專利名稱:獲取時間信息的方法和無線電鐘表的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從所接收的調幅標準時間中獲取時間信息的方法。本發(fā)明還涉及
特別用于實施所述方法的一種無線電鐘表以及一種用于無線電鐘表的接收器電路。
技術背景
無線電控制的時間信息傳輸借助所謂的標準時間信號來實現(xiàn)，這些標準時間信號 由相應的發(fā)射器-以下簡稱為標準時間信號發(fā)射器來發(fā)射。對于標準時間信號應理解為短 持續(xù)時間的發(fā)射信號，給予它的任務是，傳輸由一個發(fā)射器提供的參考時間。在此，它涉及 通常具有多個時間標記的調制振蕩，這些時間標記僅解調描述一個脈沖，該脈沖以一定的 不確定性再現(xiàn)所發(fā)射的參考時間。
德國長波發(fā)射臺DCF-77受原子鐘控制按照官方原子時間刻度MEZ以50KW功率在 77. 5KHz頻率上持續(xù)工作地發(fā)射調幅長波時間信號。在其它國家存在類似的發(fā)射器，它們 在40KHz到120KHz范圍內的長波頻率上發(fā)射時間信息。所有這些國家為時間信息的傳輸 都使用精確地為1分鐘長的電報。
圖1表示用標記A指示的、在德國標準時間發(fā)射器DCF-77的情況下編碼的時間信 息的編碼圖(電報)。這里，該編碼圖由59位組成，其中每1位相應于時間幀的1秒。因此 在1分鐘的過程中可傳輸一個所謂的標準時間電報，它以二進制編碼形式尤其包括時間及 日期的信息。前面的15位B包含一般編碼，它們例如包含運行信息。接下來的5位C包括 一般信息。R表示天線位，A1表示將歐洲中部時間(MEZ)轉換成歐洲中部夏令時(MESZ)和 相反轉換的預告位，Zl， Z2表示時區(qū)時間位，A2表示轉換秒的預告位及S表示被編碼的時 間信息的開始位。從第21位至第59位以BCD碼傳輸時間及日期信息，其中，這些數(shù)據(jù)也適 用于其后面的分鐘。在此，區(qū)域D中的那些位包含關于分的信息，區(qū)域E中的那些位包含關 于時的信息，區(qū)域F中的位包含關于日歷日的信息，區(qū)域G中的位包含關于周日的信息，區(qū) 域H中的位包含關于月的信息并且區(qū)域I中的位包括關于日歷年的信息。這些信息逐位地 以編碼形式出現(xiàn)。在區(qū)域D，E及I的尾部上各設有所謂的校驗位P1，P2，P3。該電報的第 60位不被占用，用于指示下個時間幀的開始。M表示分鐘標記，由此指示標準時間電報的開 始。
圖1中所示的用于傳送標準時間信號的編碼圖的結構及位占用是一般公知的，例 如被描述在Peter Hetzel在Telekom Praxis, 1993年第一巻中的文章"時間信息與標準頻 率"中。
標準時間信息的傳輸借助各個秒標記調幅實現(xiàn)。該調制由載波信號X在每個秒開 始時的下降X1， X2(或上升)形成，其中，在由DCF-77發(fā)射器發(fā)射標準時間信號的情況下， 除每分鐘的第59秒外，在每秒開始時，載波振幅在持續(xù)時間0. 1秒時的XI或在持續(xù)時間 0.2秒時的X2下降到振幅的約25X。這些不同持續(xù)時間的下降X1， X2分別定義了秒標記 或解碼形式的數(shù)據(jù)位。這些秒標記的不同持續(xù)時間用于時鐘時間及日期的二進制編碼，其 中，具有0. 1秒持續(xù)時間的秒標記XI相應于二進制"0"，具有0. 2秒持續(xù)時間的秒標記X2相應于二進制"l"。通過空缺第60個秒標記預告下一個分標記。通過與對應的秒結合則可實現(xiàn)由標準時間發(fā)射器發(fā)射的時間信息的求值。圖2借助一個例子表示這種調幅的標準時間信號的一段。但是，只有當l分鐘的59個秒位被清楚地識別并且由此每一個秒標記都能被唯一地分配一個"0"或者"1"的時候，才能求得精確的時間和精確的日期。[0007] 現(xiàn)代標準時間信號接收器具有所謂的自動增益調整，其經(jīng)常也被稱為AGC(AGC二自動增益控制)或者AGC放大級。借助該自動增益調整可實現(xiàn)放大系數(shù)自動地被平衡到所接收的標準時間信號的一個相應電平上并由此考慮到所接收的標準時間信號的振幅變化。如果沒有自動增益調整則總是使用同樣的放大系數(shù)，這會引起不希望的過調制或者欠調制。特別是對于那些在它們的傳輸區(qū)間中或多或少地被衰減的信號，這種類型的放大特別有利。借助于自動增益調整明顯地優(yōu)化了放大器的靈敏性。
但是在接收標準時間信號時會出現(xiàn)這種問題所接收的標準時間信號通常被疊加了干擾信號，它們例如由處于從標準時間發(fā)射器到標準時間接收器的傳輸區(qū)間中的電氣器具及電子器具的電磁輻射引起以及由標準時間接收器內部的電子部件自身引起。在存在自動增益調整的情況下，它的放大系數(shù)會以不希望的方式跟蹤由干擾信號引起的信號變化。但是問題在于，根據(jù)這些干擾信號的類型和程度不同，可能導致對標準時間信號的有誤差接收。"有誤差"意味著，在所接收的一個分鐘協(xié)議的持續(xù)時間期間發(fā)生二進制的錯誤判定，這些錯誤判定導致該分鐘協(xié)議的至少一個數(shù)據(jù)位被錯誤地求值。由該接收標準時間信號導出的時間將不再正確。
如果出現(xiàn)了已知的電氣干擾，例如由用于無線電鐘表指針調節(jié)的步進電動機的轉
接引起，則該自動增益調整可被保持在該干擾出現(xiàn)之前的增益值上。由此可避免，由于自動
增益調整由干擾信號引起的、不希望的跟蹤使標準時間信號接收器變得不靈敏。但該原則
也只是在已知的干擾脈沖存在時才能被僅籠統(tǒng)地用在全部被接收的標準時間信號上。將這
種方法有針對地用于分鐘協(xié)議內的特定秒脈沖或數(shù)據(jù)位上則是不可能的。
當發(fā)射標準時間的協(xié)議設置了持續(xù)時間很長的秒脈沖時，會產生另外的問題。因
為標準時間信號是調幅地存在的，當AGC-臨界秒脈沖存在時，接收器中的AGC調節(jié)已經(jīng)開
始跟蹤增益值了。在AGC-臨界秒脈沖中，在考慮AGC-放大器的動態(tài)性的情況下，秒脈沖如
此長，以致由秒脈沖引起的標準時間信號振幅變化已經(jīng)造成AGC增益的跟蹤。AGC-增益的
變化直接導致在下一個調制跳變時J卩在對應AGC-臨界秒脈沖的末端(在此處標準時間
信號的振幅又回到其正常值)，接收器由于此時存在的較大的增益而被過調制。這導致在下
個秒脈沖時在接收器中失真，因為調節(jié)電壓以及自動增益調整不再處于所接收的標準時間
信號的場強所需的平均值上。視所接收的標準時間信號而定，這可導致接收靈敏度降低，無
線電鐘表的使用者從有效距離減小上覺察這一點。
此外還存在這種危險緊隨其后的秒脈沖的持續(xù)時間被錯誤識別，這導致誤譯碼并且在不利的情況下導致錯誤的解碼。
通過影響調節(jié)電壓可能會解決上述問題。雖然影響調節(jié)電壓及由此影響可調節(jié)的增益原則上可以用軟件實現(xiàn)。但這需要非常昂貴的、尤其是存儲空間大的軟件。這種軟件僅對于不希望的干擾以及標準時間信號振幅平均值的變化這些情況可進行自動增益調整，而在秒脈沖引起標準時間信號振幅變化的情況下不能進行。為了實現(xiàn)具有相應動態(tài)性的這種功能，需要有高性能的微控制器。但在現(xiàn)在的無線電鐘表應用中典型地使用一個簡單的4位微控制器，它不能或僅能有限地提供為有進行效的調節(jié)電壓影響所需的動態(tài)性。以這種微控制器來完全實施軟件控制的調節(jié)電壓影響，其可能性僅僅是有限的。因為它會超出微控制器的可能性。而由于成本原因，在無線電鐘表中沒有使用更高性能的微控制器。[0013] 對于無線電鐘表及用于接收標準時間信號的接收器電路的一般背景可參考DE198 08 431 Al， DE 43 19 946 Al， DE 43 04 321 C2， DE 4237 112 Al及DE 42 33 126Al。關于從標準時間信號獲取信息和時間信息的處理可參考DE 195 14 031 C2，DE 37 33965 C2及EP 042 913 Bl。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務在于，在帶有用于自動增益調整的裝置、用于接收標準時間信號的接收器中，提供改善的系統(tǒng)靈敏性。特別是，也可降低由于失真的脈沖長度導致的錯誤率。[0015] 根據(jù)本發(fā)明，上述任務通過一種方法以及通過一種用于無線電鐘表的接收器電路或一種無線電鐘表來解決。[0016] 根據(jù)本發(fā)明，提出
—種用于從接收的調幅標準時間信號中獲取時間信息的方法，這些標準時間信號由多個具有恒定持續(xù)時間的時間幀組成，其中，設置一個自動增益，用于放大所述標準時間信號，具有以下方法步驟
(a)將所接收的至少一個標準時間信號的電報存儲在一個第一存儲裝置內；[0019]
(b)預先確定該標準時間信號的振幅的至少一個變化，該變化持續(xù)時間比一個第一持續(xù)時間長；
(c)在所述預先確定的變化開始時使所述自動增益保持，[0021]
(d)在所述預先確定的變化終止時釋放所述自動增益。
—種用于無線電鐘表的接收器電路或無線電鐘表，用于接收由標準時間發(fā)射器發(fā)射的標準時間信號并從中獲取時間信息，具有一個第一存儲裝置，在其中存儲了一個標準時間信號的至少一個電報；具有一個用于放大所接收的標準時間信號的放大裝置，該放大裝置具有至少一個自動放大級，該放大級的增益可與所接收標準時間信號的振幅適配；具有一個用于控制所述放大裝置的控制裝置，它與所述存儲裝置耦合，并且，它根據(jù)所述標準時間信號振幅的一個預先確定的、長于一個第一持續(xù)時間的變化對所述自動放大級這樣控制，使得它的增益在所述預先確定的變化存在的情況下保持不變。
本發(fā)明的有利構型以及進一步改進見各個有利的選擇方案和參照附圖的說明。[0024] 本發(fā)明的基礎是首先，被發(fā)射的標準時間信號的電報存儲在一個自己的、為此設置的存儲裝置中，并且，求值被同步到所發(fā)射的標準時間電報的開始上。由此可精確地預測，在標準時間電報的分鐘協(xié)議的哪個位置上及由此在哪個時間點可以期望一個具有一個已經(jīng)與自動增益調整相關的長度的AGC臨界秒脈沖。本發(fā)明的構思在于，將自動放大或AGC放大器預備地、逐點地對于這些時間點保持在這些時間點上期望AGC臨界秒脈沖，使得標準時間信號中一個通過AGC臨界秒脈沖進行的下降部分不能影響或者僅很少地影響自動增益調整。以這種方式可避免導致不希望的調節(jié)，以及由此避免通過具有AGC臨界持續(xù)時間的下降部分引起不希望的接收器過調制。
特別是可以從標準時間電報中有目地選出一個單個的秒脈沖，在其中自動增益調整應被保持。因此，本發(fā)明描述了一種特別簡單的、但是仍很有效的方法，其中，求值可靠性和接收可靠性通過自動增益調整的有目的的操作得到顯著提高。
另一個優(yōu)點在于，無線電鐘表的接收器現(xiàn)在具有更高的系統(tǒng)靈敏度，因為接收器中的失真和秒脈沖的持續(xù)時間的失真被大大地避免了。由于錯誤的秒脈沖持續(xù)時間引起的錯誤率也被減少了。
在一個有利的構型中，在一個預先被確定的下降部分的末端，被保持的增益被自動釋放。該末端可例如通過測量AGC臨界下降部分的持續(xù)時間來確定。附加地或代替地，AGC臨界下降部分的末端也可直接根據(jù)對下降部分的持續(xù)時間的認識來確定。該持續(xù)時間從已知的標準時間電報中導出。就此而言，也可不用精確考察標準時間信號，例如通過一個簡單的計數(shù)器來確定對應的預先確定的下降部分的持續(xù)時間和末端。
在一個非常有利的方案中，將所述自動增益保持在一個增益值上，該增益值在時間上存在于所述預先確定的下降部分之前。該措施有如下優(yōu)點在預先被確定的下降部分終止之后，增益盡可能快地又重新平衡到標準時間信號的標稱電平上。
在一個第一有利選擇方案中，這些預先被確定的下降部分借助所存儲的標準時間信號電報來確定。該標準時間信號及相關的、預先被確定的這些下降部分則被存儲在一個自己的、為此設置的存儲裝置中。
本發(fā)明方法的該第一選擇方案中，有利的是，被接收的標準時間信號事先被同步到所存儲的電報的分鐘開始點上。在標準時間信號被同步在分鐘開始點上后，由該電報可知，在哪個位置上存在一些AGC臨界下降部分。在此情況下，AGC放大器僅須在這些時間點
被保持。
在一個同樣有利的第二方案中，被接收的標準時間信號的一個下降部分的預計持續(xù)時間在該標準時間信號被解調或求值期間被確定。由此，長于一個預定AGC臨界持續(xù)時間的這些下降部分可被確定。這樣，特別是，在超過一個預先給定的持續(xù)時間后，還在對標準時間信號的下降部分求值期間，可預測該下降部分的預計的總持續(xù)時間。在此情況下符合目的的是，在一個事先確定的下降部分開始后、在一個預先給定的持續(xù)時間之后，該自動增益調整才被保持。
在同樣很有利的第三選擇方案中，在對一個下降部分解調或者求值期間或者甚至之前，通過對其預計持續(xù)時間的估值來確定該下降部分的持續(xù)時間。
該方法基于這種認識在不同的、彼此相繼的分鐘電報中存在根據(jù)經(jīng)驗相對很少變化的數(shù)據(jù)位。例如代表狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)位，還有代表對應周、月、年的數(shù)據(jù)位，根據(jù)經(jīng)驗很少變化。如果這些信息在之前的分鐘電報中已知，例如由于它們被存儲在一個為此設置的自己的存儲裝置中，則對于在正好當前的分鐘電報可估算出否存在不變化的數(shù)據(jù)位。如果這些數(shù)據(jù)位涉及AGC臨界數(shù)據(jù)位，則只要存在這樣的AGC臨界數(shù)據(jù)位，就可使相應的AGC放大器暫停。在一個附加的方案中可以規(guī)定，以這種方式為每個單個數(shù)據(jù)位分配一個可能性，該可能性給出一個關于這些單個數(shù)據(jù)位是涉及AGC臨界數(shù)據(jù)位還是非AGC臨界數(shù)據(jù)位的預測。視應用而定，可以從一個預先給的對于AGC臨界數(shù)據(jù)位的可能性起使針對這些數(shù)據(jù)位的相應AGC放大器被保持。
對于本發(fā)明的允許預先估算一個對應下降部分的預計持續(xù)時間的方案，要求一個相應的用于存儲相應數(shù)據(jù)信息的存儲裝置以及一個對之前的分鐘電報的數(shù)據(jù)位進行求值的求值裝置。相比上述兩種選擇方法，該方法雖然硬件花費大，但是這里不需要對下降部分的持續(xù)時間預先確定。而且這里不需要同步到分鐘開始點。
時間信息按位存在于標準時間信號中，其中，根據(jù)標準時間發(fā)射器的對應電報，由被發(fā)射的標準時間信號的幅值的變化得出對應數(shù)據(jù)位的值。在此情況下，對一個相應的數(shù)據(jù)位分配一個(二進制)值，該值由該變化的持續(xù)時間導出。其中，標準時間信號的幅值變化的一個第一持續(xù)時間表明該數(shù)據(jù)位的第一個邏輯值，相應地，一個第二持續(xù)時間表明該數(shù)據(jù)位的第二個邏輯值。第一及第二持續(xù)時間由標準時間發(fā)射器的對應電報預先給定。[0036] 典型地，第一邏輯值表示為一個邏輯"O"(低，低電壓電平)，第二邏輯值表示為一個邏輯"l"(高，高電壓電平)。當然也可考慮用相反的邏輯。
在一個由標準時間發(fā)射器發(fā)射的標準時間信號的大多數(shù)電報中，一個變化表示該標準時間信號的幅值的一個下降。當然這里也可考慮相反的邏輯，即這里二進制編碼通過幅值的上升來產生。
典型地，第一持續(xù)時間小于第二持續(xù)時間。這些被事先確定的下降部分因此被定義為標準時間信號中的第二持續(xù)時間的變化。
在一個有利的方案中，自動增益調整僅對于振幅的這些下降部分保持它們與自動增益調整的動態(tài)相關具有一個AGC臨界的持續(xù)時間，在該持續(xù)時間被超過時AGC放大器會做出反應，而不保持。因此，一個這樣的關于自動增益調整的而言AGC臨界的持續(xù)時間至少相應于該第二持續(xù)時間。即，在第一持續(xù)時間情況下不進行自動增益調整的保持。該第一持續(xù)時間典型地如此小，以致視AGC動態(tài)而定該自動增益調整不會或者基本不會由于第一持續(xù)時間的相應下降而變化。表明AGC臨界下降部分的第二持續(xù)時間典型地大于或等于500毫秒，尤其是大于或等于800毫秒。
在本發(fā)明的一個方案中，設置了一個第二存儲裝置，在其中存儲了標準時間信號幅值的至少一個預先確定的下降部分或其持續(xù)時間。即，在那里存儲了這些秒脈沖或下降部分它們就自動增益調整而言具有重要的持續(xù)時間。
該第一和/或第二存儲裝置例如可作為軟件存儲器或硬件存儲器構成。特別有利的還在于，第一和第二存儲裝置是一個唯一的存儲器的組成部分。
在一個有利的方案中，不同標準時間發(fā)射器的不同電報可以以表格(查找表)的形式被存儲在一個自己的為此設置的集成的存儲器中。在使用集成存儲器的情況下，它可作為RAM、 R0M、 SRAM或者類似裝置構成。附加地或者代替地，該電報也可作為硬件邏輯電路、如PLD電路或FPGA電路來實現(xiàn)。
在一個方案中，設置了一個解調器，它解調被接收的標準時間信號。還設置了一個控制和求值裝置，它在解調被接收的標準時間信號期間事先確定下降部分的預計持續(xù)時間。
在另一個很有利的方案中，設置了一個參考時鐘發(fā)生器，它提供一個具有預先確
定的時鐘頻率的參考時鐘。還設置了一個計數(shù)器，它通過計數(shù)參考時鐘的時鐘脈沖遞增地
產生一個計數(shù)器讀數(shù)信號，作為一個下降部分已經(jīng)經(jīng)過的持續(xù)時間的量度。
在一個方案中，控制和求值裝置對計數(shù)器讀數(shù)信號進行求值。當一個預先給定的
計數(shù)器讀數(shù)被超過時，該預先給定的計數(shù)器讀數(shù)相應于一個預先給定的、例如下降部分的
AGC臨界的持續(xù)時間，則控制和求值裝置產生一個控制信號。該預先給定的持續(xù)時間這樣來選擇，它考慮到自動增益調整的動態(tài)并且在下降部分短的情況下也不設置自動增益調整的 保持，在下降部分短的情況下自動增益調整不做出反應。
在該預先給定的計數(shù)器讀數(shù)被超過的情況下，該控制和求值裝置使該自動放大級 的增益保持。
在一個有利的方案中，該自動放大器級被作為一個放大器前級構成。此外，該放大
器裝置還具有至少一個另外的、被連接在該自動放大器前級之后的放大器裝置。
因為本發(fā)明方法不僅可基于軟件而且可基于硬件被使用，所以可實現(xiàn)在無線電鐘
表中的不同接收器裝置中通用的被使用。
本發(fā)明的自動增益調整、特別是控制和求值裝置的功能、計數(shù)器和/或移位寄存 器可有利地為一個邏輯電路、特別是固定布線的邏輯電路的組成部分。該邏輯電路可以例 如包括FPGA電路或PLD電路。雖然這些裝置的功能也基本上可通過一個在無線電鐘表中 典型地原本就有的微控制器來實現(xiàn)，但是本發(fā)明解決方案的特別的優(yōu)點在于，根據(jù)本發(fā)明 考慮AGC臨界的秒脈沖以及這樣調整的自動增益調整可以在電路技術上極簡單地實現(xiàn)，這 里不一定要求有微控制器。
由于使用這種具有上述裝置的邏輯電路，微控制器可被減輕負擔并可供其它任務 用，例如用于對被接收的標準時間信號進行解碼和求值、處理標準時間信號中干擾以及專 門用途的任務。


以下借助在附圖的概要示圖中給出的實施例來詳細說明本發(fā)明。附圖表示
圖1 :一個例如由標準時間發(fā)射器DCF-77發(fā)射的被編碼的時間信息的編碼圖(標 準時間電報)；
圖2 :由標準時間發(fā)射器DCF-77無干擾地發(fā)射的調幅的標準時間信號的一段，具 有5個秒標記；
圖3:由美國發(fā)射器WWVB發(fā)射的標準時間信號的一段，借助它來說明本發(fā)明方 法；
圖4 :極簡化地表示的、用于實施本發(fā)明方法的無線電鐘表的電路框圖。
在附圖的所有圖中，只要無其它說明，相同的或功能相同的元件和信號設有相同
的標號。
具體實施方式
圖3表示由美國發(fā)射器WWVB發(fā)射的標準時間信號的一段，借助它來說明本發(fā)明方 法。應該知道，圖3中的描述不適合于模仿一個特定編碼，它只是舉例說明。同樣，為清楚 起見，時間軸t上的標度被放大表示。
圖3中的區(qū)段表示了標準時間信號X的三個完整的時間幀Yl-Y3。每個時間幀 Yl-Y3的持續(xù)時間精確地為T = 1000msec (毫秒)。由標準時間發(fā)射器WWVB發(fā)射的標準時 間信號X包含用于二進制編碼的三個不同的秒脈沖(下降部分)，就是說，持續(xù)時間T1 = 200msec的第一下降部分XI，持續(xù)時間T2 = 500msec的第二下降部分X2和持續(xù)時間T3 = 800msec的第三下降部分X3。這些第一下降部分XI相應于二進制"0"，這些第二下降部分X2相應于二進制"l"，其中，每一個二進制"0"和"l"分別相應于一個數(shù)據(jù)位。這些第三 下降部分X3在WWVB-發(fā)射器的電報中分別出現(xiàn)在分鐘協(xié)議開始時以及作為分鐘電報中每 10sec的位置標記。
現(xiàn)在假設，該自動增益調整被調節(jié)到發(fā)射的標準時間信號X的標稱電平上，即被 調節(jié)到位于接近高電平的平均值上。這樣，自動增益調整應可能不會跟蹤在下降部分X1， X2， X3的區(qū)域中的標準時間信號X的電平。還假設，AGC放大器具有這樣的動態(tài)性，即在 下降部分X2，X3處不使用本發(fā)明方法而使自動增益跟蹤標準時間信號X的電平。具有持續(xù) 時間Tl = 200msec的第一下降部分X1如此小，以致由于AGC放大器的惰性使自動增益調 整不跟蹤或者僅很不明顯地跟蹤標準時間信號X的電平。 根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在可使用下面的方法中的一種 第一種方法
假設，被接收的標準時間信號X被同步到標準時間電報的分開始處，即一個對應 的秒開始點Z是已知的。
從存儲在一個存儲器中的接收標準時間信號X電報中知道，具有關于AGC放大器 重要的持續(xù)時間的下降部分X3出現(xiàn)在哪個位置上。預先還知道，在哪個位置上有剩余的下 降部分X1， X2。因為接收的標準時間信號X現(xiàn)在被同步到分鐘協(xié)議開始上，所以各個起始 時間點tl， t3， t5分別作為秒開始點Z被已知。終止時間點t2， t4， t6可以很簡單地通過 對應下降部分Xl-X3的持續(xù)時間Tl-T3借助由參考時鐘提供時鐘脈沖的計數(shù)器來確定。 因此，AGC放大器僅從AGC臨界下降部分X3的對應起始時間點t5開始必須被保 持。在下降部分X3的末端t6或者該末端t6的稍后面，該AGC放大器又被釋放。因此，該 下降部分不會導致自動增益調整的不希望的跟蹤并且因此在標準時間信號X被解調及解 碼時不會產生影響。
另外的AGC臨界下降部分X2不能以這種方法被確定，因為由該電報中不能知道， 此時這些AGC臨界下降部分X2在哪個位置上。這里，困難特別是在于，視存在何種無線電鐘 表控制的時間而定，這些下降部分X1， X2或者相應的數(shù)據(jù)位可以具有任意的變化的值。與 此相反，由WWVB發(fā)射器發(fā)射標準時間信號X的情況下AGC臨界下降部分X3在是已知的，因 為它們存在于對應的分鐘電報開始時并且在一個電報之內的每10sec后出現(xiàn)。
第二種方法
在第二種特別有利的方法中，一個下降部分X1-X3的預計的持續(xù)時間Tl-T3被預 先確定。這如下地進行(見圖3):
為了求出下降部分Xl-X3現(xiàn)在是否涉及AGC臨界下降部分X2、 X3，從對應的秒開 始點Z開始，通過對參考時鐘CLK的時鐘脈沖的計數(shù)來計數(shù)它的持續(xù)時間。該計數(shù)器讀數(shù) 信號(信號"18")是一個下降部分X1-X3的已經(jīng)過去的持續(xù)時間的量度。在超過一個AGC 臨界持續(xù)時間At后，該持續(xù)時間At大于第一下降部分Xl的持續(xù)時間T1 = 200msec，標 準時間信號X的幅值沒有重新回到標稱電平上，則它必定被迫涉及一個第二或第三下降部 分X2、X3。因此，直接在持續(xù)時間T1結束后已經(jīng)推斷出當前的下降部分是涉及一個AGC非 臨界下降部分XI還是涉及一個AGC臨界下降部分X2、X3。如果標準時間信號X在該AGC臨 界持續(xù)時間At的末端、即在時間點t7，t8沒有重新達到它的標稱電平，則給出一個控制信 號(信號"19")。在AGC臨界下降部分X2，X3的情況下，AGC放大器的增益在持續(xù)時間At結束后立刻被保持，即在它使增益適配于相應下降部分X2， X3之前。在下降部分X2， X3的末端t4，t6，該自動增益調整通過控制信號(信號"19")的回復又被釋放。[0069]
第三種方法
代替上述方法，AGC臨界下降部分X3， X2也可通過對預計的持續(xù)時間t2， t3的估算來預先確定。該方法基于這種認識在被發(fā)射的標準時間信號X的電報已知的情況下不能存在任意的持續(xù)時間。本發(fā)明還基于這種認識在不同的、彼此相繼的分鐘電報中存在這樣的區(qū)域，它們越過多個分鐘電報而不變化，例如在其中包含狀態(tài)信息如年、月、周的區(qū)域。這樣，根據(jù)對之前的分鐘電報這類數(shù)據(jù)位的認識可以估算在當前分鐘電報中在哪個位置
上存在AGC臨界下降部分X2， X3和在哪個位置上存在AGC非臨界下降部分XI。
對此，前提是，已經(jīng)過去的電報的信息被存儲在一個為此設置的存儲裝置中并能
夠被相應地求值，為了由此可估算出在當前存在的時間分鐘電報中是否存在AGC臨界下降
部分以及它們預計存在于在當前分鐘電報之內的哪個位置上。
圖4示出了一個極簡化地描述的用于實施本發(fā)明方法的無線電鐘表的電路框圖。[0073] 用標號l表示的無線電鐘表具有一個(或者多個)天線2，用于接收由標準時間發(fā)射器3發(fā)射的標準時間信號X。在本實施例中，天線2被構成為帶鐵氧體磁芯的線圈14，該線圈被并聯(lián)了一個電容性元件15，例如一個電容器。在天線2后面連接了一個接收器電路5，用于接收由發(fā)射器3發(fā)射并由天線2接收的標準時間信號X。該接收器電路5典型地包括一個或多個濾波器，例如一個帶通濾波器，和一個整流電路，用于對接收的標準時間信號X進行濾波和整流。這種接收器電路5的結構和功能方式例如由開始部分所述文獻中公知，對此不再詳細討論。
該接收器電路5還包括一個用于自動增益調整的裝置，在后面簡單地稱為AGC電路24。該AGC電路20這里作為AGC放大級24構成，該AGC電路20的增益自動適配發(fā)射的標準時間信號X的幅值，該放大級24之后還連接了另外的放大級25。
放大器裝置24， 25產生一個被放大的輸出信號X'，該輸出信號被輸入一個連接在后面的解調器電路7。還設有一個解碼電路6，該解碼電路連接在該解調器電路7后面并用于對被包含在已被解調的標準時間信號X"的信息進行解碼。
解碼裝置6及解調器電路7可以是接收器電路5的組成部分，或者分開地設置在無線電鐘表1中。在本實施例中，解碼裝置6及解調器電路7是一個程序控制的裝置8的組成部分。該程序控制裝置8典型地被設置為一個微控制器，該微控制器在無線電鐘表情況下例如被構成為一個4位控制器。該微控制器8被設置用于，接收由接收器電路5及解碼裝置6產生的數(shù)據(jù)位并由此計算出精確的時鐘時間和精確的日期。從這樣計算出的時鐘時間和日期中產生一個用于時鐘時間和日期的信號12。
該無線電鐘表l此外還包括一個電子鐘表9，它的時鐘時間借助于時鐘石英晶體IO來控制。該電子鐘表9與一個指示裝置11例如一個顯示器連接。通過它指示時鐘時間。這些信號12也被輸送給時鐘9，該時鐘9根據(jù)上述信號相應校正所顯示的時間。[0078] 根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在設置一個存儲裝置21 。該存儲裝置包含一個第一存儲區(qū)域22和一個第二存儲區(qū)域23。在第一存儲區(qū)域22中例如可存儲一個或多個標準時間電報，這些標準時間電報被分別與不同的標準時間發(fā)射器對應。在第二存儲區(qū)域23中則存儲預先被確定的下降部分X2， X3，這些下降部分對于對應電報而言是AGC臨界的。[0079] 該存儲裝置21與一個控制和求值裝置4連接。該控制和求值裝置4從存儲裝置21中提取這些信息在被發(fā)射的標準時間信號X中在哪個位置上存在AGC臨界下降部分X2， X3。
該控制和求值裝置4根據(jù)存儲裝置21所容納的信息來這樣控制該AGC放大級24 :在預先確定了AGC臨界下降部分X2，X3的情況下，其增益被保持。在AGC臨界下降部分X2，X3終止后或即將終止前，特別是在一個預定的時間點，例如在秒開始點，AGC電路24的增益又被釋放。
為了獲得該信息在標準時間信號X的哪個時間點存在一個AGC臨界下降部分X2，X3，該控制和求值裝置4與一個計數(shù)器裝置16連接。在本實施例中，以增量計數(shù)器構成的計數(shù)器裝置16由一個參考時鐘發(fā)生器10的參考時鐘CLK提供時鐘脈沖。作為參考時鐘發(fā)生器IO，優(yōu)選使用時鐘石英晶體10。該增量計數(shù)器16在每個秒開始點Z，即在標準時間信號X的幅值由"高"變換到"低"時，被置于零。
對應變換的秒開始點Z是已知的，因為標準時間信號X被同步在分鐘協(xié)議上。附加地或替換地，秒開始點Z也可借助一個2位移位計存器(在圖4中未示出)來求出，被解調的標準時間信號X〃被輸入該移位計存器的輸入側。在該移位計存器的輸出端具有一個2位輸出信號，其中，只要標準時間信號X〃的幅值存在一個變換，這兩個輸出位就彼此不同。[0083] 該計數(shù)器16現(xiàn)在由零開始持續(xù)地向上計數(shù)參考時鐘CLK的時鐘脈沖。該計數(shù)器16的當前計數(shù)器讀數(shù)可作為計數(shù)器讀數(shù)信號18在輸出側被提取。該計數(shù)器讀數(shù)信號18是標準時間信號X〃的一個下降部分X2，X3的持續(xù)時間的量度。然后，相應的計數(shù)器讀數(shù)信號連同對應的當前計數(shù)器讀數(shù)被輸入該控制和求值裝置4，該控制和求值裝置4對計數(shù)器讀數(shù)并從而對自下降部分X2，X3開始以來的持續(xù)時間進行求值。如果這樣測出的時間超過AGC臨界持續(xù)時間At，則控制和求值裝置4輸出一個控制信號19，通過它使AGC放大級24被保持。
盡管以上借助優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不局限于這些實施例，而是能以多種方式和方法變型。
尤其是，本發(fā)明當然不局限于上述的數(shù)字說明，它們只是舉例說明。
可以理解，所給出的具體電路技術方案也僅是AGC裝置的一個可能的實施例，它
可很簡單地通過更換簡單構件或功能單元而變化。
本發(fā)明還不局限于所說明的標準時間發(fā)射器。它們僅僅是為更好地理解本發(fā)明而使用的，本發(fā)明并不被局限于此。
此外，無線電鐘表也可被理解為這樣的鐘表在這些鐘表中，標準時間信號的傳送
是通過有線連接進行的，例如在鐘表設備中常見的，但它們具有如上所述的結構。
在上述實施例中，編碼總是通過在一個時間幀開始時載波信號的下降來實現(xiàn)的。
不言而喻，該編碼當然也可通過載波信號的上升或籠統(tǒng)地通過載波信號的幅值變化來實現(xiàn)。
權利要求
用于從接收的調幅標準時間信號(X)中獲取時間信息的方法，這些標準時間信號由多個具有恒定持續(xù)時間(T)的時間幀(Y1，Y2，Y3)組成，其中，設置一個自動增益，用于放大所述標準時間信號(X)，其特征是，具有以下方法步驟(a)將所接收的至少一個標準時間信號(X)的電報存儲在一個第一存儲裝置內；(b)預先確定該標準時間信號的振幅的至少一個變化，該變化持續(xù)時間比一個第一持續(xù)時間(T1)長；(c)在所述預先確定的變化開始時使所述自動增益保持；(d)在所述預先確定的變化終止時釋放所述自動增益。
2. 如權利要求
1所述的方法，其特征是，將所述自動增益保持在一個增益值上，該增益 值在時間上存在于所述預先確定的變化之前。
3. 如權利要求
1或2所述的方法，其特征是，借助所存儲的標準時間信號(X)電報確定 這些預先確定的變化并且將它們存儲在一個第二存儲裝置內。
4. 如權利要求
1或2所述的方法，其特征是，將所接收的標準時間信號(X)與所存儲的 電報的分鐘開始點同步。
5. 如權利要求
1或2所述的方法，其特征是，在對所接收的標準時間信號(X)進行解調 和求值期間，預先確定振幅的一個變化的預計持續(xù)時間。
6. 如權利要求
5所述的方法，其特征是，振幅的一個變化的持續(xù)時間通過估算其預計 持續(xù)時間來預先確定。
7. 如權利要求
1或2所述的方法，其特征是，在所述預先確定的變化(X2， X3)開始后 在一個預定的持續(xù)時間(At)之后才使所述自動增益保持。
8. 如權利要求
l所述的方法，其特征是，所述標準時間信號(X)中的時間信息以位的方 式存在，其中，分別給每個時間幀(Yl， Y2， Y3)分配至少一個數(shù)據(jù)位，通過發(fā)射的標準時間 信號(X)的振幅的一個變化的持續(xù)時間來確定對應數(shù)據(jù)位的值，其中，該標準時間信號(X) 的振幅的所述具有第一持續(xù)時間(Tl)的變化(XI)的第一持續(xù)時間(Tl)相應于所述數(shù)據(jù) 位的一個第一邏輯值，而所述具有一個第二持續(xù)變化時間(T2)的變化(X2)的第二持續(xù)時 間(T2)相應于所述數(shù)據(jù)位的一個第二邏輯值。
9. 如權利要求
8所述的方法，其特征是，所述第一邏輯值是一個邏輯零，所述第二邏輯 值是一個邏輯壹。
10. 如權利要求
8或9所述的方法，其特征是，所述標準時間信號(X)振幅的所述變化 是標準時間信號(X)振幅的下降。
11. 如權利要求
8或9所述的方法，其特征是，第一持續(xù)時間(Tl)比第二持續(xù)時間(T2)短。
12. 如權利要求
ll所述的方法，其特征是，這些預先確定的變化(X2， X3)與所述標準 時間信號(X)中的至少第二持續(xù)時間的變化相應。
13. 如權利要求
8或9所述的方法，其特征是，所述第二持續(xù)時間(T2)大于或等于500毫秒。
14. 如權利要求
13所述的方法，其特征是，所述第二持續(xù)時間(T2)大于或等于800毫秒。
15. 用于無線電鐘表的接收器電路(5)或無線電鐘表(l)，用于接收由標準時間發(fā)射器(3) 發(fā)射的標準時間信號(X)并從中獲取時間信息， 具有一個第一存儲裝置，在其中存儲了一個標準時間信號(X)的至少一個電報， 具有一個用于放大所接收的標準時間信號(X)的放大裝置，該裝置具有至少一個自動放大級，該放大級的增益可與所接收的標準時間信號(X)的振幅相匹配，具有一個用于控制所述放大裝置的控制和求值裝置(4)，它與所述第一存儲裝置耦 合，并且，它可根據(jù)所述標準時間信號(X)的振幅的一個預先確定的、比一個第一持續(xù)時間 (Tl)更長的變化對所述自動放大級控制，使得它的增益在該預先確定的變化存在時保持不 變。
16. 如權利要求
15所述的接收器電路或無線電鐘表，其特征是，設置一個第二存儲裝 置，其中存儲了所述標準時間信號(X)的振幅的至少一個被預先確定的、比第一持續(xù)時間 (Tl)持續(xù)更長的變化。
17. 如權利要求
15或16所述的接收器電路或無線電鐘表，其特征是，設置一個將所述 標準時間信號(X)解調的解調器(7)，并且，該控制和求值裝置(4)可在所接收的標準時間 信號(X)被解調期間預先確定和/或估算所述振幅的一個變化(X1，X2，X3)的預計持續(xù)時 間。
18. 如權利要求
15或16所述的接收器電路或無線電鐘表，其特征是， 設置一個用于提供一個參考時鐘(CLK)的參考時鐘發(fā)生器(10)， 設置一個計數(shù)器(16)，它通過對參考時鐘(CLK)的時鐘的計數(shù)確定一個計數(shù)器讀數(shù)信號(18)，作為所述振幅的一個變化(X1，X2，X3)的所述持續(xù)時間的量度，所述控制和求值裝置(4)對所述計數(shù)器讀數(shù)信號(18)進行求值并且在超過一個與所 述第一持續(xù)時間(Tl)相應的預定計數(shù)器讀數(shù)時產生一個第一控制信號(19)，該控制信號 的存在使所述自動放大級的增益保持不變。
19. 如權利要求
15或16所述的接收器電路或無線電鐘表，其特征是，所述放大裝置 具有一個用于自動增益調整的放大器前級(24)，并且，所述放大裝置還具有另一個放大級 (25)，它連接在所述放大器前級(24)的后面。
20. 如權利要求
18所述的接收器電路或無線電鐘表，其特征是，所述控制和求值裝置(4) 和/或計數(shù)器(16)是一個邏輯電路的組成部分。
21. 如權利要求
20所述的接收器電路或無線電鐘表，其特征是，該邏輯電路是一個固 定布線的邏輯電路(20)。
專利摘要
本發(fā)明涉及用于從接收的調幅標準時間信號(X)中獲取時間信息的方法，這些標準時間信號由多個具有恒定持續(xù)時間(T)的時間幀(Y1-Y3)組成，其中，設置一個自動增益，用于放大所述標準時間信號(X)，包括以下方法步驟(a)將所接收的至少一個標準時間信號(X)的電報存儲在一個第一存儲裝置(21，22)內；(b)預先確定該標準時間信號的振幅的至少一個變化(X2，X3)，該變化持續(xù)時間比一個第一持續(xù)時間(Δt)長；(c)在所述預先確定的變化(X2，X3)開始時使所述自動增益保持。本發(fā)明還涉及用于接收由標準時間發(fā)射器(3)發(fā)射的標準時間信號(X)并從中獲取時間信息的無線電鐘表接收電路和無線電鐘表。
文檔編號G04C11/02GKCN1648800 B發(fā)布類型授權 專利申請?zhí)朇N 200510006738
公開日2010年5月26日 申請日期2005年1月31日
發(fā)明者漢斯-約阿希姆·賽勒, 羅蘭·波洛尼奧, 霍斯特·黑夫納 申請人:Atmel德國有限公司;C-Max歐洲有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (10),