DE4230531C1 - Radio clock - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Funkuhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a radio clock according to the preamble of the claim 1.
Eine derartige Funkuhr ist beispielsweise aus der DE 34 39 638 C1 bekannt. Ihre besonders genaue Zeitanzeige beruht darauf, daß von Zeit zu Zeit überprüft wird, ob die augenblickliche Zeitanzeige, die aufgrund der Fortschaltung eines von einer zeithaltenden Schaltung angesteuerten Zeitregisters mit der aktuellen absoluten Zeit übereinstimmt. Dabei wird die aktuelle Zeit in kodierter Form von einem Sender ausgestrahlt und einem in die Funkuhr eingebauten und auf diesen Sender abgestimmten Empfänger decodiert. Die Kodierung der absoluten Zeit erfolgt dabei in Form eines sogenannten Zeittelegramms, das in Deutschland beispielsweise von einem Langwellensender laufend ausgestrahlt wird.Such a radio clock is for example from DE 34 39 638 C1 known. Your particularly accurate time display is based on the fact that from It is checked from time to time whether the current time display, which due to the advancement of one of a timekeeping Circuit controlled time register with the current absolute Time matches. The current time is in encoded form broadcast by a transmitter and one in the Radio clock built-in and tuned to this transmitter receiver decoded. The absolute time is coded in the form a so-called time telegram, which in Germany, for example is continuously broadcast by a long-wave transmitter.
Im einzelnen besteht das Zeittelegramm dieses Langwellensenders aus 59 Impulsen, die jeweils im Abstand von einer Sekunde beginnen. Durch eine Pulslänge von 100 Millisekunden wird eine logische "0" übertragen und durch eine Pulslänge von 220 Millisekunden eine logische "1". Die genaue Definition der Signale des Zeittelegramms kann z. B. in H. Hilberg, Funkuhrtechnik, Oldenbourg Verlag, München, 1988, S. 29-45, nachgelesen werden.The time telegram of this long-wave transmitter exists in detail from 59 impulses, each beginning at a second. With a pulse length of 100 milliseconds, a logical "0" transmitted and a pulse length of 220 milliseconds logical "1". The exact definition of the signals of the time telegram can e.g. B. in H. Hilberg, radio clock technology, Oldenbourg Verlag, Munich, 1988, pp. 29-45.
Die aus dem Zeittelegramm mittels eines Decoders ermittelte Uhrzeit wird in das Zeitregister der zeithaltenden Schaltung eingetragen. Für den Fall, daß die absolute Zeit von der im Zeitregister gehaltenen Uhrzeit abweicht, wird die Zeitangabe aufgrund der empfangenen Zeitinformation korrigiert.The time determined from the time telegram by means of a decoder is entered in the time register of the time-keeping circuit. In the event that the absolute time is different from that in the time register held time differs, the time is based on corrected the received time information.
Um bei Inbetriebnahme oder während des Betriebs der Funkuhr feststellen zu können, ob unter den gegebenen Emfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr eine Anzeigekorrektur mittels eines empfangenen Zeittelegramms überhaupt zu erwarten ist, ist bei der bekannten Funkuhr ein Indikatorzeiger vorgesehen, der solange mit der Decodierfrequenz weitergeschaltet wird, bis eine absolute Zeitinformation decodiert werden konnte. Ein unruhiger Lauf des Indikatorzeigers ist ein sicheres Indiz dafürt, daß bei den momentanen Empfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr kein ungestörter Empfang der kodierten Zeitinformation möglich ist. Eine Korrektur der Zeitanzeige ist unter diesen Empfangsbedingungen daher nicht zu erwarten.To determine when commissioning or during operation of the radio clock to be able to, whether under the given reception conditions on Location of the radio clock a display correction using a received time telegram is to be expected at all known radio clock, an indicator pointer is provided, as long as the decoding frequency is switched on until an absolute Time information could be decoded. A restless run of the Indicator pointer is a sure indication that the current Reception conditions at the installation site of the radio clock are not undisturbed Receiving the encoded time information is possible. A Correction of the time display is therefore under these reception conditions not to be expected.
Aus der DE 37 31 956 A1 ist eine Funkuhr mit einer zusätzlichen zweistelligen Digitalanzeige bekannt, die ausgehend vom Wert "0" stündlich um den Wert "1" erhöht wird und bei komplettem Empfang des ebenfalls stündlich abgefragten Zeittelegramms wieder um den Wert "1" erniedrigt wird. Zeigt diese Digitalanzeige den Wert "0" an, bedeutet dies, daß sämtliche seit Betriebsbeginn empfangene Zeittelegramme komplett ausgewertet werden konnten. Ein Wert von beispielsweise 10 auf der Digitalanzeige gibt an, daß insgesamt 10 Zeittelegramme so schlecht empfangen worden sind, daß sie nicht mehr decodiert werden konnten und daher nicht verwertbar waren.DE 37 31 956 A1 describes a radio clock with an additional one known two-digit digital display, starting from the value "0" is increased by the value "1" every hour and when reception is complete of the time telegram, which is also queried every hour, Value "1" is lowered. Does this digital display show the value "0" , this means that all those received since the start of operations Time telegrams could be completely evaluated. A value of for example 10 on the digital display indicates that total 10 time telegrams have been received so badly that they could no longer be decoded and therefore cannot be used were.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Funkuhr besteht darin, daß deren Benutzer - obgleich er bei entsprechend hohem Zählerstand weiß, daß die Empfangsbedingungen am gewählten Aufstellungsort nicht ausreichend sind, - bei einer Veränderung des Aufstellungsortes erst nach Ablauf einer Stunde erkennen kann, ob der Wechsel des Aufstellungsortes den gewünschten Effekt, nämlich einen fehlerfreien Empfang des letzten Zeittelegramms gebracht hat. Da die Empfangsbedingungen insbesondere innerhalb von Gebäuden auch an räumlich wenig voneinander abweichenden Aufstellungsorten sehr unterschiedlich sein können, sind oft viele Versuche und ein entsprechend hoher Zeitaufwand nötig, um einen geeigneten Aufstellungsort durch "probieren" zu finden.A major disadvantage of this known radio clock is that that their users - although he with a correspondingly high counter reading knows that the reception conditions at the selected installation site are not sufficient, - if the Installation site can only recognize after an hour whether the change of location has the desired effect, namely an error-free reception of the last time telegram Has. Since the reception conditions, in particular within Buildings in locations that are not very different from each other Many attempts are often very different and a correspondingly large amount of time is required to find a suitable one Find the site by "trying".
Aus der EP 04 55 183 A2 ist ebenfalls eine autonome Funkuhr mit einem Indikator für die Emfangsbedingungen am gewählten Aufstellungsort bekannt. Der Indikator besteht in diesem Fall aus einer Anzeige für die Empfangsfeldstärke. Die Anzeige wird zweckmäßigerweise nur dann aktiviert, wenn der Empfänger eingeschaltet ist, was entweder vom Benutzer der Uhr manuell durch Betätigung einer bestimmten Taste oder durch die Steuereinheit der Uhr selbsttätig in gewissen Zeitabständen, vorzugsweise nach Ablauf jeder vollen Stunde, vorgenommen werden kann. Zwar kann mittels der Empfangsfeldstärkeanzeige vom Benutzer ziemlich schnell nach einem Aufstellungsort höherer Feldstärke gesucht werden, doch weist diese bekannte Funkuhr den Nachteil auf, daß der Benutzer sich zum einen merken muß, welcher Feldstärkenwert im allgemeinen für einen ungestörten Empfang eines Zeittelegramms ausreicht. Zum anderen bekommt er keine direkte Aussage darüber, ob das Zeittelegramm selbst störungsfrei empfangen worden ist sondern nur die indirekte Aussage, daß die Empfangsfeldstärke am gewählten Aufstellungsort dafür ausreichend sein müßte. Schließlich muß sich der Benutzer der Funkuhr damit abfinden, daß er bei Empfangsfeldstärken, die im Grenzbereich liegen, in vielen Fällen kein komplettes und daher kein verwendbares Zeittelegramm empfangen kann.EP 04 55 183 A2 also includes an autonomous radio clock an indicator of the reception conditions at the chosen site known. In this case, the indicator consists of a Display for the reception field strength. The display is convenient activated only when the receiver is switched on is either manually operated by the user of the watch a specific button or by the control unit of the watch automatically at certain intervals, preferably after expiration every hour on the hour. It can be done by means of the reception field strength display by the user pretty quickly a location of higher field strength is sought, but this known radio clock has the disadvantage that the user on the one hand must remember which field strength value in general sufficient for undisturbed reception of a time telegram. To the others he does not get a direct statement about whether the time telegram itself was received without interference but only the indirect statement that the received field strength at the selected The installation site should be sufficient for this. Finally, must the user of the radio clock resign himself to the fact that he in many cases no complete and therefore no usable time telegram received can.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Funkuhr so zu verbessern, daß zum einen deren Benutzer direkt über die Qualität des empfangenen Zeittelegramms relativ schnell durch "probieren" einen Aufstellungsort mit ausreichenden Empfangsbedingungen ermitteln kann und zum anderen die Qualität eines empfangenen Zeittelegramms im Grenzbereich der Empfangsfeldstärke so verbessert wird, daß es noch verwertbar ist für die Überprüfung bzw. Korrektur des Zeitregisters der autonomen Funkuhr.It is therefore an object of the invention, a generic radio clock to improve so that on the one hand, their users directly on the Quality of the received time telegram relatively quickly "try" a site with sufficient reception conditions can determine and on the other hand the quality of a received time telegram in the limit range of the reception field strength is so improved that it is still usable for the Checking or correcting the time register of the autonomous Radio clock.
Diese Aufgabe wird für eine Funkuhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.This task is for a radio clock according to the generic term of Claim 1 solved by its characterizing features.
Durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wird dem Benutzer der Funkuhr zunächst einmal angezeigt, ob das empfangene Zeittelegramm selbst ungestört decodiert werden konnte oder nicht. Der Benutzer erhält damit eine direkte Aussage über die ihn letztlich allein interessierende Frage, nämlich die Verwertbarkeit des vom Empfänger an den Decoder angegebenen Radiosignals. Er ist damit nicht auf indirekte Hinweise, wie die Empfangsfeldstärke am Aufstellungsort, angewiesen, die im einen oder anderen Fall - insbesondere im Grenzbereich der notwendigen Empfangsfeldstärke - zu irreführenden Schlußfolgerungen führen kann. Darüber hinaus wird von der Filtereinheit immer dann, wenn eine Empfangsstörung erkannt wird, ein gefiltertes Ausgangssignal erzeugt, wobei bei dem Filterungsprozeß Erkenntnisse verwertet werden, die bei der Analyse von typischen Empfangsstörungen gewonnen worden sind. Wird keine Empfangsstörung erkannt, stimmen die Pulse des gefilterten Zeittelegramms mit denen vom Decoder abgegebenen Pulsen überein. Ferner verschwindet in diesem Fall auch das Kontrollsignal.Due to the characterizing features of claim 1 Users of the radio clock first displayed whether the received Time telegram itself could be decoded undisturbed or Not. The user thus receives a direct statement about the ultimately the only question of interest to him, namely usability of the radio signal given by the receiver to the decoder. It is therefore not for indirect indications such as the reception field strength on site, instructed in one or other case - especially in the border area of the necessary Receiving field strength - lead to misleading conclusions can. In addition, the filter unit always whenever a reception disturbance is detected, a filtered output signal generated, insights used in the filtering process be obtained in the analysis of typical reception disturbances have been. If no reception interference is detected, vote the pulses of the filtered time telegram with those of the decoder emitted pulses match. Furthermore, disappears in this case also the control signal.
Dem Benutzer steht damit nicht nur ein Mittel zur Überprüfung der Empfangsbedingungen zur Verfügung, sondern eine Funkuhr, bei der auch im Grenzbereich der Empfangsbedingungen sehr gute Chancen bestehen, daß das gefilterte Ausgangssignal von der Steuereinheit verwertet werden kann. Die Funkuhr wird damit auch noch bei schlechten Empfangsbedingungen laufend synchronisiert, d. h., der Inhalt des Zeitregisters wird mit dem Zeittelegramm verglichen und bei einer Abweichung entsprechend korrigiert.The user is thus not only a means of checking the Reception conditions are available, but a radio clock at which very good chances even in the border area of the reception conditions exist that the filtered output signal from the control unit can be used. The radio clock is also still poor reception conditions continuously synchronized, d. i.e. the The content of the time register is compared with the time telegram and corrected accordingly in the event of a deviation.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 hat den Vorteil, daß an den N Ausgängen des Schieberegisters jeweils N Signale zur Verfügung stehen, die aus den letzten N von dem Oszillator gesteuerten Abtastungen des Zeittelegramms stammen. Führt man die N Signale den N Eingängen eines Nur-Lesespeichers zu und betrachtet ein spezielles N-Tupel von Werten als Adresse eines bestimmten Speicherplatzes in dem Nur-Lesespeicher, so kann man unter dieser Adresse drei Bit ablegen, die auf der Grundlage der Analyse von typischen Empfangsstörungen gewonnen worden sind. Dieses 3-Bit-Muster besteht dabei aus dem Kontrollsignal selbst und den beiden anderen Bits zum Setzen und Rücksetzen eines R/S-Flip-Flops, an dessen Ausgang das gefilterte Zeittelegramm abgegeben wird.The development of the invention according to claim 2 has the advantage that at the N outputs of the shift register N signals for Are available that are controlled from the last N by the oscillator Samples of the time telegram originate. If you lead the N Signals to the N inputs of a read-only memory and viewed a special N-tuple of values as the address of a particular one Storage space in the read-only memory, so you can under this Store address three bits based on the analysis of typical reception disturbances have been obtained. This 3-bit pattern consists of the control signal itself and the two other bits for setting and resetting an R / S flip-flop the output of which is the filtered time telegram.
Es hat sich gezeigt, daß man in der Praxis bereits mit einem 4stufig ausgebildeten Schieberegister, d. h. mit den letzten vier vom Oszillator gesteuerten Abtastungen des Zeittelegramms, recht gute Ergebnisse erzielen kann (vgl. Anspruch 3). Dies gilt sowohl in bezug auf das Ergebnis der Filterung des Zeittelegramms als auch in bezug auf die Aussagefähigkeit des Kontrollsignals. In der Praxis hat sich gezeigt, daß man bei einem 4stufigen Schieberegister mit der in Anspruch 4 beschriebenen Verknüpfung zwischen den Adreßeingängen und der Speicherplatzbelegung des Nur-Lesespeichers und der ebenfalls in diesem Anspruch beschriebenen Verknüpfung zwischen den Ausgängen des Nur-Lesespeichers einerseits und den beiden Eingängen des R/S-Flip-Flops andererseits bereits recht gute Ergebnisse erreicht. Die dort beschriebenen Verknüpfungen ergeben nämlich für die in der Praxis vorkommenden Störungen des Zeittelegramms sowohl gute Filterergebnisse als auch eine hohe Aussagefähigkeit des Kontrollsignals. It has been shown that in practice you can already use one 4-stage shift register, d. H. with the last four samples of the time telegram controlled by the oscillator, right can achieve good results (see claim 3). This applies to both with regard to the result of filtering the time telegram as also with regard to the meaningfulness of the control signal. In Practice has shown that with a 4-stage shift register with the link between the address inputs and the memory allocation of the read-only memory and that also described in this claim Link between the outputs of the read-only memory on the one hand and the two inputs of the R / S flip-flop on the other hand already achieved quite good results. The ones described there Links result for those that occur in practice Faults in the time telegram as well as good filter results also a high information value of the control signal.
Die Sichtbarmachung des Kontrollsignals auf dem Anzeigefeld (Anspruch 5) ist insofern von Vorteil, als mit einem optischen Indikator die Empfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr von deren Benutzer am leichtesten beurteilt werden können, ohne daß dabei andere im Raum anwesende Personen gestört zu werden brauchen.The visualization of the control signal on the display panel (Claim 5) is advantageous in that with an optical Indicator the reception conditions at the installation site of the radio clock the easiest for users to judge without that other people present in the room may be disturbed need.
Die Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 6 hat den Vorteil, daß für den Benutzer zum einen nur kurz anhaltende Schwankungen des Kontrollsignals und zum anderen sehr häufig auftretende Kontrollsignalstörungen in einer leichter abzulesenden Weise angezeigt werden.The embodiment of the invention according to claim 6 has the Advantage that for the user on the one hand only short-lasting Fluctuations in the control signal and, on the other hand, very often control signal interference occurring in a lighter readable way are displayed.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn dem Benutzer noch ein weiterer optischer Indikator zur Verfügung steht, der zum einen aktiviert wird, wenn der Empfänger eingeschaltet ist (Anspruch 7), und zum anderen auch nach Ausschalten des Empfängers dann aktiviert bleibt, wenn während der Einschaltdauer des Empfängers kein vollständiges Zeittelegramm decodiert werden konnte (Anspruch 8). Der Benutzer der Funkuhr hat damit die Möglichkeit, vier Betriebszustände der Funkuhr zu erkennen, nämlich:It is also advantageous if the user has another optical indicator is available, which on the one hand activates is when the receiver is turned on (claim 7), and others then activated even after the receiver has been switched off remains if none during the on period of the receiver complete time telegram could be decoded (claim 8). The user of the radio clock thus has the option of four Recognize operating states of the radio clock, namely:
- "Empfänger ausgeschaltet, letzter Empfang gelungen"
- "Empfänger ausgeschaltet, während des letzten Einschaltens
kein verwertbares Zeittelegramm empfangen"
- "Empfänger eingeschaltet, keine Empfangsstörungen"
- "Empfänger eingeschaltet, gestörtes Zeittelegramm".- "Receiver switched off, last reception successful"
- "Receiver switched off, no usable time telegram received during the last switch-on"
- "Receiver switched on, no reception interference"
- "Receiver switched on, faulty time telegram".
Die Fortbildung der Funkuhr nach Anspruch 9 hat den Vorteil, daß dem Benutzer ein optischer Indikator zur Verfügung gestellt wird, den er im Fall des sogenannten "magischen Auges" entweder bereits aus der Radiotechnik kennt oder mit dem ihm im Fall des das "magische Auge" umschließenden Kreises ein zwar klar erkennbares, aber die auf der Anzeigeeinheit ausgegebene Information (Uhrzeit und eventuell auch Datum) nicht störendes Symbol ausgegeben wird.The training of the radio clock according to claim 9 has the advantage that an optical indicator is made available to the user, which he either already has in the case of the so-called "magic eye" knows from radio technology or with whom in the case of "magic eye" surrounding circle a clearly recognizable, but the information output on the display unit (time and possibly also date) is not displayed.
Bildet man schließlich die Funkuhr nach Anspruch 10 weiter, kann diese unter Verzicht auf einige Bauteile und damit mit weniger Montageaufwand gefertigt werden. Darüber hinaus kann auf der betreffenden Leiterplatte Platz gespart werden, so daß die Uhr insgesamt kompakter gebaut werden kann. Schließlich wird in vielen Fällen bereits zur Zeitfortschaltung und auch zur Steuerung von Sonderfunktionen, beispielsweise der Abgabe eines Wecksignals, ein Mikroprozessor verwendet, der im allgemeinen damit nicht ausgelastet ist, so daß er auch die Funktion des Filters noch übernehmen kann.Finally, if one trains the radio clock according to claim 10, can this without some components and thus with less assembly work can be made. In addition, on the circuit board in question can be saved so that the Watch can be built more compact overall. Finally, in many cases already for time advancement and also for Control of special functions, such as the delivery of a Wake-up signal, a microprocessor that generally uses it is underutilized, so that it also functions as a filter can still take over.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Funkuhr, bei der zwischen Empfänger und Decoder ein Filter geschaltet ist, Fig. 1 is a block diagram of the radio-controlled clock according to the invention, in which a filter is connected between the receiver and decoder,
Fig. 2 den internen Aufbau des Filters mit diskreten Bauteilen, Fig. 2 shows the internal structure of the filter with discrete components,
Fig. 3a-3d verschiedene Impulsdiagramme, die bei Abtastung eines ungestörten und eines gestörten "0" bzw. "1"-Pulses des Zeittelegramms erhalten werden, und FIGS. 3a-3d show various timing diagrams for scanning an undisturbed and disturbed a "0" or "1" pulse of the time string are obtained, and
Fig. 4 eine Tabelle mit der Verknüpfung zwischen Adresse und der Belegung des 3-Bit-Musters des Nur-Lesespeichers. Fig. 4 is a table with the link between the address and the occupancy of the 3-bit pattern of the read-only memory.
Das in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Blockschaltbild einer Funkuhr besteht aus einem Empfänger 2, einem Decoder 5, einer Steuereinheit 6, einer zeithaltenden Schaltung 7 und einer Anzeigeeinheit 8. Der Empfänger 2 seinerseits weist eine Antenne, einen Verstärker sowie einen Demodulator auf (sämtliche Bauteile nicht dargestellt), wobei der Demodulator das empfangene Funksignal in ein serielles digitales Signal zurückverwandelt. Das digitale Signal - im weiteren als Zeittelegramm bezeichnet - liefert eine absolute Zeitinformation. Bei dem Sender kann es sich um den Langwellensender DCF 77 handeln, der die gesetzliche Zeit der Bundesrepublik Deutschland, gesteuert durch eine sogenannte "Atomuhr", verbreitet. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt am Beispiel der von diesem Sender verbreiteten Zeitinformation.The block diagram of a radio-controlled clock designated by reference number 1 in FIG. 1 consists of a receiver 2 , a decoder 5 , a control unit 6 , a time-keeping circuit 7 and a display unit 8 . The receiver 2 in turn has an antenna, an amplifier and a demodulator (all components not shown), the demodulator converting the received radio signal back into a serial digital signal. The digital signal - hereinafter referred to as a time telegram - provides absolute time information. The transmitter can be the long-wave transmitter DCF 77, which broadcasts the legal time of the Federal Republic of Germany, controlled by a so-called "atomic clock". The following description is based on the example of the time information distributed by this transmitter.
Die Übertragung eines vollständigen Zeittelegramms, welches 59 Pulse enthält, die jeweils im Abstand von einer Sekunde beginnen, dauert eine Minute. Durch eine Pulslänge von 100 ms wird eine logische "0" übertragen und durch eine Pulsslänge von 200 ms eine logische "1". Die absolute Zeit wird in BCD-kodierter Form übertragen. Die genaue Definition des Zeittelegramms kann in der einschlägigen Literatur, z. B. in W. Hilberg, Funkuhren-Technik, Oldenbourg-Verlag, München, 1988, S. 29-45, nachgelesen werden.The transmission of a complete time telegram, which 59 Contains pulses that start every one second, takes a minute. With a pulse length of 100 ms logical "0" and a pulse length of 200 ms logical "1". The absolute time is transmitted in BCD-coded form. The exact definition of the time telegram can be found in the relevant Literature, e.g. B. in W. Hilberg, radio clock technology, Oldenbourg-Verlag, Munich, 1988, pp. 29-45.
Der Decoder 5 ermittelt aus einem derartigen Zeittelegramm die aktuelle Uhrzeit und leitet diese an die Steuereinheit 6 weiter. Die Steuereinheit 6 hat Zugriff auf die zeithaltende Schaltung 7, die bei ausgeschaltetem Empfänger 2 oder Ausfall des Senders die Zeit mittels eines Quarzresonators autonom weiterschaltet. Jeweils nach Erhalt eines fehlerfreien Zeittelegramms wird die über den Sender empfangene Zeitinformation in die zeithaltende Schaltung 7 übertragen. The decoder 5 determines the current time from such a time telegram and forwards it to the control unit 6 . The control unit 6 has access to the time-keeping circuit 7 , which switches the time autonomously by means of a quartz resonator when the receiver 2 is switched off or the transmitter fails. Each time after receiving an error-free time telegram, the time information received via the transmitter is transmitted to the time-keeping circuit 7 .
Auf einer Anzeigeeinheit 8 wird die aktuelle Uhrzeit (nicht dargestellt) auf einem Anzeigefeld 83 ausgegeben. Auf der Anzeigeeinheit 8 kann gleichzeitig auch noch ein optischer Indikator 82 und ein weiteres optisches Signal 81 ausgegeben werden, deren Bedeutung noch im einzelnen beschrieben werden wird.The current time (not shown) is output on a display unit 83 on a display unit 8 . An optical indicator 82 and a further optical signal 81 can also be output on the display unit 8 , the meaning of which will be described in detail below.
Nach der Erfindung ist zwischen dem Decoder 5 und dem Empfänger 2 ein Filter 4 geschaltet, das an seinem Eingang das Zeittelegramm 31 aufnimmt und an einem seiner beiden Ausgänge mit dem Decoder 5 verbunden ist, während sein anderer Ausgang mit einem Eingang der Steuereinheit 6 verbunden ist. Der mit dem Decoder 5 verbundene Ausgang des Filters 4 gibt dabei ein gefiltertes Zeittelegramm 32 ab, während der mit der Steuereinheit 6 verbundene Ausgang ein sogenanntes Kontrollsignal 33 abgibt, welches einem anderen Eingang der Steuereinheit 6 zugeführt wird und als Indikator für die Empfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr dient.According to the invention, a filter 4 is connected between the decoder 5 and the receiver 2 , which receives the time telegram 31 at its input and is connected to the decoder 5 at one of its two outputs, while its other output is connected to an input of the control unit 6 . The output of the filter 4 connected to the decoder 5 emits a filtered time telegram 32 , while the output connected to the control unit 6 emits a so-called control signal 33 , which is fed to another input of the control unit 6 and as an indicator of the reception conditions at the installation site Radio clock is used.
Die Arbeitsweise des Filters wird nachstehend anhand der Fig. 2 und 3a-3d erläutert. Das Filter 4 weist einen Oszillator 41 auf, dessen Ausgang den Clock-Eingang eines 4-Bit-Schiebetregisters 42 periodisch mit einer Frequenz von 64 Hz taktet. Am Eingang des Schieberegisters 42 liegt das ungefilterte Zeittelegramm 31 an, während seine vier Ausgänge Q1, Q2, Q3 und Q4 mit den entsprechenden vier Eingängen A1, A2, A3 und A4 eines Nur-Lesespeichers (ROM) 43 verbunden sind. Damit liegen an den Ausgängen des Schieberegisters 42 jeweils die letzten vier an dem Zeittelegramm 31 abgetasteten Signalpegel. Das ROM 43 enthält 16×3 Speicherzellen, die fest programmiert sind. Dabei dienen die vier Eingänge A1, A2, A3 und A4 zur Aufnahme der von dem Schieberegister 42 ausgehenden, sogenannten Adreßleitungen, d. h., das auf diesen vier Leitungen dem ROM 43 bei jedem Takt angebotene 4-Bit-Muster stellt eine Adresse dar, unter der jeweils ein bestimmtes 3-Bit-Muster abgelegt ist. Dieses 3-Bit-Muster liegt dann jeweils an den drei Ausgängen D1, D2 und D3 des ROMs 43 an. Der Ausgang D1 des ROMs 43 ist mit dem Setzeingang S eines R/S-Flip-Flops 44, während der Ausgang D2 des ROMs 43 mit dem Rücksetzeingang des R/S-Flip-Flops 44 verbunden ist, wobei am Ausgang Q des Flip-Flops 44 das gefilterte Zeittelegramm 32 anliegt. Der verbleibende Ausgang D3 des ROMs 43 gibt das Kontrollsignal 33 ab, welches Störungen des Zeittelegramms 31 kennzeichnen soll.The operation of the filter is explained below with reference to FIGS . 2 and 3a-3d. The filter 4 has an oscillator 41 , the output of which clocks the clock input of a 4-bit shift register 42 periodically at a frequency of 64 Hz. The unfiltered time telegram 31 is present at the input of the shift register 42 , while its four outputs Q1, Q2, Q3 and Q4 are connected to the corresponding four inputs A1, A2, A3 and A4 of a read-only memory (ROM) 43 . The last four signal levels sampled on the time telegram 31 are thus at the outputs of the shift register 42 . The ROM 43 contains 16 × 3 memory cells, which are permanently programmed. The four inputs A1, A2, A3 and A4 serve to receive the so-called address lines starting from the shift register 42 , that is to say the 4-bit pattern offered to the ROM 43 with each clock on these four lines represents an address under which a specific 3-bit pattern is stored in each case. This 3-bit pattern is then present at the three outputs D1, D2 and D3 of the ROM 43 . The output D1 of the ROM 43 is connected to the set input S of an R / S flip-flop 44 , while the output D2 of the ROM 43 is connected to the reset input of the R / S flip-flop 44 , the output Q of the flip-flop 44 Flops 44 the filtered time telegram 32 is present. The remaining output D3 of the ROM 43 emits the control signal 33 , which is intended to identify faults in the time telegram 31 .
Es hat sich herausgestellt, daß in der Praxis sehr befriedigende Ergebnisse erzielt werden, wenn die Belegung der unter verschiedenen Adressen des ROMs 43 abgelegten 3-Bit-Muster wie in Fig. 4 gezeigt vorgenommen wird. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß beispielsweise unter der Adresse "0,0,1,0" das 3-Bit-Muster "0,0,1" abgelegt ist. Das bedeutet, daß dieses Bitmuster an den Ausgängen D1, D2 und D3 in der genannten Reihenfolge anliegt, so daß sowohl am Setz- als auch am Rücksetzeingang des R/S-Flip-Flops 44 ein "0"-Signal anliegt. Das binäre Kontrollsignal 33 weist dabei den Wert "1" auf und zeigt damit an, daß das Zeittelegramm 31 mindestens eine Störung enthält, was wiederum Rückschlüsse auf die Empfangsbedingungen am Aufstellungsort der Funkuhr zuläßt. Anders liegen die Verhältnisse, wenn am Eingang des ROMs 43 die Adresse "0,0,1,1" anliegt, da in diesem Fall das Kontrollsignal 33 am Ausgang D3 den binären Wert "0" aufweist, wobei aber die Ausgänge D1 und D2 nach wie vor beide den binären Wert "0" beibehalten.It has been found that in practice very satisfactory results are achieved if the assignment of the 3-bit patterns stored under different addresses of the ROM 43 is carried out as shown in FIG. 4. This table shows that, for example, the 3-bit pattern "0,0,1" is stored under the address "0,0,1,0". This means that this bit pattern is present at the outputs D1, D2 and D3 in the order mentioned, so that a "0" signal is present both at the set and at the reset input of the R / S flip-flop 44 . The binary control signal 33 has the value "1" and thus indicates that the time telegram 31 contains at least one fault, which in turn allows conclusions to be drawn about the reception conditions at the installation site of the radio clock. The situation is different if the address "0,0,1,1" is present at the input of the ROM 43 , since in this case the control signal 33 has the binary value "0" at the output D3, but the outputs D1 and D2 follow as before both keep the binary value "0".
Die Wirkungsweise des Filters ist wie folgt:
Durch die Programmierung des ROMs 43 kann festgelegt werden, welche
Signalfolgen zum Setzen oder Rücksetzen des R/S-Flip-Flops 44
führen und welche Signalfolgen Störungen enthalten, die dann über
den Ausgang D3 des ROMs 43 -d. h. das Kontrollsignal 33 - angezeigt
werden. So sind aus Fig. 3a die binären Werte Q1, Q2, Q3
und Q4 am Ausgang des Schieberegisters 42 und der binäre Wert des
gefilterten Zeittelegramms 32 für den Fall ersichtlich, daß im
Zeittelegramm 31 ein ungestörter "0"-Puls enthalten ist. Der
"0"-Puls wird bei einer Dauer von 100 ms und einer Taktfrequenz
von 64 Hz siebenmal mit dem Wert "1" abgetastet, so daß an den
Ausgängen Q1, Q2, Q3 und Q4 jeweils um einen Takt versetzt siebenmal
der binäre Wert "1" erscheint. Überprüft man anhand der in
Fig. 4 abgebildeten Tabelle sämtliche, durch die Ausgänge Q1, Q2,
Q3 und Q4 definierten Adressen, so findet man, daß in allen zugehörigen
3-Bit-Mustern das Bit D3 den Wert "0" hat. Gleichzeitig
erkennt man, daß das R/S-Flip-Flop 44 durch die Adresse
"1,1,1,1" gesetzt wird (D1 hat den Wert "1") und erst durch
die Adresse "0,0,0,0" wieder rückgesetzt wird (das Bit D2 hat
dann den Wert "1"). Auf diese Weise besteht das gefilterte Zeittelegramm
33 am Ausgang Q des R/S-Flip-Flops 44 ebenfalls während
sieben aufeinanderfolgende Takte aus dem binären Wert "1", d. h.,
das ungestörte 31 und das gefilterte 32 Zeittelegramm stimmen inhaltlich
überein, sind aber durch die Wirkung des Filters 4 zeitlich
gegeneinander versetzt. Diese konstante zeitliche Versetzung
wird aber von Decoder 5 bei der Ermittlung der aktuellen Uhrzeit
berücksichtigt.The filter works as follows:
By programming the ROM 43, it can be determined which signal sequences lead to the setting or resetting of the R / S flip-flop 44 and which signal sequences contain faults, which are then displayed via the output D3 of the ROM 43, ie the control signal 33 . So, are shown in Fig. 3a, the binary values of Q1, Q2, Q3 and Q4 at the output of the shift register 42 and the binary value of the filtered time string 32 can be seen for the case that in the time telegram 31 undisturbed "0" pulse is included. The "0" pulse is sampled seven times with the value "1" at a duration of 100 ms and a clock frequency of 64 Hz, so that the outputs Q1, Q2, Q3 and Q4 are offset by one clock, seven times the binary value " 1 "appears. If one checks all the addresses defined by the outputs Q1, Q2, Q3 and Q4 on the basis of the table shown in FIG. 4, one finds that bit D3 has the value "0" in all associated 3-bit patterns. At the same time it can be seen that the R / S flip-flop 44 is set by the address "1,1,1,1" (D1 has the value "1") and only by the address "0,0,0,0 "is reset (bit D2 then has the value" 1 "). In this way, the filtered time telegram 33 at the output Q of the R / S flip-flop 44 also consists of the binary value "1" for seven consecutive clocks, ie the undisturbed 31 and the filtered 32 time telegram match, but are through the effect of the filter 4 staggered in time. This constant time offset is taken into account by decoder 5 when determining the current time.
Somit ergeben sich für den Fall eines ungestörtten "0"-Pulses im Zeittelegramm 31 zum einen ein durchweg verschwindendes Kontrollsignal 33 und zum anderen Identität zwischen gefiltertem Zeittelegramm 32 und ungefiltertem Zeittelegramm 31.Thus, in the case of an undisturbed "0" pulse in the time telegram 31, a control signal 33 disappears consistently and, on the other hand, identity between the filtered time telegram 32 and the unfiltered time telegram 31 .
Dasselbe trifft bei Auftreten eines ungestörten "1"-Pulses in einem Zeittelegramm zu, der 200 ms anhält und daher bei einer Frequenz von 64 Hz 13 mal abgetastet wird. Dies läßt sich im einzelnen auf gleiche Weise anhand der Fig. 3b und der in Fig. 4 gezeigten Tabelle nachvollziehen. The same applies when an undisturbed "1" pulse occurs in a time telegram that lasts 200 ms and is therefore sampled 13 times at a frequency of 64 Hz. This can be understood in detail in the same way with reference to FIG. 3b and the table shown in FIG. 4.
Fig. 3c zeigt einen stark gestörten "0"-Puls im Zeittelegramm 31. Verwendet man wiederum die in Fig. 4 gezeigte Tabelle, so ergibt sich am Ausgang Q des R/S-Flip-Flops 44 ein durch die Filterung völlig ungestörter "0"-Puls, der - wie der ungestörte "0"-Puls aus Fig. 3a - aus sieben hintereinanderfolgenden Signalen mit dem binären Wert "1" besteht. Durch das Filter 3 ist also eine erhebliche Verbesserung des Zeittelegramms 31 erreicht worden, so daß das Zeittelegramm 31 auch an Orten mit mäßigen oder gar schlechten Empfangsbedingungen verwertet werden kann. Ganz anders als bei den ungestörten "0"- oder "1"-Pulsen verhält es sich mit dem Kontrollsignal 33. Während das Kontrollsignal 33 bei ungestörten "0"- und "1"-Pulsen nach jedem Takt des Oszillators 41 durchweg den Wert "0" aufweist, weist das Kontrollsignal 33 bei einem Puls nach Fig. 3c insgesamt 11 mal den Wert "1" auf und zeigt damit deutlich die erhebliche Störung des "0"-Pulses an. Zum ersten Mal weist das Kontrollsignal 33 den Wert "1" nach dem fünften Takt des Oszillators 41 auf (vgl. dazu die Tabelle in Fig. 4). Dasselbe gilt für die Takte 6, 12, 13 usw., wobei auch während der letzten drei Takte das Kontrollsignal 33 jeweils den Wert "1" aufweist. Fig. 3c shows a strongly disturbed "0" pulse in the time telegram 31st If the table shown in FIG. 4 is used again, the output Q of the R / S flip-flop 44 results in a "0" pulse which is completely undisturbed by the filtering and which, like the undisturbed "0" pulse from FIG . 3a - consists of seven consecutive signals with the binary value "1". A significant improvement in the time telegram 31 has thus been achieved by the filter 3 , so that the time telegram 31 can also be used at locations with moderate or even poor reception conditions. The control signal 33 is quite different from the undisturbed "0" or "1" pulses. While the control signal 33 with undisturbed "0" and "1" pulses has the value "0" after each cycle of the oscillator 41 , the control signal 33 has a total of 11 times the value "1" for a pulse according to FIG. 3c and thus clearly shows the significant disturbance of the "0" pulse. For the first time, the control signal 33 has the value "1" after the fifth cycle of the oscillator 41 (cf. the table in FIG. 4). The same applies to clocks 6, 12, 13 etc., with control signal 33 also having the value "1" during the last three clocks.
In gleicher Weise läßt sich aus Fig. 3d entnehmen, daß der abgebildete gestörte "1"-Puls im Zeittelegramm 31 nach Durchgang durch das Filter 4 als völlig ungestörter "1"-Puls im gefilterten Zeittelegramm 32 erscheint, da letzteres wiederum während 13 Takten den Wert "1" aufweist. Anders bei einem ungestörten "1"-Puls tritt aber während acht Takte der Wert "1" für das Kontrollsignal 33 auf, was wiederum darauf hinweist, daß der "1"-Puls beträchtlichen Störungen unterworfen ist.In the same way, it can be seen from Fig. 3d that the disturbed "1" pulse shown in the time telegram 31 after passing through the filter 4 appears as a completely undisturbed "1" pulse in the filtered time telegram 32 , since the latter again during 13 cycles Has a value of "1". Unlike in an undisturbed "1" pulse but during eight cycles of the value "1" for the control signal 33 occurs, again indicating that the "1" pulse is subjected to considerable disturbances.
Ein zum Kontrollsignal 33 inverses Signal wird auf der Anzeigeeinheit 8 mittels eines optischen Indikators 82, der die Form eines sogenannten "magischen Auges" aufweist, sichtbar gemacht. Durch die Sichtbarmachung eines zum Kontrollsignal 33 inversen Signals ist der Indikator 82 bei ungestörten Pulsen im Zeittelegramm 31 permanent sichtbar, so daß der Benutzer der Funkuhr eine Bestätigung über die guten Empfangsbedingungen an deren Aufstellungsort erhält.A signal inverse to the control signal 33 is made visible on the display unit 8 by means of an optical indicator 82 , which has the shape of a so-called "magic eye". By making a signal inverse to the control signal 33 visible, the indicator 82 is permanently visible in the case of undisturbed pulses in the time telegram 31 , so that the user of the radio clock receives confirmation of the good reception conditions at its installation site.
Da sämtliche aus den Fig. 3c und 3d ermittelten Kontrollsignale 33 relativ häufig auftreten, wird der Indikator 82 durch eine hier nicht näher interessierende Maßnahme von der Steuereinheit 6 im 1-Sekunden-Takt mit jeweils einer halbsekündigen Pause sichtbar gemacht. Damit werden dem Benutzer der Funkuhr in auffälliger Weise die relativ schlechten Empfangsbedingungen an deren Aufstellungsort erkennbar gemacht. Für den Fall, daß nur für kurze Zeit, beispielsweise für weniger als 0,5 Sekunden, das Kontrollsignal den Wert "1" annimmt und dann für eine längere Zeit, beispielsweise einige Sekunden, wieder den Wert "0" annimmt, wird das inverse Signal zum Kontrollsignal 33 für diese Zeitspanne, also für beispielsweise 0,5 Sekunden sichtbar gemacht, um dem Benutzer auch geringe Empfangsstörungen ausreichend deutlich anzuzeigen.Since all of the control signals 33 determined from FIGS. 3c and 3d occur relatively frequently, the indicator 82 is made visible by the control unit 6 in a 1-second cycle with a half-second pause in each case by a measure that is not of interest here. In this way, the user of the radio clock is made noticeably aware of the relatively poor reception conditions at its installation site. In the event that the control signal assumes the value "1" for only a short time, for example for less than 0.5 seconds and then assumes the value "0" for a longer time, for example a few seconds, the inverse signal becomes to the control signal 33 for this period of time, that is to say made visible for, for example, 0.5 seconds, in order to indicate to the user clearly even minor reception disturbances.
Wie aus Fig. 1 erkennbar, kann auf der Anzeigeeinheit 8 ein weiteres optisches Signal in Form eines Kreises 81 sichtbar gemacht werden. Die Sichtbarmachung erfolgt wiederum durch die Steuereinheit 6 und zwar in der Weise, daß der Kreis 81 sowohl dann sichtbar gemacht wird, wenn der Empfänger 2 eingeschaltet ist, als auch dann, wenn das letzte Zeittelegramm 31 vor Abschalten des Empfängers 2 relativ stark gestört war und daher das Kontrollsignal 33 relativ häufig aufgetreten ist. Auf diese Weise können durch den optischen Indikator 82 in Verbindung mit dem Kreis 81 folgende Betriebszustände der Funkuhr angezeigt werden:As can be seen from FIG. 1, a further optical signal in the form of a circle 81 can be made visible on the display unit 8 . The visualization is again carried out by the control unit 6 in such a way that the circuit 81 is made visible both when the receiver 2 is switched on and when the last time telegram 31 was relatively severely disturbed before the receiver 2 was switched off and therefore the control signal 33 has occurred relatively frequently. In this way, the following operating states of the radio clock can be indicated by the optical indicator 82 in connection with the circle 81 :
Betriebszustand 1:
Kreis 81 sichtbar und Indikator 82 dauersichtbar,
d. h. Empfänger 2 eingeschaltet,
verschwindendes Kontrollsignal, damit gute
Empfangsbedingungen.Operating state 1:
Circle 81 visible and indicator 82 permanently visible, ie receiver 2 switched on, disappearing control signal, so good reception conditions.
Betriebszustandbedingungen 2:
Kreis 81 sichtbar, Indikator 82 aber immer
wieder für 0,5 Sekunden bzw. im 1-Sekunden-Takt
sichtbar, d. h. Empfänger 2 eingeschaltet
und gelegentliche, häufige Störungen des
Zeittelegramms 31.Operating condition conditions 2:
Circle 81 visible, but indicator 82 always visible for 0.5 seconds or every 1 second, ie receiver 2 switched on and occasional, frequent disturbances of the time telegram 31 .
Betriebszustand 3:
Kreis 81 sichtbar, Indikator 82 aber weder
dauernd noch für 0,5 Sekunden noch im
1-Sekunden-Takt sichtbar, d. h. Empfänger 2
ausgeschaltet, letztes Zeittelegramm deutlich
gestört, Übernahme des Zeittelegramms in die
zeithaltende Schaltung 7 nicht erfolgt.Operating state 3:
Circle 81 visible, but indicator 82 is neither permanent nor visible for 0.5 seconds or every 1 second, ie receiver 2 switched off, last time telegram clearly disturbed, time telegram was not adopted in time-keeping circuit 7 .
Betriebszustand 4:
Weder Kreis 81 noch Indikator 82 in irgendeiner
Form sichtbar, d. h. Empfänger 2 ausgeschaltet,
letztes Zeittelegramm wurde als gefiltertes
Zeittelegramm 32 in die zeithaltende
Schaltung 7 übernommen, und - sofern notwendig
- die Zeitanzeige (nicht dargestellt)
auf der Anzeigeeinheit 8 wurde berichtigt.Operating state 4:
Neither circle 81 nor indicator 82 is visible in any form, that is, receiver 2 is switched off, the last time telegram was transferred to the time-keeping circuit 7 as a filtered time telegram 32 , and - if necessary - the time display (not shown) on the display unit 8 was corrected.
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