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JP2501546B2 - 基準時刻信号発生装置 - Google Patents

基準時刻信号発生装置

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JP2501546B2
JP2501546B2 JP15978691A JP15978691A JP2501546B2 JP 2501546 B2 JP2501546 B2 JP 2501546B2 JP 15978691 A JP15978691 A JP 15978691A JP 15978691 A JP15978691 A JP 15978691A JP 2501546 B2 JP2501546 B2 JP 2501546B2
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JP
Japan
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signal
clock
parent
clock signal
circuit
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JP15978691A
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JPH04359189A (ja
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一雄 新庄
知和 猪木
泰造 桧垣
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HOKURIKU DENRYOKU KK
HOTONIKUSU KK
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HOKURIKU DENRYOKU KK
HOTONIKUSU KK
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光や電磁波等の伝播速
度から現象の発生場所を特定するために、離れた複数の
地点で同期の取れた時刻信号を発生させる技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、送電線の破断箇所を標定する場
合には、落雷により発生したサージ電圧を検出するサー
ジ検出手段を一定の距離Lを隔てて送電線に接続して、
落雷等によるサージ電圧を各サージ検出手段により検出
し、サージ電圧が到達した時刻T1、T2を時刻基準信号
発生装置から得て、これら時刻に基づいてサージ電圧到
達時間差ΔT=T1ーT2を算出して各サージ検出手段か
らの位置を求める方法が広く用いられている。
【0003】ところで、サージ電圧の伝播速度は送電線
の特性インピーダンスにより決る遅延時間でもって極め
て高速度で伝播するから、実用上充分な標定精度を得る
ためには相互におけるサージ電圧の到達時刻を数十ナノ
秒程度で測定する必要がある。そして、時間自体を数十
ナノ秒程度の精度で測定することは比較的簡単であると
しても、複数地点の計時装置を数十ナノ秒程度の精度に
同期させることは極めて困難なである。つまり、時刻の
基準を地上放送波に求めた場合には同一放送局の電波を
受信できる領域が比較的狭いばかりでなく、地形に起因
してゴースト等の不安定要素の影響を受けるため、数十
ナノ秒の精度で時刻を同期させることは極めて困難とな
る。このため、航法衛星からの直接波を受信してこれの
システム時間信号を用いて複数地点間で同期の取れた時
刻データを発生させることが行われている。このような
航法衛星を利用したシステムは極めて精度で同期の取れ
た時刻信号を得ることができる半面、システムを構成す
る電子装置の構造が複雑で高価であるため、例えば雷観
測システムのように多数の観測所に設置することが必要
な場合にはシステム構築に膨大な費用が掛かるという問
題がある。
【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、民生装置とし
て安価に市販されている回路素子を用いて放送衛星から
の放送波により航法衛星と同等以上の精度で測位精度を
得ることができる新規な基準時刻同期装置を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、衛星放送波から垂直同期信
号を抽出して構成された親クロック信号及び前記親クロ
ック信号に同期した子クロック信号を発生する基準クロ
ック発生手段と、前記親クロック信号を計数する親クロ
ックカウンタと、前記子クロック信号を計数する子クロ
ックカウンタと、外部からの要求により前記親クロック
カウンタ及び子クロックカウンタの計数内容を出力する
カウンタ値取込み手段と、前記衛星放送波の到達時間差
を補正する補正手段とを備えるようにした。
【0006】
【作用】衛星放送波を構成している垂直同期信号は、ミ
リ秒オーダでは地上距離の長さに関わりなく複数地点に
同一時刻に到達するから、これを親クロック信号として
計数し、各地点の装置でこの計数値を一致させておきさ
えすれば、複数の装置間での親クロック信号は同期の取
れたものとなる。また子クロック信号は、各装置ごとに
独立して親クロック信号に同期させることができる。し
たがって、これら親クロック信号と子クロック信号との
計数値を出力させることにより、距離を隔てた複数装置
間で時間誤差の無い時刻データを得ることができる。
【0007】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図2は、本発明の基準時刻信号発
生装置を使用した送電線故障点標定装置の一実施例を示
すものであって、図中符号1、2は、それぞれサージ検
出器で、一定の距離L、例えば200メートルをおいて
フィルタ4、5を介して送電線3に接続されている。
6、7は、それぞれ時刻信号発生装置で、放送衛星8か
らのテレビジョン放送電波を受信して相互間でのクロッ
ク等の時刻データの同期が取られており、サージ検出器
1、2からサージ検出信号が出力された時点の時刻
1、T2を故障点標定装置9に出力するよう構成されて
いる。なお、図中符号10、11は、放送電波を受信す
るためのパラボラアンテナを示す。
【0008】図1は、本発明の基準時刻信号発生装置の
一実施例を示すものであって、図中符号12は、衛星放
送受信装置で、パラボラアンテナ10で受信された衛星
放送波から特定のチャンネルを選択し、この信号を比較
的扱い易い中間周波数に変換する選局部13と、これか
らの信号を増幅する中間周波増幅部14と、映像信号を
取り出す映像信号処理部15から構成されている。図中
符号20は、垂直同期信号分離部で、映像信号処理部1
5から出力された映像信号を受ける同期分離回路21、
及びフィールド分離回路22からなり、垂直同期信号を
選択的に出力するように構成されている。23は、基本
クロック発生回路で、恒温槽24により厳密な温度管理
が行なわれる水晶発振子25を備えた発振回路26によ
り構成されている。27は、基準クロック発生回路で、
垂直同期信号に同期した交番信号をパルス成形して親ク
ロック信号を、また基本クロック発生回路23からの交
番信号を成形して子クロック信号を発生し、これらを後
段の回路に出力するように構成されている。
【0009】29は、親クロックカウンタで、基準クロ
ック発生回路27からの親クロック信号を、また30は
クロックカウンタで、基準クロック発生回路27からの
子クロック信号を計数するものである。31は、カウン
ト値取込み回路で、時刻データを要求する装置からの外
部信号を受けたとき、各カウンタ29、30の計数値を
時刻信号として出力するように構成されている。32
は、補正回路で、装置が設置されている地点の緯度、経
度の違いにより生じる放送衛星波の到達時間差を格納し
て地域の設置場所相互間の距離による時間差を補正する
ように構成されている。
【0010】この実施例において装置を作動させると、
衛星放送受信装置12は、放送衛星から発射された放送
波の直接波を受信することになる。これにより放送衛星
と地上とを結ぶ距離に基づく一定の時間差が生じるもの
の、ゴースト等の影響を受けることのない信号を得るこ
とになる。基準クロック発生回路27は、衛星放送波か
ら垂直同期信号分離部20により抽出された垂直同期信
号(図3(I))、及び垂直同期信号の周期を極めて高
い精度で同期分割した基本クロック発生回路23からの
信号(同図(II))とをそれぞれ親クロック信号、子ク
ロック信号として出力する。親クロックカウンタ29は
基準クロック発生回路27からの親クロック信号を、ま
た子クロックカウンタ30は基準クロック発生回路27
からの子クロック信号をそれぞれ計数する。
【0011】この状態で、外部装置から刻時信号の出力
要求がカウント値取込み回路31に入力すると、カウン
ト値取込み回路31は、親クロックカウンタ29と子ク
ロックカウンタ30との計数値を出力する。補正回路3
2は、放送衛星と地上とを結ぶ距離の差に基づく時間差
を補正して出力する。もとより親クロック信号は垂直同
期信号そのものから、また子クロック信号は親クロック
信号に基づいて発生されているから、各地点に配置され
た装置のカウンタ29、30の計数内容は、時間誤差の
無い時刻データを示すことになる。
【0012】この実施例によれば番組の切替わりによっ
ても影響を受けない垂直同期信号を使用しているため、
長期間にわたって継続性を備え、しかも安定した信号を
得ることができるばかりでなく、ハイビジョン放送等の
他の放送方式にもそのまま適用することができる。ま
た、基本クロック信号発生回路23を内蔵しているた
め、子クロックカウンタ30の計数値を時刻データに用
いることにより、食等による衛星放送波の停波に関わり
なく、比較的長期間、同期の取れた時刻信号を得ること
ができる。
【0013】図4は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、図中符号40は、基本クロック信号発生回路
で、第1PLL回路41、第2PLL回路40、及び切
替回路43を備えている。第1PLL回路41は、映像
信号処理部15から出力された色副搬送波の入力を受け
てこれに同期した所望の逓倍波、例えば3逓倍波を出力
するとともに、色副搬送波の位相変化を検知して位相変
化検知信号を出力するように構成されている。第2PL
L回路42は、色副搬送波の入力を受けて第1PLL回
路41と同一の周波数の信号を出力するとともに、第1
PLL回路41からの位相変化検知信号の入力により従
前の位相を保持するためのロック機能を備えている。切
換回路43は、垂直同期信号、第1PLL回路41、及
び第2PLL回路42からの信号を受け、常時は第1P
LL回路41の出力周波を選択し、また垂直同期信号が
出力された時点で第2PLL回路42の出力周波を選択
するように構成されている。
【0014】この実施例において装置を作動させると、
衛星放送受信装置12からの映像信号の色副搬送波が入
力すると、基本クロック信号発生回路40を構成してい
る第1PLL回路41が瞬時に色副搬送波に同期し、色
副搬送波の整数倍、例えば3逓倍の交番信号を出力す
る。一方、第2PLL回路42は、第1PLL回路41
が色副搬送波に同期した時点から一定の時間が経過した
段階で色副搬送波に同期した3逓倍の交番信号を出力す
る。
【0015】このようにして同一の番組が放送されてい
る間は色副搬送波の位相に変化がないから、第1PLL
回路41、及び第2PLL回路42は、共に色副搬送波
に同期した交番信号、つまり子クロック信号を出力する
ことになる。基準クロック発生回路27は、衛星放送受
信装置11により受信された衛星放送波から垂直同期信
号分離部20により抽出された垂直同期信号に同期した
親クロック信号、及び色副搬送波に同期した子クロック
信号を出力する。親クロックカウンタ29は基準クロッ
ク発生回路27からの親クロック信号を、また子クロッ
クカウンタ30は子クロック信号をそれぞれ計数する。
この状態で、外部装置から時刻信号の出力を要求する外
部信号がカウント値取込み回路31に入力すると、カウ
ント値取込み回路31は、親クロックカウンタ29と子
クロックカウンタ30との計数値を出力する。これらの
値は補正回路32により地上距離に起因する直接波到達
時間差を補正されて時刻データとして利用される。
【0016】一方、番組が変更された場合のように色副
搬送波に位相変化が生じると、第1PLL回路41は位
相の変化した色搬送波に瞬時に同期し、同時に色副搬送
波に位相変化が生じた旨を知らせる位相変化検出信号を
出力する。他方、第2PLL回路42は、その応答速度
が小さく設定されているので、番組の変化に伴なう色副
搬送波の位相遅れに追従し切れない間に第1PLL回路
41からの位相変化検出信号を受けることになる。この
結果、第2PLL回路42は位相変化前の色副搬送波に
同期した状態にロックされ、番組変更前の色副搬送波と
同一位相の交番信号を出力する。番組の変更は、垂直同
期信号に一致して行われるので、位相変化と同時に切換
回路43が作動して第2PLL回路42の信号を基準ク
ロック発生回路27に出力することになる。
【0017】この結果、番組の変更等による色副搬送波
の位相変動に関わりなく、切換回路43は、可及的に同
一位相を保持した色副搬送波の整数倍の交番信号を出力
することになり、位相の連続性が維持された子クロック
信号が子クロックカウンタ30に供給されることにな
る。
【0018】(実験例)地上放送局を結ぶ方向に200
メートルの距離を隔てて地上テレビジョン放送を受信
し、同一信号を受信した時刻を測定し、これら時刻から
到達時間差を算出して受信点間の距離を求めたところ、
誤差数メートル程度で受信点間の距離を得ることができ
た。このことから、民生品レベルと同程度の回路構成に
関わらず、極めて高い精度で複数の時刻信号間の同期を
取ることが可能であると判明した。
【0019】なお、上述の実施例においては、2台のP
LL回路を用いて子クロック信号を発生させるようにし
ているが、1台のPLL回路を使用して色副搬送波に同
期した信号を発生させるようにしても同様の作用を奏す
ることは明らかである。また、上述の実施例において
は、送電線の破断点の標定や落雷地点の標定に適用した
場合について説明したが、距離を隔てて配置された複数
の計時装置を高い精度で同期させることが要求される他
の様々なシステムに適用できることは明らかである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては
衛星放送波から垂直同期信号を抽出して構成された親ク
ロック信号及び親クロック信号に同期した子クロック信
号を発生する基準クロック発生手段と、親クロック信号
を計数する親クロックカウンタと、子クロック信号を計
数する子クロックカウンタと、外部からの要求により親
クロックカウンタ及び子クロックカウンタの計数内容を
出力するカウンタ値取込み手段と、衛星放送波到達時
間差を補正する補正手段とを備えたので、簡単な回路構
成で、複数の装置間の親クロック及び子クロック信号の
同期を取ることできて複数装置間で時間誤差の無い時刻
データを出力する装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す装置のブロック図であ
る。
【図2】本発明の時刻同期装置が使用される送電線事故
標定システムを示す構成図である。
【図3】同上装置の動作を示す波形図である。
【図4】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
12 衛星放送受信装置 20 垂直同期信号分離部 23 基本クロック発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−191985(JP,A) 特開 昭60−160777(JP,A) 特開 平2−226092(JP,A) 特開 昭62−105077(JP,A) 特開 昭58−60884(JP,A) 特開 平2−20912(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衛星放送波から垂直同期信号を抽出して
    構成された親クロック信号及び前記親クロック信号に同
    期した子クロック信号を発生する基準クロック発生手段
    と、前記親クロック信号を計数する親クロックカウンタ
    と、前記子クロック信号を計数する子クロックカウンタ
    と、外部からの要求により前記親クロックカウンタ及び
    子クロックカウンタの計数内容を出力するカウンタ値取
    込み手段と、前記衛星放送波の到達時間差を補正する補
    正手段とからなる基準時刻信号発生装置。
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