CHU (授時台)

CHU是加拿大國家研究委員會國家測量標準研究所運營的短波授時台的呼號。CHU的信號用於持續傳播加拿大政府的官方授時信號，這些信號的所授權的時間來自於原子鐘。

## 歷史

無線電波可以準確、快速地傳播時間信號。這在加拿大偏遠地區的勘測中尤為重要，因為時間信號可以準確測定經緯度。1914年夏天，渥太華河流域大壩的一支勘測隊試圖接收從金斯敦發射的時間信號，但信號無法解析，於是改用了美國維吉尼亞州阿靈頓NAA的時間信號。

該授時台於1923年由加拿大安大略省渥太華的天文台啟動實驗發射，呼號為9CC，一直試驗到1928年。1929年1月開始，其呼號改以VE9OB在40.8米（約7.353MHz）波段上進行定期日間發射。90米波段的連續發射始於1929年底，其他波段的發射也曾在實驗中使用過。時間信號由天文台自己的擺鐘產生。發射機振盪器採用電容器調諧，因此頻率穩定性不高，直到1933年才採用石英晶體控制。

1938年，授時台呼號改為CHU，工作頻率為3.33、7.335和14.67MHz，發射功率僅為10 W。載波上的1,000赫茲音調來自確定發射頻率的石英振盪器，但秒脈衝仍來自天文台擺鐘。觀測站每小時自動發送一次莫爾斯電碼呼號，並通過脈衝編碼來識別一天中的時間。由於CHU功率不夠大，無法覆蓋加拿大大部分地區，包括在北部工作的勘測隊，因此觀測站時間信號還由運輸部一個功率為2千瓦的發射站發射。1947年，為三個頻率安裝了三台功率為300W的新發射機，並將其遷移到該站目前所在的農村地區。1951年，一台額定功率為3千瓦的柯林斯發射機在7.335MHz上投入使用。

該電台的目的是為了授權準確的時間資訊，尤其是向當地無法獲得準確時間的農村和偏遠地區授權時間。該站還率先使用微波和衛星通信向偏遠地區傳輸信號。

最初，授時台發出的信號是恆定的，以摩爾斯電碼在脈衝模式下播報時間。20世紀30年代，增加了通過摩爾斯電碼識別電台的功能。由於在惡劣電磁波條件下，人耳翻譯簡單的時間電碼有時也很困難，因此，1952年，CHU使用法國Ateliers Brillié Frères公司製造的設備，增加了語音播報時間和站點標識的功能。加拿大駐巴黎大使館的Fredrick Martin Meach用英語錄製了時間播報，並將其存儲在攝影膠片上，在天文鐘的控制下播放。1960年，多米尼克天文台租用了Audichron公司生產的語音鍾，取代了語音鍾。新的英語語音廣播由加拿大廣播公司的Harry Mannis錄製。雙語廣播始於1964年，由加拿大蒙特婁廣播公司的Miville Couture提供法語語音。授時台於20世紀90年代轉用數字音訊廣播。

直到1959年，載波頻率、音調頻率和秒脈衝都來自獨立的信號源，載波穩定性與任何商用短波發射機相同。分頻鏈投入使用後，CHU的所有信號都來自西電公司的標準晶體振盪器，並通過與天文台時鐘的連續比較來監測秒脈衝。到1978年，CHU發射信號的所有部分都來自NRC設計的銫束頻率標準。

同樣在1959年，14.67兆赫的發射機被一台新的20千瓦設備取代。到1971年，所有站址天線都換成了垂直天線。該站一直由天文台運營，直到1970年才移交給加拿大國家研究委員會的國家測量標準研究所。

2009年1月1日，CHU在7.335MHz的信號發射改至至7.85MHz頻率發射。這一改變是必要的，因為在2003年世界無線電大會（WRC-03）上，國際電聯對高頻進行了全球重新分配，將7.3MHz範圍重新分配給廣播。後來，由於紐西蘭投訴該信號在其新頻率上造成干擾，功率輸出從10千瓦降至5千瓦。

## 發信系統

該站無人值守，配備有經過改裝的20世紀60年代的10千瓦發射機，由位於蒙特婁的國家研究委員會（NRC）總部遠程控制。

CHU在3.33和14.67MHz上發射3千瓦信號，在7.85MHz上發射5千瓦信號。選擇這些非標準時間信號頻率是為了避免WWV和WWVH的干擾。信號採用振幅調製，低邊帶被抑制（發射H3E信號）。三個頻率同時播送相同的資訊，包括每分鐘一次的英語和法語交替播報。CHU發射台位於安大略省內，距渥太華中央商務區西南15公里（10英里）。

為發射機供電的系統是重複的，以確保可靠性，並具有電池和發電機保護功能。發電機也可為發射機供電。廣播使用數字錄音。每個頻率都使用獨立的垂直偶極子天線。在國際電信聯盟的頻段分配中，CHU長期以來一直作為「固定業務」獲得許可。

CHU台站有三台原子鐘，它們均裝在特別的外殼中，以消除可能的電磁干擾，並與NRC總部的原子鐘進行協同工作。

CHU通過郵寄QSL卡來確認聽眾的接收報告。

## 播報內容

普通情況下每秒播報的音訊是300毫秒長的1,000赫茲音調。例外情況如下：

- 每分鐘首秒播報的音訊為0.5秒長的1,000赫茲音調。
- 每小時首秒播報的音訊為1秒長的1,000赫茲音調，隨後是9秒的靜音。
- 每分鐘的第29秒靜音（無音調）。
- 每分鐘的1至16 秒之間（每小時首分鐘除外），CHU使用裂音來傳輸UT1和協調世界時 (UTC) 之間的差值。對於 +0.1至+0.8 秒的正DUT1值，第1秒至第8秒將被分頻。對於-0.1至-0.8秒的負DUT1值，第9秒至第16秒被分頻。
- 在31秒至39秒之間，每秒一次的音調被縮短為10毫秒的音訊，此時同時傳輸數字時間碼。CHU傳輸的數字時間碼的格式可以用貝爾103兼容的300波特數據機解碼，CHU是目前唯一使用這種格式傳輸時間碼的授時台。
- 在每分鐘的最後9秒（第51秒至第59秒），每秒的音調再次縮短為10毫秒，同時CHU播放簡短的語音電台標識，然後是下一分鐘的語音UTC播報，法語和英語交替播報。法語播報音源來自於加拿大廣播電台新聞主播Simon Durivage，在奇數分鐘播送；英語播報音源來自於已故加拿大廣播公司電台播音員Harry Mannis，在偶數分鐘播送。

數字時間碼使用8N2異步串行通信，以每秒300比特的速度發送10個字符。這遵循貝爾103標準，2,225赫茲的音調代表一個標記（1位），2,025赫茲的音調代表一個空格（0位）。10毫秒滴答聲後，立即發送一個標記音，直到133.3毫秒，然後發送110個數據位，最後在500毫秒處結束。最後一個停止位被10毫秒的標記音延長，以確保其可被檢測，而第二秒的最後490毫秒為靜音。在第31秒期間，會傳輸附加資訊（年份、DUT1、夏令時和閏秒警告位）。從第32秒到第39秒，每秒會傳送兩次從年到秒的時間資訊。

加拿大廣播公司（CBC）的廣播曾播出來自於CHU的「國家研究委員會時間信號」節目，會在北美東部時間每天中午於加拿大廣播電台的 「Première Chaîne」節目以及北美東部時間下午1點在加拿大廣播電台的 「廣播一台」節目中播出。該節目自1939年11月5日開始播出，2023年10月10日停播，是加拿大播出時間最長的廣播節目。

## 信號覆蓋現狀

加拿大西部經常無法接收到CHU的任何廣播信號。傳播條件、發射機功率低，再加上距離渥太華通常有兩次電離層跳變距離，導致加拿大西部的時間信號相對較弱。電磁干擾會進一步加劇西部城市地區的接收困難。

在加拿大西部大部分地區、努納武特地區和西北地區，CHU在相當長的一段時間內都幾乎無法接收。美國的WWV和WWVH台是加拿大西部的備用台。但在北極高緯度地區，美國短波時間站和CHU基本上都無法使用。加拿大沒有長波時間信號發射台。根據WWVB公布的模式圖，美國WWVB台是在北極西部地磁風暴期間獲得精確時間的唯一電台。如果WWVB不可用，需要精確時間的人可以通過GPS等衛星獲取。

## 基本資料

- 電臺官方網站： NRC Short Wave Station Broadcasts (CHU)
- 電臺名稱：CHU
- 所屬國家：加拿大
- 播放地區：北美洲、世界
- 收聽頻率01：3.33MHz
- 收聽頻率02：7.85MHz
- 收聽頻率03：14.67MHz
- 類型：授時台
- 主要語言：英語，法語
- 擁有者：加拿大國家研究委員會國家測量標準研究所
- 開播日期：1923
- 前電台呼號：9CC（1923~1928）、VE9CC（1928後）、VE9OB（至1938）
- 總部所在：45°N 17°W