(57)【要約】【課題】電波時計における報時信号の評価の際の計算コストを低減させること。【解決手段】時間情報獲得のために、時間フレーム毎に、１つの時間フレームの持続時間よりも短い少なくとも１つの時間領域をそれぞれ報時信号の振幅の変化に基づいて検査する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時報送信局（１０１）から送信された報時信号（８９）から時間情報を獲得するための方法であって、
報時信号（８９）が一定の持続時間の多数の時間フレーム（８０〜８２）から成っている形式の方法において、
時間情報の獲得のために、時間フレーム毎に、１つの時間フレーム（８０〜８２）の持続時間よりも短い少なくとも１つの時間領域（８６，８７，８８）をそれぞれ報時信号（８９）の振幅の変化に基づいて検査するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
報時信号（８９）内の時間情報は、ビット形態で存在し、その場合それぞれ１つの時間フレーム（８０〜８２）に少なくとも１つのデータビット（８３〜８５）が割当てられ、当該データビット（８３〜８５）の値は、報時信号（８９）の振幅変化の持続時間（Ｔ１，Ｔ２）によって定められ、報時信号（８９）の振幅変化の第１の持続時間（Ｔ１）は、データビット（８３，８５）の第１の論理値に相応し、振幅変化の第２の持続時間（Ｔ２）は、データビット（８４）の第２の論理値に相応する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
振幅変化の第１の時点（ｔ０，ｔ２，ｔ４）を確定し、
振幅変化の第１の時点（ｔ０，ｔ２，ｔ４）並びに第１及び第２の持続時間（Ｔ１，Ｔ２）から、第１の持続時間（Ｔ１）に関する第２の時点（ｔ１，ｔ５）と第２の持続時間（Ｔ２）に関する第３の時点（ｔ３）を定め、
第１の時点（ｔ１，ｔ５）近傍に設けられている第１の時間領域（８６）は、報時信号（８９）の振幅が当該振幅の最初の値をとっているかどうかについて検査され、
第１の領域（８６）における振幅が最初の値をとっている場合には、データビット（８３）に第１の論理値が割当てられる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
時報送信局（１０１）から送信された報時信号（８９）から時間情報を獲得するための方法であって、
報時信号（８９）が一定の持続時間の多数の時間フレーム（８０〜８２）から成っており、
報時信号（８９）内の時間情報は、ビット形態で存在し、その場合それぞれ１つの時間フレーム（８０〜８２）に少なくとも１つのデータビット（８３〜８５）が割当てられ、  当該データビット（８３〜８５）の値は、報時信号（８９）の振幅変化の持続時間（Ｔ１，Ｔ２）によって定められ、
報時信号（８９）の振幅変化の第１の持続時間（Ｔ１）は、データビット（８３，８５）の第１の論理値に相応し、
振幅変化の第２の持続時間（Ｔ２）は、データビット（８４）の第２の論理値に相応する形式の方法において、
報時信号（８９）の順次連続する少なくとも２つの振幅変化から、１つの時間間隔を定め、該時間間隔の持続時間から、データビット（８３〜８５）の値を導出するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項５】
２つの順次連続する変化は、唯一の時間フレーム（８０〜８２）内に設けられている、請求項４記載の方法。
【請求項６】
時報送信局（１０１）から送信された報時信号（８９）から時間情報を獲得するための方法であって、
報時信号（８９）が一定の持続時間の多数の時間フレーム（８０〜８２）から成っており、
報時信号（８９）内の時間情報は、ビット形態で存在し、その場合それぞれ１つの時間フレーム（８０〜８２）に少なくとも１つのデータビット（８３〜８５）が割当てられ、  当該データビット（８３〜８５）の値は、報時信号（８９）の振幅変化の持続時間（Ｔ１，Ｔ２）によって定められ、
報時信号（８９）の振幅変化の第１の持続時間（Ｔ１）は、データビット（８３，８５）の第１の論理値に相応し、
振幅変化の第２の持続時間（Ｔ２）は、データビット（８４）の第２の論理値に相応する形式の方法において、
振幅変化の第１の時点（ｔ０，ｔ２，ｔ４）を確定し、
振幅変化の第１の時点（ｔ０，ｔ２，ｔ４）並びに第１及び第２の持続時間（Ｔ１，Ｔ２）から、第１の持続時間（Ｔ１）に関する第２の時点（ｔ１，ｔ５）と第２の持続時間（Ｔ２）に関する第３の時点（ｔ３）を定め、
第１の時点（ｔ１，ｔ５）近傍に設けられている第１の時間領域（８６）は、報時信号（８９）の振幅が当該振幅の最初の値をとっているかどうかについて検査され、
第１の領域（８６）における振幅が最初の値をとっている場合には、データビット（８３）に第１の論理値が割当てられるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項７】
第１の時間領域（８６）内の振幅が最初の値を取っていない場合には、データビット（８４）に第２の論理値が割当てられる、請求項３または６記載の方法。
【請求項８】
第３の時点（ｔ３）近傍に設けられている第２の時間領域（８７）は、報時信号（８９）の振幅が最初の振幅まで上昇しているか否かに関して検査され、第２の時間領域（８７）内の振幅が上昇している場合には、データビット（３４）に第２の論理値が割当てられる、請求項３または６記載の方法。
【請求項９】
第１の時間領域（８６）と第２の時間領域（８７）を含んだ通しの唯一の時間領域（８８）が設けられている、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
報時信号（８９）はそれぞれ、第１の時間領域（８６）内および/または第２の時間領域（８７）内及び/又は唯一の時間領域（８８）内でのみ報時信号（８９）中の障害に基づいて検査され、障害が当該領域内でのみ除去されるかフィルタリングされる、請求項１から９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
第１の時間領域（８６）および/または第２の時間領域（８７）及び/又は唯一の時間領域（８８）外の報時信号（８９）の振幅は、データビット（８３〜８５）の決定のために考慮されない、請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
第１の持続時間（Ｔ１）は、第２の持続時間（Ｔ２）よりも短い、請求項１から１１いずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
報時信号（８９）の振幅の変化は、報時信号（８９）の振幅の低減を表わしている、請求項１から１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
第１の時点（ｔ０，ｔ２，ｔ４）は、時間フレーム（８０〜８２）の開始を表わしている、請求項１から１３いずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
第１及び第３の時点（ｔ１，ｔ３，ｔ５）は、報時信号（８９）の振幅変化の各終端を定めている、請求項１から１４いずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
第３の時点（ｔ３）は、そのつどの時間フレーム（８０〜８２）に関連して時間的に第２の時点（ｔ１，ｔ５）よりも後に存在する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
第１論理値は、論理“０”を表わし、第２の論理値は論理“１”を表わす、請求項１から１６いずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
振幅変化の第１の時点（ｔ０，ｔ２，ｔ４）は、報時信号（８９）の所定の固定タイムベース（５１）への同期化によって実施される、請求項１から１７いずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
報時信号（８９）の時間フレーム（８０〜８２）が所定のタイムベース（５１）へ同期化されている場合には、同期信号（５６）が生成される請求項１から１８いずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
固定的に定められたタイムベース（５１）は、基準周波数（４２）からの、例えば水晶発振器の周波数からの逓降によって求められる、請求項１から１９いずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
完全な報時テレグラムは、５９もしくは６０のデータビット（８３〜８５）からなる、請求項１から２０いずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
データテレグラムの第１のデータビットから開始されて５９ないし６０のデータビットが順次連続して中間記憶され、
５９ないし６０の全てのデータビットが中間メモリ（７０）から読出されてバッファメモリ（４８）に供給され、
前記供給されたデータビットは、特にシリアルに、計算ユニットへ伝送され、
計算ユニットは、読出された５９ないし６０のデータビットから正確な時間および/または正確な日付を算出する、請求項１から２１いずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
請求項１から２２に記載の方法を用いることにより、特に電波時計において、時間情報を含んだ報時信号（３）を受信するための受信装置（１）において、
報時信号（３）を受け取るための少なくとも１つのアンテナ（２）と、
報時信号（３）内に含まれる時間情報を抽出するための時間情報抽出装置（３０）と、
入/出力ユニット（３）とを有し、該入/出力ユニット（３）の出力側からは、報時信号（３）から抽出した時間情報から導出された出力信号を送出するように構成されていることを特徴とする受信装置。
【請求項２４】
前記報時信号（３）は一定の持続時間を有する多数の時間フレーム（８０〜８２）からなり、当該報時信号（３）内の時間情報は、ビット形態で存在し、その場合それぞれ１つの時間フレーム（８０〜８２）に少なくとも１つのデータビット（８３〜８５）が割当てられている、請求項２３記載の受信装置。
【請求項２５】
完全な報時テレグラムは、５９もしくは６０のデータビット（８３〜８５）からなっており、この場合これらのデータビット（８３〜８５）は、変化によって、特に報時信号（８９）の振幅低減によって形成されており、前記データビット（８３〜８５）の値は、当該変化の持続時間（Ｔ１，Ｔ２）によって表わされている、請求項２３または２４記載の受信装置。
【請求項２６】
ビット識別回路（４５，４６）が設けられており、該ビット識別回路はデータビットに、報時テレグラムのプロトコルと変化の持続時間に相応して第１の論理値若しくは第２の論理値を割当てる、請求項２３から２５いずれか１項記載の受信装置。
【請求項２７】
前記ビット識別回路（４５，４６）は、時間発生器（４５）を有しており、該時間発生器は、固定タイムベース（５１）に基づき報時テレグラムのプロトコルに応じて報時信号の振幅変化の第１の持続時間（Ｔ１）と第２の持続時間（Ｔ２）を生成し、前記第１の持続時間（Ｔ１）は論理“０”に相応し、第２の持続時間（Ｔ２）は論理“１”に相応している、請求項２６記載の受信装置。
【請求項２８】
前記ビット識別回路（４５，４６）は、報時信号（３，８９）内の障害成分の識別と処理のための回路を有している、請求項２６または２７記載の受信装置。
【請求項２９】
同期化装置（４３）が設けられており、該同期化装置は、報時信号（３，８９）の時間フレーム（８０〜８２）の開始時点（ｔ０，ｔ２，ｔ４）および/または終了時点に対して同期化させる、請求項２６から２８いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３０】
前記同期化装置（４３）には、カウンタ（５２）と、比較器（５３）と、リセットユニット（５４）と、出力ユニット（５３）が含まれており、
前記カウンタ（５２）は、基準周波数による制御によってその計数状態（５２）をカウントアップしており、
前記比較器（５３）は、カウンタ（５２）の計数状態（５５）を所定の値、特に時間フレームの持続時間（Ｔ３）に相応する値と比較し、
前記リセットユニット（５４）は、計数状態（５５）と所定の値とが一致した場合に、若しくは新たな報時信号（２９）が現れた場合に、前記カウンタ（５２）をリセットし、
前記出力ユニット（５３）は、カウンタ（５２）の計数状態（５５）が所定の値と一致した場合に、ビット識別回路（４５，４６）の駆動制御のための同期信号（５６）を発生する、請求項２９記載の受信装置。
【請求項３１】
基準化装置（４４）が設けられており、該基準化装置は、基準周波数（４２）、特に水晶発信器の周波数から分周器を用いて固定タイムベース（５１）を提供している、請求項２３から３０いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３２】
記憶装置が設けられており、該記憶装置内には、時間情報、特にデータビットが、報時テレグラムに対するプロトコルの順序で中間記憶されている、請求項２３から３１いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３３】
記憶装置（７０）の記憶スペースは、少なくとも報時信号（３，８９）の完全な報時テレグラムに対して必要となる時間情報がそこに格納可能であるように構成されている、請求項２３から３２いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３４】
出力シフトレジスタ（４８）が設けられており、該出力シフトレジスタのシリアルな出力端子（４９）は、受信装置（１）の出力端子（４９）と接続されており、前記出力シフトレジスタ内には必要に応じて記憶装置（７０）のデータ内容が格納可能であり、さらに前記出力シフトレジスタを介して当該データ内容が出力端子（４９）を介して出力可能である、請求項２３から３３いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３５】
前記アンテナ（２）としてフェライトアンテナが設けられており、該フェライトアンテナは、時報送信局から送信された報時信号（３）の周波数に同調されている、請求項２３から３４いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３６】
前記報時信号（３）は無線電波であり、該無線電波は、時間情報として日、時、分、秒などの一連の時間単位を表わし、隣接する時間単位の各対の間の休止情報を表わしている、請求項２３から３５いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３７】
前記受信装置（１）は、時報送信局ＤＣＦ−７７から送信された報時信号（３）の受信用に構成されている、請求項２３から３６いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３８】
前記受信装置（１）は、無線周波同調受信機を有するか、又は無線周波同調受信機の構成要素である、請求項２３から３７いずれか１項記載の受信装置。
【請求項３９】
少なくとも１つの入力側増幅器（４）と、フィルタ段（６）と、整流器（８）を有している集積回路（２０）が設けられている、請求項２３から３８いずれか１項記載の受信装置。
【請求項４０】
電波時計（１００）において、
報時信号（３）を受信するための少なくとも１つのアンテナ（２）と、
入力側増幅器（４）と、フィルタ段（６）と、整流器（８）を備えた集積回路（２０）と、
報時信号（３）内に含まれている時間情報を抽出するための時間情報抽出装置（３０）と、
報時信号（３）の抽出された時間情報から導出される出力信号が取出し可能である入/出力ユニット（３２）と、
プログラミング制御された装置（１０２）、特にマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラと、
時間および/または日付を表示する表示装置（１０６）を備えた自動時計（１０３）とを有し、
前記プログラミング制御された装置（１０２）は、時間情報を含んだ出力信号が供給可能であり、該出力信号から時刻及び日付信号（１０５）を計算し、
前記自動時計（１０３）は、時刻及び日付信号（１０５）から時刻及び/又は日付の修正を行うことを特徴とする、電波時計。
【請求項４１】
請求項１３から２８に記載の報時信号（３）の受信のための受信装置（１）が設けられている、請求項４０記載の電波時計。
【請求項４２】
送信された報時信号（３）からの時間情報の獲得と評価のための電波時計（１００）に対する受信機（１）の適用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、報時送信局から送信された報時信号から時間情報を得るための方法に関している。さらに本発明は、電波時計並びに電波時計のための受信装置、受信装置の利用に関している。
【背景技術】
【０００２】
時間の流れをできるだけ正確に計り表示することは従来からの大きな関心事である。複雑な経済活動と様々な通信システムを有する近代的な企業は、その場合統一的でかつ特に正確な時間測定を必要としている。このことは近代的なセシウム原子時計を用いることで可能となり、この原子時計は非常な高精度で時間を計ることができる。但しこの場合この正確な時間情報は、他の加入者にもアクセスできる必要性がある。
【０００３】
既にかなり依然から、無線電波が時間情報の伝送に適した媒体であることがわかっている。衛星による時間伝送サービスの達成は重要であるにもかかわらず、長波の無線電波を用いた時間伝搬が今日では際立った役割を演じている。とりわけ長波の以下のような特性は、将来的にも時間情報の伝送に対して強く関心をひくものである。すなわちこの長波による時間信号は、到達範囲が非常に広く、しかも建物の中にも届き、非常に小さなフェライトアンテナでもなお受信が可能なことである。高周波の衛星信号の受信の際には、木や建物などの障害物が強い信号減衰を引き起すのに対して、長波信号の受信は、このような障害物を通しても影響を受けることがあまりない。このような時間情報の重畳された長波の伝搬特性は、最新のマイクロエレクトロニクスの既存手段と組み合わされて、例えばバッテリ駆動もしくはソーラー駆動が可能な小型の電波時計構造を可能にしている。
【０００４】
時間情報の重畳された長波の提供に対しては、その送信範囲にある電波時計に相応の時間情報を供給することのできる送信局が必要である。ドイツ連邦国立度量衡研究所（ＰＴＢ）によってコントロールされている長波送信局であるＤＣＦ−７７（標準時報局）によって、信頼性の高い時間信号及び標準周波数送信局が稼働されている。この送信局は、原子時計によって制御されており、周波数が７７.５ＫＨｚで出力が５０ｋＷの（これは通常のラジオ受信機の受信範囲外である）長波の時間信号を公共の電子時計スケールＭＥＺに従って継続的に（２４時間）送信している。他の諸外国、例えば日本や米国などでも時間情報を長波の周波数帯域、４０ＫＨｚと１２０ＫＨｚの間の帯域幅の長波周波数で振幅変調信号を用いて送信している類似の送信局が存在している。
【０００５】
これらの国々では、時間情報の伝送に対して正確に一分間の長さの時間フレームを含んだ形態が利用されている。この時間フレームには、分、時間、日、曜日、月、年などの値がＢＣＤコード（２進化１０進コード）の形態で含まれ、これらはビット毎に１Ｈｚのパルス幅変調でもって伝送される。この場合１つのフレームの最初のパルスの上昇縁かまたは下降縁が正確に０秒に同期化される。典型的な電波時計は、次のように構成される。すなわち１つのフレーム若しくは複数の時間フレームの時間情報の受入れによる時間設定が、０秒信号がまず最初に受信された時点から行われるように構成される。
【０００６】
時間情報の伝送は、ここではいわゆる報時信号に基づいて行われている。そのためこの報時信号の相応する送信機ないし受信機は、以下では報時送信機ないし報時受信機と称する。この報時信号とは、比較的短い期間の送信機時間信号と理解されたい。これは送信機から提供される時間基準（標準時間）を伝送する役割を果たす。この場合変調振動は大抵は次のような複数の時間マーカーを有する。すなわち所定の不確実性を伴って送信された時間基準を再現する復調されたパルスのみを表わす時間マーカーを有する。この復調結果は、シングルパルスとして、パルスコードの形態で時刻値のテキストに伝送された符号化された時間情報と取り違えることは許されない。
【０００７】
図１には、時間信号送信局ＤＣＦ−７７の符号化された時間情報のコード化概要図が符号Ａで示されている。このコード化概要図は、ここでは５９のビットからなっている。この場合それぞれ１ビットは当該時間フレームの一秒に相応している。それにより一分間の経過の中でいわゆる報時テレグラムが送信可能である。これは二進化によってコード化された形態で特に時間と日付に対する情報が含まれている。最初の１５ビットＢには、一般的なコーディング情報、例えば作動モード情報などが含まれている。次の５つのビットＣは、一般情報が含まれている。すなわち符号Ｒは、アンテナ情報ビットであり、Ａ１は、中央ヨーロッパの通常時間（ＭＥＺ）と中央ヨーロッパ夏時間（ＭＥＳＺ）の間の移行に対する変更予告ビットであり、Ｚ１，Ｚ２は、通常時間と夏時間の表示、Ａ２は、うるう秒の予告ビット、Ｓは符号化された時間情報（時間コード）の開始ビットを表わしている。そして２１ビット〜５９ビットまでは、時間及び時刻情報がＢＣＤコードで伝送される。この場合これらのデータは後続する各分に対しても有効である。詳細には符号Ｄの領域のビットには“分”に関する情報が含まれ、符号Ｅの領域のビットには、“時間”に関する情報が含まれ、符号Ｆの領域のビットには、“日”に関する情報が含まれ、符号Ｇの領域のビットには、“曜日”に関する情報が含まれ、符号Ｈの領域のビットには、“月”に関する情報が含まれ、符号Ｉの領域のビットには、“年”に関する情報が含まれている。これらの情報は、ビット形式の符号化された形態で挿入されている。符号Ｄ，Ｅ，Ｉで示されている各領域のそれぞれ終端には、検査ビットＰ１，Ｐ２，Ｐ３が設けられている。６０番目のビットには割当てがなく、これは専ら次のフレームの開始を表わすことだけに用いられている。符号Ｍは分マーカーを表わし、それによってテレグラムの開始が示される。
【０００８】
図１に表わされている、報時信号の伝送のためのコード化概要図の構造とビットパターンは、一般に公知であり、これについては例えばPeter Hetzelらによる公知文献“Zeitinformation und Normalfrequenz, Telekom Praxis, Band I, 1993”が参照される。
【０００９】
報時情報の伝送は、個々の秒マーカーによって振幅変調される。この変調は、各秒の開始から搬送波信号ＸのダウンＸ１，Ｘ２又はアップからなっている。この場合各秒の開始時点では（時報局ＤＣＦ−７７から送信される報時信号のケースでは各分の５９番目の秒だけは除く）、搬送波振幅が０.１秒の期間（Ｘ１）、若しくは０.２秒の期間（Ｘ２）の間だけ約２５％減少する。この異なる期間の低減は、そのつどの秒マーカーないしはデータビットを定めている。この異なる期間の秒マーカーは、時刻と日付の二進符号化に用いられており、０.１秒の期間の秒マーカーＸ１は、二進数の“０”を表わし、０.２秒の期間の秒マーカーＸ２は、二進数の“１”を表わしている。６０番目の秒マーカーが欠けていることによって、次の分マーカーが予告される。各秒信号との組合わせで、標準時報局から送信された時間情報の評価が可能となる。図２には、一例としてそのような振幅変調を施された報時信号の断面が示されている。この場合符号化は、種々異なるパルス長のＨＦ信号の低減によって行われている。
【００１０】
例えば独国特許発明第３５１６８１０号明細書に記載されている従来の報時信号受信機は、時報局から送信された振幅変調された報時信号を受信し、それを再び復調して異なる長さのパルス信号として送出する。このことはリアルタイムで行われる。すなわち、各秒毎に、種々異なる長さのパルス信号が出力側から図２に示された理想的な報時信号に相応して生成される。その場合時間情報は、搬送波の種々異なる長さのパルスによって符号化されて存在する。この報時信号受信機からは、異なる長さのパルスが後置接続されているマイクロコントローラに供給される。マイクロコントローラはこのパルス信号を評価し、それらのパルスの長さに相応してそれぞれのパルスにビット値“１”ないし“０”を割当てるかどうかを決定する。このことはまず報時信号のそのつどの時間フレームの秒開始を定めることによって実行される。この秒開始が識別されたならば、求められたパルス期間からそれぞれビット値“１”か“０”が求められ得る。マイクロコントローラは全５９ビットに続いて分を受入れ、各秒パルスのビット符号化に基づいて正確な時刻と日付の存在を確定する。この正確な時刻と日付の評価はいずれにせよ、１つの分の５９の秒ビットが一義的に識別された場合にのみ可能である。それによってそれらの秒ビットにそれぞれ一義的に“０”又は“１”が割当てられる。
【００１１】
このような時報局の信号における秒開始を求めるための方法は、例えば独国特許発明第１９５１４０３６号明細書から公知である。
【００１２】
問題となることは、受信した報時信号に障害信号が重畳される可能性があることである。このようなことは電気機器若しくは電子機器との干渉領域に基づいて生じ得る。図３ａには、受信機の出力側から送出される、障害信号の重畳された報時信号の測定が示されている。それとの比較で図３のｂには、時報局から障害なく伝送された相応の報時信号が示されている。これらの障害信号の種別と規模に応じて報時信号の受信に障害が発生し得る。しかしながらそのような障害発生のケースでは、報時信号の正しい受信が一分間の長さまで可能になるまでは、送受信され続けなければならない。それによって正しい時間と日付の確定のための５９の秒ビットが得られる。それらのビットに続いて妥当性検査の名目で完全な報時テレグラムのさらなる分の第２の障害のない受信との比較がなされる。受入れられた２つの報時テレグラムの一致が確認された場合には、この情報が復号化されて時間情報として変換され得る。
【００１３】
障害や干渉の非常に多い周辺環境、たとえば都会における企業施設近傍のオフィス空間においては大量のデータモニタやコンピュータ機器などが存在しており、それらの電気機器ないし電子機器に起因して特に多くの障害や干渉が生じ得る。これらの“障害網”に起因して、報時テレグラムの正しい受信が非常に長い時間の経過した後でしか可能にならないことが頻繁に生じる。このことは、報時受信機を相応に長時間作動させなければならないことにつながる。限られたエネルギー供給源、例えばバッテリーや電池しかもたない報時受信機の場合では、このことはエネルギーの著しい早期消耗につながる。
【００１４】
干渉や障害のない受信は、夜間の時間帯に入った後も頻繁に可能となる。しかしながらこのことは、例えばバッテリ交換によって報時受信機が再スタートされた場合には、次の日にならないと正しい時間が表示できないことを意味するに等しい。
【００１５】
さらなる問題は、以下に記述するように生じる。すなわち、報時信号の復号化に対して、電波時計においてはマイクロコントローラが用いられている。この報時受信機に後置接続されるマイクロコントローラは、コストの理由から典型的には４ビットのマイクロコントローラで構成され、約２ｋバイトのごく僅かなメモリしか有していない。このメモリの大半は、マイクロコントローラのプログラムのために用いられており、このプログラムの大半も、障害のある秒パルスや種々異なる秒パルスの処理に用いられる。従って目下のマイクロコントローラは、受信した障害のある秒パルスを評価することでほぼ完全に手一杯の状態である。この時点でこのマイクロコントローラは別の目的に使用することはできない。
【００１６】
特に図３のａに相応する障害の重畳された報時信号に対して、受信期間中の障害発生に関するできるだけ多くの情報が必要である。この特別な情報を用いれば、マイクロコントローラの相応するプログラムを次のように改善することができる。すなわち比較的障害の多い周辺環境の中でも報時信号の十分に確実な評価が可能となるように改善することができる。障害処理に関して最適化されたプログラムは、目下のところ電波時計の品質を実質的に定めている。
【００１７】
その上さらにメモリ容量の理由から非常にコンパクトなプログラムしか利用できない。それにもかかわらず秒パルスの評価の際に高い品質と確実性を可能にするためと、障害信号のインテリジェントな識別を実現するために、このプログラムが典型的にはアセンブラプログラミング言語で作成される。ここでは与えられた諸条件のもとで、受信技術への要求と、障害の影響や主に長波技術及びアナログ技術から生じるさらなる問題を解決するために、プログラミングの際の極めて高いノウハウが必要とされる。同時にこのプログラムは、非常にコンパクトにプログラミングされるべきでもあり、そのため所要メモリ容量はできるだけ少なくする必要がある。しかしながら実際には前述したような諸条件を充たした相応のプログラムを簡単にプログラミングできるようなプログラマーは存在しない。そのようなプログラムの品質は、実質的に電波時計の品質を定める。
【００１８】
さらに一般的な電波時計と報時信号受信のための受信回路のバックグランドについては、例えば独国特許出願公開第１９８０８４３１号明細書、独国特許出願公開第４３１９９４６号明細書、独国特許発明第４３０４３２１号明細書、独国特許出願公開第４２３７１１２号明細書および独国特許出願公開第４２３３１２６号明細書が参照される。報時信号の同期化に関しては、独国実用新案第２９８１３４９８号明細書、独国特許発明第４４０３１２４号明細書が参照される。報時信号からの時間情報の情報獲得と処理に関しては、独国特許発明第１９５１４０３１号明細書、独国特許発明第３７３３９６５号明細書および欧州特許第０４２９１３号明細書が参照される。
【特許文献１】独国特許発明第３５１６８１０号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１９５１４０３６号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１９８０８４３１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第４３１９９４６号明細書
【特許文献５】独国特許発明第４３０４３２１号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第４２３７１１２号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第４２３３１２６号明細書
【特許文献８】独国実用新案第２９８１３４９８号明細書
【特許文献９】独国特許発明第４４０３１２４号明細書
【特許文献１０】独国特許発明第１９５１４０３１号明細書
【特許文献１１】独国特許発明第３７３３９６５号明細書
【特許文献１２】欧州特許第０４２９１３号明細書
【非特許文献１】Peter Hetzel著“Zeitinformation und Normalfrequenz, Telekom Praxis, Band I, 1993”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の課題は、電波時計における報時信号の評価の際の計算コストを低減させることである。特に迅速で品質的にも改善された評価及び/又は障害にも不感の評価を可能にすることが望まれており、さらに報時信号の評価に対してはその所要記憶容量をできるだけ少なくさせることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題は独立請求項の特徴部分に記載された本発明によって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明が基礎としている考察は、時間情報の復号化のために各時間フレームの全ての期間を残らず検査する必要はないということである。この場合本発明は、つぎのような認識から出発している。すなわち符号化された時間情報は、そのつどの時間フレーム内部のそれぞれ短い期間内に存在し、時間フレームの残りの領域には時間情報は存在しないことである。この期間ないしその持続時間は、報時テレグラムのプロトコルによって予め与えられ、そのため既知である。それ故に報時信号内のそのような期待される変更がおこなわれる領域を検知するだけで完全に十分である。この場合の変更は、報時信号の振幅の立上がりでも立ち下がりでもあり得る。それ故に全く一般的には、時間情報の獲得のために、振幅変更に対する時間フレーム毎の所定の時間領域のみが検査されなければならず、その持続時間は全時間フレームの持続時間よりも短い。理想的には、そのつど次のような領域のみが検査される。すなわち変更に対して期待される変更分だけが直接検査される。その都度の時間フレームの残りの領域は考慮されないままである。
【００２２】
この場合当該方法の精度、並びに相応する受信構成要素の精度に応じて、推定される変化領域周辺の領域は任意に小さくしてもよい。それによってシステムリソースを縮小することができる。これによって計算機コスト、特に符号化された領域外の情報の計算のためにいわば無償で準備しなければならないコストが節約できる。
【００２３】
同期化された時間フレームのケースでは、すなわち符号化された領域の既知の開始（変化）のケースでは、符号化された領域の終端が次のことによって検知され得る。すなわち変化の推定される領域付近の唯一の時間領域のみを検査することによって検知される。このような変化がそこで検知されたならば、振幅の変化が推定される領域近傍のさらなる時間領域を検査することなく（これは第２の論理値に相応する）、当該の符号化された領域に直接第１の論理値が割当てられる。それとは逆に唯一の時間領域において何も変化が検知されなかった場合には、当該の符号化された領域には、直接第２の論理値が割当てられる。もちろんこのことは、データビットを表わす、そして報時信号の振幅中の障害成分ではない変化が、（障害の考慮下で）十分な確実性をもって検知可能である場合にのみ機能する。
【００２４】
時間情報の復号化の際の確実性の向上と復号化されたデータの検査のために適切でかつ有利には、特に本発明による受信装置が障害の多い環境で作動されると、振幅の変化が推定される変化領域でのさらなる時間領域が検査される。これは第２の論理値に相応する。
【００２５】
本発明によればさらに、少なくとも２つの順次連続する報時信号の振幅の変化から１つの時間間隔が確定され、その持続時間からデータビットの値が導出される。その場合は特に、順次連続する２つの変化がそのつどの時間フレーム内に存在する。
【００２６】
本発明によれば、報時信号の時間フレーム内の振幅低減の始端、並びに既知の時間マーカーにおけるその潜在的な端部のみが検査される。その結果から生じる持続時間からはそのつどの秒マーカーのデータビットが非常に簡単に確定できる。その場合秒マーカーの残りの領域と場合によってはそこに存在し得る障害成分は抑圧されたままである。この時間情報の獲得は、既に受信機内でおこなわれる。それにより、マイクロプロセッサは、時間情報の獲得に関しては負担を軽減される。
【００２７】
本発明による方法では、実質的に時間フレーム（ないしは秒パルス）は、固定のタイムベース上で同期化される。この既知のタイムベースに基づいて（これは基準周波数から導出される）、本発明による受信回路は、所定の数の秒パルスの受信後に自動的に当該秒パルス乃至フレームのそれぞれの開始に同期化する。
【００２８】
このことは本発明によれば同期化回路によって実現される。この同期化回路はカウンタを有している。このカウンタが固定のタイムベースの正確なクロックによってロードされ、そのつどの受信された秒パルスによってリセットされる。比較器は、秒パルスの到着の際にカウンタユニットを固定値と比較し、その結果から同期化に対する補正値を導出する。同期化は、所定の数の受信パルスの後でおこなわれる。このことは有利にはプログラムの手助けなしで自動的に行われ、それによって非常に簡単に実行が可能となる。この場合同期化は、そのつどの受信されたパルスのパルス長にも依存すること無く行われる。
【００２９】
受信したパルスの同期化が成功した場合には、そのつどの秒の正確な開始とそれに伴うデータビット情報が得られる。続いて本発明によれば、そのつどのデータパルスの端部のみが検知されるだけでよい。但しこのデータパルスは典型的にはごく僅かなパルス長しか有さないので（但し様々な国の標準時報局のもとで可変である）、このことは非常に簡単に可能となる。これは次のような手法で実行される。すなわち例えば既知のタイムベースから導出された時間に従って、データパルスがそのつどのデータビットに対して特徴付けられる特殊な時間窓内に存在してるかどうか検出される。その結果からは、データパルスの長さとデータビット自体が推論される。
【００３０】
秒パルス開始への同期化と、送信局特有のパルス長に対する走査の制限によって、本来のパルスに重畳した障害パルスないし障害成分（これらはデータパルスとして評価されかねない）が十分に回避できる。それにより、秒パルス開始への同期化を果たせなかった従来のソフトウエア評価に比べて十分に高い耐障害性が達成される。なぜなら評価に対してフレームないし秒パルスの一部（典型的にはパルスの１０％〜３０％）しか重要でなくなるからである。ましてや残りの部分は典型的には全く考慮されない。
【００３１】
それによってもはや、マイクロプロセッサのプログラムが、報時信号における障害成分の処理のための高価なプロシージャーを有する必要はなくなる。それにより、エラー処理に関する特殊な手法も、受信パルスの評価のためのパルス期間の許容偏差ももはや必要ない。従ってこのプログラムはこれまでに用いられてきたプログラムよりも遙かに簡素にでき、このソフトウエアの製造もより簡単にかつ低コストに実施することが可能である。
【００３２】
このようなデータの獲得は、ほぼ完全に受信機によって実施されるので、マイクロプロセッサの負担が軽減され、それによって別の制御や計算機能を手に入れることができる。そのようなことに基づいて、当該マイクロプロセッサのプログラムは、より簡単に実現できる。このことは所要記憶スペースの節約にも直接寄与する。従ってこのマイクロプロセッサと共に当該電波時計装置全体は、低コストに製造できる。
【００３３】
それに伴ってマイクロコントローラの電力消費もより僅かになり、そのため特に限定的なエネルギー供給の適用下でも当該エネルギー供給の寿命が延びる。
【００３４】
有利には、秒開始を求めるための一例として、前述した独国特許発明第１９５１４０３６号明細書に記載の方法が利用されてもよい。この文献は有利にはこの方法に関して本願との関係がある。
【００３５】
本発明のさらに別の有利な実施例および改善例は従属請求項に記載されている。
【実施例】
【００３６】
次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。なお全ての図面において同じ構成要素ないし同じ機能の構成要素に対しては他意のない限り同じ符号が用いられる。
【００３７】
図４には、報時信号を受入れるように構成されたアナログ受信装置がブロック回路図で示されている。図４では符号１で受信回路が示されている。この受信機１は、ここでは無線周波同調受信機として構成されている。そのような無線周波同調受信機１は特に有利には電波時計への使用に適している。
【００３８】
受信機１は、受信側にアンテナ２を有している。このアンテナ２は、ループアンテナとして構成されてもよいしフェライトアンテナとして構成されてもよく、図には示されていない報時信号送信局にチューニングされている。このアンテナ２を介して受信機１は、報時送信局から送信される報時信号３を受入れる状態におかれる。アンテナ２には制御増幅器“Regelverstaerker”４が後置接続されている。この制御増幅器４の第２の入力側は制御信号５の供給に用いられている。制御増幅器４の増幅は、この場合制御信号５に依存しており、その場合残りの機能ユニットの構成に応じて所定の偏差が許容される。この制御増幅器４の出力側にはフィルタ６が後置接続されている。この有利には圧電的に構成されているフィルタ６を介して（これも報時送信局の周波数に同調されている）、制御増幅器４の出力側は、後段増幅器“Nachverstaerker”７の入力側に接続されている。この後段増幅器７には、整流器８、例えばダイオード回路が後置接続されている。この整流器８に後置接続されている減算装置９内では、受信され、制御され、増幅され、整流された報時信号１０が、基準信号源１２から生成された信号１１に基づいて減算処理される。この減算装置９の出力側から生成された信号は、基準電位に接続された蓄積コンデンサ１３に供給される。この蓄積コンデンサ１３内に蓄積された電荷ないしは蓄積コンデンサ１３を介して降下した電圧からは、制御増幅器４の駆動制御のための制御電圧５が形成される。
【００３９】
蓄積コンデンサ１３と減算装置９は共に、整流された信号１０と基準信号１１の差分を時間に関して積分する差分積分器“Differenzintegrator”を形成している。整流された信号１０と基準信号１１が相互に一致しない時には、制御電圧１２が蓄積コンデンサを介して変更される。それによって、制御増幅器４の増幅度も次のように変更される。すなわち生じた差分が減じられるように変更される。この過程は、信号１０と１１が一致した後では停止状態になる。
【００４０】
減算装置９と蓄積コンデンサ１３の間のタップ（ここから制御信号５がピックアップ可能である）は、さらに復号化装置１４の入力側に接続されている。この復号化装置１４は、制御信号５から振幅走査の包絡線が求められる。この包絡線信号１５は、当該受信機１の出力側から取出し可能であり、それに伴って図４には示されていないがマイクロコントローラにその供給が可能である。
【００４１】
このような無線周波同調受信機１の構造と機能形式は、既に冒頭で述べた独国特許発明第３５１６８１０号明細書に開示されている。この明細書は、時間信号受信機の構造と機能形式に関しては完全に本願の参考文献となり得る。
【００４２】
図５には、時間信号受信機の一部がブロック回路図で詳細に示されている。図５中符号２０は、例えば図４に相応する時間信号受信機内で利用されているような集積回路の一例を表わしている。この集積回路２０は、２つの（図示されてはいない）アンテナに接続可能である。２つもしくはそれ以上のアンテナの設置によって受信機１が多数の報時信号送信局に同調することが可能となる。この場合制御増幅器４は、当該アンテナの入力側２１，２２にそれぞれ例えば制御可能なスイッチ２３，２４によって接続可能である。制御増幅器４の他の入力側は、入力側２１′,２２′に接続されている。これらの入力側には、例えば基準信号ＩＮ１，ＩＮ２が入力結合可能である。制御増幅器４の出力側は、後段増幅器７の入力側に接続されており、この場合それらの間には、補償要素６、例えばコンデンサで構成されるフィルタ６が介在的に設けられている。これにより、入力側ＱＬ−＿ＱＨ間の寄生容量が補償可能となる。
【００４３】
集積回路２０は、さらにスイッチングユニット２５を有している。このスイッチングユニット２５は、例えばその入力側ＱＬ−＿ＱＨに切換え可能な複数のフィルタを有し、それらによってスイッチングユニット２５をその出力側から複数の周波数が供給できるように構成している。これらの周波数は、当該スイッチングユニット２５の制御入力側２６，３６，３７を介して設定調整可能である。制御増幅器４は、このスイッチングユニット２５から供給される制御信号２７を介して制御可能である。さらにスイッチングユニット２５は、出力信号２８を生成しており、この信号２８は、後段増幅器７の第２の入力側に入力結合されている。この後段増幅器７は、後置接続されている整流器８を駆動制御している。整流器８は、制御信号３１（ＡＧＣ“Automatic Gain Control”信号）を生成しており、この信号が制御増幅器４を駆動制御している。整流器８の出力側からはさらに出力信号２９、例えば矩形状の出力信号（ＴＣＯ信号）が生成されており、これは後置接続されている論理/制御ユニット３０（時間情報抽出装置）に供給される。
【００４４】
論理/制御ユニット３０は、入/出力ユニット（Ｉ／Ｏユニット）に接続されており、この入/出力ユニット３０は、当該集積回路２０の入/出力端子３３に接続されている。この出力側３３からは、論理/制御ユニット３０内で処理され復号化され記憶された報時信号が取出し可能である。集積回路２０に後置接続される、図５中に示されてはいないマイクロコントローラが、論理/制御ユニット３０内に格納され復号化された報時信号も必要に応じて読出される。これらの端子３３を介して当該集積化された回路２０ないし論理制御ユニット３０は、さらにクロック制御信号が供給可能である。
【００４５】
スイッチングユニット２５は、そのさらなる制御のために論理/制御ユニット３０に接続されており、論理/制御ユニット３０は、制御信号３８によって駆動制御される。さらに集積回路は端子３６，３７を有しており、それらの端子を介して論理/制御ユニット３０には制御信号ＳＳ１，ＳＳ２が印加され得る。
【００４６】
この論理/制御ユニット３０（これはとりわけ図４からの減算装置９、蓄積コンデンサ１３及び復号化装置１４の機能性を含む）は、以下の明細書でさらに詳細に説明する。
【００４７】
集積回路２０は、エネルギー供給のために第１の供給端子３４ないし第２の供給端子３５を有している。本発明の実施例によれば、第１の供給端子３４は、第１の供給電位ＶＣＣ、例えば正の供給電位ないしバッテリ電位を有している。それに対して第２の供給端子３５は、第２の供給電位ＧＮＤ、例えば負の供給電位ないし基準アース電位を有する。集積回路２０の構成要素とこれらの供給端子３４，３５との回路技術的な相互接続は、見易さを重視する理由から詳細には描写されていないが、しかしながら当業者にとっては明らかである。
【００４８】
図６には、図５に相応した論理/制御ユニット３０の一般的な構造がブロック回路図で表わされている。
【００４９】
この論理/制御ユニット３０は、第１の入力側４０を有しており、該第１の入力側４０を介して、受信され増幅され整流されたＴＣＯ信号２９が入力結合可能である。第２の入力側４１を介して、例えば３２ｋＨｚの周波数を有するクロック制御信号４２が当該論理/制御ユニット３０に入力結合可能である。この論理/制御ユニット３０は、入力側４０に接続されている同期化ユニット４３を有している。さらにクロック制御信号入力側４１に接続された装置４４が設けられており、この装置は、さらなる信号処理ないし同期化のためのタイムベースを生成する。論理/制御ユニット３０は、同期化ユニット４３ないし装置４４に後置接続された時間発生器４５を有している。同期化ユニット４３と時間発生器４５（特にカウンター若しくはマルチバイブレータ）は、ビット識別制御部４６に後置接続されている。このビット識別制御部４６は、受信された信号に、それらの振幅と持続時間に依存して値“０”若しくは値“１”を割当てる。ビット識別制御部４６には、記憶ユニット４７が後置接続されており、その中に個々のビット値が記憶される。論理回路３０は、さらに出力インターフェース４８を有しており、このインターフェース４８は記憶装置４７に後置接続され、当該論理/制御ユニット３０の少なくとも１つのデータ出力側４９に接続されている。このデータ出力側４９を介して、記憶されている値が、後置接続されプログラム制御されたユニット、例えばマイクロコントローラ若しくはマイクロプロセッサによって読出される。
【００５０】
図７には、図６に相応する論理/制御ユニット３０の詳細なブロック回路図が示されている。
【００５１】
クロック制御信号入力側４１を介して、装置４４には、内的（若しくは外的）クロック制御信号４２が供給される。この装置４４の目的は、時間発生器４５並びに同期化ユニット４３に対して所定のタイムベースを供給することである。この目的のために当該装置４４は、典型的には入力バッファと分周器を有している。その分周器を介して入力結合されたクロック制御信号からは、逓降された所定の周波数のクロック制御信号５１が生成される。例えば前記装置４４は、約３２ｋＨｚの周波数のクロック制御信号４２から１０２４Ｈｚの周波数の逓降されたクロック制御信号が生成される。
【００５２】
同期化装置４３は、カウンタ５２と比較装置５３と制御装置５４を有している。カウンタ５２には、逓降されたクロック制御信号５１が供給される。この場合カウンタ５２の計数状態は、クロック制御信号５１の各クロックに伴ってカウントアップされる。カウンタ５２のカウンタ状態５５は、この場合比較装置５３の値（当該実施例では値１０００）と比較される。この比較装置５３は、当該比較に依存して時間発生器４５を駆動制御する。比較装置５３はさらにリセット信号５７を生成しており、この信号はカウンタ５２並びに制御装置５４に供給される。制御装置５４（この入力側にはＴＣＯ信号２９が供給されている）の出力側からは、ＴＣＯ信号に依存したリセット信号５８が生成される。このリセット信号５８もカウンタ５２に供給可能である。このリセット信号５８は、カウンタ５２がまだ同期化されていない場合にそれをリセットさせる目的で用いられる。カウンタ５２が同期化している場合には、比較装置５３のリセット信号５７によってリセットされる。
【００５３】
時間発生器４５は、一方では、増幅され整流されたＴＣＯ信号２９が供給され、他方では１０２４Ｈｚに逓降されたクロック制御信号５１が供給される。この時間発生器４５は、同期化ユニット４３の信号５６によって駆動制御される。この同期信号５６は、秒パルスの開始を示し、本発明によれば、時間発生器４５の同期化に用いられる。
【００５４】
時間発生器４５は、複数の出力側６０を有している。これらの出力側６０には、当該出力側６０の数に相応する数の記憶ユニット６１〜６５が後置接続されている。これらの出力側６０からは、信号２９に関する種々異なる長さのパルスないし情報が取出し可能である。時報送信局ＤＣＦ−７７から送信された報時信号に対しては、単に２つの出力側が必要になるだけであるが、図７に示されている構成例は、それに反して当該回路装置の適用範囲が、他の報時送信局に対しても可能となるように拡張された機能性を有している。例えば時報送信局ＤＣＦ−７７から送信された信号は、１００ｍｓｅｃのパルス長か又は２００ｍｓｅｃのパルス長を有する。しかしながら他の国々、例えば日本やアメリカ合衆国においては、それとは異なるパルス長、例えば３００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ，８００ｍｓｅｃで実施されている。図７に相応する本発明による回路を用いれば、これらのパルス長を区別することも可能である。
【００５５】
これらの時間パルスの長さに応じて、出力側６０にはそれぞれの信号が生じ、それらは相応の記憶装置６１〜６５に格納される。それぞれどの記憶装置に書き込むかは、例えば出力側６０に設けられたマルチプレクサによって選択可能である。このマルチプレクサは記憶装置６１〜６５に前置接続される。時間発生器４５は、さらに制御信号６６を生成しており、この制御信号６６を介して記憶ユニット６１〜６５が駆動制御される。この制御信号６６は、相応する長さの時間パルスが確定的に識別されたかどうかを示し、それによって相応の記憶装置６１〜６５が書込み可能となる。
【００５６】
これらの記憶装置６１〜６５の出力側は、さらなる比較装置６７に接続されている。それによりこの比較装置６７には、記憶装置６１〜６５の内容が供給可能となる。この比較装置６７は、それぞれ記憶装置６１〜６５に格納されている値を当該値が許容可能かどうかに関して相応するプロトコルと比較する。この比較装置６７にはさらに、時間発生器４５から生成されたさらなる制御信号６８が供給される。このさらなる制御信号６８は、比較装置６７に報時信号の分通過を表わし、それによって報時テレグラムの開始を示す。
【００５７】
比較装置６７には、決定ユニット６９が後置接続されている。この決定ユニット６９は、１つの値にビット値“０”若しくはビット値“１”を割当てる。比較装置６７と決定ユニット６９は、共にビット識別制御部４６を形成している。
【００５８】
ビット識別制御部４６には、記憶装置４７が後置接続されており、この記憶装置４７は、報時テレグラムの６０の秒ビットに相応して少なくとも６０個のビット記憶スペース７０を有している。一例においては、６０番目のビット記憶スペース７０は、省いてもよい。なぜならいずれにせよこのビットが塞がることはないからである。これらのビット記憶スペース７０には、送信された報時テレグラムの種々のビットが相応の順序で格納される。この順序は、制御信号７５を介して制御される。この制御信号７５は、ビット識別制御部４６ないし比較装置から生成されており、送信された報時信号の個々のビットが報時テレグラムに応じて正しい順序でビット記憶スペース７０に格納されることを保証している。当該記憶装置４７の６０のビット記憶スペース７０が埋まった場合には、後置接続されている出力シフトレジスタ４８に制御信号７１が供給される。
【００５９】
この出力シフトレジスタ４８は、３つの入出力側７２，７３，４９を有している。出力側７２からは、シフトレジスタの全てのビットが埋まった場合には制御信号７１から導出された信号が取出し可能である。この信号が、後置接続されたマイクロプロセッサによって読み出されると、マイクロプロセッサは、必要に応じてビット記憶スペース７０に記憶されているデータビットを、入力側７３の要求信号を介して要求する。この種の要求が存在すると、ビット記憶スペース７０のデータ内容が出力シフトレジスタ４８に供給され、ここにおいてデータ出力側４９を介して、後置接続されたマイクロプロセッサによって非常に高速にシリアルに読出される。この場合供給されるデータのパラレルな読出しももちろん考察可能である。
【００６０】
図８には、時報送信局ＤＣＦ−７７から送信された報時信号の例が示されており、この信号に基づいて本発明による方法を以下に説明する。
【００６１】
図８の実施例では、完全な秒パルス８０，８１，８２が示されており、これらはそれぞれデータビット８３〜８５を揺する時間フレームを定めている。第１の秒パルス８０は、時点ｔ０で開始され、時点ｔ２で終了する。この時点ｔ２は同時に第２の秒パルス８１の開始時点を形成しており、これは時点ｔ４で終了している。第３の秒パルス８２も第２の秒パルス８１の終了時点ｔ４で開始され、時点ｔ６で終了している。
【００６２】
一般に時点ｔ０，ｔ２，ｔ４，ｔ６は、各報時信号８９の変わり目の開始を表わしている。それに対して時点ｔ１，ｔ３，５は、各報時信号８９の変わり目の終了を表わしている。
【００６３】
各秒パルス８０〜８２の始まりにおいては、送信された信号は、例えばもとの振幅の２５％まで低減された振幅を有する。第１の秒パルス８０では、時点ｔ０とｔ１の間の時間領域８３において、送信された信号の低減された振幅が存在している。それに対して秒パルス８０の時点ｔ１とｔ２の間の残りの時間領域ではフルの振幅を有している。これらの低減された振幅の領域８３〜８５は、ＤＣＦ−７７のケースでは、Ｔ１＝１００ｍｓｅｃ若しくはＴ２＝２００ｍｓｅｃである。その場合１００ｍｓｅｃのパルスは論理“０”の値に相応し、２００ｍｓｅｃのパルスは論理“１”の値に相応している。従って秒パルス８０，８２には、論理“０”が割当てられ、秒パルス８１には論理“１”が割当てられる。ここでは逆の論理値あるいは別のパルス長も考えられる。
【００６４】
以下では本発明による方法を図８の概略的に示されている送信された報時信号と、図５〜図７のブロック回路図に示された装置に基づいて詳細に説明する。
【００６５】
論理/制御ユニット３０は、正確にわかっている基準周波数に基づき、受信した所定の数の報時信号パルスに従って秒パルスの各開始に自動的に同期する。その場合秒開始への同期化に対しては内的若しくは外的な固定のタイムベースが用いられる。この固定のタイムベースの基本位置は、有利には各電子時計内に存在する水晶発振器の周波数であってもよい。これは正確に３２.７６８ｋＨｚの周波数を供給している。それにより付加的な基準周波数は何も必要なくなる。この水晶時計の誤差及びその周波数から逓降された基準周波数の誤差は十分に満足のゆくレベルである。この基準周波数は、分周器を用いて、例えば分周値２５＝３２でもって、良好な適用が可能な値まで、例えば１０２４Ｈｚまで逓降される。
【００６６】
ＴＣＯスタートパルスは、カウンタ５２の計数状態５５をリセットする。このカウンタ５２は、装置４４から生成された１０２４Ｈｚの信号のパルスを連続的にカウントアップする。その場合各パルスはほぼ１ｍｓｅｃの持続時間に相応する。ここにおいて新たなＴＣＯパルス２９がカウンタ５２に供給されると、比較段５３において、カウンタ状態５５が比較段５３の値“１０００”よりも大きいのか、小さいのかそれとも等しいのかが決定される。カウンタ状態５５がほぼこの値“１０００”に相応するのならば、これは１秒（＝１０００ｍｓｅｃ）の間隔に相応し、新たな秒の開始としてマーキングされる。比較装置５３は、その結果からパルス５６を生成し、これは同期化パルスとして使用される。それと同時に同期化パルス５７は、カウンタ５２の計数状態５５を０にリセットし、カウンタ５２はここにおいて再び信号５１によってクロック制御され、連続的にカウントアップされる。値“１０００”の各新たな計数状態のもとでは、同期化パルス５６があら他意にトリガされる。このようにして受信され増幅され整流された報時信号２９の広範な領域に亘る高精度の同期化が内的なカウントシーケンス５１によって実現される。
【００６７】
カウンタ５２が計数状態１０００に達する前に（ないしはそれに基づいて）ＴＣＯスタートパルス２９が入力されると、同期化パルス５６はトリガされない。このケースでは、計数状態５５が再び０にリセットされるだけで新たにカウントアップが開始される。この過程は、入力側で再びスタートパルスが入力されるまで、すなわち計数状態５５がほぼ値“１０００”に相応するまで自動的に行われる。またここでは有利には、計数状態５５が値“１０００”から僅かだけずれている場合でも、これを同期化として解釈しそれに基づいて同期信号５６を送出するようにしてもよい。
【００６８】
このようにして、正確にわかっている基準周波数（３２.７６８ｋＨｚ信号）をベースにして論理/制御ユニット３０は、受信した所定の数のスタートパルスに従って自動的に秒パルスの各開始に同期する。この場合この同期化は、送信された秒パルスの各パルス長には依存せずに行われる。この同期は、カウンタ５２のいくつかの実行の後で及びいくつかの秒パルスの後で既に形成可能である。そのように形成された同期化のケースにおいては、秒パルスの正確な開始と各データビット８３〜８５の情報が正確にわかる。ここにおいてこれらのデータビット８３〜８５を読出すために、各秒パルス８０〜８２の全ての内容を読出す必要はない。それどころか相応するデータビット８３〜８５の終端を検査することで完全に十分である。なぜならばデータビット８３〜８５は異なる時報送信局から送信された報時信号に相応して任意の長さになるわけではなく、所定の長さを有するものなので、これらのデータパルス８３〜８５の各終端も正確にわかる。ドイツの標準時報局ＤＣＦ−７７から送信された信号のケースでは、各データビット８３〜８５の終端は、１００ｍｓｅｃ後か若しくは２００ｍｓｅｃ後に測定され、そこから秒パルス８０〜８２の開始が推定できる。このことは、これらの時間領域、すなわち１００ｍｓｅｃ後と２００ｍｓｅｃ後において、それらの振幅についての検査が必要となることを意味する。このことは次のように行われる。すなわち相応する持続時間の経過後に、さらに低減された振幅の存在に関する検出がなされるようにして行われる。その結果からデータビット８３〜８５のパルス持続時間と、データビット８３〜８５自体が推任される。このようにしてパルス８３〜８５へのビット値の即座の割当てが可能となる。
【００６９】
二義的な曖昧性を回避するために、専ら正確な時点（秒パルス開始後の１００ｍｓｅｃないしは２００ｍｓｅｃ後に生じる時点）のみを検査するのではなく、許容偏差の理由と障害の影響を避けるために、有利には、これらの時点の前後の所定の時間領域も加えることが可能である。それにより、許容偏差窓８６〜８８が１００ｍｓｅｃないし２００ｍｓｅｃの時間マーカーに生じる。これらの許容偏差窓８６〜８８は、そのつどの要求に適切に合わせることも可能である（例えば時間信号受信機が障害の多い領域内にあるのかどうかに関して）。例えば時間信号受信機が障害の多い領域内にあるならば、この許容偏差窓８６〜８８も十分広幅に選択される。
【００７０】
これらの時間窓８６〜８８の設計仕様は、その上さらに基準周波数と同期化回路によって提供される受信感度にも向けられるべきである。
【００７１】
有利な実施例では、１００ｍｓｅｃないし２００ｍｓｅｃの各領域のみが検査されのではなく、有利には、１００ｍｓｅｃの時点も２００ｍｓｅｃの時点も含んだ一貫した通しの時間窓８６〜８８がパルス振幅の上昇に基づいて検査される。例えば２つのケースにおいて秒開始後に７５ｍｓｅｃ〜２２５ｍｓｅｃの間の時間窓８６〜８８が用いられてもよい。上記例では、評価が各秒パルス８０〜８２内で１５０ｍｓｅｃの期間の間だけ実施される。
【００７２】
それにより、時間窓８６〜８８の領域においてのみデータビットの評価が行われる。データビット８３〜８５の決定に係わる当該時間窓８６〜８８以外の領域は、本発明によれば考慮されることはなく、検査もされない。これにより、データビット８３〜８５の獲得のためのコストが最小限に抑えられる。それ故に受信され検査された報時信号における障害は当該領域においては無視できる。なぜならいずれにせよデータビット８３〜８５の確定には利用されないからである。
【００７３】
送信された報時信号からの正確な日付と正確な時間の本発明による復号化と出力は以下のように行われる。
【００７４】
報時テレグラムの最後のビットを用いれば自動的に次の報時テレグラムの完全な分のスタートパルスが識別できる。その場合識別されたデータビット８３〜８５の記憶が相応するシフトレジスタのデータテレグラムに割当てられた記憶箇所において行われる。データテレグラムの５９のデータビット全てがシフトレジスタに記憶された後では、後置接続された評価ユニットにおいてデータが目下存在しピックアップ可能であることを知らせるために、出力信号７１がセットされる。この評価ユニットは、電波時計のケースでは大抵は４ビットのマイクロコントローラで実現される。このマイクロコントローラは、ここにおいてこれらのデータを端子７３を介して要求し、それに基づいてそれらのデータが端子４９を介して速い順序でマイクロコントローラに伝送される。全データ伝送は、例えば分の全５９ピットに対して例えば１００ｍｓｅｃだけ継続する。このマイクロコントローラはその後では再び他の目的に、例えば制御目的に自由に使えるようになる。この時間の間は、データ伝送に基づく障害によって生じ得る受信機の受信感度の影響を予防するために、受信回路の制御電圧がデータ伝送前に存在していた値に維持される。
【００７５】
専用に設けられた制御線路の外部からの結線接続によって制御/論理ユニット３０は、様々な送信プロトコルに設定調整できる。例えば論理/制御ユニット３０と電波時計はドイツの送信プロトコルＤＣＶ７７の他にもさらに付加的に若しくは代替的に他の送信プロトコル、例えばＷＷＶＢ（ＵＳＡ），ＭＳＦ（イギリス），ＪＪＹ（日本），ＢＰＣ（中国）の評価と後続処理が可能なように設計仕様することも可能である。
【００７６】
１つの時報送信局のプロトコルにおいて３以上のパルス長が存在するケースでは、有利な構成によれば、さらなるパルス長に、データテレグラム中の適切なビット値の位置の１つが割当てられる。それにより、１つの妥当性検査が可能となる。なぜなら時報送信局の様々なプロトコルが制御/論理装置３０内に格納されているからである。非常に早期時点で、詳細にはマイクロコントローラがそのつどのデータをピックアップする前にエラー識別とその結果から導出されるエラー修正ルーチンないしエラー除去ルーチンが可能である。
【００７７】
図９には、概略的に簡単に示した電波時計のブロック回路図が示されている。符号１００で示されている電波時計は、時報送信局１０１から送信される報時信号３を受信するための１つ（又は複数の）アンテナ２を有している。このアンテナ２には、集積回路２０（図６及び図７参照）が後置接続されている。この集積回路２０は、論理/制御ユニット３０（図６及び図７参照）を有している。アンテナ２と集積回路２０は共に受信機１を形成する。この受信機の出力側にはプログラミング制御されたユニット１０２、例えばマイクロコントローラ若しくはマイクロプロセッサが後置接続されている。マイクロコントローラは、受信機によって生成されたデータビットを受入れ、そこから正確な時刻と正確な日付けを計算し、その結果から時刻と日付のための信号１０５を生成する。さらにこの電波時計１００は、その時刻が水晶発信器１０４に基づいて制御される電子時計１０３を有している。この電子時計１０３は、表示部１０６、例えばディスプレイと接続されており、このディスプレイを介して時刻を表示する。ここにおいて電子時計１０３に信号１０５が供給されると、それに基づいて電子時計１０３は、表示している日付ないし時間を相応に修正する。
【００７８】
本発明は、前述の有利な実施例に基づいて説明してきたが、これは本発明がこれらの実施例に限定されることを意味したものではない。それどころか多くの方式や形態の変更が可能である。
【００７９】
本発明は、必ずしも時報送信局ＤＣＦ−７７から送信された報時信号の受信のための受信機回路ないし電波時計に限定されるものではなく、本発明はもちろんその他の任意の時報送信局のもとでも有利に投入が可能である。
【００８０】
プログラム制御されたユニットに対しても必ずしもマイクロコントローラが必要というわけではない。それどころかこのマイクロコントローラの機能性は他の適切な回路、例えばマイクロプロセッサやデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ファジイコントローラ、固定的な配線若しくはプログラミング可能な論理回路、例えばＦＰＧＡ回路、ＰＬＤ回路などに置換えてもよい。
【００８１】
特に本発明自体は、前述したような計数表示限定されるものではなく、これも単に例示的に示しただけのものである。本発明は当業者の技術知識の枠内で任意の変更が可能である。
【００８２】
前述した具体的な回路技術的な変更も、可能性のあるいくつかの実施例を表わしただけのものであり、本発明による受信機の基本的な機能、特に同期化装置、時間発生器、記憶装置並びにそれに伴う本発明の対象からそれない限りは、簡単な構成素子や機能ユニットの交換による変更も非常に容易に可能である。
【００８３】
その上さらに本発明の電波時計の概念には、前述したような構造を有してはいるが、報時信号の伝送が有線で行われるもの、例えば通常の時計台装置などの電波時計も含まれる。
【００８４】
前述した実施例では、コード化がそれぞれ搬送波信号の時間フレーム開始時の低減によって実現されていたが、このコード化自体ももちろん振幅の上昇によって実現されてもよいし、一般的な搬送波信号の振幅の変化によって実現されてもよい。同様に、前述の実施例においては報時信号振幅の変化の開始が検出されていた。本発明によればこの開始に基づいてそれぞれの終端もそのつどのコード化に依存して推定されていた。これらのことも単に例示していただけのものであって、同じような形態で終端の検出に基づいて開始を推定することももちろん可能である。このケースでは、本発明の基本的な原理から逸脱することなく搬送波信号振幅の変化の開始時点が逆算され得る。さらに同じような形態で本発明による方法によれば有利には、変更の開始が確定されると、それに基づいて検査すべき終端に対する時間領域が確定され得るが、その逆のケースにおいても回路技術的に僅かな付加的コスト、例えば１つのバッファメモリを要するだけで終端からの逆算が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】報時送信局ＤＣＦ−７７から送信され符号化されている時間情報の符号化概要図（報時テレグラム）である
【図２】理想的な報時送信信号の５つの秒パルスを示した断面図
【図３】ａ）は報時受信機の出力側からの実際の報時信号を表わした断面図、ｂ）はそれに対応する、報時送信局から障害なく送信された報時信号の断面図
【図４】無線周波同調受信機のブロック回路図
【図５】図４による本発明による受信装置内で利用できるように集積化された回路のブロック回路図
【図６】図５からの論理/制御ユニットの構造を表わしたブロック回路図
【図７】受信した報時信号の同期化、評価、記憶のためのユニットを有している図５または図６による論理/制御ユニットの構造を詳細に表わしたブロック回路図
【図８】秒パルスの信号開始について同期化するための本発明による方法を説明するための、送信された報時信号の断面を表わした図
【図９】概略的に表わされた電波時計のブロック回路図
【符号の説明】
【００８６】
１      受信機、受信回路
２      （フェライト）アンテナ
３      報時信号
４      制御増幅器、入力側増幅器
５      制御信号、制御電圧
６      （圧電）フィルタ、コンデンサ
７      後段増幅器
８      整流器
９      減算器
１０    整流され増幅された信号
１１    基準信号
１２    基準源
１３    メモリコンデンサ
１４    復号化装置
１５    受信機出力側
２０    集積回路
２１，２２  入力側、アンテナ入力側
２１′，２２′  入力側、基準入力側
２３，２４  制御可能スイッチ
２５    スイッチユニット、切換え可能フィルタ
２６    制御入力側
２７，２８  制御信号
２９    整流され増幅された報時信号
３０    論理制御ユニット
３１    制御信号
３２    入/出力装置，Ｉ／Ｏユニット
３３    出力側
３４，３５  給電電位のための端子
３６，３７  制御端子
３８    制御信号
４０    報時信号入力側
４１    クロック制御信号入力側
４２    クロック制御信号
４３    同期化ユニット
４４    時間ベース生成装置、基準化装置
４５    時間発生器（ビット識別回路）
４６    ビット識別制御部（ビット識別回路）
４７    メモリ装置
４８    出力インターフェース，出力シフトレジスタ
４９    論理制御ユニットのデータ出力側
５１    分周されたクロック信号（固定タイムベース）
５２    カウンタ
５３    比較装置，比較器
５４    制御装置、リセットユニット
５５    計数状態、計数状態信号
５６    同期信号
５７，５８  リセット信号
６０    出力側
６１−６５  記憶装置
６６    制御信号
６７    比較装置
６８    制御信号
６９    決定装置
７０    ビットメモリスペース
７２    出力側
７３    （要求）入力側
８０−８２  秒パルス，（時間）フレーム
８３−８５  データバス，減少された振幅を有するパルス
８６−８８  時間窓
８９    報時信号
１００  電波時計
１０１  報時送信局
１０２  プログラム制御されたユニット，マイクロコントローラ，マイクロプロセッサ
１０３  電子時計、自動時計
１０４  水晶時計
１０５  正確な時刻/日付のための信号
１０６  表示部
ｔ０−ｔ６  時点
Ｔ１，Ｔ２  持続時間
Ｔ３  フレーム期間
ＶＣＣ  （正の）給電電圧
ＧＮＤ  基準電位
ＩＮ１，ＩＮ２  基準信号
ＱＬ，ＱＭ，ＱＩＮ，ＱＨ  制御信号
ＳＳ１，ＳＳ２  制御信号
Ａ      符号化概要図
Ｂ      一般的符号化ビット
Ｃ      一般的日付/時刻情報
Ｄ      “分”ビット
Ｅ      “時”ビット
Ｆ      “日”ビット
Ｇ      “曜日”ビット
Ｈ      “月”ビット
Ｉ      “年”ビット
Ｍ      “分”マーカー
Ｒ      “アンテナビット
Ａ１    ＭＥＺからＭＥＳＺへの伝送のための予告ビット
Ｚ１，Ｚ２  ゾーン時間ビット
Ａ２    閏秒に対する予告ビット
Ｓ      符号化された時間情報のスタートビット
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  検査ビット
Ｘ      （報時）搬送波信号
Ｘ１，Ｘ２  搬送波信号の立ち下がり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005055439.tif 000008
【図７】
2005055439.tif 000009
【図８】
2005055439.tif 000010
【図９】
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