EP0180155B1

EP0180155B1 - Funkuhr

Info

Publication number: EP0180155B1
Application number: EP85113560A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Allgaier; Wolfgang Ganter
Original assignee: Junghans Uhren GmbH
Current assignee: Junghans Uhren GmbH
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1992-12-23
Anticipated expiration: 2005-10-25
Also published as: US4650344A; EP0180155A3; DE3586924D1; DE3439638C1; ATE83866T1; JPS61191981A; EP0180155A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkuhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine solche, mit einer Gangreserve in Form einer eigenen Taktschaltung ausgestattete (und wegen dieser internen Zeithaltung auch als "autonom" bezeichnete), Funkuhr ist beschrieben in dem Beitrag von H. Effenberger "Mikroprozessorgesteuerte Funkuhr mit Analoganzeige" im Berichtsband über das 4. Darmstädter Kolloquium "FUNKUHREN" (1983), herausgegeben von Prof. W.Hilberg, S. 104-109. Es handelt sich um eine Zeigeruhr mit Einrichtungen zur Zeigerstands-Erfassung und zum automatischen Richtigstellen der Zeiger aus einer beliebigen momentanen Fehlanzeige heraus. Bei Inbetriebnahme einer solchen Uhr (z.B. nach dem Austausch ihrer Batterie) werden die Zeiger, angetrieben mittels Schrittmotoren aus der internen Taktschaltung, zunächst im Eilgang in eine Referenzstellung gedreht. In dieser bleiben sie danach so lange stillstehen, bis der Funkempfänger eine kodierte Zeitinformation empfangen hat, aus der er den zutreffenden aktuellen Zeitpunkt dekodieren konnte. Daß die Zeiger währenddessen in einer definierten Referenz-Stellung (gewöhnlich in der 12-Uhr-Stellung) stillstehen, das ist für den Betrachter schon ein untrügliches Zeichen dafür, daß diese Zeigerstellung momentan noch keine Zeit-Anzeige darstellt - es bedarf deshalb eigentlich garnicht der bei Effenberger zusätzlich vorgesehenen Leucht-Anzeige über die Tatsache, daß gerade ein solcher Synchronisiervorgang abläuft. Wenn schließlich aus den empfangenen und demodulierten Impulsfolgen (den sogenannten Zeittelegrammen) der aktuell bevorstehende Zeitpunkt zweifelsfrei dekodiert ist, dann wird der Empfänger wieder abgeschaltet, um die Batterieversorgung zu entlasten. Jener dekodierte Zeitpunkt ist ein Zahlenwert, der als Winkelstellungs-Sollwert an einen Komparator eines Microprozessors übergeben wird. Das bewirkt, daß die Zeiger nun wieder aus der internen Taktschaltung angetrieben und in die Winkelstellungen gedreht werden, die der Anzeige jenes zahlenmäßig vorgegebenen Zeitpunktes entsprechen. Die Zeiger bewegen sich dabei abermals im Eilgang, woraus selbst der Laie erkennt, daß es sich während dieses Richtlaufes aus der bisherigen Referenzstellung heraus auch noch nicht um eine Zeitanzeige handelt, sondern erst um den (Drehbewegungs-) Weg dorthin. Ab der schließlich erreichten, aktuell richtigen Anzeigestellung werden die Zeiger daraufhin (wiederum von der internen Taktschaltung) zeithaltend weiterbewegt, so daß der Betrachter ab nun die normale Anzeige einer Zeiger-Uhr vor sich hat. Nach gewisser Betriebszeit der Uhr wird der Empfänger zwar vorübergehend wieder eingeschaltet, um eine neue absolute Zeitinformation zu empfangen, und der Prozessor vergleicht den daraus dekodierten Zahlenwert mit der aktuellen Zeigerwinkelstellung; was aber bei zutreffender Zeitanzeige für die Zeigerbewegung (und damit für den Betrachter) ohne Auswirkung ist. Nur im Falle einer Differenz (also bei einer momentan unrichtigen Zeitanzeige) wird diese mittels der internen Taktschaltung im Eilgang korrigiert. Danach läuft die Uhr bei abgeschaltetem Empfänger wieder autark, also wieder zeithaltend getaktet richtig weiter.
Die DCF-Funkübermittlung solcher im Minutenabstand binärkodiert ausgesandter Zeittelegramme ist in dem Beitrag "Uhren durch Funk gesteuert" von M.Schlegel in VDI-Nachrichten No.3 (Jan.1977) erläutert: Ein HF-Signal im Langwellen-Spektrum erfährt zu jeder Sekunde eine Modulation in Form einer Amplitudenabsenkung von entweder kürzerer oder längerer Dauer. Der Beginn jeweils einer neuen Minute, und damit des nächsten binärkodierten Zeittelegrammes, ist durch eine Minutenmarke (in Form einer zur 59. Sekunde jeden Zyklus' fehlenden Amplitudenabsenkung) gekennzeichnet. Die dementsprechend im Minutenraster empfangene und demodulierte Folge von langen und kurzen Empfangsimpulsen stellt (bezüglich der jeweils gerade bevorstehenden Minute) die vollständige Binärkodierung der aktuellen Zeit von der Minuteninformation an aufwärts dar. Das ist näher dargestellt im Beitrag "Die codierte Zeitübertragung nach DCF 77" von J.R.Wonnay in Band 26 (1975) des Jahrbuches der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie (dort Abschnitt J Seiten 1-20); wo auch eingegangen wird auf die bei der empfangsseitigen Dekodierung gegebenen Möglichkeiten zur Überprüfung, ob es sich beim dekodierten Zahlenwert um eine zutreffende Zeitinformation handelt, oder um eine auf lokalen bzw. externen Störungen beruhende Fehlinformation. Letztere wird ignoriert, also nicht zur Zeiger-Winkelstellungskontrolle herangezogen. Wenn dagegen der dekodierte Zahlenwert als gültig erkannt ist, wird er bei einer Digitaluhr direkt zur digitalen Zeitanzeige ausgelesen, während er für eine elektromechanisch (etwa mittels Zeigern) anzeigende Uhr als Sollstellung in den oben schon erwähnten Winkelstellungs-Komparator zur Zeigerstands-Kontrolle und -Korrektur übergeben wird.
Diese übergebene Zeitinformation ist also ein bloßer Zahlenwert. Das Sekundenraster der sendeseitigen Kodierung ist deshalb in ihm in keiner Form mehr enthalten. Bei Bedarf muß eine fortlaufende Sekundeninformation empfängerseitig gesondert erzeugt, mit der aktuellen Minutenmarke synchronisiert und aufgezählt werden. Die Schrittmotor-Ansteuerungen zur korrigierenden (Eilgang) oder zeithaltenden (Normalgang) Zeigerbewegung können daher nicht aus der dekodierten Zeitinformation heraus erfolgen, dafür ist die gattungsgemäße Uhr mit der autarken internen Taktschaltung ausgestattet.
Wenn nach Inbetriebnahme der Uhr beim späteren, vorübergehenden Wieder-Einschalten des Empfängers (zur Kontrolle und erforderlichenfalls zur Korrektur der momentanen Zeitanzeige) aus der demodulierten Impulsfolge die aktuelle Zeitinformation aufgrund irgendwelcher Störungen nicht eindeutig dekodiert werden kann, dann findet garnicht erst eine Überprüfung der momentanen Zeigerstellung statt - die Uhr läuft mit ihrer internen zeithaltenden Fortschaltung weiter. Dieser Überbrückungs-Betrieb, mit mangels plausibler Funk-Zeitinformation nicht-funkbestätigter Zeiger-Zeitanzeige, wird bei der gattungsgemäßen Funkuhr (nach Effenberger) durch ein Leuchtdioden-Sperrsignal dargeboten. Solche Leuchtsignale mögen bei einer elektrooptisch anzeigenden Digitaluhr angängig sein, aber im Zifferblatte eines stilistisch ausgewogenen Zeigeruhren-Design wirken sie als Fremdkörper, nämlich als äußerst störend. Und ein solcher, während längerer Störung nicht wieder verlöschender, Indikator in Form der Sperrsignal-Leuchte ist für den technischen Laien, der sich diese Uhr modernster Technologie in die Stube gestellt hat, nicht gerade besonders motivierend; eher ist er über die gepriesene neue Technologie enttäuscht: Vor allem wenn er die Funkuhr in Betrieb setzen will, aber damit nur erreicht, daß die Zeiger zwar noch vorschriftsmäßig in ihre Referenzstellung laufen, aber mangels dekodierbaren Empfangs (also mangels einer aktuellen Zeitinformation zum Stellen der Zeiger-Zeitanzeige) in dieser Ausgangsstellung dann stillstehen bleiben - da ist dem Konsumenten das Aufleuchten der Sperrlampe dann auch kein Trost mehr, zumal sie ihm nichts Verständliches über den Grund der augenscheinlichen Fehlfunktion vermittelt.
Einem derartigen Stande der Technik gegenüber gilt es deshalb, bei einer gängigen, gattungsgemäßen Zeiger-Uhrzeitanzeige ohne das Erfordernis artfremder (insbesondere physiologisch oder ästhetisch störender) zusätzlicher Anzeigemittel doch eine ohne weiteres auch für den Laien interpretierbare Information über die Tatsache zu vermitteln, ob (insbesondere bei Betriebsaufnahme) momentan der Funkempfang der kodierten Zeitinformation entweder gestört oder aber regulär (und deshalb in Kürze zur korrekten Zeiger-Stellung führend) ist.
Schon in der DE-A-3 015 312 wird eine bei Empfangsstörungen aussagelose Ziffernfolge, oder gar eine Darstellung des Zeitimpulsempfangs durch blinkende Leuchtdioden, als verwirrend oder jedenfalls störend verworfen. Als sinnvoller und kundenfreundlicher wird es dagegen für solche gestörte Empfangssituation angesehen, eine physikalische Vergleichsinformation auszugeben. Diese beruht dort auf einem elektronischen Vergleich der demodulierten Empfangsimpulse mit in der Uhr empfangsseitig vorgegebenen Normimpulsen. Dem Betrachter der Uhr wird so eine ziffernmäßige Information über die aktuelle Empfangsqualität zur Verfügung gestellt, ggf. zusammen mit einer Schwellenkennzahl, die deutlich überschritten sein muß, damit über eine ausreichende Zeitspanne hinweg fehlerfreier Empfang demodulierbarer absoluter Zeitinformationen erwartet werden darf. Wenn also die Funkuhr so ungünstig aufgestellt ist, daß garkein ausreichender Empfang für eine Korrektur der momentanen Zeitanzeige möglich ist - Anzeige einer zu niedrigen Qualitätskennzahl - , dann muß die in die Funkuhr eingebaute Empfangsantenne anders orientiert oder positioniert werden, um die aktuelle Zeit dekodieren und die Anzeige darauf korrigieren zu können. Allerdings ist eine solche digitale Qualitäts-Kennziffernanzeige in einer Konsum-Funkuhr mit Zeiger-Zeitanzeige an sich auch unzumutbar, denn sie stört noch stärker als die vorerwähnten Leuchtdioden eine ausgeglichene Zifferblattgestaltung; und für den Laien ist diese Empfangsindikator-Ziffernanzeige ebenfalls ohne die wünschenswerte Aussagekraft, eher abschreckend.
Ebenfalls nicht um eine gattungsgemäße Funkuhr mit Zeiger-Zeitanzeige handelt es sich bei der Funkuhr mit Digitalanzeige gemäß der Bauanleitung von R.Gößler "Mikrocomputergesteuerte Funkuhr im Miniformat" in FUNKSCHAU 1979 Hefte 14 (S.839-842), 15 (S.891-895), 16 (S.959-962) 17 (S.1027-1029 und 18 (S.1081-1083). Nicht für den Konsumenten, der die Uhrenanzeige betrachtet, sondern für den Hersteller (und später vielleicht auch einmal für den Servicetechniker) ist im Inneren des Bausatzes als Empfangsabgleich-Hilfe bzw. zur Fehlersuche eine Leuchtdiode an den Komparatorausgang geschaltet. Wenn sich bei, unter Berücksichtigung der momentanen Antennenausrichtung, schon optimierter Empfänger-Einstellung nach längerer Beobachtungszeitspanne schließlich eine gleichmäßige Blinkfolge eingestellt habe, dann erst habe es Zweck, mit dem übrigen Schaltungsabgleich weiterzumachen (a.a.O. Seite 962, linke und rechte Spalte). Nach Fertigstellung der schließlich mit einem Gehäuse umgebenen Funkuhrenschaltung ist natürlich diese Abgleichhilfe von außen nicht mehr sichtbar - für die Übermittlung einer Empfangsgüte-Information an den Konsumenten ist sie also weder vorgesehen noch geeignet. Wenn andererseits eine solche dauernd blinkende Leuchtdiode bei einer Zeiger-Zeitanzeige von außen sichtbar wäre, dann würde sie wieder den schon anderweitig als optisch störend verworfenen Fremdkörper im Zifferblatt darstellen. Irgendein Hinweis auf einen mit einer ausgewogenen Zeiger-Zeitanzeige gestalterisch verträglichen Empfangssignal-Indikator ist also auch diesem Vorschlag eines gesonderten internen Hilfssignalgebers, selbst nachträglich, weder aufgabenmäßig noch gar als Lösungs-Ansatz zu entnehmen.
Eine dem Sekundenblinker vergleichbare, allerdings akustische Darbietung ist bei einer digital anzeigenden Funkuhr gemäß der GB-A-2 019 054 bekannt, wo (zusätzlich zu visueller Fehler-Anzeige) aus dem Zeitdekoder ein akustischer Signalgeber (der im übrigen auch als Alarmsignalgeber bei Erreichen eines vorgegebenen Weckzeitpunktes dienen kann) beispielsweise zu Beginn einer jeden Sekunde kurz angesteuert wird. Das stellt natürlich für die Umgebung eine noch viel unangenehmere Belästigung dar, als ein ständiges oder gar intermittierendes Leuchtsignal; weshalb - und auch zur Reduzierung des Leistungsbedarfes aus der Batterie - diese akustische Impulsabstrahlung abschaltbar (und damit dann natürlich wirkungslos) ist !
Um eine Funkuhr gattungsgemäßer Art oder auch nur gattungsähnlicher Art handelt es sich dagegen überhaupt nicht einmal mehr, wenn über Funk keine vollständigen, also kodierten aktuellen Zeitinformationen übertragen und in der autonom zeithaltend laufenden Uhr zur gelegentlichen Kontrolle und ggf. zur Justage der Zeiger-Winkelstellung ausgewertet werden; sondern wenn gemäß der alten Technik der Uhrennetze nur Fortschaltimpulse für das Weiterrücken einer nicht-autonomen Zeitanzeige übertragen werden, wie etwa beschrieben von G.Krug "Funkferngesteuerte Uhren" in "Uhren und Schmuck" Bd.9/No.2 (1971) S. 57-59. Solch eine Fortschalt-Fernsteuerung ist allenfalls insofern relativ störsicher, als in der Uhr keine absolute Zeitinformation dekodiert werden muß. Kommt es aber einmal zu einer Fehlanzeige (z.B. schon bei der Inbetriebnahme der Uhr mit der zufällig gerade gegebenen Zeigerstellung, oder später aufgrund eines übertragungsbedingt ausgefallenen Fortschaltimpulses, und außerdem nach jedem Sommerzeit-Winterzeit-Wechsel), dann wird die Anzeige danach falsch weitergetaktet; denn eine selbsttätige Anzeigekorrektur ist dort mangels Vorliegens einer absoluten Zeitinformation, oder auch nur einer aktuellen Zeigerstandsinformation, nicht möglich. Deshalb stellt sich hier das Problem garnicht, das Fehlen einer zur Korrektur zu empfangenden, dekodierbaren absoluten Zeitinformation zu signalisieren.
Das gilt ebenso für die andere Uhren-Fernsteuerung, bei der es sich zwar um eine autonome Uhr aber mangels Übermittlung einer dekodierbaren absoluten Zeitinformation ebenfalls nicht um eine Funkuhr gattungsgemäßer Art handelt: Wenn - etwa gemäß US-A 4 315 332 - in einem Erwartungszeitraum das bekannte Rundfunk-Zeitzeichen empfangen und dann im Falle einer momentanen Anzeigeabweichung die Anzeige auf den damit vorgegebenen Nenn-Zeitpunkt (üblicherweise den Beginn einer Stunde oder eines Tages) synchronisiert wird. Bei der EP-A2-0 042 913 ist zusätzlich eine Korrektur der bisher benutzten internen Zeitbasis nach Maßgabe der aktuell aufgetretenen Anzeigeabweichung vom Nenn-Zeitpunkt vorgesehen - die Anwendung solcher Korrekturmaßnahmen bei einer Funkuhr gattungsgemäßer Art wird dort aber ausdrücklich verworfen ! Auch diese Nennzeitpunkt-Synchronisierung ist wieder nur insofern relativ störfest, als nur das Auftreten der Synchronisations-Zeitmarke demoduliert wird, aber nicht außerdem noch eine absolute Zeitinformation dekodiert werden muß. Wenn allerdings einmal, etwa bei der Inbetriebnahme oder aufgrund eines sich akkumulierenden Fehlganges, der in der Uhr schaltungstechnisch vorgegebene Fangbereich von der tatsächlichen Zeit zu weit abliegt, dann kann die Rundfunk-Synchronisiermarke nicht mehr empfangen werden, und die Zeitanzeige läuft künftig falsch weiter. Ein etwaiger Indikator über die Qualität des zu empfangenden Funksignales wäre also auch hier ohne Bedeutung, da selbst bei guten Empfangsgegebenheiten das verpaßte Signal nichts mehr nutzt. Außerdem kann systembedingt allenfalls eine Korrektur von einer begrenzten Abweichung in der Minutenanzeige stattfinden, nicht aber eine Korrektur der Stundenanzeige. Die Uhr läuft deshalb auch dann schon falsch weiter, wenn z.B. bei Betriebsbeginn oder nach jedem Sommerzeit-Winterzeit-Wechsel zwar die richtige Minute aber eine unzutreffende Stunde angezeigt wird. Für diese Zeitwechsel-Konstellation ist in dem letztzitierten Dokument der besondere Aufwand einer zusätzlichen, computergesteuerten Datumsuhr vorgesehen, die zu jährlich unterschiedlichen, vorzuprogrammierenden Kalenderdaten die Zeiger der Uhr für eine Stunde anhält oder im Eilgang um eine Stunde vorrücken läßt, um den Zeitwechsel auch in der Anzeige nachzuvollziehen - was also vom Empfang des Rundfunk-Zeitzeichens ebenso wie von der Korrektheit der Momentananzeige vor oder nach solchem Funktionseingriff ganz unabhängig ist. Deshalb stellt sich auch hier die der Erfindung zugrundeliegende Problematik garnicht. Natürlich ist auch bei solchem zusätzlichen Kalendereingriff der momentane Stillstand oder der momentane Eilgang - insoweit wie bei der Inbetriebnahme und wie beim Korrektur-Vorgang an einer gattungsgemäßen Zeiger-Funkuhr - ein eindeutiges Indiz für den Betrachter, daß gerade keine gültige Zeiger-Zeitanzeige vorliegt, sondern daß ein Stellvorgang stattfindet. Andererseits kann der nach diesem Stande der Technik nur für den Übergang auf die Winterzeit erforderliche längere Stillstand der Zeitanzeige schon erheblich irritierender sein, nämlich wenn der Laie auf diesen nur einmal jährlich auftretenden Betriebsfall aktuell nicht gefaßt ist. Aussagekräftig für die Qualität des Funkempfangs sind diese beiden Sonder-Betriebsarten der Zeitumstellung aber auch schon deshalb nicht, weil die Zeitumstellung hier ja nicht funkgesteuert erfolgt.
Gewissermaßen um einen (allerdings ebenfalls gattungsfremden) Mischbetrieb handelt es sich, wenn gemäß H.Schreiber "Steuerung einer Gebrauchsuhr durch Zeitzeichensender" (FUNKSCHAU 1977 Heft 2 Seiten 95-96 und Heft 3 Seiten 73-74) die Ausgangsimpulse einer autonom-zeithaltenden Taktschaltung zur Ansteuerung eines Zeiger-Schrittmotors verglichen werden mit den Ausgangsimpulsen eines an sich etwas zu schnell freilaufenden Multivibrators, welcher aber seinerseits zur Gangregulierung aus der Sekundenmodulation eines beliebigen Zeitsender-Trägers synchronisiert wird. Aus diesem Phasenvergleich wird je nach dem aktuellen Gang des Uhrwerkes ein (visuell nicht wahrnehmbares, da im Millisekundenbereich sich abspielendes) geringfügiges Beschleunigen oder Verzögern der Werksteuerung abgeleitet. Bei Ausfall der über Funk empfangenen Sekundenfolge läuft der Multivibrator mit seiner Eigenfrequenz weiter, woraus ein Schwebungsbetrieb mit kurzzeitig sich abwechselnden Vorlauf- und Nachlauf-Perioden des Werkes resultiert. Die Zeitanzeige wird also nicht berührt, und sie bleibt sogar unabhängig von den tatsächlichen Empfangsgegebenheiten im Mittel stets zeitrichtig. Der Konsument nimmt das Fehlen des Takt-Empfanges bei der Betrachtung des Zifferblattes jedenfalls überhaupt nicht wahr. Wenn andererseits aus irgendeinem Grunde die Zeit-Anzeige einmal unzutreffend ist (wie bei Inbetriebnahme der Uhr mit willkürlicher momentaner Zeigerstellung), dann läßt sich das auch durch ungestörten Empfang der Sekundenmarken nicht korrigieren, da ja (entgegen dem Prinzip bei der gattungsbildenden Uhr) hier keine absolute Zeitinformation empfangen und keine Zeigerstands-Detektion betrieben wird. Die momentane Empfangsqualität ist für den Konsumenten auch bei diesem Stande der Technik somit wieder völlig unerheblich, weshalb auch hieraus keinerlei Hinweis auf die erfindungsgemäß gelöste Problematik herleitbar ist.
Auch die US-A-4,316,274 betrifft weder die der Erfindung zugrundeliegende Problematik noch eine zur Erfindung beitragende Lösung. Dort nämlich geht es darum, ohne Verlust der fortlaufenden Zeitanzeige aber mit den Mitteln dieser fortlaufenden Zeitanzeige zu signalisieren, daß die Kapazität der Batterie einer herkömmlichen Uhr zur Neige geht. Das wird dort dadurch zum Ausdruck gebracht, daß anstelle des üblichen Fortschalt-Rhythmus zur Zeitanzeige (etwa mit Sekunden-Schritten des Sekunden-Zeigers) auf einen unüblichen aber immer noch zeithaltenden Rhythmus umgeschaltet wird, etwa indem der Sekunden-Zeiger nur alle zwei Sekunden um zwei Sekundenschritte vorrückt. Die Funktion der Uhr mit ihrer intern gesteuerten Zeitanzeige bleibt also voll erhalten. Es wird lediglich die Zeitauflösung dieser Zeitanzeige auf unveränderter Basis der internen zeithaltenden Schaltung vergröbert
Bei einer gattungsähnlichen Funkuhr gemäß der nicht vorveröffentlichten aber prioritätsälteren EP-A1-0 172 069 erfolgt die Anzeige-Steuerung zwar nach Art von Uhrennetzen über Kabel von einer Mutteruhr aus, aber mit den Besonderheiten, daß die Mutteruhr ihrerseits von einer Referenzuhr funkreguliert sein kann und daß über Kabel nun nicht in herkömmlicher Weise nur Fortschaltimpulse übermittelt werden, sondern kodierte absolute Zeitinformationen. Diese werden in eine digitale Zeigeranzeige-Sollwinkelinformation umgesetzt, um dann einen im Start-Stop-Betrieb (also nicht als quasikontinuierlich betriebener Schrittmotor) arbeitenden Antrieb so lange eingeschaltet zu lassen, bis dessen Ausgangswelle die getrieblich der Anzeige-Sollvorgabe entsprechende Winkelstellung erreicht hat. Bis zur nächsten Kabelübermittlung einer absoluten Zeitinformation von der Mutteruhr her wird danach die Zeigerbewegung aus einer internen zeithaltenden Schaltung weiterbetrieben. Wenn die Funksteuerung der Mutteruhr aus ihrer Referenzuhr gestört ist, dann wird davon die Kabelsteuerung zur Zeitanzeige nicht berührt - eventuell geht die Mutteruhr falsch, so daß die (unserer Funkuhr funktional insoweit entsprechende) Fernanzeige falsch gestellt wird, was aber dem Betrachter nicht signalisiert wird. Auch zu Betriebsbeginn gibt es unter diesen Umständen keine Benachrichtigung, warum die Zeitanzeige ggf. nicht zeitrichtig losläuft. Das droht, den Konsumenten an der neuen Uhrentechnologie irrezumachen.
Die gattungsbildende Funkuhr (nach Effenberger) ist nur mit einem Stunden- und mit einem Minuten-Zeiger ausgestattet, die unabhängig voneinander aus der internen Taktschaltung über je einen eigenen impulsbetriebenen Uhren-Schrittmotor bewegt werden. Das erlaubt es, den schaltungstechnischen Aufwand für die Detektion der jeweiligen Zeigerbewegung durch ihre Referenzstellung hindurch (zur damit einsetzenden Zeigerstellungsmitkopplung in einem elektronischen Zählwerk) relativ gering zu halten und, für jeden Zeiger getrennt (also ohne übermäßige Drehgeschwindigkeitsbeanspruchung des Zeigerwerks), mittels vorübergehend rascheren Taktens aus der internen Taktschaltung im Eilgang die computergesteuerten Anzeigekorrekturen (etwa aus der Anfangsstellung bei Betriebsbeginn heraus) auf den aktuell dekodierten absoluten Zeitpunkt durchzuführen. Beiläufig ist bei Effenberger erwähnt, daß die Computersteuerung auch den Betrieb eines Sekundenzeigers erlaube; aber ohne daß aus dieser Anmerkung erkennbar wäre, mit welchem Motor und gemäß welcher Information (die aktuelle Sekunde ist in der für die Zeigerstellungskorrektur dekodierten, also rein zahlenmäßig vorliegenden Zeitinformation ja nicht mehr enthalten) ein zusätzlicher Sekudenzeiger dann angetrieben werden sollte. Ebenfalls nicht recht verständlich ist der Hinweis auf die Möglichkeit, die Zeiger bei nicht voll dekodierbarer Zeitinformation aus der Folge der Minutenmarken (vor Beginn eines jeden Codezyklus) zeithaltend weiter zu betreiben - denn die Zeiger werden ja nach erstmaliger Stellungskorrektur zu Betriebsbeginn fortan so lange von der internen zeithaltenden Schaltung weiterbewegt, bis wieder einmal eine Zeigerstellungs-Überprüfung aufgrund einer aktuell dekodierten absoluten Zeitinformation durchführbar ist.
In Erkenntnis der aufgezeigten Mängel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Funkuhr derart auszugestalten, daß sich ein einfacher Indikator über die Empfangsqualität der zu dekodierenden Impulsfolge bei vergleichsweise wenig gerätetechnischem Zusatzaufwand zur ohnehin vorhandenen Zeiger-Zeitanzeige funktional und gestalterisch organisch in eine Konsum-Funkuhr so einbeziehen läßt, daß damit ohne weiteres auch dem Laien vermittelt werden kann, ob zu Betriebsbeginn gerade regulärer Funkempfang gegeben ist (der alsbald zu dem für eine gattungsgemäße Funkuhr typischen Setzen der Zeigeranzeige aus beliebiger Fehlstellung heraus auf den aktuell gegebenen Zeitpunkt führen wird); oder aber ob der Empfang bei der momentanen Aufstellung der Funkuhr zu sehr gestört ist für das Dekodieren einer zur Anzeigekorrektur geeigneten Funkinformation.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungsgemäße Funkuhr mit einer Empfangs-Indikation gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgestattet ist.
Diese Lösung verzichtet also auf irritierende, jedenfalls wenig aussagekräftige und vor allem das Zifferblatt-Design störende elektrooptische Anzeigen; und sie treibt auch nicht den Aufwand für eine, ohnehin nur für den Fachmann interessante, quantitative Beurteilung und ziffernmäßige Darstellung der Signal-Qualität empfangener und noch zu dekodierender Funkimpulse. Stattdessen wird nun - unabhängig von der Zeitanzeige bzw. zusätzlich dazu - nach vorliegender Erfindung ein hier sogenannter Indikator-Zeiger mittels seines Impuls-Schrittmotors (nicht zur Korrekturbewegung oder zu zeithaltender Anzeige aus der internen Taktschaltung, sondern) wenigstens vorübergehend unmittelbar aus der noch nicht dekodierten Impulsfolge des empfangenen Zeittelegrammes fortgeschaltet. Da diese Impulsfolge regulär im Sekundenraster (bei Unterdrückung des jeweils 59. Impulses einer vollen Minute) auftritt, wird bei ungestörten Empfangsgegebenheiten der erfindungsgemäß eingeführte Indikator-Zeiger (zu Betriebsbeginn noch ohne eine aktuelle Zeitinformation darzustellen oder auch nur einen Anzeige-Korrekturlauf zu vollführen) in rhythmisch vertrauter Sekunden-Fortschaltsequenz bewegt. Diese ungestörte Zeiger-Fortschaltung dient somit nur dazu, den regulären Empfang diskreter (für die Dekodierung brauchbarer) Impulse deutlich zu machen. Und so ist diese zusätzliche (Indikator-) Zeigerbewegung auch für den Laien bedarfsweise ohne weiteres dahingehend interpretierbar, daß die Funkuhr nun 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; und auch der Laie erkennt zweifelsfrei, daß gestörte Empfangsverhältnisse vorliegen. Das gilt im Ergebnis erst recht, wenn gar keine Sekundentakt-Zeigerbewegung auftritt, weil gar keine Impulse vom Empfänger aufgenommen und demoduliert werden können. Jedenfalls ist aus einer solchen bezüglich des Sekunden-Rythmus 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 deräumlichen Aufstellung der Funkuhr die Empfangsverhältnisse womöglich zu verbessern, bis diese Aufschaltung der demodulierten Empfangsimpulse auf die Weiterschaltung des betreffenden Zeigers nach Betriebsbeginn auf die zeithaltende Schaltung umsteuert, sobald eine erste vollständige Zeitinformation dekodiert, und für den Zeitvergleich sowie 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 Vergleicher für die über Funk kodiert übermittelte Zeitinformation realisiert werden.
Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und aus 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 (beipielsweise 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-Kodierung 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 Rythmus der Impulsfolge 6 H-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 7 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 Motore 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.

Claims

Funkgesteuerte Uhr, die mit einer autark arbeitenden zeithaltenden Einrichtung (26) ausgestattet ist, sowie mit einer Anzeigeeinrichtung für die über Funk empfangenen absoluten Zeitinformationen, wobei diese Anzeigeeinrichtung eine schrittmotorbetriebene Zeitanzeige mit mindestens einem Zeiger zur Uhrzeit-Darstellung umfasst, welche von den über Funk empfangenen absoluten Zeitinformationen korrigierbar ist, indem aus den aktuell empfangenen absoluten Zeitinformationen durch Demodulation eine Impulsfolge (6) und aus dieser durch Dekodierung ein die aktuelle absolute Zeitinformation darstellendes Signal gewonnen wird, wobei diese aus den genannten aktuell empfangenen Zeitinformationen durch Demodulation gewonnene Impulsfolge (6) fehlende oder unterbrochene Impulse aufweist, wenn gestörte Empfangsbedingungen herrschen,
dadurch gekennzeichnet,
daS ein Schrittmotor (16) der genannten schrittmotorbetriebenen Zeitanzeige zur Bewegung eines der genannten Zeiger der Anzeigeeinrichtung bei Betriebsbeginn der Uhr von der aus den genannten aktuell empfangenen Zeitinformationen durch Demodulation gewonnenen Impulsfolge (6) und danach, wenn wenigstens eine aktuelle absolute Zeitinformation dekodiert wurde, aus Impulsen (25) der autark arbeitenden zeithaltenden Einrichtung (26) ansteuerbar ist, wobei zunächst nach Betriebsbeginn die auf diese aus den genannten aktuell empfangenen Zeitinformationen durch Demodulation gewonnene aber noch nicht dekodierte Impulsfolge (6) zurückgehende Zeigerbewegung als Empfangs-Indikation für den gestörten oder aber den regulären Empfang der genannten absoluten Zeitinformationen dient.
Funkgesteuerte Uhr nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der der Empfang-Indikation dienende genannte eine Zeiger der Sekunden-Zeiger (18) der Anzeigeeinrichtung ist.
Funkgesteuerte Uhr nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der der Empfang-Indikation dienende genannte eine Zeiger ein Zeiger der Anzeigeeinrichtung ist, der normalerweise nicht im Sekundentakt bewegt wird.
Funkgesteuerte Uhr nach einem der vorangehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Umschalteinrichtung (19) vorgesehen ist, die bei Betriebsbeginn der Uhr die aus den genannten aktuell empfangenen Zeitinformationen durch Demodulation gewonnene Impulsfolge (6) auf denjenigen Schrittmotor (16) durchschaltet, dessen Zeiger der Empfangs-Indikation dient, bis eine Entschlüsselungsschaltung (7) für Dekodierung der in der Impulsfolge (6) enthaltenen aktuellen absoluten Zeitinformation die Umschalteinrichtung (19) auf Schrittmotor-Ansteuerung aus der autark arbeitenden zeithaltenden Einrichtung (26) zurücksetzt.
Funkgesteuerte Uhr nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schrittmotor (16) des Zeigers, der für die Empfangs-Indikation vorgesehen ist, zwischen die invertierten Ausgänge einer bistabil arbeitenden Umkehrschaltung (14) angeschlossen ist, die alternativ mit der aus den genannten aktuell empfangenen Zeitinformationen durch Demodulation gewonnenen Impulsfolge (6) oder aber mit einer Folge von Impulsen (25) aus der autark arbeitenden zeithaltenden Einrichtung (26) ansteuerbar ist.