DE4319946C2 - Funkuhr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funkuhr.

In Japan wird jetzt versuchsweise unter der Aufsicht des Ministeriums für Post- und Fernmeldewesen eine Standardradio­ welle, der eine Zeitinformation überlagert ist, ausgesendet, und die betroffenen Behörden planen, die regelmäßige Aussen­ dung von Zeitinformation über Funk in naher Zukunft zu begin­ nen. Es besteht daher eine zunehmende Nachfrage nach Uhren, die ihre Zeit anhand der die Zeitinformation enthaltenden Radiowelle einstellen. In Amerika und Deutschland werden Radiowellen mit überlagerter Zeitinformation ausgesendet, und Uhren, die diese Radiowellen empfangen und sie zur Zeitein­ stellung benutzen, sind im Handel erhältlich. Diese Länder verwenden dasselbe Format für die Übertragung der Zeitinfor­ mation. Das heißt ein Rahmen ist eine Minute lang und enthält Werte für die Minute, die Stunde, den Tag, den Wochentag, den Monat, das Jahr, etc. in der Form von BCD-Codes (binär codierte Dezimalcodes), die mit Pulsdauermodulation bei 1 Hz pro Bit übertragen werden, und entweder die Anstiegsflanke oder die Abfallflanke des ersten Impulses eines Rahmens ist genau mit 0 Sekunden synchronisiert. Eine typische herkömmli­ che Funkuhr ist so ausgebildet, daß die Zeiteinstellung er­ folgt durch Aufnahme der Zeitinformation eines Rahmens oder mehrerer Rahmen von dem Zeitpunkt an, zu dem das Null-Sekun­ densignal zuerst empfangen wurde, nachdem der Radiowellen­ empfang begonnen wurde.

Die oben beschriebene herkömmliche Funkuhr weist einen Bereitschaftszustand auf, der maximal für eine Minute vom Beginn des Empfangs der Radiowelle bis zum Beginn der Auf­ nahme der Zeitinformation anhält, was die zur Zeiteinstellung erforderlicher Zeit verlängert und entsprechend den Energieverbrauch erhöht.

Aus der DE 31 44 321 A1 ist eine Funkuhr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Die Druckschrift führt aus, das die aktivierte Funkuhr Signale empfängt und mit Hilfe eines leistungsfähigen Mikrorech­ ners solange verarbeitet bis ein vollständiges geprüftes Zeittelegramm zu­ sammen ist. Wie dies im einzelnen erfolgen soll, läßt sich der Druck­ schrift jedoch nicht entnehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Funkuhr zu schaffen, die in der Lage ist, die Zeiteinstellung bzw. die Zeitkorrektur in einer kurzen Zeitspanne auszuführen.

Ausgehend von einer Uhr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird diese Aufgabe durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Funkuhr gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Beispiel des Formats der Zeitinformation, die einer Radiowelle überlagert ist, und

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise zur Zeiteinstellung wieder­ gibt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung zählt eine Zeitzähleinrichtung 1 die Zeit, und eine Anzeigeeinrichtung 2 zeigt die von der Zeitzähleinrichtung 1 gezählte Zeit an. Eine Empfangseinrichtung 3 empfängt eine Radiowelle, die Zeitinformation enthält, und umfaßt eine Antenne 3a sowie eine Empfangsschaltung 3b, die ein Signal von der Antenne 3a verstärkt und de­ tektiert. Eine Zeitinformationsentnahmeeinrichtung 4 entnimmt die in der von der Empfangseinrichtung 3 empfangenen Radiowelle enthaltene Zeitinfor­ mation. Ein Zähler 5 zählt die Anzahl von Bits der mittels der Zeitinformationsentnahmeeinrichtung 4 entnommenen Zeitinformation. Eine Null-Sekunden-Informationsdetektoreinrichtung 6 erfaßt die Null-Sekunden- Information auf der Basis der von der Zeitinformationsentnahmeeinrichtung 4 gelieferten Zeitinformation. Eine Empfangssteuereinrichtung 7 steuert den Empfangsbetrieb der Empfangs­ einrichtung 3 auf der Basis des Werts des Zählers 5 und des Zeitpunkts, zu dem die Detektoreinrichtung 6 die Null-Sekun­ den-Information feststellt. Eine Zeiterrechnungseinrichtung 8 errechnet die momentane Zeit auf der Basis der von der Zeitinformationsentnahmeeinrichtung 4 gelieferten Zeitinfor­ mation. Eine Zeiteinstelleinrichtung 9 (Zeitkorrektureinrich­ tung) korrigiert die von der Zeitzähleinrichtung 1 gezählte Zeit auf der Basis der von der Zeiterrechnungseinrichtung 8 errechneten momentanen Zeit.

Fig. 2 zeigt das Codeformat der Zeitinformation, die gegen­ wärtig in Japan ausgesendet wird. Informationsteile betref­ fend die Minute, die Stunde, den Tag, etc. sind gruppenweise angeordnet, und eine Unterscheidung zwischen "1" und "0" erfolgt durch Änderung der Pulsdauer. Es sei angemerkt, daß die Information bezüglich des Tages den gegenwärtigen Tag in der Form einer Gesamtanzahl von Tagen gezählt vom 1. Januar an repräsentiert. Der Impuls steigt mit jeder Sekunde an. Eine Pulsdauer von 500 ms repräsentiert eine "1", während eine Pulsdauer von 800 ms eine "0" repräsentiert. Eine Puls­ dauer von 200 ms dient der Kennzeichnung einer Pause zwischen Rahmen und einer Pause zwischen Informationsteilen über die Minute, die Stunde, den Tag, etc. Die Gewichtung jedes Impul­ ses ist vorbestimmt. Die in Fig. 2 dargestellte Zeitinforma­ tion repräsentiert 42 Minuten nach 18 Uhr am 253. Tag. Die Pulsdauer für die erste und die letzte Sekunde in einem Rahmen ist 200 ms. Von zwei aufeinanderfolgenden Signalen einer Pulsdauer von 200 ms repräsentiert also die Anstiegs­ flanke des zweiten Impulses 0 Sekunden. Das heißt, die An­ stiegsflanke des zweiten Impulses ist die Null-Sekunden- Information.

Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 3 soll nun die Arbeitsweise der Zeiteinstellung erläutert werden.

Wenn eine Zeitkorrektur durch manuelle Auslösung oder automa­ tisch zu einer vorgegebenen Zeit beginnt, versorgt die Emp­ fangssteuereinrichtung die Empfangseinrichtung 3 mit Energie, stellt den Zähler 5 zurück und startet dann den Empfang einer Zeitinformation enthaltenden Radiowelle (Schritt A).

Die empfangene Zeitinformation wird sofort von der Zeitinfor­ mationsentnahmeeinrichtung 4 aufgenommen. Die Zeitinformation wird seriell von der ersten Anstiegsflanke des empfangenen Zeitinformationssignals aufgenommen, und die Anzahl von Bits der empfangenen Information wird von dem Zähler 5 gezählt. Wenn die Null-Sekunden-Information von der Detektoreinrich­ tung 6 erfaßt wird, bestimmt die Empfangssteuereinrichtung 7 eine Anzahl von danach zu empfangenden Zeitinformationsbits nach Maßgabe des Werts des Zähler 5 zu diesem Zeitpunkt.

Es soll nun die Anzahl von Bits, die die einzelnen Zeitinfor­ mationsteile darstellen, erläutert werden. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein Rahmen 60 Bits, und jedes entspricht einer Sekunde. Das erste Bit des Rahmens ist die Null-Sekun­ den-Information. Eine Gruppe von 8 Bits, die der Null-Sekun­ den-Information folgt, stellt die Minuteninformation dar. Eine Gruppe von 7 Bits, die der Minuteninformation nach einem Abstand von 3 Zwischenbits folgt, stellt die Stundeninforma­ tion dar. Eine Gruppe von 12 Bits, die der Stundeninformation nach einem Abstand von 3 Zwischenbits folgt, stellt die Tagesinformation dar. Die folgenden 26 Bits enthalten eine andere Information.

Wenn der Wert des Zählers 5 zum Zeitpunkt der Erfassung der Null-Sekunden-Information nicht größer als "38" ist, bedeutet dies, daß keine der Minuten-, Stunden- und Tagesinformation komplett aufgenommen wurde. In einem solchen Fall hebt die Empfangssteuereinrichtung 7 die Stromversorgung zur Empfangs­ einrichtung 3 auf, um den Empfangsbetrieb zu beenden, wenn 33 Bits Zeitinformation nach Erfassung der Null-Sekunden-Infor­ mation aufgenommen wurden. Anders ausgedrückt, wenn 33 Bits Zeitinformation aufgenommen wurden, nachdem die Null-Sekun­ den-Information erfaßt wurde, dann kann die Minuten-, die Stunden- und die Tagesinformation vollständig erhalten werden (Schritt B).

Die Zeitinformationsentnahmeeinrichtung 4 enthält ein Regi­ ster zur Speicherung beispielsweise von 60 Informationsbits. Wenn sie mehr als 60 Bits Zeitinformation aufgenommen hat, überschreibt sie nacheinander die gespeicherten Zeitinforma­ tionsteile von vorn an. Wenn beispielsweise der Empfang am Punkt A im Rahmen gemäß Darstellung in Fig. 2 begonnen wird, werden 67 Bits Zeitinformation vom Punkt A zum Punkt B im nachfolgenden Rahmen aufgenommen. In diesem Fall wird die Information der ersten 7 Bits, die vom Beginn der Zeitinfor­ mationsentnahme entnommen wurden, durch die Information der letzten 7 Bits durch Überschreiben der gespeicherten Informa­ tion ersetzt. Anders ausgedrückt, nach Abschluß der Zeitin­ formationsentnahme sind in der Zeitinformationsentnahmeein­ richtung 4 60 Bits Information im Bereich vom Punkt B zum Punkt B im nachfolgenden Rahmen gespeichert.

Wenn der Wert des Zählers 5 zum Zeitpunkt der Erfassung der Null-Sekunden-Information im Bereich von "39" bis "48" liegt, hebt die Empfangssteuereinrichtung 7 die Stromversorgung zur Empfangseinrichtung 3 zum Beenden des Empfangsbetriebs auf, wenn nach Feststellung der Null-Sekunden-Information 18 Bits Zeitinformation aufgenommen wurden. Die Tatsache, daß der Wert des Zählers 5 im Bereich von "39" bis "48" liegt, bedeu­ tet, daß allein die Tagesinformation komplett aufgenommen wurde, die Minuten- und die Stundeninformation jedoch noch nicht vollständig aufgenommen wurde. Wenn daher die 18 Bits Zeitinformation, die der Null-Sekunden-Information folgen, aufgenommen werden, kann man die Minuteninformation und die Stundeninformation komplett erhalten (Schritt C).

Wenn der Wert des Zählers 5 zum Zeitpunkt der Erfassung der Null-Sekunden-Information im Bereich von "49" bis "59" liegt, hebt die Empfangssteuereinrichtung 7 die Stromversorgung zur Empfangseinrichtung 3 zum Beenden des Empfangsbetriebs auf, wenn 8 Bits Zeitinformation nach Erfassung der Null-Sekunden- Information aufgenommen wurden. Die Tatsache, daß der Wert des Zählers 5 im Bereich von "49" bis "59" liegt, bedeutet, daß die Stundeninformation und die Tagesinformation komplett aufgenommen wurden, die Minuteninformation dagegen noch nicht komplett aufgenommen wurde. Wenn daher der Null-Sekunden- Information folgend 8 Zeitinformationsbits aufgenommen wer­ den, kann auch die Minuteninformation komplett aufgenommen werden (Schritt D).

Es sei angemerkt, daß, wenn der Wert des Zählers 5 zum Zeit­ punkt der Erfassung der Null-Sekunden-Information "60" ist, dies bedeutet, daß sowohl die Minuteninformation als auch die Stundeninformation und die Tagesinformation komplett aufge­ nommen wurden. Daher hebt die Empfangssteuereinrichtung 7 die Stromversorgung zur Empfangseinrichtung 3 zur Beendigung des Empfangsbetriebs auf, wenn die Null-Sekunden-Information erfaßt wird. Nach Abschluß des Empfangs der Zeitinformation in der oben beschriebenen Weise errechnet die Zeiterrech­ nungseinrichtung 8 die momentane Zeit auf der Basis der auf­ genommen Zeitinformation, und die Zeiteinstelleinrichtung 9 korrigiert die von der Zeitzähleinrichtung 1 gezählte Zeit auf der Grundlage der errechneten momentanen Zeit.

Die Errechnung der momentanen Zeit durch die Zeiterrechnungs­ einrichtung 8 soll nachfolgend beschrieben werden.

Wenn die Tagesinformation vor der Null-Sekunden-Information und die Minuteninformation sowie die Stundeninformation nach der Null-Sekunden-Information aufgenommen werden, und die Stundeninformation und die Minuteninformation "00 : 00" reprä­ sentieren, dann bedeutet dies, daß sich das Datum im Moment der Aufnahme der Null-Sekunden-Information geändert hat. Daher wird die Tagesinformation um einen Tag weitergestellt und dann mit der Stundeninformation und der Minuteninforma­ tion zum Erhalt der Zeitinformation zusammengeführt. Dann wird eine Minute zur Zeitinformation addiert und die resul­ tierende Zeitinformation an die Zeiteinstelleinrichtung 9 geliefert.

Wenn die Stundeninformation und die Tagesinformation vor der Null-Sekunden-Information und die Minuteninformation nach der Null-Sekunden-Information aufgenommen werden und die Minu­ teninformation "00" Minuten repräsentiert, dann bedeutet dies, daß die Stunde im Moment der Aufnahme der Null-Sekun­ den-Information vorgerückt ist. Daher wird die Stundeninfor­ mation um eine Stunde vorgestellt und dann mit der Tagesin­ formation und der Minuteninformation zum Erhalt der Zeitin­ formation zusammengeführt. Es sei angemerkt, daß, wenn die Zeitinformation "00" Stunden wird, wenn die Stundeninforma­ tion weitergestellt wird, daß dann auch die Tagesinformation um einen Tag vorgestellt wird. Eine Minute wird zu der auf diese Weise erhaltenen Zeitinformation addiert und die resul­ tierende Zeitinformation wird der Zeiteinstelleinrichtung 9 geliefert.

Es ist anzumerken, daß, wenn die Zeitinformation nicht in oben beschriebener Weise vorgestellt werden muß, die momen­ tane Zeitinformation einfach durch Zusammensetzen der aufge­ nommenen Zeitinformationsteile betreffend die Minute, die Stunde und den Tag aufgenommen werden kann. Die Zeitkorrektur erfolgt also unter Verwendung der in oben beschriebener Weise errechneten Zeitinformation. Die Zeiteinstelleinrichtung 9 korrigiert die von der Zeitzähleinrichtung 7 gezählte Zeit unter Verwendung der errechneten Zeitinformation eine Minute nachdem die Zeitzählung zum Zeitpunkt der Erfassung der Null- Sekunden-Information durch die Detektoreinrichtung 6 begonnen wurde.

Obwohl bei dem voranstehenden Ausführungsbeispiel die Anord­ nung so getroffen ist, daß, wenn der Empfang einer Radiowelle durch die Empfangseinrichtung 3 beginnt, die Aufnahme der Zeitinformation, die in der Radiowelle enthalten ist, beginnt, ist darauf hinzuweisen, daß die beschriebene Anord­ nung nicht notwendigerweise ausschließlich ist, und daß das System auch so ausgebildet sein kann, daß die Zeitinformation eines Rahmens von dem Zeitpunkt an aufgenommen wird, zu dem die Pauseninformation, die eine Pause zwischen Zeiteinheiten, also etwa Minute, Stunde, etc., repräsentiert, das erste Mal nach Beginn des Empfangs der Radiowelle empfangen wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit dem Beginn des Emp­ fangs einer eine Zeitinformation enthaltenden Radiowelle zugleich auch die Aufnahme der Zeitinformation gestartet, und der Empfangsbetrieb wird beendet, wenn die geringste zur Errechnung der momentanen Zeit erforderliche Menge an Zeitin­ formation aufgenommen wurde. Daher gibt es keinen unnötigen Energieverbrauch während des Empfangs der Radiowelle. Wenn die Anordnung so getroffen wird, daß die Zeitinformation auf­ genommen wird, bis eine Pause zwischen Zeiteinheiten empfan­ gen wird, dann kann die momentane Zeit auf einfache Weise errechnet werden.

Claims (3)

1. Funkuhr, umfassend:
eine Anzeigeeinrichtung (2) zur Zeitanzeige,
eine Empfangseinrichtung (3) um Empfang einer Zeitinformation enthaltenden Radio­ welle,
eine Zeitinformationsentnahmeeinrichtung (4) zur Entnahme der in der Radiowelle ent­ haltenen Zeitinformation, wobei die Zeitinformationsentnahmeeinrichtung (4) mit Empfangsbe­ ginn durch die Empfangseinrichtung (3) beginnt, die Zeitinformation aufzunehmen,
eine Verarbeitungseinrichtung zum Zusammenstellen eines vollständigen Zeittele­ gramms aus der aufgenommenen Zeitinformation, und
eine Zeiteinstelleinrichtung (9) zur Korrektur der von der Anzeigeeinrichtung (2) ange­ zeigten Zeit auf der Basis des mittels der Zeitinformationsentnahmeeinrichtung (4) aufgenom­ menen Zeittelegramms,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verarbeitungseinrichtung umfaßt:
eine Zähleinrichtung (5) zum zählen der Anzahl empfangener Bits der Zeitinformation seit Empfangsbeginn,
eine Null-Sekunden-Detektoreinrichtung (6) zum Erfassen einer in der Zeitinformation enthaltenen Null-Sekunden-Information, und
eine Entscheidungseinrichtung (7) zur Bestimmung der Anzahl von nach Erfassen der Null-Sekunden-Information noch aufzunehmenden Bits der Zeitinformation nach Maßgabe des Zählwerts der Zähleinrichtung (5) im Moment des Erfassens der Null-Sekunden-Information.

2. Funkuhr nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Zeiterrechnungsein­ richtung (8), die die Datums-Information des empfangenen Zeittelegramms um eins inkremen­ tiert, wenn die Datums-Information vor dem Erfassen der Null-Sekunden-Information aufge­ nommen wurde und danach eine Null-Stunden- und Null-Minuten-Information aufgenommen wurde.

3. Funkuhr nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Zeiterrechnungsein­ richtung (8), die die Stunden-Information des empfangenen Zeittelegramms um eins inkremen­ tiert, wenn die Datums- und die Stunden-Information vor dem Erfassen der Null-Sekunden-In­ formation aufgenommen wurde.