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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zeitnormal für Abgleichzwecke


Autor: UBoot-Stocki (Gast)
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Hi,

ich suche ein möglichst genaues Zeitnormal zum Abgleich meiner Uhr. Ich 
habe keine Ahnung, wie das Protokoll ausieht, aber ein DCF77-Empfänger 
müsste doch ein exaktes 1s-Signal liefern können?

Mein Digitalzähler ist einfach zu ungenau um die Uhr exakt einzustellen. 
Mittels Zeitmessung und Ermitlung der Gangabweichng bin ich Wochenlang 
beschäftigt.

Ist die Verwendung eines DCF77-Empfängers möglich ?

Gibt es Alternativen ?

Gruß

Andreas

Autor: DKM (Gast)
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Ich hab meine selbstgebaute "Quarzuhr" mit einem Funkwecker abgeglichen.

Einfach über 2-3 Tage laufen lassen und die prozentuale Abweichung 
feststellen. Waren bei mir 20 Sekunden in 3 Tagen. Dann den Zähler 
deiner Uhr entsprechend korrigieren.

Bei mir läuft die selbstgebaute Uhr nach einmaligem Abgleich jetzt ca 1 
Sekunde / Woche falsch, das find ich schon recht brauchbar.

Autor: Tippgeber (Gast)
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1. DCF-Empfänger. 77.5 kHz  31  2500 = 1 Hz.

2. Zeilenfrequenz von analog zum empfangenden TV-Sendern, z.B. ZDF auf 
Astra. 15625 / 15625 = 1 Hz

3. GPS-Empfänger. Der eine oder andere (z.B. Jupiter) haben Ausgänge für 
ein 10 kHz und ein 1 Hz Signal.

4. Rubidium-Frequenznormal. Gibts bei OBI ;-)

5. Die PTB aufkaufen...

Autor: chris (guest) (Gast)
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Die Uhr "im Fernseher": Nachrichten schauen  :-)

Abgleich dann so alle n Stunden.
Die sollen auch genau sein +
nach 24 stunden sollte der manuelle Fehler recht gering sein
- oder man gleich nach n Tagen erneut ab.
also immer Abends, 20:00 die Uhr stellen: falls ein Fernseher da ist.


etwas "gröber":
Die 50 Hz/Netz gehen auch - dann aber nur über einen längeren(!) 
Zeitraum
(wurde in einem Beitrag erwähnt - ich hoffe, ist zitiere richtig!).


Quarz-Oszi.
oder besser: diesen auf konst. Temp. halten.
(wird zB bei Freq.-zähler gemacht)


ZDF: ist wohl das einfachste.

Gruß
c.

Autor: fnah (Gast)
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wie schon erwaehnt wurde: die abweichung ueber einen laengeren zeitraum 
messen und aus dem verhaeltnis die echte quarzfrequenz bestimmen. danach 
per software ausgleichen:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_-_Die_...

Autor: UBoot-Stocki (Gast)
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Hi,

Die Methode mit einer Funkuhr, der Uhr im Fernsehn etc. ist mir klar. Es 
dauert aber eben Tage und Wochen bis das fertig ist. Ausserdem bleibt 
das Problem. dass die 2 Uhren ja exakt zur selben Zeit einen 
Sekundenwechsel durchführen müssen. Das habe ich bis jetzt noch nie 
hinbekommen ... Um diesen Fehler zu kompensieren, muss man eben sehr 
lange messen ...

Ich suche daher nach einer einfacheren, schnelleren Methode... Meine 
Idee war folgende:

Wenn im DCF-Protokoll ein 1-Sekundentakt enthalten ist, so könnte ich 
den ja mit meinem Frequenzzähler messen. Ich wüsste dann, was der bei 
einer "echten" Sekunde anzeigt. Damit wäre ein Abgleich in Sekunden 
möglich ....

Im zweiten Schritt denke ich an ein "Selbstbau-Gerät" welches im 
Wesentlichen einen DCF-Empfänger sowie einen Dekoder für das 1s-Signal 
enthält. Dafür fallen mir dann millionen Anwedungsbeispiele ein ...

Geht sowas? Ist sowas genau ?

Gruß

andreas

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Für mechanische Uhren gibts die "Zeitwaage"
http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitwaage
http://mikrocontroller.cco-ev.de/de/Zeitwaage.php

DCF77 als Zeitnormal ist ziemlich unsicher, die Ausbreitung auf 
Langwelle ist nicht zuverlässig.
GPS oder Synchronimpuls (oder Sendefrequenz) der öffentlich-rechtlichen 
Anstalten, das sind die beiden besten Referenzen, die allgemein zur 
Verfügung stehen. Leider wird die zweite Möglichkeit durch die 
Einführuing von DVB-T abgeschafft. Über Satellit ist der Sync etwas 
ungenauer, außerdem werden auch da die analogen Sender allmählich 
abgeschaltet.
Im Artikel GPS habe ich etwas zur Verwendung als Zeitnormal verfaßt:
http://www.mikrocontroller.net/articles/GPS

Autor: Matthias (Gast)
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...F-Protokoll ein 1-Sekundentakt enthalte...

Natürlich ist in der DCF77 ein Sekundetakt drin. Das soll ja auch eine 
Uhr sein!

Dort gibts alle exakt eine Sekunde einen (unterschiedlich) langen 
Impuls:


  --    ----  ----  ----       ----        --    --    ----
  ||    |  |  |  |  |  |       |  |        ||    ||    |  |
--  ----    --    --    --//---    --------  ----  ----    --
--|-----|-----|-----|-----//---|-----|-----|-----|-----|-----|-----|--
  0     1     2     3     ...   58    59    0     1     2    .... t in 
sek


Die Logik kann je nach Empfänger invertiert sein.
Die 59.Sekunde wird ausgelassen, damit wird signalisiert, dass die 
nächste Flanke eine neue Minute einleitet. Die Impulslängen stehen für 
Binär Null und EIns und beinhalten seriell codiert (in BCD) 
Stunden,Minuten,Sekunden,Tag,Monat... der FOLGENDEN Minuten.
Welche "Sekunde" welche Information trägt, hab ich nicht im Kopf.

Also ich denke das könntest du verwenden um deine "interne" Uhr zu 
kalibrieren.
(Dazu ist das SIgnal ja auch da)

Autor: Andreas K. (a-k)
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Wenn's genauer sein soll: Die 77,5 KHz Trägerfrequenz vom DCF77 ist so 
präzise wie die Uhrzeit selbst.

Autor: chris (guest) (Gast)
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Es gibt fertige Module zum Empfang vom DCF77,
   beim "C" gab es die mal.
Kann man auch selbst bauen, da 77kHz relativ problemlos ist.
Der Ferrit + Wicklung sind wohl das größte Problem....
(habe es NICHT selbst aufgebaut - aber einige Schaltungen gesehen)

Mit etwas suchen findet man im Internet einige uC Schaltungen
zur Datenauswertung: dann hat man gleich eine Uhr dabei, ;-).


Zu GPS:
   da war mal etwas in der cq/dl - aber wann ?
Die haben das als Zeitbasis verwendet.


Das mit dem Quarz-ofen hat einen Vorteil:
  du kannst gleich einen genauen Zähler bauen, dieser kann deinen
  Uhrenquarz ausmessen.
(Da gab es ein IC: ICL71...  oder?  Zählerbaustein).
Es gibt auch Schaltungen, die per PLL den Quarz an den DCF77/die GPS
koppeln.
Aber das Thema ist für mich seit geraumer Zeit nicht mehr relevant.

Fernsehen geht übrigens nur eingeschränkt - wegen neuer Technik.

Wie genau soll das ganze werden ?
Das wird dann vermutlich sehr teuer mit GPS - siehe Aufwand in der
cq/dl  (oder es gibt etwas neues)


Viel Erfolg
C.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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GPS-Frequenznormal-Literatur angegeben in 
http://www.ulrich-bangert.de/AMSAT-Journal.pdf

- Dipl.-Ing. Günter König, DJ8CY , Dipl.-Ing. Robert Tyrakowski, DK7NT , 
Dr. rer. nat. Horst Schütze, DF7HSA, Dipl.-Ing. Klaus Osterschek, DB4MP: 
Controlled Reference Oscillator (CRO) gesteuert durch GPS & ZDF, CQ-DL 
9/2001 und CQ-DL 10/2001
(auch veröffentlicht im Skriptum der Münchener VHF/UHF-Tagung)
dort sind interessante Vergleiche zu DFC77-Normalen gezeigt, DCF kommt 
dabei schlecht weg, wenn es wirklich um hochgenaue Normale geht.

- Norbert Friedrich, DK6RX, Satelliten angezapft – GPS-Frequenznormal, 
Funkamateur 8/2005, 9/2005, 10/2005

Ulrich Bangert bemängelt an der ersten Lösung, daß im Text der 
Unterschied zwischen "Stabilität" und "Genauigkeit" nicht klar sei, und 
der verwendete GPS-Empfänger nicht optimal für diese Aufgabe sei "weil 
er eigentlich für Navigationszwecke und nicht für Anwendungen in der 
Horologie gebaut ist".
der arme Autor des zweiten Artikels kammt ganz schlecht weg, es fallen 
die Worte "Unkenntnis" und "Unsinn".

Autor: Hendi (dg3hda) (Gast)
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Hi,

zur Gewinnung des Zeilensynchronimpuls analoger Sender:
Früher war das mal prima, aber geändert hat sich was, und auch wenns nur 
für Genauigkeitsfans bedeutung hat:

* ZDF ist kein PTB-Kunde mehr, wobei das Hausnormal sicher bei keinem 
Sender richtig schlecht is.
* DCF77 und DLF (153 kHz, Sender Donebach) werden wohl noch als 
nationale Normale betrachtet.
* ZDF, auch wenns in AMTV oder FMTV bei einem ankommt, könnte zur 
Modulationszuführung mal digital gewesen sein, also kriegt man nur noch 
den Auslesetakt irgendeines Bildspeichers...


Gruß,

HD

Autor: chris (guest) (Gast)
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ZDF:
  DVB-T  dürfte da wohl auch relevant sein

Autor: Fred (Gast)
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Hi,

sagt mal, wenn ich ZDF einmal über ANtenne und dann über Sat empfange, 
dann ist das Sattelitenprogramm einige Sekunden hinter dem 
Antennenprogramm hinterher (schön, wenn man bei Spielfilmen einen Dialog 
nicht genau verstanden hat g.
Leider unterstützt der Receiver (Uraltmodell) keinen Teletext. Daher 
weiß ich nicht, ob nur das Programm oder eben auch die Uhrzeit zeitlich 
versetzt ausgestrahlt werden. Für die Uhrzeit wäre das ja schon 
blöde....
Gruß

Fred

Autor: Thilo M. (Gast)
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Das gilt auch für die Uhrzeit. Kannste bei der Abendschau testen, da 
kommt ja das sekundengenaue Signal am Anfang.

Autor: Fred (Gast)
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Hi,

na dann sollte man bei Abgleich darauf achten, dass das "gleiche ZDF" 
verwendet wird.
Gruß

Fred

Autor: DKM (Gast)
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@uboot-s

Wie genau brauchst Du die Uhr ?

Wenn ich das per Hand abgleiche, habe ich vielleicht 0.5s Abweichung 
zwischen Funkuhr und meiner eigenen Uhr. Der Gleichlauf beider Uhren ist 
dann ca 1s/Woche, un das mit einmaligem Abgleich (zumindest bei mir).


Genau genug für so ziemlich die meisten Anwendungen....

Autor: UBoot-Stocki (Gast)
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Hi,

"Wenn ich das per Hand abgleiche, habe ich vielleicht 0.5s Abweichung
zwischen Funkuhr und meiner eigenen Uhr. Der Gleichlauf beider Uhren ist
dann ca 1s/Woche, un das mit einmaligem Abgleich (zumindest bei mir)."

Wenn Du mit 0,5s Abweichung zwischen beiden Uhren nach einer Woche ca. 
1s Abweichung hast, so berechnet sich die Koorektur doch wie folgt:

Bei exakter Abweichung von einer Sekunde:
86400sec/day = 604800sec/week => pro Sekunde ist 1/604800s=1,65us zu 
ändern. Bei 8MHz Taktfrequenz sind das 13 Taktzyklen die der Timer 
länger oder kürzer laufen muss.

Wenn aber die Abweichung z.B. nur 0,7s beträgt, so ergint sich 9 
Taktzyklen. Bei 1,5s sind es 19 Taktzyklen.

Um dieses Problem zu umgehen, muss ich entweder länger messen oder aber 
ein genaues Zeitnormal haben... Das war der Grund der Frage.

Im Moment bin ich übrigens bei ca. 1s Abweichung pro 3 Tage ....

Gruß

Andreas

Autor: Fly (Gast)
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Also ich nehme immer die Netzfrequenz. Kurzzeitstabilität zwar schlecht, 
Langzeitstabilität ausgezeichnet.
Mein AVR-Uhr läuft so seit 2 Jahren am Stück (Zeitumstellung manuell) 
und ich kann absolut nicht klagen!

Autor: Thilo M. (Gast)
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Netzfrequenz geht prima!
Ich habe einen Radiowecker Baujahr 1979, der läuft seitdem im 
Dauerbetrieb und benutzt die Netzfrequenz. Wenn nicht ab und zu ein 
Stromausfall dazwischenkommen würde müsste man den nie stellen. Habe 
keine Sekundenanzeige, Abweichung im Jahr jedenfalls < 1 Minute.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Also DCF77 geht. Allerdings musst du die 77,5kHz benutzen und der 
Aufwand ist nicht ohne um was genaues hinzubekommen. mein Zähler hat 
jedenfalls, wenn alles "eingelaufen" ist, eine Abweichung von 
0,001ppm@10MHz. Aber es stimmt schon, das 77,5KHz Signal hat je nach 
Wetterlage/Tag/Nacht unterschiedliche Laufzeiten die man ganz vorsichtig 
ausregeln muss.
Ich halte das ZDF-Signal für dich am geeignetzten weil am schnellsten 
machbar mir vernünftigem Ergebnis.

Viel Erfolg, Uwe
.

Autor: Rahul Der trollige (rahul)
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Hat sich jemand schon Peter Danneggers Beispiel "die genaue Sekunde" in 
der Codesammlung angeguckt?

Autor: Olaf (Gast)
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Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Genau diesem DC6RX wird wie gesagt "Unkenntnis" vorgeworfen, mir kam die 
Schaltung auch irgendwie zusammengeschustert vor.
Der hier weiß was er tut:
http://www.cnssys.com/cnsclock/CNSClockII.html
ein kommerzielles GPS-Normal, vom gleichen Entwickler stammt auch die 
genannte Amateurversion "Gibraltar", ein "felsenfestes" Zeitnormal.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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James Miller G3RUH hat auch schon mal ein GPS-Normal gebaut:
http://www.jrmiller.demon.co.uk/projects/freqstd/frqstd.htm
GPS Disciplined 10 MHz Oscillator
was wieder auf diesem Artikel basiert:
http://www.rt66.com/%7Eshera/QST_GPS.pdf
eine langsame digitale Nachsteuerung eines kommerziellen 
Ofenquarzoszillators mit PIC-Prozessor, das macht auch einen 
professionelleren Eindruck.

Autor: Dennis (Gast)
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google suche:

EM57T-32.768

http://www.euroquartz.co.uk/pdf/em57t-32768.pdf

d.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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http://www.knollep.de/Hobbyelektronik/projekte/21/index.htm Vieleicht 
ist das ja brauchbar für deine Zwecke...
btw wenn du ne Ozi hast, warum misst du dan den QUarz nicht direkt aus?

Autor: UBoot-Stocki (Gast)
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Hi,

Ein Oszilloskop hat eine Genauigkeit von +/- 0,1%. Ein Digitalzähler (je 
nach Bauart) so um die 100ppm. Es gibt auch ganz teuere mit 10ppm und 
besser.
100ppm ist übrigens die Genauigkeit eines normalen Quarzes....

Ich bin auf der Suche nach irgendwas mit ca. 1ppm also ca. 100x genauer 
als ein Standardquarz ...

Gruß

Andreas

Autor: DKM (Gast)
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Von Maxim gibts Temperaturkontrollierte RTC Chips (Segor har einen), die 
liegen bei ca 2ppm

Autor: stampfkern (Gast)
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SMD Oszillatoren  von Abracon Serie ASVTX VCTCXO

Frequenzstabilität +-2,5 ppm -30°C - +75°C
Frequenztoleranz   +-0,5 ppm @25°C

aktueller DE Digikey Katalog Seite 880

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Bei diesen kleinen Frequenzabweichungen kann man dem Signal auf dem 
Oszilloskop beim Wegwandern zusehen, wenn es auf ein Frequenznormal 
getriggert wird. Mit der Stopuhr läßt sich die Zeit für eine Drift um 
eine Periode messen.

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