无线电表

申请号 CN200710126427.6 申请日 2007-06-07 公开(公告)号 CN101086659A 公开(公告)日 2007-12-12
申请人 精工爱普生株式会社; 发明人 D·梅尔策尔; G·布卢姆;
摘要 利用单个计时源在无线电控制计时设备中接收至少一个无线电 信号 的设备、 电路 和方法。本 发明 有利地消除了提供附加计时源来接受至少一个无线 电信号 的需要,因此降低了材料成本并且消除了许多工程挑战。
权利要求

1.一种无线电控制计时设备,包括:
a)无线电接收器,配置为(i)接收源自于基准计时信号的本地 载波信号和至少一个调制时间码信号,以及(ii)从所述本地载波信 号和所述至少一个调制时间码信号产生时间码信号;
b)解码器,配置为(i)接收所述时间码信号,以及(ii)由此 产生时间设置和/或校正信号;以及
c)计时机构,配置为接收(i)源自于所述基准计时信号的实时 信号以及(ii)所述时间设置和/或校正信号。
2.如权利要求1所述的设备,还包括实时信号发生器,所述实 时信号发生器配置为(i)接收所述基准计时信号,以及(ii)由此产 生所述实时信号。
3.如权利要求2所述的设备,其中所述实时信号发生器还包括 配置为产生所述实时信号的至少一个除法器。
4.如权利要求1所述的设备,还包括频率合成器,所述频率合 成器配置为(i)接收所述基准计时信号,以及(ii)由此产生所述本 地载波信号。
5.如权利要求4所述的设备,其中所述频率合成器还包括:
a)相环;以及
b)至少一个除法器。
6.如权利要求5所述的设备,其中所述除法器具有由频率控制 信号确定的比率。
7.如权利要求1所述的设备,还包括配置为接收和/或放大所述 至少一个调制时间码信号的至少一个天线和/或至少一个放大器
8.如权利要求1所述的设备,其中所述调制时间码信号具有从 大约40kHz到大约77.5kHz的频率。
9.如权利要求1所述的设备,其中所述时间码信号是用至少当 前时间编码的。
10.如权利要求1所述的设备,其中所述解码器包含在微处理器、 逻辑阵列单元或专用集成电路内。
11.如权利要求1所述的设备,其中所述计时机构配置为使所述 实时信号和所述时间设置和/或校正信号同步。
12.一种用于无线电控制计时设备的电路,包括:
a)频率合成器,配置为(i)接收基准计时信号和可选频率控制 信号,以及(ii)从所述基准计时信号和所述可选频率控制信号产生 本地载波信号;以及b)无线电接收器,配置为(i)接收所述本地载波信号和所述至 少一个调制时间码信号,以及(ii)从所述本地载波信号和所述至少 一个调制时间码信号产生时间码信号。
13.如权利要求12所述的电路,还包括基准计时信号源。
14.如权利要求12所述的电路,还包括解码器,所述解码器配 置为(i)接收所述时间码信号,以及(ii)由此产生时间设置和/或 校正信号。
15.如权利要求12所述的电路,还包括配置为放大所述至少一 个调制时间码信号的至少一个放大器。
16.如权利要求12所述的电路,还包括实时信号发生器,所述 实时信号发生器配置为(i)接收所述基准计时信号,以及(ii)由此 产生实时信号。
17.如权利要求16所述的电路,其中所述实时信号发生器还包 括配置为产生所述实时信号的至少一个除法器。
18.如权利要求12所述的电路,还包括配置为接收和/或放大所 述至少一个调制时间码信号的至少一个天线和/或至少一个放大器。
19.如权利要求12所述的电路,其中所述频率合成器还包括:
a)锁相环;以及
b)至少一个除法器。
20.如权利要求12所述的电路,其中所述调制时间码信号具有 从大约40kHz到大约100kHz的频率。

说明书全文

技术领域

发明一般涉及无线电控制时钟的领域。更具体地说,本发明的 实施例涉及利用单个基准计时源在无线电控制时钟中接收至少一个 无线电信号的设备、电路和方法。

背景技术

无线电控制时钟是能够通过接收和解码特计时间码信号来调整它 的时间的钟表。时间码信号用当前时间和日期编码并且还可以包含 夏令时和/或闰年指示符。时间码信号还可以包含用于保证准确接收 的奇偶校验位。一般地,此时间码信号调制用政府建立的无线电台 发射的低频载波信号。全世界有几个政府建立了一个或多个无线电 台,以广播这种时间码信号,包括:美国60kHz的WWVB广播;英 国60kHz的MSF广播;德国77.5kHz的DCF77广播;日本40kHz(在 Fukushima地区发射)和60kHz(在Saga地区和Fukoka地区的边界 发射)的JJY广播;中国68.5kHz的BPC广播;瑞士75kHz的HGB 广播;以及俄国东部50kHz的RTZ广播。另外,LORAN-C导航系 统(在100kHz广播)中的一些发射器发射时间码信号,该时间码信 号与协调世界时(UTC)同步。这些无线电台中的每一个以基本上 相同的方式调制载波:降低载波脉宽调制。但是,因为不同的无线 电台一般在不同频率上广播时间码信号,因此市面上在超过一个位 置和/或国家工作的无线电控制时钟需要设计成能接收多个频率的时 间码信号。
通过用时间码信号调制载波信号来产生广播时间码信号。一般, 调制通过以下步骤完成:将载波信号定到精确的振荡器(比如铯 振荡器);参考国家时间源(比如UTC)产生至少包含当前时间和 日期的60位时间码;以及根据特计时间码位的调制值,在预计时间 降低和恢复载波功率。
许多无线电控制时钟包含用于记时目的的一个石英晶体以及用于 解调广播时间码信号的至少一个附加石英晶体。用于记时目的的石 英晶体常常进行分频以建立驱动显示机制的每秒一个脉冲的信号。 用于解调广播时间码信号的石英晶体的频率与要接收的特定无线电 台的频率相关。
图1显示市面上用于在单个位置和/或国家工作的常规无线电控 制时钟的实例。第一石英晶体11与振荡器电路12连接,以提供基 准计时信号13。一般地,这个第一石英晶体11具有32768Hz的谐振 频率。振荡器电路12还连接到分频器20,分频器20产生实时信号 21。实时信号21用来驱动计时机构30,并且一般具有每秒一个脉冲 的频率。低频广播时间码信号41由天线42接收,并且由RF放大器 43放大,以产生调制时间码信号44。RF放大器43连接到第二石英 晶体51,以产生时间码信号55。第二石英晶体51的谐振频率由规 定无线电控制时钟在其中工作的位置和/或国家确定。例如,市面上 用于在美国工作的单元可以具有谐振频率为60kHz的第二石英晶体 51。时间码信号55由无线电接收器/时间码解码器60接收,60产生 时间设置和/或校正信号61。计时机构30通过接收时间设置和/或校 正信号61,可因此与广播时间码信号41同步。
最近的无线电控制时钟上市,用于在多个位置和/或国家中工作, 因此能够接收不同频率的多个广播时间码信号。图2显示常规的多 信道无线电控制时钟如何可以不同于常规的单信道无线电控制时钟 的实例。低频广播时间码信号141由天线142接收,并且由RF放大 器143放大,RF放大器143产生调制时间码信号144。石英晶体矩 阵150接收调制时间码信号144。石英晶体矩阵可以包括石英晶体 151、152、153,用于将调制时间码信号144转换为时间码信号155。 例如,市面上用于在美国、日本和德国工作的无线电控制时钟可以 具有谐振频率为60kHz、40kHz和77.5kHz的各个石英晶体。开关矩 阵154确定电连接多个石英晶体151、152、153中的哪个,并由可 选频率控制信号170配置。但是,在一些实现中,石英晶体151、152、 153全部电连接,并因此开关矩阵154不是必需的。在这种实现中, 无线电控制时钟将用于仅存在一个广播时间码信号141的位置,并 因此有效的时间码信号155将仅通过石英晶体151、152、153之一 产生。类似于常规的单信道无线电控制时钟,时间码信号155由无 线电接收器/时间码解码器160接收,以产生时间设置和/或校正信号 161。除了用于石英晶体矩阵的多个石英晶体,常规的多信道无线电 控制时钟还可具有附加石英晶体,以产生实时信号21,如图1所示。
石英晶体用于常规的无线电时钟,因为它们具有非常高的频率稳 定度。利用石英晶体产生实时信号导致钟表保持非常准确的时间。 石英晶体的固有稳定度还提高了准确解调广播时间码信号的可能 性,因为广播时间码信号的载波锁定到非常稳定的铯振荡器。但是, 包含多个石英晶体显著地提高了成本以及这种无线电控制时钟的大 小。常规的石英晶体无线电控制时钟可包含高达N+1个石英晶体, 其中N是石英晶体无线电控制时钟配置为接收的无线电频率的数 目。例如,市面上供美国、日本和德国使用的无线电控制时钟可包 含高达四个石英晶体。除了提高了产品成本,还存在工程和生产困 难:多个石英晶体需要安装在装置内。因此,在无线电控制时钟中 用多个石英晶体可能是不利的,因为提高了材料成本和工程挑战。
因此,存在对一种无线电控制时钟的需要,它能够接收任何多个 频率的无线电信号,但是允许利用单个石英晶体。

发明内容

本发明的实施例涉及利用单个基准计时源在无线电控制时钟中接 收至少一个无线电信号的设备、电路和方法。
在一个方面,本发明涉及无线电控制计时设备,它可包括:无线 电接收器,配置为(i)接收源自于基准计时信号的本地载波信号和 至少一个调制时间码信号,以及(ii)从所述本地载波信号和至少一 个调制时间码信号产生时间码信号;解码器,配置为(i)接收所述 时间码信号,以及(ii)由此产生时间设置和/或校正信号;以及计时 机构,配置为接收(i)源自于所述基准计时信号的实时信号,以及 (ii)时间设置和/或校正信号。
在另一个方面,本发明涉及用于无线电控制计时设备的电路,它 可包括:基准计时信号源;频率合成器,配置为(i)接收基准计时 信号和可选频率控制信号,以及(ii)从所述基准计时信号和可选频 率控制信号产生本地载波信号;无线电接收器,配置为(i)接收所 述本地载波信号和至少一个调制时间码信号,以及(ii)从所述本地 载波信号和至少一个调制时间码信号产生时间码信号;以及解码器, 配置为(i)接收所述时间码信号,以及(ii)由此产生时间设置和/ 或校正信号。
在又一个方面,本发明涉及用于无线电控制计时设备的电路,它 可包括:频率合成器,配置为(i)接收基准计时信号和可选频率控 制信号,以及(ii)从所述基准计时信号和可选频率控制信号产生本 地载波信号;以及无线电接收器,配置为(i)接收所述本地载波信 号和至少一个调制时间码信号,以及(ii)从所述本地载波信号和至 少一个调制时间码信号产生时间码信号。
在另一个方面,本发明涉及同步无线电控制计时设备的方法,它 可包括:将基准计时信号乘以和/或除以第一比率,以产生实时信号; 将所述基准计时信号乘以和/或除以第二比率,以产生本地载波信号; 从所述本地载波信号和至少一个调制时间码信号产生时间码信号; 以及对所述时间码信号解码以产生时间设置和/或校正信号。
本发明有利地提供了一种经济的方法,来利用单个基准计时源在 无线电控制时钟中接收至少一个无线电信号。此外,本发明有利地 提供了一种无线电控制时钟的新颖实现,它能够接收在多个频率上 广播的时间码信号。本发明的这些及其它优点根据以下优选实施例 的详细说明容易地变得显而易见。
附图说明
图1是显示常规的单信道无线电控制时钟的简图,该时钟利用一 个石英晶体来解调调制的时间码信号。
图2是显示常规的多信道无线电控制时钟的一部分的简图,其中 图1单个石英晶体用多个石英晶体替代,以解调调制的时间码信号。
图3是显示本发明的多信道无线电控制时钟的简图。
图4是显示根据本发明的频率合成器的实现的简图。
图5是显示根据本发明的无线电接收器/时间码解码器的实现的 简图。

具体实施方式

现在将对本发明的优选实施例进行详细描述,其中的实例在附图 中给出。虽然本发明将连同优选实施例进行描述,但应该理解,它 们并不旨在将本发明限制在这些实施例的范围内。相反,本发明用 于覆盖如所附权利要求定义的本发明的精神和范围内包括的那些备 选、修改和等效内容。此外,在下面的本发明详细说明中,阐明了 许多细节,以提供对本发明的透彻理解。但是,对本领域技术人员 显而易见的是,本发明可以不用这些细节实践。另外,没有对众所 周知的方法、过程、组件和电路进行详细描述,以免不必要地模糊 本发明的各个方面。
为了方便和简明起见,术语“数据”、“信号”以及“多个信号” 可以可交换地使用,同样可交换使用的还有术语“连接到”、“耦 合”,“耦合到”以及“与...通信”(这些术语还表示连接、耦合 和/或通信部件之间直接和/或间接的关系,除非术语的使用上下文明 白地指示了),但是这些术语还一般地给出它们在本领域认可的意 义。此外,为了方便和简明起见,术语“计算”、“核算”、”确定”、 “处理”、“控制”、“转换”、“操作”、“显示”以及“设置”(等 等)可以可交换地使用,以及泛指计算机、数据处理系统、逻辑电 路或者类似处理装置(例如电、光或者量子计算或者处理装置)的 动作和过程,它们控制和转换表示为物理(例如电子)量的数据。 术语指的是处理装置的动作、操作和/或过程,它们将系统或者结构 (例如寄存器、存储器、其它这种信息存储器、传输或显示装置等 等)的组件内的物理量控制或者转换为类似地表示为相同或者不同 系统或者结构的其它组件内的物理量的其它数据。
本发明涉及用单个时钟源在无线电控制计时设备中接收至少一个 无线电信号的设备、电路和方法。在本发明的一个方面,无线电控 制计时设备可包括:无线电接收器,配置为(i)接收源自于基准计 时信号的本地载波信号和至少一个调制时间码信号,以及(ii)从本 地载波信号和至少一个调制时间码信号产生时间码信号;解码器, 配置为(i)接收时间码信号,以及(ii)由此产生时间设置和/或校 正信号;以及计时机构,配置为接收(i)源自于基准计时信号的实 时信号以及(ii)时间设置和/或校正信号。
本发明的另一个方面涉及用于无线电控制计时设备的电路,它可 包括:基准计时信号源;频率合成器,配置为(i)接收基准计时信 号和可选频率控制信号,以及(ii)从基准计时信号和可选频率控制 信号产生本地载波信号;无线电接收器,配置为(i)接收本地载波 信号和至少一个调制时间码信号,以及(ii)从本地载波信号和至少 一个调制时间码信号产生时间码信号;以及解码器,配置为(i)接 收时间码信号,以及(ii)由此产生时间设置和/或校正信号。
本发明的又一个方面涉及用于无线电控制计时设备的电路,它可 包括:频率合成器,配置为(i)接收基准计时信号和可选频率控制 信号,以及(ii)从基准计时信号和可选频率控制信号产生本地载波 信号;以及无线电接收器,配置为(i)接收本地载波信号和至少一 个调制时间码信号,以及(ii)从本地载波信号和至少一个调制时间 码信号产生时间码信号。
本发明的另一个方面涉及同步无线电控制计时设备的方法,它可 包括:将基准计时信号乘以和/或除以第一比率,以产生实时信号; 将基准计时信号乘以和/或除以第二比率,以产生本地载波信号;从 本地载波信号和至少一个调制时间码信号产生时间码信号;以及对 时间码信号解码以产生时间设置和/或校正信号。
本发明的各个方面将在下面参照例示性实施例进行更详细解释。
例示性无线电控制计时设备
在一个实施例中,例示性无线电控制计时设备可包括:无线电接 收器,配置为(i)接收源自于基准计时信号的本地载波信号和至少 一个调制时间码信号,以及(ii)从本地载波信号和至少一个调制时 间码信号产生时间码信号;解码器,配置为(i)接收时间码信号, 以及(ii)由此产生时间设置和/或校正信号;以及计时机构,配置为 接收(i)源自于基准计时信号的实时信号以及(ii)时间设置和/或 校正信号。
现在参考图3,基准计时信号源210产生基准计时信号213、214。 在此讨论中,基准计时信号213和基准计时信号214一般是相同的 信号。但是,基准计时信号中的任一个或者两个可以调整、修改或 者相对于另一个进行不同地处理(例如延迟、求反、相除和/或相乘)。 从基准计时信号213获得实时信号221。从基准计时信号214获得本 地载波信号285。无线电接收器/时间码解码器260接收调制的时间 码信号244和本地载波信号285,并且一般地响应于此产生时间设置 和/或校正信号267。时间设置和/或校正信号267以及实时信号221 由计时机构230接收。一般地,实时信号221和时间设置和/或校正 信号267用计时机构230内的常规逻辑同步。但是,这种同步可通 过利用本领域技术人员熟知的其它常规的数字或者模拟方法发生在 计时机构230之外。
在一个实现中,无线电控制计时设备可包括实时信号发生器220, 它接收基准计时信号213并且产生实时信号221。实时信号发生器220 可包括一个或多个乘法器和/或除法器,并且这种实时信号发生器的 配置是本领域技术人员熟知的。
在另一个实现中,无线电控制计时设备可包括频率合成器280, 它配置为接收基准计时信号214并产生本地载波信号285。频率合成 器280可包括整数或者分数-N(或者″分形-N″,如有时已知的)类型 的锁相环和至少一个除法器。包括这种锁相环和分频器的频率合成 器是常规的,并且它们的设计、实现和操作是本领域技术人员熟知 的。包括整数类型锁相环和分频器的频率合成器的实例如图4所示。
参考图4,基准计时信号314被第一分频器381分频。相位和/或 频率检测器382从分频器381接收分频的基准计时信号和反馈信号 389。相位和/或频率检测器382连接到环路滤波器383,环路滤波器 383又连接到压控振荡器384。相位和/或频率检测器382、环路滤波 器383以及压控振荡器384是常规的,并且它们的设计、实现和操 作是本领域技术人员熟知的。例如,相位和/或频率检测器382可包 括常规的类型I相位检测器,它响应于两个输入信号之间的相位差。 在最简单的形式中,类型I相位检测器可用作数字″异或″。或者, 相位和/或频率检测器382可包括常规的类型II相位-频率检测器,它 响应于两个输入信号的转换沿(即上升沿或者下降沿)之间的时间 差。压控振荡器384连接到分频器387,以产生本地载波信号285。 另外,压控振荡器384连接到分频器388,它产生锁相环反馈信号 389。锁相环的反馈信号389由相位和/或频率检测器382接收。
分频器381、387、388内的分频比由可选频率控制信号370的状 态控制。可选频率控制信号370可以是n位的数字多位信号,其中2n 是频率合成器可配置状态的数量(例如要产生的可能的本地载波频 率的数量)。频率合成器的可配置状态的数量可直接与无线电控制 计时设备配置为接收的广播时间码信号频率的数量有关。可选频率 控制信号370由控制信号逻辑371解码,以产生控制信号P 372、Q 373 以及R 374,这些控制信号确定相应分频器381、387、388的分频比。 每个控制信号P、Q或者R也可以是数字多位信号。例如,如果分频 器381要求8个可配置状态,则P可以是三位信号。例示性频率合 成器因此可编程并且能够用相同或不同频率产生一个或多个本地载 波信号。此外,单个本地载波信号(例如285)可具有多个频率之一。
在一个实现中,并且再参考图3,可选频率控制信号270的每个 状态可以与要接收的特定广播无线电时间信号相关〔例如,WWVB (在60kHz广播)与可选频率控制信号的状态一相关,DCF77(在 77.5kHz广播)与可选频率控制信号的状态二相关,JJY(在40kHz 广播)与可选频率控制信号的状态三相关,JJY(在60kHz广播)与 可选频率控制信号的状态一或状态四相关,并且MSF(在60kHz广 播)与可选频率控制信号的状态一或状态五相关〕。在另一个实现 中,可选频率控制信号270的每个状态可与用于频率扫描目的的差 值相关(例如,“向上17.5kHz”与可选频率控制信号的状态一相关, “向下17.5kHz”与可选频率控制信号的状态二相关,“向下20kHz” 与可选频率控制信号的状态三相关,并且“向上20kHz”与可选频率 控制信号的状态四相关。可选频率控制信号270可以通过诸如外部 开关或者按钮的简单用户接口装置配置。或者,可选频率控制信号270 可以配置在无线电控制计时设备内。在一个实现中,可选频率控制 信号270可以由无线电接收器/时间码解码器260获得。例如,无线 电接收器/时间码解码器260可以包含确定有效广播时间码信号241 的存在的逻辑。无线电接收器/时间码解码器260还可以包含可配置 为连续地选择可选频率控制信号270的每个状态直到出现有效广播 时间码信号241为止的逻辑。
此外,如图4所示的分频器381、387、388的实现和配置一般取 决于要产生的基准计时信号314和本地载波信号285的频率。例如, 考虑配置为接收在60kHz广播的美国WWVB的广播无线电时间信号 的无线电控制计时设备。如果无线电控制计时设备具有直接变换接 收器,则应该产生频率为60kHz的本地载波信号285。此外,考虑相 同的无线电控制计时设备,其中基准计时信号314具有32768Hz的 频率。在一个例示性实现中,分频器381可以用比率1024配置,分 频器387可以用比率3配置,并且分频器388可以用比率5625配置。 相位和/或频率检测器382因此将对用1024除的基准计时信号314(频 率为32768Hz)和用5625除的压控振荡器输出信号386(频率为 180kHz)进行比较。如图所示,相位和/或频率检测器382应该能够 在低于3kHz的频率下工作(例如在上例中比较频率是32Hz)。但 是,在频率合成器包括分数-N类型的锁相环时,比较频率可以等于 基准计时信号314的频率(并且因此可以省略分频器381)。
在又一个实现中,图3所示的无线电控制计时设备可以包括至少 一个天线242和/或至少一个RF放大器243,以接收和/或放大至少 一个广播时间码信号241。尽管广播时间码信号一般在低频谱中(在 30kHz到300kHz之间),但广播时间码信号一般具有如下频率:40kHz (从日本发射);50kHz(在俄国东部发射);60kHz(从美国和日 本发射);68.5kHz(从中国发射);75kHz(从瑞士发射);以及77.5kHz (从德国发射)。在一个典型实现中,低频广播时间码信号241由 天线242接收,并且由RF放大器243放大。RF放大器243的输出 是调制时间码信号244。
无线电接收器/时间码解码器260可包含独立的功能单元。如图5 所示,本地载波信号285和调制时间码信号244输入到无线电接收 器461。无线电接收器461可包含混频器463和信号调节器464。无 线电接收器461的输出是时间码信号466,该时间码信号466由时间 码解码器462接收。一般地,时间码信号466至少包含当前时间, 但是时间码信号466还可包含:日期;夏令时和闰年指示符;奇偶 信息;和/或其它信息。在一个实现中,时间码解码器462包含在微 处理器内。在备选实现中,时间码解码器462包含在逻辑阵列单元 (比如可编程逻辑器件或者现场可编程门阵列)内,或者包含在专 用集成电路内。时间码解码器462产生时间设置和/或校正信号267。 如上所述并且如图3所示,时间设置和/或校正信号267和实时信号 221可以在计时机构230内同步。
用于无线电控制计时设备的例示性电路
在另一个实施例中,用于无线电控制计时设备的电路可包括:基 准计时信号源;频率合成器,配置为(i)接收基准计时信号和可选 频率控制信号,以及(ii)从基准计时信号和可选频率控制信号产生 本地载波信号;无线电接收器,配置为(i)接收本地载波信号和至 少一个调制时间码信号,以及(ii)从本地载波信号和至少一个调制 时间码信号产生时间码信号;以及解码器,配置为(i)接收时间码 信号,以及(ii)由此产生时间设置和/或校正信号。
现在参考图3,基准计时信号源210产生基准计时信号213、214。 在一个实现中,基准计时信号源210可包括石英晶体211和振荡器 电路21 2。石英晶体211还可具有大约2X Hz的谐振频率,其中X可 以是从10到20的整数(例如14≤X≤18)。在一个实现中,晶体具 有大约32768Hz的频率(即X等于15)。基准计时信号213和基准 计时信号214可以相同或者不同,如上所述。频率合成器280接收 基准计时信号214和可选频率控制信号270,并且产生本地载波信号 285。无线电接收器/时间码解码器260接收本地载波信号285和调制 时间码信号244,并且产生时间设置和/或校正信号。如上所述并且 如图5所示,无线电接收器/时间码解码器260可包括独立的单元: 无线电接收器461和时间码解码器462。
在又一个实现中,并且如图3所示,无线电控制计时设备可以包 括至少一个天线242和/或至少一个RF放大器243,以接收和/或放 大至少一个广播时间码信号241。尽管广播信号一般在低频谱中(在 30kHz到300kHz之间),但广播时间码信号一般具有如下频率:40kHz (从日本发射);50kHz(从俄国东部发射);60kHz(从美国和日 本发射);68.5kHz(从中国发射);75kHz(在瑞士发射);以及77.5kHz (从德国发射)。在一个典型实现中,低频广播时间码信号241由 天线242接收,并且由RF放大器243放大,如上所述。
在另一个实现中,并且现在再参考图5,无线电接收器461可以 是直接变换类型。当用基带信号调制的广播载波信号与频率等于广 播载波信号的本地载波信号混频时,如在直接变换无线电接收器中 的情况那样,则得到的信号是调制基带信号。因此,在无线电接收 器461为直接变换类型时,本地载波信号285将具有等于所要求的 广播时间码信号241的频率。例如,用于包含直接变换无线电接收 器的无线电控制计时设备的电路产生77.5kHz的本地载波频率,以接 收德国广播时间码信号。在一个备选实现中,以及用于改进的接收 器选择性,无线电接收器461可以是超外差类型的。超外差无线电 接收器组合了用基带信号调制的广播载波信号和频率等于广播载波 信号加上或减去固定偏移(即中频)的本地载波信号。一般地,中 频小于本地载波频率。然后混频器的输出被滤波,以除去非期望的 调制产物。得到的信号是调制基带信号。因此,在无线电接收器461 为超外差类型的情况下,本地载波信号285将具有等于期望的广播 时间码信号241加上固定中频的频率。例如,用于包含中频为4.5kHz 的超外差接收器的无线电控制计时设备的电路产生82kHz的本地载 波频率,以接收德国广播时间码信号(77.5kHz加上4.5kHz)。
在另一个实现中,无线电控制计时设备可包括实时信号发生器。 再参考图3,实时信号发生器220接收基准计时信号213并且产生实 时信号221。实时信号发生器220可包括一个或多个乘法器和/或除 法器,并且这种实时信号发生器的配置是本领域技术人员所熟知的。 在基准计时信号源210包括或者包含谐振频率为32768Hz的石英晶 体211的情况下,实时信号发生器220可包括或者包含二进制除法 器。一般地,实时信号221用来驱动计时机构,并且具有每秒一个 脉冲的频率。
在另一个实现中,频率合成器280可包括整数或者分数-N类型 的锁相环以及至少一个除法器。包括这种锁相环和分频器的频率合 成器是常规的,并且它们的设计、实现和操作是本领域技术人员所 熟知的。包括整数类型锁相环和分频器的频率合成器的实例如图4 所示,并且如上所述。
用于无线电控制计时设备的另一个例示性电路
在又一个实施例中,用于无线电控制计时设备的电路可包括:频 率合成器,配置为(i)接收基准计时信号和可选频率控制信号,以 及(ii)从基准计时信号和可选频率控制信号产生本地载波信号;以 及无线电接收器,配置为(i)接收本地载波信号和至少一个调制时 间码信号,以及(ii)从本地载波信号和至少一个调制时间码信号产 生时间码信号。
现在参考图3,频率合成器280接收基准计时信号214和可选频 率控制信号270,并且产生本地载波信号285。本地载波信号285和 调制时间码信号244可以由无线电接收器(比如图5所示的接收器 461)接收,无线电接收器可包括混频器463和信号调节器464,并 且它可产生时间码信号466。在一个实现中,该电路包含时间码解码 器462,时间码解码器462接收时间码信号并且产生时间设置和/或 校正信号267。
在另一个实现中,该电路可包括至少一个RF放大器,以放大至 少一个广播时间码信号。如上所述并且如图5所示,RF放大器243 可以连接到天线241以及用于放大广播时间码信号241目的的无线 电接收器461。RF放大器243输出调制时间码信号244。
在又一个实现中,该电路可包括基准计时信号源。如图3所示, 基准计时信号源210可以连接到频率合成器280和实时信号发生器 220,并且向其提供基准计时信号213、214。在又一个实现中,基准 计时信号源210可以是晶体振荡器
同步无线电控制计时设备的例示性方法
在另一个实施例中,同步无线电控制计时设备的方法可包括:用 第一比率乘和/或除基准计时信号,以产生实时信号;用第二比率乘 和/或除基准计时信号,以产生本地载波信号;从本地载波信号和至 少一个调制时间码信号产生时间码信号;以及对时间码信号解码以 产生时间设置和/或校正信号。一般地,时间码信号至少包括当前时 间,但是时间码信号还可包括:日期;夏令时和闰年指示符;奇偶 信息;和/或其它信息。
在一个实现中,产生时间码信号的方法可包括:接收调制时间码 信号;以及用本地载波解调调制的时间码信号。在另一个实现中, 方法还可包括根据时间设置和/或校正信号调整实时信号,以便同步 无线电控制计时设备与广播时间码信号。
在又一个实现中,方法还可包括显示实时信号的表示。该表示可 以显示为传统的模拟形式(活动的时间指针),或者用数字显示单 元比如液晶显示器(LCD)显示。
产生的本地载波信号的频率可对应于可选频率控制信号的状态。 可选频率控制信号的状态可以通过诸如外部开关或按钮的简单用户 接口来选择。或者,可选频率控制信号可以由逻辑单元配置在无线 电控制计时设备内。在逻辑单元内配置可选频率控制信号的一个方 法可包括如下步骤:选择对应于第一期望广播无线电台的可选频率 控制信号的第一状态;确定是否接收到有效的时间码信号;以及如 果没有接收到有效的时间码信号,则选择对应于第二期望广播无线 电台的可选频率控制信号的第二状态,并且同样确定是否接收到有 效的时间码信号。该过程可以连续地重复,选择对应于要接收的每 个广播无线电台的可选频率控制信号的每个状态。
结论/总结
因此,本发明提供可使无线电控制时钟能够利用单个石英晶体接 收在任何多个频率的无线电信号的设备、电路和方法。
前面给出了对本发明的特定实施例的描述,用于图解和说明目 的。它们并不旨在穷举或将本发明限制在公开的精确形式,并且显 然,按照以上示教,许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例 以便最佳地解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域其它技 术人员能够最佳地利用本发明,并且具有各种修改的各种实施例适 于构想的特定使用。旨在本发明的范围由所附权利要求及其等效内 容定义。
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