DE4237112A1 - - Google Patents
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- G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
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- G04G3/02—Circuits for deriving low frequency timing pulses from pulses of higher frequency
- G04G3/022—Circuits for deriving low frequency timing pulses from pulses of higher frequency the desired number of pulses per unit of time being obtained by adding to or substracting from a pulse train one or more pulses
-
- 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
- G04R20/08—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being broadcast from a long-wave call sign, e.g. DCF77, JJY40, JJY60, MSF60 or WWVB
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- G—PHYSICS
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- G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
- G04R20/00—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
- G04R20/08—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being broadcast from a long-wave call sign, e.g. DCF77, JJY40, JJY60, MSF60 or WWVB
- G04R20/12—Decoding time data; Circuits therefor
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- Electric Clocks (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Uhr, deren Zeit auf der Basis
eines Empfangssignals justiert werden kann.
In Japan wird gegenwärtig versuchsweise unter Leitung des
Ministeriums für Post und Telekommunikation ein Zeitsignal
einer Standard-Langwellen-Frequenz überlagert ausgesandt. Mit
diesem Zeitsignal werden Zeitdaten, die die Stunden und Minu
ten der Tage akkumuliert mit Beginn vom 1. Januar angeben,
seriell in der Form binärer Codes gesendet, deren Rahmen eine
Minute beträgt. Genauer gesagt wird ein Bit von einem 1 Hz
Rechteckimpuls dargestellt, dessen Impulsbreiten von 500 ms
und 800 ms die Binärwerte "1" bzw. "0" repräsentieren. Posi
tionsmarkierungen werden durch 200 ms Impulse repräsentiert.
Die Trägerfrequenz beträgt 40 kHz.
Bei den Uhren (nicht tragbaren oder tragbaren wie Armbanduh
ren) zur Justierung der Zeit nach Maßgabe dieses Zeitsignals
wird einer Empfangsschaltung jeden Tag zu einer bestimmten,
konstant bleibenden Zeit für ein konstantes Zeitintervall
Strom zugeführt, damit sie das Zeitsignal empfangen und damit
die Zeit justieren kann.
Da bei diesen bekannten Uhren das Zeitsignal jeden Tag zu
einer bestimmten Zeit empfangen wird, wird die Uhr jeden Tag
justiert, obwohl eine solche tägliche Justierung bei der
hohen Genauigkeit heutiger Uhren unnötig ist. Deshalb tritt
ein unnötiger Stromverbrauch zum Empfang des Zeitsignals auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Uhr zu schaffen, die in
der Lage ist, Energie dadurch zu sparen, daß das Zeitsignal
nur empfangen wird, wenn es nötig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Uhr gemäß dem
Patentanspruch gelöst.
Bei dieser Lösung ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung
der Zeitintervalle oder Zeiten vorgesehen, zu denen die Emp
fangseinrichtung aktiviert wird, und zwar nach Maßgabe des
Zeitfehlers, der bei der vorangehenden Zeitjustierung von der
Justiereinrichtung korrigiert wurde.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der
in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der
in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 5 ein Blockdiagramm nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der
in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 7 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der
Erfindung, und
Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der
in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung enthält
eine Empfangsschaltung 1 mit einer Antenne, einer Abstimm
schaltung, einem Verstärker, etc. zum Empfang des der Stan
dard-Langwellen-Frequenz überlagerten Zeitsignals, das unter
der Kontrolle des Ministeriums für Post und Telekommunikation
gesendet wird. Eine Radiowellen-Detektorschaltung 2 dient
dazu, das von der Empfangsschaltung 1 empfangene Signal wel
lenzuformen. Eine Datendetektorschaltung 3 dient dazu, die
Zeitdaten im Ausgangssignal der Radiowellen-Detektorschaltung
2 zu erfassen. Eine Zeitzählschaltung 4 zählt die laufende
Zeit. Eine Justierschaltung 5 dient dazu, die von der Schal
tung 4 gezählte Zeit auf der Basis der empfangenen Zeitdaten
zu justieren bzw. korrigieren. Eine ein RAM etc. enthaltende
Speicherschaltung 6 dient der Speicherung von Daten, die die
Zeitdifferenz vor und nach der Zeitkorrektur, also den Zeit
fehler angeben. 7 ist ein Zähler. Eine Steuerschaltung 8
setzt sich aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, etc. zusam
men. Eine Empfangssteuerschaltung 9 dient dazu, der Empfangs
schaltung 1 zu gewünschten Zeiten Strom zu liefern. Mit 10
ist eine Speicherschaltung, die etwa ein ROM enthält, be
zeichnet; sie dient dazu, die vorbestimmte Signalempfangszeit
zu speichern. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird
nachfolgend unter Bezug auf Fig. 2 erläutert.
Wann immer ein Einschaltsignal oder ein Rücksetzsignal, das
beim Anschalten einer Stromquelle (z. B. einer Batterie) er
zeugt wird, in die Steuerschaltung 8 eingegeben wird (im
Schritt 2a), aktiviert die Steuerschaltung 8 als Reaktion
darauf die Empfangssteuerschaltung 9. Die Empfangssteuer
schaltung 9 liefert Energie an die Empfangsschaltung 1 und
setzt damit den Vorgang des Zeitsignalempfangs (im Schritt
2b) in Gang. Das von der Empfangsschaltung 1 empfangene Sig
nal wird von der Radiowellen-Detektorschaltung 2 wellenge
formt, und die Datendetektorschaltung 3 erfaßt die in diesem
Signal enthaltenen Zeitdaten und übermittelt sie an die
Steuerschaltung 8. Diese stellt im Schritt 2c fest, ob die
Zeitdaten richtig erfaßt und empfangen wurden. Wenn die Zeit
daten nicht richtig erfaßt wurden, etwa infolge von Störsig
nalen oder eines schwachen elektrischen Feldes, im Fall also
eines Empfangsfehlers, gibt die Steuerschaltung ein Signal an
den Zähler 7. Der Zähler 7 zählt die Anzahl A von Empfangs
fehlern (im Schritt 2d). Das Vorliegen eines Empfangsfehlers
wird dadurch geprüft, daß die empfangenen Zeitdaten mit ver
schiedenen Empfangsdaten verglichen werden. Wenn die Anzahl A
nicht eine vorbestimmte Anzahl (10 bei diesen Ausführungsfor
men) erreicht (in Schritt 2e), werden die Zeitdaten erneut
empfangen. Diese Vorgänge werden wiederholt, bis exakte Zeit
daten empfangen werden können oder die Anzahl A der Empfangs
fehler 10 erreicht. Wenn die Zeitdaten während dieser Opera
tion (in Schritt 2c) richtig empfangen werden, aktiviert die
Steuerschaltung 8 die Justierschaltung 5, so daß letztere die
Zeit der Zeitzählschaltung 4 auf der Basis der empfangenen
Zeitdaten einstellt (in Schritt 2f), und speichert in der
Speicherschaltung 6 (im Schritt 2g) Daten B, die den Zeitfehler
angeben, das heißt die Differenz zwischen den Zeiten vor
der Einstellung und nach der Einstellung. Bei dieser Ausfüh
rungsform stellen die Zeitfehlerdaten einen Absolutwert der
Zeit dar, die justiert wurde.
Wenn die momentane Zeit die vorbestimmte Empfangszeit (00:00
bei dieser Ausführungsform) erreicht, die in der Speicher
schaltung 10 gespeichert ist (im Schritt 2h), dann prüft die
Steuerschaltung 8, ob die in der Speicherschaltung 6 gespei
cherten Daten B 5 s oder mehr betragen (im Schritt 2i). Ent
sprechen die Daten B 5 s oder mehr, dann kehrt der Ablauf
zum Schritt 2b zurück, so daß die beschriebenen Empfangs- und
Justieroperationen wieder ausgeführt werden. Wenn die Daten
andererseits weniger als 5 s entsprechen, wird der in der
Speicherschaltung 6 gespeicherte Wert, also die Daten B, um
eine Sekunde erhöht (in Schritt 2j) und der Ablauf kehrt zum
Schritt 2h zurück. Da also in diesem Fall ein zu korrigieren
der Fehler gering ist, werden kein Zeitdatenempfang und keine
Fehlerkorrektur ausgeführt, wodurch der für den Zeitdatenemp
fang und die Zeitkorrektur erforderliche Stromverbrauch ver
ringert wird.
Wenn die Zeitdaten nicht korrekt erfaßt werden können, nach
dem die obigen Operationen (Schritte 2b, 2c, 2d und 2e) zehn
mal wiederholt wurden, wird ein Wert von 5 s in der Speicher
schaltung 6 als Daten B gespeichert (in Schritt 2k), und der
Ablauf geht weiter zum Schritt 2h. In diesem Fall würden also
bei der nachfolgenden vorbestimmten Empfangszeit die Zeitda
ten zwangsläufig empfangen werden.
Bei der obigen Ausführungsform ist die vorbestimmte Empfangs
zeit auf 00:00 gesetzt. Ohne hierauf beschränkt zu sein, ist
es jedoch möglich, dieselbe Wirkung zu erreichen, wenn die
Zeit zu irgend einer anderen vorbestimmten Empfangszeit kor
rigiert wird.
Bei der obigen Ausführungsform wird die Zeitdatenempfangszeit
vorher festgelegt. Es werden nachfolgend andere Ausführungs
formen beschrieben, bei denen Datum und Zeit des nächsten
Empfangs nach Maßgabe des Zeitfehlers entschieden werden.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist mit 11 eine
Speicherschaltung, die ein RAM etc. enthält, zur Speicherung
von Datum und Zeit des nächsten Empfangs bezeichnet. Im übri
gen werden in Fig. 3 dieselben Bezugszahlen für die Schal
tungsteile benutzt, die dieselben Funktionen wie bei der Aus
führungsform von Fig. 1 aufweisen.
Die Arbeitsweise der in Fig. 3 gezeigten Uhr soll unter Bezug
auf Fig. 4 erläutert werden. Auf gleiche Weise wie bei Fig. 2
wird als Antwort auf ein Ausgangssignal, das beim Einschalten
der Batterie auftritt, der Empfang der Zeitdaten gestartet
(in den Schritten 4a und 4b). Wenn korrekte Zeitdaten erfaßt
werden (in den Schritten 4c, 4d, 4e), wird die Zeitzählschal
tung 4 (im Schritt 4f) justiert bzw. korrigiert, und die
Steuerschaltung 8 bestimmt Datum und Zeit für den Zeitdaten
empfang nach Maßgabe der nächsten Daten B und speichert das
bestimmte nächste Empfangsdatum und -zeit in der Speicher
schaltung 11 (in Schritt 4g). Danach werden die Zeitdatenempfangs- und
justieroperationen in gleicher Weise wie bei der
vorigen Ausführungsform am bestimmten Datum zur bestimmten
Zeit ausgeführt (in Schritt 4h).
Wenn die Daten B beispielsweise einem Wert 1 s entsprechen,
wird ein Datum von sieben Tagen nach dem momentanen Empfangs
datum festgelegt. Wenn 1 s B < 3 s, wird ein Datum von vier
Tagen nach dem momentanen Empfangsdatum festgelegt, wenn 3 s B < 5 s,
wird ein Datum zwei Tage nach dem momentanen Emp
fangsdatum festgelegt, und bei 5 s B wird ein Datum einen
Tag nach dem momentanen Empfangsdatum festgelegt. Das fest
gelegte Datum wird aus einer ROM Tabelle innerhalb der
Steuerschaltung 8 ausgelesen und dann in der Speicherschal
tung 11 gespeichert. Wenn der Zeitfehler gering ist, läßt
sich, da kein Datenempfang und keine Fehlerkorrektur ausge
führt werden, der Energieverbrauch senken. Da die empfangene
Zeitinformation die Anzahl von Tagen seit dem 1. Januar ent
hält, kann, wenn Datum und Zeit für den nächsten Empfang
bestimmt werden, das entschiedene Datum dadurch festgelegt
werden, daß die auf die oben angegebene Weise gefundene An
zahl von Tagen dieser akkumulierten Tagesinformation hinzu
addiert und die Summe gespeichert wird.
Bei der obigen Ausführungsform werden die Betriebsintervalle
der Empfangsschaltung 1 auf der Basis der Empfangszeit be
stimmt. Die Betriebsintervalle können jedoch auf der Basis
beliebiger erforderlicher Zeitintervalle festgelegt werden.
Fig. 5 zeigt hierfür ein Beispiel.
In Fig. 5 ist mit 12 ein Zeitzähler bezeichnet. Im übrigen
wurden für dieselben Schaltungen mit denselben Funktionen
dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 beibehalten.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nachfolgend
unter Bezug auf Fig. 6 erläutert.
In gleicher Weise wie bei den vorgenannten Ausführungsformen
startet (in den Schritten 6a, 6b) der Empfangsbetrieb als
Antwort auf ein Ausgangssignal, das beim Stromeinschalten er
zeugt wird. Wenn korrekte Zeitdaten empfangen wurden (in den
Schritten 6c, 6d, 6e) wird (im Schritt 6f) die Zeitzählschal
tung 4 eingestellt, und die Zeitfehlerdaten werden in der
Speicherschaltung 6 gespeichert (im Schritt 6g). Gleichzeitig
wird der Zeitzähler 12 (im Schritt 6h) zurückgesetzt. Wenn
der Zeitzähler 12 zwanzig Stunden gezählt hat (im Schritt
6i), führt die Steuerschaltung 8 dieselben Funktionen wie bei
den vorerwähnten Ausführungsformen nach Maßgabe der Zeit
fehlerdaten aus (in den Schritten 6j, 6k).
Bei der obigen Ausführungsform wurde das gewünschte Zeitin
tervall zu zwanzig Stunden festgelegt. Dieses Zeitintervall
kann jedoch frei bestimmt werden.
Unter Bezug auf Fig. 7 soll eine andere Ausführungsform be
schrieben werden, bei der die Zeitzählung des Zeitzählers ab
hängig von den Zeitfehlerdaten modifiziert werden kann. In
Fig. 7 sind dieselben Schaltungen mit denselben Funktionen
wie in Fig. 5 mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
In gleicher Weise wie bei den vorgenannten Ausführungsformen
startet der Empfangsbetrieb (in den Schritten 8a, 8b) als
Antwort auf ein Ausgangssignal, das beim Stromeinschalten er
zeugt wird. Wenn korrekte Zeitdaten empfangen wurden (in den
Schritten 8c, 8d, 8e), wird (im Schritt 8f) die Zeit des
Zeitzählers 4 eingestellt, und die Steuerschaltung 8 stellt
den Zeitzähler 12 (im Schritt 8g) nach Maßgabe der Zeitfeh
lerdaten auf eine gewünschte Zeit vor. Wenn der Zeitzähler 12
die gewünschte Zeit gezählt hat (im Schritt 8h), können der
Datenempfang und die Zeiteinstellung ausgeführt werden. Um
ein Beispiel zu geben, wenn die Zeitfehlerdaten B 1 s ent
sprechen, wird der Zeitzähler 12 auf hundert Stunden vorein
gestellt; wenn 1 s B < 3 s, wird der Zeitzähler 12 auf
siebzig Stunden voreingestellt; wenn 3 s B < 5 s, wird der
Zeitzähler 12 auf vierzig Stunden voreingestellt; und wenn 5 s B,
wird der Zeitzähler 12 auf vierundzwanzig Stunden vor
eingestellt. Je kleiner der Zeitfehler ist, in desto größeren
Intervallen erfolgen Datenempfang und Zeitkorrektur, so daß
der Energieverbrauch gesenkt werden kann. Die oben erwähnten
Voreinstellzeiten werden vorab in einer ROM Tabelle in der
Steuerschaltung 8 gespeichert und die jeweiligen nach Maßgabe
der Zeitfehlerdaten ausgelesen.
Obwohl bei den voranstehend erwähnten Ausführungsformen die
obere Grenze der Anzahl von Empfangsfehlern zehn beträgt, ist
hierin keine Begrenzung zu sehen, und kann dieser obere
Grenzwert auf jeden beliebigen geeigneten Wert eingestellt
werden. Weiterhin können die Betriebsintervalle der Empfangs
schaltung 1, die nach Maßgabe der Zeitfehlerdaten bestimmt
werden, unter angemessener Berücksichtigung der Genauigkeit
der Zeitzählschaltung 4 modifiziert werden.
Da bei der vorliegenden Erfindung die Steuereinrichtung die
Betriebsintervalle oder -zeiten der Zeitsignalempfangsein
richtung nach Maßgabe des bei der vorangehenden Justieropera
tion ermittelten Zeitfehlers steuert, braucht der Empfangsbe
trieb nur dann ausgeführt zu werden, wenn es nötig ist, wo
durch ein wirtschaftlicher Energieverbrauch ermöglicht wird.
Claims (1)
- Uhr, umfassend:
eine Empfangseinrichtung (1, 2, 3) zum Empfang eines eine Zeitinformation enthaltenden Signals,
eine Empfangssteuereinrichtung (9) zur Aktivierung der Empfangseinrichtung in irgendwelchen gewünschten Zeitinter vallen oder zu irgendwelchen gewünschten Zeiten,
eine Zeitzähleinrichtung (4) zum Zählen der laufenden Zeit,
eine Justiereinrichtung (5) zum Justieren der Zeitzähl einrichtung (4) auf der Basis der von der Empfangseinrichtung (1, 2, 3) empfangenen Zeitinformation, und
eine Steuereinrichtung (8) zur Steuerung, nach Maßgabe des mittels der Justiereinrichtung (5) justierten Zeitfeh lers, des Zeitintervalls oder der Zeit zur Aktivierung der Empfangseinrichtung (1, 2, 3).
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