Sygnał czasu TDF - TDF time signal

Nadajnik kodu czasowego TDF
Emetteur-allouis3.jpg
Anteny sygnału czasowego TDF o wysokości 350 m i niskiej częstotliwości w Allouis
Lokalizacja Allouis nadajnik długofalowym , Allouis , Francja
Współrzędne 47°10′10″N 2°12′17″E / 47.1695°N 2.2046°E / 47.1695; 2.2046 Współrzędne : 47.1695°N 2.2046°E47°10′10″N 2°12′17″E /  / 47.1695; 2.2046
Podniesienie 129 m (423 stóp)
Operator TéléDiffusion de France w imieniu LNE–SYRTE
Częstotliwość 162 kHz
Moc 800 kW
Rozpoczęła się operacja lipiec 1980
Oficjalny zakres 3500 km (2175 mil)

TéléDiffusion de France nadawał sygnał czasu TDF , kontrolowany przez LNE-SYRTE, z nadajnika długofalowego Allouis na 162 kHz, o mocy 800 kW.

Był również znany jako FI lub France Inter , ponieważ sygnał był wcześniej najbardziej znany z nadawania sygnału France Inter AM . Sygnał ten ustał pod koniec 2016 roku, ale nadajnik jest nadal używany dla swojego sygnału czasu i innych sygnałów cyfrowych. Został przemianowany na ALS162.

W 1977 roku do transmisji dodano sygnał czasowy z modulacją prądową . Częstotliwość nadawania, poprzednio 164 kHz, została zmieniona na 163 840 kHz (piąta harmoniczna wspólnej częstotliwości pomiaru czasu 32 768 Hz używanej przez większość zegarów kwarcowych ), aby być wygodniejszym standardem częstotliwości.

W 1980 roku zainstalowano pierwszy zegar atomowy do regulacji częstotliwości nośnej .

1 lutego 1986 r. częstotliwość została zmieniona do obecnej wartości 162 kHz (wciąż dokładnie kontrolowanego wzorca częstotliwości), aby zwiększyć ją do wielokrotności 9 kHz zgodnie z genewskim planem częstotliwości z 1975 r .

Aktualny sygnał czasu jest generowany przez niezwykle dokładne zegary atomowe cezu i modulowany fazowo na nośnej 162 kHz w sposób, który jest niesłyszalny podczas słuchania sygnału France Inter przy użyciu zwykłych odbiorników AM. Wymaga bardziej złożonego odbiornika niż popularna usługa DCF77 , ale znacznie potężniejszy nadajnik (od 22 do 40 razy większy niż 50 kW DCF77) daje mu znacznie większy zasięg 3500 km.

Sygnał jest prawie ciągły, ale w każdy wtorek jest regularnie planowana przerwa na konserwację. Kiedyś było to od 01:03 do 05:00, ale wraz z ustaniem sygnałów dźwiękowych zostało przesunięte na 08:00 do 12:00.

Budynek nadajnika zawiera dwa zegary atomowe cezu, które są wykorzystywane do generowania sygnału czasu i które są monitorowane przez system SYREF i pomiary wspólnego widoku GPS, aby dostosować się do oficjalnej francuskiej skali czasu UTC(OP). Ponad 300 000 urządzeń (światła drogowe, oświetlenie publiczne itp.) zależy od sygnału we Francji i za granicą.

Sygnał miał poprzednio 2000 kW, ale został zredukowany do 1500 kW w celu oszczędności kosztów, a następnie do 800 kW w lutym 2020 r.

Format sygnału

TéléDiffusion de France (TDF) wykorzystuje długofalową stację nadawczą z modulacją amplitudy . Sygnały czasu są przesyłane przez modulację fazy nośnej o ±1 radiana w 0,1 s na sekundę z wyjątkiem 59 sekundy każdej minuty. Ten wzór modulacji jest powtarzany, aby wskazać binarny.

Kodowanie binarne danych daty i czasu w sekundach od 15 do 18 i od 20 do 59 jest identyczne z kodowaniem DCF77 ; liczby minut, godziny, dnia miesiąca, dnia tygodnia, miesiąca i roku są przekazywane co minutę od 21 do 58 sekundy, zgodnie z francuską skalą czasu. Przesyłany czas to lokalny czas nadchodzącej minuty.

Podobnie jak DCF77, bit 20 to zawsze 1, bit 18 wskazuje, że czas lokalny to UTC+1 (CET), bit 17 wskazuje, że czas lokalny to UTC+2 (CEST), a bit 16 wskazuje, że zmiana czasu lokalnego zajmie miejsce pod koniec bieżącej godziny. Bit 15 jest zarezerwowany do wskazywania nieprawidłowej pracy nadajnika.

Jako rozszerzenie kodu DCF77, bit 14 jest ustawiany w dni wolne od pracy (14 lipca, Boże Narodzenie itd.), a bit 13 jest ustawiany na dzień przed świętami.

Bity 7–12 są nieużywane i zawsze przesyłane jako 0.

Bity od 3 do 6 zapewniają dodatkowe sprawdzanie błędów; kodują całkowitą liczbę ustawionych bitów ( waga Hamminga ) bitów od 21 do 58. Ponieważ obejmuje to bity parzystości , suma jest zawsze parzysta. Ponadto, chociaż w tym zakresie jest 38 bitów, nie wszystkie mogą być ustawione. Możliwe wartości to liczby parzyste od 4 (we wtorek 2000-01-04 o 00:00) do 24 (w niedzielę 2177-07-27 o 17:37).

W przeciwieństwie do DCF77, bit 19 nie jest używany do ostrzeżeń o sekundzie przestępnej , ale zawsze wynosi zero. Zamiast tego bit 1 służy do ostrzegania o dodatniej sekundzie przestępnej pod koniec bieżącej godziny, a bit 2 służy do ostrzegania o (bardzo mało prawdopodobnej) ujemnej sekundzie przestępnej. W przypadku sekundy przestępnej między bitami 2 i 3 wstawiany jest dodatkowy bit zerowy. Należy go wstawić o godzinie 23:59:03, w ciągu minuty 59 godziny (podczas której nadawany jest znacznik czasu dla minuty :00) , aby wszystkie znaczniki minut były nadawane we właściwych godzinach, ale na sekundę przestępną pod koniec grudnia 2016 r. został on wstawiony o 23:58:03.

Względna niepewność częstotliwości nośnej wynosi 2 części na 10 12 .

Kod czasowy TDF
Fragment Waga Oznaczający Fragment Waga Oznaczający Fragment Waga Oznaczający
:00 m Początek minuty, zawsze 0. :20 S Początek zakodowanego czasu, zawsze 1. :40 10 Dzień miesiąca (ciąg dalszy)
:01 A2 Pozytywne ostrzeżenie o sekundzie przestępnej ,
ustawione w ciągu poprzedniej godziny
:21 1 Minuty
00–59
:41 20
:02 A3 Ujemne ostrzeżenie o sekundzie przestępnej,
ustawione w ciągu poprzedniej godziny
:22 2 :42 1 Dzień tygodnia
poniedziałek=1, niedziela=7
:03 2 Waga Hamminga (liczba
1 bitów) bitów 21–58
(zawsze parzysta)
:23 4 :43 2
:04 4 :24 8 :44 4
:05 8 :25 10 :45 1 Numer miesiąca
01–12
:06 16 :26 20 :46 2
:07 0 Nieużywane, zawsze 0 :27 40 :47 4
:08 0 :28 P1 Parzystość na bitach minutowych 21–28. :48 8
:09 0 :29 1 Godziny
0–23
:49 10
:10 0 :30 2 :50 1 Rok w stuleciu
00–99
:11 0 :31 4 :51 2
:12 0 :32 8 :52 4
:13 F1 Kolejny dzień jest świętem państwowym. :33 10 :53 8
:14 F2 Obecny dzień to święto państwowe. :34 20 :54 10
:15 0 Do zignorowania. :35 P2 Parzystość względem bitów godzinowych 29–35. :55 20
:16 A1 Ogłoszenie czasu letniego .
Ustaw na godzinę przed zmianą.
:36 1 Dzień miesiąca.
01–31
:56 40
:17 Z1 Ustaw na 1, gdy obowiązuje CEST . :37 2 :57 80
:18 Z2 Ustaw na 1, gdy obowiązuje CET . :38 4 :58 P3 Parzystość względem bitów daty 36–58.
:19 0 Nieużywane, zawsze 0 :39 8 :59 W ostatniej sekundzie każdej minuty nie jest przesyłany żaden bit.

Wzór modulacji fazy

Jeden element sygnału składa się z fazy nośnika przesuniętej liniowo o +1 rad w ciągu 25 ms (znanej jako „rampa A”), następnie przesuniętej liniowo o -2 rad w ciągu 50 ms („rampa B”), a następnie ponownie przesuniętej liniowo o +1 rad przez kolejne 25 ms („rampa C”), przywracając fazę do zera. Jeden element sygnałowy jest zawsze wysyłany w każdej sekundzie pomiędzy 0 a 58. Dwa elementy sygnałowe są wysyłane kolejno, aby reprezentować jeden binarny; w przeciwnym razie jest interpretowane jako zero binarne. Podczas rampy B początkowego elementu sygnałowego dokładny punkt, w którym faza sygnału wynosi zero, reprezentuje szczyt sekundy UTC. Ponieważ faza jest całką częstotliwości, ta trójkątna modulacja fazy przy 40 rad/s odpowiada kwadratowej modulacji częstotliwości z odchyleniem 20/ π ≈ 6,37 Hz.

TDF phase modulation bit pattern.svg
Zarówno średnia faza, jak i średnie odchylenie częstotliwości są zatem zerowe. Dodatkowe dane nie taktowane są wysyłane przez modulację fazy w pozostałej części każdej sekundy. Ale drugi znacznik (i bit danych) jest zawsze poprzedzony 100 ms bez modulacji fazy. Sygnał nie jest w ogóle modulowany fazowo przez 59 sekund po minucie.

Zobacz też

Bibliografia

Źródła