DE4012975C2 - Einrichtung zum Empfang von Zeitzeichensignalen eines Zeitzeichensenders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Empfang von Zeitzeichensignalen eines Zeitzeichensenders und zur Anzeige der Uhrzeit und gegebenenfalls weiterer Daten in einem Kraftfahrzeug.

Einrichtungen zum Empfang von Zeitzeichensignalen eines Zeitzeichensenders und zur Anzeige der Uhrzeit und gegebenenfalls des Datums, sind bereits seit längerer Zeit bekannt. Ein Zeitzeichensender DCF77 in Mainflingen bei Frankfurt/Main Überträgt serielle digitale Zeitzeichensignale, welche alle zum Betrieb einer Funkuhr erforderlichen Daten umfassen. Die Übertragung eines dieser Datentelegramme kann bis zu 1 Minute betragen. Während dieser Zeit muß ein ordnungsgemäßer Empfang sichergestellt werden, damit die Daten decodiert und zum Betrieb der Uhr ausgenutzt werden können. Bei ortsfesten Funkuhren kann eine ausreichende Empfangsfeldstärke durch eine entsprechende Antennenanlage sichergestellt werden.

Durch eine erhebliche Verbilligung und Miniaturisierung der elektrischen Schaltungen, die für eine Funkuhr benötigt werden, sind jedoch in jüngster Zeit auch portable Funkuhren für private Verwendungen auf den Markt gekommen. Diese Funkuhren sind zur Erzielung einer ausreichenden Empfangsleistung mit Ferritantennen versehen, die jedoch den Nachteil der Richtungsempfindlichkeit aufweisen. Zur Behebung dieses Nachteils sind zwar bereits Funkuhren mit zwei Ferritantennen bekannt geworden, welche zueinander um 90° versetzt angeordnet sind (DE 35 40 380 A1). Nachteilig beim Einsatz solcher Empfangseinrichtungen ist der Einfluß der magnetischen Eigenschaften der Karosserie, wodurch ein Rundempfang erschwert ist. Außerdem ist eine Funkuhr mit einer Stabantenne bekannt (DE 37 01 378 A1). Die dort angewendete Dimensionierung des Rundfunkempfangsteils ist jedoch für den Einsatz im Kraftfahrzeug mit dem dort geforderten Einsatzbereich von -40° bis +85° nicht geeignet. Wegen der Abschirmwirkung der Karosserie für elektro-magnetische Wellen sind diese Funkuhren jedoch nur mangelhaft für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Empfang von Zeitzeichensignalen eines Zeitzeichensenders und zur Anzeige der Uhrzeit und gegebenenfalls weiterer Daten anzugeben, welche für den Betrieb in einem Kraftfahrzeug geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Baueinheiten vorgesehen sind, die räumlich getrennt im Kraftfahrzeug angeordnet werden können, daß die erste Baueinheit mindestens eine Empfangsschaltung enthält und daß die zweite Baueinheit mindestens einen Decoder für die Zeitzeichensignale, eine Uhrenschaltung und eine Anzeigeanordnung enthält.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß eine Montage im Kraftfahrzeug derart möglich ist, daß die erste Baueinheit mittels einer sehr kurzen Leitung mit der Antenne verbunden werden kann. Dadurch wird zum Empfang das volle durch die Antenne und den jeweiligen Standort bedingte Eingangssignal genutzt. Es können praktisch keine innerhalb der Karosserie auftretenden Störsignale auf das schwache Antennensignal einwirken. Die Anzeigeanordnung kann bei der erfindungsgemäßen Einrichtung an einem ergonometrisch günstigen Ort ohne Rücksicht auf besondere Belange der Signalübertragung angeordnet werden.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die erste Baueinheit unmittelbar mit einer elektrischen Antenne, vorzugsweise einer Stabantenne, verbunden ist. Dadurch wird eine weitere Sicherheit gegen Einstrahlungen aus den übrigen Teilen des Kraftfahrzeugs gewährleistet. Ferner bestehen weniger Möglichkeiten für Defekte, beispielsweise Leitungsbruch oder unzureichende Kontakte. Außerdem wird lediglich ein Gehäuse für den unterhalb der Karosserie befindlichen Teil der Antenne und die erste Baueinheit benötigt, wodurch der Aufwand bei der Herstellung und bei der Montage vermindert wird.

Auf eine separate Antenne für die Funkuhr kann verzichtet werden, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung die Antenne auch zum Empfang von Rundfunksendern geeignet ist und die erste Baueinheit eine Entkopplungsschaltung und einen Ausgang für den Antenneneingang eines Radios aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß in der ersten Baueinheit ein Antennenverstärker vorgesehen ist, wobei vorzugsweise der Antennenverstärker dem Ausgang für den Antenneneingang eines Radios vorgeschaltet ist.

Die Übertragung des Zeitzeichensignals von der ersten zur zweiten Baueinheit kann im Rahmen der Erfindung auf vielfältige Weise erfolgen. Eine besonders hohe Störsicherheit ergibt sich jedoch gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die erste Baueinheit ferner einen Demodulator enthält, welcher beim Empfang eines Zeitzeichensenders ein serielles digitales Zeitzeichensignal erzeugt. Dabei kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, daß das serielle digitale Zeitzeichensignal, vorzugsweise durch Verbreiterung der Impulse, störunempfindlicher zur zweiten Baugruppe übertragen wird.

In Kraftfahrzeugen werden in zunehmenden Maße Mikroprozessoren angewendet - unter anderem im Bereich der Anzeige und Überwachung. So werden beispielsweise Mikroprozessoren zur Auswertung der Signale von Füllstandsgebern oder in sogenannten Reiserechnern eingesetzt, welche die zurückgelegte Fahrstrecke, den Kraftstoffvorrat und die Zeit derart auswerten, daß der Fahrer diese Größen und den durchschnittlichen Verbrauch, die durchschnittliche Reisegeschwindigkeit u. a. ablesen kann. Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß als Uhrenschaltung ein Mikroprozessor verwendet wird, der ferner weitere Aufgaben beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs erfüllt. Dadurch ist einerseits eine wirtschaftliche Realisierung der erfindungsgemäßen Einrichtung und andererseits eine einfache Berücksichtigung der Uhrzeit bei den weiteren Aufgaben des Mikroprozessors möglich.

Insbesondere für Nachrüstungen kann jedoch im Rahmen der Erfindung die Uhrenschaltung von einem an sich bekannten integrierten Schaltkreis für Uhren gebildet werden.

Gute Empfangseigenschaften ergeben sich unter anderem dadurch, daß der Empfänger, vorzugsweise durch ein im Temperaturbereich zwischen -40°C und +85°C kompensiertes zweistufiges Quarzfilter, eine hohe Selektion aufweist.

Zur Verminderung des Stromverbrauchs ist es im Rahmen der Erfindung möglich, daß die Stromversorgung der Schaltungen der ersten Baueinheit zeitabhängig von der zweiten Baueinheit ein- und ausgeschaltet wird. Da die Quarze der Uhrenschaltkreise und der Mikroprozessoren eine recht hohe Frequenzgenauigkeit aufweisen, genügt es, die erste Baueinheit lediglich in größeren Zeitabständen - beispielsweise einmal täglich - einzuschalten. Dieses könnte beispielsweise nachts erfolgen, wenn das Fahrzeug steht und somit im wesentlichen konstante Empfangsbedingungen vorliegen. Ferner kann dieses Einschalten auch selbsttätig nach einer Unterbrechung der Stromversorgung erfolgen - beispielsweise durch Trennung der Kraftfahrzeugbatterie vom Bordnetz.

Da Funkuhren mit der Decodierung des Zeitzeichensignals auf die jeweils übertragene Zeit gestellt werden, ist eine Umstellung einer Funkuhr auf eine andere Zeit ohne weiteres nur bis zum folgenden Empfang des Zeitzeichensignals möglich. Einen vorteilhaften Betrieb der Funkuhr auch außerhalb der jeweiligen Zeitzone ermöglicht eine andere Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß in der zweiten Baueinheit eine Einrichtung zur Speicherung des Zeitunterschiedes zwischen der Zeitzone des Zeitzeichensenders und einer wählbaren Zeitzone vorgesehen ist, wobei die von den empfangenen Zeitzeichensignalen dargestellte Uhrzeit um die gespeicherte Differenz verändert angezeigt wird.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 die Ansicht eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels und

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1a stellt eine Autoantenne mit integrierter ersten Baueinheit dar. Dabei umfaßt ein Gehäuse 1 den innerhalb der Karosserie befindlichen Teil der Autoantenne mit dem zum Einschieben der Teleskopstücke vorgesehenen Raum und einen Teil 2 zur Unterbringung einer Empfangsschaltung, eines Abzweigfilters und gegebenenfalls eines Antennenverstärkers. Die Stabantenne 3 weist eine Rundcharakteristik auf, so daß ein Empfang unabhängig von der Ausrichtung des Fahrzeugs gegenüber dem Sender möglich ist.

Zum Anschluß an ein Autoradio ist wie bei anderen Antennen ein Koaxialkabel 4 mit einem Stecker 5 vorgesehen. Zur Verbindung mit der in Fig. 1b dargestellten zweiten Baueinheit 6 sind einfache Leitungen vorgesehen. Es können die im Kraftfahrzeug fest verlegten Leitungen mitbenutzt werden. Bei den dargestellten Ausführungen sind deshalb an den Baueinheiten 1, 6 lediglich kurze Kabelstücke mit entsprechenden Steckern vorgesehen. Im einzelnen sind Stecker für 7, 7' für eine Masseverbindung, 8, 8' für die Stromversorgung der ersten Baueinheit 1, und 9, 9' für die Übertragung des Zeitzeichensignals von der ersten zur zweiten Baueinheit vorgesehen. Außerdem umfaßt die zweite Baueinheit 6 noch einen Stecker 10 für die Verbindung mit dem positiven Pol der Bordbatterie und einem Stecker 11 zum Anschluß an eine einstellbare Spannung für die Armaturenbrettbeleuchtung.

Die Baueinheit 6 braucht im Rahmen der Erfindung nicht mit einem eigenen Gehäuse bzw. einer Anzeigeanordnung versehen zu sein. Wie die bereits erwähnte gemeinsame Benutzung eines Mikroprozessors ist bei der Zusammenfassung mit anderen Anzeigeinstrumenten auch kein eigenes Gehäuse erforderlich. Außerdem kann eine Anzeigeanordnung, beispielsweise ein Flüssigkristall-Display, zur Darstellung verschiedener Daten und auch der Uhrzeit ausgestaltet sein. Neben der Uhrzeit können von der Funkuhr auch das Datum und der jeweilige Wochentag empfangen und angezeigt werden. Mit Tasten 12, 13 kann die Anzeige an weitere Zeitzonen angepaßt werden, wenn beispielsweise das Fahrzeug die Zeitzone des Zeitzeichensenders verläßt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antenne 3 gleichzeitig für ein Autoradio benutzbar. An die Antenne 3 ist zunächst ein an sich bekanntes Filter 21 zur Anpassung und Vorselektion angeschlossen, daran schließt sich ein Abzweigfilter 22 an, das gleichzeitig zur Entkopplung zwischen dem Empfänger 23 für die Funkuhr und dem Antennenverstärker 24 für ein Autoradio dient. Der Ausgang des Antennenverstärkers 24 ist mit einem Kabel 4 und einem Stecker 5 für das Autoradio versehen.

Der Empfänger 23 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in an sich bekannter Weise als Superhet-Empfänger ausgeführt und verfügt über eine hohe Selektivität und eine sich über einen großen Amplitudenbereich erstreckende Verstärkungsregelung. Die hohe Selektivität wird mit einem zweistufigen temperaturkompensierten Quarzfilter 25 erzielt. Außerdem enthält der Empfänger 23 einen Demodulator, so daß am Ausgang 9 des Empfängers ein serielles digitales Zeitzeichensignal zur Verfügung steht. Dieses wird dem Eingang 9' eines Decoders 26 zugeführt, der bei Funkuhren in an sich bekannter Weise aus dem seriellen digitalen Zeitzeichensignal Signale zur Steuerung einer Uhrenschaltung 27 ableitet.

Die Uhrenschaltung 27 ist an sich autonom und enthält die für eine Quarzuhr notwendigen Schaltungen. Beim Empfang der vom Decoder 26 zugeführten Signale wird die Uhrenschaltung 27 bei Bedarf vor- bzw. zurückgestellt. Ein Ausgang der Uhrenschaltung 27 ist mit einem Flüssigkristall-Display 28 verbunden. Die zweite Baueinheit 6 ist über einen Anschluß 7' mit Massepotential und über einen Anschluß 10 mit dem positiven Pol der Fahrzeugbatterie verbunden. Eine Spannungsversorgungsschaltung 29 setzt die Batteriespannung auf eine konstante Spannung von beispielsweise 5 V herunter, mit welcher die Uhrenschaltung 27 betrieben wird.

Außerdem sind an die Spannungsversorgungsschaltung 29 über einen Schalter 30 der Decoder und die Schaltungen in der ersten Baueinheit 1 angeschlossen. Dieser Schalter wird von der Uhrenschaltung in regelmäßigen Abständen geschlossen, so daß der Empfänger 23 in Betrieb genommen wird und beim Empfang eines Zeitzeichensenders die Uhrenschaltung 27 korrigiert wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 2 dadurch, daß die Antenne 3 lediglich zum Empfang des Zeitzeichensenders verwendet wird. Zwischen dem temperaturkompensierten Filter 21 zur Anpassung und zur Vorselektion und dem Empfänger 23 ist ein Antennenverstärker 31 angeordnet.

Claims (15)

1. Einrichtung zum Empfang von Zeitzeichensignalen eines Zeitzeichensenders und zur Anzeige der Uhrzeit und gegebenenfalls weiterer Daten in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Baueinheiten vorgesehen sind, die räumlich getrennt im Kraftfahrzeug angeordnet werden können, daß die erste Baueinheit (1) mindestens eine Empfangsschaltung (23) enthält und daß die zweite Baueinheit (6) mindestens einen Decoder (26) für die Zeitzeichensignale, eine Uhrenschaltung (27) und eine Anzeigeanordnung (28) enthält.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Baueinheit (1) unmittelbar mit einer elektrischen Antenne, vorzugsweise einer Stabantenne (3), verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (3) auch zum Empfang von Rundfunksendern geeignet ist und die erste Baueinheit (1) eine Entkopplungsschaltung (22) und einen Ausgang (4, 5) für den Antenneneingang eines Radios aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Baueinheit (1) ein Antennenverstärker (24, 31) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenverstärker (24) dem Ausgang (4, 5) für den Antenneneingang eines Radios vorgeschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Baueinheit (1) ferner einen Demodulator enthält, welcher beim Empfang eines Zeitzeichensenders ein serielles digitales Zeitzeichensignal erzeugt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das serielle digitale Zeitzeichensignal, vorzugsweise durch Verbreiterung der Impulse, störunempfindlich zur zweiten Baugruppe (6) übertragen wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Uhrenschaltung (27) ein Mikroprozessor verwendet wird, der ferner weitere Aufgaben beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs erfüllt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Uhrenschaltung (27) von einem an sich bekannten integrierten Schaltkreis für Uhren gebildet wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (23), vorzugsweise durch ein temperaturkompensiertes Quarzfilter (25), eine hohe Selektion aufweist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Schaltungen der ersten Baueinheit (1) zeitabhängig von der zweiten Baueinheit (6) ein- und ausgeschaltet wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Baueinheit (6) eine Einrichtung zur Speicherung des Zeitunterschiedes zwischen der Zeitzone des Zeitzeichensenders und einer wählbaren Zeitzone vorgesehen ist, wobei die von den empfangenen Zeitzeichensignalen dargestellte Uhrzeit um die gespeicherte Differenz verändert angezeigt wird.

13. Einrichtung zum Empfang von Zeitzeichensignalen eines Zeitzeichensenders in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine auf den Zeitzeichensender abgestimmte Empfangsschaltung (23) und eine Demodulatorschaltung mit einer Stabantenne (3), vorzugsweise einer Kraftfahrzeugantenne, eine Baueinheit (1) bilden mit einem ein serielles digitales Zeitzeichensignal führenden Ausgang (9).

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Ausgang (5) für den Antenneneingang eines Autoradios vorgesehen ist.

15. Einrichtung zur Anzeige der Uhrzeit und gegebenenfalls weiterer Daten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Decoder (26) zur Decodierung eines seriellen digitalen Zeitzeichensignals, eine Uhrenschaltung (27) und eine Anzeigeanordnung (28) zum Einbau in ein Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sind und daß das serielle digitale Zeitzeichensignal über ein Kabel zuführbar ist.