DE4118387C2 - Synchronisationseinrichtung für eine Schaltuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisationseinrichtung für eine Schalt­ uhr mit Zeitanzeige gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Einrichtung ist aus dem Gbm 89 03 636 als eine gegen Span­ nungsausfall im Versorgungsnetz resistente Schaltuhr bekannt, die ohne vergleichsweise störanfällige Einrichtungen zur Sicherstellung einer Gangreserve auskommt.

Unter dem Gesichtspunkt, daß der Lastkreis, d. h. der in Abhängigkeit von der tatsächlichen Zeit zu steuernde Verbraucher, ohnehin nicht be­ trieben werden kann, wenn sein Versorgungsnetz - aus dem auch die steuernde Schaltuhr betrieben wird - nicht zur Verfügung steht, genügt es demnach, die Verbrauchersteuerung selbsttätig dann wieder zeitrichtig in Betrieb zu setzen, wenn das Versorgungsnetz wieder die Betriebsleistung zur Verfügung stellt. Somit wurde dort auf jegliche Einrichtungen zur Gangreserve verzichtet, da sichergestellt wurde, daß bei Wiederverfügbarkeit des Netzes die Schaltuhr für ihren künftigen Betrieb auf die dann tatsächliche gegebene Zeit korrigiert wird. Das gleiche gilt für momentane Fehlweisungen der Zeitanzeige, beispielswei­ se bedingt durch interne Störungen oder den notwendigen Sommerzeit- Winterzeit-Wechsel.

Diese Fehlweisungen werden nun im Vergleich zu einer absoluten Zeitin­ formation ermittelt und korrigiert, wie sie etwa vom Langwellensender DCF 77 als kodierte Information über die aktuelle Stunde und Minute im aktuellen Datum geliefert wird, wobei eine Sekundeninformation aus der Periodizität der Trägerfrequenz-Amplitudenmodulation, zur binären Kodie­ rung der absoluten Zeitinformation, ableitbar ist.

Eine solche Einrichtung wird in Funkuhren eingesetzt. Sie dekodiert aus den über Funk übermittelten Impulstelegrammen die momentane gesetzliche Zeit und stellt mit dieser absoluten Zeitinformation das aus dem Netz fortzuschaltende Zeitregister der elektronischen Schaltuhr.

So erfolgt die Steuerung des Verbrauchers wieder zeitrichtig, wenn das Netz wieder zur Verfügung steht und die aktuelle Zeit wieder dekodiert werden kann, auf die dann die Schaltuhr eingestellt wird.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, wenn am Aufstellungsort einer Funk­ uhr keine ausreichenden Langwellenempfangsmöglichkeiten gegeben sind, eine Empfangseinrichtung an einem zentralen dafür günstig gelegenen Ort aufzustellen. Dort wird dann eine abgestimmte Koppelstufe zwischen dem Hausnetz und dem Umsetzempfänger bzw. zwischen dem Hausnetz und dem An­ zeigeempfänger so ausgestaltet, daß sie unmittelbar in den Netzanschluß zum Betrieb des Umsetzempfängers bzw. zum Betrieb der Schaltuhr inte­ griert ist. Bei dieser Einrichtung wird jedoch das Netz ständig für die Übertragung vom Empfänger zur Schaltuhr belegt, wodurch es für weitere Übertragungen nicht genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisiereinrichtung für eine Schaltuhr so zu gestalten, daß die empfangenen Funksignale zum Einstellen nicht ständig über das Netz auf die Schaltuhr geführt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der kurzen zeitlichen Belastung des Netzes und der Sicherheit gegen Störungen, da die Übertragung eines komprimierten Zeittelegramms, welches aus dem normalen Funktelegramm ge­ wonnen wird, innerhalb eines Bruchteils einer Minute erfolgt. Dabei wird vorzugsweise das Zeittelegramm mehrmals hintereinander über­ tragen, um die Sicherheit zu erhöhen.

Ausführungsarten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Einstelleinrichtung,

Fig. 2 ein Impulsdiagramm des komprimierten Zeittelegramms.

Zur Erläuterung der Einstelleinrichtung dient das in Fig. 1 darge­ stellte Blockschaltbild.

Die DCF 77-Signale 1 gelangen über einen HF-Teil 2 bzw. eine Antenne in einen bekannten integrierten Schaltkreis 3, in welchem die DCF 77- Signale in digitale Impulse umgesetzt werden. Von dem Schaltkreis 3 gelangen die digitalen Signale in eine Auswerteschaltung 4, welche gegebenenfalls durch einen Mikroprozessor realisiert werden kann. Gleichzeitig werden die digitalen Impulse auf eine Anzeigeeinrichtung 5 geführt, wobei die Anzeige im einfachsten Fall durch eine grüne LED erfolgt.

Mittels einer ersten Kodiereinrichtung 6 kann der Auswerteschaltung 4 eine kodierte Übertragungsrate eingegeben werden. Eine zweite Kodierein­ richtung 7 bestimmt den zeitlichen Abstand der Übertragung, die die Aus­ werteschaltung 4 ausgeben soll.

Der Sender für die DCF 77-Signale sendet pro Minute 59 DCF 77-Signale aus, welche außer Zeit- und Datumsinformationen auch Paritätsbits bein­ halten. In der Auswerteschaltung 4 werden diese im Schaltkreis 3 digi­ talisierten Signale gesammelt und auf ihre Plausibilität überprüft. Wurden die 59 DCF 77-Signale pro Minute richtig empfangen, so werden sie in ein komprimiertes Telegramm umgesetzt. Das komprimierte Telegramm enthält die gleichen Informationen wie die Signale des DCF 77-Senders. Der Auswerteschaltung 4 ist eine zweite Anzeigeeinrichtung 8 zugeordnet, welche mit einer roten LED realisiert werden kann. Der Auswerteschaltung 4 ist weiterhin eine Ausgabeeinheit 9 nachgeschaltet, die eine Schnitt­ stelle 10 beaufschlagt, welche dann auf die Schaltuhr 11 geführt ist. In der Auswerteschaltung 4 bzw. einem als solche fungierenden Mikropro­ zessor werden die pro Minute eintreffenden 59 DCF 77-Impulse, wie schon gesagt, gesammelt. Erkennt der Mikroprozessor die Minutenmarke, welche durch einen fehlenden DCF 77-Impuls in der 59. Sekunde ausgedrückt wird, so werden die pro Minute gesammelten DCF 77-Impulse darauf überprüft, ob:

• - 59 Impulse vorliegen,
• - die Länge der einzelnen Impulse innerhalb eines Toleranzbereiches stimmt,
• - das Startbit HIGH ist,
• - die Paritätsbits korrekt sind.

Werden die 59 Impulse korrekt empfangen, so werden von den 59 Impulsen 44 Impulse, welche die Zeitinformation beinhalten, in komprimierter Form 4mal hintereinander ausgegeben. Der erste Impuls wird immer mit LOW als Anfangskennzeichnung ausgegeben.

Über die Kodiereinrichtung 6, 7 wird einmal die Baudrate festgelegt, welche beispielsweise 110 bd oder auch 1200 bd betragen kann, und zum anderen der Abstand zwischen den jeweils vierfachen Übertragungen der komprimierten Zeittelegramme. Es kann dabei beispielsweise zwischen 2 Minuten, 10 Minuten, 1 Stunde oder auch 24 Stunden gewählt werden. Unabhängig von dieser Einstellung wird nach dem Einschalten des Netzes, wenn alle 59 DCF 77-Impulse richtig empfangen wurden, 4mal im Abstand von 2 Minuten die 4fache Zeittelegrammübertragung durchgeführt. Wird ein Abstand von 24 Stunden gewählt, so wird nach dem Einschalten des Netzes bei der ersten 4fachen Zeittelegrammübertragung ein 24-Stun­ den-Zähler initialisiert. Der Übertragungszeitabstand wird dabei so ein­ gestellt, daß unter Berücksichtigung der Funkpause, bei ungestörtem Empfang, die Telegrammübertragung immer um 3 Uhr stattfindet. Werden vom Mikroprozessor länger als 1 Minute keine DCF 77-Impulse empfangen, so geht der Mikroprozessor in den RESET-Zustand, damit werden alle Speicherinhalte neu initialisiert.

Werden die 59 DCF 77-Impulse wieder richtig empfangen, wird das Zeit­ telegramm sofort 4fach in komprimierter Form, wie beim Netzeinschalten, übertragen.

Die Anzeigeeinrichtungen 5, 8 dienen zur Betriebsanzeige, und zwar blinkt die grüne LED, wenn die DCF 77-Signale empfangen werden, im 1-Sekunden-Takt. Die rote LED ist für ca. 10 Sek. immer dann einge­ schaltet, wenn das komprimierte Zeittelegramm übertragen wird. Um die gesamte Einrichtung zu testen bzw. die Uhr direkt zu stellen, ist eine gesonderte Senderuftaste vorgesehen. Wird diese Taste betätigt, wird unabhängig von der Kodierung des Zeitabstandes zwischen den Über­ tragungen sofort ein komprimiertes Zeittelegramm vierfach übertragen.

In Fig. 2 wird das Signalbild des komprimierten vierfachen Zeittele­ gramms gezeigt.

Mit D wird die Bitdauer gekennzeichnet, wobei eine Impulslänge von 1/4 der Bitdauer einem LOW-Bit entspricht, und eine Impulsdauer von 3/4 der Bitdauer entspricht einem HIGH-Bit.

Die Bitdauer D entspricht der eingestellten Baudrate. Ein erstes LOW-Bit 13 stellt die Startkennzeichnung 12 dar. Der Startkennzeichnung 12 folgt eine Pause 14, welche einer Bitdauer D entspricht. Mit einem folgenden LOW-Bit wird der Telegrammanfang 15 gekennzeichnet, dem dann das erste Telegramm 16.1 folgt. Nach dem ersten Telegramm 16.1 folgt wieder eine Pause 14 und ein Telegrammanfang 15. In dieser Reihenfolge werden die vier Telegramme 16.1 bis 16.4 übertragen.

Letztlich soll darauf verwiesen werden, daß die gesamte Einrichtung insbesondere für den Einsatz bei einer Herdschaltuhr gedacht ist, wobei aber auch andere Anwendungsfälle denkbar sind.

Claims (9)

1. Synchronisationseinrichtung für eine Schaltuhr mit einer Zeitanzeige unter Einbeziehung eines über Funk empfangenen Zeitsignals, welches in digital auswertbare Impulse umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitimpulse (1) in einer Auswerteschaltung (4) gesammelt, dort in ein komprimiertes Zeittelegramm (16) umgesetzt werden und dieses komprimierte Zeittelegramm über eine Schnittstelle (10) auf die Schaltuhr (11) geführt wird.

2. Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteeinheit (4) Kodiereinrichtungen (5, 8) zugeordnet sind.

3. Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des komprimierten Zeittelegramms (16) mittels einer Zweidrahtschnittstelle erfolgt.

4. Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des komprimierten Zeittelegramms (16) mittels einer Dreidrahtschnittstelle erfolgt.

5. Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des komprimierten Zeittelegramms (16) mittels Modulation und Demodulation über das Netz erfolgt.

6. Synchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des komprimierten Zeittelegramms (16) über Funk erfolgt.

7. Synchronisationseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das komprimierte Zeittelegramm (16) pro Übertragungszyklus mehrmals, insbesondere viermal hintereinander, übertragen wird.

8. Synchronisationseinrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabstand der Übertragung und die Übertragungsgeschwin­ digkeit wählbar sind.

9. Synchronisationseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das komprimierte Zeittelegramm (16) nach einer Startkennzeich­ nung (12) mit jeweils einer Pause (14) beginnt, wobei ein LOW-Bit als Telegrammanfang (15) vorgesehen ist.