DE4237112A1 - - Google Patents

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)

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).