時計モジュール２及び伝送線６は第１の実施形態と共通であり、これらに関しては第１の実施形態についての上述の説明を援用することができる。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は送信モジュール４にあり、以下、この相違点を中心に説明する。説明の便宜上、第２の実施形態では、送信モジュールの符号は“４Ｂ”とする。

【0069】

図８は第２の実施形態に係る送信モジュール４Ｂの概略の回路構成を示す図である。送信モジュール４Ｂはブリッジ回路４０、定電圧レギュレータ４２、水晶発振回路８０、制御回路８２、モータードライバ８４、ローパスフィルタ８６及びアンテナ５４を備える。

【0070】

水晶発振回路８０は第１の標準周波数である４０ｋＨｚと第２の標準周波数である６０ｋＨｚとの公倍数を有する逓倍発振信号を生成する。例えば、水晶発振回路８０は逓倍発振信号として１２ＭＨｚのクロック信号を生成する。

【0071】

制御回路８２は、切替信号生成回路４８から入力される切替制御信号に基づいて第１及び第２の標準周波数のどちらかを選択し、当該選択した標準周波数の発振信号を逓倍発振信号から生成する周波数変換回路としての機能を果たす。例えば、制御回路８２は１２ＭＨｚの逓倍発振信号を１／３００に分周して４０ｋＨｚの発振信号を生成し、また、１／２００に分周して６０ｋＨｚの発振信号を生成する。例えば、制御回路８２はマイクロプロセッサを用いて構成され、切替信号生成回路４８は制御回路８２にて論理値を表す電圧にて切替制御信号を生成し制御回路８２に入力する。具体的には、切替信号生成回路４８は、φ_Ｐ＞φ_Ｑの場合には、論理状態「Ｈ」を表す所定の正電圧を出力し、φ_Ｐ＜φ_Ｑの場合には、論理状態「Ｌ」を表す０Ｖを出力する。

【0072】

モータードライバ８４、ローパスフィルタ８６及びアンテナ５４は周波数変換回路である制御回路８２から出力される発振信号を電波に変換して送信する送信部である。モータードライバ８４は制御回路８２が出力する発振信号を電流増幅してアンテナ５４に給電する。つまり、送信モジュール４Ｂはモータードライバ８４を、モーターを駆動するためではなくアンテナの駆動回路として用いている。モータードライバ８４を用いることで、コイル型のアンテナ５４に対して大きな電流量で正負の極性における駆動が可能であり、その結果、送信モジュール４Ｂは広範囲に電波を出力することができる。モータードライバ８４は入力された発振信号から正極性の発振信号とそれを反転させた負極性の発振信号とを生成し平衡出力する。ローパスフィルタ８６は例えば、ＣＲローパスフィルタで構成され、モータードライバ８４の両極出力から出力される発振信号に含まれ得る高調波を除去し、アンテナ５４は高調波を除去された発振信号を入力され電波として送出する。

【0073】

制御回路８２やモータードライバ８４はデジタル回路で構成することができ、それをＩＣ化することで回路構成、ひいては送信モジュール４Ｂの小型化を図ることができる。

【0074】

なお、定電圧レギュレータ４２は第１の実施形態と同様、パルス出力手段３０でのＨレベルの出力期間にのみ電源として機能する。よって、制御回路８２等は定電圧レギュレータ４２から電源を供給されると動作し、その供給が止まると動作を停止し、送信モジュール４Ｂから送信される模擬標準電波は第１の実施形態と同様、断続波となる。図９は送信モジュール４Ｂの制御回路８２の概略の動作を説明するフロー図である。制御回路８２は、定電圧レギュレータ４２から電源を供給されると、電源投入状態となって動作を開始する（ステップＳ４０）。制御回路８２は、切替信号生成回路４８からの切替制御信号がＨレベルであれば（ステップＳ４２にて「ＹＥＳ」の場合）、水晶発振回路８０からのクロック信号を分周して４０ｋＨｚの発振信号を出力し（ステップＳ４４）、一方、切替制御信号がＬレベルであれば（ステップＳ４２にて「ＮＯ」の場合）、水晶発振回路８０からのクロック信号を分周して６０ｋＨｚの発振信号を出力する（ステップＳ４６）。

【0075】

また、送信モジュール４Ｂと伝送線６との接続の仕方は、第１の実施形態と同様、順接続状態と逆接続状態との２通りから選択することができ、それにより、送信される模擬標準電波の周波数を切り替えることができる。

【0076】

［第３の実施形態］
第３の実施形態においても第１又は第２の実施形態と共通の構成要素については上述の説明を援用することができ、以下、第３の実施形態について第１、第２の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0077】

上述した第１及び第２の実施形態の標準電波配信装置１は、送信モジュール４から模擬標準電波として断続波を出力する。つまり、親時計モジュール２におけるＬレベルの期間にて電波の振幅は０としている。これに対して、第３の実施形態の標準電波配信装置１は、親時計モジュール２におけるＬレベルの期間での電波の振幅を０とせず、Ｈレベルの出力時の電波（信号波）より小さい振幅を有する残留波を出力する。機能上の相違点に対応する構成上の相違点は親時計モジュール２のパルス出力手段３０と、送信モジュール４とにあり、説明の便宜上、第３の実施形態におけるパルス出力手段３０の符号は“３０Ｃ”とし、また、送信モジュール４の符号は“４Ｃ”とする。

【0078】

パルス出力手段３０Ｃは、タイムコードビット抽出手段２６で設定されたパルス幅を有するパルス（正相パルスと呼ぶ。）と、正相パルスとは逆相のパルス（逆相パルスと呼ぶ。）とを生成し、それらを端子Ａ，Ｂから伝送線６へ出力する。

【0079】

例えば、正相パルスは第１及び第２の実施形態と同じとすることができ、タイムコードを表すパルス信号のＨレベルに対応して高電位φ_Ｈとなり、タイムコードを表すパルス信号のＬレベルに対応して低電位φ_Ｌとなる。なお、φ_Ｈ，φ_Ｌは本実施形態においても２４Ｖ，０Ｖとする。一方、逆相パルスはタイムコードを表すパルス信号のＨレベルに対応してφ_Ｌとなり、タイムコードを表すパルス信号のＬレベルに対応してφ_Ｈとなる。

【0080】

伝送線６に出力する電圧信号の向きが出力極性切替手段２８により順向きに設定された場合には、パルス出力手段３０Ｃは端子Ａから正相パルスを出力し、かつ端子Ｂから逆相パルスを出力する。つまり、親時計モジュール２から伝送線６への電圧信号において、タイムコードを表すパルス信号のＨレベルに対応して出力される状態を第１の電圧状態とし、Ｌレベルに対応して出力される状態を第２の電圧状態とすると、順向きの電圧信号では第１の電圧状態は、端子Ａがφ_Ｈ、端子Ｂがφ_Ｌとなる状態であり、第２の電圧状態は、端子Ａがφ_Ｌ、端子Ｂがφ_Ｈとなる状態である。逆向きの電圧信号では端子Ａ，Ｂの電位が順向きの場合と逆になるだけであり、端子Ｂから正相パルス、端子Ｂから逆相パルスが出力される。つまり、端子Ａ，Ｂそれぞれが第１の電圧状態ではφ_Ｌ，φ_Ｈとなり、第２の電圧状態ではφ_Ｈ，φ_Ｌとなる。すなわち、電圧信号の順向き、逆向きに関わらず、第１及び第２の電圧状態のいずれにおいても、伝送線６の電線６ａ，６ｂ間にはφ_Ｈとφ_Ｌとの電位差２４Ｖが印加され、送信モジュール４Ｃの定電圧レギュレータ４２は電源として機能し、よって、送信モジュール４Ｃが動作する。これにより送信モジュール４Ｃは残留波を生成可能となる。

【0081】

図１０は第３の実施形態に係る送信モジュール４Ｃの概略の回路構成を示す図である。送信モジュール４Ｃは、図８に示す第２の実施形態の送信モジュール４Ｂの構成に加えて、電源電圧切替回路９０を有する。

【0082】

上述した第１及び第２の実施形態では、定電圧レギュレータ４２のオン／オフに応じて電波の振幅が切り替わり断続波が得られた。これに対して、本実施形態では、第１及び第２の電圧状態のいずれでも定電圧レギュレータ４２が動作することで残留波を生成することが可能となる反面、定電圧レギュレータ４２のオン／オフに基づいて電波の振幅を切り替えることができない。そこで、制御回路８２により、伝送線６から送信モジュール４Ｃに入力された電圧信号が第１及び第２の電圧状態のいずれであるかを判定する判定手段を構成し、その判定結果に基づいて電波の振幅を制御する。

【0083】

電源電圧切替回路９０はモータードライバ８４、ローパスフィルタ８６及びアンテナ５４と共に送信手段を構成し、当該送信手段は、標準周波数の電波として、第１の電圧状態では第１の振幅を有する信号波を送信し、第２の電圧状態では第１の振幅に対して所定割合に減じた第２の振幅を有する残留波を送信する。具体的には、電源電圧切替回路９０は制御回路８２から判定結果に応じた切替制御信号を入力され、判定結果が第１の電圧状態である期間には例えば、定電圧レギュレータ４２の出力電圧をモータードライバ８４に供給し、一方、第２の電圧状態である期間におけるモータードライバ８４への供給電圧は、第１の電圧状態での電圧より低減する。これにより、制御回路８２からモータードライバ８４に入力された発振信号は、第２の電圧状態の期間には第１の電圧状態の期間より振幅を小さくされてアンテナ５４へ出力され、残留波の送信が実現される。標準電波の諸元に即して残留波を出力することで、電波時計において連続的に模擬標準電波を受信でき、受信信号を検波した検波波形も連続性を保つことができるため、送信周波数が断続する際に発生するノイズが無く、安定した受信が可能になる。なお、第２の振幅は、上述した標準電波の諸元に対応して、第１の振幅の１０％に設定することができるが、送信モジュール４Ｃの送信電波出力、送信電波の到達範囲、到達範囲における遮蔽物の多さ、などの条件に合わせて調整しても良い。

【0084】

図１１は第３の実施形態の親時計モジュール２における動作・処理の概略のフロー図である。図１１にて、第１の実施形態にて説明した図５と同様の動作・処理には同一の符号を付している。図１１において、パルス出力手段３０Ｃに関する動作・処理に図５との相違点があり、具体的には図５のステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ３２，Ｓ３４では端子Ａ，Ｂの一方にしかパルスを出力しないのに対し、図１１ではそれぞれ端子Ａ，Ｂの両方にパルスを出力する処理であるステップＳ１６Ｃ，Ｓ１８Ｃ，Ｓ２６Ｃ，Ｓ２８Ｃ，Ｓ３２Ｃ，Ｓ３４Ｃに置き換わる。

【0085】

つまり、ステップＳ１４，Ｓ２４，Ｓ３０にて設定周波数４０ｋＨｚの場合には、パルス出力手段３０ＣはステップＳ１６Ｃ，Ｓ２６Ｃ，Ｓ３２Ｃにて、それぞれステップＳ１６，Ｓ２６，Ｓ３２と同様、端子Ａに正相パルスを出力する一方、さらに端子Ｂに逆相パルスを出力する。また、ステップＳ１４，Ｓ２４，Ｓ３０にて設定周波数６０ｋＨｚの場合には、パルス出力手段３０ＣはステップＳ１８Ｃ，Ｓ２８Ｃ，Ｓ３４Ｃにて、それぞれステップＳ１６，Ｓ２６，Ｓ３２と同様、端子Ｂに正相パルスを出力する一方、さらに端子Ａに逆相パルスを出力する。それぞれの場合のパルス幅は図５の場合と同じである。

【0086】

図１２は第３の実施形態の親時計モジュール２から出力される電圧信号、及び送信モジュール４Ｃから送信される電波についての概略の信号波形図である。表現の仕方は図６と同じであり、図１２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ電圧信号が順向きの場合と逆向きの場合を示している。

【0087】

電圧信号が順向きである場合には、図１２（ａ）に示すように、パルス出力手段３０Ｃから端子Ａに正相パルスが出力され、端子Ｂに逆相パルスが出力される。つまり、既に述べたように、本実施形態ではタイムコードのＨレベルの出力期間に端子Ａ，Ｂそれぞれの電位は２４Ｖ，０Ｖとされ、Ｌレベルの出力期間に端子Ａ，Ｂそれぞれの電位は０Ｖ，２４Ｖとされる。一方、図１２（ｂ）に示す電圧信号が逆向きである場合の端子Ａ，Ｂの電位変化は、図１２（ａ）の場合と入れ替わって、端子Ｂに正相パルス、端子Ａに逆相パルスが出力される。つまり、端子Ａ，Ｂそれぞれの電位はＨレベルの出力期間に０Ｖ，２４Ｖとされ、Ｌレベルの出力期間に２４Ｖ，０Ｖとされる。

【0088】

送信モジュール４ＣはＨレベルの期間にて大きな振幅を有する電波を信号波として送信し、Ｌレベルの期間にて小さな振幅を有する電波を残留波として送信する。なお、送信モジュール４Ｃが順接続状態であれば、送信周波数は、順向きの電圧信号の場合には４０ｋＨｚに設定され、逆向きの電圧信号の場合には６０ｋＨｚに設定される。一方、送信モジュール４が逆接続状態であれば、送信周波数は、順向きの電圧信号にて６０ｋＨｚに設定され、逆向きの電圧信号にて４０ｋＨｚに設定される。

【0089】

図１３は送信モジュール４Ｃの制御回路８２の動作に関する概略のフロー図である。上述の判定手段は、送信モジュール４Ｃに入力された電圧信号にて、その変化パターンに基づいて、タイムコード内に所定形式で配置されるマーカーＭ又はポジションマーカーＰ０～Ｐ５のパルスを検出し、当該パルスに対応する電圧状態を第１の電圧状態と判定する構成とすることができ、本実施形態では判定手段として制御回路８２は、Ｐ０～Ｐ５のパルスを検出する。

【0090】

そのために、制御回路８２は切替信号生成回路４８から入力される切替制御信号に基づいて端子Ｐの電位φ_Ｐを継続的に監視する（ステップＳ５０）。親時計モジュール２からの電圧信号の電圧状態の切り替わりに伴って電位φ_Ｐが変化すると（ステップＳ５０にて「ＹＥＳ」の場合）、制御回路８２はその変化前の電位φ_Ｐに関し、０．２秒の持続時間の状態が１０秒の周期で現れたかを判断する（ステップＳ５４，Ｓ５６，Ｓ６０，Ｓ６２）。これにより、ポジションマーカーのパルスのタイミングが検出でき、そのタイミングでの電位φ_Ｐが電圧信号の第１の電圧状態を表すことが分かる。

【0091】

具体的には、変化後のφ_Ｐがφ_Ｌであれば（ステップＳ５２にて「ＹＥＳ」の場合）、その直前におけるφ_Ｐ＝φ_Ｈの状態の時間幅が０．２秒であり、さらにその前における０．２秒幅のφ_Ｐ＝φ_Ｈの状態の検知からの経過時間が１０秒であれば（ステップＳ５４及びＳ５６にて「ＹＥＳ」の場合）、φ_Ｐ＝φ_Ｈが電圧信号の第１の電圧状態に対応する。これは、順向きの電圧信号に対し送信モジュール４Ｃが順接続状態であるか、逆向きの電圧信号に対し送信モジュール４Ｃが逆接続状態である場合であり、この場合、制御回路８２は模擬標準電波の周波数として第１の標準周波数（４０ｋＨｚ）を選択し、水晶発振回路８０からのクロックを分周して生成する出力クロックの周波数を４０ｋＨｚに設定し、当該出力クロックをモータードライバ８４へ発振信号として供給する（ステップＳ５８）。

【0092】

一方、変化後のφ_Ｐがφ_Ｈであれば（ステップＳ５２にて「ＮＯ」の場合）、その直前におけるφ_Ｐ＝φ_Ｌの状態の時間幅が０．２秒で、かつ前回の０．２秒幅のφ_Ｐ＝φ_Ｌの状態の検知から１０秒であれば（ステップＳ６０及びＳ６２にて「ＹＥＳ」の場合）、φ_Ｐ＝φ_Ｌが第１の電圧状態に対応する。これは、送信モジュール４Ｃが順向きの電圧信号に対し逆接続状態、又は逆向きの電圧信号に対し順接続状態である場合であり、制御回路８２は模擬標準電波の周波数として第２の標準周波数（６０ｋＨｚ）を選択し、出力クロックの周波数を６０ｋＨｚに設定し、当該出力クロックをモータードライバ８４へ供給する（ステップＳ６４）。

【0093】

ここで、ポジションマーカーのタイミングが検出できない場合には（ステップＳ５４，Ｓ５６，Ｓ６０，Ｓ６２にて「ＮＯ」の場合）、標準周波数が設定されない。この場合（ステップＳ６６にて「ＮＯ」の場合）、制御回路８２は処理をステップＳ５０から繰り返す。

【0094】

一方、ステップＳ５８又はＳ６４にて標準周波数が設定された場合（ステップＳ６６にて「ＹＥＳ」の場合）、制御回路８２は、第１の電圧状態か第２の電圧状態かの判定結果に応じて振幅を切り替えつつ、設定された標準周波数で模擬標準電波を送信する処理（ステップＳ７０～Ｓ８２）を開始する。振幅の切り替えは、制御回路８２が判定結果に応じて電源電圧切替回路９０に切替制御信号を送り、電源電圧切替回路９０の出力電圧を所定の高電圧とするか所定の低電圧とするかを切り替えることで行われる。

【0095】

具体的には、制御回路８２は、φ_Ｐがφ_Ｈである期間には（ステップＳ７０にて「ＹＥＳ」の場合）、設定周波数が４０ｋＨｚであれば（ステップＳ７２）、電源電圧切替回路９０を高電圧側に設定し（ステップＳ７４）、設定周波数が６０ｋＨｚであれば（ステップＳ７２）、電源電圧切替回路９０を低電圧側に設定する（ステップＳ７６）。また、φ_Ｐがφ_Ｌである期間には（ステップＳ７０にて「ＮＯ」の場合）、設定周波数が４０ｋＨｚであれば（ステップＳ７８）、電源電圧切替回路９０を低電圧側に設定し（ステップＳ８０）、設定周波数が６０ｋＨｚであれば（ステップＳ７８）、電源電圧切替回路９０を高電圧側に設定する（ステップＳ８２）。

【0096】

ステップＳ７０～Ｓ８２はループ処理で繰り返され、φ_Ｐが切り替わるごとに振幅の切り替えが行われる。これにより、親時計モジュール２にて生成するタイムコードに対応した模擬標準電波が生成される。

【0097】

［変形例］
（１）第１実施形態では、電圧信号の第１及び第２の電圧状態は、それぞれ端子Ａ，Ｂ間の電圧が２４Ｖ，０Ｖとなる状態である構成例を説明したが、第１～第３の実施形態において、電圧信号の第１及び第２の電圧状態はその例に限定されない。

【0098】

例えば、第１及び第２の実施形態では、第１の電圧状態は送信モジュール４，４Ｂが動作する閾値以上の電圧であればよく、また第２の電圧状態は当該閾値未満の電圧であればよく、これにより、送信モジュール４，４Ｂは、電圧信号が第１の電圧状態である場合に動作して標準周波数の電波を送信する一方、第２の電圧状態である場合には動作を停止する上述と同様の構成が得られる。

【0099】

また、第３の実施形態では、例えば、順向きの電圧信号にて、第１の電圧状態を端子Ａの電位φ_Ａ１＝２４Ｖ、端子Ｂの電位φ_Ｂ１＝０Ｖの状態とし、第２の電圧状態を端子Ａの電位φ_Ａ２＝０Ｖ、端子Ｂの電位φ_Ｂ２＝２４Ｖの状態とする例を説明した。しかし、この例に限らず、電位差｜φ_Ａ１－φ_Ｂ１｜及び｜φ_Ａ２－φ_Ｂ２｜がそれぞれ送信モジュール４Ｃが動作する閾値以上の電圧であれば、第３の実施形態で述べた残留波を出力する構成が実現可能である。

【0100】

（２）第３の実施形態では、φ_Ａ１＝φ_Ｂ２，φ_Ａ２＝φ_Ｂ１であり、電圧信号の向き（順向き、逆向き）の反転や送信モジュール４Ｃの伝送線６への接続状態（順接続状態、逆接続状態）の反転に対して、電圧信号の電位関係が対称である。そのため、送信モジュール４Ｃは、電圧信号の電位関係に頼らずに、電圧信号の変化パターンに基づいて第１の電圧状態を判定し、送信電波の振幅の切り替えなどを行っている。

【0101】

しかし、例えば、φ_Ａ１≠φ_Ｂ２に設定するなどして、電圧信号の電位関係を第１の電圧状態と第２の電圧状態とで非対称とすれば、送信モジュール４Ｃにて当該電位関係から第１の電位状態を判定することが可能である。つまり、第３の実施形態にて、送信モジュールに入力された電圧信号が第１及び第２の電圧状態のいずれであるかを判定する判定手段を、電圧信号の変化パターンに頼らない構成とすることができ、当該判定手段を用いて第３の実施形態で説明した残留波を送信する標準電波配信装置１を実現することができる。

【0102】

（３）上記実施形態では、標準電波配信装置１の送信する標準周波数およびタイムコードとして、日本における標準電波を例に説明してきたが、特にこれには限られず、例えば、ＷＷＶＢ（米国 ６０ｋＨｚ）、ＤＣＦ７７（ドイツ ７７.５ｋＨｚ）など、他国の標準周波数およびタイムコードを用いても良い。また、近年の電波時計は日本の標準電波のみならず、ＷＷＶＢ、ＤＣＦ７７といった複数種類の標準電波を受信可能なものも多くなっているため、標準電波配信装置１は複数種類の模擬標準電波を送信可能な構成とし、送信モジュール４の電波ノイズ環境などに応じて、それら複数種類の模擬標準電波を切り替えて送信するようにしても良い。

【符号の説明】

【0103】

１ 標準電波配信装置、２ 親時計モジュール、４ 送信モジュール、６ 伝送線、６ａ，６ｂ 電線、８ 電波時計、２０ 受信手段、２２ 時刻修正手段、２４ 内部時計計時手段、２６ タイムコードビット抽出手段、２８ 出力極性切替手段、３０ パルス出力手段、４０ ブリッジ回路、４２ 定電圧レギュレータ、４４ ４０ｋＨｚ発振回路、４６ ６０ｋＨｚ発振回路、４８ 切替信号生成回路、５０ アナログスイッチ、５２ 増幅回路、５４ アンテナ、６０ 筐体、６２ 支柱、６４ 回路基板、６６ バーアンテナ、６８ 結束帯、８０ 水晶発振回路、８２ 制御回路、８４ モータードライバ、８６ ローパスフィルタ、９０ 電源電圧切替回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】