专利名称：广播对时音载码发生器和接收器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数据广播通讯技术，更明确地说是把日期时间等信息插在现有广播电台的六响报时音中发射出去以供收音机接收继而解出载码信息的收发设备。
目前普通电子钟表存在走时误差，也没有完善有效的校准手段。而具有自动校准功能的无线电钟表，目前有全球卫星定位系统、电视场逆程时间码、长短波授时台等，这几种方式虽然精度高、对时快，但接收条件远不如普通收音机那样方便。而中国的广播电台在整点报时发出的六响对时音只是单纯的频率和间隔信号，未能提供具体的整点小时信息。
本实用新型的目的，在于克服上述缺点，利用广播电台整点报时的对时音，把日历时钟和其它信息载码插在其中发送出去而无明显听觉差异，由类似普通收音机的接收器方便、准确地获得日期、时间和其它信息，提供相应的载码发送器和接收器，其接收器可制成手表而广泛应用。
为达到上述目的，本实用新型广播对时音载码发生器和接收器均由机壳和安装在机壳内的以单片机为主的电路板构成，也可在此基础上进一步集成。
广播对时音载码发生器的原理说明如下。
广播对时音载码发生器由机壳、安装在机壳内的电路组成。发生器电路由获得外来信息的通讯接收接口电路、与通讯接口相连能输出载码对时音的程序处理器和与程序处理器相连的按键输入电路、不掉电时钟电路构成。程序处理器由与数模转换器相连能输出调频载码报时音的单片机、与单片机相连的程序芯片和显示电路等构成。发生器电路实则以单片机为主，其载码信息由程序芯片的外标准时钟入口获得，与外部计算机通讯则通过通讯接口电路，电源由电源电路供给，程序处理器则协调上述电路以发出载码对时音。
本发生器具有可由按键调整的内部时钟，整机掉电时，专用日历芯片在板上小电池的作用下仍持续运行，整机上电时，程序便读出该时间信息送显示电路显示，为了与外部标准时间相一致，程序还通过外标准时钟入口获取标准时间信息，还通过通讯接口从外部计算机接收其他如气象、台码等信息。在外部信息不良或中断时，有关信息仍可由按键输入电路来输入本机，由本机前面板上的显示电路进行显示，并作为相应载码信息。程序对载码信息进行转换，在59分50秒以后的11秒钟内通过D/A转换器发出六组小频偏对时音波形，在对时音之后，程序还可提取存储在程序芯片内的相应小时的语音数据，通过数模转换器发出人声报时语音，和广播电台的节目一起送到广播发射台发射出去。
原广播对时音频率基频为前五响800Hz，末一响1600Hz，现由程序芯片和单片机使发出的频率在载码时稍稍偏离基频，其频偏不大于基频的1％，而无明显听觉差异。频偏不同的频率分别代表不同的数据。数据组的编排与环同频偏的频率组相对应，持续长度0.5秒的每一响作为一组，每一组里又可编排多个数据。信息量少时，每一响可仅发一个数据，每一响的数据也可以重复。数据无论如何编排，至少要保留一个零频偏位，以利载码接收器校准频率，而不必使用高档次晶体。当一组数据编排为年(公元制年份的低两位)、月、日、星期、小时共五个数据时，如果用常规的二进制码将排成24位，本发生器将上述数据按四进制混合码排成6位和7位四进制数，分别放在两响对时音中，这样每组数据便仅有6位或7位，前面再加两位或一位零频偏位、后面再加两位零频偏位作较准和保护用，共是10位。载码数据每改变1，程序芯片便修改对时音的波形周期，其单个波形周期的改变小于千分之一。在一组约400个波形周期中，每位数据宽度约为30～50个周期，这恰好是能用单片机准确测频的较小宽度，也恰好是频率调制所产生的中频谐波较悦耳、低频谐波不难听的频段。为了减外对时音的冲击效应，还把0.5秒一响的前后沿波形振幅作了渐变过渡，过渡宽度约3～8个波形周期。对时音的输出波形可以是正弦波也可以是方波，方波的平坦段之两端可通过数模转换器用程序数据予以圆角过渡。
广播对时音载码接收器的原理说明如下。
广播对时音载码接收器由机壳和安装在机壳内的接收器电路构成。接收器电路由收音机电路、与收音机电路相连的信号处理器、与信号处理器相连以解出对时音载码信息的程式处理器、与程式处理器相连的调表按钮、显示器以及外部显示器接口所构成。程式处理器则由单片机和与之相连能够分析信号处理器来的信号、判断对时音信号的波形参数校准自身晶体误差、精确算出载码数据并送出显示的程序芯片构成。
由收音机输出的音频信号进入信号处理器后，分别经带通滤波器、幅度平整度检波器和带阻滤波器进入程序处理器，带通滤波器用以检测有用的载码对时音分量幅度是否够大，幅度平整度检波器用以检测对时音分量幅度是否平整，带阻滤波器用以检测对时音信号是否纯净，由单片机、程式芯片构成的程式处理器据此判断比较对时音的波形参数、校准自身晶体的误差，算出所代表的码位、标志、间隔与真伪，无误后锁定数据，用此数据去校准内部电子钟，且通过接口提供给显示器和外钟接口，还接受调整键以调整显示内容。接收器一旦收到准确的对时码即校准内钟，同时在显示器上显示对时准确符号，此符号保持一小时后更新。
本实用新型的任务就是这样完成的。
本实用新型广播对时音载码发生器和接收器利用广播电台整点报时的六响对时音，加载信息发射出去，可供普通收音机和本接收器方便、准确地得到高精度时间、日期和其它信息，从而可广泛应用于需要方便对时、高精度计时以及其它计时场合。
以下结合实施例及其附图对本实用新型作更进一步的说明。
图1是广播对时音载码发生器和接收器的使用示意图。图中来自外部信息处理机3的时间、日期等信息，经安装在机壳内的载码发生器2送人广播电台的播发系统1，在播发系统1中，广播发射机把广播节目经天线发送出去，也把载码对时音和人声报时语音在规定的时刻发送出去。图中4是载码接收器示意图，在整点报时时，接收器接收并译出时间等信息去校准内钟，使之与电台的标准时钟严格同步。
图2为广播对时音载码发生器的基本电路原理图。图中13为外部时钟通讯接口，它可以把从中央电视台电视信号或从卫星定位系统得到的精确时钟数据串行发送给程序处理器15，并通过外部显示驱动电路送到外子钟显示。程序处理器15中的8031是中央处理控制部分，它控制数模转换器D/A558与运放LF353组成载码的广播对时音的发生电路，使之在整点前十秒钟开始产生并发送加载月、日、星期、小时等信号的五低一高的六响对时音和人声报时语音。图中12由八位双向驱动器LS245、双D门LS74等组成与计算机并行通讯接口，可把任何需加载到对时音上的数据传送给中央处理器8031，并在规定的时刻加载发送。图中11是由八位双向驱动器LS244组成的按键电路，用以输入时间及其它信息。图中14是以MSM5832为核心的掉电保护日历芯片电路，程序可对之读写，可在掉电状态下继续内钟的计时。另外16是电源电路。
图3是广播对时音载码接收器的基本电路原理图。图中26是常规的广播信号接收电路，其输出的音频信号经过由常规的滤波器、检波器和放大器构成的信号处理器22送到程序处理器25，程序处理器25中的8031是中央处理控制部分，构成编码信息的提取和译码，并用被译出的时间信息来校准内部日历时钟钟。图中21是按键电路，可手工调整内钟。23是常规的字符显示器以及用以驱动外部显示器的常规数字驱动接口电路，24是电源电路。
本实施例可灵活应用于各种需要准确对时的场合，尤其适用于不便于手工对时的场合，其优点是电路简单，费用低，在任何能收到电台广播的地方都阿广泛使用。
权利要求1.一种由机壳、安装在机壳内的电路所组成的广播对时音载码发生器，其特征在于所说的发生器电路由获得外来信息的通讯接口电路、与通讯接口电路相连能输出载码对时音的程序处理器和与程序处理器相连的按键输入电路、不掉电时钟电路构成。
2.按照权利要求1所述的广播对时音载码发生器，其特征在于所说的程序处理器由与数模转换器相连能输出调频载码报时音的单片机、与单片机相连的程序芯片和显示电路等构成。
3.一种由机壳、安装在机壳内的电路所组成的与按照权利要求1所述的广播对时音载码发生器一起使用的广播对时音载码接收器，其特征在于所说的接收器的电路由收音机电路、与收音机电路相连的信号处理器、与信号处理器相连以解出对时音载码信息的程式处理器、与程式处理器相连的调表按钮、显示器以及外部显示器接口所构成。
4.按照权利要求3所述的广播对时音载码接收器，其特征在于所说的程式处理器由单片机和与之相连能够分析信号处理器来的信号、判断对时音信号的波形参数、校准自身晶体误差、精确算出载码数据并送出显示的程式芯片构成。
专利摘要本实用新型广播对时音载码发生器和接收器属于一种复用型广播通讯设备。其发生器电路由通讯接口电路、程序处理器、按键输入电路和不掉电时钟电路构成。接收器电路由收音机电路、信号处理器、程式处理器、调表按钮、显示器和接口构成。它利用广播电台整点报时的对时音,把日历时钟和其它信息载码插在其中发送出去而无明显听觉差异,再由类似普通收音机的接收器方便、准确地获得日期、时间和其它信息,其接收器可制成手表而广泛应用。
文档编号H04B1/06GK2273923SQ9523419
公开日1998年2月4日 申请日期1995年6月26日 优先权日1995年6月26日
发明者隋志国, 邹伟, 马付伟, 谭明勇, 李为丰, 李书超 申请人:青岛市广播电视科学研究所