DE1523992C3 - Automatische Steuerung einer elektrischen Uhrenanlage mittels Funkwellen - Google Patents

Description

Die Empfängersekundäruhren weisen eine transistorisierte Empfangseinrichtung auf, welche abwechselnd die empfangenen verstärkten, getrennten und demodulierten 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 Arbeitsweise desselben sichert.

An Hand der Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise beschrieben.

F i g. 1 zeigt eine Blockschaltung einer Uhrenanlage;

Fi g. 2 zeigt eine Blockschaltung des Steuersenders;

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

F i g. 4 bis 9 zeigen je eine mögliche Schaltungsanordnung für die beschriebene Uhrenanlage.

F i g. 1 zeigt einen Muttersender 5, Transistorempfänger £ 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. ''

F i g. 2 zeigt eine Blockschaltung des 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.

F i g. 3 zeigt eine Blockschaltung eines Transistorempfängers mit einer Sekundäruhr. Die Schaltung arbeitet folgendermaßen:

Das von der Antenne empfangene Signal wird am Eingang des Transistorempfängers E aufgenommen. Nach der Demodulation gelangt das Signal gerichtet auf die Dämpfungssysteme B, B'. Danach wird das Signal in Transistorverstärkern C und C verstärkt und zur Steuerung der Sekundäruhren ausgenutzt. Die Stromversorgung d^s Transistorempfängers erfolgt aus der Akkumulatorbatterie A.

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

In F i g. 4 wird das Prinzipschaltbild des Muttersenders, der im Bereich der Ultrakurzwellen arbeitet, gezeigt. Die Schwingstufe ist mit einer Verbundröhre 1 ausgeführt. Der Triodenteil ist ein brückenstabilisierter Quarzoszillator. Das Heptodensystem der Röhre wird als Dreipunktoszillator ausgenutzt. 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. Noch eine Verdoppelung auf 31,8 MHz erfolgt im zweiten Teil der Röhre 3. Nach nochmals zwei Verdoppelungen in den beiden Systemen der Röhre 4 wird das Signal mit der endgültigen Frequenz von 127,2 MHz dem Gitter 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 7. Jedes System enthält eine LC-Gruppe und erzeugt die Tonsignale, die ausgestrahlt werden. Diesem Sender mit identischen Tonsystemen können auch Signale zur Steuerung von Zweitarifuhren und Stadtbeleuchtungen zugeführt werden.

ίο F i g. 5 zeigt das Prinzipschaltbild des Relaissystems des Muttersenders.

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

Das Relais R₁ wird durch den Sekundenzeiger der Quarznormaluhr 8 betätigt. Relais -R₁ bleibt 10 Sekunden in dieser Lage. Seine Kontakte betätigen die Relais i?₂"und R₅. Relais R₅ schaltet den Antriebsmotor der Antenne ein und führt ihm durch die Buchse 9

so eine Spannung von 18 V zu. Dasselbe Relais speist durch die Buchse 10 die Transvertergruppe für die . Stromversorgung des Senders. Das Relais R₂ hat' _ einen speziellen Schaltrhythmus und* steuert das Relais R_r Dieses Relais steuert von seiner Seite das

Relais A₄, das jede zweite Minuteiietatigt wird und über die Buchsen 11 für die Stromversorgung der Impulsuhr der Einrichtung sorgt.

Nachdem die Speisespannung über die Kontakte der Relais R₅ der Transvertergruppen zugeführt wird, arbeiten die letzteren auf folgende Weise (F i g. 6):

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

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

Die Erzeugung eines Normalsignals des Senders erfolgt in einem Quarzsystem, aus dem sich durch minimale Frequenzteilung eine stabile Zeiteinteilung ergibt. F i g. 7 zeigt das^ Schaltbild des Systems, das vollständig transistorisiert ist und auf folgende Weise wirkt:

Die Grundfrequenzen 468 kHz und 476 kHz werden mit Hilfe der Transistor-Quarzoszillatoren 13,14, 15 und 16 erzeugt. Die Interferenzbildung der beiden Frequenzen erfolgt an der Basis des Transistors 17. Am Kollektor erhält man eine Frequenz 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 die zweite /?C-Gruppe, die mit den Transistoren 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 Puffertransistoren 22 und 23, den Zwischentransformator und die Leistungstransistoren 24 und 25 der Synchronuhr, die jede Minute ein Normalsignal abgibt, zuge-

führt.

Die vom Muttersender ausgestahlten Signale werden von den Transistoruhren empfangen (F i g. 8). Diese Uhren haben folgende Wirkungsweise:

Von der Antenne 27 gelangt das Hochfrequenzsignal an den Eingang des Transistors 28, der als Demodulator arbeitet. Danach gelangt das Niederfrequenzsignal über die Verstärkertransistoren 29 und 30 an den Eingang des Zwischentransformators TP₂. Es folgt eine Übertragung des Signals über die Kondensatoren 31 und 32 auf die Filtertransistoren 33 und 34. Wie ersichtlich, ist bei beiden Transistoren 33 und 34 eine Rückkopplung vorhanden. Diese Rückkopplung ist mittels einer zusätzlichen Wick- ίο lung ausgeführt, die über den Wicklungen F_{1 a} und F₂₀ liegt. Dadurch wird eine große Erhöhung der Selektivität und der Verstärkung des Filtersystems erreicht. Bei der Grundfrequenz, die von dem Muttersender ausgestrahlt wird, beträgt die Bandbreite nur 200Hz (+100Hz). Dadurch wird ein störungsfreier Empfang des Steuersignals gesichert.

Von den Kollektoren 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. Um eine Verzögerung von 0,8 Sekunden zu erzielen, liegen zwei ElektrolyJ-Kondensatoren im Basiskreis der Transistoren 39 und 40. Von den Kollektoren dieser beiden Transistoren wird die polarisierte magnetische Impulsuhr gespeist. In jedem Zweig des Filtersystems befindet sich eine doppelte Gegenphasewicklung, die eine kontaktlose Umpolung der Polarität sichert. Diese Wicklung ermöglicht die störungsfreie Wirkungsweise der Impulsuhr.

Die Schaltungen gemäß F i g. 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 Relais R₁ zugeführt wird. Ein Elektrolyt-Kondensator 44 dient für die Übertragung von Impulsen zu den Relais R₂ und R₃. 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 versorgt wird.

Die Zuführung des Hochfrequenzsignals kann über ein Quecksilberbad erfolgen, wobei bei einer Temperatur von -7⁰C ein Bimetall-Relais einen Heizfaden im Quecksilberbad einschaltet.

In großen Städten kann ein zweiter Muttersender vorgesehen werden, der automatisch; bei Ausfall des ersten eingeschaltet wird. '

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Empfangseinrichtung eines solchen Systems jedoch Patentansprüche: wird dadurch zusätzlich unübersichtlich und kompliziert. Diese Systeme werden daher zur genauen Zeit-

1. Automatische Steuerung einer elektrischen angabe nicht viel verwendet.

Uhrenanlage mittels Funkwellen, die aus einer 5 Es sind auch Verfahren zur Fernsteuerung elek-Funksendeeinrichtung mit eingebauter Quarz- trischer Uhren mittels drahtlos ausgesendeter Impulse normaluhr zur Ausstrahlung von modulierten bekannt, wobei die Impulsausstrahlung jede Sekunde Steuerimpulsen und mehreren Funkempfänger- erfolgt (z. B. deutsche Patentanmeldung R 6641 Sekundärmutteruhren und/oder einzelnen Uhren VIIIb/83b). Diese Uhren arbeiten jedoch mit gleibesteht, dadurch gekennzeichnet, daß io eher Polarisation und sind daher in Gebieten mit die Sendeeinrichtung (I) zur Erhöhung der Stör- starken Störeinflüssen unzuverlässig,
sicherheit Schaltkreise (II, IV, V) zur Erzeugung Es ist weiterhin ein Steuer- und Gleichlaufsystem von Steuerimpulsen mit zwei verschiedenen Ton- für Uhren bekannt (schweizerische Patentschrift frequenzen aufweist, die die Hochfrequenzwelle 260 641), das mittels einer modulierten Trägerwelle des Senders (I) modulieren und abwechselnd jede 15 betätigt wird. Dieses System enthält Mittel für die Minute für die Dauer eines bestimmten Zeitinter- dauernde sekundliche Steuerimpulsausstrahlung zur valls der Minute von einer Richtdrehantenne (VI) Steuerung des normalen Betriebes der empfängerausgestrahlt werden, und daß die Funkempfän- seitigen Uhrentriebwerke und Mittel für eine Impulsger-Sekundäruhren (E) Schaltkreise (B, C) zur ausstrahlung zur Regulierung dieser Triebwerke nach Umformung der empfangenen, modulierten und 20 vorausbestimmten Zeitintervallen, wobei die Steuersich jede Minute abwechselnden Zeichen in impulse mit einer Tonfrequenz und die Regulierungs-Gleichstromimpulse enthalten, die auf ein Zeit- impulse mit einer anderen Tonfrequenz gesendet werablesesystem nacheinander wirken. den. Die Empfangsuhren dieses bekannten Systems

2. Automatische Steuerung nach Anspruch 1; haben ein gewöhnliches Uhrentriebwerk, das durch dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreise zur 25 die Steuerimpulse angetrieben WUsJ₃, was die periodi-Erzeugung der senderseitigen Steuerimpulse eine sehe Regulierang ihres Laufes durch die, eingebaute Generatoreinrichtung (7) für zwei Tonfrequenzen Korrektureinrichtung, die durch Regulierungsimpulse und ein Relaissystem (R₁. . . ₅) aufweisen, welches betätigt wird, erforderlich macht. Diese Anlage ist bevon einer Quarznormaluhr (8) gesteuert wird und sonders bei der stündlichen Regulierung ihres Laufes abwechselnd die Einschaltung des Tonfrequenz- 30 durch zusätzliche Relais, Kontakte, Kupplungen zum generators (7) und des Senders (I) für eine be- Einschalten und Lösen der Zeigerachsen u. dgl. sehr stimmte Zeitdauer der Minute sichert, und daß kompliziert. Außerdem wird sie durch Impulse mit während dieser Zeitdauer die Steuerimpulse er- drei verschiedenen Tonfrequenzen gesteuert. Dies zeugt und ausgestrahlt werden. alles kompliziert sowohl die Sendeuhr als auch die

3. Automatische Steuerung nach Anspruch 1, 35 Empfangsuhren außerordentlich und macht ihren Bedadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger- trieb unsicher.

sekundäruhren (E) eine transistorisierte Emp- Das Ziel der Erfindung besteht darin, die obengefangsrichtung aufweisen, welche abwechselnd die nannten Nachteile durch eine neue einheitliche einempfangenen verstärkten, getrennten und de- fache elektrische Uhrenanlage, die mit Hilfe von modulierten Zeichen einem Relaissystem (R₁... ₃) 40 Funkwellen betrieben wird, zu beseitigen. Bei dieser zuführt, das die Anzeigevorrichtungen der End- UJirenanlage wird insbesondere die Verwendung des Magnetimpulsuhren, die mit einer Doppel-Ge- gewöhnlichen, mechanischen Uhrantriebs vermieden, genphasenwicklung versehen sind, betätigt und Die Anlage besteht aus einer Funksendeeinrichtung einen Ausgleich des Uhrwerklaufes und somit eine mit eingebauter Quarznormaluhr zur Ausstrahlung störungsunempfindliche Arbeitsweise desselben 45 von modulierten Steuerimpulsen und mehreren Funksichert. empfänger-Sekundärmutte.ruhren und/oder einzelnen < Uhren. Die automatische Steuerung dieser elektrischen

Uhrenanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß die

Sendeeinrichtung zur Erhöhung der Störsicherheit

50 Schaltkreise zur Erzeugung von Steuerimpulsen mit zwei verschiedenen Tonfrequenzen aufweist, die die Hochfrequenzwelle des Senders modulieren und abwechselnd jede Minute für die Dauer eines bestimm-

Es sind Verfahren für die Berichtigung des Ganges ten Zeitintervalls der Minute von einer Richtdreh-

und der Anzeige von Uhren mit Hilfe von Funkwel- 55 antenne ausgestrahlt werden, und daß die Funkemp-

len und für die Signalisierung der genauen Zeit be- fänger-Sekundäruhren Schaltkreise zur Umformung

kannt (z.B. britische Patentschrift 444 316, Zeit- der empfangenen, modulierten und sich jede Minute

schrift »T. u. N.-Nachrichten«, 1956, S. 2021 f.). abwechselnden Zeichen in Gleichstromimpulse ent-

Diese Uhren sind gewöhnlich mechanisch gesteuert. halten, die auf ein Zeitablesesystem nacheinander

Für ihre Synchronisierung mit Hilfe von Funkwellen 60 wirken.

wird eine zusätzliche mechanische Einrichtung, die Die Schaltkreise zur Erzeugung der senderseitigen ziemlich kompliziert ist, benötigt. Die »genaue Zeit« Steuerimpulse weisen eine Generatoreinrichtung für wird von den Sendern in bestimmten Intervallen an- zwei Tonfrequenzen und ein Relaissystem auf, welgegeben. Um alle Störungen bei diesen Systemen zu ches von einer Quarznormaluhr gesteuert wird und unterbinden, kann der Empfänger nach einem weite- 65 abwechselnd die Einschaltung des Tonfrequenzgeneren bekannten Vorschlag automatisch auf eine andere rators und des Senders für eine bestimmte Zeitdauer Frequenz abgestimmt werden. So wird das störungs- der Minute sichert, und während dieser Zeitdauer freie Empfangen des Nutzsignals gesichert. Die werden die Steuerimpulse erzeugt und ausgestrahlt.