Allgemeines – Meinberg PZF600 Benutzerhandbuch
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Allgemeines
Im Jahre 1970 wurde der Sender DCF77, für den die Physikalisch-Technische Bundes-
anstalt verantwortlich zeichnet, auf Dauerbetrieb geschaltet. Mit der Einführung des
Zeitcodes im Jahr 1973 war die Voraussetzung für die Entwicklung moderner Funkuh-
ren gegeben.
Der Sender DCF77 wird mit dem Zeitcode in Form von Sekundenmarken amplitu-
denmoduliert. Die im BCD-Code vorgenommene Zeitcodierung erfolgt durch unter-
schiedlich lange Sekundentastungen. Im Empfänger wird das Zeitraster durch Demodu-
lation des 77,5 kHz-Trägers gewonnen. Da das empfangene DCF-Signal in der Regel
mit Störungen überlagert ist, wird eine starke Filterung und damit Bandbreiten-
begrenzung erforderlich. Dies bedingt einen Zeitversatz der zurückgewonnenen Sekun-
denmarken. Er liegt bei den erforderlichen Filterbandbreiten in der Größenordnung von
ca. 10ms. Außerdem addieren sich noch Triggerschwankungen von ca. ±3ms. Da diese
Genauigkeit für viele Anwendungen nicht ausreicht, wurde von der PTB das im
folgenden beschriebene Korrelationsverfahren eingeführt.
Seit geraumer Zeit wird der Sender DCF77 zusätzlich mit einem Phasenrauschen
moduliert. Dieses Rauschen ist eine pseudozufällige Bitfolge (PZF). Sie besteht aus 512
Bit, die zwischen den AM-Sekundenmarken phasenmoduliert übertragen werden. Die
gesamte Bitfolge hat einen symmetrischen Verlauf, so dass die beiden Logikzustände in
gleicher Anzahl auftreten. Dadurch bleibt die Trägerphase im Mittel konstant. Eine
Bitlänge beträgt 120 DCF-Takte, welches einer Taktdauer von 1,55 ms entspricht. Die
Bits werden mit einem Phasenhub von ±10 Grad auf den 77,5 kHz-Träger aufmoduliert.
Innerhalb jeder Sekunde wird die Bitfolge einmal übertragen. Sie beginnt 200 ms nach
Beginn einer Sekunde und endet kurz vor der nächsten Sekundenmarke.
Das PZF-Signal kann breitbandig empfangen und mit einer empfängerseitig reprodu-
zierten PZF korreliert werden. Durch die Korrelationsanalyse der beiden Signale können
Zeitpunkte gewonnen werden, die nur um einige Mikrosekunden streuen. Außerdem
weist diese Methode eine verhältnismäßig große Störsicherheit auf, da überlagerte
Störungen weitgehend herausgemittelt werden. Durch Komplementieren und Nicht-
komplementieren der senderseitigen PZF lassen sich zusätzlich die BCD-codierten
Zeitinformationen mit übertragen.
Die absolute Genauigkeit des zu reproduzierenden Sekundenrasters ist außer von der
Qualität des Empfängers und der Entfernung zum Sender auch von den jeweiligen
Ausbreitungsbedingungen des DCF-Signals abhängig. So werden im Sommer und
tagsüber bessere absolute Genauigkeiten erzielt als im Winter oder nachts. Das erklärt
sich durch den unterschiedlich großen Raumwellenanteil, der die Bodenwelle überla-
gert. Um die Genauigkeit des reproduzierten Zeitrasters zu beschreiben, ist ein relativer
Vergleich zwischen zwei Systemen sinnvoll, deren Senderabstand jeweils kompensiert
wurde.