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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Funkuhr und ein Verfahren zum
Empfangen eines Standardfrequenz-Zeitsignals (Standard-Funksignals), um
Zeitinformationen zu erfassen und die Zeitmessung zu korrigieren.
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In
Deutschland wird ein Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal (Standardfunksignal) einschließlich eines
Zeitcodes gesendet. Bei diesem Signal ist ein Rahmen pro Minute
gesetzt, wobei Zeitdaten wie das Jahr (die niedrigeren zwei Stellen
der Jahreszahl), der Monat, der Tag, der Wochentag, die Stunde und
die Minute nacheinander in der Form eines Binärcodes übertragen werden. Insbesondere wird
ein Bit durch einen Rechteckimpuls von 1 Hz wiedergegeben, wobei „1" und „0" durch Impulsbreiten
von jeweils 200 ms und 100 ms ausgedrückt werden. Ein Langwellen-Funksignal
von 77,5 kHz wird als Trägerwelle
verwendet.
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Um
Zeitinformationen aus einem derartigen Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal
zu erhalten, wird der Startzeitpunkt jedes zweiten Rahmens (Zeitrahmens),
der Zeitintervalle von einer Sekunde aufweist, die als Bezug für das Messen
einer impulskontinuierlichen Zeit eines ersten Rechteckimpulses verwendet
werden, mit der Anstiegsflanke des Rechteckimpulses, d.h. dem vorderen
Ende des Rechteckimpulses, synchronisiert bzw. im wesentlichen synchronisiert.
Dann wird der zweite Rahmen mit Bezug auf diesen Startzeitpunkt
bestimmt, wobei die impulskontinuierliche Zeit (kontinuierliche
Zeit der höheren
Ebene; Impulsbreite) des Rechteckimpulses in jedem zweiten Rahmen
gemessen wird, um jede Minute den Zeitpunkt des Minutenwechsels
durch eine Rahmenmarkierung zu erhalten, wobei ein Intervall zwischen
den Impulsen ungefähr
2 Sekunden (1500 ms bis 2050 ms) beträgt.
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Es
wird allgemein ein Verfahren verwendet, in dem die impulskontinuierliche
Zeit des Rechteckimpulses in jedem zweiten Rahmen gemessen wird, um
Bitdaten „0" und „1" zu erhalten, wobei
die erhaltenen Daten decodiert werden, um Zeitinformationen zu erhalten.
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Weiterhin
ist in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung KOKAI Nr. 2002-286876 ein Verfahren
angegeben, in dem der durch das Korrigieren des Zeitpunktes der
Anstiegs- oder Abfallsflanke
des Rechteckimpulses erhaltene Zeitpunkt als Startzeitpunkt des
internen zweiten Rahmens verwendet wird.
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In
der Umgebung, in der das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal empfangen
wird, wird die Erfassung des Zeitpunkts der Anstiegsflanke des Rechteckimpulses,
der in dem Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal enthalten ist,
manchmal durch den Einfluss eines sogenannten Stadtrauschens verschoben,
das durch elektrische Haushaltsgeräte verursacht wird.
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Um
den Einfluss der Verschiebung auf den Erfassungszeitpunkt zu reduzieren,
wird in dem oben genannten Dokument ein Verfahren verwendet, bei dem
bestimmt wird, ob die Impulsbreite des Rechteckimpulses innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs für
eine Sekunde liegt oder nicht, wobei der innerhalb des vorbestimmten
Bereichs liegende Rechteckimpuls aufeinander folgend mehrere Male
erfasst wird und eine Differenz zwischen der Periode jedes Rechteckimpulses
und einer Sekunde erhalten wird, wobei dann der Rechteckimpuls-Erfassungszeitpunkt
gegenüber
dem Anstieg oder dem Abfall des schließlich erfassten Rechteckimpulses
unter Verwendung des Durchschnitts der erhaltenen Differenzen korrigiert
wird und wobei der korrigierte Rechteckimpuls-Erfassungszeitpunkt als Startzeitpunkt
des internen zweiten Rahmens verwendet wird.
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Weil
jedoch bei diesem Verfahren der schließlich erfasste Anstiegs- oder
Abfallszeitpunkt des Rechteckimpulses wie in 4A bis 4C gezeigt
ein endgültiges
Kriterium ist, wird, obwohl die Korrektur unter Verwendung des Durchschnittswerts der
zuvor festgestellten Zeitdifferenz durchgeführt wird, der Startzeitpunkt
des zweiten Rahmens stark durch den endgültigen Rechteckimpuls beeinflusst.
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JP
10-82873 A offenbart eine Funkuhr, die ein Signal empfängt, das
Zeitinformation enthält,
die bitweise durch Impulsbreiten von Rechteckimpulsen mit einer
vorbestimmten Basisperiode übermittelt wird.
Die Funkuhr entnimmt die Zeitinformation aus den Impulsbreiten der
Rechteckimpulse, um die gemessene Zeit auf der Basis der erfassten
Zeitinformation zu korrigieren. Um den Anstieg eines Rechteckimpulses
auch im Falle von Empfangsstörungen
zu erfassen, wird die Frequenz der Impulse einer internen Uhr mit
der Frequenz der Impulse der empfangenen Wellensignale synchronisiert.
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DE 44 14 581 A1 offenbart
eine Schaltungsanordnung zur Phasensynchronisation zweier periodischer
Signale, insbesondere in einer Anwendung in Funkuhren. Sie weist
Eingänge
für zwei
Signale auf. Mittels Impulsformereinrichtungen wird aus jeweils einem
der beiden Eingangssignale ein Synchronisationssignal erzeugt, wobei
in einem der beiden Synchronisationssignale ein zeitlicher Fangbereich
gebildet ist. Bei der Synchronisation wird die Phase des ersten
Eingangssignals durch eine Schalteinrichtung periodisch verschoben,
bis in dem zeitlichen Fangbereich die Zustände der beiden Synchronisationssignale übereinstimmen
und über
eine Verknüpfungs- und
eine Schalteinrichtung ein Signal für das Ende der Synchronisation
erzeugt wird.
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Die
vorliegende Erfindung nimmt auf das vorstehend geschilderte Problem
aus dem Stand der Technik Bezug, wobei es eine Aufgabe ist, eine
Funkuhr anzugeben, die eine Beeinträchtigung des Erfassungsgenauigkeit
von Zeitinformationen verhindern kann, wenn eine Fluktuation in
einem Empfangssignal vorhanden ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Funkuhr
und ein Verfahren anzugeben, die die Zeitmessung genau korrigieren
können.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, gibt
die vorliegende Erfindung eine Funkuhr an, die die Zeit misst, ein
Funksignal mit Zeitinformationen, die durch eine Impulsbreite eines
Rechteckimpulses mit einer vorbestimmten Basisperiode definiert
werden, mittels eines Empfangsabschnitts (102) empfängt und
Zeitinformationen aus der Impulsbreite jedes Rechteckimpulses erfasst,
um die Zeitmessung zu korrigieren, wobei die Funkuhr einen Internbezugsperioden-Erzeugungsabschnitt
(112) umfasst, der einen Bezugsimpuls mit einer Internbezugsperiode
erzeugt, die gleich der Basisperiode des Rechteckimpulses ist. Die
Funkuhr umfasst weiterhin einen Periodenmessabschnitt (108)
der eine Signalperiode des durch den Empfangsabschnitt (102)
empfangenen Rechteckimpulses misst. Die Funkuhr umfasst weiterhin
einen Zeitdifferenz-Messabschnitt
(110), der eine Phasendifferenz des Bezugsimpulses in Bezug
auf den Rechteckimpuls erfasst. Die Funkuhr umfasst weiterhin einen
Korrekturabschnitt (109, 111), der bei Feststellung
eines Rechteckimpulses, der eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, den
Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses derart korrigiert, dass der
Erzeugungszeitpunkt synchron zu dem Rechteckimpuls ist.
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Der
Korrekturabschnitt (109, 111) erhält bei Erfassung
einer Vielzahl von aufeinander folgenden Rechteckimpulsen, deren
gemessene Signalperiode innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt,
einen Durchschnittswert der Phasendifferenzen des Bezugsimpulses
in Bezug auf die Vielzahl von aufeinander folgenden Rechteckimpulsen,
wobei die Phasendifferenzen durch den Zeitdifferenz-Messabschnitt (110)
erhalten werden, und korrigiert den Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses
um den Durchschnittswert.
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Der
Internbezugsperioden-Erzeugungsabschnitt (112) startet
mit der Erzeugung des Bezugsimpulses bei der internen Bezugsperiode,
wobei er den Anstieg des durch den Empfangsabschnitt (102) empfangenen
und festgestellten Rechteckimpulses als Erzeugungszeitpunkt verwendet,
und korrigiert den Zeitpunkt des Bezugsimpulses um den durch den
Korrekturabschnitt (109, 111) erhaltenen Durchschnittswert
der Phasendifferenzen.
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Tatsächlich umfasst
die Funkuhr weiterhin einen Impulsbreiten-Feststellungsabschnitt
(104), der eine Impulsbreite des Rechteckimpulses mit Bezug auf
den Bezugsimpuls feststellt, nachdem die Erzeugungszeit durch den
Korrekturabschnitt (109, 111) korrigiert wurde.
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Wenn
der Rechteckimpuls, dessen gemessene Signalperiode innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs liegt, aufeinander folgend mehrere Male festgestellt
wird, wird ein Durchschnittswert der Phasendifferenzen des Bezugsimpulses
in Bezug auf die kontinuierlich festgestellten Rechteckimpulse erhalten
und wird der Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses auf der Basis
des Durchschnittswerts korrigiert, sodass ein Fehler zwischen dem
Anstieg des Rechteckimpulses und dem Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses
unabhängig
von dem Anstiegszeitpunkt des schließlich festgestellten Rechteckimpulses
klein wird, wodurch ein korrekter Startzeitpunkt des zweiten Rahmens
in Bezug auf das Sendesignal des Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal erhalten
werden kann.
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Auch
wenn die Bezugsperiode und die Periode des Sendesignals des Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals
sich einander nähern
und das Signal mit einer Verzögerungsphase
und das Signal mit einer Voreilungsphase gemischt werden, kann der korrekte
Startzeitpunkt des zweiten Rahmens erhalten werden.
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Diese
Aufgaben und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch die folgende ausführliche
Beschreibung und die beigefügten
Zeichnungen verdeutlicht.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration von wichtigen Teilen einer
Funkuhr gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das die Hauptoperation der Funkuhr von 1 zeigt.
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3A bis 3C sind
Zeitdiagramme, die die Zeitkorrekturverarbeitung der Funkuhr von 1 zeigen.
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4A bis 4C sind
Zeitdiagramme, die die Zeitkorrekturverarbeitung einer herkömmlichen Funkuhr
zeigen.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitts
der Funkuhr von 1 zeigt.
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Eine
Funkuhr, bei der die vorliegende Erfindung angewendet ist, wird
im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration von wichtigen Teilen einer
Funkuhr 100 zeigt, bei der die vorliegende Erfindung angewendet ist.
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Ein
Empfangs-Verwaltungsabschnitt 103 stellt fest, dass die
aktuelle Uhrzeit eine zuvor gesetzte Empfangsstartzeit erreicht
oder dass ein Korrekturschalter SW gedrückt wird (eingeschaltet wird), um
das Empfangen, Erfassen und Korrigieren eines Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals
zu steuern. Das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal wird durch
eine Antenne 101 empfangen. Nach dem Verstärken des
durch die Antenne 101 empfangenen Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals erfasst (demoduliert)
eine Empfangsschaltung 102 ein Zeitsignal, wobei eine Minute
als ein Rahmen gesetzt ist und ein Bit als ein Rechteckimpuls von
1 Hz gesetzt ist.
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Ein
Bitdaten-Wandlungsabschnitt 104 stellt die Impulsbreite
eines durch die Empfangsschaltung 102 erfassten Rechteckimpulses
von 1 Hz auf der Basis eines Bezugsimpulses fest, der in jeder Bezugsperiode
durch einen Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 auf
der Basis einer Bezugsperiode aus dem Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 ausgegeben
wird, um den Rechteckimpuls zu einem Zeitcode mit den Markierungen „1" und „0" zu wandeln.
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Nach
dem Feststellen des Starts eines Rahmens von einer Rahmenmarkierung
in dem durch den Bitdaten-Wandlungsabschnitt 104 gewandelten Zeitcode,
erfasst ein Zeitinformations-Erfassungsabschnitt 105 einen
Binärcode.
Der Zeitinformations-Erfassungsabschnitt 105 wandelt
den Binärcode
zu Zeitinformationen wie etwa Stunden und Minuten auf der Basis
eines Zeitcodeformats, das durch das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal definiert wird,
bestimmt dann, ob die Zeitinformationen korrekt sind oder nicht,
und korrigiert die durch einen Zeitmessabschnitt 106 gemessene
Uhrzeit.
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Der
Zeitmessabschnitt 106 misst die Uhrzeit auf der Basis des
durch den Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 ausgegebenen
Bezugsimpulses, gibt die gemessene Zeit in Sekunde, Minute, Tag, Monat,
Jahr, Wochentag wieder und zeigt dieselbe auf einem Zeitanzeigeabschnitt 113 an.
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Ein
Flanken-Erfassungsabschnitt 107 erfasst eine Anstiegsflanke
des durch die Empfangsschaltung 102 erzeugten Rechteckimpulssignals
und gibt eine Impulsbreite, die durch benachbarten Anstiegsflanken
definiert wird, an einen Perioden-Messabschnitt 108 und
einen Zeitdifferenz-Messabschnitt 110 aus.
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Der
Perioden-Messabschnitt 108 misst eine Periode der Anstiegsflanke
des durch den Flanken-Erfassungsabschnitts 107 erfassten
Rechteckimpulssignals.
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Ein
Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 speichert mehrere durch
den Perioden-Messabschnitt 108 gemessene Flankenperioden
in der Messreihenfolge, erhält
einen Durchschnittswert einer Zeitdifferenz zwischen jeweils „n" der zuletzt gemessenen
Perioden und der Bezugsperiode (= ein idealer Wert einer gemessene
Periode) und korrigiert den Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses
aus dem Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitts 112 auf der
Basis des Durchschnittswerts.
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Der
Zeitdifferenz-Messabschnitt 110 misst eine Phasendifferenz
(Zeitdifferenz) des durch den Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 erzeugten
Bezugsimpulses in Bezug auf einen Anstieg des Rechteck-Impulssignals.
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Außerdem umfasst
der Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 wie in 5 gezeigt
einen Schwingkreis einschließlich
eines Kristalloszillators und eine Zählerschaltung, die Signale
aus dem Schwingkreis zählt.
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Die
Zählerschaltung
zählt die
Anzahl der Impulse, die in einem Oszillationssignal aus dem Schwingkreis
enthalten sind. Wenn der gezählte Wert
die Summe aus einem zuvor gesetzten Wert und einem von außen zugeführten Korrekturwert
erreicht, erzeugt der Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 den
Bezugswert. Insbesondere beginnt der Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 mit der
Erzeugung des Bezugsimpulses in jeder Bezugsperiode unter Verwendung
der Anstiegsflanke des durch den Flanken-Erfassungsabschnitt 107 erfassten
Rechteckimpulssignals als Bezugsimpuls-Erzeugungszeitpunkt.
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Der
Korrekturwert wird in einem normalen Fall nicht zugeführt, sodass
der Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 den Bezugsimpuls
in einer Periode ausgibt, die dem zuvor gesetzten Wert entspricht.
Diese Periode ist die oben beschriebene Bezugsperiode. Wenn der
Korrekturwert (in Entsprechung zu einem weiter unten beschriebenen
Zeitdifferenz-Korrekturwert TBR) von dem Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 zugeführt wird,
um den Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses anzupassen, erzeugt
der Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 den Bezugsimpuls
mit einer der zugeführten
Korrekturzeit entsprechende Zeitspanne vor oder nach dem normalen
Erzeugungszeitpunkt.
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Der
Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 gibt den Bezugsimpuls
zu dem Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 111 und dem Bitdaten-Wandlungsabschnitt 104 in
jeder Bezugsperiode aus. Die Periode der Bezugsperiode entspricht
der Periode des Bitimpulses von 1 Hz mit 60 Bits für 60 Sekunden für eine durch
das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal übertragene Periode.
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Der
Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 111 misst eine Zeitdifferenz
zwischen der durch den Flanken-Erfassungsabschnitt 107 erfassten
Flankenperiode und der Bezugsperiode.
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Im
Folgenden ist eine Liste der Codes gezeigt, die für die Erläuterung
der vorliegenden Ausführungsform
verwendet werden.
- n; Eine Impulszahl, die eine positive
Ganzzahl ist und beim Summieren und Erfassen der kontinuierlichen Impulse
verwendet wird.
- Ts; Eine vorbestimmte Zeitspanne, die einer Impulsperiode eines
Sendesignals von einer Sendestation eines Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals
entspricht.
- TRn; Eine Flankenperiode (Impulsperiode) eines empfangenen Signals,
das durch das Empfangen und Erfassen eines Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals
erhalten wird.
- ΔTSn;
Eine Zeitdifferenz zwischen einer vorbestimmten Zeitspanne TS und
einer Flankenperiode TRn.
- TB; Eine interne Bezugsperiode.
- ΔTSB0;
Eine Verzögerungszeit,
bevor ein Bezugsimpuls unter Verwendung einer Flanke eines empfangenen
Signals, das durch das Empfangen und Erfassen eines Langwellen- Standardfrequenz-Zeitsignals erhalten
wird, als Trigger ausgegeben wird.
- TBn; Eine Zeitdifferenz zwischen einer internen Bezugsperiode
TB und einer Flankenperiode TBn.
- TDR; Ein Korrekturwert, der den Ausgabezeitpunkt einer internen
Bezugsperiode TB korrigiert und durch eine Zeitdifferenz TBn zwischen
einer internen Bezugsperiode TB und einer Flankenperiode TRn erhalten
wird.
- ΔT;
Eine korrigierte interne Bezugsperiode, die durch das Korrigieren
einer internen Bezugsperiode TB durch einen Korrekturwert TDR zum
Korrigieren eines Erzeugungszeitpunkts eines Bezugsimpulses erhalten
wird.
- ΔTSB;
Eine Zeitdifferenz (Korrekturfehler) einer internen Bezugsperiode
TB, durch eine vorbestimmte Zeitspanne TS und einen Korrekturwert
TDR korrigiert wurde.
- ΣTBn;
Eine Summe aus n Zeitdifferenzen TBn.
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Dabei
sind die vorbestimmte Zeitspanne TS, die interne Bezugsperiode TB
und die Verzögerungszeit ΔTSB0 Konstanten,
während
die Flankenperiode TRn und die Zeitdifferenz TBn gemessene Werte sind.
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Im
Folgenden wird die Zeitkorrekturverarbeitung einer Funkuhr, bei
der die vorliegende Erfindung angewendet ist, mit Bezug auf das
Flussdiagramm von 2 beschrieben. Die Zeitkorrekturverarbeitung
ist eine Verarbeitung, die hauptsächlich unter der Verwaltung
des Empfangs-Verwaltungsabschnitts 103 bei
eingelegter Batterie (nicht gezeigt) durchgeführt wird. Bei eingelegter Batterie
werden außerdem
der Zeitmessabschnitt 106 und der Zeitanzeigeabschnitt 113 betrieben.
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Der
Empfangs-Verwaltungsabschnitt 103 stellt auf der Basis
der durch den Zeitmessabschnitt 106 gemessenen Zeit fest,
ob die Zeit eine gespeicherte empfangene Zeit erreicht, oder stellt
fest, ob der Korrekturschalter SW gedrückt wird (S201). Die empfangene
Zeit ist eine vorbestimmte Zeit. Dabei kann es sich um eine oder
mehrere Zeiten wie etwa 2 Uhr und 5 Uhr handeln, die für einen
Tag vorbestimmt sind. Es kann sich aber auch um vorbestimmte Zeitabstände von
zum Beispiel drei Stunden in Bezug auf 12 Uhr Mitternacht handeln.
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Wenn
festgestellt wird, dass die Zeit die empfangene Zeit erreicht oder
dass der Korrekturschalter SW gedrückt wird, gibt der Empfangs-Verwaltungsabschnitt 103 einen
Befehl für
den Empfangsstart des Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals an
die Empfangsschaltung 102 aus (S202). Die Empfangsschaltung 102,
die den Befehl für
den Empfangsstart des Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals
empfangen hat, erfasst einen Rechteckimpuls von 1 kHz aus dem durch
die Antenne 101 empfangenen Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal
und gibt das Ergebnis an den Flanken-Erfassungsabschnitt 107 aus.
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Eine
Anstiegsflanke des durch die Empfangsschaltung 102 erfassten
Rechteckimpulses wird durch den Flanken-Erfassungsabschnitt 107 festgestellt,
und die Flankenperiode der Anstiegsflanke wird durch den Perioden-Messabschnitt 108 und den
Zeitdifferenz-Messabschnitt 110 ausgegeben (S203).
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Der
Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 erzeugt einen Bezugsimpuls,
wobei er den Zeitpunkt der Erfassung der Anstiegsflanke durch den Flanken-Erfassungsabschnitt 107 als Bezugsimpuls-Erzeugungszeitpunkt
verwendet. Außerdem wird
der Bezugsimpuls-Erzeugungszeitpunkt aufgrund einer Verzögerung der
elektronischen Schaltung wie in dem Zeitdiagramm von 3C gezeigt um
die Verzögerungsspanne
(ΔTSB0)
gegenüber der
Anstiegsflanken-Erfassungszeit verzögert.
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Der
Perioden-Messabschnitt 108 misst eine Flankenperiode TRn
(S204) ab der durch den Flanken-Erfassungsabschnitt 107 erfassten
Anstiegsflanke. Der Zeitdifferenz-Messabschnitt 110 misst
eine Zeitdifferenz (Phasendifferenz) ΔTBn zwischen der Anstiegsflanke
und dem Bezugsimpuls, der in jeder Bezugsperiode TB durch den Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 erzeugt
wird (S205). Die entsprechenden Messergebnisse, nämlich die
Flankenperiode TRn und die Zeitdifferenz ΔTBn werden sequentiell jeweils
in einem Speicher des Perioden-Bestimmungsabschnitts 109 und
in einem Speicher des Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitts 111 gespeichert.
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Danach
speichert der Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 die Flankenperiode
TRn und bestimmt, ob mehrere (vier) Flankenperioden TRn, die sich
innerhalb eines konstanten Fehlerbereichs ±α befinden, für eine vorbestimmte Zeitspanne
TS des durch die Sendestation des Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignals gesendeten
Sendesignals aufeinander folgen. Es soll zum Beispiel angenommen
werden, dass die vorbestimmte Zeitspanne TS eine Sekunde (1000 ms)
ist und dass der Fehlerbereich α ± 62,5
ms ist. Der Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 bestimmt,
ob vier aufeinander folgende Impuls-Anstiegsflanken mit Zeitintervallen
von 1000 ms ±62,5
ms festgestellt wurden. Der Grund hierfür ist, dass nur Messdaten von
regelmäßigen Impulsen,
die mit einem kleinen Rauscheinfluss empfangen werden, verwendet
werden sollten. Wenn der Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 bestimmt,
dass diese Bedingung erfüllt
wird, gibt der Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 eine
Zeitdifferenz-Bestimmungsanforderung
an den Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 111 aus
(S206).
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Wenn
die Zeitdifferenz-Bestimmungsanforderung in den Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 111 eingegeben
wird, führt
der Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 111 eine Zeitdifferenzbestimmung einer
Zeitdifferenz ΔTBn
durch, die auf der Basis eines Impulses gemessen wird, der mit der
n-ten Flankenperiode TRn, die bei der Bestimmung durch den Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 verwendet wird,
synchron ist (S207).
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Dadurch
wird die Beziehung ΔTBn
= TB – TRn
hergestellt.
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In
dem Schritt zur Bestimmung der Zeitdifferenz (S207) wird die Zeitdifferenz ΔTBn zwischen
der Impuls-Anstiegsflanke und dem Bezugsimpuls gemessen. Wenn zum
Beispiel der Rechteckimpuls eine Verzögerungsphase in Bezug auf den
Bezugsimpuls ist (Rechteckimpulse bei den Flankenperioden TR1, TR3,
TR4 in 3B), wird die Zeitdifferenz ein
großer
Wert nahe TS. Wenn dagegen der Rechteckimpuls eine Voreilungsphase
in Bezug auf den Bezugsimpuls ist (Rechteckimpuls bei der Flankenperiode
TR2 in 3B), dann wird die Zeitdifferenz ΔTBn ein kleiner
Wert. Gemäß dieser
Ausführungsform
werden die vorstehend beschriebenen Fälle in Abhängigkeit von den folgenden
Fällen
1 und 2 verwendet, um die Zeitdifferenz zu bestimmen.
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In
dem Schritt zum Bestimmen der Zeitdifferenz wird bestimmt, ob die
Zeitdifferenz ΔTBn
die Bedingung 1 (0≤ΔTBn≤2α) erfüllt und
ob die Zeitdifferenz ΔTBn
die Bedingung 2 (Ts – 2αΔTBn<TS) erfüllt, wobei
die Bestimmung beider Bedingungen jeweils als CL und CU gezählt wird.
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Wenn
das Zählergebnis
angibt, dass alle Zeitdifferenzen ΔTBn wenigstens eine der Bedingungen
1 und 2 erfüllen
und CL ≠ 0
und CU ≠ 0,
dann bestimmt der Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 111, dass
die Flanke des empfangenen Signals in beinahe derselbe Periode wie
die Bezugsperiode TB erfasst wird, und erhält einen Zeitdifferenz-Korrekturwert TDR
= CL × TS.
Diese Korrektur bedeutet, dass empfangene Signale der Verzögerungsphase
und der Voreilungsphase in Bezug auf die Bezugsperiode TB gemischt
werden. Weil in diesem Fall der Korrekturwert der Bezugsperiode
TB nicht aus einem Durchschnittswert der einfachen Zeitdifferenz
TRn erhalten werden kann, wird der Korrekturwert TDR erhalten.
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Wenn
CL ≠ 0 und
CU ≠ 0 nicht
erfüllt
werden, ist der Zeitdifferenz-Korrekturwert TDR gleich 0. Mit anderen
Worten handelt es sich nur um Verzögerungsphasen oder nur um Voreilungsphasen
in Bezug auf die Bezugsperiode TB. Weiterhin sind die Koeffizienten α der Bedingungen
1 und 2 gleich dem Fehlerbereich (±62,5 ms) der zuvor erläuterten
vorbestimmten Zeitspanne TS.
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Wenn
n Zeitdifferenzen ΔTBn
auf den Zeitdifferenz-Korrekturwert
TDR folgend durch den Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 111 erhalten
werden, erhält
der Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 die Korrekturzeit
TBR = (ΣTBn
+ TDR)/n in Bezug auf die Bezugsperiode TB aus der Zeitdifferenz-Korrekturzeit
TDR und n Zeitdifferenzen ΔTBn.
Der Perioden-Bestimmungsabschnitt 109 führt einen Korrekturwert in
Entsprechung zu dem Zeitdifferenz-Korrekturwert TBR zu der Zählerschaltung
des Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitts 112 über den
Zeitdifferenz-Bestimmungsabschnitt 11 zu,
um den Bezugsimpuls-Erzeugungszeitpunkt
des Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitts 112 bei der Periode ΔT = TB +
TBR zu korrigieren, sodass die Bezugsperiode TB durch den Zeitdifferenz-Korrekturwert
TBR korrigiert wird (S208). Wie in 3C gezeigt,
zerhackt der Bezugsperioden-Erzeugungsabschnitt 112 die Periode
der korrigierten Periode ΔT
auf der Basis des zu der Zählerschaltung
zugeführten
Korrekturwerts und startet danach die Erzeugung des Bezugsimpulses
bei der Bezugsperiode TB, die die Originalperiode ist, auf der Basis
des vorbestimmten Werts der Zählerschaltung,
um den Bezugsimpuls zu der Bitdaten-Wandlungsschaltung 104 auszugeben.
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Weil
der Durchschnittswert der Zeitdifferenz zwischen den Anstiegsflanken
von vier Rechteckimpulsen und dem Bezugswert erhalten wird, um den Erzeugungszeitpunkt
des Bezugsimpulses zu korrigieren, kann gemäß der vorliegenden Erfindung, auch
wenn der Anstiegszeitpunkt des vierten Rechteckimpulses stark gegenüber dem
Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses verschoben ist, der Bezugsimpuls
insgesamt mit einem kleineren Fehler mit der Anstiegsperiode des
Rechteckimpulses ausgegeben werden.
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Der
Bitdaten-Wandlungsabschnitt 104 misst die Bezugsperiode
TB des durch den Bezugsperioden- Erzeugungsabschnitt 112 erzeugten
Bezugsimpulses, nämlich
die Impulsbreite des Rechteckimpulses in Bezug auf die Zeitspanne
zwischen dem Bezugsimpuls-Erzeugungszeitpunkt und der Abfallflanke
des Rechteckimpulses. Der Bitdaten-Wandlungsabschnitt 104 führt eine
Wandlung zu einem Zeitcode durch, in dem Rechteckimpulse mit Impulsbreiten nahe
200 ms und 100 ms jeweils Binärcodes
für „1" und „0" sind, während ein
Rechteckimpuls mit einer Impulsbreite nahe 2000 ms eine Rahmenmarkierung ist
(S209).
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Der
Zeitinformations-Erfassungsabschnitt 105 analysiert den
durch den Bitdaten-Wandlungsabschnitt 104 umgewandelten
Zeitcode, um zwei kontinuierliche Positionsmarkierungen festzustellen,
was dem Beginn eines Rahmens entspricht, und wandelt den Binärcode während dieses
Prozesses zu Zeitinformationen wie etwa Stunden und Minuten auf
der Basis eines Zeitcodeformats um, das durch das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal
definiert wird. Der Zeitinformations-Erfassungsabschnitt 105 bestimmt,
ob die gewandelten Zeitinformationen als ein Bitmuster vorliegen
und ob die relevanten Informationen in der Form von Zeitinformationen
vorliegen – zum
Beispiel ob die relevanten Informationen eine binärcodierte
Dezimalzahl (BCD) zwischen 00 und 59 für die Minuten sind (S10), und
wiederholt das Erfassen der Zeitinformationen, bis korrekt bestimmte
Zeitinformationen, nämlich
die durch das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal
gesendeten Zeitdaten, vollständig
vorbereitet sind (S211; Nein, S209).
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Wenn
die als normal bestimmten Zeitinformationen vollständig vorbereitet
sind, führt
der Informations- Erfassungsabschnitt 105 eine
Korrektur der gemessenen Zeit für
den Zeitmessabschnitt 106 durch und gibt eine Zeitinformations-Erfassungs-Abschlussbenachrichtigung
an den Empfangs-Verwaltungsabschnitt 103 aus (S212).
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Wenn
die Zeitinformations-Erfassungs-Abschlussbenachrichtigung
von dem Zeitinformations-Erfassungsabschnitt 105 erhalten
wird, stoppt der Empfangs-Verwaltungsabschnitt 103 die
Empfangsoperation der Empfangsschaltung 102, um die Zeitkorrekturverarbeitung
durch das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal abzuschließen. Wenn
innerhalb von einer bestimmten Zeitspanne von etwa 20 Minuten keine
Zeitinformations-Erfassungs-Abschlussbenachrichtigung von dem Zeitinformations-Erfassungsabschnitt 105 erhalten
wird, bestimmt der Empfangs-Verwaltungsabschnitt 103 in dieser
Ausführungsform,
dass das Langwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal nicht empfangen werden kann,
um eine Beendigung der Zeitkorrekturverarbeitung zu erzwingen.
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In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Häufigkeit, mit der die Flankenperiode TRn
innerhalb des vorbestimmten Bereichs aufeinander folgend erfasst
wird, gleich 4, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf
beschränkt
ist und die Häufigkeit
auch gleich 3 oder 5 sein kann. Der Fehlerbereich ist ±62,5 ms,
wobei der zulässige Fehlerbereich
jedoch auch größer oder
kleiner als dieser Wert sein kann.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform wurde
die Konfiguration der Abschnitte nicht im Detail erläutert. Es
kann eine beliebige Konfiguration verwendet werden, solange die
oben beschriebenen Funktionen realisiert werden können. Zum
Beispiel können
die Abschnitte der Konfiguration jeweils durch eine Vielzahl von
Schaltungen oder durch eine einzelne Schaltung gebildet werden.
Es können
aber auch mehrere Abschnitte durch einen Prozessor wie etwa einen
digitalen Signalprozessor realisiert werden.
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Die
Funkuhr ist nicht auf eine Uhr im engeren Sinne mit einer Zeitmessfunktion
und einer Zeitanzeigefunktion beschränkt. Die Funkuhr kann eine
Armbanduhr, eine Wanduhr, ein Zeitaufzeichnungsgerät, ein Zeitstempel,
ein Computer, eine Kasse usw. mit einer Funktion zum Empfangen eines
Standardfrequenz-Zeitsignals und zum Korrigieren der gemessenen
Zeit sein. Es kann sich aber auch um eine Vorrichtung (wie zum Beispiel
eine Überwachungsvorrichtung
für ein
Messgerät
wie etwa ein Gasmessgerät,
ein Leistungsmessgerät
usw.) bzw. um ein Element (wie etwa ein IC oder ein IC-Tag) mit
einer Zeitmessfunktion, aber ohne eine Zeitanzeigefunktion handeln.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
ist die Standardfrequenz-Zeitsignal ein Langenwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal. Die Frequenz
und das Modulationsverfahren des Standardfrequenz-Zeitsignals und
die Art der Sendestation des Standardfrequenz-Zeitsignals sind jedoch
beliebig. Zum Beispiel kann die verwendete Frequenz eine Hochfrequenz
sein (es kann also ein Kurzwellen-Standardfrequenz-Zeitsignal empfangen
werden). Die vorliegende Erfindung kann auf eine Vorrichtung angewendet
werden, die ein Zeitsignal von einem GPS-System empfängt und
die gemessene Zeit auf der Basis dieses Zeitsignals korrigiert.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
werden nur gemessene Daten zu Rechteckimpulsen verwendet, die mit
einem kleinen Einfluss durch Rauschen usw. empfangen werden, wobei
die Phasendifferenz (Zeitdifferenz) des Bezugsimpulses in Bezug auf
den Rechteckimpuls gemessen wird, wenn Rechteckimpulse innerhalb
eines vorbestimmte Fehlerbereichs aufeinander folgend mehrere Male
festgestellt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht
auf diese Ausführungsform
beschränkt,
sondern kann auf verschiedene Weise realisiert werden, solange die
Phasendifferenz des Bezugsimpulses in Bezug auf einen Rechteckimpuls
gemessen wird, der mit einem kleinen Einfluss durch Rauschen usw. empfangen
wurde, und der Erzeugungszeitpunkt des Bezugsimpulses dann auf der
Basis der gemessenen Phasendifferenz korrigiert wird. Weiterhin
wird in der oben beschriebenen Ausführungsform ein einfacher arithmetischer
Durchschnitt als Durchschnittswert verwendet. Es können jedoch
auch andere statische Werte verwendet werden, solange es sich um
einen Wert handelt, der mehrere Phasendifferenzen gemittelt wiedergibt.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Es
können
verschiedene Ausführungsformen
und Änderungen
realisiert werden, ohne dass dadurch der Erfindungsumfang verlassen
wird. Die oben beschriebene Ausführungsform
erläutert
die vorliegende Erfindung beispielhaft, ohne sie einzuschränken. Der
Erfindungsumfang wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und umfasst verschiedene
Modifikationen und Äquivalente.