Hintergrundwissen DCF77

Was verbirgt sich hinter dem Begriff DCF77?

DCF77 ist eigentlich das Rufzeichen des Senders, über den die Zeitinformationen gesendet werden. Die Kürzel DCF77 stehen für:
Hierbei ist zu beachten, dass die Erzeugung der PTB (Physikalisch Technische Bundesanstalt) in Braunschweig seit 1978 obliegt. Der Sender jedoch steht in der Nähe von Frankfurt (Mainflingen). Aus diesem Grund ist in den meisten Anleitungen eine Ausrichtung der Antenne nach Frankfurt gefordert. Der Sender verbreitet die Zeitsignale über einen Träger im Langwellenbereich mit der Frequenz 77.5kHz und sendet die Signale mit einer Leistung von 50kW aus. Daher auch die Bezeichnung DCF77. Wegen der sehr niedrigen Trägerfrequenz liegt die Reichweite bei ca. 2000km um den Sender herum. Die PTB ist mit dem Sender in Mainflingen über eine Fernwirkleitung verbunden. Somit hat die PTB jederzeit die Möglichkeit direkt in die Zeitgenerierung einzugreifen.
Die Zeitsignale werden mittels Amplitudenmodulation verbreitet. Dies bedeutet, dass auf dem erwähnten Trägersignal Amplituden unterschiedlicher Höhe aufmoduliert sind. Und genau diese Höhe ist später mit entscheidend für die Auswertung.
Um digitale Zeitinformationen zu erstellen, die später von Funkuhren ausgewertet werden können, werden innerhalb einer Minute 59 Informationen codiert. Diese Informationen liegen - wie später geschildert - in einer BCD Codierung vor. Damit aus dem Trägersignal die Zeitinformationen abgeleitet werden können, wird die Amplitude des Trägersignals in den Sekunden 1 bis 59 jeweils auf 25% heruntermoduliert. In der 60. Sekunde fehlt diese Absenkung und signalisiert somit einen neuen Minutenanfang. Dies ist auch die Zeit, auf die sich Funkuhren bzw. Empfänger synchronisieren. Zu Beachten ist, dass jeweils die Uhrzeit der NÄCHSTEN Minute gesendet wird. Die Absenkung dauert entweder 100ms oder 200ms. Wird nun diese Zeit der Absenkung ausgewertet und jeder 100ms Absenkung eine digitale 0 und einer 200ms Absenkung eine digitale 1 zugrundegelegt, erhält man ein Datentelegramm mit 59Bits. Ab der 22. Absenkung werden Informationen zur Zeit und zum Datum übertragen. In den ersten 21 Absenkungen sind zusätzliche Informationen für Zeitzonen, Sommer-/Winterzeit, Schaltsekunden usw. integriert. In jedes Datentelegramm sind mehrere Parity-Bits eingefügt. Allerdings ist es nicht immer gegeben, dass mit diesen Parity-Bits eine Korrektur erfolgen kann! Die Parität wird so eingestellt, dass sich im entsprechenden Abschnitt immer eine GERADE Anzahl von digitalen Einsen ergeben muss (EVEN PARITY). Hier nun eine Übersicht über die Bedeutung der Datenbits:

SekundennummerBedeutung
22Minute EINER LSB
23Minute EINER
24Minute EINER
25Minute EINER MSB
26Minute ZEHNER LSB
27Minute ZEHNER
28Minute ZEHNER MSB
29Minute Parity-Bit
30Stunde EINER LSB
31Stunde EINER
32Stunde EINER
33Stunde EINER MSB
34Stunde ZEHNER LSB
35Stunde ZEHNER MSB
36Stunde Parity-Bit
37Tag EINER LSB
38Tag EINER
39Tag EINER
40Tag EINER MSB
41Tag ZEHNER LSB
42Tag ZEHNER MSB
43Wochentag LSB
44Wochentag
45Wochentag MSB
46Monat EINER LSB
47Monat EINER
48Monat EINER
49Monat EINER MSB
50Monat ZEHNER LSB
51Jahr EINER LSB
52Jahr EINER
53Jahr EINER
54Jahr EINER MSB
55Jahr ZEHNER LSB
56Jahr ZEHNER
57Jahr ZEHNER
58Jahr ZEHNER MSB
59Parity-Bit


Wie bereits oben erwähnt, sind die Daten im Telegramm nach BCD codiert. Dies bedeutet, dass beim Zugrundelegen einer Binärcodierung nur die Zahlen von 0 bis 9 vorkommen. Die binären Kombinationen '1010' bis '1111' sind demnach NICHT erlaubt. In der Tabelle sind die höchstwertigen Bits mit MSB gekennzeichnet. Wenn nun alle Datenbits korrekt empfangen wurden, kann die Zeitinformation dekodiert werden. Die minimale Zeit, die ein Empfänger benötigt, um diese Daten auszuwerten, liegt bei 37 Sekunden. In den allermeisten Fällen liegt die Zeit jedoch mit bis zu 2 Minuten deutlich darüber. Dies ist Abhängig vom Zeitpunkt des Empfangs des ersten Datenbits im Telegramm.

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