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DCF77


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Europakarte mit der Reichweite des Langwellensignals von Radien 600 1100 und 2100 km gekennzeichnet

DCF77 ist der Langwellensender der die meisten Uhren in Deutschland mit der genauen Zeit

Der Sender steht in Mainflingen bei Frankfurt am Main und arbeitet auf der Frequenz 77 5  kHz mit einer Leistung von 50  kW .

Die Bezeichnung DCF77 ist das Rufzeichen Internationalen Frequenzliste IFRB. Das Rufzeichen DCF77 wird zweimal nacheinander) dreimal stündlich als Morsezeichen gesendet der 20. bis 32. Sekunde der Minuten 39 und 59). Das Rufzeichen entstand aus für Deutschland C für Langwellensender F wegen Nähe zu Frankfurt und 77 entsprechend der

DCF77 wird von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) Braunschweig betreut und sendet seit 1959 eine Normalfrequenz und seit 1973 zusätzlich Datum und Uhrzeit. Der Sender durch die Deutsche Telekom AG betrieben.

Die Zeitbasis stellen dabei mehrere Atom-Uhren (derzeit drei Cäsium-Uhren und seit 1999 Cäsium-Fontäne) dar die von der PTB betrieben Die Abweichung des daraus abgeleiteten Signals beträgt als eine Sekunde in 1 Million Jahren.

Im Zeitgesetz von 1978 wird die Physikalisch-Technische Bundesanstalt mit der der Gesetzlichen Zeit in Deutschland beauftragt. Die DCF77 verbreitete Zeitinformation stellt also die offizielle der Bundesrepublik Deutschland dar.

Das DCF77-Signal ist - abhängig von Tages- und Jahreszeit - bis zu einer von etwa 1900 km (tagsüber) bzw. 2100 km (nachts) empfangen. 'Zu bestimmten Zeiten ist die Reichweite Langwellen allerdings noch viel höher. Es sind bekannt geworden in denen sich Uhren selbst Kanada synchronisiert haben.

Die Grafik illustriert die Ausbreitung des Im Bereich bis ca. 600 km ist der als Bodenwelle zu empfangen. Ab ca. 1100 km der Raumwellenanteil . Im Abstand von 600 km bis 1100 km Sender kann es gelegentlich bei gleichen Feldstärken Boden- und Raumwelle zur Auslöschung des Signals (Fading von 15 min Dauer und mehr).

DCF77 in Mainflingen

Die logischen Informationen (die Zeitinformationen) werden zur Normalfrequenz (der Trägerfrequenz des Senders also 5 kHz) übertragen. Das geschieht durch negative Modulation Signals (Absenken der Trägeramplitude auf 25%).

Der Beginn der Absenkung liegt jeweils dem Beginn der Sekunden 0...58 innerhalb einer In der 59. Sekunde erfolgt keine Absenkung die nachfolgende Sekundenmarke den Beginn einer Minute und der Empfänger synchronisiert werden kann. Der Wert der Zeichen ergibt sich aus der 100 ms sind die "0" 200 ms sind die

Damit stehen innerhalb einer Minute 59 für Informationen zur Verfügung. Davon werden die 1 bis 14 für Betriebsinformationen verwendet die für DCF77-Nutzer bestimmt sind. Die Sekundenmarken 15 19 kennzeichnen die Sendeantenne die Zeitzone und Zeitumstellungen an:

 15 "0": Normalantenne "1": Reserveantenne 16 Am Ende dieser Stunde wird MEZ/MESZ umgestellt. "0": MEZ "1": MESZ 18 "0": MESZ MEZ 19 "1": Am Ende dieser Stunde eine Schaltsekunde eingefügt.  

Von der 20. bis zur 58. wird die Zeitinformation für die jeweils nachfolgende seriell in Form von BCD -Zahlen übertragen wobei jeweils mit dem niederwertigsten begonnen wird:

 20 Startbit (ist immer "1") 21 27 Minute 28 Parität Minute 29 - Stunde 35 Parität Stunde 36 - 41 42 - 44 Wochentag 45 - 49 50 - 57 Jahr 58 Parität Datum 

Für den Anwender einer Funkuhr bedeutet das dass der Empfang mindestens volle Minute laufen muss bevor die Zeitinformation Verfügung stehen kann.

Die innerhalb dieser Minute dekodierte Information lediglich durch drei Paritätsbits gesichert somit führen zwei fehlerhaft empfangene Bits zu einem auf Weise nicht zu erkennenden Übertragungsfehler. Um eine Zeitinformation zu erhalten muss man also zusätzliche ergreifen z.B. indem die Redundanz der Zeitinformation in aufeinanderfolgenden Minuten ausgewertet Die meisten einfachen Funkuhren brauchen daher mehr zwei Minuten bis sie die Zeit akzeptieren.

Mit entsprechendem Aufwand durch eine PLL sich die Abweichung einer DCF77-Funkuhr von der Zeit kleiner als eine Millisekunde halten.

Literatur

  • Dr.-Ing. Peter Hetzel: Zeitinformation und Normalfrequenz in: telekom praxis Heft 1/1993 S. 25-36.

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