DE3439638C1 - Autonome Funkuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkuhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Funkuhr ist bekannt aus dem Beitrag von H. Effenberger (Institut für Uhrentechnik und Feinmechanik der Universität Stuttgart) »Mikroprozessorgesteuerte Funkuhr mit Analoganzeige«, Seiten 104ff in dem Buch »Funkuhren«, herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. W. Hilberg (R. Oldenbourg Verlag München/Wien 1983), dort insbesondere Anzeige L2 zu Bild 1 in Verbindung mit dem zweiten Absatz von Seite 107 und Seite 108 unten. Danach ist dort vorgesehen, im Falle von Empfangsstörungen im Mikroprozessor-Programm vorgesehene besondere Maßnahmen zu treffen und zugleich eine eigens dafür in die Uhr eingebaute Leuchtdiode zur Abgabe eines, als gestörten Empfang zu interpretierenden, Sperrsignales anzusteuern.

Aus der DE-OS 30 15 312 ist eine digitalanzeigende Funkuhr bekannt, bei der die Möglichkeit vorgesehen ist, einen elektronischen Vergleich der die kodierte Zeitinformation enthaltenden Empfangsimpulse mit zahlenmäßig definierten Normimpulsen durchzuführen und daraus resultierend eine digitale Angabe über die Qualität der demodulierten Empfangsimpulse, also eine verschlüsselte Information über die momentanen Empfangsgegebenheiten, abzuleiten. Eine solche digitale Beurteilung der Empfangsgegebenheiten basierend auf einem Vergleich von Impulsformen mag zwar von wissenschaftlichem Interesse sein, für den Alltags-Benutzer einer Konsumuhr sind die damit ermittelbaren Informationen aber ohne besondere Aussagekraft.

Unter einer Funkuhr wird im Zusammenhang vorliegender Erfindung also die apparative Vereinigung zwischen einem Funkempfänger und einer an sich autark arbeitenden, dafür mit einer zeithaltenden elektronischen Schaltung ausgestatteten Uhr verstanden; wobei in gewissen Abständen die momentane Zeitanzeige mit dem tatsächlichen, über Funk in kodierter Form übermittelten Zeitpunkt verglichen und bei Anzeige-Abweichungen korrigiert wird. Dagegen handelt es sich nicht um eine Funkuhr vorliegender Gattung, wenn gemäß dem Beitrag »Funkferngesteuerte Uhren« von Dipl.-Ing. G.Krug, Ruhla, in »Uhren und Schmuck« 8/1971, Seiten 57—59, lediglich ein Nebenuhrennetz mit Schrittschalt-Anzeigeeinheiten aus einer zentralen Impulsquelle weitergeschaltet wird, wobei in jenem besonderen Falle die Übertragung der Fortschaltimpulse nicht vollständig über das Leitungsnetz, sondern über größere Distanz drahtlos, also über Funk erfolgt. Die Funkinformation beinhaltet also keine absolute Zeitinformation — mit der Folge, daß die Schrittschalt-Anzeigen nicht mittels der Funkinformation aus beliebiger

ίο falscher Anzeigestellung in die einem momentanen Zeitpunkt entsprechende korrekte Anzeigestellung überführt werden können. Beim beschriebenen, für eine Messepräsentation konzipierten Uhrensystem mit über Funk übermittelten Schrittschaltwerk-Fortschaltimpulsen ist darüber hinaus eine akustische Präsentation der einzelnen dekodierten Fortschaltimpulse vorgesehen, was für eine Konsum-Uhr wegen unzumutbarer physiologischer Belastung der Umgebungssphäre undiskutabel wäre.

Insbesondere im Falle einer Uhr, die als gattungsgemäße Funkuhr ausgestaltet ist und als Konsum-Uhr je nach den momentanen und wechselnden Einrichtungsgegebenheiten unterschiedlichste Aufstellungsorte erfahren kann, kann es in bedienungstechnischer Hinsicht problematisch sein, daß je nach den aktuellen Plazierungsgegebenheiten und nach momentanen Umwelteinflüssen der Empfang der kodiert übermittelten Zeitinformation gestört oder sogar unterbunden sein kann. Das stört insoweit wenig, als dadurch möglicherweise die Dekodierung der tatsächlichen Zeitinformation und deren Vergleich mit der momentanen Uhrzeitanzeige zu einem vorgesehenen Zeitpunkt nicht stattfinden kann und deshalb zwangsläufig auf einen späteren Zeitpunkt verschoben wird, in dem wahrscheinlich wieder bessere Empfangsgegebenheiten vorliegen; das stört insbesondere aber dann, wenn die Funkuhr so ungünstig aufgestellt ist, daß überhaupt keine verwertbaren Empfangsinformationen gewonnen werden können und deshalb, z. B. bei der Inbetriebnahme der Uhr, gar keine Überführung der noch unzutreffenden Anzeige in die Anzeige des tatsächlich gegebenen Zeitpunktes stattfinden kann.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Funkuhr derart auszubilden, daß sie, als gängige Zeiger-Uhr eine ohne weiteres auch für den Laien interpretierbare Informationsübermittlung bezüglich der Tatsache erbringt, ob die momentane Dekodierung einer über Funk kodiert übermittelten Zeitinformation entweder gestört oder aber regulär (und deshalb in Kürze zur Korrektur einer etwa noch unrichtigen Zeiger-Stellung führend) ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß bei der gattungsgemäßen Funkuhr die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruches 1 realisiert sind.

Nach dieser Lösung erübrigt sich jeglicher geistiger Aufwand für die Interpretation einer elektrooptischen Sonderanzeige wie etwa »Synchronisation gesperrt« oder für eine quantitative Vergleichsbeurteilung der Güte von demodulierten Empfangsimpulsformen. Stattdessen wird ein als Indikator dienender Zeiger von der empfangenen, die verschlüsselte aktuelle Zeitinformation führenden Impulsfolge (die regulär im Sekundenraster, bei Unterdrückung des jeweils 59. Impulses einer vollen Minute, auftritt), bei ungestörten Empfangsgegebenheiten am Aufstellorte einer betriebsbereiten Funkuhr also in rhythmisch vertrauter Sekunden-Fortschalt-

sequenz, bewegt.

Diese Zeiger-Fortschaltung, die den Empfang der diskreten Impulse im eingängigen Sekundenraster deutlich erkennbar macht, ist auch für den Laien bedarfsweise ohne weiteres dahingehend interpretierbar, daß die Funkuhr offenbar regulär arbeitet; er erkennt also, daß sich deren Zeitanzeige, im Falle einer von der tatsächlichen Zeit abweichenden Anzeige, zum nächstfolgenden Vergleichszeitpunkt auf die richtige Zeitanzeige einstellen wird. Wenn dagegen der Empfang der kodierten Zeitinformation gestört ist, fallen entweder Impulse aus, oder aber es treten Impulse in rascherer oder unregelmäßiger Folge als gemäß dem Sekundentakt auf. Beides führt zu einer ungewohnten da von der Sekundenschrittfolge abweichenden Fortbewegung des Zeigers.

Jedenfalls ist aus einer solchen bezüglich des Sekunden-Rhythmus nicht-regulären Zeiger-Bewegung auch dem Laien unter den Konsumenten ohne weiteres ersichtlich, daß die momentane Zeitanzeige nicht gesichert ist und auf absehbare Zeit auch nicht korrigiert werden wird. Er kann dann z. B. versuchen, durch eine Veränderung in der räumlichen Aufstellung der Funkuhr die Empfangsverhältnisse womöglich zu verbessern. Besonders zweckmäßig ist es, diese Aufschaltung der demodulierten Empfangsimpulse auf die Weiterschaltung des betreffenden Zeigers nur zu Betriebsbeginn vorzunehmen und auf die zeithaltende Schaltung umzusteuern, sobald eine erste vollständige Zeitinformation dekodiert, und für den Zeitvergleich sowie gegebenenfalls für die Anzeigekorrektur zur Verfügung gestellt, ist. Wenn zu diesem Zeitpunkt bereits regulär im Sekundentakt eintreffende demodulierte Impulse vorliegen und als Empfangsindikator der Sekunden-Zeiger einer Uhr gewählt ist, bemerkt der Konsument womöglich nicht einmal die Umschaltung der Zeiger-Fortschaltung vom (mit Ausnahme des jeweils fehlenden 59. Impulses) Sekundentakt der demodulierten Empfangsimpulse auf den (ununterbrochenen) Sekundentakt der zeithaltenden Schaltung; er wird also durch diese Maßnahme nicht womöglich, unnötigerweise, irritiert.

Wenn dagegen eine deutlichere Information über diesen Umschaltvorgang bei ungestörten Empfangsverhältnissen angestrebt wird, ist es zweckmäßiger, als Indikator-Zeiger einen zu wählen, der normalerweise nicht im Sekundentakt bewegt wird, also z. B. den über einen eigenen Motor angesteuerten Minuten- oder Stundenzeiger der Uhr.

Die Umschaltung der Ansteuerung des betreffenden Zeiger-Schrittmotors von den demodulierten Empfangsimpulsen auf die zeithaltende Einrichtung kann vorteilhaft — zumal wenn es sich um Realisierung der Dekodierung der Zeitinformation und um Ermittlung und Nachführung der angezeigten Zeit mittels eines Mikroprozessors handelt — in schaltungstechnischer Verbindung mit der Entschlüsselungsschaltung und dem Vergleich für die über Funk kodiert übermittelte Zeitinformation realisiert werden.

Die Erfindung ist erläutert in nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche, stark vereinfacht als Blockschaltbild skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung.

Bei einer Funkuhr liefert ein Funkempfänger 1 mit an eine Antenne 2 (beispielsweise eine Ferritstab-Spule) angeschlossenem Hochfrequenzteil 3, diesem nachgeschaltetem Demodulator 4 und Ausgangsverstärker 5 eine Rechteck-Impulsfolge 6 mit einer Pulsfolgefrequenz von 1 Hz, die mittels binärer Pulslängen-Kodie-

rung innerhalb einer Minute eine vollständige Zeit- und Datumsinformation führt (in der Zeichnung nicht näher berücksichtigt).

Wenn eine ungestörte Impulsfolge 6 über mindestens eine vollständige Minute eingegangen ist, kann daraus mittels einer Entschlüsselungsschaltung 7 die Information über den aktuellen Zeitpunkt detektiert und mit der momentanen Zeitanzeige, in Form der Stellung von Zeigern 8 vor der Minuterie auf dem Zifferblatt 9 einer Uhr, in einem Vergleicher 10 verglichen werden, die von einem Zeigerstellungsdetektor 11 (auf der Basis von z. B. Drehwinkelmessern oder inkrementalen Stellschrittgebern) geliefert wird.

Die eine Schwellstufe 12 passierende Impulsfolge 6 steuert (im dargestellten Beispielsfalle: mit ihren differentiell positiven Flanken) den dynamischen Umschalteingang 13 einer bistabilen Umkehr-Schaltung 14 an, an deren zueinander invertierten Ausgängen somit im Rhythmus der Impulsfolge 6 Η-Potential und L-Potential wechseln. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, Verstärker 15 diesen Ausgängen nachzuschalten, die auch Bestandteil einer Polwender-Brückenschaltung sein können.

Jedenfalls liegt an der, über die Ausgänge der bistabilen Schaltung 14 bzw. der Verstärker 15 gelegten, Steuerspule eines bipolaren Einphasen-Uhrenschrittmotors 16 dadurch abwechselnd gerade die Signalfolge, die zur Aufeinanderfolge von Drehschritten um je eine halbe Umdrehung, und dementsprechend über eine getriebliche Kopplung 17 zur schrittweisen Bewegung eines Zeigers (hier des Sekundenzeigers 18) um Ein-Sekunden-Schritte führt, wenn tatsächlich die vom Funkempfänger 1 abgegebene Impulsfolge 6 ungestört ist, also mit einer Impulsfolgefrequenz im Sekundenraster ansteht.

Wenn dagegen diese Impulsfolge 6 gestört ist (in Form von ausfallenden oder von unterbrochenen Einzel-Impulsen), dann ist das der Bewegung des der Empfangs-Indikation dienenden Zeigers (hier also des Sekundenzeigers 18) ohne weiteres anzusehen, weil dieser nicht die vertraute, gleichförmige Schrittbewegung im zeitlich winkelmäßigen Sekundentakt ausführt, sondern z. B. unruhig springt.

Vorzugsweise ist für die Ansteuerung des Schrittmotors 16 eine Umschalteinrichtung 19 vorgesehen, über die — wie eben beschrieben — die Impulsfolge 6 aus dem Funkempfänger 1 auf die Umkehr-Schaltung 14 geführt wird, sobald die Gesamt-Anordnung, oder wenigstens der Funkempfänger 1 nach einer Betriebspause in Funktion gesetzt wird; etwa mittels eines Betriebsschalters 20, oder beispielsweise infolge Einsetzens einer Leistungsquelle 21 (z. B. einer Batterie). Dadurch wird, gegebenenfalls über eine Triggerschaltung 22 zur Auslösung eines Setzimpulses, ein Setzeingang 23 zur Umschalteinrichtung 19 für dieses Durchschalten der Impulsfolge 6 auf die Umkehr-Schaltung 14 angesteuert. Zu Betriebsbeginn gibt das Fortschreiten des Indikator-Zeigers 18 also nur dann tatsächlich den Zeitablauf im Sekundenraster an, wenn eine ungestörte Impulsfolge 6 empfangen wird. Sobald die Entschlüsselungsschaltung aus dieser die Zeitinformation dekodiert hat, wird die Umschalteinrichtung 19 über ihren Rücksetzeingang 24 auf Empfang der zeithaltenden Impulse 25 aus einer zeithaltenden Einrichtung 26, also auf einen Uhren-Sekundentakt umgeschaltet; in dem fortan (bis zur nächsten Betriebsunterbrechung der Funkuhr) z. B. die Weiterschaltung eines Sekundenzeigers 18 erfolgt. Die zeithaltenden Impulse können aber vorübergehend auch z. B. eine höhere Frequenz aufweisen, wenn nämlich der

Vergleicher 10 eine Abweichung zwischen der mittels der Zeiger 8 angezeigten Uhrzeit und der von der Entschlüssungsschaltung 7 dekodierten aktuellen Uhrzeit feststellt.

Im Interesse der Übersichtlichkeit ist beim dargestellten Blockschaltbild außer Betracht gelassen, daß es zweckmäßiger sein kann, getrennt angesteuerte Schrittmotoren 16 einerseits für den Sekundenzeiger 18 und andererseits für die Stunden- und Minutenzeiger 8 vorzusehen und getrennt aus dem Vergleicher 10 anzusteuern; um eine rasche Justage der Stellung der Zeiger 8 zu ermöglichen, ohne über eine getriebliche Kopplung zum Sekundenzeiger 18 diesen ungebührlich schnell mitdrehen zu müssen. Solche getrennten Motoren 16 ermöglichen es, auch als Empfangsindikator-Zeiger den Minuten- oder sogar den Stundenzeiger 8 zu wählen; in diesem Falle würde die Funktion der Umschalteinrichtung 19 des Trennen des Indikator-Motors 16 von der Empfangsimpulsfolge 6 und das Aufschalten der zeithaltenden Impulsfolge 25 auf die Uhrenantriebsschaltung beinhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Autonome Funkuhr mit interner zeithaltender Einrichtung (26), mit Zeiger-Zeitanzeige, mit einer Dekodiereinrichtung für über Funk empfangene kodierte Zeitinformationen und mit einem Empfangsfunktions-Indikator, deren Zeigerstellung nach Maßgabe der dekodierten Zeitinformation korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Schrittbetrieb umlaufender Indikator-Zeiger vorgesehen ist, dessen Ansteuersignale aus dem Sekundentakt der empfangenen Zeitinformation gewonnen sind.

2. Funkuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuersignale über eine Umschalteinrichtung (19) zunächst aus der empfangenen Zeitinformation und dann aus der zeithaltenden Einrichtung (26) abgeleitet sind.

3. Funkuhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Indikator-Zeiger der Sekundenzeiger (18) der Uhr ist.