Genauigkeit von Uhren

[orph]

Hallo Leute

Ich möchte meine selbstgebaute PIC-Uhr auf ihre Genauigkeit testen.
Da man bekanntlich die Zeit nicht an der Ur-Sekunde in Paris abmessen kann O:) , habe ich mir 3 Referenzuhren geholt. Zur verfügung steht mir nun 1. Die Stoppuhr meines Natels, 2. Eine Digitale Stoppuhr mit nem Quarz, das Teil ist aus der Migros (mein Physik-Lehrer hat gesagt, die sei ziemlich genau), und 3. einen "Radio Controlled"-Wecker, der wahrscheinlich seine Daten aus Braunschweig(Atomuhr) hat.

Hat jemand eine Ahnung, wie ganau meine Referenzuhren wirklich sind oder sein können? Fals sie schlecht sind, gibt es irgend etwas genaueres zu einem erschwinglichem Preis?

(Ich habe letzte Woche meine PIC-Uhr gegen die Stoppuhr laufen lassen, und nach 50 Stunden hatte ich eine Verschiebung von ca. 5/100sek, höchstens 1/10sek.)

Ich hätte da noch an eine GPS-Uhr gedacht, ich hätte auch so ein lustiges Garmin-Outdoor Teil zur verfügung, doch wie ich gelesen habe, sind die Uhren in den GPS-Geräten eh viel zu ungenau, damit der Empfänger seine Position mit 3 Satelliten bestimmen könnte und so immer 4 Satelliten für die Positionsbestimmung braucht. Hm, wie genau ist diese Uhr dort drin nun wirklich?

mfg hans

[Laeubi]

http://www.uhrzeit.org/atomuhr.html

Gibt ne ganze Menge solcher Websites :)

[SprinterSB]

Über die Websites bekommst du die Zeit nie genau, weil du nicht weisst, wie lange die Daten unterwegs sind etc.

Den genauesten Zeitabgleich bekommst du über DCF77 oder HGB75:

http://www.metas.ch/de/labors/official-time/hbg/anbieter.html
http://www.dcf77.com/

Die Übertragungen geschehen bei ca 75kHz, von daher kannst du damit niemals nicht genauer abgleichen als ca. 14µs. In der Praxis liegt die Genauigkeit wohl deutlich darüber, weil die Empfängerbausteine ja auch träge sind (Entstörung, AGC, etc.)

Hier geht's auch um Funkuhr-Module:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=123641

[Mr. Burns]

Hallo,

ich denke mal für "private Anwendungen" dürfte die Genauigkeit einer Funkuhr mehr als ausreichend sein. Als Zahlenwert habe ich jetzt noch im Kopf, daß der mögliche Syncronisationsfehler einer Funkuhr in einer Entfernung zwischen 500 und 1000 km vom Sender bei ca. 200 µs liegt. (Die Signallaufzeit muß natürlich in jedem Fall berücksichtigt werden!)
Die Vorgehensweise für eine exakte Synchronisation ist allerdings recht aufwendig und die verwendete Technik dürfte etwas komplexer sein als die eines einfachen Funkweckers. Wie genau jetzt Dein spezielles Modell ist kann Dir vermutlich nur der Hersteller verraten.

Was GPS angeht, da wird das Ganze nochmal erheblich komplizierter. Im Netz findest Du bestimmt genauere Infos darüber. (Falls nicht kann ich Dir ausführliche Vorlesungsunterlagen per Mail schicken.) Nur grob: Wenn die Position des Empfängers bekannt ist reicht der Kontakt zu einem Satelliten um eine Synchronisationsgenauigkeit vom 300 ns zu erreichen. Im besten Fall (incl. Auswertung aller verfügbaren Atmosphären- und Ionosphärendaten und Verwendung spezieller und exakt ausgerichteter Antennen) sind ca. 30 ns möglich. (Wahrscheinlich beziehen sich diese Werte aber nicht auf das frei zugängliche Signal.) Auch hier wird Dir nur der Hersteller Deines Empfängers sagen können, wie genau dieser tatsächlich Arbeitet. Der größte Fehler wird sich bei "handelsüblichen" Geräten aber wohl innerhalb der Signalverarbeitung und -auswertung einschleichen. Es gibt sicherlich Geräte, die in der Industrie eingesetzt werden und speziell zur GPS-Zeiterfassung dienen. Such mal nach "Synchronisation von Echtzeitsystemen".

Markus

[Manf]

Wenn Du es Dir zutraust die Anzeige nach 50 Stunden auf 1/10 Sekunde zu kontrollieren dann kannst Du eine Abweichung von 0,5*10^-6 feststellen.

Eine präzise Messung der Ganggenauigkeit erhält man beispielsweise durch Phasenvergleich mit dem Funkuhrträgersignal.

Generiert man durch Frequenzteilung und Oberwellenfilterung eine Frequenz von 77,5kHz und tastet den Träger des Funkuhrsignals damit ab, dann kann man an dem gemittelten Abtastsignal eine Abweichung von 2pi/100 noch eingermaßen deutlich ablesen.

Man erhält damit eine Auflösung des Vergleichs der Ganggenauigkeit von 2*10^-9 pro Minute, entsprechend 36*10^-12 pro Stunde. (Es kommt natürlich eine Interprätation der Messwerte hinzu in die die wetterabhänginge Laufzeitschwankung einbezogen wird. An schönen Tagen ist sie gar nicht so groß. )

Damit kommen dann auch temperaturstablilisierte Oszillatoren an ihre Grenze. Bei Rhode und Schwarz im Messlabor habe ich mir einmal zeigen lassen, dass man es so machen kann.

Eine handelsübliche Funkuhr zeigt die genaue Zeit an weil sie relativ häufig gestellt wird. Sie hat aber zwischen den Synchronisations-Zeiten nicht unbedingt eine besondere Ganggenauigkeit.
Manfred

[orph]

Vielen Dank für eure Antworten.

1. Das Thema mit dem DCF77 finde ich sehr interessant. Für meine momentanen Experimente ist es mir jedoch noch zu kurzfristig. Ich werde aber sicher später mal etwas damit machen. Thx für den Tipp.

2. Was das GPS-Gerät betrifft, werde ich mal im Netz dessen Genauigkeit nachschauen oder halt direkt beim Herstellen Nachfragen. Dass die Zeit ja bei jedem Konntakt mit einem Satelliten synchronisiert wird, habe ich im oberen Beitrag vergessen gehabt.

3. Das mit der Genauigkeit der Funkuhr ist mir auch schon aufgefallen. Manchmal geht das Ding im Vergleich zur PIC-Uhr ein wenig vor und dann wieder 1sek hinten nach....

@MR. Burns: Ich wäre natürlich sehr froh, wenn du mir solche Vorlesungsunterlagen mailen könntest. Diese sind sicher besser als der Kram im Internet.

greez