DE3046671C2 - Zeitcodegenerator - Google Patents

Description

2. Zeitcodegenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Taktfrequenz für die Schieberegister beaufschlagter D/A Wandler vorgesehen ist, mit dem ein im wesentlichen sinusförmiger Träger erzeugt wird, und daß dieser Träger in seiner Amplitude in Abhängigkeit von der Impulslänge der codierten Dif'talsignale modulierbar ist.

3. Zeitcodegenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkzeitempfänger einen Quarzoszillator aufweist, der über eine Phasenregelschleife in Abhängigkeit von der Trägerfrequenz des Funksignales nachstimmbar ist.

4. Zeitcodegenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Frequenz des Quarzoszillators die Taktfrequenzen für den Zeitcodegenerator abgeleitet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zeitcodegenerator der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Zeitcodegeneratoren der genannten Art dienen dazu, gemessenen Daten die Zeit zuzuordnen und die Zeit mit den Daten zu registrieren. Es gibt hierfür eine Reihe von Zeitcodes, deren gemeinsames Merkmal es ist, daß die Zeitinformation digital codiert und als serielles Datentelegramm übertragen oder auf Magnetband gespeichert wird. Codes dieser Art sind von der NASA genormt, andere von der IRIG festgeschrieben.

In der Flugversuchstechnik sind die als lRlG-Codes bekannten Standards zur Zeitregistrierung weit verbreitet, wobei die bekannten Codes IRIG-A. IRIG-B und IRIG-H prinzipiell gleich aufgebaut sind und nur mit unierschiedüchen Taktraten arbeiten.

Grundlage der Codierung ist die Darstellung der -Uhrzeit und des Tages im BCD-Formät, d- h; jede Ziffer wird als vierstellige Biriärzahl dargestellt Aus der Aneinanderreihung der Ziffern und Hinzufügung von Synchronisationssignalen entsteht ein serielles Impuls* telegramm. Die Binäririformatiöri ist in der Impulslänge enthalten. Eine »0« entspricht einem kurzen, eine »1« einem langen Impuls. Kontroll-Bit und Sekunden-Bit werden wiederum andere Impulslängen erfordern. Im allgemeinen wird eine Rahmenlänge von 100 Impulsen erzeugt, wobei der Rahmentakt beim IRIG-B-Code genau eine Sekunde beträgt. Bei allen bekannten NASA- und IRIG-Codes wird die Zahleninformation jeweils nach dem betreffenden Zeitpunkt übertragen. Ein vollständiges Zeittelegramm von einer Sekunde beim IRIG-B-Code teilt also mit, wie spät es am Anfang der jeweiligen Sekunde war.

IRIG-Codes werden hauptsächlich für die Magnetbandaufzeichnung geschaffen. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Impuls zu einem Träger im Niederfrequenzbereich aufzumodulieren bei einer Trägerfrequenz, die beim IRIG-Code ein kHz beträgt

Bekannte Zeitcodegeneratoren verwenden zur Erstellung des Zeitrahmens Zähler. Diese Zähler werden jeweils zu Beginn von Hand gesetzt.

In der Flugversuchstechnik werden häufig an mehreren Orten Daten von verschiedenen Sensoren ermittelt. Dabei ist eine eindeutige Zuordnung der gemessenen und gespeicherten Werte für die Auswertung unbedingt erforderlich. Diese Verkopplung kann am Boden selten über eine Kabelverbindung erfolgen.

Man ist daher vielfach auf Funkverbindungen angewiesen, beispielsweise solchen, die im Rahmen des Versuches vorhanden sind. Die Funkverbindung wird dann durch die Ve-kopplungsaufgabe zusätzlich belastet. Es muß dabei ferner gewährleistet sein, daß die

jo Verbindung dauernd störungsfrei besteht oder aber daß redundante Systeme verwendet werden. Diese Kopplungsverfahren werden bisher bei Versuchen mit unterschiedlichem Aufwand realisiert, der von der Übertragung einfacher Taktsignale, die synchrone

Zähler ansteuern, bis zur Übertragung von ganzen Codes reicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zeitcodegenerator zu schaffen, der ohne besondere zu erstellende Verbindungen jederzeit an beliebigen Aufzeichnungsstellen genau synchronisiert den erforderlichen Zeitrahmen liefert, in dem von der jeweiligen Aufzeichnungsstelle jeweils individuelle Kontrollfdnktionen eingebbar sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Funkzeitempfänger sind an sich bekannt. Sie empfangen eine vom Gesetzgeber amtlich definierte Zeit, die in der Bundesrepublik Deutschland durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) dargestellt wird und über das sogenannte DCF 77-Signal über den Langwellensender Mainflingen auf der Frequenz 77300 kHz abgestrahlt wird. Das Trägersignal wird dabei von demselben hochgenauen Atomnormal wie das Zeitsignal abgeleitet und stellt somit auch für Kalibrierungszwecke eine Frequenzreferenz dar. Die Ausstrahlung der amtlich definierten Zeit erfolgt über einen Zeitrahmen, der zum Zeitpunkt des Zeitrahmenendes die aktuelle Zeit angibt

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht Und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild das Funktionsprinzip eines erfindtlngsgemäßen funkgesteuerten Zeitcodegenerators.

Fig.2 zeigt im Blockschaltbild das Prinzip eines erfindungsgemäß ausgebildeten Zeitcodegenerators nach dem Prinzip IRIG-B.

Der in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellte Zeitempfänger empfängt das Hochfrequenzsignal des die amtlich definierte Zeit ausstrahlenden Senders über eine Ferritantenne 2. Das Signal wird in einem Geradeausempfänger 4 verstärkt und ausgefiltert. Die Amplitude kann mit einem Amplitudenmeßgerät 6 angezeigt werden. Das Trägersignal wird mit einem Schmidttrigger 8 in ein Rechtecksignal umgeformt, das mit einer Phasenregelschleife 10 einen Quarzoszillator 12 führt. Dem im Geradeausempfänger 4 wirksamen Amplitudenmodulator ist ein Schmidttrigger 14 nachgeschaltet, an dessen Ausgang das binäre Zeittelegramm in serieller Form verfügbar ist Das Zeittelegramm wird zur Decodierung einem Schieberegister 16 aufgegeben, das vom Oszillator 12 getaktet wird. Die parallele Ausgangsiiiformation des Schieberegisters 16 wird in der 59. Sekunde in ein Halteregister 18 übernommen, gesteuert durch einen Minutendetektor 20. Es ist weiter ein Prüfkreis 22 vorgesehen, mit dem üas Vorhandensein eines Empfangssignales geprüft wird u^rd ein; Paritätskontrolle 24 für die Überwachungssignale des Zeittelegramms. Die Ausgänge der Schaltungen 20 bis 24 sind an ein Und-Gatter 26 angeschlossen, über das ein Zähler 28 gesetzt wird, der zu Minutenbeginn jeweils die Zeitinformation übernimmt. Falls eine Unkorrektheit auf dem Empfangsweg festgestellt wird, wird zu Minutenbeginn der Zähler 28 vom Oszillator 12 gesetzt Dadurch ist eine Gangreserve vorhanden. Vom Zähler 28 wird das Signal in das Anzeigeregister 30 übernommen, neben dem ein Anzeigeregister 32 für die Datumsinformation vorgesehen ist. Auch das Datum wird in das Anzeigeregister nur dann übernommen, wenn die Überprüfung positiv ausgefallen ist. Dadurch kann zu Tagesbeginn kurzfristig eine falsche Anzeige entstehen. Dies kann aber für den vorgesehenen Zweck in Kauf genommen werden, da dadurch der Schaltungsaufwand gering gehalten wird.

An den Zäh¹ -τ 28 bzw. die Anzeigeregister 30 und 32 sind verschiedene Ausgangsschaltungen angeschlossen, darunter der im nachstehenden zu beschreibende Zeitcodegenerator 34.

Der in F i g. 2 mit seinen wesentlichen Funktionsbausteinen dargestellte Zeitcodegenerator weist ein Schieberegister 36 auf, dem parallel die D.iten eingegeben werden, die am Ausgang des Zählers 28 anfallen. Zusätzlich können aus dem Register 18 die Tagesdaten übernommen werden und endlich werden aus einem voreinstellbaren Register .78 die Daten der Kontrollfunktionen in das Schieberegister 36 eingegeben.

Vom Quai zoszillator 12 1st ein 10 kHz-Signal und 1 Hz-Signal abgeleitet. Das 10 kHz-Signal wird in einem ersten Teiler 40 auf I kHz heruntergeteilt Hinter einem zweiten Teiler 42 steht ein Signal mit 100 Hz an und hinter einem dritten Teiler 43 ein Signal mit 10 Hz. Von dem 1 Hz-Signal wird das Ladesignal für das Schieberegister 36 abgeleitet und von dem 100 Hz-Signal der Schieberegistertakt 100 Hz für das Schieberegister mit einer Kapazität bis 100 Bit.

Das Schieberegister wird damit innerhalb einer Sekunde ausgelesen und anschließend neu geladen.

Das Auslesen des Schieberegisters erfolgt seriell. Die einzelnen Daten werden dabei nacheinander einem zweiten Schieberegister 46 aufgegeben, das einen Ladetakt von 100 Hz hat und mit 1 kHz getaktet ist. Die Codierung der einzelnen Bits mit unterschiedlichen Längen erfolgt dergestalt, daß dem jeweiligen Bit eine vorbestimmte Grundzeit oder eine Vielzahl dieser Grundzeit zugeordnet wird. Die Grundzeit kann dabei beispielsweise 1 ms betragen, bei einer Bit-Taktrate von 1 kHz. Die logische »0« kann dabei mit 2 ms, die logische »1« mit 4 ms und die jeweils eine Unterteilung des Zeitrafrinens angebenden Bits mit 8 ms codiert werden. Es können weiter gewichvite Kontrollbits vorgesehen werden.

Die Codierung der die Zeitunterteilung angebenden Bits erfolgt über ein dem Teiler 44 nachgeschal'etes Monoflop 48. Das doppelte Zeitreferenzsignal am Ende des Zeitiahmens wird von dem 1 Hz-Signal abgeleitet, das gleichzeitig de m Monoflop aufgegeben wird.

Am Ausgang des Schieberegisters 46 stehen die jeweiligen Daten im DC-Code an Der in Fig.2 dargestellte Encoder weist weiter einen D/A-Wandler 50 auf, der an den 1 kHz-Takt angeschlossen ist und eine annähernde Sinusspannung als Trägerfrequenz liefert. In einem dem D/A-Wandler nachgeschalteten amplitudenmodulator 52 wird das Trägersignal mit Hilfe der im DC-Code vorliegenden Signale in der Amplitude moduliert. Damit stehen Signale zur Verfugung, die besonders zweckmäßig für die Magnetbandaufzeichnung sind.

Der beschriebene Zeitcodegenerator ist ausgelegt für den IRIG-B-Code, der einen Träger von 1 kHz benutzt. Daraus ergibt sich je nach angewendetem Detektor für den ungestörten Code eine mögliche Präzision der Zeitübertragung von 0,25 ms. Durch unterschiedliche Laufzeiten und Flattereffekte bei der Magnetbandaufzeichnung kann dieser Wert stark verschlechtert werden. Trotzdem bleibt die Zuordnung von Meßwerten zum /'.eitcode auf dem Magnetband recht genau, und zwar in dir Größenordnung von 1 ms.

Eine Verbesserung um etwa eine Zehnerpotenz bringt die Verwendung des 1RIG-A-Codes mit der Trägerfrequenz von 10 kHz, wenn dies erforderlich sein sollte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Zeitcodegenerator, der für vorgegebene Zeitabschnitte einen Zeitrahmen liefert, in dem die Zeitinformationen als impulslängencodierte Digitalsignale vorliegen und in den impulslängencodierte Kontrollfunktionen einfügbar sind, und dem von einem Zeitgeber die Zeitinformationen zuführbar sind,dadurch gekennzeichnet, daß

— als Zeitgeber ein Funkzeitempfänger vorgesehen ist,

— daß der Zeitcodegenerator ein erstes Schieberegister aufweist, in welches

die Signale des Zeitempfängers und
die Signale der Kontrollfunktionen
in der durch den gewählten Code vorgegebenen Ordnung parallel eingebbar und seriell auslesbar sind,

— daß ein zweites Schieberegister vorgesehen ist, in das die einzelnen Signale des ersten Schieberegisters nacheinander eingebbar sind, und in dem die Impulslängencodierung vorgenommen wird.