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无线控制授时技术(RCT)及其应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了无线控制授时技术RCT的背景、RCT发射机及接收机技术原理、RCT编码技术以及RCT技术目前在各国的应用情况。给出了RCT接收机的硬件功能框图及软件流程图展望了RCT技术在我国的应用前景。

    关键词:无线控制授时 BPC WWCB MSF DFC JJY RCT

1 无线控制授时RCTRadio Controlled

Technology技术的应用背景及目前各国的技术标准和应用情况

正确的时间在人们日常生活中是不可或缺的。随着微处理器在家用电器、工业产品中的日益普及,许多产品中嵌入了时间处理、显示模块。目前多数产品中的时钟源由晶体振荡产生比较精确的时间。但是在许多场合,由于晶体振荡需要电源供给,在掉电或更换电池时,原有时间会丢失,系统时间被复位,此时必须依照广播、电视或电话公司提供的标准时间手工重新校对;另外在跨时区旅行时,也需要重新校对时间。这给人们带来许多不便。
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    目前随着RCT技术的应用,使得需要标准时间的系统通过内嵌微型RCT接收装置自动设置标准时间,时间精度一般为秒级且与国家标准时间同步、无需手工调整。从而实现了计时装置计量时间和显示时间的精确性(与授时中心的标准时间同步)、统一性(所有接收该时间信号的计时装置都显示同一时间)。

在RCT技术广泛应用之前,也有使用GPS(全球定位系统)接收标准时间的装置,但由于其电路复杂、成本高昂而没有得到普及。在北美及欧洲,由于RCT技术的普及,使得市场对具有自动接收时间功能的钟表及其它计时装置产生了很高的需求。

不同的国家使用了不同的时间编码格式和发射频率。表1给出了目前已发射长波授时信号的几个主要国家的时间编码标准及其使用频率。

表1 各国RCT技术使用的时间编码及发射频率

国家名 时间编码标准 发射基站地点 使用的频率 发射功率 接收半径 中国 BPC 陕西西安 68.6kHz 100kW 2000km 美国 WWVB Fort Collins 60kHz 50kW 2000km 英国 MSF Rugby 60kHz 25 1200km 德国 DFC Frankfurt 77.5kHz 50kW 1500km 日本 JJY40
JJY60 本州福岛
九州富网 40kHz
60kHz 50kW
50kW 1000km
1000km

①中国的长波授时编码标准为BPC。目前该长波授时的时间编码还未正式公开,其专利由西安高华实业有限公司持有。同时该公司也是中国第一台长波授时电波钟的开发者。②美国的长波授时编码标准为WWVB,发射基站位于Colorado州的Fort Collins。由于美国只建有一个长波授时的发射站,因而在距离发射站较远的地区信号较弱,对接收芯片的灵敏度要求比较高。③英国的长波授时编码标准为MSF,发射基站位于Teddington的Rugby。由于英国本土面积较小,一个长波授时发射站就可以覆盖英伦三岛,时间编码信号较强,对接收芯片的灵敏度要求不高。④德国的长波授时编码标准为DCF,与MSF类似。20世纪50年代末,德国就在Frankfurt建立了长波授时中心。德国国土面积较小,且DFC的长波授时信号发射站功率很强,是RCT技术中对接收芯片的灵敏度要求最低的,因而比较容易开发。⑤日本的长波授时编码标准为JJY。由于日本地形狭长,在本洲福岛的40kHz(JJY40)发射机不能覆盖日本全国。日本通信综合研究所于2001年10月在九州富冈新建了60kHz的授时发射站(JJY60)。

图2 MSF授时信号编码格式

2 RCT的技术原理

无线控制授时系统由时间编码信号的长波授时发射台及其接收装置共同组成。最初的无线授时系统(包括短波授时和长波授时)只应用于军事目的,现已转为民用。

2.1 无线控制授时系统的授时信号发送原理

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