Systembeschreibung DCF77
Unsere DCF77-Funkuhren empfangen das Signal des gleichnamigen
Langwellensenders. Dieser Langwellensender steht in Mainflingen bei
Frankfurt am Main und dient der
Verbreitung der gesetzlichen Zeit der Bundesrepublik Deutschland,
das ist die Mitteleuropäische Zeit MEZ (englisch: Central European
Time, CET) bzw. die Mitteleuropäische Sommerzeit MESZ (englisch:
Central European Summer Time, CEST). Der Empfang des Senders DCF77 ist
nahezu überall in Deutschland und im angrenzenden Ausland
möglich.
Der Sender wird durch die Atomuhren der
Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB)
in Braunschweig gesteuert. Der
Fachbereich Länge und Zeit der PTB kontrolliert die
ausgesendeten Signale, welche innerhalb jeder Minute in Sekundenimpulsen
codiert die komplette Zeitinformation einschließlich Uhrzeit, Datum
und Wochentag übertragen.
Die hochkonstante Trägerfrequenz des Zeitsignals beträgt 77,5
kHz. Zu Beginn jeder Sekunde wird die Trägeramplitude für 0,1
sec oder 0,2 sec auf ca. 25% abgesenkt. Die so erzeugten Sekundenmarken
enthalten binär codiert die Zeitinformation. Sekundenmarken mit einer
Dauer von 0,1 sec entsprechen einer binären "0" und solche mit 0,2
sec einer binären "1". Die Information über die Uhrzeit und das
Datum sowie einige Parity- und Statusbits finden sich in den Sekundenmarken
15 bis 58 jeder Minute. Durch das Fehlen der 59. Sekundenmarke wird die
Minutenmarke angekündigt.
Zusätzlich zur Amplitudenmodulation wird der Träger von DCF77
mit einem Phasenrauschen moduliert. Dieses Rauschen ist eine pseudozufällige
Folge (PZF) von 512 Bits, die zwischen den AM-Sekundenmarken übertragen
werden. Die gesamte Bitfolge hat einen symmetrischen Verlauf, so daß
die beiden Logikzustände in gleicher Anzahl auftreten. Dadurch bleibt
die Trägerphase im Mittel konstant. Das PZF-Signal kann breitbandig
empfangen und mit einer empfängerseitig reproduzierten PZF korreliert
werden. Dieses aus der Satellitentechnik stammende Verfahren ermöglicht
eine Zeitbestimmung mit einer Genauigkeit von wenigen Mikrosekunden und
ist daher der herkömmlichen AM-Empfangstechnik weit überlegen.
Decodierschema DCF77
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| M |
Minutenmarke (0,1s) |
| R |
Aussendung über Reserveantenne |
| A1 |
Ankündigung Beginn/Ende der Sommerzeit |
| Z1, Z2 |
Zeitzonenbits
Z1, Z2 = 0, 1: Standardzeit (MEZ)
Z1, Z2 = 1, 0: Sommerzeit (MESZ)
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| A2 |
Ankündigung einer Schaltsekunde |
| S |
Startbit der codierten Zeitinformation (0,2s) |
| P1, P2, P3 |
Prüfbits |
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Unterschiede Atomuhr - Funkuhr
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