專利名稱：無線電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線電控制時(shí)鐘的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明的實(shí)施例涉及利用單個(gè)基準(zhǔn)計(jì)時(shí)源在無線電控制時(shí)鐘中接收至少一個(gè)無線電信號的設(shè)備、電路和方法。
背景技術(shù)：
無線電控制時(shí)鐘是能夠通過接收和解碼特計(jì)時(shí)間碼信號來調(diào)整它的時(shí)間的鐘表。時(shí)間碼信號用當(dāng)前時(shí)間和日期編碼并且還可以包含夏令時(shí)和/或閏年指示符。時(shí)間碼信號還可以包含用于保證準(zhǔn)確接收的奇偶校驗(yàn)位。一般地，此時(shí)間碼信號調(diào)制用政府建立的無線電臺發(fā)射的低頻載波信號。全世界有幾個(gè)政府建立了一個(gè)或多個(gè)無線電臺，以廣播這種時(shí)間碼信號，包括美國60kHz的WWVB廣播；英國60kHz的MSF廣播；德國77.5kHz的DCF77廣播；日本40kHz(在Fukushima地區(qū)發(fā)射)和60kHz(在Saga地區(qū)和Fukoka地區(qū)的邊界發(fā)射)的JJY廣播；中國68.5kHz的BPC廣播；瑞士75kHz的HGB廣播；以及俄國東部50kHz的RTZ廣播。另外，LORAN-C導(dǎo)航系統(tǒng)(在100kHz廣播)中的一些發(fā)射器發(fā)射時(shí)間碼信號，該時(shí)間碼信號與協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)同步。這些無線電臺中的每一個(gè)以基本上相同的方式調(diào)制載波降低載波脈寬調(diào)制。但是，因?yàn)椴煌臒o線電臺一般在不同頻率上廣播時(shí)間碼信號，因此市面上在超過一個(gè)位置和/或國家工作的無線電控制時(shí)鐘需要設(shè)計(jì)成能接收多個(gè)頻率的時(shí)間碼信號。
通過用時(shí)間碼信號調(diào)制載波信號來產(chǎn)生廣播時(shí)間碼信號。一般，調(diào)制通過以下步驟完成將載波信號鎖定到精確的振蕩器(比如銫振蕩器)；參考國家時(shí)間源(比如UTC)產(chǎn)生至少包含當(dāng)前時(shí)間和日期的60位時(shí)間碼；以及根據(jù)特計(jì)時(shí)間碼位的調(diào)制值，在預(yù)計(jì)時(shí)間降低和恢復(fù)載波功率。
許多無線電控制時(shí)鐘包含用于記時(shí)目的的一個(gè)石英晶體以及用于解調(diào)廣播時(shí)間碼信號的至少一個(gè)附加石英晶體。用于記時(shí)目的的石英晶體常常進(jìn)行分頻以建立驅(qū)動顯示機(jī)制的每秒一個(gè)脈沖的信號。用于解調(diào)廣播時(shí)間碼信號的石英晶體的頻率與要接收的特定無線電臺的頻率相關(guān)。
圖1顯示市面上用于在單個(gè)位置和/或國家工作的常規(guī)無線電控制時(shí)鐘的實(shí)例。第一石英晶體11與振蕩器電路12連接，以提供基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號13。一般地，這個(gè)第一石英晶體11具有32768Hz的諧振頻率。振蕩器電路12還連接到分頻器20，分頻器20產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號21。實(shí)時(shí)信號21用來驅(qū)動計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)30，并且一般具有每秒一個(gè)脈沖的頻率。低頻廣播時(shí)間碼信號41由天線42接收，并且由RF放大器43放大，以產(chǎn)生調(diào)制時(shí)間碼信號44。RF放大器43連接到第二石英晶體51，以產(chǎn)生時(shí)間碼信號55。第二石英晶體51的諧振頻率由規(guī)定無線電控制時(shí)鐘在其中工作的位置和/或國家確定。例如，市面上用于在美國工作的單元可以具有諧振頻率為60kHz的第二石英晶體51。時(shí)間碼信號55由無線電接收器/時(shí)間碼解碼器60接收，60產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號61。計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)30通過接收時(shí)間設(shè)置和/或校正信號61，可因此與廣播時(shí)間碼信號41同步。
最近的無線電控制時(shí)鐘上市，用于在多個(gè)位置和/或國家中工作，因此能夠接收不同頻率的多個(gè)廣播時(shí)間碼信號。圖2顯示常規(guī)的多信道無線電控制時(shí)鐘如何可以不同于常規(guī)的單信道無線電控制時(shí)鐘的實(shí)例。低頻廣播時(shí)間碼信號141由天線142接收，并且由RF放大器143放大，RF放大器143產(chǎn)生調(diào)制時(shí)間碼信號144。石英晶體矩陣150接收調(diào)制時(shí)間碼信號144。石英晶體矩陣可以包括石英晶體151、152、153，用于將調(diào)制時(shí)間碼信號144轉(zhuǎn)換為時(shí)間碼信號155。例如，市面上用于在美國、日本和德國工作的無線電控制時(shí)鐘可以具有諧振頻率為60kHz、40kHz和77.5kHz的各個(gè)石英晶體。開關(guān)矩陣154確定電連接多個(gè)石英晶體151、152、153中的哪個(gè)，并由可選頻率控制信號170配置。但是，在一些實(shí)現(xiàn)中，石英晶體151、152、153全部電連接，并因此開關(guān)矩陣154不是必需的。在這種實(shí)現(xiàn)中，無線電控制時(shí)鐘將用于僅存在一個(gè)廣播時(shí)間碼信號141的位置，并因此有效的時(shí)間碼信號155將僅通過石英晶體151、152、153之一產(chǎn)生。類似于常規(guī)的單信道無線電控制時(shí)鐘，時(shí)間碼信號155由無線電接收器/時(shí)間碼解碼器160接收，以產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號161。除了用于石英晶體矩陣的多個(gè)石英晶體，常規(guī)的多信道無線電控制時(shí)鐘還可具有附加石英晶體，以產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號21，如圖1所示。
石英晶體用于常規(guī)的無線電時(shí)鐘，因?yàn)樗鼈兙哂蟹浅８叩念l率穩(wěn)定度。利用石英晶體產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號導(dǎo)致鐘表保持非常準(zhǔn)確的時(shí)間。石英晶體的固有穩(wěn)定度還提高了準(zhǔn)確解調(diào)廣播時(shí)間碼信號的可能性，因?yàn)閺V播時(shí)間碼信號的載波鎖定到非常穩(wěn)定的銫振蕩器。但是，包含多個(gè)石英晶體顯著地提高了成本以及這種無線電控制時(shí)鐘的大小。常規(guī)的石英晶體無線電控制時(shí)鐘可包含高達(dá)N+1個(gè)石英晶體，其中N是石英晶體無線電控制時(shí)鐘配置為接收的無線電頻率的數(shù)目。例如，市面上供美國、日本和德國使用的無線電控制時(shí)鐘可包含高達(dá)四個(gè)石英晶體。除了提高了產(chǎn)品成本，還存在工程和生產(chǎn)困難多個(gè)石英晶體需要安裝在裝置內(nèi)。因此，在無線電控制時(shí)鐘中用多個(gè)石英晶體可能是不利的，因?yàn)樘岣吡瞬牧铣杀竞凸こ烫魬?zhàn)。
因此，存在對一種無線電控制時(shí)鐘的需要，它能夠接收任何多個(gè)頻率的無線電信號，但是允許利用單個(gè)石英晶體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及利用單個(gè)基準(zhǔn)計(jì)時(shí)源在無線電控制時(shí)鐘中接收至少一個(gè)無線電信號的設(shè)備、電路和方法。
在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備，它可包括無線電接收器，配置為(i)接收源自于基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從所述本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；解碼器，配置為(i)接收所述時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號；以及計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)，配置為接收(i)源自于所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的實(shí)時(shí)信號，以及(ii)時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路，它可包括基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源；頻率合成器，配置為(i)接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號，以及(ii)從所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號產(chǎn)生本地載波信號；無線電接收器，配置為(i)接收所述本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從所述本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；以及解碼器，配置為(i)接收所述時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路，它可包括頻率合成器，配置為(i)接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號，以及(ii)從所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號產(chǎn)生本地載波信號；以及無線電接收器，配置為(i)接收所述本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從所述本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及同步無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的方法，它可包括將基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號乘以和/或除以第一比率，以產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號；將所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號乘以和/或除以第二比率，以產(chǎn)生本地載波信號；從所述本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；以及對所述時(shí)間碼信號解碼以產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
本發(fā)明有利地提供了一種經(jīng)濟(jì)的方法，來利用單個(gè)基準(zhǔn)計(jì)時(shí)源在無線電控制時(shí)鐘中接收至少一個(gè)無線電信號。此外，本發(fā)明有利地提供了一種無線電控制時(shí)鐘的新穎實(shí)現(xiàn)，它能夠接收在多個(gè)頻率上廣播的時(shí)間碼信號。本發(fā)明的這些及其它優(yōu)點(diǎn)根據(jù)以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明容易地變得顯而易見。


圖1是顯示常規(guī)的單信道無線電控制時(shí)鐘的簡圖，該時(shí)鐘利用一個(gè)石英晶體來解調(diào)調(diào)制的時(shí)間碼信號。
圖2是顯示常規(guī)的多信道無線電控制時(shí)鐘的一部分的簡圖，其中圖1單個(gè)石英晶體用多個(gè)石英晶體替代，以解調(diào)調(diào)制的時(shí)間碼信號。
圖3是顯示本發(fā)明的多信道無線電控制時(shí)鐘的簡圖。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的頻率合成器的實(shí)現(xiàn)的簡圖。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的無線電接收器/時(shí)間碼解碼器的實(shí)現(xiàn)的簡圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中的實(shí)例在附圖中給出。雖然本發(fā)明將連同優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，但應(yīng)該理解，它們并不旨在將本發(fā)明限制在這些實(shí)施例的范圍內(nèi)。相反，本發(fā)明用于覆蓋如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)包括的那些備選、修改和等效內(nèi)容。此外，在下面的本發(fā)明詳細(xì)說明中，闡明了許多細(xì)節(jié)，以提供對本發(fā)明的透徹理解。但是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明可以不用這些細(xì)節(jié)實(shí)踐。另外，沒有對眾所周知的方法、過程、組件和電路進(jìn)行詳細(xì)描述，以免不必要地模糊本發(fā)明的各個(gè)方面。
為了方便和簡明起見，術(shù)語“數(shù)據(jù)”、“信號”以及“多個(gè)信號”可以可交換地使用，同樣可交換使用的還有術(shù)語“連接到”、“耦合”，“耦合到”以及“與...通信”(這些術(shù)語還表示連接、耦合和/或通信部件之間直接和/或間接的關(guān)系，除非術(shù)語的使用上下文明白地指示了)，但是這些術(shù)語還一般地給出它們在本領(lǐng)域認(rèn)可的意義。此外，為了方便和簡明起見，術(shù)語“計(jì)算”、“核算”、”確定”、“處理”、“控制”、“轉(zhuǎn)換”、“操作”、“顯示”以及“設(shè)置”(等等)可以可交換地使用，以及泛指計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、邏輯電路或者類似處理裝置(例如電、光或者量子計(jì)算或者處理裝置)的動作和過程，它們控制和轉(zhuǎn)換表示為物理(例如電子)量的數(shù)據(jù)。術(shù)語指的是處理裝置的動作、操作和/或過程，它們將系統(tǒng)或者結(jié)構(gòu)(例如寄存器、存儲器、其它這種信息存儲器、傳輸或顯示裝置等等)的組件內(nèi)的物理量控制或者轉(zhuǎn)換為類似地表示為相同或者不同系統(tǒng)或者結(jié)構(gòu)的其它組件內(nèi)的物理量的其它數(shù)據(jù)。
本發(fā)明涉及用單個(gè)時(shí)鐘源在無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備中接收至少一個(gè)無線電信號的設(shè)備、電路和方法。在本發(fā)明的一個(gè)方面，無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備可包括無線電接收器，配置為(i)接收源自于基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；解碼器，配置為(i)接收時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號；以及計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)，配置為接收(i)源自于基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的實(shí)時(shí)信號以及(ii)時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路，它可包括基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源；頻率合成器，配置為(i)接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號，以及(ii)從基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號產(chǎn)生本地載波信號；無線電接收器，配置為(i)接收本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；以及解碼器，配置為(i)接收時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
本發(fā)明的又一個(gè)方面涉及用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路，它可包括頻率合成器，配置為(i)接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號，以及(ii)從基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號產(chǎn)生本地載波信號；以及無線電接收器，配置為(i)接收本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及同步無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的方法，它可包括將基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號乘以和/或除以第一比率，以產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號；將基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號乘以和/或除以第二比率，以產(chǎn)生本地載波信號；從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；以及對時(shí)間碼信號解碼以產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
本發(fā)明的各個(gè)方面將在下面參照例示性實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)解釋。
例示性無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備在一個(gè)實(shí)施例中，例示性無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備可包括無線電接收器，配置為(i)接收源自于基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；解碼器，配置為(i)接收時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號；以及計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)，配置為接收(i)源自于基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的實(shí)時(shí)信號以及(ii)時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
現(xiàn)在參考圖3，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源210產(chǎn)生基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號213、214。在此討論中，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號213和基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號214一般是相同的信號。但是，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號中的任一個(gè)或者兩個(gè)可以調(diào)整、修改或者相對于另一個(gè)進(jìn)行不同地處理(例如延遲、求反、相除和/或相乘)。從基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號213獲得實(shí)時(shí)信號221。從基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號214獲得本地載波信號285。無線電接收器/時(shí)間碼解碼器260接收調(diào)制的時(shí)間碼信號244和本地載波信號285，并且一般地響應(yīng)于此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號267。時(shí)間設(shè)置和/或校正信號267以及實(shí)時(shí)信號221由計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)230接收。一般地，實(shí)時(shí)信號221和時(shí)間設(shè)置和/或校正信號267用計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)230內(nèi)的常規(guī)邏輯同步。但是，這種同步可通過利用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它常規(guī)的數(shù)字或者模擬方法發(fā)生在計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)230之外。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備可包括實(shí)時(shí)信號發(fā)生器220，它接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號213并且產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號221。實(shí)時(shí)信號發(fā)生器220可包括一個(gè)或多個(gè)乘法器和/或除法器，并且這種實(shí)時(shí)信號發(fā)生器的配置是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。
在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備可包括頻率合成器280，它配置為接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號214并產(chǎn)生本地載波信號285。頻率合成器280可包括整數(shù)或者分?jǐn)?shù)-N(或者″分形-N″，如有時(shí)已知的)類型的鎖相環(huán)和至少一個(gè)除法器。包括這種鎖相環(huán)和分頻器的頻率合成器是常規(guī)的，并且它們的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和操作是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。包括整數(shù)類型鎖相環(huán)和分頻器的頻率合成器的實(shí)例如圖4所示。
參考圖4，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號314被第一分頻器381分頻。相位和/或頻率檢測器382從分頻器381接收分頻的基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和反饋信號389。相位和/或頻率檢測器382連接到環(huán)路濾波器383，環(huán)路濾波器383又連接到壓控振蕩器384。相位和/或頻率檢測器382、環(huán)路濾波器383以及壓控振蕩器384是常規(guī)的，并且它們的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和操作是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。例如，相位和/或頻率檢測器382可包括常規(guī)的類型I相位檢測器，它響應(yīng)于兩個(gè)輸入信號之間的相位差。在最簡單的形式中，類型I相位檢測器可用作數(shù)字″異或″門?；蛘?，相位和/或頻率檢測器382可包括常規(guī)的類型II相位-頻率檢測器，它響應(yīng)于兩個(gè)輸入信號的轉(zhuǎn)換沿(即上升沿或者下降沿)之間的時(shí)間差。壓控振蕩器384連接到分頻器387，以產(chǎn)生本地載波信號285。另外，壓控振蕩器384連接到分頻器388，它產(chǎn)生鎖相環(huán)反饋信號389。鎖相環(huán)的反饋信號389由相位和/或頻率檢測器382接收。
分頻器381、387、388內(nèi)的分頻比由可選頻率控制信號370的狀態(tài)控制。可選頻率控制信號370可以是n位的數(shù)字多位信號，其中2n是頻率合成器可配置狀態(tài)的數(shù)量(例如要產(chǎn)生的可能的本地載波頻率的數(shù)量)。頻率合成器的可配置狀態(tài)的數(shù)量可直接與無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備配置為接收的廣播時(shí)間碼信號頻率的數(shù)量有關(guān)?？蛇x頻率控制信號370由控制信號邏輯371解碼，以產(chǎn)生控制信號P 372、Q 373以及R 374，這些控制信號確定相應(yīng)分頻器381、387、388的分頻比。每個(gè)控制信號P、Q或者R也可以是數(shù)字多位信號。例如，如果分頻器381要求8個(gè)可配置狀態(tài)，則P可以是三位信號。例示性頻率合成器因此可編程并且能夠用相同或不同頻率產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)本地載波信號。此外，單個(gè)本地載波信號(例如285)可具有多個(gè)頻率之一。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，并且再參考圖3，可選頻率控制信號270的每個(gè)狀態(tài)可以與要接收的特定廣播無線電時(shí)間信號相關(guān)〔例如，WWVB(在60kHz廣播)與可選頻率控制信號的狀態(tài)一相關(guān)，DCF77(在77.5kHz廣播)與可選頻率控制信號的狀態(tài)二相關(guān)，JJY(在40kHz廣播)與可選頻率控制信號的狀態(tài)三相關(guān)，JJY(在60kHz廣播)與可選頻率控制信號的狀態(tài)一或狀態(tài)四相關(guān)，并且MSF(在60kHz廣播)與可選頻率控制信號的狀態(tài)一或狀態(tài)五相關(guān)〕。在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，可選頻率控制信號270的每個(gè)狀態(tài)可與用于頻率掃描目的的差值相關(guān)(例如，“向上17.5kHz”與可選頻率控制信號的狀態(tài)一相關(guān)，“向下17.5kHz”與可選頻率控制信號的狀態(tài)二相關(guān)，“向下20kHz”與可選頻率控制信號的狀態(tài)三相關(guān)，并且“向上20kHz”與可選頻率控制信號的狀態(tài)四相關(guān)?？蛇x頻率控制信號270可以通過諸如外部開關(guān)或者按鈕的簡單用戶接口裝置配置?；蛘?，可選頻率控制信號270可以配置在無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備內(nèi)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，可選頻率控制信號270可以由無線電接收器/時(shí)間碼解碼器260獲得。例如，無線電接收器/時(shí)間碼解碼器260可以包含確定有效廣播時(shí)間碼信號241的存在的邏輯。無線電接收器/時(shí)間碼解碼器260還可以包含可配置為連續(xù)地選擇可選頻率控制信號270的每個(gè)狀態(tài)直到出現(xiàn)有效廣播時(shí)間碼信號241為止的邏輯。
此外，如圖4所示的分頻器381、387、388的實(shí)現(xiàn)和配置一般取決于要產(chǎn)生的基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號314和本地載波信號285的頻率。例如，考慮配置為接收在60kHz廣播的美國WWVB的廣播無線電時(shí)間信號的無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備。如果無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備具有直接變換接收器，則應(yīng)該產(chǎn)生頻率為60kHz的本地載波信號285。此外，考慮相同的無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備，其中基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號314具有32768Hz的頻率。在一個(gè)例示性實(shí)現(xiàn)中，分頻器381可以用比率1024配置，分頻器387可以用比率3配置，并且分頻器388可以用比率5625配置。相位和/或頻率檢測器382因此將對用1024除的基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號314(頻率為32768Hz)和用5625除的壓控振蕩器輸出信號386(頻率為180kHz)進(jìn)行比較。如圖所示，相位和/或頻率檢測器382應(yīng)該能夠在低于3kHz的頻率下工作(例如在上例中比較頻率是32Hz)。但是，在頻率合成器包括分?jǐn)?shù)-N類型的鎖相環(huán)時(shí)，比較頻率可以等于基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號314的頻率(并且因此可以省略分頻器381)。
在又一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，圖3所示的無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備可以包括至少一個(gè)天線242和/或至少一個(gè)RF放大器243，以接收和/或放大至少一個(gè)廣播時(shí)間碼信號241。盡管廣播時(shí)間碼信號一般在低頻譜中(在30kHz到300kHz之間)，但廣播時(shí)間碼信號一般具有如下頻率40kHz(從日本發(fā)射)；50kHz(在俄國東部發(fā)射)；60kHz(從美國和日本發(fā)射)；68.5kHz(從中國發(fā)射)；75kHz(從瑞士發(fā)射)；以及77.5kHz(從德國發(fā)射)。在一個(gè)典型實(shí)現(xiàn)中，低頻廣播時(shí)間碼信號241由天線242接收，并且由RF放大器243放大。RF放大器243的輸出是調(diào)制時(shí)間碼信號244。
無線電接收器/時(shí)間碼解碼器260可包含獨(dú)立的功能單元。如圖5所示，本地載波信號285和調(diào)制時(shí)間碼信號244輸入到無線電接收器461。無線電接收器461可包含混頻器463和信號調(diào)節(jié)器464。無線電接收器461的輸出是時(shí)間碼信號466，該時(shí)間碼信號466由時(shí)間碼解碼器462接收。一般地，時(shí)間碼信號466至少包含當(dāng)前時(shí)間，但是時(shí)間碼信號466還可包含日期；夏令時(shí)和閏年指示符；奇偶信息；和/或其它信息。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，時(shí)間碼解碼器462包含在微處理器內(nèi)。在備選實(shí)現(xiàn)中，時(shí)間碼解碼器462包含在邏輯陣列單元(比如可編程邏輯器件或者現(xiàn)場可編程門陣列)內(nèi)，或者包含在專用集成電路內(nèi)。時(shí)間碼解碼器462產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號267。如上所述并且如圖3所示，時(shí)間設(shè)置和/或校正信號267和實(shí)時(shí)信號221可以在計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)230內(nèi)同步。
用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的例示性電路在另一個(gè)實(shí)施例中，用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路可包括基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源；頻率合成器，配置為(i)接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號，以及(ii)從基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號產(chǎn)生本地載波信號；無線電接收器，配置為(i)接收本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；以及解碼器，配置為(i)接收時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
現(xiàn)在參考圖3，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源210產(chǎn)生基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號213、214。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源210可包括石英晶體211和振蕩器電路21 2。石英晶體211還可具有大約2XHz的諧振頻率，其中X可以是從10到20的整數(shù)(例如14≤X≤18)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，晶體具有大約32768Hz的頻率(即X等于15)?；鶞?zhǔn)計(jì)時(shí)信號213和基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號214可以相同或者不同，如上所述。頻率合成器280接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號214和可選頻率控制信號270，并且產(chǎn)生本地載波信號285。無線電接收器/時(shí)間碼解碼器260接收本地載波信號285和調(diào)制時(shí)間碼信號244，并且產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。如上所述并且如圖5所示，無線電接收器/時(shí)間碼解碼器260可包括獨(dú)立的單元無線電接收器461和時(shí)間碼解碼器462。
在又一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，并且如圖3所示，無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備可以包括至少一個(gè)天線242和/或至少一個(gè)RF放大器243，以接收和/或放大至少一個(gè)廣播時(shí)間碼信號241。盡管廣播信號一般在低頻譜中(在30kHz到300kHz之間)，但廣播時(shí)間碼信號一般具有如下頻率40kHz(從日本發(fā)射)；50kHz(從俄國東部發(fā)射)；60kHz(從美國和日本發(fā)射)；68.5kHz(從中國發(fā)射)；75kHz(在瑞士發(fā)射)；以及77.5kHz(從德國發(fā)射)。在一個(gè)典型實(shí)現(xiàn)中，低頻廣播時(shí)間碼信號241由天線242接收，并且由RF放大器243放大，如上所述。
在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，并且現(xiàn)在再參考圖5，無線電接收器461可以是直接變換類型。當(dāng)用基帶信號調(diào)制的廣播載波信號與頻率等于廣播載波信號的本地載波信號混頻時(shí)，如在直接變換無線電接收器中的情況那樣，則得到的信號是調(diào)制基帶信號。因此，在無線電接收器461為直接變換類型時(shí)，本地載波信號285將具有等于所要求的廣播時(shí)間碼信號241的頻率。例如，用于包含直接變換無線電接收器的無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路產(chǎn)生77.5kHz的本地載波頻率，以接收德國廣播時(shí)間碼信號。在一個(gè)備選實(shí)現(xiàn)中，以及用于改進(jìn)的接收器選擇性，無線電接收器461可以是超外差類型的。超外差無線電接收器組合了用基帶信號調(diào)制的廣播載波信號和頻率等于廣播載波信號加上或減去固定偏移(即中頻)的本地載波信號。一般地，中頻小于本地載波頻率。然后混頻器的輸出被濾波，以除去非期望的調(diào)制產(chǎn)物。得到的信號是調(diào)制基帶信號。因此，在無線電接收器461為超外差類型的情況下，本地載波信號285將具有等于期望的廣播時(shí)間碼信號241加上固定中頻的頻率。例如，用于包含中頻為4.5kHz的超外差接收器的無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路產(chǎn)生82kHz的本地載波頻率，以接收德國廣播時(shí)間碼信號(77.5kHz加上4.5kHz)。
在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備可包括實(shí)時(shí)信號發(fā)生器。再參考圖3，實(shí)時(shí)信號發(fā)生器220接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號213并且產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號221。實(shí)時(shí)信號發(fā)生器220可包括一個(gè)或多個(gè)乘法器和/或除法器，并且這種實(shí)時(shí)信號發(fā)生器的配置是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。在基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源210包括或者包含諧振頻率為32768Hz的石英晶體211的情況下，實(shí)時(shí)信號發(fā)生器220可包括或者包含二進(jìn)制除法器。一般地，實(shí)時(shí)信號221用來驅(qū)動計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)，并且具有每秒一個(gè)脈沖的頻率。
在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，頻率合成器280可包括整數(shù)或者分?jǐn)?shù)-N類型的鎖相環(huán)以及至少一個(gè)除法器。包括這種鎖相環(huán)和分頻器的頻率合成器是常規(guī)的，并且它們的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和操作是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。包括整數(shù)類型鎖相環(huán)和分頻器的頻率合成器的實(shí)例如圖4所示，并且如上所述。
用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的另一個(gè)例示性電路在又一個(gè)實(shí)施例中，用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路可包括頻率合成器，配置為(i)接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號，以及(ii)從基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號產(chǎn)生本地載波信號；以及無線電接收器，配置為(i)接收本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號。
現(xiàn)在參考圖3，頻率合成器280接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號214和可選頻率控制信號270，并且產(chǎn)生本地載波信號285。本地載波信號285和調(diào)制時(shí)間碼信號244可以由無線電接收器(比如圖5所示的接收器461)接收，無線電接收器可包括混頻器463和信號調(diào)節(jié)器464，并且它可產(chǎn)生時(shí)間碼信號466。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，該電路包含時(shí)間碼解碼器462，時(shí)間碼解碼器462接收時(shí)間碼信號并且產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號267。
在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，該電路可包括至少一個(gè)RF放大器，以放大至少一個(gè)廣播時(shí)間碼信號。如上所述并且如圖5所示，RF放大器243可以連接到天線241以及用于放大廣播時(shí)間碼信號241目的的無線電接收器461。RF放大器243輸出調(diào)制時(shí)間碼信號244。
在又一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，該電路可包括基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源。如圖3所示，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源210可以連接到頻率合成器280和實(shí)時(shí)信號發(fā)生器220，并且向其提供基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號213、214。在又一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源210可以是晶體振蕩器。
同步無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的例示性方法在另一個(gè)實(shí)施例中，同步無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的方法可包括用第一比率乘和/或除基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號，以產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號；用第二比率乘和/或除基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號，以產(chǎn)生本地載波信號；從本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；以及對時(shí)間碼信號解碼以產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。一般地，時(shí)間碼信號至少包括當(dāng)前時(shí)間，但是時(shí)間碼信號還可包括日期；夏令時(shí)和閏年指示符；奇偶信息；和/或其它信息。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，產(chǎn)生時(shí)間碼信號的方法可包括接收調(diào)制時(shí)間碼信號；以及用本地載波解調(diào)調(diào)制的時(shí)間碼信號。在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，方法還可包括根據(jù)時(shí)間設(shè)置和/或校正信號調(diào)整實(shí)時(shí)信號，以便同步無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備與廣播時(shí)間碼信號。
在又一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，方法還可包括顯示實(shí)時(shí)信號的表示。該表示可以顯示為傳統(tǒng)的模擬形式(活動的時(shí)間指針)，或者用數(shù)字顯示單元比如液晶顯示器(LCD)顯示。
產(chǎn)生的本地載波信號的頻率可對應(yīng)于可選頻率控制信號的狀態(tài)。可選頻率控制信號的狀態(tài)可以通過諸如外部開關(guān)或按鈕的簡單用戶接口來選擇。或者，可選頻率控制信號可以由邏輯單元配置在無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備內(nèi)。在邏輯單元內(nèi)配置可選頻率控制信號的一個(gè)方法可包括如下步驟選擇對應(yīng)于第一期望廣播無線電臺的可選頻率控制信號的第一狀態(tài)；確定是否接收到有效的時(shí)間碼信號；以及如果沒有接收到有效的時(shí)間碼信號，則選擇對應(yīng)于第二期望廣播無線電臺的可選頻率控制信號的第二狀態(tài)，并且同樣確定是否接收到有效的時(shí)間碼信號。該過程可以連續(xù)地重復(fù)，選擇對應(yīng)于要接收的每個(gè)廣播無線電臺的可選頻率控制信號的每個(gè)狀態(tài)。
結(jié)論/總結(jié)因此，本發(fā)明提供可使無線電控制時(shí)鐘能夠利用單個(gè)石英晶體接收在任何多個(gè)頻率的無線電信號的設(shè)備、電路和方法。
前面給出了對本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述，用于圖解和說明目的。它們并不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制在公開的精確形式，并且顯然，按照以上示教，許多修改和變化是可能的。選擇和描述實(shí)施例以便最佳地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域其它技術(shù)人員能夠最佳地利用本發(fā)明，并且具有各種修改的各種實(shí)施例適于構(gòu)想的特定使用。旨在本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等效內(nèi)容定義。
權(quán)利要求
1.一種無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備，包括a)無線電接收器，配置為(i)接收源自于基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的本地載波信號和至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從所述本地載波信號和所述至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號；b)解碼器，配置為(i)接收所述時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號；以及c)計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)，配置為接收(i)源自于所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號的實(shí)時(shí)信號以及(ii)所述時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括實(shí)時(shí)信號發(fā)生器，所述實(shí)時(shí)信號發(fā)生器配置為(i)接收所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號，以及(ii)由此產(chǎn)生所述實(shí)時(shí)信號。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述實(shí)時(shí)信號發(fā)生器還包括配置為產(chǎn)生所述實(shí)時(shí)信號的至少一個(gè)除法器。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括頻率合成器，所述頻率合成器配置為(i)接收所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號，以及(ii)由此產(chǎn)生所述本地載波信號。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述頻率合成器還包括a)鎖相環(huán)；以及b)至少一個(gè)除法器。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述除法器具有由頻率控制信號確定的比率。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括配置為接收和/或放大所述至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號的至少一個(gè)天線和/或至少一個(gè)放大器。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述調(diào)制時(shí)間碼信號具有從大約40kHz到大約77.5kHz的頻率。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述時(shí)間碼信號是用至少當(dāng)前時(shí)間編碼的。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述解碼器包含在微處理器、邏輯陣列單元或?qū)Ｓ眉呻娐穬?nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)配置為使所述實(shí)時(shí)信號和所述時(shí)間設(shè)置和/或校正信號同步。
12.一種用于無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備的電路，包括a)頻率合成器，配置為(i)接收基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和可選頻率控制信號，以及(ii)從所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號和所述可選頻率控制信號產(chǎn)生本地載波信號；以及b)無線電接收器，配置為(i)接收所述本地載波信號和所述至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號，以及(ii)從所述本地載波信號和所述至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號產(chǎn)生時(shí)間碼信號。
13.如權(quán)利要求12所述的電路，還包括基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號源。
14.如權(quán)利要求12所述的電路，還包括解碼器，所述解碼器配置為(i)接收所述時(shí)間碼信號，以及(ii)由此產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置和/或校正信號。
15.如權(quán)利要求12所述的電路，還包括配置為放大所述至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號的至少一個(gè)放大器。
16.如權(quán)利要求12所述的電路，還包括實(shí)時(shí)信號發(fā)生器，所述實(shí)時(shí)信號發(fā)生器配置為(i)接收所述基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號，以及(ii)由此產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號。
17.如權(quán)利要求16所述的電路，其中所述實(shí)時(shí)信號發(fā)生器還包括配置為產(chǎn)生所述實(shí)時(shí)信號的至少一個(gè)除法器。
18.如權(quán)利要求12所述的電路，還包括配置為接收和/或放大所述至少一個(gè)調(diào)制時(shí)間碼信號的至少一個(gè)天線和/或至少一個(gè)放大器。
19.如權(quán)利要求12所述的電路，其中所述頻率合成器還包括a)鎖相環(huán)；以及b)至少一個(gè)除法器。
20.如權(quán)利要求12所述的電路，其中所述調(diào)制時(shí)間碼信號具有從大約40kHz到大約100kHz的頻率。
全文摘要
利用單個(gè)計(jì)時(shí)源在無線電控制計(jì)時(shí)設(shè)備中接收至少一個(gè)無線電信號的設(shè)備、電路和方法。本發(fā)明有利地消除了提供附加計(jì)時(shí)源來接受至少一個(gè)無線電信號的需要，因此降低了材料成本并且消除了許多工程挑戰(zhàn)。
文檔編號G04G5/00GK101086659SQ20071012642
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者D·梅爾策爾, G·布盧姆 申請人:精工愛普生株式會社