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