DE4230531C1 - Funkuhr - Google Patents
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- G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
- G04C10/04—Arrangements of electric power supplies in time pieces with means for indicating the condition of the power supply
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Description
Die Erfindung betrifft eine Funkuhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Eine derartige Funkuhr ist beispielsweise aus der DE 34 39 638 C1
bekannt. Ihre besonders genaue Zeitanzeige beruht darauf, daß von
Zeit zu Zeit überprüft wird, ob die augenblickliche Zeitanzeige,
die aufgrund der Fortschaltung eines von einer zeithaltenden
Schaltung angesteuerten Zeitregisters mit der aktuellen absoluten
Zeit übereinstimmt. Dabei wird die aktuelle Zeit in
kodierter Form von einem Sender ausgestrahlt und einem in die
Funkuhr eingebauten und auf diesen Sender abgestimmten Empfänger
decodiert. Die Kodierung der absoluten Zeit erfolgt dabei in Form
eines sogenannten Zeittelegramms, das in Deutschland beispielsweise
von einem Langwellensender laufend ausgestrahlt wird.
Im einzelnen besteht das Zeittelegramm dieses Langwellensenders
aus 59 Impulsen, die jeweils im Abstand von einer Sekunde beginnen.
Durch eine Pulslänge von 100 Millisekunden wird eine logische "0"
übertragen und durch eine Pulslänge von 220 Millisekunden eine
logische "1". Die genaue Definition der Signale des Zeittelegramms
kann z. B. in H. Hilberg, Funkuhrtechnik, Oldenbourg Verlag,
München, 1988, S. 29-45, nachgelesen werden.
Die aus dem Zeittelegramm mittels eines Decoders ermittelte Uhrzeit
wird in das Zeitregister der zeithaltenden Schaltung eingetragen.
Für den Fall, daß die absolute Zeit von der im Zeitregister
gehaltenen Uhrzeit abweicht, wird die Zeitangabe aufgrund
der empfangenen Zeitinformation korrigiert.
Um bei Inbetriebnahme oder während des Betriebs der Funkuhr feststellen
zu können, ob unter den gegebenen Emfangsbedingungen am
Aufstellungsort der Funkuhr eine Anzeigekorrektur mittels eines
empfangenen Zeittelegramms überhaupt zu erwarten ist, ist bei der
bekannten Funkuhr ein Indikatorzeiger vorgesehen, der solange mit
der Decodierfrequenz weitergeschaltet wird, bis eine absolute
Zeitinformation decodiert werden konnte. Ein unruhiger Lauf des
Indikatorzeigers ist ein sicheres Indiz dafürt, daß bei den momentanen
Empfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr kein ungestörter
Empfang der kodierten Zeitinformation möglich ist. Eine
Korrektur der Zeitanzeige ist unter diesen Empfangsbedingungen daher
nicht zu erwarten.
Aus der DE 37 31 956 A1 ist eine Funkuhr mit einer zusätzlichen
zweistelligen Digitalanzeige bekannt, die ausgehend vom Wert "0"
stündlich um den Wert "1" erhöht wird und bei komplettem Empfang
des ebenfalls stündlich abgefragten Zeittelegramms wieder um den
Wert "1" erniedrigt wird. Zeigt diese Digitalanzeige den Wert "0"
an, bedeutet dies, daß sämtliche seit Betriebsbeginn empfangene
Zeittelegramme komplett ausgewertet werden konnten. Ein Wert von
beispielsweise 10 auf der Digitalanzeige gibt an, daß insgesamt
10 Zeittelegramme so schlecht empfangen worden sind, daß sie
nicht mehr decodiert werden konnten und daher nicht verwertbar
waren.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Funkuhr besteht darin,
daß deren Benutzer - obgleich er bei entsprechend hohem Zählerstand
weiß, daß die Empfangsbedingungen am gewählten Aufstellungsort
nicht ausreichend sind, - bei einer Veränderung des
Aufstellungsortes erst nach Ablauf einer Stunde erkennen kann, ob
der Wechsel des Aufstellungsortes den gewünschten Effekt, nämlich
einen fehlerfreien Empfang des letzten Zeittelegramms gebracht
hat. Da die Empfangsbedingungen insbesondere innerhalb von
Gebäuden auch an räumlich wenig voneinander abweichenden Aufstellungsorten
sehr unterschiedlich sein können, sind oft viele Versuche
und ein entsprechend hoher Zeitaufwand nötig, um einen geeigneten
Aufstellungsort durch "probieren" zu finden.
Aus der EP 04 55 183 A2 ist ebenfalls eine autonome Funkuhr mit
einem Indikator für die Emfangsbedingungen am gewählten Aufstellungsort
bekannt. Der Indikator besteht in diesem Fall aus einer
Anzeige für die Empfangsfeldstärke. Die Anzeige wird zweckmäßigerweise
nur dann aktiviert, wenn der Empfänger eingeschaltet
ist, was entweder vom Benutzer der Uhr manuell durch Betätigung
einer bestimmten Taste oder durch die Steuereinheit der Uhr
selbsttätig in gewissen Zeitabständen, vorzugsweise nach Ablauf
jeder vollen Stunde, vorgenommen werden kann. Zwar kann mittels
der Empfangsfeldstärkeanzeige vom Benutzer ziemlich schnell nach
einem Aufstellungsort höherer Feldstärke gesucht werden, doch
weist diese bekannte Funkuhr den Nachteil auf, daß der Benutzer
sich zum einen merken muß, welcher Feldstärkenwert im allgemeinen
für einen ungestörten Empfang eines Zeittelegramms ausreicht. Zum
anderen bekommt er keine direkte Aussage darüber, ob das Zeittelegramm
selbst störungsfrei empfangen worden ist sondern nur
die indirekte Aussage, daß die Empfangsfeldstärke am gewählten
Aufstellungsort dafür ausreichend sein müßte. Schließlich muß
sich der Benutzer der Funkuhr damit abfinden, daß er bei Empfangsfeldstärken,
die im Grenzbereich liegen, in vielen Fällen
kein komplettes und daher kein verwendbares Zeittelegramm empfangen
kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Funkuhr
so zu verbessern, daß zum einen deren Benutzer direkt über die
Qualität des empfangenen Zeittelegramms relativ schnell durch
"probieren" einen Aufstellungsort mit ausreichenden Empfangsbedingungen
ermitteln kann und zum anderen die Qualität eines
empfangenen Zeittelegramms im Grenzbereich der Empfangsfeldstärke
so verbessert wird, daß es noch verwertbar ist für die
Überprüfung bzw. Korrektur des Zeitregisters der autonomen
Funkuhr.
Diese Aufgabe wird für eine Funkuhr nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wird dem
Benutzer der Funkuhr zunächst einmal angezeigt, ob das empfangene
Zeittelegramm selbst ungestört decodiert werden konnte oder
nicht. Der Benutzer erhält damit eine direkte Aussage über die
ihn letztlich allein interessierende Frage, nämlich die Verwertbarkeit
des vom Empfänger an den Decoder angegebenen Radiosignals.
Er ist damit nicht auf indirekte Hinweise, wie die Empfangsfeldstärke
am Aufstellungsort, angewiesen, die im einen
oder anderen Fall - insbesondere im Grenzbereich der notwendigen
Empfangsfeldstärke - zu irreführenden Schlußfolgerungen führen
kann. Darüber hinaus wird von der Filtereinheit immer dann, wenn
eine Empfangsstörung erkannt wird, ein gefiltertes Ausgangssignal
erzeugt, wobei bei dem Filterungsprozeß Erkenntnisse verwertet
werden, die bei der Analyse von typischen Empfangsstörungen gewonnen
worden sind. Wird keine Empfangsstörung erkannt, stimmen
die Pulse des gefilterten Zeittelegramms mit denen vom Decoder
abgegebenen Pulsen überein. Ferner verschwindet in diesem Fall
auch das Kontrollsignal.
Dem Benutzer steht damit nicht nur ein Mittel zur Überprüfung der
Empfangsbedingungen zur Verfügung, sondern eine Funkuhr, bei der
auch im Grenzbereich der Empfangsbedingungen sehr gute Chancen
bestehen, daß das gefilterte Ausgangssignal von der Steuereinheit
verwertet werden kann. Die Funkuhr wird damit auch noch bei
schlechten Empfangsbedingungen laufend synchronisiert, d. h., der
Inhalt des Zeitregisters wird mit dem Zeittelegramm verglichen
und bei einer Abweichung entsprechend korrigiert.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 hat den Vorteil,
daß an den N Ausgängen des Schieberegisters jeweils N Signale zur
Verfügung stehen, die aus den letzten N von dem Oszillator gesteuerten
Abtastungen des Zeittelegramms stammen. Führt man die N
Signale den N Eingängen eines Nur-Lesespeichers zu und betrachtet
ein spezielles N-Tupel von Werten als Adresse eines bestimmten
Speicherplatzes in dem Nur-Lesespeicher, so kann man unter dieser
Adresse drei Bit ablegen, die auf der Grundlage der Analyse von
typischen Empfangsstörungen gewonnen worden sind. Dieses 3-Bit-Muster
besteht dabei aus dem Kontrollsignal selbst und den beiden
anderen Bits zum Setzen und Rücksetzen eines R/S-Flip-Flops, an
dessen Ausgang das gefilterte Zeittelegramm abgegeben wird.
Es hat sich gezeigt, daß man in der Praxis bereits mit einem
4stufig ausgebildeten Schieberegister, d. h. mit den letzten vier
vom Oszillator gesteuerten Abtastungen des Zeittelegramms, recht
gute Ergebnisse erzielen kann (vgl. Anspruch 3). Dies gilt sowohl
in bezug auf das Ergebnis der Filterung des Zeittelegramms als
auch in bezug auf die Aussagefähigkeit des Kontrollsignals. In
der Praxis hat sich gezeigt, daß man bei einem 4stufigen Schieberegister
mit der in Anspruch 4 beschriebenen Verknüpfung zwischen
den Adreßeingängen und der Speicherplatzbelegung des Nur-Lesespeichers
und der ebenfalls in diesem Anspruch beschriebenen
Verknüpfung zwischen den Ausgängen des Nur-Lesespeichers einerseits
und den beiden Eingängen des R/S-Flip-Flops andererseits
bereits recht gute Ergebnisse erreicht. Die dort beschriebenen
Verknüpfungen ergeben nämlich für die in der Praxis vorkommenden
Störungen des Zeittelegramms sowohl gute Filterergebnisse als
auch eine hohe Aussagefähigkeit des Kontrollsignals.
Die Sichtbarmachung des Kontrollsignals auf dem Anzeigefeld
(Anspruch 5) ist insofern von Vorteil, als mit einem optischen
Indikator die Empfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr
von deren Benutzer am leichtesten beurteilt werden können, ohne
daß dabei andere im Raum anwesende Personen gestört zu werden
brauchen.
Die Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 6 hat den
Vorteil, daß für den Benutzer zum einen nur kurz anhaltende
Schwankungen des Kontrollsignals und zum anderen sehr häufig
auftretende Kontrollsignalstörungen in einer leichter
abzulesenden Weise angezeigt werden.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn dem Benutzer noch ein weiterer
optischer Indikator zur Verfügung steht, der zum einen aktiviert
wird, wenn der Empfänger eingeschaltet ist (Anspruch 7), und zum
anderen auch nach Ausschalten des Empfängers dann aktiviert
bleibt, wenn während der Einschaltdauer des Empfängers kein
vollständiges Zeittelegramm decodiert werden konnte (Anspruch 8).
Der Benutzer der Funkuhr hat damit die Möglichkeit, vier
Betriebszustände der Funkuhr zu erkennen, nämlich:
- "Empfänger ausgeschaltet, letzter Empfang gelungen"
- "Empfänger ausgeschaltet, während des letzten Einschaltens kein verwertbares Zeittelegramm empfangen"
- "Empfänger eingeschaltet, keine Empfangsstörungen"
- "Empfänger eingeschaltet, gestörtes Zeittelegramm".
- "Empfänger ausgeschaltet, während des letzten Einschaltens kein verwertbares Zeittelegramm empfangen"
- "Empfänger eingeschaltet, keine Empfangsstörungen"
- "Empfänger eingeschaltet, gestörtes Zeittelegramm".
Die Fortbildung der Funkuhr nach Anspruch 9 hat den Vorteil, daß
dem Benutzer ein optischer Indikator zur Verfügung gestellt wird,
den er im Fall des sogenannten "magischen Auges" entweder bereits
aus der Radiotechnik kennt oder mit dem ihm im Fall des das
"magische Auge" umschließenden Kreises ein zwar klar erkennbares,
aber die auf der Anzeigeeinheit ausgegebene Information (Uhrzeit
und eventuell auch Datum) nicht störendes Symbol ausgegeben wird.
Bildet man schließlich die Funkuhr nach Anspruch 10 weiter, kann
diese unter Verzicht auf einige Bauteile und damit mit
weniger Montageaufwand gefertigt werden. Darüber hinaus kann auf
der betreffenden Leiterplatte Platz gespart werden, so daß die
Uhr insgesamt kompakter gebaut werden kann. Schließlich wird in
vielen Fällen bereits zur Zeitfortschaltung und auch zur
Steuerung von Sonderfunktionen, beispielsweise der Abgabe eines
Wecksignals, ein Mikroprozessor verwendet, der im allgemeinen damit
nicht ausgelastet ist, so daß er auch die Funktion des Filters
noch übernehmen kann.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Funkuhr,
bei der zwischen Empfänger und Decoder ein Filter geschaltet
ist,
Fig. 2 den internen Aufbau des Filters mit diskreten Bauteilen,
Fig. 3a-3d verschiedene Impulsdiagramme, die bei Abtastung eines
ungestörten und eines gestörten "0" bzw. "1"-Pulses
des Zeittelegramms erhalten werden, und
Fig. 4 eine Tabelle mit der Verknüpfung zwischen Adresse und
der Belegung des 3-Bit-Musters des Nur-Lesespeichers.
Das in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Blockschaltbild
einer Funkuhr besteht aus einem Empfänger 2, einem Decoder 5,
einer Steuereinheit 6, einer zeithaltenden Schaltung 7 und einer
Anzeigeeinheit 8. Der Empfänger 2 seinerseits weist eine Antenne,
einen Verstärker sowie einen Demodulator auf (sämtliche Bauteile
nicht dargestellt), wobei der Demodulator das empfangene Funksignal
in ein serielles digitales Signal zurückverwandelt. Das
digitale Signal - im weiteren als Zeittelegramm bezeichnet -
liefert eine absolute Zeitinformation. Bei dem Sender kann es
sich um den Langwellensender DCF 77 handeln, der die gesetzliche
Zeit der Bundesrepublik Deutschland, gesteuert durch eine sogenannte
"Atomuhr", verbreitet. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt
am Beispiel der von diesem Sender verbreiteten Zeitinformation.
Die Übertragung eines vollständigen Zeittelegramms, welches 59
Pulse enthält, die jeweils im Abstand von einer Sekunde beginnen,
dauert eine Minute. Durch eine Pulslänge von 100 ms wird eine
logische "0" übertragen und durch eine Pulsslänge von 200 ms eine
logische "1". Die absolute Zeit wird in BCD-kodierter Form übertragen.
Die genaue Definition des Zeittelegramms kann in der einschlägigen
Literatur, z. B. in W. Hilberg, Funkuhren-Technik,
Oldenbourg-Verlag, München, 1988, S. 29-45, nachgelesen werden.
Der Decoder 5 ermittelt aus einem derartigen Zeittelegramm die
aktuelle Uhrzeit und leitet diese an die Steuereinheit 6 weiter.
Die Steuereinheit 6 hat Zugriff auf die zeithaltende Schaltung 7,
die bei ausgeschaltetem Empfänger 2 oder Ausfall des Senders die
Zeit mittels eines Quarzresonators autonom weiterschaltet.
Jeweils nach Erhalt eines fehlerfreien Zeittelegramms wird die
über den Sender empfangene Zeitinformation in die zeithaltende
Schaltung 7 übertragen.
Auf einer Anzeigeeinheit 8 wird die aktuelle Uhrzeit (nicht dargestellt)
auf einem Anzeigefeld 83 ausgegeben. Auf der Anzeigeeinheit
8 kann gleichzeitig auch noch ein optischer Indikator 82
und ein weiteres optisches Signal 81 ausgegeben werden, deren
Bedeutung noch im einzelnen beschrieben werden wird.
Nach der Erfindung ist zwischen dem Decoder 5 und dem Empfänger 2
ein Filter 4 geschaltet, das an seinem Eingang das Zeittelegramm
31 aufnimmt und an einem seiner beiden Ausgänge mit dem Decoder 5
verbunden ist, während sein anderer Ausgang mit einem Eingang der
Steuereinheit 6 verbunden ist. Der mit dem Decoder 5 verbundene
Ausgang des Filters 4 gibt dabei ein gefiltertes Zeittelegramm 32
ab, während der mit der Steuereinheit 6 verbundene Ausgang ein
sogenanntes Kontrollsignal 33 abgibt, welches einem anderen Eingang
der Steuereinheit 6 zugeführt wird und als Indikator für die
Empfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr dient.
Die Arbeitsweise des Filters wird nachstehend anhand der Fig. 2
und 3a-3d erläutert. Das Filter 4 weist einen Oszillator 41 auf,
dessen Ausgang den Clock-Eingang eines 4-Bit-Schiebetregisters 42
periodisch mit einer Frequenz von 64 Hz taktet. Am Eingang des
Schieberegisters 42 liegt das ungefilterte Zeittelegramm 31 an,
während seine vier Ausgänge Q1, Q2, Q3 und Q4 mit den entsprechenden
vier Eingängen A1, A2, A3 und A4 eines Nur-Lesespeichers
(ROM) 43 verbunden sind. Damit liegen an den Ausgängen des
Schieberegisters 42 jeweils die letzten vier an dem Zeittelegramm
31 abgetasteten Signalpegel. Das ROM 43 enthält 16×3 Speicherzellen,
die fest programmiert sind. Dabei dienen die vier Eingänge
A1, A2, A3 und A4 zur Aufnahme der von dem Schieberegister
42 ausgehenden, sogenannten Adreßleitungen, d. h., das auf diesen
vier Leitungen dem ROM 43 bei jedem Takt angebotene 4-Bit-Muster
stellt eine Adresse dar, unter der jeweils ein bestimmtes
3-Bit-Muster abgelegt ist. Dieses 3-Bit-Muster liegt dann jeweils
an den drei Ausgängen D1, D2 und D3 des ROMs 43 an. Der Ausgang
D1 des ROMs 43 ist mit dem Setzeingang S eines R/S-Flip-Flops 44,
während der Ausgang D2 des ROMs 43 mit dem Rücksetzeingang des
R/S-Flip-Flops 44 verbunden ist, wobei am Ausgang Q des
Flip-Flops 44 das gefilterte Zeittelegramm 32 anliegt. Der verbleibende
Ausgang D3 des ROMs 43 gibt das Kontrollsignal 33 ab,
welches Störungen des Zeittelegramms 31 kennzeichnen soll.
Es hat sich herausgestellt, daß in der Praxis sehr befriedigende
Ergebnisse erzielt werden, wenn die Belegung der unter verschiedenen
Adressen des ROMs 43 abgelegten 3-Bit-Muster wie in
Fig. 4 gezeigt vorgenommen wird. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich,
daß beispielsweise unter der Adresse "0,0,1,0" das
3-Bit-Muster "0,0,1" abgelegt ist. Das bedeutet, daß dieses
Bitmuster an den Ausgängen D1, D2 und D3 in der genannten Reihenfolge
anliegt, so daß sowohl am Setz- als auch am Rücksetzeingang
des R/S-Flip-Flops 44 ein "0"-Signal anliegt. Das binäre
Kontrollsignal 33 weist dabei den Wert "1" auf und zeigt damit
an, daß das Zeittelegramm 31 mindestens eine Störung enthält, was
wiederum Rückschlüsse auf die Empfangsbedingungen am Aufstellungsort
der Funkuhr zuläßt. Anders liegen die Verhältnisse, wenn
am Eingang des ROMs 43 die Adresse "0,0,1,1" anliegt, da in
diesem Fall das Kontrollsignal 33 am Ausgang D3 den binären Wert
"0" aufweist, wobei aber die Ausgänge D1 und D2 nach wie vor
beide den binären Wert "0" beibehalten.
Die Wirkungsweise des Filters ist wie folgt:
Durch die Programmierung des ROMs 43 kann festgelegt werden, welche Signalfolgen zum Setzen oder Rücksetzen des R/S-Flip-Flops 44 führen und welche Signalfolgen Störungen enthalten, die dann über den Ausgang D3 des ROMs 43 -d. h. das Kontrollsignal 33 - angezeigt werden. So sind aus Fig. 3a die binären Werte Q1, Q2, Q3 und Q4 am Ausgang des Schieberegisters 42 und der binäre Wert des gefilterten Zeittelegramms 32 für den Fall ersichtlich, daß im Zeittelegramm 31 ein ungestörter "0"-Puls enthalten ist. Der "0"-Puls wird bei einer Dauer von 100 ms und einer Taktfrequenz von 64 Hz siebenmal mit dem Wert "1" abgetastet, so daß an den Ausgängen Q1, Q2, Q3 und Q4 jeweils um einen Takt versetzt siebenmal der binäre Wert "1" erscheint. Überprüft man anhand der in Fig. 4 abgebildeten Tabelle sämtliche, durch die Ausgänge Q1, Q2, Q3 und Q4 definierten Adressen, so findet man, daß in allen zugehörigen 3-Bit-Mustern das Bit D3 den Wert "0" hat. Gleichzeitig erkennt man, daß das R/S-Flip-Flop 44 durch die Adresse "1,1,1,1" gesetzt wird (D1 hat den Wert "1") und erst durch die Adresse "0,0,0,0" wieder rückgesetzt wird (das Bit D2 hat dann den Wert "1"). Auf diese Weise besteht das gefilterte Zeittelegramm 33 am Ausgang Q des R/S-Flip-Flops 44 ebenfalls während sieben aufeinanderfolgende Takte aus dem binären Wert "1", d. h., das ungestörte 31 und das gefilterte 32 Zeittelegramm stimmen inhaltlich überein, sind aber durch die Wirkung des Filters 4 zeitlich gegeneinander versetzt. Diese konstante zeitliche Versetzung wird aber von Decoder 5 bei der Ermittlung der aktuellen Uhrzeit berücksichtigt.
Durch die Programmierung des ROMs 43 kann festgelegt werden, welche Signalfolgen zum Setzen oder Rücksetzen des R/S-Flip-Flops 44 führen und welche Signalfolgen Störungen enthalten, die dann über den Ausgang D3 des ROMs 43 -d. h. das Kontrollsignal 33 - angezeigt werden. So sind aus Fig. 3a die binären Werte Q1, Q2, Q3 und Q4 am Ausgang des Schieberegisters 42 und der binäre Wert des gefilterten Zeittelegramms 32 für den Fall ersichtlich, daß im Zeittelegramm 31 ein ungestörter "0"-Puls enthalten ist. Der "0"-Puls wird bei einer Dauer von 100 ms und einer Taktfrequenz von 64 Hz siebenmal mit dem Wert "1" abgetastet, so daß an den Ausgängen Q1, Q2, Q3 und Q4 jeweils um einen Takt versetzt siebenmal der binäre Wert "1" erscheint. Überprüft man anhand der in Fig. 4 abgebildeten Tabelle sämtliche, durch die Ausgänge Q1, Q2, Q3 und Q4 definierten Adressen, so findet man, daß in allen zugehörigen 3-Bit-Mustern das Bit D3 den Wert "0" hat. Gleichzeitig erkennt man, daß das R/S-Flip-Flop 44 durch die Adresse "1,1,1,1" gesetzt wird (D1 hat den Wert "1") und erst durch die Adresse "0,0,0,0" wieder rückgesetzt wird (das Bit D2 hat dann den Wert "1"). Auf diese Weise besteht das gefilterte Zeittelegramm 33 am Ausgang Q des R/S-Flip-Flops 44 ebenfalls während sieben aufeinanderfolgende Takte aus dem binären Wert "1", d. h., das ungestörte 31 und das gefilterte 32 Zeittelegramm stimmen inhaltlich überein, sind aber durch die Wirkung des Filters 4 zeitlich gegeneinander versetzt. Diese konstante zeitliche Versetzung wird aber von Decoder 5 bei der Ermittlung der aktuellen Uhrzeit berücksichtigt.
Somit ergeben sich für den Fall eines ungestörtten "0"-Pulses im
Zeittelegramm 31 zum einen ein durchweg verschwindendes Kontrollsignal
33 und zum anderen Identität zwischen gefiltertem Zeittelegramm
32 und ungefiltertem Zeittelegramm 31.
Dasselbe trifft bei Auftreten eines ungestörten "1"-Pulses in
einem Zeittelegramm zu, der 200 ms anhält und daher bei einer
Frequenz von 64 Hz 13 mal abgetastet wird. Dies läßt sich im einzelnen
auf gleiche Weise anhand der Fig. 3b und der in Fig. 4 gezeigten
Tabelle nachvollziehen.
Fig. 3c zeigt einen stark gestörten "0"-Puls im Zeittelegramm 31.
Verwendet man wiederum die in Fig. 4 gezeigte Tabelle, so ergibt
sich am Ausgang Q des R/S-Flip-Flops 44 ein durch die Filterung
völlig ungestörter "0"-Puls, der - wie der ungestörte "0"-Puls
aus Fig. 3a - aus sieben hintereinanderfolgenden Signalen mit dem
binären Wert "1" besteht. Durch das Filter 3 ist also eine
erhebliche Verbesserung des Zeittelegramms 31 erreicht worden,
so daß das Zeittelegramm 31 auch an Orten mit mäßigen oder gar
schlechten Empfangsbedingungen verwertet werden kann. Ganz
anders als bei den ungestörten "0"- oder "1"-Pulsen verhält es
sich mit dem Kontrollsignal 33. Während das Kontrollsignal 33 bei
ungestörten "0"- und "1"-Pulsen nach jedem Takt des Oszillators
41 durchweg den Wert "0" aufweist, weist das Kontrollsignal 33 bei
einem Puls nach Fig. 3c insgesamt 11 mal den Wert "1" auf und
zeigt damit deutlich die erhebliche Störung des "0"-Pulses an.
Zum ersten Mal weist das Kontrollsignal 33 den Wert "1" nach dem
fünften Takt des Oszillators 41 auf (vgl. dazu die Tabelle in
Fig. 4). Dasselbe gilt für die Takte 6, 12, 13 usw., wobei auch
während der letzten drei Takte das Kontrollsignal 33 jeweils
den Wert "1" aufweist.
In gleicher Weise läßt sich aus Fig. 3d entnehmen, daß der abgebildete
gestörte "1"-Puls im Zeittelegramm 31 nach Durchgang
durch das Filter 4 als völlig ungestörter "1"-Puls im gefilterten
Zeittelegramm 32 erscheint, da letzteres wiederum während 13
Takten den Wert "1" aufweist. Anders bei einem ungestörten
"1"-Puls tritt aber während acht Takte der Wert "1" für das
Kontrollsignal 33 auf, was wiederum darauf hinweist, daß der
"1"-Puls beträchtlichen Störungen unterworfen ist.
Ein zum Kontrollsignal 33 inverses Signal wird auf der Anzeigeeinheit
8 mittels eines optischen Indikators 82, der die Form
eines sogenannten "magischen Auges" aufweist, sichtbar gemacht.
Durch die Sichtbarmachung eines zum Kontrollsignal 33 inversen
Signals ist der Indikator 82 bei ungestörten Pulsen im Zeittelegramm
31 permanent sichtbar, so daß der Benutzer der Funkuhr
eine Bestätigung über die guten Empfangsbedingungen an deren Aufstellungsort
erhält.
Da sämtliche aus den Fig. 3c und 3d ermittelten Kontrollsignale
33 relativ häufig auftreten, wird der Indikator 82 durch eine hier
nicht näher interessierende Maßnahme von der Steuereinheit 6 im
1-Sekunden-Takt mit jeweils einer halbsekündigen Pause sichtbar
gemacht. Damit werden dem Benutzer der Funkuhr in auffälliger
Weise die relativ schlechten Empfangsbedingungen an deren Aufstellungsort
erkennbar gemacht. Für den Fall, daß nur für kurze
Zeit, beispielsweise für weniger als 0,5 Sekunden, das Kontrollsignal
den Wert "1" annimmt und dann für eine längere Zeit, beispielsweise
einige Sekunden, wieder den Wert "0" annimmt, wird
das inverse Signal zum Kontrollsignal 33 für diese Zeitspanne,
also für beispielsweise 0,5 Sekunden sichtbar gemacht, um dem
Benutzer auch geringe Empfangsstörungen ausreichend deutlich anzuzeigen.
Wie aus Fig. 1 erkennbar, kann auf der Anzeigeeinheit 8 ein
weiteres optisches Signal in Form eines Kreises 81 sichtbar
gemacht werden. Die Sichtbarmachung erfolgt wiederum durch die
Steuereinheit 6 und zwar in der Weise, daß der Kreis 81 sowohl
dann sichtbar gemacht wird, wenn der Empfänger 2 eingeschaltet
ist, als auch dann, wenn das letzte Zeittelegramm 31 vor Abschalten
des Empfängers 2 relativ stark gestört war und daher das
Kontrollsignal 33 relativ häufig aufgetreten ist. Auf diese Weise
können durch den optischen Indikator 82 in Verbindung mit dem
Kreis 81 folgende Betriebszustände der Funkuhr angezeigt werden:
Betriebszustand 1:
Kreis 81 sichtbar und Indikator 82 dauersichtbar, d. h. Empfänger 2 eingeschaltet, verschwindendes Kontrollsignal, damit gute Empfangsbedingungen.
Kreis 81 sichtbar und Indikator 82 dauersichtbar, d. h. Empfänger 2 eingeschaltet, verschwindendes Kontrollsignal, damit gute Empfangsbedingungen.
Betriebszustandbedingungen 2:
Kreis 81 sichtbar, Indikator 82 aber immer wieder für 0,5 Sekunden bzw. im 1-Sekunden-Takt sichtbar, d. h. Empfänger 2 eingeschaltet und gelegentliche, häufige Störungen des Zeittelegramms 31.
Kreis 81 sichtbar, Indikator 82 aber immer wieder für 0,5 Sekunden bzw. im 1-Sekunden-Takt sichtbar, d. h. Empfänger 2 eingeschaltet und gelegentliche, häufige Störungen des Zeittelegramms 31.
Betriebszustand 3:
Kreis 81 sichtbar, Indikator 82 aber weder dauernd noch für 0,5 Sekunden noch im 1-Sekunden-Takt sichtbar, d. h. Empfänger 2 ausgeschaltet, letztes Zeittelegramm deutlich gestört, Übernahme des Zeittelegramms in die zeithaltende Schaltung 7 nicht erfolgt.
Kreis 81 sichtbar, Indikator 82 aber weder dauernd noch für 0,5 Sekunden noch im 1-Sekunden-Takt sichtbar, d. h. Empfänger 2 ausgeschaltet, letztes Zeittelegramm deutlich gestört, Übernahme des Zeittelegramms in die zeithaltende Schaltung 7 nicht erfolgt.
Betriebszustand 4:
Weder Kreis 81 noch Indikator 82 in irgendeiner Form sichtbar, d. h. Empfänger 2 ausgeschaltet, letztes Zeittelegramm wurde als gefiltertes Zeittelegramm 32 in die zeithaltende Schaltung 7 übernommen, und - sofern notwendig - die Zeitanzeige (nicht dargestellt) auf der Anzeigeeinheit 8 wurde berichtigt.
Weder Kreis 81 noch Indikator 82 in irgendeiner Form sichtbar, d. h. Empfänger 2 ausgeschaltet, letztes Zeittelegramm wurde als gefiltertes Zeittelegramm 32 in die zeithaltende Schaltung 7 übernommen, und - sofern notwendig - die Zeitanzeige (nicht dargestellt) auf der Anzeigeeinheit 8 wurde berichtigt.
Claims (10)
1. Funkuhr mit einem Empfänger (2), der ein aus seriellen
digitalen Pulsen bestehendes sogenanntes Zeittelegramm
empfängt, mit einem dem Empfänger (2) nachgeschalteten
Decoder (5), der aus dem Zeittelegramm die aktuelle Uhrzeit
ermittelt und diese einer Steuereinheit 6 zuführt, die
ihrerseits die aktuelle Uhrzeit in das Zeitregister einer
zeithaltenden Schaltung (7) überträgt, welche das
Zeitregister bis zum nächsten Empfang eines Zeittelegramms
autonom fortschaltet, wobei jeweils die aktuell im
Zeitregister enthaltene Uhrzeit auf einer Anzeigeeinheit (8)
ausgegeben wird und mit einem Indikator für die
Empfangsbedingungen am gewählten Aufstellungsort,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Empfänger (2) und Decoder (5) eine Filtereinheit
(4) geschaltet ist, welche bei eingeschaltetem Empfänger
(2) aus den einzelnen Pulsen des Zeittelegramms ein auf
der Grundlage der Analyse von typischen Empfangsstörungen
gewonnenes, gefiltertes Zeittelegramm (32) und als Indikator
für die Empfangsbedingungen am gewählten Aufstellungsort ein
ebenfalls digitales Kontrollsignal (33) erzeugt, welches bei
ungestört empfangenen Pulsen nicht, bei Empfang eines gestörten
Pulses aber mindestens einmal auftritt und dem Benutzer
der Funkuhr erkennbar gemacht wird.
2. Funkuhr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Filter (4) ein N-Bit-Schieberegister (42) aufweist,
dessen Eingang 31 das empfangene Zeittelegramm zugeführt
wird und welches von einem Oszillator (41) periodisch
getaktet wird, daß die N Ausgänge des Schieberegisters
(42) jeweils mit einem Adreßeingang eines Nur-Lesespeichers
(43) verbunden sind, welcher drei Ausgänge aufweist, von
denen zwei Ausgänge mit den beiden Eingängen (R, S) eines
RS-Flip-Flops verbunden sind und der dritte Ausgang das
Kontrollsignal (33) abgibt und daß am Ausgang des
RS-Flip-Flops (44) das gefilterte Zeittelegramm (32)
abgegeben wird.
3. Funkuhr nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schieberegister (42) 4stufig ausgebildet ist und
daß der Nur-Lesespeicher (43) vier Adresseneingänge (A1, A2,
A3, A4) aufweist und ein Speichervolumen von 16 mal 3 Bit
aufweist, von denen jeweils 2 Bit (D1, D2) den beiden
Eingängen (R, S) des RS-Flip-Flops (44) zugeordnet sind und
jeweils das dritte Bit (D3) das Kontrollsignal (33)
darstellt.
4. Funkuhr nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Adreßeingängen (A1, A2, A3, A4) des
Nur-Lesespeichers (43) und seiner Speicherplatzbelegung die
in Fig. 4 dargestellte Verknüpfung besteht, daß der erste
(Q₁) bzw. zweite (Q₂) bzw. dritte (Q₃) bzw. vierte
(Q₄) Ausgang des Schieberegisters (31) mit dem ersten (A1)
bzw. zweiten (A2) bzw. dritten (A3) bzw. vierten (A4)
Adresseneingang des Nur-Lesespeichers (43) verbunden ist,
dessen erster Ausgang (D1) mit dem Setz-Eingang (5) und dessen
zweiter Ausgang (D2) mit dem Rücksetz-Eingang (R) verbunden
ist und daß an dessen drittem Ausgang (D3) das
Kontrollsignal (33) abgegeben wird.
5. Funkuhr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zum Kontrollsignal (33) inverses Signal ebenfalls
der Steuereinheit (6) zugeführt wird und von dieser auf dem
Anzeigefeld (8) mittels eines optischen Indikators (82)
sichtbar gemacht wird.
6. Funkuhr nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinheit (6) für den Fall, daß ein Kontrollsignal
(33) kürzer als eine vorgebbare Zeitspanne, beispielsweise
0,5 Sekunden, andauert, den Indikator (82)
dennoch für diese Zeitspanne sichtbar macht und für den
Fall, daß das Kontrollsignal (33) relativ häufig auftritt,
den Indikator (82) periodisch im Einsekundentakt mit einer
Impulsdauer von 0,5 Sekunden sichtbar macht.
7. Funkuhr nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß von der Steuereinheit (6) bei eingeschaltetem Empfänger
(2) auf der Anzeigeeinheit (8) neben dem optischen Indikator
(82) noch ein weiteres optisches Signal (81) aktiviert wird.
8. Funkuhr nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weitere optische Signal (81) für den Fall, daß
während einer vorgegebenen Einschaltzeit des Empfängers (2)
kein korrekt decodierbares gefiltertes Zeittelegramm (32)
generiert werden konnte, auch nach Ausschalten des Empfängers
(2) aktiviert bleibt, während das zum Kontrollsignal
(33) inverse Signal danach nicht mehr sichtbar gemacht wird.
9. Funkuhr nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der optische Indikator die Form eines sogenannten
magischen Auges (82) aufweist und daß das weitere optische
Signal in Form eines das magische Auge umschließenden Kreises
(81) sichtbar gemacht wird.
10. Funkuhr nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktion sämtlicher Bauteile (41, 42, 43 und 44) des
Filters (4) von einem kundenspezifischen integrierten
Schaltkreis oder von einem Mikrokontroller realisiert wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4230531A DE4230531C1 (de) | 1992-09-12 | 1992-09-12 | Funkuhr |
EP93112462A EP0588042A3 (de) | 1992-09-12 | 1993-08-04 | Funkuhr. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4230531A DE4230531C1 (de) | 1992-09-12 | 1992-09-12 | Funkuhr |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4230531C1 true DE4230531C1 (de) | 1993-11-18 |
Family
ID=6467793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4230531A Expired - Fee Related DE4230531C1 (de) | 1992-09-12 | 1992-09-12 | Funkuhr |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0588042A3 (de) |
DE (1) | DE4230531C1 (de) |
Cited By (2)
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1992
- 1992-09-12 DE DE4230531A patent/DE4230531C1/de not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-08-04 EP EP93112462A patent/EP0588042A3/de not_active Ceased
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Also Published As
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EP0588042A2 (de) | 1994-03-23 |
EP0588042A3 (de) | 1995-02-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |