DE19514036C2 - Verfahren zum Ermitteln des Sekundenbeginns im Signal eines Zeitzeichensenders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Sekundenbeginns im Signal eines Zeitzeichensenders nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 37 33 965 A1 ist ein Verfahren zur Informa­ tionsgewinnung aus gestörten Daten eines Zeitzeichen­ senders bekannt, bei dem zur Synchronisation der Funk­ uhr auf den Sekundenbeginn ein aus den Signalverläufen mehrerer Sekunden gewonnenes Signal mit einem Modellsignal verglichen wird. Bei diesem bekannten Ver­ fahren wird das vom Empfänger gelieferte Signal mit einer vorgegebenen Frequenz abgetastet. In einem Zeitintervall von einer Sekunde werden die Abtastwerte an den entsprechenden Zeitstellen aufaddiert. Es bildet sich nach einiger Zeit ein mittlerer Signalverlauf aus. Die fallende Flanke der beiden Signalarten, die beim Zeitzeichensender DCF-77 auftreten, unterscheiden sich nicht voneinander. Zum Bestimmen des Sekundenbeginn wird eine Korrelation zwischen dem aus mehreren Sekundenverläufen gewonnenen mittleren Signal und einem Modellsignal verwendet.

Dieses bekannte Verfahren weist als erheblichen Nachteil den Vergleich mit einem Modellsignal auf. Die Bereitstellung des Modellsignals in Form einer Tabelle oder einer Berechnungsvorschrift bedeutet einen zusätzlichen Aufwand. Die Durchführung des Vergleichs über Korrelationsmethoden erfordern zusätzlich einen hohen rechentechnischen Aufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zum Ermit­ teln des Sekundenbeginns im Signal eines Zeitzeichen­ senders anzugeben, welches die Nachteile des bekannten Verfahrens vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im An­ spruch 1 aufgezählten Merkmalen gelöst.

Kurze Beschreibung der Figur:
Die Figur zeigt den zeitlichen Verlauf der Abtastwerte für die drei unterschiedlichen Signalarten des Zeit­ zeichensenders WWVB in den USA.

Anhand der Figur wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung erläutert.

In der Figur ist der zeitliche Verlauf der Abtastwerte für die drei unterschiedlichen Signalarten des Zeit­ zeichensenders WWVB in den USA dargestellt. Die Signalarten sind Nullimpuls, Einsimpuls und Frame­ impuls. Sie unterscheiden sich durch die Zeitdauer der Absenkung der Trägeramplitude. Der Beginn der Absenkung kennzeichnet den Beginn der jeweiligen Sekunde. Der Zeitzeichensender DCF-77 der Physikalisch Technischen Bundesanstalt sendet nur zwei Signalarten aus. Für sie gelten die folgenden Ausführungen in analoger Weise. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Funkuhr aus einem Empfangsteil und einem Auswerteteil. Das Kernstück des Empfangsteils wird vom integrierten Schaltkreis U4223B von TEMIC TELEFUNKEN gebildet. Der Schaltkreis liefert am Ausgang seines Integrierten Analog/Digital-Wandlers 4 Bit breite Abtastwerte des empfangenen Signals.

Die Abtastwerte werden zur weiteren Verarbeitung dem Auswerteteil der Funkuhr zugeführt. Dort werden die Ab­ tastwerte in einem Speicherfeld, dessen Länge der An­ zahl der Abtastwerte pro Sekunde entspricht, abgelegt. Um bei der Ermittlung des Beginns der Sekundensignale relativ zum Abtasttakt den Einfluß von Störungen zu verringern, werden die Abtastwerte mehrerer Sekundentakte im Speicherfeld zu einem gemittelten Signalverlauf zusammengefaßt. Die Abtastwerte der nachfolgenden Sekunden werden entsprechend ihrer Abfolge zeitrichtig in das Speicherfeld geschrieben. Die aktuellen Werte werden zum Inhalt der entsprechenden Zelle im Feld hinzuaddiert. Bei guten Empfangsbedingungen reicht es aus, das mittlere Signal aus Abtastwerten von nur wenigen aufeinanderfolgenden Sekundenabschnitten des empfangenen Signals zu bilden. Bei mäßigen Empfangsbedingungen kann die Mittelung über mehreren Minuten notwendig sein.

Im gemittelten Signalverlauf machen sich zufällige, nichtperiodische Fehler weniger störend bemerkbar als im aktuellen Signal. Um den Sekundenanfang zu bestim­ men, wird im Speicherfeld nach einem Minimum gesucht, das für die Einschwingvorgänge des Funkuhrempfängers charakteristisch ist. Dieses Minimum liegt für alle Signalarten des Zeitzeichensenders an der gleichen Stelle. Beim Zusammenfassen der Signalabschnitte mehrerer Sekunden vergrößert sich das Minimum im stär­ keren Maße als die Signalabschnitte, die für die ver­ schiedenen Signalarten unterschiedlich sind. Von der Lage des Minimums aus kann mit großer Sicherheit der Beginn der Sekundenabsenkung festgelegt werden.

Ist das Minimum im gemittelten Signalverlauf gefunden, wird der zum Minimum gehörende Index im Speicherfeld ermittelt. Von dem Indexwert des Minimums geht man im Speicherfeld zu dem Wert zurück, an dem die Absenkung begonnen hat. Der Feldindex dieses Wertes liefert den Beginn der Sekunde im Bezug auf die Abtastfrequenz.

Claims (1)

1. Verfahren zum Erkennen des Beginns von Sekunden­ absenkungen im Ausgangssignal eines Empfängers für Zeitzeichensignale, wobei

   • - das Ausgangssignal des Empfängers für Zeitzeichen­ signale N-mal in der Sekunde abgetastet wird;
   • - die Abtastwerte in einem Speicherarray mit N Zellen abgelegt werden;
   • - im Speicherarray über mehrere Sekunden hinweg ein mittlerer Signalverlauf für das Zeitintervall einer Sekunde erzeugt wird;
   • - und aus dem mittleren Signalverlauf der Beginn der Sekundenabsenkung bestimmt wird; dadurch gekennzeichnet,
   • - daß der Beginn der Sekundenabsenkung aus dem Minimum des mittleren Signalverlaufs bestimmt wird.