Rainer Mohr Manfred Schubert. Funkuhrtechnik und Funkuhrentwicklung

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1 Raier Mohr Mafred Schubert Fukuhrtechik ud Fukuhretwicklug 76

2 I Deutschlad ist die Physikalisch Techische Budesastalt (PTB) i Brauschweig für die Verbreitug der gesetzliche Zeit veratwortlich (Zeitgesetz). Für dieses Zeitgesetz wurde die Istallatio des Zeitsigal- ud Normalfrequezseders DCF77 otwedig. Erste Testausseduge gab es 1956, offizieller Sedebegi war der 1. Jauar Seit dem 1. September 1970 werde Normalfrequez (77,5 khz Träger) ud Zeitmarke gesedet, das heißt defiierte Absekug des Trägers zu Begi jeder Sekude = Sekudemarke ud keie Absekug i der 59. Sekude = Miutemarke. Damit war die Übertragug eier kodierte Zeitiformatio geschaffe. Die Empfäger ware idustrielle Fukuhre mit getreter Atee ud eiem idustrielle Gehäuse (19 -Eischub). Der Empfag war allerdigs ur mit abgesetzter Atee ud a eiem geeigete Stadort möglich. Vollautomatische Fukuhr Der Wusch ach eier Gebrauchsfukuhr war mit der Forderug verbude, Atee, Empfäger ud Azeige komplett i eiem Gehäuse uterzubrige. Außerdem mußte diese Uhr a eiem beliebige Ort aufgestellt werde köe. Nebebediguge ware vollautomatische Zeigereistellug, möglichst schelle Positioierug der Zeiger (mehrere Atriebsmotore erforderlich) ud fehlerkorrigierede Maßahme. Dies war 1986 der Ausgagspukt für ei Verbudprojekt des Istituts mit der Uhreidustrie. Das Ziel war eie vollautomatische Fukuhr (automatische Zeigerdetektio) eischließlich Atee, die i das hadelsübliche Uhrgehäuse passe sollte. Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlosse, ud es stade ei Prototyp ud die etsprechede itegrierte Empfägerud Auswerteschaltuge zur Verfügug. Parallel zur Etwicklug dieser Gebrauchsfukuhr für Großuhre wurde die Idee eier Fukarmbaduhr gebore. Hierzu mußte etspreched bessere Empfäger- (wege der kleiere Ateesigale) ud Auswerteschaltuge (die Sigale ware stärker gestört ud verrauscht) etwickelt werde. Das Gehäuse durfte icht aus Metall, soder mußte aus Kuststoff oder Keramik sei, der Empfagsbereich sollte möglichst groß sei ud adere Zeitzeicheseder sollte empfage werde köe. Es galt also, die vorhadee Modulatio i geeigeter Weise zu verbesser oder auch mit korrelative Maßahme zu eier prizipielle Steigerug der Empfagsqualität zu gelage. Afag der 90er Jahre kam schließlich die erste Fukarmbaduhr vo Jughas auf de Markt, mit eiem Armbad als Atee, die allerdigs später is Gehäuse itegriert wurde. Miiaturatee für de Lagwellebereich Zuächst gig es darum, die theoretische Grudlage über die Eigeschafte der Atee ud des Ateekreises zu erarbeite, um daraus ei Simulatiosmodell zu erstelle, mit welchem Optimieruge hisichtlich des Sigal-/Rauschabstades, des Rudumempfags ud des zur Verfügug stehede Bauraums durchgeführt werde kote. Für realistische Utersuchuge wurde dabei Raier Mohr / Mafred Schubert y Fukuhrtechik ud Fukuhretwicklug y 77

3 WechselWirkuge y verschiedee Musteratee im Bereich 12 bis 55 Millimeter aufgebaut ud die iteressierede Kegröße meßtechisch ermittelt. Mit Hilfe dieser Date kote durch Vergleich mit de Simulatiosparameter das Modell beziehugsweise das Programm schrittweise verbessert werde. Aus de Ergebisse dieses Projekts wurde Kostruktiosregel abgeleitet, die zur Etwicklug ud zum Aufbau vo Atee diete, um ihre Parameter, beispielsweise der Geometrie, der Iduktivität ud Kapazität oder des zu verwedede Ferritmaterials, zu optimiere. Mit der damit verbudee Steigerug der Leistugsfähigkeit war der Weg frei für eie Miiaturisierug der gesamte Fukuhr. Phasemodulatio auf Lagwelle I eiem weiterem Projekt wurde die Möglichkeit utersucht, Zeitsigale mit Hilfe der Phasemodulatio auf Lagwelle zu übertrage. Aus der Theorie ist bekat, daß phasemoduliert übertragee Sigale gegeüber Störuge weiger afällig sid als amplitudemoduliert gesedete Sigale, da die Amplitude eier Trägerfrequez wesetlich leichter beeiflußt werde ka als die Phase (ei Hörvergleich beim Radioempfag zwische Mittelwelle ud UKW macht dies deutlich). Zwar werde bisherige Fukuhrempfäger mit Amplitudedemodulatio sehr schmalbadig ausgelegt, um möglichst weig Störuge ierhalb der Nutzbadbreite zu erhalte, aber damit wird die Detektio der Sekudemarke prizipbedigt ugeauer. Im Gegesatz dazu ka eie Phasemodulatio ud die damit verbudee Empfägerschaltug breitbadiger ausgelegt werde, um eie höhere Geauigkeit zur Sychroisatio auf de Zeitzeicheseder zu erziele, allerdigs ist für das DCF77-Sigal die Größe des Phasehubs isofer beschräkt, als das vom Seder erzeugte Sigal i seier bisherige Form icht zu sehr verädert werde darf. Uter Berücksichtigug der sowohl für de Seder DCF77 als auch für die bisherige fukgesteuerte Uhre ud dere Empfäger geltede Radbediguge wurde ei Sede- ud Empfagssystem für phasemodulierte Zeitsigale etwickelt ud aufgebaut. Die Modulatio kote wege der Übertragug des Pseudozufallscodes i de letzte 800 Millisekude (ms) eier jede Sekude ur i de erste 200 ms also währed der Absekug realisiert werde. Die Kodierug der beide logische Sigale Null ud Eis erfolgte über die Dauer der Modulatio mit 100 ms beziehugsweise 200 ms. Damit kote Utersuchuge des Systems selbst ud der Zeitsigalübertragug durch Phaseäderug durchgeführt sowie Vergleiche mit alle bisher verfügbare Fukuhrsysteme Geradeaus-, Überlagerugsempfäger, Empfäger des Verbudprojekts, PZF- ud PM-Empfäger (PZF = Pseudozufallsfolge/ PM = Phasemodulatio) agestellt werde. Das Ergebis brachte zwar ur eie leichte Verbesserug der Empfagseigeschafte bei der Verwedug der realisierte Phasemodulatio zur Zeitsigalübertragug, allerdigs stellte sich heraus, daß die i diesem Rahme ebefalls utersuchte Systeme, welche mit korrelative Maßahme arbeite, och steigerugsfähige Möglichkeite besitze. Digitale Fukuhr Die Awedug der Fukuhrtechik beschräkte sich zum damalige Zeitpukt icht mehr ur auf de Kosumermarkt, soder Fukuhre wurde immer häufiger i techische Bereiche eigesetzt. Doch es kam aufgrud der dort vorhadee Elektroik i verstärktem Maße zu Beeiträchtiguge des Empfags ud somit zu Usicherheite bei der Detektio vo Zeitzeiche. Die Zuahme vo Störuge, die sich dem Nutzsigal überlager, hat dazu geführt, daß die schmalbadig arbeitede Empfäger icht mehr i der Lage ware, das Sigal i jedem Fall zu erkee. Um de Störabstad ud die Empfidlichkeit etscheided zu verbesser, war es otwedig, ei Fukuhrsystem zu etwickel, bei dem vor allem mit Hilfe der Korrelatiostechik die Empfagssicherheit wesetlich verbessert werde kote, de die steigede Aforderuge a gerigere Störbeeiflussug ud höhere Empfagssicherheit ließe sich mit de herkömmliche Methode ud Arbeitsweise solcher Empfäger icht mehr bewältige. Aus diesem Grud wurde ei digitales Korrelatiosverfahre etwickelt, das i Zusammehag mit eier digitale Empfägerschaltug zu eiem komplette Fukuhrsystem führte, welches das Nutzsigal des DCF77 trotz zuehmeder Störeiwirkug aufgrud vielfältiger äußerer Eiflüsse detektiert. Situatio ud Problematik Die Problematik liegt i der eideutige ud vor allem sichere Detektio der Zeitsigale. Aaloge schmalbadige Geradeaus- ud Überlagerugsempfäger sid icht i der Lage, Störuge, die sich dem Sigal ierhalb der geutzte Badbreite überlager, i jedem Fall herauszufilter. Die vom Empfäger-IC (Itegrated Circuit) gelieferte demodulierte Niederfrequezsigale werde bei etsprechede Störpegel derart verfälscht, daß eie im Mikrocotroller implemetierte Software die Date uter Umstäde gar icht oder sogar fehlerhaft iterpretiert ud es damit zu eier Falschazeige komme ka. Weitere Utersuchuge machte es jedoch möglich, daß zuküftige Fukuhrsysteme auch i Umgebuge mit hohem Störpegel erfolgreich eigesetzt werde köe. Aufgabe ud Awedug I eiem zwei Jahre dauerde Forschugsprojekt wurde ei digitaler Empfäger realisiert, desse Sigale trotz vorhadeer Störuge mit eiem dafür etwickelte digitale Korrelatiosverfahre erfolgreich detektiert werde köe. Aufgabe ud Ziel des Vorhabes war die Etwicklug eier digitale Fukuhr zur Erhöhug der Empfidlichkeit ud zur Verbesserug des Sigal-/Störabstades mit Hilfe der Korrelatiostechik. Ei weiterer Vorteil, der sich aus der digitale Realisierug der Empfägerschaltug ergibt, ist die 1-Chip-Lösug, das heißt die Itegratio aller digitale Schaltugselemete vo Empfäger ud Cotroller auf eiem eizige IC. Dies reduziert icht ur de Platzbedarf gegeüber der bisherige Techik, bei welcher ach wie vor zwei Schaltkreise beötigt werde, soder auch die gegeseitige Beeiflus- 78

4 sug zwische Empfäger ud Cotroller, die sich durch Überspreche vo Sigale mit hochfrequete Ateile auf de Leituge bemerkbar macht. Außerdem wurde ei Verfahre etwickelt ud implemetiert, mit dem es möglich ist, Iformatioe des Zeitzeicheprotokolls vor dem erste zu detektierede Miutebegi zu speicher ud auszuwerte. Mit dem Korrelatiosverfahre ud der damit erreichbare höhere Empfagssicherheit ist es möglich geworde, die Empfagszeit eier Fukuhr auf eie eizige Miute zu beschräke, ohe dabei die Miutesychroisatio zuächst berücksichtige zu müsse. Bisher dauert ei Empfagsversuch im Mittel midestes zweieihalb Miute. Realisierug Ei Teil der Arbeite mußte kläre, a welcher Stelle die Umsetzug der aaloge Ateespaug i digitale Sigale am effektivste ist. Der Aalogteil sollte möglichst klei werde, damit sehr viele digitale Schaltugselemete für die spätere Itegrierbarkeit zur Verfügug stehe. Bei der direkte A/D-Wadlug des Hochfrequez-Sigals ist zwar der Aalogteil relativ gerig, die Wadlug erfordert jedoch eie größere Aufwad. Bei der Umsetzug auf eie Zwischefrequez durch eie Überlagerugsempfäger ist es jedoch geau umgekehrt. Ebeso mußte für de Eisatz der digitale Korrelatio ei geeigeter Pukt im Sigalweg gefude werde. Die Korrelatiostechik liefert, basiered auf dem Vergleich zweier Sigale (Empfags- ud Mustersigal), eie Aussage darüber, wie hoch die Wahrscheilichkeit für die Übereistimmug mit dem erwartete Sigal ist. Mathematisch gesehe werde statistisch mit dem Sigal icht verwadte Störuge durch Multiplikatio ud aschließede Itegratio herausgefiltert. Abb. 2: Uterabtastug. Dazu wird das ugestörte ideale Nutzsigal gespeichert ud mit dem empfagee korreliert. Zusätzlich wurde für eie och höhere Sicherheit beim Empfag der Vergleich icht ur mit der logische Null, soder auch mit der logische Eis heragezoge. Die etscheidede Verbesserug bei dieser Korrelatio ist jedoch, daß bei der Erkeug der eizele Impulse zuächst die ermittelte Wahrscheilichkeite gespeichert ud somit die Etscheidug für Null oder Eis erst später getroffe wird. Diese Möglichkeit ergab sich daraus, daß die etwickelte Korrelatio wesetlich uempfidlicher beziehugsweise uabhägig vo Feldstärkeschwakuge ist. Digitaler Empfäger Das Kozept zur Realisierug eies Geradeausempfägers für die digitale Korrelatio beruht auf der direkte Aalog-/Digital-Wadlug des Hochfrequezsigals vo 77.5 khz (Kilohertz). Dazu wird das vom Empfäger gelieferte Sigal verstärkt ud durch eie Badpaß mit der Grezfrequez vo 850 Hz gefiltert (Abb. 1). Um jedoch eie kohärete Demodulatio zu gewährleiste, bei welcher eie feste Phasebeziehug zwische de empfagee ud de erzeugte Frequeze herrsche muß, erfolgt die Aalog-/Digital-Wadlug mit geau der vom DCF77 gesedete Normalfrequez vo 77.5 khz durch Trägerrückgewiug aus diesem Sigal selbst. Das Prizip der Uterabtastug ist i Abbildug 2 veraschaulicht. Durch die Abtastug mit 77.5 khz etstehe Vielfache des Trägers bei der doppelte, dreifache usw. Frequez eischließlich der Seitebäder mit ±850 Hz, welche sich jedoch icht überlappe. Ebeso wird dadurch ei Frequezbad im Ursprug erzeugt, wobei u die etstadee höherfrequete Ateile durch de Tiefpaß herausgefiltert werde. Da i diesem Sigal der Träger bereits icht mehr vorhade ist, liegt somit das demodulierte Niederfrequezsigal des DCF77 i digitaler Form zur weitere Sigalverarbeitug durch de Mikrocotroller vor. Die Trägerrückgewiug der Abtastfrequez des A-/D-Wadlers wurde mit eiem spaugsgesteuerte Oszillator (Voltage Cotrolled Oscillator, VCO) realisiert. Er schwigt mit eier Grudfrequez, die möglichst ahe auf 77.5 khz eigestellt wird, ud regelt sich bei Aliege des Empfagssigals sehr schell darauf ei. Die Abtastfrequez wird exakt eigehalte ud ist phasestarr mit dem empfagee Sigal gekoppelt. Abb. 1: Digitaler Empfäger. WechselWirkuge y 79

5 WechselWirkuge y Formel 1: Digitale Korrelatiosfuktio. Digitale Korrelatio Die Korrelatio zeigt deutlich ihre Vorteile gegeüber herkömmliche Empfagssysteme ohe diese Techik, we die etscheidede Parameter wie Korrelatiosläge, Azahl der Stützwerte ud die damit zusammehägede Abtastfrequez richtig gewählt werde. Bei dem für diese Utersuchuge etwickelte Programm sid diese Parameter eistellbar, so daß das Verhalte des Korrelatiossigals ud der damit verbudee Empfagssicherheit bei Zeitsigale geau erkee läßt, welche Auswirkuge die Äderug eies oder mehrerer Parameter auf die Detektierbarkeit dieser Zeitsigale hat. Der Zeichevorrat bei de DCF77-Sigale besteht ur aus zwei Zeiche, welche bekat sid. Deshalb wird hier die Kreuzkorrelatio für die Erkeug der Sigale eigesetzt. Der Nachteil aller bisherige Fukuhr-Systeme ist, daß bei jedem empfagee Bit etschiede wird, ob das gesedete Sigal eie logische Null oder eie Eis war. Deshalb war es eies der Ziele dieser Utersuchuge, möglichst viele Iformatioe über die empfagee Sigale zu speicher. Da die Korrelatio mit der logische Null ud der logische Eis durchgeführt wird, existiere zwei Korrelatiossigale, die zur Detektio heragezoge werde. Nu werde diese beide Korrelatiossigale icht bei jedem empfagee Bit des Protokolls (Abb. 3) sofort ausgewertet, soder es werde dere Wahrscheilichkeite gespeichert. Das heißt, daß es bezüglich eies Sigals eie wahrscheiliche Ählichkeit mit eier logische Null gibt ud zusätzlich eie mit eier logische Eis. Weiterhi werde diese beide Iformatioe für jedes Bit des Protokolls solage gespeichert, bis eie vollstädige Iformatioseiheit vorhade ist. Die dafür verwedete Korrelatiosfuktio ist i Formel 1 dargestellt. Abb. 3: DCF-Protokoll. Diese Form des Korrelatiossigals ist die mathematische Grudlage der im Cotroller implemetierte Software mit dem etscheidede Vorteil, daß das so berechete Korrelatiossigal uabhägig ist gegeüber Feldstärkeschwakuge, wie sie etwa beim Drehe der Fukuhr etstehe. Die beide Mustersigale werde zu Begi eimalig berechet, da sie sich ja aufgrud der fest vorgegebee Parameter icht äder ud somit als feste Werte über ihre Korrelatiosläge im Speicher abgelegt werde köe. Weiterhi werde die bereits aus de empfagee Abtastwerte berechete Summe icht jedesmal eu gebildet, soder der älteste Wert wird vo der jeweilige Summe subtrahiert ud der eueste addiert, damit die Rechezeit möglichst klei ud die Frequez, mit welcher der Cotroller die vom Empfäger gelieferte Sigale i de Speicher eiliest ud bearbeitet, möglichst hoch eigestellt werde ka. Sigaldetektio ud Störuge Mit Hilfe der dargestellte Korrelatiosfuktio werde die vom DCF77 gesedete ud vom Empfäger umgesetzte Sigale detektiert ud im Cotroller so verarbeitet, daß die Iformatioe des Zeitzeicheprotokolls ermittelt ud schließlich zur Azeige gebracht werde. Die Korrelatio läuft i Echtzeit, das heißt jeder Abtastwert (Sample) wird sofort ach dem Eilese verarbeitet ud ei euer Korrelatioswert gebildet. Die Azahl der beötigte Speicherplätze hägt dabei vo der Frequez ab, mit welcher die Samples eigelese werde, sowie der Beobachtugsdauer beziehugsweise Korrelatiosläge. Der etscheidede Faktor bei dieser Korrelatiosfuktio ist der währed eies jede vom DCF77 gesedete Sekudeimpulses maximal erreichbare Korrelatioswert für die logische Null ud Eis, de dieser Wert ist das Maß für die Übereistimmug mit de jeweilige Mustersigale. Um die Leistugsfähigkeit der Korrelatio bei verschiedee Parametereistelluge utersuche zu köe, ist sie so ausgelegt, daß die Äderug eies oder mehrerer Parameter keie Auswirkug auf de Programmablauf a sich hat. Als Greze für die Abtastfrequez gelte 100 bis 2000 Hz ud für die Korrelatiosläge 0,3 bis 1,8 Sekude. Daraus läßt sich der beötigte Speicherbedarf bestimme. Bei de herkömmliche Verfahre zur Demodulatio des HF-Sigals stimmt die 80

6 Breite der Impulse des vollstädig demodulierte NF-Ausgagssigal eies Empfägers icht exakt mit dee vom DCF77 gesedete 100 Millisekude beziehugsweise 200 Millisekude überei. Dies hägt i hohem Maße vo der schaltugstechische Realisierug der Asteuerug der Regelschaltug ab. Durch die Begrezug der Badbreite des HF-Sigals durch schmalbadige Quarzfilter im Eigagskreis werde die fallede ud steigede Flake bei Begi ud am Ede der Absekug verschliffe, so daß der exakte Zeitpukt eier Flake icht geau ermittelt werde ka. Hierzu sid zwei Schwelle vorgesehe, bei dere Uter- beziehugsweise Überschreitug der Afag ud das Ede der Absekug detektiert werde. Ei Schmitttrigger, welcher durch diese Sigale agesteuert wird, setzt de Ausgagspegel auf ull Volt oder die Versorgugsspaug ud erzeugt so i gewisse Greze die beide uterschiedliche Impulsbreite. Störuge mache diese Flakeerkeug usicherer, ud die Ausgagsimpulse werde schmaler. Prizipiell ist die eizustellede Verstärkerspaug direkt abhägig vo der Feldstärke, was i diesem Fall gleichbedeuted mit der Amplitude ist. Da das DCF77-Sigal amplitudemoduliert ist, wird die Verstärkerregelug auch bei jeder Absekug aktiviert, da dies ebefalls eie Spaugsäderug am Eigag hervorruft. Die schematische Darstellug i der Abbildug 4 verdeutlicht das Problem der Flakedetektio i Abhägigkeit des Eigagssigals. Die Schwelle zur Erkeug der fallede ud steigede Flake i der Abbildug ist - bezoge auf die Amplitude - a derselbe Stelle, ud es ist deutlich zu erkee, daß bei eiem vo Störuge überlagerte Sigal die Impulsbreite kleier wird. Deshalb fidet ma i Empfägerspezifikatioe auch meistes Agabe über miimale ud maximale Impulsbreite der beide logische Sigale, wobei breitere Impulse bei höhere Feldstärke zu erwarte sid ud schmale Impulse bei iedrige Feldstärke oder etsprechede Störverhältisse. Nu ka ma zwar aus der Abweichug der Impulsdauer vom Idealsigal icht direkt auf die Feldstärke schließe, da die Umgebugsstöruge meist icht bekat sid, aber eie laufede statistische Auswertug dieser Abweichuge über eie bestimmte Zeit vo beispielsweise mehrere Sekude ließe eie Bestimmug Abb. 4: Detektio der Impulsflake. der Empfagsqualität am Empfagsort zu, so daß bei schlechte Empfagsverhältisse eie Fukuhr durch Drehe oder Bewege i eie bessere Positio gebracht ud der Empfag ermöglicht werde ka. Adererseits etstehe jedoch Probleme, we bei sehr große Feldstärke, zum Bespiel i der Nähe des Seders, die Impulsbreite der logische Null zu groß wird. Bei herkömmliche Empfagsalgorithme wird meist eie feste Greze zur Uterscheidug zwische Null ud Eis festgesetzt, welche abhägig vo der Spezifikatio des Empfägers bei etwa 150 Millisekude liegt. Die sofortige Zuordug der Impulsbreite zu de logische Sigale erzeugt bei Erkeug eier zu lage Null beispielsweise 155 Millisekude eie Fehler im Zeitzeicheprotokoll dadurch, daß i diesem Fall eie Eis gespeichert wird. Daach existiert keie Möglichkeit mehr, diese Fehler zu korrigiere, da über das Zustadekomme dieses Bits jegliche Iformatio fehlt. Nur mit Hilfe des im Protokoll verfügbare Parity-Bit oder eier dadurch erzeugte silose Iformatio (Miute > 59, Stude > 24 usw.) ka eie Falschazeige verhidert werde. Allerdigs ist es bei derartige Empfäger ud Verfahre zum Zeitzeicheempfag üblich, ei zweites Protokoll zum Vergleich herazuziehe, um auch so eie höhere Sicherheit über die Richtigkeit der erhaltee Iformatioe zu gewährleiste. Der zweite Fall eies fehlerhaft erkate Bit tritt jedoch wesetlich häufiger auf. Ei zu kurzer Eis-Impuls (beispielsweise 145 Millisekude) erzeugt ämlich keie silose Iformatio eie kleiere Uhrzeit ist immer plausibel, ud we dies i der Datumsiformatio zweimal vorkommt, bleibt ur die Möglichkeit der Erkeug mit Hilfe eies zweite Protokolls. Derartige Fehler trete bei gerige Feldstärke ud hoher Störbeeiflussug auf, wobei es durch Störuge och zu eiem weitere Problem komme ka, wie etwa der Etstehug zweier Null-Impulse astelle eies Eis-Impulses bei schwachem DCF77- Sigal ud hohem Störpegel. We icht durch geeigete Maßahme bei der Programmierug eies Fukuhrcotrollers auf derartige Fehlermöglichkeite geachtet wird, köe solche Impulsfolge de Erfolg eies Empfagsversuchs uter Umstäde sogar vollstädig verhider. Hier wird wieder der Vorteil der Korrelatio deutlich, da sie solche Impulsfolge automatisch ud ohe Mehraufwad richtig iterpretiert. Die Ählichkeit mit der gespeicherte logische Eis ist höher als die mit der logische Null, ud aufgrud des für diese Fall ausreiched große Maximalwertuterschiedes ist die Zuordug zum Eis-Sigal eideutig. Die beide folgede Bilder solle a dieser Stelle ur eie qualitative Vergleich der Leistugsfähigkeit der Korrelatio gegeüber de herkömmliche Empfagsverfahre darstelle. Abbildug 5 ist ei Beispiel für das bei gestörte Empfagsverhältisse erhaltee Korrelatios- Abb. 5: Korrelatio bei Sigal-/ Rauschverhältis 2 : 1. sigal. Bei der relativ iedrige Korrelatiosläge vo 0.4 Sekude ud der gewählte Abtastfrequez vo 400 Hz ist die 100 Millisekude dauerde Absekug des Sedesigals bei eier Übereistimmug vo ca. 36 Prozet für das Null-Sigal gegeüber 15 Prozet für das Eis-Sigal ohe Schwierigkeite für die Erkeug auswertbar. Empfags- WechselWirkuge y 81

7 WechselWirkuge y systeme ohe korrelative Maßahme erzeuge bei diesem Störpegel ei NF-Sigal, bei welchem zwische de DCF- Sigale Störimpulse vorhade sid ud desse Impulsbreite ab ud zu außerhalb der Spezifikatio liege. Doch ist durch Paritäts- ud Plausibilitätsprüfuge oder Vergleiche über mehrere Miute och ei erfolgreicher Empfag möglich. Für das Korrelatios-System würde jedoch eie eizige Miute geüge, da es bei eier 1.5- bis 2-fach höhere Übereistimmug des gesedete Sigals mit dem Mustersigal zu keierlei Fehliformatio kommt. Der maximale Uterschied des Korrelatiossigals zwische Null- ud Eis-Impuls mit 20 Prozet beziehugsweise 12 Prozet i Abbildug 6 beträgt bei dieser sehr hohe Störbeeiflussug im Mittel ur och acht Prozet. Bei dieser sehr schlechte Empfagsqualität wird ma atürlich ei weiteres Protokoll eilese, da eie absolute Sicherheit über die Richtigkeit des ausgewertete Zeitzeicheprotokolls icht mehr gewährleistet ist. Der Mittelwert vo ca. acht Prozet bedeutet aber auch, daß die Uterschiede och geriger sei köe. Abb. 6: Korrelatio bei Sigal-/Rauschverhältis 1 : 1. Etscheided ist jedoch, daß es bei diese Störverhältisse mit keiem übliche Empfäger ud mit keie herkömmliche Methode (ohe Korrelatio) mehr möglich ist, jemals eie gültige ud erfolgreiche Empfag zu erziele. Die Schaltuge der Empfäger-IC's sid icht mehr i der Lage, aus derartige Sigale ei vo eiem Cotroller ud der dort implemetierte Software verwertbares NF-Sigal zu erzeuge. Aber mit der Zuverlässigkeitsaussage des Korrelatiossigals ist es immerhi möglich, we auch über mehrere Miute, de Empfag erfolgreich zu beede. Ud hier kommt och ei weiterer etscheideder Vorteil dieser Korrelatio zum Trage. Der absolute Korrelatioswert, also die prozetuale Übereistimmug des empfagee mit dem gesedete Sigal, diet als Maß für die Empfagsqualität. Durch eie statistische Aalyse dieser Date ka über eie Verlägerug des Empfags beispielsweise aus Sicherheitsgrüde etschiede werde. Die Korrelatiosfuktio liefert also sehr viele Iformatioe über das vo eier Fukuhr empfagee Zeitsigal. Die Auswertug dieser afallede Date läßt mehrere mögliche Reaktioe auf etwaige Äderuge der Empfagsbediguge zu, so daß zu jeder Zeit währed eies Empfagsversuchs Maßahme getroffe werde köe zur erfolgreiche Detektio der Zeitzeiche ud damit zur gültige Azeige der im Protokoll ethaltee Date. Sychroisatiosverfahre Die diesem Prizip zugrudeliegede Idee war die Möglichkeit, eie schellere Sychroisatio bei Fukuhre zu erreiche, wodurch der Empfäger eher abgeschaltet ud die Date des eigelesee Protokolls früher agezeigt werde köe. Mit diesem Verfahre, das bis heute och bei keiem eizige Fukuhrsystem eigesetzt wird, werde die Date aus zwei verschiedee aufeiaderfolgede Zeitzeicheprotokolle zusammegesetzt, ohe daß zuächst wie bei alle bisherige Fukuhre üblich auf de erste zu detektierede Miutebegi i der 59. Sekude eier jede Miute gewartet werde muß ud so alle bis dahi gesedete Bits icht gespeichert ud damit verlore sid. Diese Zeit beträgt im Mittel 30 Sekude, die für eie mögliche Auswertug der dort detektierbare Bits icht zur Verfügug stehe. Normalerweise wird bei Fukuhre beim Alege der Spaug oder Auslöse eies Empfagsversuchs zur Kotrolle ud Sychroisatio der itere Uhr auf die DCF77-Zeit der Empfäger zu eiem beliebige, zum Seder asychroe Zeitpukt eigeschaltet. Beim jetzige Verfahre wertet der Cotroller die i der Zeit vor dem Miuteafag erkate Bits aus ud legt sie im Speicher ab. Mit Begi der ächste Miute köe diese Bits exakt ihrem Platz im Zeitzeicheprotokoll zugeordet werde, ud das Eilese weiterer Bits muß ur och bis zu der Sekudemarke, a welcher das erste Bit eigelese wurde, durchgeführt werde. Bis auf de zu berücksichtigede Miuteuterschied ka das Protokoll aus diese beide Teile zusammegesetzt werde. Das Verfahre erlaubt auf eifache Weise die Sychroisatio vo Fukuhre aus Teile zweier aufeiaderfolgeder Protokolle i ur weig mehr Zeit als eier Miute. Diese Tatsache spart icht ur über die kürzere Eischaltdauer am Stromverbrauch ud verlägert somit die Batterielebesdauer, soder es ist auch ei icht zu uterschätzedes Verkaufsargumet beim Vorführe der Fuktiosweise eier Fukuhr. Gesamtsystem Das Gesamtsystem besteht aus eiem PC mit dem zur Etwicklug ud Test dara ageschlossee Echtzeit-I-Circuit-Emulator. Dieses Etwicklugssystem emuliert de zur Steuerug der Fukuhr eigesetzte 8-Bit Sigle-Chip Mikrocotroller. Er besitzt eie Programmspeicher (ROM) vo 32 kbyte ud eie Datespeicher (RAM) vo eiem kbyte. Der Spaugsversorgugsbereich beträgt Volt bei eier maximale Taktfrequez vo zeh Megahertz (MHz). Zur Verbidug mit der Peripherie diet ei Iterface, a welches die Empfägerschaltug, eie Zeigersteuerug mit optoelektroischer Zeigerdetektio, ei LCD-Display ud eiige Taster zur Auslösug verschiedeer Fuktioe ageschlosse sid. Die Etwicklug der Software erfolgte mit eiem C-Compiler ud eiem Assembler auf dem PC. Nach der Compilierug des Programms ka mit Hilfe des Emulators die Fuktiosweise der Soft- ud Hardware getestet ud Fuktioe überwacht werde. Nach Fertigstellug des Programms diet eie OTP-Versio (Oe Time Programmable) des Cotrollers dazu, ei Stad-Aloe-System für Batteriebetrieb aufzubaue. 82

8 Forschugsergebis Es wurde schließlich der Störabstad vo 4.7 Dezibel (db) erreicht, ud dies bedeutet eie Verbesserug gegeüber herkömmliche Systeme i eiem Bereich vo db. Die mit dem digitale Empfäger erreichte Empfidlichkeit liegt bei µv/m. Das i diesem Projekt verfolgte Ziel, Fukuhrsysteme mit eiem digitale Empfägerkozept ud eier digitale Korrelatiosaalyse vor allem beim Eisatz i störafällige Umgebuge bezüglich des Empfagsverhaltes wesetlich sicherer zu gestalte, kote aufgrud der realisierte Empfägerschaltug ud der implemetierte Software erreicht werde. Nicht zuletzt ist es icht ur mit Hilfe der digitale Korrelatiostechik, soder auch aufgrud eiiger Algorithme zur Protokollverarbeitug geluge, ei System zu etwickel ud aufzubaue, das sich sowohl für Gebrauchsfukuhre als auch im Bereich techischer Uhre eisetze läßt. Durch die im Vorfeld eier Fukuhr-Neuetwicklug bestimmbare Leistugsfähigkeit der Korrelatio, basiered auf de Date des eizusetzede Cotrollers, ka die für die Sigalverarbeitug etscheidede Korrelatiosfuktio mit Hilfe der eistellbare Parameter für jedes geplate System optimal agepaßt ud somit maximiert werde. Die 1-Chip-Lösug läßt hisichtlich des wesetlich gerigere Platzbedarfs vor allem i Fukarmbaduhre eie größere Flexibilität bei dere Etwicklug zu. Der erzielbare Störabstad, die erreichte Empfidlichkeit ud die durch die Wahrscheilichkeitsaussage der Korrelatiosfuktio berechebare Qualität der Empfägersigale erlaube de Eisatz eies solche Systems i Bereiche, i dee der Betrieb vo Fukuhre bisher icht oder ur sehr schwer möglich war. Aufgrud der digitale Realisierug ergebe sich zukuftsweisede Möglichkeite für die küftige Etwicklug ud de Aufbau euer Fukuhrsysteme. Software zur Steuerug der Fukuhr wurde i Stuttgart etwickelt beziehugsweise implemetiert. Ebeso wurde sämtliche Tests ud Utersuchuge hisichtlich Empfidlichkeit, Störfestigkeit, Temperaturverhalte usw. mit der etsprechede am Istitut vorhadee Ausrüstug durchgeführt. Das Kerstück der Uhr bilde ei 4-bit- Cotroller ud ei Geradeausempfäger, a de die im Gehäuse itegrierte Atee ageschlosse ist. Als Aalogazeige sid ei Miute- ud ei Studezeiger vorhade, ud im LC-Display werde im Normalbetrieb wahlweise die Sekude oder der Tag agezeigt. Als weitere Fuktio besitzt die Uhr eie Empfagskotrolle, die sowohl währed des laufede Empfags Aussage über die mögliche Qualität zuläßt als auch ach dem ächtliche Kotrollempfag das Ergebis des Erfolges oder Nicht-Erfolges azeige ka. Natürlich ist der Start eies Empfagsversuchs mauell jederzeit möglich. Weiterhi ka die Zeitzoe vo -12 bis +12 Stude verstellt werde, so daß die Uhrzeit auf jede gazzahlige auf der Erde gültige Zeitzoe eigestellt werde ka. Der sogeate Referezlauf diet zur Kotrolle der Zeigerpositio i der 12-Uhr- Stellug. Da keie automatische Zeigerdetektio vorhade ist, werde die Zeiger eimalig i die 12-Uhr-Positio gebracht ud müsse ormalerweise icht mehr vo Had verstellt werde, da auch beim Batteriewechsel die Zeiger sich etweder dorthi bewege oder bereits a dieser Positio stehe. De die vorhadee Batterieüberwachug läßt die Zeiger ach Feststellug eier zu gerige Spaug ud der Azeige des bc-symbols ach eier Woche um 12 Uhr stehe. Bei mechaische Probleme, die zu Aussetzer bei der Motorsteuerug beziehugsweise Fortbewegug der Zeiger führt, köe diese mauell jederzeit achgestellt werde. Zusätzlich ist och ei ewiger Kaleder implemetiert, der sämtliche Schaltjahre bis i das Jahr 2100 richtig erket. Außerdem ka mit Hilfe des sleep-mode der Stromverbrauch der Uhr reduziert werde, sollte sie eimal lägere Zeit icht beötigt werde. Fukgesteuerte Armbaduhr Im weitere Verlauf der Forschugsaktivitäte auf dem Gebiet der Fukuhrtechik war das Istitut schließlich a der Etwicklug eier fukgesteuerte Armbaduhr maßgeblich beteiligt (Abb. 7). Ei Teil der Elektroik ud die komplette Abb. 7: Fukarmbaduhr. WechselWirkuge y 83

9 WechselWirkuge y Währed dieser Etwicklug sid auch Probleme aufgetrete, die eie Miiaturisierug i diese Dimesioe für die Elektroik mit sich brigt. Spektrale Ateile steiler Flake vo Rechteckimpulse störe plötzlich de Empfag, sid aber meßtechisch i diesem Fall ur schwer zu erfasse, da die Messug die Sigale bereits wieder verädert. Weil der Empfag wege der Verkleierug der Atee sowieso wesetlich problematischer war, wurde i die Software verschiedee Algorithme eigebaut, die eie zeitselektive Betrachtug der vom Empfäger gelieferte Impulse erlaubte. Die Überprüfug der eiwadfreie Fuktiosweise der Algorithme war bereits sehr schwierig, die Simulatio vo Störfälle für eie Bereich im zeh Millisekude- Raster fast umöglich. Aus diese ud frühere Erketisse heraus ergab sich jedoch ei Projekt, das vielleicht icht alle, aber sehr viele der bisherige Probleme zu löse vermag. vermehrt EMV-Probleme (Elektromagetische Verträglichkeit) auf, ud bereits i der Etwicklugsphase vo Fukuhre müsse diese Probleme erkat ud beseitigt werde. Es ist otwedig, eigehede Testphase des Programmablaufs vo Hard- ud Software währed der Etwicklugszeit oder ach Fertigstellug vo Prototype eizuplae, um somit möglichst alle auftretede Fehler festzustelle ud zu vermeide. Zudem biete Fukuhre häufig viele Zusatzfuktioe ud eie optimierte Bedieugsaufwad, wodurch die Software aufgrud vo Optimieruge uübersichtlich wird. lator, wobei vollstädige Programmteile bereits i dieser Phase getestet werde. Währed der Etwicklug ergebe sich jedoch häufig Äderuge der Software, ud implemetierte Teile müsse deshalb um- oder auch eugeschriebe werde. Dies erfordert ereute Tests der Äderuge ud auch besodere Beachtug der Auswirkuge auf das Restprogramm. Zusätzlich zu de meiste Etwicklugssysteme existiere dazugehörige Stad-Aloe-Systeme, die mit eiem programmierte Eprom bestückt werde. Sie diee dazu, ach Fertigstellug der Soft- EMV-Probleme müsse i der Etwicklugsphase erkat ud beseitigt werde. Expertesystem für Fukuhre Mit de steigede Qualitätsaforderuge a die Fuktios- ud Störsicherheit vo Fukuhre steigt auch der Aufwad für die erforderliche techische Utersuchuge. Der Wusch ach immer mehr Bedieugskomfort erhöht gleichzeitig de Umfag der zu implemetierede Software, ud durch die wachsede Azahl a Zusatzfuktioe gestaltet sich die Software städig komplexer. Dadurch bedigt erhöhe sich die Fehlermöglichkeite i hohem Maße, so daß i diesem Zusammehag die programmtechische Fuktiostests aufwediger ud vor allem schwieriger werde. Problematik Das Problem fukgesteuerter Uhre, die sich bereits auf dem Markt oder och i der Plaugsphase befide, liegt eierseits dari, daß sie immer mehr i Umgebuge mit hohem Störpegel eigesetzt werde. Dies bewirkt eie Verschlechterug der Empfagsverhältisse für die Uhre. Dadurch trete uter aderem 84 Ei Gesamttest des Programms uter Berücksichtigug aller vorkommede Ereigisse wird deshalb mit bisherige Utersuchugsmethode ahezu umöglich. Softwarefehler zum Beispiel, die erst ach dem Test vo Muster erkat werde, führe bei maskeprogrammierte Cotroller zu eiem Zeitverzug, de ach Herstellug der Maske ahad des Programms ud der aschließede Itegratio des Cotrollers muß ach der Korrektur vo Fehler dieser Vorgag wiederholt werde. Dies führt zu ereute Maskekoste ud eier mehrwöchige Verzögerug des Projekts, da eie mauelle Fehlersuche mit eiem hohe Zeitud Kosteaufwad verbude ist. Stad der Techik Die heutige Etwicklug vo Fukuhre basiert darauf, daß die zum Bau eier Fukuhr beötigte Eizelteile zusammegeschlosse werde ud mit Hilfe eies Etwicklugssystems die Software, die die komplette Fukuhr mit all ihre Fuktioe steuert, darauf implemetiert wird. Das Pflichteheft bestimmt die Software-Etwicklug auf ud mit dem Emuware eigehede Fuktiostests am Komplettsystem durchzuführe, um evetuell auftretede Fehler zu korrigiere. Viele dieser Tests, die bis zur Gewährleistug der eiwadfreie Fuktiosfähigkeit zu leiste sid, köe meist mit dem Etwicklugs- oder Stad-Aloe-System i vergleichsweise kurzer Zeit gemacht werde. Adere Utersuchuge beötige jedoch eie wesetlich höhere Zeitaufwad. Die Messug der Empfidlichkeit ud des Störabstades erforder eie Geräteaufwad ud für geaue Aussage eie EMV-Kammer. Diese Ausrüstug besitze die meiste idustrielle Betriebe, die Fukuhre produziere, aus Kostegrüde icht. Dies bedeutet aber, daß sie icht alle otwedige Utersuchuge selbst durchführe köe. Weiterhi gestalte sich alle Tests, die sich i irgedeier Form mit der Zeitfortschaltug der itere Uhr zu besodere Zeitpukte befasse, als sehr zeitaufwedig. Für jede eizele dieser Tests muß zuerst ei DCF77-Simulator programmiert, die Uhr eu gestartet ud der erfolgreiche Empfag abgewartet werde. Daach ist das Ergebis sichtbar.

10 Weitere Probleme etstehe beim Zusammetreffe verschiedeer Ereigisse, etwa laufede Zeiger währed des Empfags oder der Umstellug vo Sommer- auf Witerzeit. Aufgrud der Komplexität heutiger Fukuhrprogramme lasse sich Fehler ud ihre Korrekture kaum vermeide. Diese Korrekture oder auch Optimieruge der Software bei zu kapp bemesseem Speicherplatz (RAM ud ROM) ud achträgliche Erweiteruge führe aufgrud der Programmäderuge zu mögliche Fehlerquelle. Daach ist es uumgäglich, die geäderte Teile ereut zu teste, oft sogar wieder de gesamte Fuktiosablauf. Diese Prozedur wiederholt sich mehrmals, ud es etsteht ei erheblicher Testaufwad. Zielsetzug Das Ziel des Vorhabes war die Etwicklug ud der Aufbau eies computergesteuerte Systems für vollautomatische Tests ud Utersuchuge a Fukuhr- Systeme währed ihrer Etwicklugsphase ud a de aschließed realisierte Prototype. Dieses System besteht aus eiem hadelsübliche PC, eier Eisteckkarte mit Aschlußmöglichkeite für die Sigale vo Fukuhre sowie der dazugehörige Software zur Durchführug sämtlicher Tests. Die Eisteckkarte für de PC wurde so kozipiert, daß alle für Fukuhre otwedige Sigale verarbeitet werde köe. Die Software wurde mit Visual Basic ud Visual C++ für Widows NT etwickelt. Aufgrud der Vielzahl vo Fuktioe, welche heutige Fukuhre izwische biete, wird die Bedieug immer komplizierter, aber das Expertesystem ist ach Eigabe der Bedieugsaleitug eier ageschlossee Fukuhr i der Lage, sämtliche vorgesehee sowie icht vorgesehee Beutzereigabe zu simuliere ud Fehler im itere Ablauf eier Fukuhr zu fide ud zu aalysiere. Viele der bisher aufwedig durchzuführede Utersuchuge werde hiermit automatisch ud völlig selbstädig bearbeitet. Mit dem Zusammespiel aller Teile dieses Expertesystems sid die Betriebe i der Lage, ihre Fukuhr-Etwicklug ach Eigabe aller Parameter automatisch oder beutzerdefiiert selbst zu teste. Realisierug des Expertesystems Zuächst wurde die Date aller bekate Fukuhre ud dere Aufbau gesammelt ud ausgewertet, um daraus die Zahl ud die Art der Aschlüsse für die Hardware zu ermittel. Nach dieser Festlegug wurde die Hardware etworfe ud die Eisteckkarte etwickelt ud aufgebaut. I der Plaugsphase der Software wurde die Aforderuge wie Speicherausbau, Prozessor ud desse Taktfrequez a eie hadelsübliche PC defiiert. Dabei war zu berücksichtige, daß die meiste der zu implemetierede Fuktioe i Echtzeit ablaufe müsse. Hierzu gehörte außerdem Schittstelledefiitioe für das eiwadfreie Zusammespiel vo Hard- ud Software. Bei Erstellug der Software wurde zuerst die hardwareahe Teile etwickelt, die zur Kommuikatio der Software mit der Hardware otwedig ware. Es folgte die Programmteile zur Steuerug ud Messug der Sigale vo Fukuhre, wobei de Messuge ei erheblich größerer Umfag zukam. Je ach Dauer ud Umfag der Messuge werde die dabei ermittelte Date auf der Festplatte des Computers zur spätere Weiterverarbeitug gespeichert. Aschließed folgte die Programmierug der Oberfläche, mit dere Hilfe ei Beutzer alle die für die Fuktiosweise eier zu etwickelde Fukuhr beötigte Iformatioe für die automatische Tests agebe ka. Dazu gehört beispielsweise die Dauer der Motorimpulse i Millisekude, die Dauer Abb. 8: Fukuhrmodell. der Pause zwische zwei Impulse im Schellgag usw. Falls die Uhr eie Zeigerdetektio besitzt, ist der Ablauf dieser Detektio mit Date über die Impulsdauer a der LED oder dem Fototrasistor wichtig, ebeso wie die utere ud obere Greze der Hell- ud Dukelphase, die durch die Zahräder verursacht werde. Weiterhi beeiflusse die Date der Spezifikatio des Empfägers de Testablauf. Dies betrifft die miimale ud maximale Eischaltdauer beim Empfag sowie die Läge der logische Null- ud Eis-Impulse bei der Detektio (zum Beispiel Null: ms, Eis: ms). Bei Drücker sid Agabe zur Betätigugsdauer etscheided, da hiervo die Ausführug verschiedeer Fuktioe abhägt. Aus der graphische Darstellug eies komplette Fukuhr-Modells bestehed aus Cotroller, Empfäger, Motore, Lichtschrake, Bedieelemete sowie alle Sigalverbiduge zwische de verschiedee Baugruppe köe die Verbiduge eizel als Meß- oder Steuersigal festgelegt werde. So wird ei Modell der zu etwickelde oder bereits etwickelte Fukuhr mit alle Agabe über die Baugruppe defiiert. Für spezielle Utersuchuge köe auch eizele Teile als zu testedes Modell defiiert werde (Abb. 8). WechselWirkuge y Jahrbuch y 85

11 WechselWirkuge y Zu de Arbeite gehörte ferer Festleguge, welche Utersuchuge ud Simulatioe automatisch, also ohe Beutzereigriff, ablaufe solle ud bei welche Tests Eigabe eies Beutzers beziehugsweise seie Aweseheit erforderlich ist, um beispielsweise die Fuktiosweise eies spezielle Ablaufes zu beobachte. Die meist selbstädig ablaufede Programmteile betreffe Simulatioe des Empfagsbetriebs wie beispielsweise Zeit- ud Datumsverstelluge. Gerade dort müsse verschiedee Empfagsbediguge simuliert werde. Der letzte Teil der Software umfaßt die Bereitstellug der Eigabemöglichkeit der Bedieugsaleitug des Fukuhr- Systems. Ahad dieser Eigabe des Beutzers wird eie ageschlossee Fukuhr i all ihre Fuktioe getestet. Hierbei ist es wichtig, daß vor allem seltee Ereigisse simuliert werde wie die Zeitzoeverstellug währed eies ächtliche Sychroisatiosversuches. Sämtliche verfügbare ud mögliche Ereigisse ud Fuktioe, die die Uhr besitzt, laufe ab, werde erfaßt ud die Ergebisse ausgewertet. Aus diese ud adere etstadee Date, zum Beispiel durch Messuge spezieller Teile, wird eie Statistik ud ei Protokoll erstellt, das Auskuft über die Fuktiosweise ud Fehler der Hard- ud Software der Uhr gibt. Wirtschaftliche Bedeutug Im Hiblick auf die komplexe Programmierug vo Mikroprozessore für Fukuhre ud des Umfags durchzuführeder Gesamttests der Fuktiosfähigkeit vo Hard- ud Software wird es aufgrud des i diesem Forschugsprojekt etwickelte Expertesystems möglich sei, Fukuhre mit hoher Fuktiossicherheit ud gleichzeitiger Kosteersparis a Aufwad für Tests ud Utersuchuge zu etwickel. Damit ist gleichzeitig eie Qualitätssteigerug der Produkte verbude, ud wege der isgesamt kürzere Etwicklugszeit sid die Betriebe i der Lage, die Seriefertigug eher zu begie ud demetspreched früher am Markt zu sei. Schlußbemerkug Dies war ei Überblick über die letzte zeh Jahre Forschug ud Etwicklug auf dem Gebiet der Fukuhrtechik. Für zuküftige Projekte ist es jedoch uumgäglich, adere Forschugsbereiche mit eizubeziehe. Mit Uterstützug des GPS-Systems ergebe sich beispielsweise vielfältige Möglichkeite für Weiteretwickluge, ud es bleibt zu hoffe, daß sich die Wisseschaftler auch i Zukuft Zeit ehme für die Zeit. Dipl.-Ig. Raier Mohr Gebore am 16. Februar 1953, studierte vo 1973 bis 1979 Elektrotechik a der Uiversität Stuttgart. Im Rahme des Studiums kam er zum damalige Istitut für Uhretechik ud Feimechaik. I dieser Zeit vollzog sich der Wadel vo der mechaische zur elektrische Uhr. Es gab immer mehr elektrotechische Fragestelluge. Die Fukuhr, damals wie heute eie techische Herausforderug, war lage Zeit ei Arbeitsgebiet vo Raier Mohr. Heute ist er am Istitut für Zeitmeßtechik, Feiud Mikrotechik als Akademischer Oberrat für Forschug ud Lehre zustädig auf de Gebiete Miiatur- ud Mikrosystemtechik, de Arbeitsschwerpukte des Istituts. Dr.-Ig. Mafred Schubert Gebore am 9. März 1960 i Geislige a der Steige. Nach dem Studium der Elektrotechik a der Uiversität Stuttgart wurde er 1988 Wisseschaftlicher Mitarbeiter am Hah-Schickard- Istitut für Feiwerk- ud Zeitmeßtechik Stuttgart. Als Spezialist auf dem Gebiet der Fukuhrtechik hat er dort mit dem Thema Verbesserug der Empfagseigeschafte bei fukgesteuerte Uhre durch digitale Korrelatio" promoviert. Mafred Schubert ist als Projektleiter veratwortlich für die Beatragug ud Durchführug vo Forschugsprojekte auf de Gebiete der Fukuhr- ud Zeitmeßtechik. Weitere Schwerpukte seier Forschugsarbeit liege im Bereich der Agewadte Elektroik i Form verschiedeer Idustrieprojekte. 86

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