EP1253488A1 - Garde-temps avec mise à l'heure automatique et procédé de mise à l'heure d'un tel garde-temps - Google Patents

Garde-temps avec mise à l'heure automatique et procédé de mise à l'heure d'un tel garde-temps Download PDF

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EP1253488A1
EP1253488A1 EP01401093A EP01401093A EP1253488A1 EP 1253488 A1 EP1253488 A1 EP 1253488A1 EP 01401093 A EP01401093 A EP 01401093A EP 01401093 A EP01401093 A EP 01401093A EP 1253488 A1 EP1253488 A1 EP 1253488A1
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EP
European Patent Office
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time
data
rds
timepiece
local
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EP01401093A
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EP1253488B1 (fr
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Johannes F. Gerrits
Christian Piguet
Yan Brand
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Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Original Assignee
Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
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Priority to JP2002586084A priority patent/JP2004530132A/ja
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R20/00—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
    • G04R20/20—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being an AM/FM standard signal, e.g. RDS
    • G04R20/22—Tuning or receiving; Circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R40/00—Correcting the clock frequency
    • G04R40/06—Correcting the clock frequency by computing the time value implied by the radio signal

Definitions

  • the present invention relates to the radiosynchronization of timepieces including time setting can be done automatically from a broadcast transmitter RDS type radio (acronym for "Radio Data System”).
  • radio stations working in the modulation band of FM frequency according to the RDS standard transmit a time signal containing the time and the date, this signal being coded in a so-called CT part of a frame transmitted with the audio signal from the station.
  • FIG. 1 of the accompanying drawings shows the standardized baseband spectrum emitted by stations of this type and frequency modulating a carrier P whose frequency is specific to the transmitting station.
  • this spectrum presents a first band B1, monophonic, located between 0 and 15 kHz and in which is contained the sum of the audio signals of the right and left channels of the signal to pass.
  • a pilot frequency FP of 19 kHz is used for decoding information stereophonic, while a second B2 band, stereophonic, ranging from 23 to 53 kHz contains the difference of the right and left audio signals.
  • a third strip B3 contains RDS data. This spectrum band is centered on 57 kHz with a bandwidth between 54.5 and 59.5 kHz.
  • the RDS radio reception device described in the aforementioned patent uses the temporal data of the RDS frame contained in the band B3 of the spectrum of the figure 1 to ensure the radiosynchronization of a clock provided as a timepiece in the receiver.
  • the receiving device since the receiving device is primarily intended for listening to the audio broadcasts provided by the stations on which it can be tuned, it must include sound reception and restitution circuits which require operate a relatively large amount of energy.
  • the receiving device must therefore have a power source of significant capacity of which radio synchronization takes only a very small part.
  • a radio receiver for motor vehicle such a source is naturally readily available in the form from the vehicle's electrical system so that the amount of energy required to radio synchronization poses no concern to the designer.
  • radio sets could also be supplied by the sector or a vehicle on-board network.
  • a timepiece such as a wristwatch
  • the available energy storage capacity in a timepiece is an ongoing problem that watchmakers are trying to respond by reducing, as much as possible, the consumption of all components of the timepiece in order to give it a as long as possible with a battery size compatible with that of the timepieces.
  • Transposition of the concept described in the aforementioned patent to a timepiece carried in order to radiosynchronize it using RDS data thus comes up against a power supply problem, because we understand that a timepiece, such as a wristwatch, cannot house an energy source of sufficient capacity for the set, including a high frequency RDS radio receiver and circuits radio synchronized clockmakers can operate for a period of time reasonable.
  • a stack of wristwatches for example, has typically with a voltage of 1.3 V capable of delivering a current of the order of 1 mA at maximum only, with a battery life preferably extending over a about a year or more.
  • radio synchronized watches in which it is provided a radio receiver tuned to a station transmitting a time signal on a long wave carrier, typically between 40 and 80 kHz. These stations are exclusively dedicated to radio synchronization and, due to their frequency and their power, they cover a territory spanning several time zones at a time. The time when the watch equipped with the Adequate reception will be synchronized therefore does not necessarily correspond to the time zone time in which the watch user is located. On the other hand, consumption linked to the radio synchronization function of such a watch is relatively weak and in any case compatible with a period of normal use of the energy source of the shows. The reason is that the low radio frequency, carrying information from synchronization, allows the use of means whose consumption is low. This prior concept cannot therefore also provide a satisfactory solution for the realization of a timepiece carried radiosynchronized by the transmissions of radio stations high frequency radio transmitting time data according to the RDS standard.
  • the invention aims to provide a timepiece equipped with a device for RDS radio reception for radiosynchronization using time data broadcasts provided by any station of the RDS type received by the device radio reception type RDS, the energy consumption of this timepiece being compatible with the energy storage capacity of the batteries usually used in watchmaking.
  • the invention therefore relates to a timepiece as defined above, characterized in that it is of the worn type and in that the said RDS type radio reception device also includes means for rejecting the spectrum received from a transmitter at frequency modulation providing RDS data, except for the band frequencies in which RDS data is contained.
  • the internal time of the timepiece can be corrected according to the local time provided by an RDS type transmitting station, the consumption of the radio reception part of the timepiece being reduced to minimum by the fact that only the frequency band on which are modulated the time data is extracted from the demodulated frequency band of the high frequency carrier received.
  • an RDS type transmitting station has a reduced range, significantly less than the geographic area covered by a time zone, and as also RDS type stations are widely used in all geographical areas, the timepiece according to the invention will adopt in all circumstances the local time of the RDS type transmitting station which in the area of the watch, presents the necessary transmission power and sufficient for good reception. Change of time zone or switching from winter time to summer time or vice versa is therefore automatic with the timepiece according to the invention.
  • local time means the data provided by the RDS part of the FM signal and which indicate the date as well that GMT universal time accompanied by the offset value corresponding to the geographical position of the transmitting station.
  • said device for FM radio reception RDS type includes frequency lock loop in the reaction branch of which a band rejection filter is inserted does not not passing said frequency band comprising the type data RDS.
  • a radio synchronized timepiece has been represented according to the invention, preferably produced in the form of a wristwatch, comprising a time base 1 providing hourly data. These are applied to time setting means 2 allowing manual adjustment of the timepiece by via a crown mechanism 3.
  • Time data is loaded in memory means 4 and applied to a display device 5.
  • the memory means 4 contain changing information for seconds, minutes and hours and other time information such as day, date, year etc. This data will hereinafter be called “internal data”. They correspond to the "internal time" of the timepiece.
  • the worn timepiece also includes a radio reception device 7 RDS type.
  • An antenna 8 capable of receiving the frequency modulated band FM stations transmitting RDS information, applies a received carrier signal to a low noise amplifier 9 whose output signal is transmitted to a loop frequency locking 10.
  • the antenna 8 can be produced as described in EP 0 399 482, for example.
  • the frequency locked loop 10 includes a mixer 11, a intermediate frequency amplification and filtering circuit 12, a circuit oversampling 13, a demodulator 14 of the frequency modulation, a local oscillator 15 controlled by a voltage and a band stop filter 16 mounted in the feedback branch of the frequency locked loop, the local oscillator 15 being looped back to the mixer 11.
  • the frequency locked loop 10 can be similar to that described in US Patent 4,426,735, for example.
  • the circuit of oversampling 13 can be that described in patent EP 0 624 959.
  • the filter 16 is designed in such a way that it allows the entire spectrum of demodulated frequencies except the standard frequency band for the transmission of RDS information. Consequently, the filter 16 does not allow passage the frequency band between 54.5 and 59.5 kHz, centered on the frequency of 57 kHz. It can be carried out in accordance with the prescriptions described in a A.B. Williams and F.J. Taylor entitled “Electronic Filter Design Handbook” Design of Electronic Filters) and edited by McGraw-Hill, lnc, New York, E.U.A.
  • the frequency locking loop 10 attenuates all frequencies in the modulated spectrum on the station carrier transmitter except the RDS B3 band ( Figure 1) which will appear as demodulated at the output of the demodulator 14.
  • the latter is also connected to a RDS 17 demodulator, in which RDS information is demodulated and transmitted to a decoding circuit 18.
  • the latter is designed to extract RDS information hourly data representing the time of a local RDS radio station in the reception area of which is the timepiece equipped like this has just been described.
  • the receiving device 7 rejects the spectrum of the demodulated band contained in the received radio signal, with the exception of the band frequencies in which the CT frame of RDS information is coded.
  • the radio reception device 7 of the timepiece according to the invention is lacking circuits for reproducing the audio information contained in the signal received so that its consumption can be limited to a bare minimum by being compatible with the lifespan usually required for a watch battery.
  • the local time data provided by the decoding circuit 18 are introduced into memory means 19.
  • the memory means 4 and 19 are connected to the microcontroller 6 responsible for operating them as described below.
  • These time data contained in memory 19 are evolving and will be called “local data”. They correspond to a "local time” of the transmitter received at a instant.
  • the microcontroller 6 can be programmed to implement an internal time control strategy and, the if necessary, setting the time of the timepiece.
  • the microcontroller 6 can also be used to monitor changes in time between internal and internal hours local and, if this evolution shows a systematic running error of the timepiece, order a walking correction. Found in US Patent 3,895 486 the description of a timepiece having such correction means.
  • step E1 looking for a transmitter providing a radio broadcast in frequency modulation comprising an RDS type signal.
  • the microcontroller 6 applies an appropriate signal to the local oscillator 15 via a connection 20, the search being able to be carried out in varying the tuning frequency in steps of 100 kHz for example. An emitter will be retained, when the level of the received signal exceeds a predetermined value sufficient to ensure good detection of the RDS signal.
  • the demodulated RDS type signal appears at the output of the demodulator 17.
  • the corresponding signal is applied to the decoder 18 and the local time data are placed in the memory means 19 (step E2).
  • Step E3 consists in comparing the internal current data placed in the memory means 4 with local data decoded and placed in the means memory 19. If the data match, the internal time of the timepiece corresponds to the local time of the transmitter in question and it is assumed that the timepiece indicates the correct time, no action being taken.
  • the microcontroller 6 controls the standby of the receiver 7 (step E4) so as to save supply energy.
  • the microcontroller 6 is preferably programmed in such a way that the receiver 7 is powered again after a predetermined period of time (step E5), so that a new internal time check can take place.
  • the time interval between two consecutive checks of the internal time will be made adjustable via adjustment control 2, a display appropriate of this interval and its possible modification which may also have place on the display device 5.
  • a manual order time control which can then be triggered at the discretion of the user of the timepiece, for example through a function assigned for this purpose to crown mechanism 3 and time-setting device 2.
  • step E3 If, during step E3, the internal time does not correspond to the local time, it is naturally the timepiece may not have the correct time, but it is it is also possible that the transmitter found indicates an incorrect time. That is why in step E6, a new transmitter search is carried out. This research has place under the same conditions as during the execution of step E3.
  • step E7 the second data local times provided by this transmitter are decoded and also placed in the memory means 19.
  • the microcontroller 6 performs a comparison with the during step E8 between the local time provided by the previous transmitter and the time which has just been decoded and coming from the second transmitter.
  • step E9 the microcontroller 6 then commands the storage of the difference ⁇ t between local time and internal time.
  • the microcontroller 6 controls the standby of the receiver 7 (step E4), a new time check that can be performed after expiration of the standby.
  • the timepiece has a so-called walk coherence function whereby the microcontroller 6 is at even to adjust the running of time base 1 when it has a drift as previously mentioned.
  • the method described makes it possible to correct the works, for example, when a systematic error due to this drift is noted in the march of the timepiece.
  • step E10 a test is carried out for check whether the ⁇ t values recorded successively, at regular time intervals, at during consecutive control processes increase or decrease systematically. If this is not the case, during a step E11, it is then proceeded to setting the time of the timepiece by correcting the internal time with the value .Delta.t.
  • the microcontroller 6 can correct the internal time as soon as a deviation ⁇ t is detected (step E9).
  • step E11 it is possible to correct not only the time, but also the date (day, month, year).
  • the method according to the invention thus allows to reset the timepiece according to the time zones in which it is carried, this resetting can be carried out as and as the time zones are crossed, for example during a trip. It does not matter if the next time zone is shifted by half an hour by compared to the previous one as is the case for certain time zones, the time setting is also performed in this case. Of course, if the shift is one or more whole hours, just correct only the internal data hours as well as the hours display.
  • step E12 the microcontroller 6 proceeds to adjustment of the walking convergence (step E12) by acting, in a manner known in itself on time base 1, before proceeding to setting the time of step E11.
  • radiosynchronization as it comes to be described is particularly useful in worn timepieces such as wristwatches in which energy is supplied by a low capacity accumulator rechargeable by a generator powered by movements to wear. Indeed, such watches stop quickly when they are not being worn.
  • the method according to the invention allows, when the watch is resumption, not only a precise time setting, but also the correction of other time data such as day, date and year.
  • the method according to the invention also proves to be very effective for all timepieces powered by a battery. After changing the battery, the correction of its hourly data is then automatic and precise.
  • the microcontroller 6 can conclude either a change from winter time to summer time or vice versa, or a time zone change due to the passage of the timepiece wearer from one time zone to another.
  • FIG. 4 represents a variant of radio reception device 7A which, in addition to circuits similar to those of FIG. 2 and provided with the same references, comprises a phase shifter 21 connected to the output of the broadband amplifier 9.
  • a first received modulated carrier signal, not phase shifted, is applied to a first mixer 22, while a second modulated carrier signal received, 90 ° phase shifted, is applied to a second mixer 23.
  • the outputs of the two mixers 22 and 23 are connected to the amplification and filtering circuit 12 at intermediate frequency.
  • timepiece worn must be interpreted broadly. Thus, it applies not only to wristwatches in particular, but also to any timepiece equipped with an energy source of low capacity, such as travel alarm clocks or the like.

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Abstract

Ce garde-temps est équipé d'un dispositif de réception radio capable de décoder une information RDS (7) et comprend une base de temps (1), des moyens (5) pour afficher des données temporelles fournies par ladite base de temps, et des moyens (2) pour corriger lesdites données temporelles. Le dispositif de réception radio (7) comprend des moyens (10) pour délivrer des données de type RDS tirées d'un spectre RDS reçu sur une porteuse à haute fréquence; et des moyens de commande (4, 6, 19) qui, à partir des données de type RDS délivrées commandent les moyens de correction (2) pour assurer la mise à l'heure du garde-temps.Selon l'invention, le garde-temps est destiné à être porté et le dispositif de réception radio (7) comprend également des moyens (10) pour rejeter le spectre reçu d'un émetteur à modulation de fréquence fournissant des données de type RDS, à l'exception de la bande de fréquences dans laquelle sont contenues les données de type RDS.

Description

La présente invention est relative à la radiosynchronisation des garde-temps dont la mise à l'heure peut être effectuée automatiquement à partir d'un émetteur de diffusion radio de type RDS (sigle de "Radio Data System").
On sait que les stations radio travaillant dans la bande de modulation de fréquence FM selon la norme RDS, émettent un signal temporel contenant l'heure et la date, ce signal étant codé dans une partie dite CT d'une trame émise avec le signal audio de la station.
La figure 1 des dessins annexés montre le spectre normalisé en bande de base émis par les stations de ce type et modulant en fréquence une porteuse P dont la fréquence est propre à la station émettrice. On voit que ce spectre présente une première bande B1, monophonique, située entre 0 et 15 kHz et dans laquelle est contenue la somme des signaux audio des canaux droit et gauche du signal à transmettre. Une fréquence pilote FP de 19 kHz sert au décodage de l'information stéréophonique, tandis qu'une deuxième bande B2, stéréophonique, allant de 23 à 53 kHz contient la différence des signaux audio droit et gauche. Enfin, une troisième bande B3 contient les données RDS. Cette bande du spectre est centrée sur 57 kHz avec une largeur de bande située entre 54,5 et 59,5 kHz.
Par le brevet GB 2 238 438, on connaít un garde-temps équipé d'un dispositif de réception radio de type RDS et comprenant:
  • une base de temps;
  • des moyens pour afficher des données temporelles fournies par ladite base de temps; et
  • des moyens pour corriger les données temporelles fournies; et dans lequel ledit dispositif de réception radio de type RDS comprend
  • des moyens pour délivrer des données de type RDS tirées d'un spectre RDS reçu sur une porteuse à haute fréquence; et
  • des moyens de commande qui, à partir des données de type RDS délivrées, commandent lesdits moyens de correction pour assurer la mise à l'heure du garde-temps.
Le dispositif de réception radio RDS décrit dans le brevet précité utilise les données temporelles de la trame RDS contenue dans la bande B3 du spectre de la figure 1 pour assurer la radiosynchronisation d'une horloge prévue comme garde-temps dans le récepteur. Cependant, comme le dispositif de réception est en premier lieu destiné à l'écoute des émissions audio assurées par les stations sur lesquelles il peut être accordé, il doit comporter des circuits de réception et de restitution sonore qui demandent pour fonctionner une quantité d'énergie relativement importante.
Le dispositif de réception doit donc disposer d'une source d'alimentation de capacité importante dont la radiosynchronisation ne prélève qu'une toute petite partie. Dans l'exemple donné dans le brevet en question, s'agissant d'un récepteur radio pour véhicule automobile, une telle source est naturellement facilement disponible sous forme du réseau de bord du véhicule de sorte que la quantité d'énergie nécessaire à la radiosynchronisation ne pose aucun souci au concepteur.
Il en serait d'ailleurs de même dans le cas d'un récepteur de type RDS réalisé sous la forme d'un poste radio usuel avec radiosynchronisation d'une horloge incorporée, car les dimensions d'un tel poste permettraient d'y loger des piles de capacité suffisante pour assurer l'alimentation de tous les circuits du récepteur, y compris ceux de la radiosynchronisation, pendant une période de temps acceptable pour un utilisateur. De tels postes radio pourraient d'ailleurs également être alimentés par le secteur ou un réseau de bord d'un véhicule.
Dans le domaine de l'horlogerie, la capacité de stockage d'énergie disponible dans un garde-temps, tel qu'une montre-bracelet, est un problème permanent auquel les horlogers tentent de répondre en réduisant, dans la mesure du possible, la consommation de tous les composants du garde-temps afin de donner à celui-ci une autonomie aussi grande que possible avec une pile de taille compatible avec celle du garde-temps. La transposition du concept décrit dans le brevet précité à un garde-temps porté dans le but de le radiosynchroniser à l'aide des données RDS, se heurte ainsi à un problème d'alimentation électrique, car on comprend qu'un garde-temps, tel qu'une montre-bracelet, ne peut loger une source d'énergie de capacité suffisante pour que l'ensemble, comprenant un récepteur radio à haute fréquence de type RDS et des circuits horlogers radiosynchronisés puisse fonctionner pendant une période de temps raisonnable.
En effet, on sait qu'une pile de montre-bracelet, par exemple, dispose typiquement d'une tension de 1,3 V pouvant débiter un courant de l'ordre de 1 mA au maximum seulement, avec une durée de vie de la pile s'étendant de préférence sur une année environ ou même davantage.
On connaít par ailleurs des montres radiosynchronisées dans lesquelles il est prévu un récepteur radio accordé sur une station émettant un signal horaire sur une porteuse à ondes longues, typiquement entre 40 et 80 kHz. Ces stations sont exclusivement dédiées à la radiosynchronisation et, en raison de leur fréquence d'émission et de leur puissance, elles couvrent un territoire s'étendant sur plusieurs fuseaux horaires à la fois. L'heure sur laquelle la montre équipée des moyens de réception adéquats sera synchronisée ne correspondra donc pas forcément au fuseau horaire dans lequel se trouve l'utilisateur de la montre. D'autre part, la consommation liée à la fonction de radiosynchronisation d'une telle montre est relativement faible et en tout cas compatible avec une période d'utilisation normale de la source d'énergie de la montre. La raison en est que la basse fréquence radio, porteuse de l'information de synchronisation, permet l'utilisation de moyens dont la consommation est faible. Ce concept antérieur ne peut donc également apporter de solution satisfaisante pour la réalisation d'un garde-temps porté radiosynchronisé par les émissions des stations de radio à haute fréquence émettant des données temporelles selon la norme RDS.
L'invention a pour but de fournir un garde-temps équipé d'un dispositif de réception radio de type RDS pour le radiosynchroniser à l'aide des données temporelles des émissions assurées par une station de type RDS quelconque reçues par le dispositif de réception radio de type RDS, la consommation d'énergie de ce garde-temps étant compatible avec la capacité de stockage d'énergie des piles utilisées habituellement en horlogerie.
L'invention a donc pour objet un garde-temps tel que défini ci-dessus caractérisé en ce qu'il est de type porté et en ce que ledit dispositif de réception radio de type RDS comprend également des moyens pour rejeter le spectre reçu à partir d'un émetteur à modulation de fréquence fournissant des données RDS, à l'exception de la bande de fréquences dans laquelle sont contenues les données RDS.
Grâce à ces caractéristiques, l'heure interne du garde-temps peut être corrigée en fonction de l'heure locale fournie par une station émettrice de type RDS, la consommation de la partie de réception radio du garde-temps étant réduite au minimum par le fait que seule la bande de fréquences sur laquelle sont modulées les données temporelles est extraite de la bande de fréquences démodulée de la porteuse haute fréquence reçue.
En outre, comme une station émettrice de type RDS a une portée réduite, nettement inférieure à la zone géographique couverte par un fuseau horaire, et comme par ailleurs des stations de type RDS sont répandues largement dans toutes les zones géographiques, le garde-temps selon l'invention adoptera en toutes circonstances l'heure locale de la station émettrice de type RDS qui, dans la zone géographique de la montre, présente la puissance d'émission nécessaire et suffisante pour une bonne réception. Le changement de fuseau horaire ou le passage de l'heure d'hiver à l'heure d'été ou vice-versa est donc automatique avec le garde-temps selon l'invention.
Dans la présente description, on entend par heure locale les données temporelles fournies par la partie RDS du signal FM et qui indiquent la date ainsi que l'heure universelle GMT accompagnée de la valeur de décalage correspondant à la position géographique de la station émettrice.
Suivant une caractéristique préférentielle de l'invention, ledit dispositif de réception radio FM de type RDS comprend une boucle de verrouillage de fréquence dans la branche de réaction de laquelle est inséré un filtre de rejet de bande ne laissant pas passer ladite bande de fréquences comprenant les données de type RDS.
Suivant encore d'autres caractéristiques intéressantes dudit garde-temps:
  • il comprend des moyens de décodage des données de type RDS, agencés pour n'extraire que les données temporelles parmi lesdites données de type RDS;
  • lesdits moyens de commande comprennent des premiers moyens de mémoire pour enregistrer les données horaires internes fournies par ladite base de temps, des seconds moyens de mémoire pour enregistrer les données horaires locales décodées à partir des données de type RDS reçues d'au moins un émetteur à modulation de fréquence, et des moyens d'analyse pour comparer les données horaires locales aux données horaires internes et pour corriger l'heure du garde-temps, lorsque ces données locales et internes diffèrent.
L'invention a également pour objet un procédé de mise à l'heure d'un garde-temps par radiosynchronisation consistant à:
  • rechercher le signal d'émission d'un émetteur à modulation de fréquence dont le spectre contient des données de type RDS, démoduler les données de type RDS et décoder les données horaires contenues dans ces données RDS;
   comparer l'heure interne dudit garde-temps aux données horaires ainsi décodées,
   et, le cas échéant, rajuster l'heure interne dudit garde-temps, si ladite heure interne diffère desdites données horaires décodées,
   caractérisé en ce que
   ledit garde-temps est destiné à être porté, et
   il consiste également à rejeter le spectre audio en bande de base reçu à partir dudit émetteur, à l'exception de la bande de fréquences dans laquelle sont contenues les données de type RDS.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce procédé:
  • il est exécuté à des instants séparés par des intervalles de temps prédéterminés et il consiste à interrompre la réception dudit signal d'émission pendant lesdits intervalles prédéterminés;
  • il consiste à capter le signal d'émission d'un premier émetteur à modulation de fréquence contenant des données de type RDS, à extraire de ce signal des premières données horaires locales, à comparer ces premières données horaires locales à l'heure interne dudit garde-temps, en cas d'écart entre les premières données horaires locales et l'heure interne, à capter au moins un second signal d'émission d'un second émetteur à modulation de fréquence contenant des données de type RDS, à extraire de ce second signal de type RDS des secondes données horaires locales, à comparer les secondes données horaires locales aux premières données horaires locales, et à procéder à la mise à l'heure dudit garde-temps pour n'annuler ledit écart que si les premières données horaires locales sont égales aux secondes données horaires locales;
  • dans le cas où ladite heure interne diffère desdites données horaires locales d'une ou plusieurs heures entières, il consiste à ne corriger que l'information des heures dudit garde-temps;
  • il consiste à analyser l'évolution de la différence entre ladite heure interne et lesdites données horaires locales et à exécuter une correction de la convergence de marche dudit garde-temps, si ladite différence indique une erreur systématique sur plusieurs opérations de comparaison successives de ladite heure interne et desdites données horaires locales.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels:
  • la figure 1 déjà décrite est un diagramme représentant le spectre normalisé en bande de base d'une émission radio FM comportant un signal de type RDS;
  • la figure 2 est un schéma simplifié d'un garde-temps porté radiosynchronisé selon l'invention;
  • la figure 3 est un organigramme illustrant le fonctionnement du garde-temps selon l'invention; et
  • la figure 4 montre une variante de réalisation du dispositif de réception radio du garde-temps suivant l'invention.
Sur la figure 2, on a représenté un garde-temps radiosynchronisé selon l'invention, réalisé de préférence sous la forme d'une montre-bracelet, comprenant une base de temps 1 fournissant des données horaires. Celles-ci sont appliquées à des moyens de mise à l'heure 2 permettant le réglage manuel du garde-temps par l'intermédiaire d'un mécanisme à couronne 3. Les données horaires sont chargées dans des moyens de mémoire 4 et appliquées à un dispositif d'affichage 5. Les moyens de mémoire 4 contiennent une information évolutive des secondes, des minutes et des heures et d'autres informations temporelles telles que le jour, la date, l'année etc. Ces données seront appelées ci-après "données internes". Elles correspondent à "l'heure interne" du garde-temps.
Tous les moyens qui viennent d'être décrits sont bien connus des horlogers et n'ont donc pas besoin d'être décrits en détail. Ils peuvent faire l'objet de très nombreuses variantes de réalisation, toutes également bien connues. C'est ainsi par exemple que le dispositif d'affichage 5 peut être analogique ou numérique ou encore présenter ces deux types d'affichage à la fois. De même, il peut être prévu d'autres fonctions d'indication horaire, par exemple le jour et la date, une fonction de chronographe et/ou de compte à rebours etc. L'ensemble des ces moyens est géré par exemple par un micro-contrôleur 6.
Le garde-temps porté comprend également un dispositif 7 de réception radio de type RDS. Une antenne 8 capable de capter la bande à modulation de fréquence des stations FM émettant de l'information RDS, applique un signal de porteuse reçu à un amplificateur 9 à faible bruit dont le signal de sortie est transmis à une boucle de verrouillage de fréquence 10. L'antenne 8 peut être réalisée comme décrit dans EP 0 399 482, par exemple.
La boucle à verrouillage de fréquence 10 comprend un mélangeur 11, un circuit 12 d'amplification et de filtrage à fréquence intermédiaire, un circuit de suréchantillonnage 13, un démodulateur 14 de la modulation en fréquence, un oscillateur local 15 commandé par une tension et un filtre 16 d'arrêt de bande montée dans la branche de réaction de la boucle à verrouillage de fréquence, l'oscillateur local 15 étant rebouclé sur le mélangeur 11.
A part le filtre 16, la boucle à verrouillage de fréquence 10 peut être analogue à celle décrite dans le brevet US 4 426 735, par exemple. Le circuit de suréchantillonnage 13 peut être celui décrit dans le brevet EP 0 624 959.
Le filtre 16 est réalisé de telle manière qu'il laisse passer tout le spectre de fréquences démodulé à l'exception de la bande de fréquences normalisée pour la transmission de l'information RDS. Par conséquent, le filtre 16 ne laisse pas passer la bande de fréquences située entre 54,5 et 59,5 kHz, centrée sur la fréquence de 57 kHz. Il peut être réalisé conformément aux prescriptions décrites dans un Manuel de A.B. Williams et F.J. Taylor intitulé "Electronic Filter Design Handbook" (Manuel de Conception de Filtres Electroniques) et édité par McGraw-Hill,lnc, New York, E.U.A.
Grâce à la présence du filtre 16, la boucle de verrouillage de fréquence 10 atténue toutes les fréquences du spectre modulé sur la porteuse de la station émettrice sauf la bande RDS B3 (figure 1) qui apparaítra donc sous forme démodulée à la sortie du démodulateur 14. Ce dernier est en outre raccordé à un démodulateur RDS 17, dans lequel l'information RDS est démodulée et transmise à un circuit de décodage 18. Ce dernier est conçu pour extraire de l'information RDS les données horaires représentant l'heure d'une station radio de type RDS locale dans la zone de réception de laquelle se trouve le garde-temps équipé comme cela vient d'être décrit. Autrement dit, le dispositif récepteur 7 rejette le spectre de la bande démodulée contenue dans le signal radio reçu, à l'exception de la bande de fréquences dans laquelle se trouve codée la trame CT de l'information RDS.
Ainsi, le dispositif de réception radio 7 du garde-temps selon l'invention est dépourvu des circuits de restitution de l'information audio contenue dans le signal reçu de sorte que sa consommation peut être limitée à un strict minimum en étant compatible avec la durée de vie que l'on exige habituellement d'une pile de montre.
Les données horaires locales fournies par le circuit de décodage 18 sont introduites dans des moyens de mémoire 19. Les moyens de mémoire 4 et 19 sont connectés au micro-contrôleur 6 chargé de les exploiter comme décrit ci-après. Ces données horaires contenues dans la mémoire 19 sont évolutives et seront appelées "données locales". Elles correspondent à une "heure locale" de l'émetteur capté à un instant donné.
Ainsi, recevant l'heure "interne" déterminée par la base de temps 1 et l'heure "locale" contenue dans l'information RDS reçue par voie hertzienne par l'intermédiaire du dispositif de réception radio 7, le micro-contrôleur 6 peut être programmé pour mettre en oeuvre une stratégie de contrôle de l'heure interne et, le cas échéant, de mise à l'heure du garde-temps.
Selon une variante avantageuse, le micro-contrôleur 6 peut également être utilisé pour surveiller l'évolution dans le temps des écarts entre les heures interne et locale et, si cette évolution montre une erreur de marche systématique du garde-temps, commander une correction de marche. On trouvera dans le brevet US 3 895 486 la description d'un garde-temps disposant de tels moyens de correction.
Un exemple d'une telle stratégie est illustré par l'organigramme de la figure 3.
Pour procéder au contrôle de l'heure du garde-temps, il est d'abord procédé à l'étape E1, à la recherche d'un émetteur fournissant une émission radio en modulation de fréquence comportant un signal de type RDS. Pour commander une recherche, le micro-contrôleur 6 applique un signal approprié à l'oscillateur local 15 par l'intermédiaire d'une connexion 20, la recherche pouvant être exécutée en faisant varier la fréquence d'accord par pas de 100 kHz par exemple. Un émetteur sera retenu, lorsque le niveau du signal reçu dépasse une valeur prédéterminée suffisante pour assurer une bonne détection du signal de type RDS.
Dès qu'un tel émetteur est trouvé, le signal de type RDS démodulé apparaít à la sortie du démodulateur 17. Le signal correspondant est appliqué au décodeur 18 et les données horaires locales sont placées dans les moyens de mémoire 19 (étape E2).
L'étape E3 consiste à comparer les données actuelles internes placées dans les moyens de mémoire 4 aux données locales décodées et placées dans les moyens de mémoire 19. Si les données coïncident, l'heure interne du garde-temps correspond à l'heure locale de l'émetteur en question et il est supposé que le garde-temps indique l'heure juste, aucune action n'étant entreprise.
De préférence, le micro-contrôleur 6 commande la mise en veille du récepteur 7 (étape E4) de manière à économiser de l'énergie d'alimentation.
Le micro-contrôleur 6 est programmé de préférence de telle manière que le récepteur 7 soit de nouveau alimenté après une période de temps prédéterminée (étape E5), pour qu'un nouveau contrôle de l'heure interne puisse avoir lieu. De préférence, l'intervalle de temps entre deux contrôles consécutifs de l'heure interne sera rendu réglable par l'intermédiaire de la commande de réglage 2, un affichage approprié de cet intervalle et de sa modification éventuelle pouvant également avoir lieu sur le dispositif d'affichage 5. Il est également possible de prévoir en supplément ou à la place d'une commande automatique, une commande manuelle du contrôle de l'heure qui pourra alors être déclenché au gré de l'utilisateur du garde-temps, par exemple par l'intermédiaire d'une fonction affectée à cet effet au mécanisme à couronne 3 et au dispositif de mise à l'heure 2.
Si, lors de l'étape E3, l'heure interne ne correspond pas à l'heure locale, il se peut naturellement que le garde-temps n'ait pas l'heure exacte, mais il est également possible que l'émetteur trouvé indique une heure erronée. C'est pourquoi à l'étape E6, il est procédé à une nouvelle recherche d'émetteur. Cette recherche a lieu dans les même conditions que lors de l'exécution de l'étape E3.
Dès qu'un nouvel émetteur est trouvé, à l'étape E7, les secondes données horaires locales fournies par cet émetteur sont décodées et placées également dans les moyens de mémoire 19. Le micro-contrôleur 6 procède à une comparaison au cours de l'étape E8 entre l'heure locale fournie par le précédent émetteur et l'heure qui vient d'être décodée et provenant du deuxième émetteur.
S'il y a coïncidence entre les deux valeurs horaires, on peut en conclure que l'heure interne est fausse et que les données horaires locales fournies successivement par les deux émetteurs sont exactes.
A l'étape E9, le micro-contrôleur 6 commande alors la mise en mémoire de l'écart Δt entre l'heure locale et l'heure interne.
Si au contraire, les heures locales des deux émetteurs établies respectivement pendant les étapes E2 et E7 ne coïncident pas, il y a lieu de supposer que ces émetteurs n'ont ni l'un ni l'autre l'heure exacte. De préférence, le micro-contrôleur 6 commande alors la mise en veille du récepteur 7 (étape E4), un nouveau contrôle de l'heure pouvant être effectué après expiration de l'intervalle de veille.
Dans le cas représenté, il est supposé que le garde-temps est doté d'une fonction dite de cohérence de marche moyennant quoi le micro-contrôleur 6 est à même de régler la marche de la base de temps 1 lorsqu'elle présente une dérive ainsi que mentionné précédemment. Le procédé décrit permet de corriger la marche, par exemple, lorsqu'une erreur systématique due à cette dérive est constatée dans la marche du garde-temps.
Ainsi, dans l'exemple décrit, à l'étape E10, il est procédé à un test pour vérifier si les valeurs Δt relevées successivement, à intervalles de temps réguliers, au cours de processus de contrôle consécutifs augmentent ou diminuent systématiquement. Si cela n'est pas le cas, au cours d'une étape E11 il est alors procédé à la mise à l'heure du garde-temps en corrigeant l'heure interne de la valeur Δt.
Bien entendu, en l'absence de ladite fonction de cohérence de marche, le micro-contrôleur 6 peut procéder à la correction de l'heure interne dès qu'un écart Δt est détecté (étape E9).
Au cours de la mise à l'heure du garde-temps (étape E11), il est possible de corriger non seulement l'heure, mais également la date (jour, mois, année). Le procédé selon l'invention permet ainsi de recaler le garde-temps en fonction des fuseaux horaires dans lesquels il est porté, ce recalage pouvant être effectué au fur et à mesure que les fuseaux sont franchis, par exemple au cours d'un voyage. Peu importe alors que le fuseau horaire suivant soit décalé d'une demi-heure par rapport au précédent comme cela est le cas pour certains fuseaux horaires, la mise à l'heure étant également effectuée dans ce cas. Bien entendu, si le décalage est d'une ou plusieurs heures entières, il suffit de ne corriger que la donnée interne des heures ainsi que l'affichage des heures.
Si le test en E10 conduit à une affirmation, le micro-contrôleur 6 procède au réglage de la convergence de marche (étape E12) en agissant, de manière connue en soi sur la base de temps 1, avant de passer à la mise à l'heure de l'étape E11.
Il est clair pour les spécialistes que la radiosynchronisation telle qu'elle vient d'être décrite est particulièrement utile dans des garde-temps portés tels que des montres-bracelets dans lesquelles l'alimentation en énergie est assurée par un accumulateur de faible capacité rechargeable par une génératrice animée par des mouvements au porter. En effet, de telles montres s'arrêtent rapidement lorsqu'elles ne sont pas portées. Le procédé selon l'invention permet, lorsque la montre est reprise, non seulement une mise à l'heure précise, mais également la correction des autres données temporelles telles que le jour, la date et l'année.
Le procédé selon l'invention s'avère également très efficace pour tous les garde-temps alimentés par une pile. Après changement de la pile, la correction de ses données horaires est alors automatique et précise.
Comme déjà indiqué ci-dessus, si après comparaison de l'heure interne et de l'heure locale, seules les valeurs des heures diffèrent, le micro-contrôleur 6 peut conclure soit à un passage de l'heure d'hiver à l'heure d'été ou inversement, soit à un changement de fuseau horaire du fait du passage du porteur du garde-temps d'un fuseau horaire à un autre.
La figure 4 représente une variante de dispositif de réception radio 7A qui, outre les circuits analogues à ceux de la figure 2 et pourvus des mêmes références, comprend un déphaseur 21 raccordé à la sortie de l'amplificateur à large bande 9. Un premier signal de porteuse modulé reçu, non déphasé, est appliqué à un premier mélangeur 22, tandis qu'un second signal de porteuse modulé reçu, déphasé de 90°, est appliqué à un second mélangeur 23. Les sorties des deux mélangeurs 22 et 23 sont raccordées au circuit 12 d'amplification et de filtrage à fréquence intermédiaire.
Dans la description qui précède, l'expression "garde-temps" porté doit être interprétée au sens large. Ainsi, elle s'applique non seulement aux montres-bracelets en particulier, mais également à tout garde-temps équipé d'une source d'énergie de faible capacité, comme les réveils de voyage ou analogues.
Il est également clair que le procédé décrit en relation, notamment, avec la figure 3 est susceptible de nombreuses variantes en fonction des stratégies de correction adoptées.

Claims (9)

  1. Garde-temps équipé d'un dispositif de réception radio capable de décoder une information RDS (7; 7A) et comprenant:
    une base de temps (1),
    des moyens (5) pour afficher des données temporelles fournies par ladite base de temps, et
    des moyens (2, 3) pour corriger lesdites données temporelles, et dans lequel ledit dispositif de réception radio (7; 7A) comprend
    des moyens (10) pour délivrer des données de type RDS tirées d'un spectre RDS reçu sur une porteuse à haute fréquence; et
    des moyens de commande (4, 6, 19) qui, à partir des données de type RDS délivrées commandent lesdits moyens de correction (2) pour assurer la mise à l'heure du garde-temps,
       caractérisé en ce qu'
    il est destiné à être porté et
       en ce que ce
    ledit dispositif de réception radio (7; 7A) comprend également des moyens (10) pour rejeter le spectre reçu à partir d'un émetteur à modulation de fréquence fournissant des données RDS, à l'exception de la bande de fréquences dans laquelle sont contenues les données de type RDS.
  2. Garde-temps suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de réception radio (7; 7A) comprend une boucle de verrouillage de fréquence (10) dans la branche de réaction de laquelle est inséré un filtre de rejet de bande (16) ne laissant pas passer ladite bande de fréquences comprenant les données de type RDS.
  3. Garde-temps suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de décodage (18) des données de type RDS, agencés pour ne décoder que les données horaires locales parmi lesdites données de type RDS.
  4. Garde-temps suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (4, 6, 19) comprennent:
    des premiers moyens de mémoire (4) pour enregistrer les données horaires internes fournies par ladite base de temps (1),
    des seconds moyens de mémoire (19) pour enregistrer les données horaires locales décodées à partir des données de type RDS reçues d'au moins un émetteur à modulation de fréquence, et
    des moyens d'analyse (6) pour comparer les données horaires locales aux données horaires internes et pour corriger l'heure du garde-temps, lorsque ces données locales et internes diffèrent.
  5. Procédé de mise à l'heure d'un garde-temps par radiosynchronisation consistant à:
    rechercher le signal d'émission d'un émetteur à modulation de fréquence dont le spectre contient des données de type RDS,
    démoduler les données de type RDS et décoder les données horaires locales contenues dans ces données de type RDS,
    comparer l'heure interne dudit garde-temps aux données horaires locales ainsi décodées,
       et, le cas échéant, rajuster l'heure interne dudit garde-temps, si ladite heure interne diffère desdites données horaires locales décodées,
       caractérisé en ce que
       ledit garde-temps est destiné à être porté, et
       il consiste également à rejeter le spectre audio en bande de base reçu à partir dudit émetteur, à l'exception de la bande de fréquences dans laquelle sont contenues les données de type RDS.
  6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est exécuté à des instants séparés par des intervalles de temps prédéterminés, et
       il consiste à interrompre la réception dudit signal d'émission pendant lesdits intervalles prédéterminés.
  7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il consiste
    à capter le signal d'émission d'un premier émetteur à modulation de fréquence contenant des données de type RDS,
    à extraire de ce signal des premières données horaires locales,
    à comparer ces premières données horaires locales à l'heure interne dudit garde-temps,
    en cas d'écart entre les premières données horaires locales et l'heure interne, à capter au moins un second signal d'émission d'un second émetteur à modulation de fréquence contenant des données de type RDS,
    à extraire de ce second signal d'émission des secondes données horaires locales,
    à comparer les secondes données horaires locales aux premières données horaires locales, et
       à procéder à la mise à l'heure dudit garde-temps pour n'annuler ledit écart que si les premières données horaires locales sont égales aux secondes données horaires locales.
  8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que, dans le cas où ladite heure interne diffère desdites données horaires locales d'une ou plusieurs heures entières, il consiste à ne corriger que l'information des heures dudit garde-temps.
  9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à analyser l'évolution de la différence entre ladite heure interne et lesdites données horaires locales et à exécuter une correction de la convergence de marche dudit garde-temps si ladite différence indique une erreur systématique sur plusieurs opérations de comparaison successives de ladite heure interne et desdites données horaires locales.
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