DE3043867A1

DE3043867A1 - Verminderung von stoereinfluessen bei funkuhren

Info

Publication number: DE3043867A1
Application number: DE19803043867
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 6101 Groß-Bieberau Hilberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-21
Filing date: 1980-11-21
Publication date: 1982-07-01

Description

Verminderung von Störeinflüssen bei Funkuhren.
Bei Funkuhren kommt der Frage der Unterdrückung von Störungen beim Empfang besondere Bedeutung zu. Hierbei ist weniger der Empfang im stationären Betrieb problematisch als vielmehr der Einschaltvorgang.
Dies ist dadurch bedingt, daß bei stationärem Betrieb meist keine Unsicherheiten darüber bestehen, zu welchen Zeiten eine logische Null oder Eins detektiert werden muß, wann ein Minutenintervall beginnt und welcher Art die Störungen sind. Bei besonders fortgeschrittenen Entwicklungen sind ja sogar Mittel vorgesehen, daß sich (im stationären Betrieb) der Empfänger automatisch an die vorhandenen Störungen adaptiert. Nach dem Einschalten einer Funkuhr sind jedoch im allgemeinen weder die genauen Sekundenzeiten noch der Minutenanfang bekannt und von einer Adaption an die Störungen kann auch noch nichts vorhanden sein. Daher müssen besonders für den Einschaltvorgang die Störeinflüsse besonders klein gehalten werden. Im folgenden soll unterschieden werden zwischen Störungen, die den von außen kommenden Signalen schon beigefügt sind und anderen, die erst im Gerät erzeugt werden und auf die Empfängerschaltung einwirken. Diese letzteren werden vorwiegend von dem Digitalteil der Funkuhr erzeugt und wirken wegen der nahen Nachbarschaft meist stärker auf den Langwellenempfänger ein als dies bei klassischen nur-analogen Empfangsgeräten der Fall war. Da die Schaltflanken der Impulse jedoch ein verhältnismäßig hohes und breites Spektrum haben, läßt sich diese Störung verhältnismäßig leicht klein halten.
Erfindungsgemäß genügt hierzu vorzugsweise ein Aluminimumplättchen, das zwischen dem Digitalteil (Mikroprozessorplatine) und dem Analogteil (Langwellenempfänger) angebracht wird, siehe Fig. 1. Es entspricht dem Stand der Technik1 daß eine solche metallische Abschirmung auch Bestandteil einer Mehrlagenplatine sein kann. Für besonders hohe Ansprüche wird der Digitalteil erfindungsgemäß ganz in eine metallische Hülle eingeschlossen (Abschirmkästchen oder Metallfolie).
Störungen, die dem von außen kommenden Signal schon beigefügt sind, können jetzt nur noch herausgefiltert werden. Dazu gibt es die unterschiedlichsten analogen und digitalen Filter. In /1/ ist auch eine sehr vorteilhafte Anordnung beschrieben worden, mit der eine zusätzliche Filterwirkung durch den Einsatz von Mustererkennungsverfahren (matched filter, Korrelationsverfahren) erzielt wird. Hier wird herausgestellt, daß dadurch die analogen Filter des Empfängers besonders anspruchslos und billig werden. Erfindungsgemäß wird jetzt vorgeschlagen, in einer Weiterentwicklung der in /1/ beschriebenen Kombination von Mustererkennungsverfahren mit analogen Filtern bei Vorliegen sehr starker Störungen im Analogteil auch Quarzfilter zum Einsatz zu bringen. Dies hat dann insbesondere den Vorteil, daß die Empfindlichkeit der Funkuhr ganz beträchtlich gesteigert werden kann, was in Kombination mit den noch weiter zu beschreibenden Maßnahmen auch den Empfang in einer stark gestörten Umgebung, die weit von dem Standort des Senders entfernt ist, erlaubt.
In einer Weitergestaltung der Erfindung wird zur Verminderung der Störeinflüsse nochmals die Einführung einer Maßnahme vorgeschlagen, die gerade durch eine fortschrittliche Technik in Fortfall gekommen war.
Hierbei sollen jedoch nicht wieder die alten Funktionen erneuert werden, sondern es sollen durch die Kombination neuer und alter Technik neue Vorteile gewonnen werden.
Mit einer Funkuhr wird bekanntlich ein Radiosignal des Senders DCF 77 empfangen, welches in jeder Minute die vollständige Information der Zeit enthalt. Diese Zeit wird dann lediglich zur Anzeige gebracht. Infolgedessen gibt es bei Funkuhren keine Möglichkeit, die Zeit per Hand einzustellen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei Funkuhren dennoch eine Handeinstellung gewisser Teile der Zeitinformation vorzusehen. Und zwar sollen das vorzugsweise die Teile sein, die sich nur langsam ändern, d.h. die während einer beabsichtigten Empfangszeit unbezweifelbar richtig eingestellt werden können. Das sind z.B. die Jahreszahl, der Monat, das Datum, der Wochentag und die Stunde. Der Zweck dieser Maßnahme soll ein, daß ein Empfänger1 der bei schlechten Empfangsverhältnissen eingeschaltet. wird, sich dadurch besser innerhalb des Minutenintervalles einordnen, d.h. synchronisieren kann. Bekanntlich besteht hier nämlich eine gewisse Schwierigkeit, weil die logischen Werte 1 und 0 in Sekundenabständen durch lange und kurze Impulse codiert sind, während der Anfang eines Minutenintervalles durch das Fehlen eines Impulses gekennzeichnet ist. Bei schlechten Empfangsverhältnissen und/oder starken Störungen kann aber oft nicht mit der nötigen Sicherheit das Fehlen eines Impulses erkannt werden. Hier hilft dann die erfindungsgemäße Anordnung, indem nämlich mit Hilfe der manuell eingegebenen Daten zwischen diesen und den empfangenen Daten an sich bekannte Korrelationsbestimmungen durchgeführt werden. Da die zu vergleichende Bitsequenz eine größere Menge von Bits enthält, kann bei starken Störungen die Übereinstimmung zwischen beiden Datengruppen mit größerer Wahrscheinlichkeit festgestellt werden als die Übereinstimmung von drei Sollwerten a) kurzer Impuls b) langer Impuls, c) kein Impuls mit dem aktuellen gestörten Empfangssignal in Sekundenintervallen. (D.h. je mehr man über ein Empfangssignal bezüglich der Form und der Bitsequenz weiß, je größer die bekannten Informationsstücke sind, umso sicherer läßt sich der Empfang verifizieren. Und bei Vorgabe der erwähnten Daten ist ja fast das ganze Zeittelegramm schon bekannt!) Die Ergebnisse dieser Korrelation kann man weiterhin benutzen, um in bekannter Weise /1/ den Empfänger an die bestehenden Störungen anzupassen. Der Empfänger wird dadurch schon in Zeiten eines unvollständigen Empfangs in den adaptierten Empfangszustand versetzt, d.h. in einen Zustand wie er bei den bekannten Funkuhren erst im stationären'Betrieb herrscht.
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß dann, wenn ein erstes Mal eine vollständige und überprüfte Zeit information empfangen wurde, die Signalpfade zwischen den Einstelltasten und der Funkuhr unterbrochen werden. Damit ist gewährleistet, daß nachträgliches Spielen an den Einstelltasten die Funkuhr und damit die Uhrzeit nicht mehr stören kann, siehe Fig. 2.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung-wird vorgeschlagen, daß auch die Minutenanzeige und wenn nötig auch die Sekundenanzeige manuell einstellbar sind. Die Korrelation soll jedoch nach wie vor erst ab den Stundenwerten bestimmt werden. Das hat zunächst den Vorteil, daß bei miserablen Empfangsverhältnissen wenigstens eine grob richtige Uhrzeit vorhanden ist, sofern wie bei bekannten Funkuhren ein Quarzgenerator vorhanden ist, der bei Fehlen eines Empfangssignals die Funkuhr als eine autonome Quarzuhr betreibt. Sobald die Empfangsverhältnisse dann besser werden, wird die Uhr automatisch richtig gestellt und die Einstelltasten werden inaktiviert. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß die Einstellmittel dann gleichzeitig auch zum Einstellen von Weckzeiten dienen können. Natürlich darf der Digitalteil dann später nur den Informationspfad für die Uhrzeit und nicht auch den für die Weckzeit sperren.
Literatur /1/ R. Kalhöfer Die Realisierung kompakter störsicherer Funkuhren mit den Mitteln der Mikroelektronik.
Dissertation D 17 vom 20.6.1980 Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Verminderung der Störeinflüsse in einer Funkuhr, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur manuellen Einstellung der Uhrzeit vorgesehen sind und daß nach Empfang und Überprüfung der richtigen Uhrzeit die Verbindungen von den manuellen Einstellmitteln zur Funkuhr gesperrt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Digitalteil die Korrelation zwischen den manuell eingegebenen Daten und der Empfangsfunktion festgestellt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines genügend guten Korrelationswertes ein Synchronisationszeichen erzeugt und zur Erkennung der unbekannten Teile des Zeittelegramms benutzt und/oder der Adaptionsprozess in Gang gesetzt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daR mit den Einstellmitteln sowohl die vermutliche Uhrzeit samt allen anderen verfügbaren Daten einzustellen sind als auch die Weckzeiten, daß aber nach Empfang einer richtigen Uhrzeit nur die Uhrzeiteingabe gesperrt wird.-
5. Anordnung zur Verminderung der Störeinflüsse in einer Funkuhr, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Digitalteil Korrelationsverfahren zum Einsatz kommen als auch im Analogteil hochwertige Quarzfilter eingesetzt werden.
6. Anordnung zur Verminderung der Störeinflüsse in einer Funkuhr, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalteil durch eine Abschirmplatte von dem Analogteil getrennt ist.
7. Anordnung zur Verminderung der Störeinflüsse in einer Funkuhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung, die Korrelationsbestimmung, die hochselektive Filterung und die manuelle Einstellung der Uhrzeit miteinander kombiniert werden.