In Deutschland besteht die Möglichkeit sich die genaue und offizielle Uhrzeit ins Haus zu holen. Mittels komplizierter und teuerer Technik war es früher nur großen Firmen möglich das offizielle Zeitsignal zu empfangen. Doch heutzutage konnte die Technik verkleinert und billiger hergestellt werden. Deshalb erfreuen sich Funk-Uhren im privaten Sektor nicht nur aufgrund des billigen Preises immer höherer Beliebtheit.
Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig ist seit 1978 damit beautragt, die offizielle Zeit für das öffentliche Leben in Deutschland anzugeben. Hierfür betreibt die PTB vier Cäsium-Uhren. Diese hochpräzisen Uhren weichen in 300.000 Jahren maximal um 1 Sekunde von der wirklichen Zeit ab. Damit diese Genauigkeit an die Öffentlichkeit weitergegeben werden kann, wird aus diesen Uhren ein Zeitsignal gewonnen. Dieses Zeitsignal wird über 2 Langwellensender in Mainflingen bei Frankfurt ausgestrahlt. Dieses sogenannte DCF 77-Signal wird mit einer Frequenz von 77,5 kHz und einer Sendeleistung von 50 kW ausgestrahlt. Dieses reicht aus, um im Umkreis von 2000 km rund um Frankfurt das Signal empfangen zu können.
Dieser Sender senkt einmal pro Sekunde sein Signal auf 25% ab. Ist diese Senkung 0,1 Sek. lang, entspricht dieses einem nicht gesetzten Bit ( LOW ). Andernfalls ist die Senkung 0,2 Sek. lang, welches einem gesetzten Bit entspricht ( HIGH ). Diese Bits enthalten neben einigen Zusatzinformationen die BCD-kodierte Uhrzeit, Datum und Wochentag. Zur Sicherheit werden noch drei Prüfbits übertragen. Die Sekunden zählt der Empfänger einfach anhand der gesendeten Bits. Zur Erkennung des Minutenanfangs fehlt immer das 59. Bit einer Minute.
Die Daten die in der aktuellen Minute eingelesen werden, beziehen sich immer auf die folgende Minute. Die 0. Sekunde bedeutet nur, daß jetzt die Minute angefangen hat. Dieses Signal ist immer Low. Die ersten 14. Bits sind derzeit ohne Bedeutung und daher immer auf Low. Das 15. Bit zeigt bei gesetztem Zustand an, daß das Signal zur Zeit über die Reserveantenne ausgestrahlt wird.
Ein Wechsel zwischen den beiden Zeiten (Sommer- und Winterzeit) ist am gesetzten 16. Bit zu erkennen. Das 17. Bit zeigt bei gesetzten Zustand an, daß die Sommerzeit (MESZ) aktiv ist. Andernfalls währe das 18. Bit gesetzt, welches die Winterzeit (MEZ) anzeigt. Die Ankündigung einer Schaltsekunde ist am gesetzten 19. Bit zu erkennen. Zur Erkennung des Beginns des Zeitprotokolls ist noch mal das 20. Bit stets gesetzt.
Um die Zeit berechnen zu können, muß man die gesetzten Bits zusammenzählen. Gehen wir mal davon aus, daß die folgenden Bits gesetzt waren. Das 21., 22., 26. und das 27. Bit. So müßen Sie die Bedeutungen der einzelnen Bits addieren. Das bedeutet: 1 + 2 + 20 = 23. In diesem Fall ist in der nächsten Minute die 23. Da hier nun 3 Bits für die Minute gesetzt waren, muß das Prüfbit ungerade, also gesetzt sein. Dieses erkennen Sie an der 27. Stelle mit einem High. Genauso verfährt man mit der Stunde. Beim Datum ist es nicht viel anderes, außer daß das Prüfbit in der 58. Sekunde für alle 22 Bits im Datumbereich zuständig ist.
Zur Beständigkeit des Signals ist noch zu sagen, daß bei Gewittern im Raum Frankfurt fast regelmäßig das Signal abgeschaltet wird. Beachten Sie dieses bitte bei eventuellen Funktionsstörungen. Ansonsten wird das Signal im 24-h Dauerbetrieb gesendet.
Der Name DCF77 ist durch internationale Vereinbarungen entstanden. DCF77 setzt sich aus dem Buchstaben D für Deutschland, dem C als Kennzeichen eines Langwellensenders und dem F wegen der Nähe zu Frankfurt (Mainflingen liegt nahe bei Frankfurt) zusammen. Die 77 steht für die verwendete Sendefrequenz. Das Rufzeichen DCF77 wird dreimal stündlich, als Morsezeichen, während der Minuten 19, 39 und 59 gesendet.
Ich bedauere sehr das es die Human-readabelen Zeit-Signale der Senders-Nauen und Norddeich nicht mehr gibt. Da konnte man nur durch zuhoeren in weniger als einer Minute die Uhrzeit sekundengenau Auf Stunde Minute und Sekunde finden.
Aus dem DCF, kann man ohne Muehe ja nur den Sekundentakt und den Minutenanfang(lange Pause) heraushoeren. Den Stundenbeginn kann man ja nur noch aus der Zeit des Rufzeichens, indirekt schliessen, muss man aber mit der Stoppuhr ueber 20 Minuten einem Geraeusch zuhoeren das durchaus Kopfschnerzen macht, und dann zurrueckrechnen. Die Stunde selber muss man leider erraten. Leider kann man sich auf das Rufzeichen auch nicht mehr verlassen, einer der beiden Sender sendet es, beim Anderen hat man es, warum auch immer, ganz weggelassen.
Ich benutze das DCF-Signal als akustischen Ersatz fuer die Zeitwage, Hoert man das ticken der Uhr und im Hintergrund das DCF-Signal bemerkt man schnell, ob, und wie die Uhr davondriftet. Das Ohr kann mit einwenig Uebung durchaus 5/100 Sekunden wahrnehmen. 3Minuten aufmerksam hoeren(etwa ein Musiktitel) kann man schaffen, bring so eine Genauigkeit besser als 1Sec/d.
Ich finde es bloed, solche Signale so zu codieren, das Mensch sie ohne Chipp im Kopf, nicht mehr richtig decodieren kann. Einer Elektronik, waere das voellig egal, die koennte auch genau so genau die traditionellen "Zeitzeichen" im Morsecode die viele noch vom Rundfunk, kurz vor den Nachrichten, her kennen decodieren.
Zitat von Milo im Beitrag #5 Das bedeutet, dass die Funkuhren alle einen Langwellenempfänger haben und einen kleinen Prozessor, der das Ganze ausrechnet?!
Leider erzwungernermassen, der Grund fuer das Menschenfeindliche Signalprotokoll. Die Menschen zum Kaufen zu zwingen.
Wenn man aber mit einer mechanischen Uhr nur nicht aus der Minute fallen will, dann kann man natuerlich, die Austastluecke der 59.Sekunde nutzen dann langt ein simpler Geadeaus-Empfaenger ein Zeitglied und ein Relais ...
Das ging aber auch schon vorher mit den analogen "Zeitzeichen" ....
Zitat von Milo im Beitrag #7danke für Deine Ausführungen / Erläuterungen! Hat sowas schon jemand gebaut? Eine mechanische Uhr mit "atomaren" Taktgeber?
Ja vor 35 Jahren, Habe ich das von Sender Nauen auf Langewelle ausgestrahlte Zeitzeichen dafuer benutzt, die Kuechenuhr meiner Mutter zu synchronisieren. Die Uhr war immer eine Winzigkeit zu schnell, Der mechanische Teil war nur ein Zugmagnet aus einem Relais der schob am Ende der ganzen Stunde, in der letzten Minute, einen Stift in der 12 durchs Zifferblatt, und zog in in Ende der 59.Sekunde wieder ein .... War der Sekundenzeiger derweil angelaufen, wurde er halt bis dahin festgehalten.
Auf See wurden die Chronometer spaetestens alle 10 Tage durch "Abhoeren" mit dem Zeitzeichen "beschickt" das ging ganz ohne weitere Elektronik, nur mit dem Radio und beiden Ohren.
Hast Du heute auf See ein Missgeschick, und das GPS und Dein Taschenrechner und der Laptop sind abgesoffen .... oder ohne "Saft"...
interessant das mit dem Stift. In einer Küchenuhr. Gute:
Aber das Argument in der Seefahrt mit dem Laptop, GPS und Taschenrechner lasse ich nicht gelten. Es gibt sehr gute Seekarten und mit einem Fernglas (und auch guten Augen) und einem Kompass lässt sich auch ohne neumodischen Schnickschnak navigieren. Und wer eine Reise ohne Karten von dem Seegebiet antritt, handelt in meinen Augen unverantwortlich. Und die großen Pötte wie die Containerschiffe und Passagierschiffe lassen sich ohne Maschine (Motor) eh nicht betreiben. Und in Italien soll es vor der Küste trotz besseren Wissens eine Concordia mal nicht gschafft haben auszuweichen, was mit dem Leben von 35 Leuten bezahlt wurde.
Wollte ich nur mal los werden. Aber die Idee mit dem einzelnen Zeitsignal hat was. Was passiert wenn dieses Signal für einen längeren Zeitraum ausfällt??
Gruß Michael
Auch eine defekte Uhr zeigt zweimal am Tag die richtige Zeit an.
Zitat von mbi03 im Beitrag #8... Hast Du heute auf See ein Missgeschick, und das GPS und Dein Taschenrechner und der Laptop sind abgesoffen .... oder ohne "Saft"...
Ich meine das in Deinem Empfänger aber auch "elekronik" verbaut ist und ohne Saft wird der dann auch keinen Piep mehr von sich geben. Klar kann man mit einem guten Chronometer und einem Sextanten die Position auch ohne Strom bestimmen aber mit dem GPS geht das wesentlich einfacher und genauer. Man könnte ja auch noch Nachrichten per Brieftaube an ihr Ziel bringen aber das tut ja praktisch auch niemand mehr.
Zitat von steffl62 im Beitrag #10[..] Klar kann man mit einem guten Chronometer und einem Sextanten die Position auch ohne Strom bestimmen aber mit dem GPS geht das wesentlich einfacher und genauer. Man könnte ja auch noch Nachrichten per Brieftaube an ihr Ziel bringen aber das tut ja praktisch auch niemand mehr.
/offtopic/ ..und dennoch: das Mitführen von Sextanten sowie die geeignete Qualifikation der Schiffsführung ist für die Handelsschifffahrt auch heute noch vorgeschrieben. Zur Naviagation wird in der Praxis zwar GPS verwendet, der Sextant ist aber die Rückfallebene, wenn beispielsweise mal der Strom weg ist oder die GPS-Antenne im Meer davonschwimmt.. Und der Kurs wird heutzutage immernoch auf amtlichen (!) Seekarten eingezeichnet -ganz altmodisch auf Papier. :-)
/ontopic/
Zitat von Milo im Beitrag #9 Wollte ich nur mal los werden. Aber die Idee mit dem einzelnen Zeitsignal hat was. Was passiert wenn dieses Signal für einen längeren Zeitraum ausfällt??
Meinst Du das?: Die Synchronisierung erfolgt stündlich, die Uhr geht "eine Winzigkeit" zu schnell. - Wenn das Zeitsignal wiederkehrt, bevor die Uhr eine Minute vorgeht, dann wird sie wieder synchronisiert. - Wenn das Zeitsignal wiederkehrt, nachdem die Uhr mehr als eine Minute vorgeht (also den eingeschobenen Stift zur vollen Stunde schon passiert hat), dann erfolgt die nächste "Synchronisierung" wieder, wenn die Uhr eine weitere volle Minute vorgeht.
Ich hoffe, mein Gedankenexperiment ist möglichst zutreffend..
Der DCF77-Code ermöglicht zum einen die initiale Synchronisierung einer Uhr ohne weitere Informationen, weil Datum+Uhrzeit während einer Minute übertragen werden. Zum anderen ermöglicht dies auch die Re-Synchronisierung nach Unterbechung der Übertragung für unbestimmte Zeit. Mein PC im Jahre 1999, genauer: dessen Real-Time-Clock (RTC) war mittels DCF-77-Empfänger und lokalem NTP-Server meine erste Tochteruhr, die ich betrieben habe.
Meine erste Mutteruhr habe ich erst 2013 in Betrieb genommen.
Zitat von steffl62 im Beitrag #10[..] Klar kann man mit einem guten Chronometer und einem Sextanten die Position auch ohne Strom bestimmen aber mit dem GPS geht das wesentlich einfacher und genauer. Man könnte ja auch noch Nachrichten per Brieftaube an ihr Ziel bringen aber das tut ja praktisch auch niemand mehr.
Sicherlich, das liegt an der begrenztheit der Menschlichen Sinne, und dem Zeit- und Material- Bildungs- und Trainingsaufwand, den man bereit ist zu investieren. Ein guter zertifizierter Sextant(dessen Macken ich genau kenne), und ein Chronometer den ich schon 1Jahr benutze, bringen mich zuverlaessig in Sichtweite eines Zieles. Mit einem Teodoliten, auf festem Grund und ausreichend Zeit auch auf 20cm genau.
Mit einem primitiven Rettungsbootsextanten, oder einem selbstgeschnitzten Backstaff, und einer nach Mondbedeckung gestellten simplen Taschenuhr, ist ein geschulter und geuebter Navigator, nach 3Tagen und Naechten, mit ausreichend Himmelssicht auch auf 10-15sm genau. Das liegt aber eher an den simplen und langfristigen Tabellen die zum Notsextanten gehoeren.
Aber es ist ein Irrglaube, das MAN mit GPS seinen Standort (selbst) bestimmen kann, Du hast eine Maschine die Dir (irgend)WAS anzeigt.
Der Vorteil des GPS sind die schnellaufenden Himmelskoerper, die genauen Epemeriden(Umlaufzeiten), die man nicht messen muss, sondern die der Betreiber am Objekt einstellt und nachregelt, das genaue Zeitnormal, und einen automatischen Rechner der dem Anwender die Berechnung erspart(verbirgt).
Zitat /offtopic/ ..und dennoch: das Mitführen von Sextanten sowie die geeignete Qualifikation der Schiffsführung ist für die Handelsschifffahrt auch heute noch vorgeschrieben. Zur Naviagation wird in der Praxis zwar GPS verwendet, der Sextant ist aber die Rückfallebene, wenn beispielsweise mal der Strom weg ist oder die GPS-Antenne im Meer davonschwimmt.. Und der Kurs wird heutzutage immernoch auf amtlichen (!) Seekarten eingezeichnet -ganz altmodisch auf Papier. :-)
Was nutzt die Vorschrift, ohne Ausbildung, Praxis und Training? Wir durften zur Pruefung keine weiteren Hilfsmittel benutzen, Uhr Sextant, das Nautische Jahrbuch, Leerkarte, Stift und Papier. In der taeglichen Arbeit, auch die Logarithmentafel oder den Rechenstab.
Heute sind bei den Amateurskippern selbst zur Pruefung, fix und fertig programierte Taschenrechenr (z.B. Ti-89/Astrosail) erlaubt/gefordert ... .
Ich kenne auch einige Berufsskipper die taeglich und naechtlich ein traditionelles "Besteck" machen, zur zusaetzlichen Kontrolle, und um in der Uebung zu bleiben, in einer Leerkarte navigieren. Die meisten aber benutzen Vorschrift hin oder her, ausschliesslich die elektonischen Seekarten, Radar und GPS. Leider wird das, auch im Unfall (Costa-Concordia) nur selten oeffentlich. Es geht in der Berusschiffahrt doch nur darum, irgendwie am Material, Personal und an der Qualifikation zu sparen.
Ich bin ueberzeugt das GPS ein Seegen sein kann, aber kein Ersatz fuer eigene Navigationsfaehigkeit und Fertigkeit. Wahrer Fortschitt waehre es IMHO, wenn Navigation nicht Geheimwissen, sondern Allgemeinwissen wuerde.
Zitat von Milo im Beitrag #9 Wollte ich nur mal los werden. Aber die Idee mit dem einzelnen Zeitsignal hat was. Was passiert wenn dieses Signal für einen längeren Zeitraum ausfällt??
Nun die Winzigkeit war etwa 0-1 Minute pro Woche. Genauer war das primitive Werk mit Stiftanker und Koernerlagern nicht zu regulieren.
Das die grossen weltweit zu empfangenden Lang und Laengstwellen, und die Kurzwellensender, gleichzeitig laenger als eine Woche ausfallen, waehre wohl eher eine globale Katastrophe gewesen. Was wird wohl eine moderne Funkuhr machen, die eine Woche ohne Zeitsignal bleibt? Die meisten der billigen Quarzwecker die heute so verkauft werden, brauchen das Funksignal weil sie sonst mehr als +-6sek am Tag machen ... Soviel zum "Technischen Fortschritt" .... .
Zitat Der DCF77-Code ermöglicht zum einen die initiale Synchronisierung einer Uhr ohne weitere Informationen, weil Datum+Uhrzeit während einer Minute übertragen werden. Zum anderen ermöglicht dies auch die Re-Synchronisierung nach Unterbechung der Übertragung für unbestimmte Zeit.
Und da haben wir den springenden Punkt und das huepfende Komma. Keinerlei enormer Fortschritt, Das analoge menschenlesbare Zeitsignal (onogo/Neue Internationale) leistet dasselbe, nur eben in 5Minuten, weil der Mensch, das alles garnicht, allein auf seine Sinne angewiesen, in einer Minute verarbeiten kann. Und das man natuerlich, auf Auge-Ohr Koordination angewiesen, je nach Begabunung und Routine nicht genauer als 2-3/100sek kann. Auch die "Sekundenpunkte" im analogen Signal kann man genauer als 1/100 senden, nur war das eben bis in die 70ger und 80ger Jahren des vergangenen Jahhunderts garnicht gefordert. Die Punket 1-300 waren schon 1912 auf 1/100sek genau. Auch mit einer elektronischen Schaltung kann man das "analoge Zeitzeichen" mit derselben Praezision lesen wie das DCF.
Der einzige wirkliche Fortschritt des DCF-Signals, ist das 99% aller Benutzer gezwungen sind ein elektronisches Geraet zu kaufen, und unfaehig werden sich anderweitig selbst zu helfen. Und das die "Digitale-Hype" halt ein nie einzuloesendes Werbeversprechen beinhaltet ... ist wohl ohne Frage.
Die Mehrzahl der gewoehnlich Funkuhren die bei mir so auf der Werkbank landen, brauchen 1-2Stunden um sich zu synchronisieren.
Mich selbst aengstigt die fortschreitende infantilisierung der breiten Massen, und die gezielte verbloedung der Kinder schon sehr.
komm mal von der pessimistischen Wolke wieder runter auf den Teppich der Realität.
Die (in erster Linie) von der PTB kostenlose Bereitstellung eines frei verfügbaren Zeitsignals mit dem kommerziellen Zweck in Verbindung zu bringen, möglichst viel Elektronik zu verkaufen, ist idiotisch.
Sämtlicher Komfort unserer modernen Zivilisation steht und fällt mit der Elektronik und hängt stets an der Verfügbarkeit elektrischer Energie. Du willlst Dich doch wohl nicht auch darüber beschweren, dass die Glühlampe einst nur deswegen erfunden wurde, damit Energieerzeuger elektrischen Strom möglichst teuer verkaufen können? Benutzt Du deswegen lieber Kerzen? Oder benutzt Du lieber einen logarithmischen Rechnenschieber statt eines Taschenrechners, ein Grammophon statt eines Radios oder mp3-Players?
Sollte wieder jemand mit einer genauen Taschenuhr durch die Stadt laufen und die aktuelle Zeit verkaufen?
Die Weiterentwicklung der Zeitsignalkodierung war auch ein notwendiger Schritt. Vor 40 Jahren konnte ich auf Kurzwelle (4,525 MHz) noch ein Zeitsignal empfangen, welches bedeutend weniger Informationen enthielt, als das heute übliche. Die Bits waren da mit doppelten und einfachen Sekunden-Pieps unterscheidbar und das Minutensignal war ein längerer Ton. Man konnte das Signal problemlos dekodieren.
Inzwischen hat man festgestellt, dass die Erde sich nicht nur mit schwankender, sondern auch abnehmender Geschwindigkeit dreht. Daher müssen immer öfter auch Schaltsekunden eingeschoben werden. Das war bei dem alten Zeitsignal nicht möglich.
Doch das DCF-Signal ist nur im Raum Europa zu empfangen. Schiffe auf hoher See sind auf andere Zeitnormale angewiesen. Deshalb ist das GPS auch als Zeitnormal für die Navigation hilfreich. Als Alternative hat auch heute jedes Schiff ein zugelassenes Chronometer, heute in Form einer Quarzuhr, die selbst die Dauer eines Batteriewechsels ohne Stillstand absolviert.
Das GPS hängt übrigens NICHT NUR AUCH von der Elektrizität ab, nebenbei ist es ein militärstrategisches Mittel, welches ZEITWEILIG (aber zum Glück schon recht lange) vom Präsidenten der USA für die zivile Nutzung freigegeben ist. Es genügt ein Schaltbefehl und die derzeit verfügbare Genauigkeit von einigen Metern wird für internationale Nutzer zu einem Schätzspiel mit einer Unschärfe im Bereich von 100 Metern. Es wäre auch möglich, das GPS komplett abzuschalten. Genau darum versucht Europa, ein alternatives System zu errichten.
Als die ersten AU mit Funksteuerung noch um die 1000 DM kosteten, wurden sie von den meisten Menschen als überflüssiger Luxus angesehen. Heute ist die Fertigung elektronischer Bausteine so billig geworden, dass fast jeder Wecker und jede Wanduhr einen DCF-Empfänger enthält.
Fortschritt hat immer Licht- und Schattenseiten. Wer kann denn heute noch ohne moderne Hilfsmittel ein Feuer entfachen? Wer kann sich mit wild wachsenden Früchten und Pflanzen ernähren? Wer versucht denn beim Einkauf, seine Einzelposten im Kopf zu addieren?
Es hat noch nie geschadet, sein Wissen aufzufrischen. Und es hat auch noch nie jemanden geschadet, etwas wissen - und vor allem - erklären zu können. Deswegen gibt es ja auch den Begriff Allgemeinwissen. Und wenn das hier mit Uhren, oder genauer, mit Uhrzeit zu tun hat, gehört es doch genau hier hin.
PS: GPS-Signal: jedes mal, wenn irgendwo in der Welt Krieg ist und sich die USA beteidigt, wird dieses Signal ungenau gemacht. Das ist deutlich zu merken, wenn man regelmäßig mit einen Navi unterwegs ist. PS: DCF-Signal: ähnliche Systeme gibt es sowohl in der USA, als auch in Japan. Es gibt auch Funk-Uhren, die zwei oder gar alle drei Signale empfangen und auswerten können. Nennt man ebenfalls Fortschritt und ist für manche ein sehr nützliches Ding.
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21.09.2014 11:57 (zuletzt bearbeitet: 21.09.2014 11:59)
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