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Die
Erfindung betrifft eine funkgesteuerte Armbanduhr mit Mitteln zum
Dekodieren von Signalen von Zeitzeichensendern aus mehreren Zeitzonen
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Funkgesteuerte
Uhren, bei denen die Uhrzeit analog mit herkömmlichen Zeigern oder digital
mit einer Digitalanzeige angezeigt und die Information für die aktuelle
Uhrzeit aus empfangenen Signalen von Zeitzeichensendern gewonnen
werden, sind hinlänglich
bekannt. Bei den empfangenen Signalen der Zeitzeichensender handelt
es sich um Hochfrequenzsignale, die durch lokale Behörden verschiedener
Länder
ausgestrahlt werden, um amtliche lokale Zeitinformationen bereitzustellen,
die es Privatpersonen ermöglicht,
ihre Uhren und Zeitmessgeräte
zu synchronisieren. Vorhandene HF-Zeitsignale umfassen z.B. in Deutschland
das DCF-Signal, im Vereinigten Königreich
das MSF-Signal,
in den Vereinigten Staaten von Amerika das WWVB-Signal und in Japan
das JJY40-Singal sowie das JJY60-Signal. Diese Signale sind amplitudenmodulierte
Signale mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen
und unterschiedlichen Datenprotokollen.
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In
der nachfolgenden Tabelle sind die derzeit bekanntesten Zeitzeichensender
länderbezogen
mit ihrem Hochfrequenzsignalcode und ihren Trägerfrequenzen angegeben:
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Die
meisten bekannten funkgesteuerten Uhren sind nur für den Empfang
eines einzigen Zeitzeichensenders geeignet und können somit nicht in unterschiedlichen
Ländern,
d.h. im Bereich verschiedener Zeitzonen, verwendet werden.
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Die
DE 103 15 429 A1 beschreibt
allerdings bereits eine funkgesteuerte Uhr, die in verschiedenen
Ländern
und verschiedenen Zeitzonen die Zeitzeichensignale unterschiedlicher
Zeitzeichensender empfangen und damit in unterschiedlichen Zeitzonen
funkgesteuert die aktuelle Uhrzeit anzeigen kann. Die funkgesteuerte Uhr
verfügt
hierfür über ein
verhältnismäßig voluminöses Gehäuse, in
welchem sowohl die Anzeigeeinheit als auch drei verschiedene Dekodierer
zum Dekodieren der unterschiedlichen Zeitzeichensignale untergebracht ist.
Gesteuert werden diese Dekodierer von einer CPU-Steuereinheit. Ein
erster Dekodierer dient zum Dekodieren der DCF- und MSF-Signale,
um die DCF-Funksignale mit 77,5 kHz und die MSF-Funksignale mit
60 kHz zu dekodieren. Ein zweiter Dekodierer ist vorgesehen zum
Dekodieren des WWVB-Funksignals mit 60 kHz und ein dritter Dekodierer
dient zum Dekodieren der japanischen JJY-Funksignale mit 60 kHz
bzw. mit 40 kHz. Als Anzeigeeinrichtung dient eine LCD-Anzeige.
An das Gehäuse
können
unterschiedliche Antennenmodule von außen angeschlossen werden. Je
nach dem welches Antennenmodul gerade angeschlossen ist, wird von
der Elektronik der Funkuhr versucht, die zugehörenden Zeitzeichensignale zu
empfangen und zu dekodieren.
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Problematisch
bei dieser Funkuhr ist, dass die Antennenmodule manuell ausgetauscht
werden müssen.
Hierfür
hat die Bedienperson die Auswahl zwischen drei Antennenmodulen.
Das erste Antennenmodul ist so geschaffen, dass es DCF-HF-Zeitsignale
mit Trägerfrequenzen
von 77,5 kHz empfangen kann. Das zweite Antennenmodul ist so ausgebildet,
das es MSF-WWVB-JJY60-HF-Zeitsignale
mit einer Trägerfrequenz
von 60 kHz unabhängig
vom gewählten
Code-Typ empfängt
und das dritte Antennenmodul ist so geschafften, dass es JJY40-HF-Zeitsignale
mit Trägerfrequenzen
von 40 kHz empfangen kann.
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Das
manuelle Wechseln der Antennenmodule ist wenig bedienerfreundlich.
Die Bedienperson muss nämlich
immer dafür
sorgen, dass im jeweiligen Empfangsbereich eines Zeitzeichensenders
auch das richtige Antennenmodul an der Funkuhr angeschlossen ist.
Insbesondere für
vielreisende Geschäftsleute,
die zwischen den Zeitzonen häufig
wechseln, ist ein solches manuelle Auswechseln der Antennenmodule
sehr störend
und zudem noch platzraubend, da ständig alle Antennenmodule mitgeführt werden
müssen,
um in den jeweiligen Zeitzonen auch einen Funksignalempfang des
jeweils dort aktiven Zeitsenders sicherzustellen.
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Die
DE 198 08 431 A1 der
Anmelderin beschreibt eine Funkuhr, die zum Empfang unterschiedlicher Senderfrequenzen
verschiedener Zeitzeichensender geeignet ist und die hierfür eine Frequenzumschaltung durch
passende Umschaltungskapazität
am Antennenschwingkreis vorsieht. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der
verwendeten Funkuhr und der Möglichkeit
welche Zeitzeichensender empfangen werden sollen, sind diesem Dokument
nicht zu entnehmen.
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Funkgesteuerte
Armbanduhren sind nach Kenntnis der Anmelderin von der japanischen
Firma Citizen in Benutzung. Die von dieser Firma entwickelten Uhren
können
jedoch lediglich die japanischen Zeitzeichensender JJY40 und JJY60
empfangen und damit lediglich Zeitzeitchensender innerhalb der japanischen
Zeitzone.
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Des
Weiteren soll nach Kenntnis der Anmelderin die japanische Firma
Casio funkgesteuerte Armbanduhren entwickelt haben, die zwischen
der japanischen und der amerikanische Zeitzone und damit zwischen zwei
Zeitzonen umschalten und die Japansender JJY40 sowie JJY60 sowie
den US-Sender WWVB empfangen können
soll. Die Umschaltung der zu empfangenden Zeitzeichensender muss
bei diesen Uhren zwischen der japanischen und der amerikanischen
Zeitzone manuell durch den Uhrenträger erfolgen.
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Die
vorliegenden Erfindung hat das Ziel eine funkgesteuerte Armbanduhr
anzugeben, die auf der ganzen Welt funkgesteuert die Zeit anzeigt,
sofern Zeitzeichensender empfangen werden können. Dabei soll ein manueller
Eingriff des Uhrenträgers
vermieden werden.
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Dieses
Ziel wird durch eine funkgesteuerte Armbanduhr mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung beruht im Wesentlichen darauf, dass in der funkgesteuerten
Armbanduhr eine Speichereinheit vorgesehen ist, in der eine Tabelle
von mindestens vier Zeitzeichensender aus mehr als zwei Zeitzonen
hinterlegt ist, und das mittels einer Steuereinrichtung selbsttätig Empfangsversuche
zu den in der Tabelle abgelegten Sendern durchgeführt werden.
Bei erfolgreichem Empfang eines Zeitzeichensenders aus der Tabelle
wird die zugehörende,
dekodierte Zeit auf der Anzeige der Armbanduhr analog oder digital
angezeigt.
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Die
funkgesteuerte Armbanduhr ist hierfür mit einer Empfangseinrichtung
ausgestattet, die über
geschaltete Quarze zwischen den erforderlichen Trägerfrequenzen
der möglichen
Zeitzeichensender umschalten kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die in der
Tabelle gespeicherten Zeitzeichensender nach Zeitzonen gruppiert
sind. Dies hat den Vorteil, dass bei einer zuvor festgestellten
Zeitzone, in der sich die funkgesteuerte Armbanduhr befindet, nur
diejenigen Zeitzeichensender dieser Zeitzone auf mögliche erfolgreiche
Empfangsversuche abgefragt werden. Ein schnellerer Zeitzeichensenderempfang
ist hierdurch gewährleistet
im Vergleich zu der Lösung,
bei der sämtliche
in der Tabelle abgelegten Zeitzeichensender nach möglichen
empfangbaren Signalen abgefragt werden.
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Wenn
sämtliche
in der Tabelle abgelegten Zeitzeichensender oder nur die zu einer
Zeitzone gruppierten Zeitzeichensender abgefragt werden sollen,
erfolgt dies zweckmäßiger Weise
sequenziell für
die gesamte Tabelle bzw. die Gruppe von Zeitzeichensendern der betreffenden
Zeitzone.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Speichereinrichtung
noch eine zusätzliche
Information speicherbar ist, die anzeigt, mit welchem Zeitzeichensender
ein zuletzt gültiger
Empfangsversuch durchgeführt
wurde. Die Steuereinrichtung beginnt nach Maßgabe dieser gespeicherten
Information einen erneuten Empfangsversuch mit dem Empfang ge nau
dieses Zeitzeichensenders. Diese Weiterbildung hat den Vorteil,
dass bei einem erneuten Empfangsversuch nicht sämtliche Zeitzeichensender nacheinander
auf mögliche
Empfangserfolge hin abgefragt werden müssen, sondern mit der Abfrage
desjenigen Zeitzeichensenders begonnen wird, bei dem zuletzt ein
erfolgreicher Empfangsversuch festgestellt wurde. Die Wahrscheinlichkeit
ist nämlich
verhältnismäßig groß, dass
der Uhrenträger
bei einem erneuten Empfangsversuch gerade nicht die Zeitzone gewechselt
hat. Ein schnelles Einstellen und Empfangen von Funkzeichensignalen ist
mit dieser Weiterbildung sichergestellt.
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In
einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass innerhalb
der funkgesteuerten Armbanduhr eine Quarzzeitbasis angeordnet ist,
die eine quarzgenaue Anzeige der Uhr ermöglicht. Eine solche quarzgenaue
Anzeige der Uhr ist notwendig, wenn überhaupt keine Funksignale
von Zeitzeichensendern empfangen werden können.
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Die
Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild einer funkgesteuerten Armbanduhr nach der Erfindung,
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2 ein Flussdiagramm für ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen funkgesteuerten Armbanduhr,
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3 ein
Flussdiagramm für
ein anderes Ausführungsbeispiel
einer funkgesteuerten Armbanduhr und
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4 ein
detailliertes Flussdiagramm zum Ausführungsbeispiel von 3.
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In 1 ist
schematisch im Blockschaltbild eine funkgesteuerte Armbanduhr 20 dargestellt,
welche eine Antenne 22 mit nachgeschalteter, umschaltbarer
Empfangseinrichtung 24 zum Empfang von Signalen von Zeitzeichensendern 1, 2...10 aus
unterschiedlichen Zeitzonen A, B...N aufweist. Die Umschaltbarkeit
der Empfangseinrichtung 24 auf unterschiedliche Trägerfrequenzen
ist in 1 symbolisch durch umschaltbare Quarze 25 illustriert.
Die Umschaltung wird von einer Steuereinrichtung 28 gesteuert.
Der Ausgang der Empfangseinrichtung 24 steht mit einer
Dekodiereinrichtung 26 in Verbindung, durch den die empfangenen
Zeitzeichensignale dekodiert werden können. Aus den dekodierten Zeitzeichen
des Empfangssignals wird eine Information für eine Anzeige 32 der
Funkuhr 20 generiert. Die Anzeige kann analog mittels Zeigern
oder digital mittels Digitalanzeigern erfolgen. Die Steuereinrichtung 28 steht
mit einer Speichereinrichtung 30 in Verbindung, in welcher
u.a. eine Tabelle mit einer Vielzahl von Informationen über unterschiedliche
Zeitzeichensender abgespeichert sind. Die Steuereinrichtung 28 steuert
aufgrund dieser in der Tabelle abgelegten Informationen die Empfangseinrichtung 25 und
den Dekoder 26 in einer noch zu erläuternden Art und Weise. Zusätzlich verfügt die funkgesteuerte
Armbanduhr 20 über
einen Schalter 34, der mit der Steuereinrichtung 28 in
Kontakt steht. Über
diesen Schalter 34 kann eine Bedienperson die Zeitzone
in der er sich gerade befindet an der Funkuhr 20 einstellen.
Die Information über
die richtige Zeitzone ist vorteilhaft, um gegebenenfalls schneller
als gewöhnlich
für einen
Empfang von Zeitzeichensignalen zu sorgen.
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In 1 sind
unten noch zwei mögliche
Ausführungsbeispiele
der erwähnten
Tabelle der Speichereinrichtung 30 dargestellt. Links befindet
sich eine einspaltige Tabelle mit M-Zeilen, die Speicherplätzen entsprechen.
In den M-Zeilen sind nacheinander eine Vielzahl von Zeitzeichensendern
abgespeichert, beispielsweise in der Reihenfolge DCF, MSF, WBVB,
JJY40, JJY60, X,Y,Z,V W usw.
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In
dem rechts davon gezeigten anderen Ausführungsbeispiel verfügt die gespeicherte
Tabelle über acht
Zeilen und N-Spalten. Die einzelnen Sender sind spaltenweise in
die Zeitzonen A, B bis N gruppiert abgelegt. In der Zeitzone A,
die beispielweise der europäischen
Zeitzone entspricht, sind nacheinander die Zeitzeichensender DCF,
MSF, XY gespeichert. Die übrigen
Speicherplätze
sind in der linken Spalte für
die Zeitzone A noch frei. In der zweiten Spalte für Zeitzone
B sind die Zeitzeichensender WWVB und Z nacheinander gespeichert.
Die übrigen
Speicherplätze
sind frei. In der ganz rechten Spalte des zweiten Ausführungsbeispiels sind
z.B. für
die japanische Zeitzone N drei Zeitzeichensender nacheinander abgelegt,
nämlich
JJY40, JJY60 und V. Die übrigen
Speicherplätze
sind frei und können
bei Bedarf belegt werden, wenn beispielsweise zusätzliche
Zeitzeichensender ihren Betrieb aufnehmen sollten.
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In 2 ist ein erster möglicher Funktionsablauf für den Betrieb
der funkgesteuerten Armbanduhr anhand eines Fußdiagramms illustriert. Die
Funkuhr ist dabei technisch so ausgelegt, dass Sie aus mehreren Zeitzeichensendern
zur Synchronisation auswählen
kann. Unabhängig
von der eingestellten Zeitzone versucht die Funkuhr einen aus den
in der Tabelle abgelegten Zeitzeichensendern zu empfangen, und zwar
weltweit.
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Die
Funktion beginnt folgendermaßen.
Der Empfänger
wird beispielsweise durch Einlegen der Batterie oder Einschalten
der Stromversorgung eingeschaltet. Sofern die Uhr bereits läuft, wird
der Empfang beispielsweise regelmäßig zu einer bestimmten Uhrzeit
z.B. zwei Uhr nachts, aktiviert, um die Uhrzeit funk gesteuert einzustellen
oder gegebenenfalls zu korrigieren. Zunächst wird zweckmäßigerweise
die Zeitzone in der die Funkuhr eingestellt ist, festgestellt. Anschließend wird
abgefragt, ob die Zeitzone z.B. auf Japan bzw. einen entsprechenden
Längengrad
eingestellt ist. Ist dies der Fall, wird von der Steuereinrichtung 28 abgefragt,
ob Signale des Zeitzeichensenders JJY40 empfangen werden. Ist der
Empfang möglich,
wird die Uhr synchronisiert und die Zeit auf der Anzeige entsprechend
eingestellt. Anschließend
wird der Empfänger
ausgeschaltet, um beispielsweise in bestimmten Abständen erneut
wieder eingeschaltet zu werden.
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Wird
festgestellt, dass der Empfang des Zeitzeichensenders JJY40 nicht
möglich
war, wird ein Empfangsversuch für
den Zeitzeichensender JJY60 durchgeführt. Ist der Empfang dort möglich, wird
die Uhr entsprechend synchronisiert und die Zeit eingestellt. Ist
auch ein Empfang des Zeitzeichensenders JJY60 nicht möglich wird
die erwähnte
Prozedur so lange weiter wiederholt, bis ein Timeout-Zähler eine
vorgegebene Anzahl von Versuchen als gescheitert erkennt. Der Empfänger wird
dann ausgeschaltet und die alte Zeit aus dem Zeitspeicher, die beispielsweise
durch eine Quarzzeitbasis in der Funkuhr bereitgestellt wird, angezeigt.
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Wenn
die Zeitzone nicht auf Japan bzw. einen entsprechenden Längengrad
eingestellt ist, fragt die Steuereinrichtung (28) ab, ob
die Zeitzone auf DCF bzw. einen entsprechenden Längengrad eingestellt ist (vgl. 2b).
Ist dies der Fall, wird abgefragt, ob der Empfang des Zeitzeichensenders
DCF77 möglich
ist. Ist der Empfang möglich,
wird die Uhr entsprechend synchronisiert und die Zeit eingestellt
und anschließend
der Empfänger
ausgeschaltet. Ist kein Empfang möglich, wird über den
erwähnten
Timeout-Zähler
bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt versucht weiter auf den Empfang
des Zeitzeichensenders DCF (77) zu synchronisieren. Ist
kein Empfang letztlich möglich,
wird der Empfänger
ausgeschaltet und die alte Zeit aus dem Zeitspeicher angezeigt.
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Sofern
die Abfrage nach der Zeitzone festgestellt hat, dass die Uhr weder
auf die japanische Zeitzone noch auf die Zeitzone von DCF eingestellt
ist, frägt
die Steuereinrichtung ab, ob die Zeitzone auf WWVB und damit amerikanische
Zeitzone eingestellt ist. Falls ja, wird überprüft, ob ein Empfang des Zeitzeichensenders WWVB
erfolgt. Ist ein Empfang möglich
wird die Uhr synchronisiert und die entsprechende Zeit dargestellt.
Anschließend
wird der Empfänger
ausgeschaltet. Ist kein Empfang des Zeitzeichensenders WWVB möglich, wird der
Timeout-Zähler wiederum
erhöht,
bis endgültig
festgestellt wird, dass kein Empfang des Zeitzeichensenders WWVB
erfolgen kann.
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Im
nächsten
Schritt werden die übrigen
Zeitzeichensender der Reihe nach abgefragt und daraufhin untersucht,
ob ein Empfang eines Zeitzeichensenders möglich ist.
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In 3 ist
ein anderes Ablaufschema dargestellt, wie die funkgesteuerte Armbanduhr
arbeiten kann. Zunächst
wird wiederum festgestellt, ob der Empfänger eingeschaltet ist. Anschließend wird
die Zeitzone festgestellt. Im nächsten
Schritt wird gefragt, ob in der Speichereinrichtung 30 irgendwelche
Zeitzeichensender hinterlegt sind. Ist dies nicht der Fall, wird
der Empfänger
bereits ausgeschaltet und die im Zeitspeicher befindliche „alte Zeit" zur Anzeige gebracht.
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Sind
dagegen in der Speichereinrichtung 30 Zeitzeichensender
hinterlegt, wird der erste Sender dieses Bereichs ausgewählt und
ein Empfangsversuch für
diesen Sender durchgeführt.
Ist ein Empfang möglich, wird
mit diesem Sender die Uhr synchronisiert und die Zeit eingestellt.
Anschließend
wird der Empfänger
ausgeschaltet. Ist mit dem ersten Sender kein Empfang möglich, wählt die
Steuereinrichtung 28 den nächsten zulässigen Zeitzeichensender in
der Speichereinrichtung 30 aus. Es erfolgt ein Empfangsversuch
für diesen nächsten Sender.
Ist ein Empfang möglich,
wird die Uhr entsprechend synchronisiert und die Zeit eingestellt. Ist
kein Empfang möglich,
wird auf den nächsten
Sender geschaltet usw.
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Sofern
bei irgendeiner dieser von der Steuereinrichtung 28 über die
Tabelle in der Speichereinrichtung 28 angesprochenen Zeitzeichensender
ein Empfang von Zeitzeichensignalen möglich ist, wird die entsprechende
Uhrzeit des Zeitzeichensenders an der Funkuhr eingestellt. Ist jedoch
auch mit dem letzten, überprüften Zeitzeichensender
kein Empfang möglich,
erfolgt die Darstellung der Uhr auf der Anzeige der Funkarmbanduhr
mittels der Quarzzeitbasis und damit nicht funkgesteuert.
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Das
im Zusammenhang mit 3 dargestellte Ausführungsbeispiel
kann, wenn keine Information über
die augenblickliche Zeitzone an der Uhr eingestellt ist, die in
der 1 unten links dargestellte Tabelle verwenden und
jeden möglichen
Zeitzeichensender der Reihe nach abfragen. Hat die Steuereinrichtung 30 der Funkuhr 20 jedoch
beispielsweise über
den Schalter 34 eine Information über die Zeitzone erhalten,
kann die Speichereinrichtung 28 dafür sorgen, dass nur diejenigen
Zeitzeichensender abgefragt werden, auf die auch der Schalter 34 der
Funkuhr 20 geschaltet ist. Dies bedeutet, dass in der Tabelle
von 1 rechts unten nur diejenigen Zeitzeichensender
einer einzigen Spalte abgefragt werden.
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In 4 ist
noch ein detaillierteres Flussdiagramm zu 3 dargestellt,
dass selbstredend ist.
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Die
Effizienz der Steuereinrichtung (28) wird gesteigert, wenn
bei erneuten Empfangsversuchen dafür gesorgt wird, dass ein Empfang
mit einem Zeitzeichensender begonnen wird, bei dem zuletzt eine
Synchronisation der Uhr erfolgen konnte. Ist mit diesem Sender dann
keine Synchronisation möglich
wird mit dem nächsten
Sender aus der vorhergehenden Tabelle fortgefahren. War mit allen
aufgeführten
Sendern keine Synchronisation möglich,
wird mit dem Empfangblock abgebrochen und zu einem späteren Zeitpunkt
nach dem gleichen Verfahren der nächsten Empfangsblock wieder
gestartet. Ist aber ein Empfang mit einem neuen Sender möglich wird
synchronisiert. Es werden dann beim nächsten Empfangsblock mit diesem
Sender die Empfangsversuche gestartet.
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- A...N
- Zeitzonen
- M
- Spalte
- 1...10
- Zeitzeichensender
- 20
- funkgesteuerte
Armbanduhr
- 22
- Antenne
- 24
- Empfangseinrichtung
- 25
- Quarze
- 26
- Dekoder
- 28
- Steuereinrichtung
- 30
- Speichereinrichtung
- 32
- Anzeige
- 34
- Schalter
