DE3015312A1

DE3015312A1 - Qualitaetsindikator fuer den empfang bei funkuhren

Info

Publication number: DE3015312A1
Application number: DE19803015312
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 6101 Groß-Bieberau Hilberg; Reinhard Dipl.-Ing. 6101 Roßdorf Kalhöfer
Original assignee: Individual
Current assignee: HILBERG, WOLFGANG, PROF. DR.-ING., 64401 GROSS-BIE
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1980-04-21
Publication date: 1981-10-22
Also published as: DE3015312C2

Description

Qualitätsindikator für den Empfang bei Funkuhren.
Beschreibung Werden Funkuhren in Betrieb gesetzt, indem sie z.B. eingeschaltet, ans Netz angeschlossen, oder mit einer Batterie versehen werden, so verstreicht im allgemeinen eine unterschiedlich lange Zeit, bis die vollständige empfangene Uhrzeit angezeigt werden kann. Das ist zum einen dadurch bedingt, daß man zuerst ein vollständiges Übertragungsintervall mit codierten Informationen empfangen muß, was bei den heute üblichen Übertragungsverfahren zu Wartezeiten von einer bis zu zwei Minuten führt und zum anderen, daß bei schlechten Empfangsverhältnissen manchmal sehr viele Intervalle nicht genutzt werden können, weil sie zu stark gestört sind. In extremen Fällen, wenn die Funkuhr weit weg vom Sender betrieben wird und wenn der Antennenstab so steht,-daß sich gerade ein Empfangsminimum ergibt, kann so die Wartezeit viele Stunden betragen. Es ist dann wünschenswert, daß man einen Hinweis auf die schlechten Empfangsverhältnisse erhält. Dann ist es nämlich möglich, sofort zu untersuchen, woran es liegt, daß die Uhrzeit nicht erscheint. Z.B. kann eine dicht benachbarte Störquelle existieren, die man entfernen oder abschalten muß oder man muß einfach die Antenne in eine günstigere Lage bringen.
Es ist bisher üblich, die empfangenen Zeitimpulse so bald als möglich direkt zur Anzeige zu bringen. Dies geschieht meist durch ein entsprechendes Aufleuchten einer Leuchtdiode. Eine solche Orientierungshilfe ist jedoch nur sehr grob und erlaubt im allgemeinen keine Schlüsse darauf, ob die Antenne gut ausgerichtet ist und ob die Empfangsqualität der Sekundenimpulse überhaupt zu einem einwandfreien Empfang der Uhrzeit ausreichen wird. Diese Nachteile sollen durch die Erfindung ohne zusätzliche Anzeigemittel beseitigt werden. Dazu wird erfindungsgemäß insbesondere nach dem Einschalten der Funkuhr im Digitalteil ermittelt, mit welcher Qualität die Sekundenimpulse empfangen werden, was z.B. durch Zahlen von 0 bis 99 dargestellt werden kann und diese Qualitätskennzahlen werden im Sekundentakt an die vorhandene Ziffernanzeigevorrichtung gegeben. Wird z.B. mit Hilfe eines Mikroprozessors ein automatisches Zeichenerkennungsverfahren verwendet, so fallen entsprechende Zahlen sowieso schon an. Sie brauchen dann nur noch in den gewünschten Zahlenbereich z.B. von OO bis 99 umgewandelt zu werden. Es sei angenommen, daß OO einen absolut nicht mehr erkennbaren Sekundenimpuls, z.B. einen fehlenden und 99 einen vollkommen ungestörten d.h. einen idealen Sekundenimpuls bezeichnet.
Die dazwischen liegenden Zahlen geben dann die ent sprechende Störung und Verformung der Impulse an. Diese Zahlen kann man maximieren, indem man die Antenne dreht. Die resultierende Antennenstellung muß nicht immer die optimale Ausrichtung zum Sender sein, wie dies bei der Einstellung nach einem üblichen Feldstärkeanzeiger der Fall wäre, sondern es wird eine oft günstigere Einstellung gefunden, bei der das Signal eines "Störers" maximal unterdrückt wird.
Auch bei aufwendigen Signalerkennungsverfahren einer Funkuhr gibt es eine Grenze für die Störung, ab der eine einwandfreie Erkennung der Zeitinformation nicht mehr möglich ist. Diese Grenze kann z.B. in einem bestimmten Gerät durch die Zahl 30 gegeben sein. Sie ist ersichtlich von der besonderen Konstruktion und Ausführung des Gerätes abhängig und sie wird offensichtlich mit verbessertem Erkennungssystem kleiner gemacht werden können. Wird diese dem System eigene Kennzahl ebenfalls zur Anzeige gebracht, so kann man durch Vergleich der aktuellen Qualitätskennzahl mit dieser Schwellenkennzahl sofort erkennen, wie gut die Empfangsverhältnisse sind und ob eine Chance besteht, daß in kürzerer oder längerer Zeit wirklich eine fehlerfreie Uhrzeit empfangen werden kann. Besonders vorteilhaft ist die Anzeige dieser Schwellenkenzahl bei adaptiven Erkennungsverfahren, da bei diesen Verfahren diese Zahl in gewissen Grenzen den Empfangsverhältnissen angepaßt wird.
Neuere Uhrsysteme sind so beschaffen, daß sie bei stark gestörten Empfangsverhältnissen nur selten eine fehlerfreie Zeitinformation benötigen. Diese Systeme bestehen aus einer Kombination von Zeitempfänger und (fast autonomer) Uhr, die lediglich durch die vom Zeitempfänger ermittelte und so weit wie möglich überprüfte Zeitinformation gestellt wird.
Auch bei einer laufend anzeigenden Funkuhr kann es daher wünschenswert scin, zu erfahren, wie gut die Empfangsqualität gerade ist, und ob die Funkuhr gerade empfangsgesteuert oder autonom läuft. Hierzu braucht man die vorhandenen Informationen nur z.B. durch einen Knopfdruck abzurufen. Es ist zur Vermeidung eines übermäßigen Anzeigeaufwandes zweckmäßig, nach dem Einschalten automatisch die Qualitätskennzahl und die Schwellenkennzahl zur Anzeige zu bringen, wobei diese Informationen sofort verschwinden, sobald die Uhrzeit dargestellt wird. Im laufenden Betrieb sind diese Informationen jedoch nur auf Wunsch anstelle der Uhrzeit einzublenden.
Natürlich läßt sich die Empfangsqualität auch noch in umgerechneter Form zur Anzeige bringen. So kann man die Differenz zwischen aktueller Sekundenimpulsqualität und der Erkennungsschwelle bilden. Eine positive Zahl wird dann- ausreichende und eine negative Zahl ungenügende Empfangsverhältnisse signalisieren. Man könnte dies in einer anderen Ausführung auch noch zu einer + und - Anzeige verkürzen usw. Um auch den Absolutwert der Störung zu erkennen, ließe sich in einer vierstelligen Anzeige dann zusätzlich der aktuelle Wert der Impulsempfangsqualität mit zur Anzeige bringen. In ähnlicher Weise lasse sich auch gemittelte Qualitätswerte bilden und zur Anzeige bringen usw.
Qualitäts-Kennzahlen werden für jeden Sekundenimpuls produziert. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung läßt sich aus allen Qualitäts-Kennzahlen einer Minute (Übertragungsintervall für eine vollständige Zeitinformation)-die kleinste hervorheben und anzeigen. Vergleicht man diese Kennzahl mit der Erkennungsschwelle so erhält man ein Maß für die Qualität des Zeitzeichenempfangs einer kompletten Zeitübertragung. Diese kleinste Kennzahl läßt sich auch getrennt für die verschiedenen Teile der Zeitinformation (z.B. nur für Stunde, Minute, Kalendertag, usw.) bilden. Man kann dann diejenige kleinste Kennzahl anzeigen, die für die gerade relevanten Teile der Zeitinformation gültig ist. Z.B. sind ja bei einer Funkuhr, die nur die Uhrzeit anzeigt, die Kennzahlen für die Datumsinformation unwichtig.
Ein Vergleich der kleinsten Qualitätskennzahl für einen Teil der Zeitinformation mit der Erkennungsschwelle läßt sich auch dazu nutzen, nur solche Teil informationen zur vollständigen gültigen Zeitinformation zusammenzustellen, die ausreichend sicher empfangen wurden. Damit kann aus mehreren, teilweise gestörten Zeitübertragungen die gültige Zeitinformation gewonnen und angezeigt werden.
Uhren wünscht man nun oft in einem Zimmer so hinzustellen, wie es der Platz erlaubt oder wie die Anzeige am besten einzusehen ist. Andererseits sollte man mit Hilfe der angezeigten Kennzahlen die Antenne in eine Richtung drehen können, die eine ungestörten Empfang gewährleistet. In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung wird daher der Antennenstab nicht fest mit einer Platine oder dem Gehäuse verbunden sondern drehbar angeordnet. Zum Unterschied zu sonstigen Anordnungen mit drehbaren Antennenstäben wird jedoch vorgeschlagen, den Antennenstab außen auf der Oberseite des Gehäuses anzubringen, da man dann zwischen Antenne und Schaltung leicht eine wirksame Abschirmung vorsehen kann. Sie ist bei Verwendung eines metallischen Gehäuses sogar automatisch schon gegeben. Es hat sich als günstig herausgestellt, den Antennenstab in eine runde flache Scheibe einzubetten und diese Scheibe dann wie einen Deckel auf das Gehäuse zu setzen. Die Einstellung der Antenne nach Maßgabe der angezeigten Empfangsqualität geschieht dann nur noch durch Drehen an diesem "Deckel". Damit erhält man ein kompaktes Konstruktionselement, das äußerlich keine Richtungsabhängigkeit aufweist, direkt mit den Fingern zu betätigen und auch von Staub und dergl. gut zu säubern ist.

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung und Verfahren zur Beurteilung der Empfangseigenschaften einer Funkuhr und zur optimalen Ausrichtung der Antenne, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kennzeichnung der Empfangsqualität der Sekundenimpulse Zahlenwerte gebildet und zur Anzeige gebracht werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahlenwerte für die Kennzeichnung der Qualität der Sekundenimpulse aus denjenigen Werten abgeleitet werden, die bei der automatischen Erkennung oder Filterung der Sekundenimpulse anfallen.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige ziffernmäßig auf den vorhandenen Anzeigeelementen erfolgt.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige nach dem Einschalten der Funkuhr bis zur ersten Darstellung der Uhrzeit erfolgt.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anzeige der Uhrzeit die Empfangsqualität der Sekundenimpulse kurzzeitig eingeblendet werden kann.
6. Anordnung zur Verbesserung der Empfangsqualität der Zeitzeichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne außerhalb des Ubrengehäuses drehbar angeordnet ist, daß sich zwischen Antenne und Schaltung eine metallische Abschirmung befindet und daß nach Maßgabe der angezeigten Kennziffern die Antenne direkt mit den Fingern zu drehen ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne in einer Scheibe oder einem anderen flachen Körper eingelegt wird.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne selbst Scheibenform besitzt.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit den Zahlenwerten für die Kennzeichnung der Empfangsqualität der Sekundenimpulse derjenige Zahlen- Grenzwert (Erkennungsschwelle) angezeigt wird, bei dem ein zuverlässiger Empfang gerade noch möglich ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei adaptiven Systemen dieser Grenzwert ständig neu gebildet und zur Anzeige gebracht wird.