DE3113377A1 - System zur zeitrichtigen steuerung von zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden geraeten - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 8t P 4 O 2 5 DE

System zur zeitrichtigen Steuerung von zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräten

Die Erfindung betrifft ein System zur zeitrichtigen Steuerung von zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräten, bestehend aus den Funktionselementen einer zum Empfang und zur Auswertung der durch einen Rundfunksender abgestrahlten codierten Zeitinformation geeigneten Funkuhr mit Anzeigeeinheit und/oder zeitprogrammierbarer Schalteinrichtung zur Erzeugung von Schaltbefehlen,

Ein derartiges System ist beispielsweise in Form der Computer-Funkuhr 4200 der Fa. hopf elektronik KG, Lüdenscheid, erhältlich und in eirer Werbeschrift mit dem Titel "Computer-Funkuhr 4200" dieser Firma beschrieben.

Die Physikalisch-Technische Eundesanstalt (PTB) verbreitet über den Langwellensender DCF 77 die gesetzliche Zeit für die Bundesrepublik Teutschland. Die Trägerfrequenz von 77,5 kHz dieses Senders ist hierbei mit codierten Zeitinformationen amplitudenmoduliert, wobei der Zeitcode zur codierten Übertragung von Uhrzeit und Datum dient. Einzelheiten über die codierte Zeitinformation sind in dem "Auszug PTE Bericht PTB ME 23 (März 79)" oder auch in der obengenannten Werbeschrift detailliert dargestellt.

Die erwähnte Funkuhr enthält einen kompletten Langwellenempfänger für die Frequenz 77,5 kHz, wobei die demodulierte Zeitinformation in einer eine Dekodiereinrichtung aufweisenden Auswerteeinrichtung verarbeitet und auf einer Anzeigeeinheit dargestellt wird. Darüber hinaus ist eine zeitprogrammierbare Schalteinrichtung zur Erzeugung von Schaltbefehlen vorgesehen. Zur Senderausfall-

SpI 2 Ste / 30.03.1981

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überbrückung beinhalte: die bekannte Funkuhr eine quarzstabilisierte elektronische Uhr. In dieser Uhr werden Plausibilitätsprüfungen vorgenommen, aufgrund deren Ergebnis stets die plausiblere Uhrzeit zur Anzeige kommt. Zur Signalverarbeitung ist die bekannte Funkuhr mit einem Mikrocomputer bestückt.

Der Erfindung liegt di^> Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, das es gestattet, die in einer Wohn- oder Ge'jäudeeinheit vorhandene Vielzahl von zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräten zur Wiedergabe bzw. Verarbeitung einer hochpräzisen Zeitinformation zu ertüchtigen, ohne daß jedes dieser Geräte jeweils die Bauelemente einer kompletten Funkuhr beinhaltet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine Wohn- oder Gebäudoeinheit jeweils eine separate erste Baueinheit vorgesehen ist, die zumindest die Antenne, die der Vorselektion und der Verstärkung der vom Rundfunksender abgestr;tfilten codierten Zeitinformation dienende Funktionselemente, einen Hilfsoszillator und eine Mischstufe zur Erzeugung einer Zwischenfrequenz, ein Filter zur Abtrennung eines Seitenbandes der Zwischenfrequenz, einen Verstä3"ker sowie eine Einkoppeleinrichtung zur Übertragung des Seitenbandes auf das in der Wohn- oder Gebäudeeinheit installierte Stromversorgungsnetz aufweist, und daß die in der Wohn- oder Gebäudeeinheit vorhandenen zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräte, die vorzugsweise in mit Zeitinformationen versorgenden, an das Stromversorgungsnetz angeschlossenen Hausgeräten untergebracht sind, als zweite Baueinheit nur noch zumindest eine an das Stromversorgungsnetz angeschlossene Auskoppeleinrichtung für das die Zeitinformation beinhaltende Signal, einen Demodulator zur Gewinnung der codierten Zeitinformation und eine eine Dekodiereinrichtung zur Dekodierung der Zeitinformation

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enthaltende Auswerteeinrichtung mit Anzeigeeinheit und/ oder Schalteinrichtung aufweist.

Zeitanzeigende und/oder zeiteuswertende Geräte können beispielsweise als Einzelgerste in Form von Hausuhren, von elektronischen Kalendern oder als Bestandteil von Hausgeräten, wie zeitprogramnierbaren Video-Recordern, Küchenherden, Waschmaschinen oder auch Heizungsanlagen, ausgebildet sein. Der als erste Baueinheit ausgebildete Teil eines Langwellenempfängers kann an einer zum Empfang des Langwellensignals günstigen Stelle der Wohnoder Gebäudeeinheit aufgestellt sein. Durch die Einkopplung des die Zeitinformation beinhaltenden Seitenbandes der im Langwellenempfänger gebildeten Zwischenfrequenz in das wohnungs- bzw. gebäudeeigene Stromversorgungsnetz steht das die Zeitinformatior. beinhaltende Signal an jeder beliebigen Steckdose ocer Klemme zur Verfügung. Durch den Anschluß der zeitarzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräte bzw. der diese Geräte enthaltenen Haushaltsgeräte an das Stromverscrgungsnetz erfolgt die Übernahme dieser Zeitinformation in diese Geräte, so daß sie dort ohne größeren Aufwand dirch die Auskoppeleinrichtung, den Demodulator sowie die eire Dekodiereinrichtung enthaltende Auswerteeinrichtung weiter verarbeitet werden können. Damit steht für alle in der Wohn- oder Gebäudeeinheit vorhandenen zeitanzeigenden und/oder zeitauswertende Geräte eine hochpräzise und einheitliche Zeitinformation zur Verfügung, ohne deß jeweils der Aufwand einer kompletten Funkuhr erforderlich ist. Die Umstellung auf Sommerzeit erfolgt einheitlich und ohne besondere Eingriffe, da die vom Rundfunksender abgestrahlte Zeitinformation entsprechend geändert ist.

In einer bevorzugten Ausführtngsform weist die erste Baueinheit zusätzlich einen Demodulator, ein HF-Sieb, einen HF-Oszillator zur Erzeugung einer Trägerfrequenz, einen Modulator zur Überlagerung der demodulierten Zeit-

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information und der Trägerfrequenz auf, wobei der Demodulator die Zwischenfrequenz verarbeitet und der Modulator die Einkopplungseinrichtung speist. Während im vorangehenden Fall als Trägerfrequenz die Zwischenfrequenz diente, ist es nunmehr durch den Einsatz eines eigenen HF-Oszillators möglich, für die übertragung in der Wohn- oder Gebäudeeinheit eine spezielle Trägerfrequenz vorzugeben, die den Übertragungseigenschaften des in der Wohn- oder Gebäudeeinheit installierten Stromversorgungsnetzes Rechnung trägt.

Es ist vorteilhaft, wenn der Hilfsoszillator als HF-Oszillator genutzt ist und das Ausgangssignal des Hilfsoszillators dem Modulator als Trägerfrequenz zugeführt ist. Auch in diesem Fall wird die angesichts der Übertragungseigenschaften des Stromversorgungsnetzes möglicherweise nicht optimale Zwischenfrequenz als Trägerfrequenz vermieden und stattdessen die Frequenz des ohnehin vorhandenen Hilfsoszillators genutzt. Damit kann ein eigener HF-Oszillator zur Erzeugung der Trägerfrequenz überflüssig gemacht werden.

Angesichts der Übertragungseigenschaften des installierten Stromversorgungsnetzes hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Trägerfrequenz etwa 100 kHz beträgt.

Bei einem eingang erwähnten System mit mindestens einer Zusatzeinrichtung, bestehend aus einer elektronischen Uhr, einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich der aktueilen Zeitinformation beider Uhren, einer Plausibilitätsprüfeinrichtung, die bei Nichtübereinstimmung der Zeitinformation beider Uhren die plausiblere auswählt und der Anzeigeeinheit und/oder der Schalteinrichtung zuführt, ist es besonders vorteilhaft, wenn Jede in der Wohn- oder Gebäudeeinheit vorhandene zweite Baueinheit eine solche Zusatzeinrichtung aufweist. Damit ist jedes der in der Wohn- oder Gebäudeeinheit vorhandene zeitanzeigen-

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den und/oder zeitauswertenden Geräte auch im Falle eines Senderausfalls, was beispieleweise bei Gewittern in der Nähe des Senders der Fall sein kann, mit der aktuellen Zeitinformation versorgt, Dies gilt auch für den Fall, daß die erste Baueinheit fehlerhaft arbeitet oder auf Grund von Störungen im installierten Stromversorgungsnetz nur eine verstümmelte Zeitinformation ankommt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Einkoppeleinrichtung einen Übertrager auf, dessen Sekundärwicklung in Reihenschaltung mit jeweils einem Kondensator einerseits an den Mittelpunktsleiter und andererseits an die Phasenleiter des Stromversorgungsnetzes angeschlossen ist. Hierbei ist die Primärwicklung des Übertragers je nach Ausführungsform des Systems entweder mit dem Seitenband der Zwischenfrequenz oder dem Ausgangssignal des Modulators gespeist. Durch den Übertrager wird eine einwandfreie Potentialtrennung erreicht.

Wenn das Stromversorgungsnetz einen Schutzleiter aufweist und zwischen Schutzleiter ung Mittelpunktsleiter erdungsseitig eine hochohmige Verbindung besteht, ist es vorteilhaft, wenn die Einkoppeleinrichtung einen Übertrager aufweist, dessen Sekundärwicklung in Reihenschaltung mit mindestens einem Kondensator einerseits an den Mittelpunktsleiter und andererseits an den Schutzleiter des Stromversorgungsnetzes angeschlossen ist. Wenn das Stromversorgungsnetz einen Schutzleiter aufweist, besteht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform darin, daß die Einkoppeleinrichtung einen Übertrager aufweist, dessen Sekundärwicklung Bestandteil des Schutzleiters ist. Damit erfolgt die Einspeisung im Unterschied zum vorangehenden Ausführungsbeispiel (Paralleleinspeisung) nunmehr seriell. Da der Schutzleiter jeweils auf eine Wohn- oder Gebäudeeinheit beschränkt ist, ist damit die unerwünschte Ausbreitung der Zeitinformation auf benachbarte Wohn- oder Gehäudeeinheiten ausgeschlossen, so daß Störungen und

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auch "Verluste vermiede.i sind. Impulsförmige Störsignale im äußeren Speisenetz vermögen die interne übertragung der Zeitinformation übar das wohnungs- bzw. gabäudeeigene Stromversorgungsnet2 kauaizu beeinträchtigen. Darüber hinaus wird die Trägerfrequenzenergie nicht von Netzverbrauchern geschmälert. Sie muß nur für den Übertragungsweg sowie für die zweiten Baueinheiten aufgebracht werden.

Besteht zwischen Mittelpunktsleiter und Schutzleiter erdungsseitig nur eine hochohmige Verbindung, ist es bei serieller Einspeisung vorteilhaft, wenn - von dem der Wohn- oder Gebäudeeinheit zugehörigen Elektrizitätszähler aus betrachtet - vor der Einkoppeleinrichtung zwischen dem Mittelpunkts leiter und dein Schutzleiter ein HF-Shunt für die Trägerfrequenz angeordnet ist. Der HF-Shunt dient in diesem Fall zur Schaffung eines möglichst verlustfreien Übertragungsweges für die Trägerfrequenz, da der aus dem Mittelpunktsleiter und dem Schutzleiter sowie dem Eingangswiderstand der Auskoppeleinrichtung gebildete Übertragungspfad durch den HP-Shunt für die Trägerfrequenz niederohmig geschlossen wird. Als HF-Shunt kann im einfachsten Fall ein Kondensator dienen.

Es ist vorteilhaft, wenn der-HF-Shunt als Serienschwingkreis ausgebildet ist. Der Serienschwingkreis ist hierbei durch geeignete Dimensionierung des Kondensators und der Induktivität so ausgebildet, daß seine Resonanzfrequenz mit der Trägerfrequenz übereinstimmt. Damit werden Verluste der Trägerfrequenzenergie vermieden.

Bei Einspeisung der Trägerfrequenzenergie in die Phasenleiter ist es vorteilhaft, wenn die Auskoppeleinrichtung einen Übertrager aufweist, dessen Primärwicklung in Serie mit mindestens einem Kondensator an den Mittelpunktsleiter und an einen der Phasenleiter angeschlossen ist und der sekundärseitig den Demodulator speist. Damit

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wird eine zuverlässige Potentialtrennung erreicht, wobei der Kondensator die Überkopplung der Netzfrequenz auf die anschließenden Funktionselemente ausschließt.

Für den Fall, daß als Übertragungsleitungen der Mittelpunktsleiter und der Schutzleiter dient, ist es vorteilhaft, wenn die Auskoppeleinrichtung zumindest einen Kondensator und einen ohmschen Widerstand in Reihenschaltung aufweist und zwischen Mittelpunktsleiter und Schutzleiter angeordnet ist, wobei am ohmschen Widerstand das Ausgangssignal der Auskoppeleinrichtung abgegriffen ist. Damit kann auf einen Übertrager verzichtet werden. Durch den Kondensator wird die erforderliche galvanische Trennung zwischen dem Mittelpunktsleiter und dem Schutzleiter gewährleistet.

Für eine vorteilhafte Weiterbildung kann zur Ergänzung auf einen Serienschwingkreis eine Induktivität vorgesehen sein. Durch geeignete Dimansionierung der Elemente des Serienschwingkreises wird dessen Resonanzfrequenz auf die Trägerfrequenz abgestimmt, so daß eine besonders störungsfreie Auskopplung der die Zeitinformation beinhaltenden Trägerfrequenz ermöglicht ist.

In einer bevorzugten Ausführuagsform eines einen Modulator beinhaltenden erfindung 3gemäßen Systems ist der Modulator als Exclusiv-ODER-Gatter ausgebildet, dessen einem Eingang die Trägerfrequenz und dessen anderem Eingang die demodulierte codiert? Zeitinformation zugeführt ist, wobei die Einkoppeleinriohtung an den Ausgang sowie an den einen Eingang des Exclusiv-ODER-Gatters angeschlossen ist. Ein derartiger Modulator bedingt nur einen geringen Aufwand und ist voll ausreichend für die nur niedrige übertragungsenergie.

Bei einem einen Mikrocomputer aufweisenden System mit einer eine elektronische Uhr beinhaltenden Zusatzeinrich-

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tung ist es vorteilhaft, wenn die zweite Baueinheit den Mikrocomputer aufweist, dem eingangsseitig zur Dekodierung sowie zum Vergleich und zur Plausibilitätsprüfung das Ausgangssignal des Demodulators sowi^ der elektronischen Uhr zugeführt ist. Die Verarbeitungskapazität und Geschwindigkeit hendelsüblicher Mikrocomputer ist für diese Zwecke voll ausreichend, so daß eine aufwendige Realisierung dieser Punktionen in Form von diskreten oder integrierten Bauelementen nicht erforderlich ist.

Es ist vorteilhaft, wenn die elektronische Uhr quarzstabilisiert und zumir.dest bei Betriebs spannungsaus fall batteriegespeist ist. Damit steht in den zeitanzeigenden und/oder zeitauswerter Geräten auch im Fall eines Netz-Spannungszusammenbruches eine hochpräzise Zeitinformation zur Verfügung.

Bei einem einen Mikrocomputer aufweisenden System ist es ferner vorteilhaft, wenn auch die Funktion der elektronischen Uhr durch den Mikrocomputer realisiert ist. Damit entfällt die Notwendigkeit, eine eigene elektronische Uhr in Form vor diskreten Bauelementen oder in Form eines käuflichen eigenen Uhrenbausteines einzusetzen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems ohne eigene elektronische Uhr in der zweiten Baueinheit,

Fig. 2 eine zweite, eine höhere Sicherheit bietende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, bei dem Jede zweite Baueinheit eine elektronische Uhr aufweist,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine abweichende Ausbildung der Einkoppel- bzw. Auskoppeleinrichtung,

wobei Mittelpunktsleiter und Schutzleiter als Übertragungsweg dienen und Mittelpunktsleiter und Schutzleiter einspeisungsseitig vor dem Elektrizitätszähler niederohmig verbunden sind und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Einkoppelbzw. Auskoppeleinrichtung, wobei Mittelpunktsleiter und Schutzleiter als Übertragungsweg dienen und Mittelpunktsleiter und Schutzleiter einspeisungsseitig für die Trägerfrequenz nur hochohmig miteinander verbunden sind.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Baueinheit gestrichelt umrandet und mit dem Bezugszeichen 1 belegt. Diese erste Baueinheit 1 ist für eine Wohn- oder Gebäudeeinheit nur einmal vorgesehen.

Sie dient dem Empfang der durch den Rundfunksender abgestrahlten codierten Zeitinformation und beinhaltet die Funktionselemente eines Superhet-Empfängers bis zur Erzeugung des Zwischenfrequenzsignals sowie zur Abtrennung, Verstärkung und Einkopplung des einen Seitenbandes des Zwischenfrequenzsignals in das wohnungs- bzw. gebäudeinterne Stromversorgungsnetz. Für das Gebiet der Bundesrepublik Deutschland ist diese Empfangseinrichtung zum Empfang des Langwellensenders DCF 77 ausgelegt.

Die ankommenden Funksignale warden von der Antenne 2 aufgenommen, wobei im Vorselektionsglied 3 alle für die Zeitinformation irrelevanten Frequenzen anderer Sender unterdrückt werden. Das Ausgangssignal des Vorselektrionsgliedes 3 wird über einen Verstärker 4 als Signal f dem einen Eingang einer Mischstufe 5 zugeführt, an deren zweiten Eingang des Ausgangssignal f^ eines Hilfsoszillators 6 ansteht. In der Miscastufe 5 werden die beiden Eingangssignale f_ + f_rt in bekannter Weise überlagert,

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wodurch am Ausgang der Mischstufe 5 das Zwischenfrequenzsignal f entsteht. Das Zwiscaenfrequenzsignal f_ weist zwei Frequenzbänder mit den Frequenzen f„+f_rt und f„-f„

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auf. Jedes dieser "beiden Seitenbänder ist mit der codierten Zeitinformatio'i amplitudenmoduliert. Im Zwischenfrequenzfilter 7 wird das höherfrequente Seitenband unter drückt. Das niedrigfrejuente Seitenband f wird über den Verstärker 8 der gestrichelt eingezeichneten Einkoppeleinrichtung 9 zugefihrt. Die Einkoppeleinrichtung 9 weist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen HF-Übertrager 10 auf, dessen Primärwicklung 11 einerseits an den Ausgang des Verstärkers 8, andererseits an das Bezugspotjntial angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 12 des .iF-Übertragers 10 ist einerseits an den Mittelpunktsleiter und andererseits über jeweils einen der Kondensatoren 13 bis 15 an die Phasenleiter des in der Wohn- oder Jebäudeeinheit installierten Strom-Versorgungsnetzes N angeschlossen. Der Anschluß erfolgt hierbei so, daß zwischen dem in der Wohn- oder Gebäudeeinheit installierten Stromversorgungsnetz N und dem von außen kommenden spsisenden Netz der Verteiler und der Wohn- oder Gebäudesinheit zugeordnete Elektrizitätszähler 16 angeordnet ist. Die Kondensatoren 13 bis 15 dienen der Potentialtrannung zwischen den Phasenleitern RST und sind so bemessen, daß Rückwirkungen der Netzfrequenz auf den HF-Übertrager 10 und die hinter ihm liegenden Funktionselemente weitgehend ausgeschlossen sind.

Die erste Baueinheit 1 ist hier vorzugsweise so in der Wohn- oder Gebäudeeinheit angeordnet, daß optimale Empfangsbedingungen für das die Zeitinformation beinhaltende Rundfunksignal bestehen.

Das die codierte Zeitinformation in amplitudenmodulierter Form beinhaltende Zwisohenfrequenzsignal f steht nun

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in dem gesamten in der Wohn- oder Gebäudeeinheit installierten Stromversorgungsnetz N zur Verfügung und kann an jeder Stelle dieses Stromversrgungsnetzes, beispielsweise aus Steckdosen, für zeitanzeigende und/oder zeit-

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auswertende Geräte in Form der zweiten Baueinheit 17 entnommen werden. Diese zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräte sind vorzugsweise in an das Stromversorgungsnetz N angeschlossenen Haushaltsgeräten, wie z.B. zeitprogrammierbaren Küchenherden, Video-Recordern, Waschmaschinen oder Uhren, untergebracht.

In Fig. 1 ist eines dieser zeitanzeigenden und/oder zeit auswertenden Geräte, das als zweite Baueinheit 17 bezeichnet und gestrichelt umrandet ist, eingezeichnet. Im Normalfall werden in jeder Wohn- oder Gebäudeeinheit natürlich eine Vielzahl solcher zweiter Baueinheiten 17 an das Stromversorgungsnetz N angeschlossen sein.

Jede dieser zweiten Baueinheiten 17 umfaßt eine Auskoppeleinrichtung 18 für das dem Stromversorgungsnetz N aufgeprägte Zwischenfrequenzsignal f₂₀, die im Ausführungsbeispiel einen HF-Ubertrager 19 aufweist. Die Primärwicklung 20 dieses HF-Übertragers 19 ist über einen Kondensator 21 einerseits an den Mittelpunktsleiter MP und andererseits an einen der Phasenleiter, im Ausführungsbeispiel den Phasenleiter R,angeschlossen. Auch hier dient der Kondensator 21 dazu einerseits eine galvanische Verbindung zwischen dem Mittelpunktsleiter MP und dem Phasenleiter zu verhindern und andererseits die Überkopplung von netzfrequenten Signalen über den HF-Übertrager 19 zu verhindern.

Das an der Sekundärwicklung 22 des HF-Übertragers 19 anstehende Zwischenfrequenzsignal £__ ist über einen

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Verstärker 23 einem Demodulator 24 zugeführt. Auf einen oder gar beide der Verstärker 8 und 23 kann - je nach Güte des am Ausgang des Filters 7 zur Verfügung gestellten Zwischenfrequenzsignals f_. - verzichtet werden. Der

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Demodulator 24 besteht im einfachsten Fall aus einer Diodenschaltung. Das am Ausgang des Demodulators 24 auftretende Signal f, das direkt der codierten Zeitinfor-

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mation in Form eines Impulszuges entspricht, wird in einer Auswerteeinrichtung 25, die gestrichelt eingezeichnet ist, weiter verarbeitet. Zu diesem Zweck weist die Auswerteeinrichtung 25 eingangsseitig eine Dekodiereinrichtung 26 auf, die der Dekodierung der Zeitinformation dient. Diese decodierte Zeitinformation f^ kann in einer Plasibilitätsprüfeinriohtung 27 auf Richtigkeit hin überprüft werden. Dies kann durch Paritätsprüfung und/oder durch Prüfung der Sekundeninformation erfolgen, wobei mehrere aufeinanderfolgende Sekundeninformationen gespeichert und daraufhin überprüft werden, ob sie jeweils einen um eine Einheit aufsteigenden Wert aufweisen. Darüber hinaus beinhaltet die Auswerteeinrichtung 25 einen Umsetzer 28, der eine Anzeigeeinheit 29 für die Zeitinformation sowie mindestens eine zeitprogrammierte Schalteinrichtung 30 speist. Der Umsetzer 28 kann somit eine Codiereinrichtung für eine Siebensegmentanzeige, einen Treiber, einen V^rgleicher zum Vergleich der aktuellen und der über eine Programmiereinrichtung für Schaltzeiten eingegebenen Daben aufweisen, in Abhängigkeit von dessen Ausgangssignal äin steuerbarer Schalter oder ein Relais betätigbar ist.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird somit eine Vielzahl von in einer Wohn- oder Gebäudeeinheit vorhandenen zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräten an weitgehend beliebigen Orten durch die von einer einzigen ersten Baueinheit zur Verfügung gestellte hochpräzise Zeitinformation gesteuert. Allerdings ist die Vielzahl dieser zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräte in Form der zweiten Baueinheit 17 dann funktionsunfähig, wenn der die Zeitinformation abstrahlende Rundfunksender ausfällt oder wenn das in der Wohnoder Gebäudeeinheit installierte Stromversorgungsnetz schwerwiegende Störungen aufweist. Diese Gefahr ist in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgeschlossen.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle die Funktionselemente, die mit den in Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten übereinstimmen, mit dem gleichen Bezugszeichen belegt. Die Be ,-2UgS ζ eichen der Funktionselemente in Flg. 2, die nur eina annähernd vergleichbare Funktion aufweisen wie in Fig. 1, sind mit einem Apostroph versehen.

Der aus den Funktionselementen 2 bis 8 bestehende Eingangsteil der ersten Baueinheit 1· stimmt vollkommen mit dem in Fig. 1 dargestellten überein. Allerdings schließt sich an den Verstärker 8 ein Demodulator 35 an, dessen Ausgangssignal in einem HF-Sieb 36 von hochfrequenten Signalanteilen befreit wird. Ein solcher Empfangsbaustein 37 kann komplett im Handel erworben werden, beispielsweise in Form des Langwellenempfänger-Bausteins TCA 440 der Fa. Siemens. Der genannte Baustein ist mit einer Ferritantenne, einem Quarzoszillator,einem Zweikreis-Zwischenfrequenzverstärker mit Fading-Rückwärts-Regelung, Demodulator mit Diode und HF-Sieb versehen.

Das von der Trägerfrequenz getrennte, die codierte Zeitinformation beinhaltende Ausgangssignal des Empfangsbausteins 37 ist zusammen mit dem die Trägerfrequenz liefernden Ausgangssignal eines HF-Oszillators 38 den beiden Eingängen eines Modulators 39 zugeführt.

Der Modulator 39 besteht aus einem Exclusiv-ODER-Gatter 40, dessen einem Eingang die Trägerfrequenz f^ und dessen anderem Eingang die demodulierte codierte Zeitinformation f zugeführt ist, wobei der Eingang der Einkoppeleinrichtung 9' in Form der Primärwicklung 11 des Übertragers 10 an den Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 40 sowie an dessen einem Eingang angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 12 des Übertragers 10 ist in Reihenschaltung mit dem Kondensator 13 in Fig. 2 einerseits an den Schutzleiter SL, andererseits an den Mittelpunkts-

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leiter MP des in der 'Wohn- oder Gebäude einheit installierten Stromversorgungsnetzes N angeschlossen.

In dieser Ausführungsform der ersten BaUwinheit ist man durch den Einsatz des zusätzlichen HF-Oszillators 38 voll kommen frei in der Wahl der Trägerfrequenz f+ zur Übertragung der Zeitinformation, so daß die den Übertragungseigenschaften des Stromversorgungsnetzes am besten entsprechende Trägerfrequenz f. ausgewählt werden kann..

Durch die Einkopplung des zu übertragenden Signals auf den Mittelpunktsleiter MP und den Schutzleiter SL als Übertragungsleitungen werden eine Reihe von Vorteilen erzielt. Diese Vorteile liegen darin, daß die zu übertragende Zeitinformation auf die Wohnungs- bzw. die Gebäudeeinheit beschränkt bleibt und kein Übersprechen zu benachbarten Wohn- oder Gebäudeeinheiten stattfindet. Darüber hinaus ist dieses Leitungspaar im Vergleich zu den Phasenleitern R, S, T erheblich freier von Störimpulsen. Ferner erfolgt durch die an das Stromversorgungsnetz N angeschlossenen Verbraucher keine unerwünschte Bedämpfung der Energie des zu übertragenden Signals. Falls aus Kostengründen der eigene HF-Oszillator 38 eingespart werden soll, kann als Trägerfrequenz f^ auch das Ausgangssignal des Hilfsoszillators 6 genutzt werden.

Dies ist in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet.

In jeder zweiten Baueinheit 17' ist die Auskoppeleinrichtung 18' ebenfalls einerseits an den Mittelpunktsleiter MP und andererseits an den geerdeten Schutzleiter SL angeschlossen. Die Auskoppeleinrichtung 18' weist ebenfalls einen HF-Übertrager 19 auf, dessen Primärwicklung 20 in Serie mit dem Kondensator 21 an die beiden genannten Leitungen MF und SL angeschlossen ist, wohingegen die Sekundärwicklung 22 den Ausgang der Auskoppeleinrichtung 18' bildet. Im Verstärker 23, der einem konventionellen HF-Verstärker-Baustein entspricht, wird das Ausgangssignal der Αυεkoppe!einrichtung 18' verstärkt.

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Anschließend ist es einem eine Diode aufweisenden Demodulator 24 zugeführt. Das die demodulierte Zeitinformation darstellende Ausgangssignal f des Demodulators 24 "bildet das Eingangssignal der Auswerteeinrichtung 25', die eingangsseitig eine Dekodiereinrichtung 26 aufweist. Zusätzlich weist die zweite Baueinheit 17' einen Uhrenbaustein 41 für eine elektronische Uhr auf. Solche Uhrenbausteine sind als komplette Einheiten als integrierte Schaltungen im Handel verfügbar (beispielsweise Uhrenbaustein MM 35 046 von National Semiconductors). Dieser Uhrenbaustein 41 ist durch eine Batterie 42 gespeist, so daß auch im Falle eines Ausfalls der Netzspannung der Betrieb gesichert ist. Das Ausgangssignal f_u des Uhrenbausteins 41 sowie das Ausgangssignal f_dc der Dekodiereinrichtung 26 sind sowohl einer Vergleichseinrichtung 43 als auch einer Plausibilitätsprüfeinrichtung 27' zugeführt. Bei Nichtübereinstimmung der von der Dekodiereinrichtung 26 und der vom Uhrenbaustein 41 gelieferten Zeitinformation wird durch das Zusammenspiel von Vergleichseinrichtung 43 und Plausibilitätsprüfeinrichtung 27^f die jeweils plausiblere ausgewählt und über den Umsetzer 28 auf der Anzeigeeinheit 29 zur Anzeige gebracht, sowie in der zeitprogrammierbaren Schalteinrichtung 30 zur Erzeugung von Schaltbefehlen verwertet.

Dadurch, daß die in Fig. 2 dargestellte zweite Baueinheit 17' diese Zusatzeinrichtung, bestehend aus dem Uhrenbaustein 41, aus der Vergleichseinrichtung 43 sowie der Plausibilitätsprüfeinrichtung 27' aufweist, wird sichergestellt, daß auch unter widrigen Umständen, also beispielsweise bei Ausfall des Rundfunksenders oder Störungen bzw. Unterbrechungen des Stromversorgungsnetzes N, eine zuverlässige hochpräzise Zeitanzeige und Zeitauswertung gewährleistet ist.

Die in dem gestrichelten Rechteck 44 enthaltenen Funktionselemente, also die Dekodiereinrichtung 26,

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der Uhrenbaustein 41, lie Vergleichseinrichtung 43 sowie die Plausibilitätsprüfeinrichtung 27' können durch einen Mikrocomputer realisiert sein. Da die mit einem Mikrocomputer erreichbare Verarbeitungsgeschwindigkeit der anfallenden Daten linreichend hoch ist und Mikrocomputer kostengünstig zur Verfügung stehen, kann damit der Aufwand für die Erstellung dieser Funktionselemente aus diskreten oder int3grierten Bauelementen vermieden werden.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele für die Ein- bzw. Auskopplung der trägerfrequenzmodulierten Zeitinformation dargestellt. Im Gegensatz zu der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Paralleleinspeisung erfolgt die Einspeisung in den Fig. 3 und 4 seriell. In beiden Fällen dienen aus den bereits oben erwähnten Gründen der Mittelpunktsleiter und der Schutzleiter als Ubertragungsleitungen.

In Fig. 3 wird davon ausgegangen, daß vor dem Verteiler und Elektrizitätszähler 16 zur Einspeisungssaite hin eine niederohmige galvanische Verbindung zwischen dem geerdeten Schutzleiter SL und dem Mittelpunktsleiter MP besteht. Die Primärwicklung 11 des HF-Übertragers 10 wird - wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt - entweder durch den Modulator 39 oder den Verstärker 8 mit der trägerfrequenten.codierten Zeitinformation gespeist. Die Sekundärwicklung 12 ist Bestandteil des Schutzleiters SL. Der HF-Übertrager kann beispielsweise als Durchsteckstromwandler ausgebildet sein, wobei der Schutz leiter SL als Sekundärwicklung lediglich durch die Primärwicklung 11 hindurchgeführt ist.

Die Auskoppeleinrichtung 18" ist gegenüber den in Fig. und 2 dargestellten erheblich kostengünstiger, da ein HF-Übertrager nicht erforderlich ist. Der Mittelpunktsleiter MP und der Schutzleiter SL sind über die Serien-

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schaltung eines Kondensators +4 und eines ohmschen Widerstandes 45 miteinander V3rbunden, wobei der ohmsche Widerstand 45 den Eingang des Verstärkers 23 speist. Der ohmsche Widerstand 45 kam auch durch den Eingangswiderstand des anschließenden Funktionselementes, bei den Ausführungsbeispielen also durch den Eingangswiderstand des Verstärkers 23» ersatzt werden. Der Signalweg verläuft hierbei von der Primärwicklung 12 über den Schutzleiter SL, die Bauelemente 45 und 44, den Mittelpunktsleiter MP, die niederohiiige Verbindung 46 zwischen Mittelpunktsleiter MP und Schatzleiter SL sowie den angrenzenden Teil des Schutzleiters SL hin zur Primärwicklung 10. Dieser Signalpfad ist relativ verlustarm, so daß Einspeiseleistungen von wenigen Watt ausreichend sind.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist unterstellt, daß einspelsungsseitig zwischen dem geerdeten Schutzleiter SL und dem Mittelpunktsleiter MP, der zwar ebenfalls geerdet ist, jedoch an einem weit entfernten Orte, nur eine relativ hochohmige galvanische Verbindung besteht. Die Einkoppeleinrichtung 9" entspricht der in Fig. 3 dargestellten. Um einen für die Trägerfrequenz der codierten Zeitinformation niederohmigen Signalpfad zu schaffen, ist es in diesem Fall sehr vorteilhaft, auf der Verbraucherseite des Verteilers und Elektrizitätszählers 16 einer aus einem Kondensator 47 sowie einer Induktivität 48 testehenden Serienschwingkreis als HF-Shunt zwischen cen Mittelpunktsleiter MP und den Schutzleiter SL zu schalten.. Die Elemente 47 und 48 des Serienschwingkreises sind hierbei so dimensioniert, daß die Resonanfrequenz des Eerienschwingkreises sich mit der Trägerfrequenz der Zeitinformation deckt.

Die Auskoppeleinrichtung 18^IM unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten dadurch, daß in Serie zu dem ohmschen Widerstand 45 und dem Kondensator 44 eine Induktivität 49 angeordnet ist, so daß hier ebenfalls ein

Serienschwingkreis entsteht. Auch dieser Serienschwingkreis ist auf die Trägerfrequenz der Zeitinformation abgestimmt. Selbstverständlich ist die in Fig. dargestellte Auskoppeleinrichtung 13^wt au^h bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel als Auskoppeleinrichtung einsetzbar.

Als zeitanzeigende Geräte im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten auch Kalender.

19 Patentansprüche
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   Patentansprüche

   [Λ/ System zur zeitrichtigen Steuerung von zeitanzeigenden und/oder zeitauswertenden Geräten, bestehend aus den Funktionselementen einer zum Empfang und zur Auswertung der durch einen Rundfunksender abgestrahlten codierten Zeitinformation geeigneten Funkuhr mit Anzeigeeinheit und/oder zeitprogrammierbarer Schalteinrichtung zur Erzeugung von Schaltbefehlen, dadurch ge ken nzeichnet, daß für eine Wohn- oder Gebäudeeinheit jeweils eine separate erste Baueinheit (1, 1') vorgesehen ist, die zumindest die Antenne (2), die der Vor-selektion und der Verstärkung der vom Rundfunksender abgestrahlten codierten Zeitinformation dienende Funktionselemente (3, 4), einen Hilfsoszillator (6) und eine Mischstufe (5) zur Erzeugung einer Zwischenfrequenz (f₂), ein Filter (7) zur Abtrennung eines Seitenbandes der Zwischenfrequenz (f„), einen Verstärker (8) sowie eine Einkoppeleinrichtung (9, 9', 9") zur Übertragung des Seitenbandes auf das in der Wohn- oder Gebäudeeinheit installierte Stromversorgungsnetz (N) aufweist, und daß die in der Wohn- oder Gebäudeeinheit vorhandenen zeitanzeigenden und/oder zeltauswertenden Geräte, die vorzugsweise in mit Zeitinformationen zu versorgenden, an das Stromversorgungsnetz angeschlossenen Hausgeräten untergebracht sind, als zweite Baueinheit (17, 17') nur noch zumindest eine an das Stromversorgungsnetz (N) angeschlossene Auskoppeleinrichtung (17, 17', 17^B, 17^nt ) für das die Zeitinformation beinhaltendes Signal, einen Demodulator (24) zur Gewinnung der codierten Zeitinformation und eine eine Dekodiereinrichtung (26) zur Dekodierung der Zeitinformation enthaltende Auswerteinrichtung (25, 25') mit Anzeigeeinheit (29) und/oder Schalteinrichtung (28, 30) aufweisen (Fig. 1).

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2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Baueinheit zusätzlich einen Demodulator (55), ein nachgeschaltetes HF-Sieb (36), einen HF-Oszillator (38) zur Erzeugung einer Trägerfrequenz (f+), einen Modulator (39) zur Überlagerung der demodulierten Zeitinformation (f) und der Trägerfrequenz (f+) aufweist» wobei der Demodulator (39) die Zwischenfrequenz (f_) verarbeitet und der Modulator (39) die Einkopplungseinrichtung (9, 9¹, 9") speist (Fig. 2). 10
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfsoszillator (6) als HF-Oszillator (38) genutzt ist und das Ausgangssignal des Hilfsoszillators (f_Q) dem Modulator (39) als Trägerfrequenz (f_t) zugeführt ist (Fig. 2).
4. 4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß die Trägerfrequenz (f^) etwa 100 kHz beträgt.
5. 5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mindestens einer Zusatzeinrichtung, bestehend aus einer elektronischen Uhr, einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich der aktuellen Zeitinformation beider Uhren, einer Plausibilitätsprüfeinrichtung, die bei Nichtübereinstimmung der Zeitinformation beider Uhren die plausiblere auswählt und der Anzeigeeinheit und/oder der Schalteinrichtung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß jede in der Wohn- oder Gebäudeeinheit vorhandene zweite Baueinheit (17') eine solche Zusatzeinrichtung (41, 43, 27') aufweist (Fig. 2).
6. 6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einkoppeleinrichtung (9) einen Übertrager (10) aufweist, dessen Sekundärwicklung (12) in Reihenschaltung mit jeweils einem Kondensator (13 - 15) einerseits an den Mittelpunkts-

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   leiter (M9) und andererseits an die Phasenleiter (R,S,T) des Stromversorgungsnetzes angeschlossen ist (Fig. 1).
7. 7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Stromversorgungsnetz einen Schutzleiter aufweist und zwischen Schutzleiter und Mittelpunktsleiter eine hochohmige Verbindung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkoppeleinrichtung (9¹) einen Übertrager (10) aufweist, dessen Sekundärwicklung (12) in Reihenschaltung mit mindestens einem Kondensator (13) einerseits an den Mittelpunktsleiter (MP) und andererseits an den Schutzleiter (SL) des Stromversorgungsnetzes (N) angeschlossen ist (Fig. 2).
8. 8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Stromversorgungsnetz einen Schutzleiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkoppeleinrichtung (9") einen Übertrager (10) aufweist, dessen Sekundärwicklung (12) Bestandteil des Schutzleibers (SL) ist (Fig. 3, 4).
9. 9. System nach Anspruch 8, bei dem zwischen Mittelpunktsleiter und Schutzleiter eine hochohmige Verbindung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß - von dem der Wohn- oder Gebäudeeinheit zugehörigen Elektrizitätszähler (16) aus betrachtet - vor der Einkoppeleinrichtung (9") zwischen dem Mittelpunktsleiter (MP) und dem Schutzleiter (SL) ein HF-Shunt (47, 48) für die Trägerfrequenz (f^) angeordnet ist (Fig. 4).
10. 10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Shunt als Serienschwingkreis (47, 48) ausgebildet ist (Fig. 4).
11. 11. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppeleinrichtung (18) einen Übertrager (19) aufweist, dessen Primärwicklung (20) in

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    Serie mit mindestens einem Kondensator (21) an den Mittelpunktsleiter (MP) und an einen der Phasenleiter (R,S,T) angeschlossen ist, und der sekundärseitig den Demodulator (24) speist (Fig. 1). 5
12. 12. System nach einem der Ansprüche 7 "bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppeleinrichtung (18^W) zumindest einen Kondensator (44) und einen ohmscher. Widerstand (45) in Reihenseheltung aufweist und zwischen Mittelpunktsleiter (MP) und Schutz leiter (SL) angeordnet ist, wobei am ohmschen Widerstand (45) das Ausgangs .ignar. der Auskoppeleinrichtung (18*) abgegriffen ist ('ig. 15).
13. 13· System nach A ispru<-h 12, dadurch gekennzeichnet, daß ::ur Ergänzung auf einen Serienschwingkreis (44, 45, 'i-3) eine Induktivität (49) vorgesehen ist.
14. 14. System nach einem der Ansprüche 2 bis 13t dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (39) als Exclusi-"--ODER-Gatter (40) ausgebildet ist, dessen einem Eingjoig die Trägerfrequenz (f^) und dessen anderem Eingang die demodulierte codierte Zeitinformation (f) zugeführt ist, wobei die Einkoppeleinrichtung (9¹) an den Ausgang sowie an dem einen Eingang des Exclusiv-ODER-Gattors (40) angeschlossen ist (Fig. 2).
15. 15. System nach einem der Ansprüche 2 bis 14 mit einem Mikrocomputer, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Baueinheit (17*) den Mikrocomputer aufweist, dem eia„gangsseitig zur Dekodierung sowie zum Vergleich und zur Plausibilitätsprüfung das Ausgangssignal des Demodulators (24) sowie der elektronischen Uhr (41) zugeführt ist (Fig. 2).

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16. 16. System nach einem der Ansprüche 2 bis 15, d a durch gekennzeichnet, daß die elektronische Uhr (41) quarzstabilisiert und zumindest bei Betriebsspannungsausfall batteriegespeist (42) ist (Fig. 2).
17. 17. System nach Anspruch 15? dadurch gekennzeichnet, daß auch die Funktion der elektronischen Uhr (41) durch den Mikrocomputer realisiert ist.
18. 18. Erste Baueinheit zur Verwendung im Rahmen eines Systems nach den Ansprüchen 1 bis 17.
19. 19. Zweite Baueinheit zur Verwendung im Rahmen eines Systems nach den Ansprüchen 1 bis 17.