| Für viele Anwendungen und Geräte, wie Heizungs- und Rolladensteuerung, Klimaanlagen und die elektronische Datenverarbeitung, ist es auch aus Gründen der Bedienungsvereinfachung wichtig, die exakte Zeitinformation zu erhalten. Man denke nur an das zweimal jährliche Umstellen der Sommer- und Winterzeit oder auch an kalendarische Besonderheiten wie Schaltsekunde und Schaltjahr. Die günstigste Art, eine sehr genaue Zeitinformation zu erhalten, ist die Benutzung des Zeitzeichensignals, welches von der Physikalisch Technischen Bundesanstalt ( PTB ) in Braunschweig zur Verfügung gestellt wird. Dort befinden sich sehr genaue Atomuhren, die eine Abweichung von maximal 1 µsek pro Jahr garantieren. Der zugehörige Zeitzeichensender mit der Bezeichnung DCF 77, die sich von der Trägerfrequenz 77,5 kHz ableitet, steht in Mainflingen, ca. 25km südöstlich von Frankfurt am Main gelegen. Dieser Langwellensender hat, bedingt durch die niedrigere Trägerfrequenz von 77,5 kHz, eine Reichweite von ca. 1.500 bis 2.000 km. Bedingt durch geologische Gegebenheiten oder auch industrielle Störquellen kann diese Reichweite vermindert sein. Als Störquellen gelten Eingeschaltete Computermonitore und Fernsehgeräte. Außerdem gibt es Empfangsschwierigkeiten in Stahlbetonräumen wie Keller und Hochhäuser. DCF-Zeitcodierung
Der Dauerträger des DCF-Senders senkt im Sekundentakt für 100 ms bzw. 200 ms die Amplitude der Trägerfrequenz auf 25% ab, was einer einfachen AM-Modulation entspricht. Die Länge dieser sogenannten Sekundenmarken überträgt in codierter Form das Zeittelegramm. Eine Absenkung des Trägers um 100 ms entspricht dabei einem logischen Low-Pegel (0), während ein logischer High-Pegel (1) mit einer Absenkung von 200 ms codiert ist. In jeder 59. Sekunde wird die Absenkung nicht vorgenommen, so daß damit eine eindeutige Zuordnung des Minutenanfangs möglich ist. Die neue Sekunde beginnt ( mit Ausnahme der 59. Sekunde ) jeweils mit dem Absenken des 77,5 kHz-Trägers. In dem jeweils einminütigen Zeittelegramm ist die Zeit ( der nächstfolgenden Minute ) und das komplette Datum mit dem dazugehörigen Wochentag codiert. Die Tabelle 1 zeigt die Bedeutung der 59 Bits, die pro Minute übermittelt werden. Die Synchronisation des Sekunden-Zählers erfolgt mit Ausbleiben der Absenkung der 59. Minute. Die Bits 1 bis 14 sind nicht belegt und deshalb immer 100 ms lang ( Low-Pegel ). Bit 15 zeigt durch einen High-Pegel an, daß zur Zeit die Reserveantenne des DCF 77-Senders aktiv ist. Im Normalfall ist dieses Bit auf "low" ( 100 ms ) gesetzt. Bit 16 wird eine Stunde bevor die Zeitumstellung von Sommer- auf Winterzeit bzw. umgekehrt erfolgt auf "high" ( 200 ms ) gesetzt und mit der Zeitumstellung wieder zurückgesetzt. Die Zeitangaben beziehen sich auf die UTC-Zeit (universal time coordinated). Bezogen auf die UTC-Zeit eilt die mitteleuropäische Zeit ( MEZ ) um 1 Stunde vor, während die mitteleuropäische Sommerzeit ( WESZ ) um 2 Stunden voreilt. Diese Differenz wird in den beiden Zonenbits 17 und 18 ausgedrückt, wobei 17 die niedrigere und 18 die höhere Wertigkeit hat. Bit 19 hat die ähnliche Funktion wie Bit16 und kündigt eine bevorstehende Schaltsekunde an. Das eigentliche Zeit- und Datumstelegramm ist in den Bits 20 bis 58 codiert. Für das Einstellen der Zeit- und Datumsinformationen sind jeweils 4 Bit, während für die Zehnerstellen nur 3 oder 2 Bit erforderlich sind. Die Zahlendarstellung erfolgt im Binärformat ( BCD-Code ). Die Bits 42 bis 44 geben in binärer Schreibweise den Wochentag wie folgt an: Montag 1, Dienstag 2, Mittwoch 3, Donnerstag 4, Freitag 5, Samstag 6, Sonntag 7. Das Prüfbit 1 ergänzt die Bits 21 bis 27, Prüfbit 2 ergänzt die Bits 29 bis 34 und Prüfbit 3 ergänzt die Bits 36 bis 57 auf gerade Parität, daß heißt die High-Bits werden mit dem jeweiligen Prüfbit addiert, und deren Ergebnis muß dann eine gerade Zahl ergeben.
Der Signalverlauf des DCF-77-Signals
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