"Störimpul sunterdrückung bei Funkuhren""Interference suppression in radio clocks"
von Dr.-Ing. Wolfgang Hilberg Dipl.-Ing. Rainer Bermbach
Störimpulsunterdrückung
bei Funkuhren Beschreibung: Bei einer Funkuhr für den täglichen Gebrauch wünscht
man sich alle technischen Einrichtungen in einem kleinen Kästchen untergebracht.
Insbesondere gilt das auch für die Antenne. Da nun der Empfänger, wenn er sich an
einem Ort mit sehr kleiner Empfangsfeldstärke befindet, außerordentlich empfindlich
sein muß, gibt es regelmäßig Schwierigkeiten mit der Einkopplung von Störimpulsen
aus dem Digitalteil der Funkuhr in dem empfindlichen analogen Empfangsteil. Die
üblichen Methoden der elektrischen Abschirmung erweisen sich hierbei oft als völlig
unzureichend, da die Platinen für beide Schaltungsteile oft unmittelbar dicht nebeneinander
stehen müssen, oder sogar auf derselben Platine untergebracht sind. Dazu kommt,
daß die Störimpulse von großen Stromspitzen herrühren können, so daß diese "magnetische"
Störung besonders schwierig abzuschirmen ist. Auch werden solche Störimpulse bekanntlich
auch sehr leicht über die gemeinsame Stromversorgungsleitung übertragen, wenn man
hier nicht einen erheblichen Aufwand treibt. Im folgenden wird eine Methode vorgeschlagen,
wie man ohne zusätzliche elektrische Abschirmungsbleche die internen Störimpulse
in ihrer Wirkung völlig unterdrücken kann, so daß digitale Schaltungen und der höchst
empfindliche Antennenkreis unmittelbar nebeneinander angebracht werden können. Damit
wird es dann möglich, Funkuhren mit besonders kleinen Abmessungen zu bauen. Die
erfindungsgemäße Anordnung geht aus von der Beobachtung, daß der Digitalteil zwar
in "real time", nämlich in einer Minute, die von dem Empfängerteil gelieferten Informationen
verarbeitet haben muß, daß diese Datenverarbeitungsprozesse aber verhältnismäßig
primitiv sind, so daß der Prozessor nur mit einer geringen Geschwindigkeit arbeiten
muß. Es ist ohne weiteres möglich, ihn mit einer höheren Geschwindigkeit arbeiten
zu lassen, so daß sich dann unvermeidlich Ruhepausen ergeben werden. Bei dem Empfängerteil
kann man dagegen die Beobachtung machen, daß er zwar in seinem Analogteil durchweg
kontinuierlich arbeitet, daß er aber durch die Abtastung der Analogspannung nur
in den entsprechenden Abtastzeitpunkten auch wirklich gegenüber Störungen empfindlich
ist. Kommen die Störungen mitsamt ihren Ausschwingern z.B. in den Intervallen zwischen
den Abtastzeitpunkten, so haben
sie keine Auswirkung. Der erfindungsgemäße
Gedanke besteht nun darin, daß man Demodulationsmethoden verwendet, bei denen die
Abtastintervalle ein Vielfaches der Trägerperiode betragen, daß man Demodulationsmethoden
verwendet, bei denen die zwischenzeitlichen Störimpulse ausgeblendet werden können
(z.B. durch den Einsatz von PLL-Demodulatoren) und daß jedesmal dann, wenn der Empfänger
in seinem aktiven bzw. empfindlichen Zustand ist, der Digitalteil soweit in seiner
Tätigkeit reduziert wird, daß keine störenden Impulse entstehen können. Das ist
z.B. dadurch möglich, daß man zu der Zeit des Abtastens der Analogspannung ein Signal
an den Digitalteil übermittelt, welches den Takt ausblendet. (Manche Mikroprozessoren
besitzen auch schon einen speziellen "halt"-Eingang.) Entsprechend muß natürlich
auch mit der Ansteuerung der Ziffernanzeigeeinheiten (z.B. LCD-Display) verfahren
werden. by Dr.-Ing. Wolfgang Hilberg Dipl.-Ing. Rainer Bermbach
Interference suppression
for radio controlled watches Description: Desires for a radio controlled watch for daily use
all technical equipment is housed in a small box.
In particular, this also applies to the antenna. Since now the recipient when he is on
a place with a very low reception field strength is extremely sensitive
must be, there are regularly difficulties with the coupling of interference pulses
from the digital part of the radio clock in the sensitive analog receiver part. the
The usual methods of electrical shielding often turn out to be complete
inadequate, as the circuit boards for both circuit parts are often in close proximity to one another
must stand, or even be housed on the same board. In addition,
that the interference pulses can originate from large current peaks, so that these "magnetic"
Disruption is particularly difficult to shield. Such glitches are also known
also very easily transferred over the common power supply line if one
does not require a considerable amount of effort here. A method is proposed below
how to avoid internal glitches without additional electrical shielding plates
in their effect can completely suppress, so that digital circuits and the highest
sensitive antenna circuit can be attached directly next to each other. In order to
it will then be possible to build radio clocks with particularly small dimensions. the
The arrangement according to the invention is based on the observation that the digital part is indeed
in "real time", namely in one minute, the information supplied by the receiver part
must have processed, but that these data processing processes are proportionate
are primitive, so the processor will only work at a slow speed
got to. It is easily possible to make it work at a higher speed
to leave, so that there will inevitably be rest breaks. At the receiving part
on the other hand, one can make the observation that it is indeed consistently in its analog part
works continuously, but only by scanning the analog voltage
also really sensitive to interference at the corresponding sampling times
is. If the disturbances come along with their decay, e.g. in the intervals between
the sampling times, so have
they have no effect. The inventive
The idea is that demodulation methods are used in which the
Sampling intervals are a multiple of the carrier period that demodulation methods can be used
used, in which the intermittent glitches can be masked out
(e.g. through the use of PLL demodulators) and that every time the receiver
is in its active or sensitive state, the digital part is in its
Activity is reduced so that no disruptive impulses can arise. That is
e.g. possible by sending a signal at the time of sampling the analog voltage
transmitted to the digital part, which hides the clock. (Some microprocessors
already have a special "halt" input.) Correspondingly, of course, must
also proceed with the control of the numeric display units (e.g. LCD display)
will.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß während
der nach dem Einschalten der Funkuhr zuerst anlaufenden Synchronisation mit dem
Sekundentakt, die übrigen Datenverarbeitungsprozesse im Digitalteil noch aufgehalten
werden, bis die Zeiten ermittelt sind, in denen die codierten Zeitmarken erscheinen
(logisch 0 oder logisch 1 in z.B. einem Viertel eines Sekundentaktes). Dann brauchen
die Operationen im Digitalteil nur noch zu den Abtastzeiten in diesen Zeitmarkenintervallen
gestoppt zu werden. Damit läßt sich erreichen, daß der Digitalteil und insbesondere
der Mikroprozessor insgesamt nur in einem kleinen Bruchteil eines Minutenintervalles
ruhig gestellt werden muß.In a further development of the invention it is proposed that during
the synchronization with the first that starts after the radio clock is switched on
Every second, the other data processing processes in the digital part are still held up
until the times in which the coded time stamps appear are determined
(logical 0 or logical 1 in e.g. a quarter of a second). Then need
the operations in the digital part only at the sampling times in these time stamp intervals
to be stopped. It can thus be achieved that the digital part and in particular
the microprocessor in total only in a small fraction of a minute interval
must be made quiet.