DE1523992A1 - Automatische Steuerung eines Uhrensystems mittels Funkwellen - Google Patents

Description

Automatische Steuerung eines Uhrensystems mittels funkwellen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Steuerung eines Systems von elektrischen Magnetoimpulsuhren mit Hilfe von Funkwellen, wobei in jeder Minute modulierte steuernde Impulse ausgestrahlt werden.

Es sind Verfahren für die Berichtigung des Ganges und der Anzeige von Uhren mit Hilfe von Funkwellen und für die Signalisierung der genauen Zeit bekannt (z.B. britische Patentschrift 444 316, Zeitschrift "T. u. N. - Nachrichten", 1956, Seite 2021 f.). Diese Uhren sind gewöhnlich mechanisch gesteuert. Für ihre Synchronisierung mit Hilfe von Funkwellen wird eine zusätzliche mechanische Einrichtung, die ziemlich kompliziert ist, benötigt. Die "genaue Zeit" wird von den Sendern in bestimmten Intervallen angegeben. Um alle Störungen bei diesen Systemen zu unterbinden, kann der Empfänger nach einem weiteren bekannten Vorschlag automatisch auf eine andere Frequenz abgestimmt werden. So wird das störungsfreie Empfangen des- Nutzsignals gesichert. Die Empfangseinrichtung eines solchen Systems jedoch wird dadurch zusätzlich

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unübersichtlich und kompliziert. Diese Systeme werden daher zur genauen Zeitangabe nicht viel verwendet.

Es sind auch Verfahren zur Fernsteuerung elektrischer Uhren mittels drahtlos ausgesendeter Impulse bekannt, wobei die■Impuls-' ausstrahlung jede Sekunde erfolgt (z.B. deutsche Patentanmeldung R 6641 VIIIb/83b). Diese Uhren arbeiten jedoch mit gleicher Polarisation und sind daher in Gebieten mit starken Störeinflüssen unzuverlässig.

Es ist weiterhin ein Steuer- und Gleichlaufsystem für Uhren bekannt^ (schweizerische Patentschrift 260 641), das mittels einer modulierten .Trägerwelle betätigt wird. Dieses System enthält Mittel für die dauernde.sekündliche Steuerimpulsausstrahlung zur Steuerung des normalen Betriebes der empfängerseitigen Uhrentriebwerke und Mittel für eine Impulsausstrahlung zur Regulierung dieser Triebwerke nach vorausbestimmten Zeitintervalien, wobei die Steuerimpulse mit einer Tonfrequenz und die Regulierungsimpulse mit einer anderen Tonfrequenz gesendet werden,.- Die Empfangsuhren dieses bekannten Systems haben ein gewöhnliches Uhrentriebwerk, das durch die Steuerimpulse angetrieben wird, was die periodische Regulierung ihres Laufes durch die eingebaute Korrektureinrichtung, die durch die Regulierungsimpulse betätigt wirdjerforderlich macht. Diese Anlage ist besonders bei der stündlichen Regulierung ihres Laufes durch zusätzliche Relais, Kontakte, Kupplungen zum Einschalten und Lösen der Zeigerachsen und dgl. sehr kompliziert. Ausserdem wird sie durch Impulse mit drei verschiedenen Tonfrequenzen gesteuert. Dies alles kompliziert sowohl die Sendeuhr als auch die Empfangsuhren ausserordentlich und macht ihren Betrieb unsicher.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die obengenannten Nachteile durch eine neue einheitliche einfache elektrische Uhrerianlage, die mit Hilfe von Funkwellen betrieben wird, zu beseitigen. Bei dieser Uhrenanlage wird insbesondere die Verwendung des gewöhnlichen, mechanischen Uhrantriebs vermiedene Die Anlage besteht ■ : - - 0098-16/0519 ' BAD

aus einer Funksendeeinrichtung rait eingebauter Quarznormaluhr zur Ausstrahlung von modulierten Steuerimpulsen und mehreren Funkempfänger-Sekundärmutteruhren und/oder einzelnen Uhren. Die automatische Steuerung dieser elektrischen Uhrenanlage ist dadurch gekennzeichnet, das3 die Sendeeinrichtung zur Erhöhung der Störsicherheit Mittel zur Erzeugung von Steuerimpulsen mit zwei verschiedenen Tonfrequenzen aufweist, die die Hochfrequenzwelle des Senders modulieren und abwechselnd jede Minute für die Dauer eines bestimmten Zeitintervalles der iiinute aus einer Kichtdrehantenne ausgestrahlt werden, und dass die Punkempfänger-Sekundäruhren Mittel zur Umformung der empfangenen, modulierten und sich jede Minute abwechselnden Zeichen in Gleichstromimpulse enthalten, die auf ein Zeitablesesystem nacheinander wirken. .

Die Mittel rur Erzeugung der senderseitigen Steuerimpulse weisen eine Generatoreinrichtun^ für 2 Tonfrequenzen und ein Helaissystem auf,welchen von einer Quarznornaluhr gesteuert wird und' abwechselnd die Einschaltung des Tonfrequenzgenerators und des Senders für eine .bestimmte Zeitdauer der Minute niohert und während dieser Zeitdauer werden die Steuerimpulse erzeugt und ausgestrahlt. .

Die Kmpfän~er;;ekundäruhren weisen eine transistorisierte -Empfangseinrichtung auf, welche abwechselnd die empfangenen verstärkten, getrennten und demodulierten Zeichen einen helaissystem zuführt, das,die Anzeigevorrichtungen der End-Magnetimpulsuhren, die mit einer Doppel-uegenrkaserr.vicklung versehen sind, betätigt und einen Ausgleich des Uhrwcrklaufes und somit eine störungsunenpfindliche Arbeitsweise desselben sicherte

An Hand der.beiliegenden Zeichnung, worden nachfolgend Ausführungsfornien der Erfindung beispielsweise te.sohrieren.

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Pig. 1 zeigt eine Blockschaltung einer Uhrenanlage. Fig. 2 zeigt eine Blockschaltung des Steuersenders.

Fig. 3 zeigt eine Blockschaltung eines Transistorempfängers für eine Sekundäruhr.

Die Fig. 4 bis 9 zeigen.je eine mögliche Schaltungsanordnung für eine erfindung^sgemässe Uhrenanlage.

Fig. 1 zeigt einen Muttersender S, Transistorempfänger E mit Sekundärnormaluhren A, die die Möglichkeit haben, eine Anzahl Sekundäruhren zu treiben. Ausserdem ist noch eine Sekundäruhr Z vorgesehen, die direkt mit dem Muttersender synchronisiert wird.

Fig. 2 zeigt eine Blockschaltung der Muttersenders. Er besteht aus dem Sender I, dessen Frequenz im Amplituden- oder Frequenzmodulator II moduliert wird. Die Versorgung des Senders mit Hochspannung erfolgt vom Transverter III aus. Jede Minute wird von der Quarz-Normaluhr IV ein Signal nach dem Relaissystem V abgegeben. Dadurch werden der Transverter und der Antriebsmotor der Richtantenne VI eingeschaltet. Die Stromzuführung der ganzen Anlage erfolgt aus einer Akkumulatorbatterie oder aus einem Netzgerät.

Fig. 3 zeigt eine Blοckschaltung eines Transistorempfängers mit einer Sekundäruhr. Die Schaltung arbeitet folgendermassen:

Das von der Antenne empfangene Signal wird am Eingang de3 sistorempfängers E aufgenommen. Nach der Demodulation gelangt das Signal gerichtet auf die Dämpfungssysteme B, ü¹.. Danach wird das Signal in Transistcrverstärkern C und C¹ verstärkt und zur Steuerung der Sekundäruhren ausgenützt. Die Stromversorgung des Transistorempfängers erfolgt aus der Akkumulatorbatterie A.

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Die Stromversorgung der Einzeluhrert ist in den Empfänger eingebaut. Für die beiden Arten können auch Netzgeräte eingesetzt werden*

In Fig. 4 wird das Prinzipschaltbild des Muttersenders j der im Bereich der Ultrakurzwellen arbeitet, gezeigt. Die Sehwingstüfe ist mit einer kombinierten Röhre 1 ausgeführt. Der Triodenteil ist ein brüökenstabilisierter Quarzoszillator. Das Heptoden-System der Röhre wird als Dreipunktoszillator ausgenützt. Hier erfolgt die Frequenzmodulation mit Hilfe der Diode 2. Die Mischung erfolgt in demselben Heptodenteil, Und an der Anode der Röhre entsteht ein Signal mit der Frequenz, die der Summe der Frequenzen des Quarzoszillators und des Dreipunktoszillators entspricht. Diese Frequenz beträgt z.B. 7950 kHz. Im ersten Teil der Röhre 3 wird diese Frequenz auf 15,9 MHz verdoppelt. Uoch eine Vexdoppelung auf 31,8 MHz erfolgt im zweiten Teil der Rohre 3. Nach nochmals zwei Verdoppelungen in den beiden Systemen der Röhre 4 wird das Signal mit der endgültigen Frequenz von 127,2 MHz dem Gritter der Röhre 5 zugeführt. Hier folgt eine Verstärkung des Signals, und über Röhre 6 gelangt es an die Antenne.

Besonders interessant ist die Modulation in der Zweifachtriode Jedes System enthält eine IC-Gruppe und erzeugt die Tonsignale, die ausgestrahlt werden. Diesem Sender mit identischen Tonsystemen können auch Signale zur Steuerung von Zweitarifuhren und Stadtbeleuchtungen zugeführt werden.

Fig. 5 zeigt das Prinzipschaltbild des Relaissystems des Muttersenders.

Die Zuführung der Steuersignale für die Uhren erfolgt mit Hilfe des Relais R.. Die Schaltung wirkt auf folgende Weise:

Das Relais R^ wird durch den Sekundenzeiger der Quarznormaluhr 8 betätigt, xielais H.. bleibt 10 Sekunden in dieser Lage. Seine Kontakte betätigen die Relais R₀ und R₅-. Relais R_c schaltet

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Antriebsmotor der Antenne ein und führt ihm durch die Buchse 9 eine Spannung von 10 V zu* Dasselbe Relais speist durch die Buchse 10 die Tränsvertergruppe für die Stromversorgung des Senders. Das Relais Rg hat einen speziellen Schaltrhythmuß und steuert das Relais R-,» Dieses KeIal3 steuert von seiner Seite das Relais R*, das Jede zweite Minute betätigt wird und über die Buchsen 11 für die Stromversorgung der Impulsuhr der Einrichtung sorgt 4

Nachdem die Speisespannung über die Kontakte des Relais R,- der Transvertergruppen zugeführt wird, arbeiten dio letzteren auf folgende Weise (U¹Ig". 6):

Das linke System des Schaltbildes, das mit den Transistoren 12 ausgeführt ist, erzeugt eine Spannung von 250 7 und einen Strom von 160 niA. Dadurch werden alle Röhren des Senders mit Ausnahme der Endröhre versorgt.

Die andere Tränsvertergruppe erzeugt eine Spannung von 600 V und einen Strom von 180 mA. Sie ist mit Transistoren 13 (identisch mit den Transistoren 12) versehen. Diese Tranöverter besitzen zwei Sekundärspannungen von 300 V, die sich nach der Gleichrichtung summieren und die Anode der Röhre 6 speisen (?ig.4).

Die Erzeugung eines Normalsignals des Enders erfolgt in einem Quarzsystem, aus dem sich durch minimale Frequenzteilung eine stabile Zeiteinteilung ergibt. Fig. 7 zeigt das Schaltbild des Systems, das vollständig transistoriert ist und auf folgende Weise wirkt:

Die Grundfrequenzen 468 kHz und 476 kHz werden mit Hilfe der •Transistor-Quarzoszillatoren 13, 14, 1.5 und 16 erzeugt. Die Interferenzbildung der beiden Frequenzen erfolgt an der Basis des Transistors 17. Am Kollektor erhält man eine PrelUenz von 8 kHz, die durch 10 geteilt wird und eine Frequenz von 800 Hz ergibt. Nach der Verstärkung im Transistor 18 gelangt diese Frequenz an

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die. zweite KC-Gruppe, die rait den Tranistoren 19 und* 20 versehen ist. Hier erfolgt eine neue Teilung durch 4, und die Frequenz von 200 Hz gelangt nach Verstärkung und Stabilisierung an den Eingang des Transistors 21. Eine Frequenz von 50 Hz wird über die Puffertransiatoren 22 und 23» den Zwirjchentranof ormator und die Leistungstranaiotoren 24 und 25 der Synchronuhr, die jede Minute ein Normalsignal abgibt, zugeführt.

Die vom Muttersender ausgestrahlten Signale werden von den Transistoruhren empfangen (Fig. 8). Diese Uhren haben folgende Wirkungsweise:

Von der Antenne 27 gelangt das Hochfrequenzsignal an den Eingang des Transistors 28, der in einer regenerativen Schaltung arbeitet. Danach gelangt das Niederfrequenzsignal über die Verstärkertransistoren 29 und 30 an den Eingang des Zwisehentransformators T Γρ. Es folgt eine Übertragung des Signals über . die Kondensatoren 31 und 32 auf die Filtertransistoren 33 und 34. «Vie ersichtlich, ist bei beiden Transistoren 33 und 34 eine Rückkopplung vorhanden. Diese Rückkopplung ist mittels einer zu-

, sätzlichen i'/icklunii; aus*oführt, die über den wicklungen F. und

Fp liegt. Dadurch wird eine grosse Erhöhung der Selektivität und der Verstiirkunrr des filtersystems erreicht. Bei der Grunöfrequenz, die von dem Muttersender ausgestrahlt wiret, beträgt die Bandbreite nur 2CO Hz ( - 100 Hz). Dadurch wird ein störungsfreier Empfa:;·- des nützlichen Steu-rrai.-nals gesichert.

Von den Kollektcrnn der Transistoren 33 und 34 gelangt das Signal an die Basis der Transistoren 35 und 36. Hier erfolgt eine selektive Verstärkung. Die beiden Dioden 37 und 38 werden für die Demodulation des Signals verwendet. Die positive Amplitude wird der Basis der Transistoren 39 und 40 zugeführt. -U:n 'eine VersOtTerun.j von C₅P ΰekur.deη nu erzielen, lieren s/.e-i Hlekt rclyt-Kon iensat cren i"i 'Ijasi-skrci^ der ' Transistoren ' 39. unet 4C. Von den Kollejitoren dien-?r toiden Tr-insi^tcre:; ..irä die pol urinierte niagne tische 1-npul .-uhr ^o^jei^t. In jede:;; Z/rei·- des i'ilteraystr-·: s

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befindet sich eine doppelte Gegenphasewicklung, die eine kontaktlose Umpolung der Polarität sichert. Diese Wicklung ermöglicht die störungsfreie Wirkungsweise der Impulsuhr₀

Die Schaltungen geraäss Fig. 8 und 9 sind sehr ähnlich. Der Unterschied besteht darin, dass das Signal von der Antenne nicht den Transistoren 39 und 40, sondern dem polarisierten Heiais R.. zugeführt wird. Ein Elektrolyt-Kondensator 44 dient für die Übertragung von Impulsen zu den Relais Rp und 'R,.Diese bleiben nur 1,5 Sekunden eingeschaltet. Durch ihre Kontakte werden den Sekundäruhren Gleichstromimpulse zugeführt. Bis zu 150 Uhren können auf diese Weise gesteuert werden. Die Antenne des Muttersenders kann durch einen Gleichstrommotor angetrieben sein, der durch die Akkumulatorbatterie des Muttersenders mit Strom ver-. sorgt wird.

Die Zuführung des Hochfrequenzsignals kann über ein Quecksilberbad erfolgen, wobei bei einer Temperatur von -7 C ein Bimetall-Relais einen Heizfaden im -iuecksilberbad einschaltet.

In grossen otadten kann ein zweiter Muttersender vorhersehen werden, der automatisch bei Ausfall des ersten eingeschaltet wird.

Kai

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Claims (2)

_ 9 — Patentansprüche

1. Automatische Steuerung einer elektrischen Uhrenanlage mittels Funkweilen, die aus einer Funksendeeinrichtung mit eingebauter Quarznormaluhr zur Ausstrahlung von modulierten Steuerimpulsen und mehreren Funkempfänger-Sekundärmutteruhren und/oder .einzelnen Uhren'besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung zur Erhöhung der StÖrsieherheit Mittel zur Erzeugung von Steuerimpulsen mit zwei verschiedenen Tonfrequenzen aufweist, die die Hochfrequerizwelle des Senders modulieren und abwechselnd jede Minute für die Dauer eines bestimmten Zeitintervalls der Hinute von einer Eichtdrehantenne ausgestrahlt werden, und dass die Funkempfänger-Sekundäruhren Mittel zur Umformung der empfangenen, modulierten und sieh jede Minute abwechselnden Zeichen in G-leichstromimpulse enthalten, die auf ein Zeitablesesystem nacheinander wirken.

2. Automatische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung der senderseitigen Steuerimpulse eine G-enerator einrichtung für 2 Tonfrequenzen und ein Relaissystem aufweisen, welches von einer Quarznorraaluhr gesteuert wird und abwechselnd die Einschaltung des Tonfrequenzgenerators und des Senders für eine bestimmt Zeitdauer der Minute sichert, und dass während dieser Zeitdauer die Steuerimpulse erzeugt und ausgestrahlt werden.-

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Automatische Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ernpfängersekundaruhren eine transistorisierte Empfangseinrichtung aufweisen, welche abwechselnd die empfangenen verstärkten, getrennten und dernodulierteri Zeichen einem Relaissystem zuführt, das/die Anzeigevorrichtungen der End-Magnetimpulsuhren, die mit einer Doppel-Gegenphasenwicklung versehen sind, betätigt und einen Ausgleich des Uhrwerklaufes und somit'eine störungsunempfindliche Arbeiteweise desselben sichert.

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