WWVB ist eine NIST Zeitsignalradiostation in der Nähe vom Fort Collins, Colorado, co-located mit WWV. WWVB ist die Station dass ferngesteuerte Uhren im grössten Teil des Gebrauches von Nordamerika, um sich zu synchronisieren. Das von WWVB übersandte Signal ist eine dauernde 60-Kilohertz-Transportunternehmen-Welle, ist auf eine Reihe von an der Sender-Seite gelegenen Atomuhren zurückzuführen gewesen. Ein ein Bit pro Sekunde Zeitcode, der auf dem IRIG "H" Format des Zeitcodes basiert und auf denselben Satz von Atomuhren zurückzuführen gewesen ist, wird dann auf die Transportunternehmen-Welle mit einer Technik beschrieben als von der Texteingabe der Umfang-Verschiebung gefolgte Pulsbreite-Modulation abgestimmt. Ein einzelner ganzer Rahmen des Zeitcodes beginnt auf dem zweiten, dauert eine Minute, und befördert das Jahr, den Tag von Jahr, Stunde, Minute und anderer Information bezüglich des Anfangs des Rahmens.

Während Signale des grössten Teiles der Zeit die Ortszeit der Sendenation verschlüsseln, messen die Vereinigten Staaten vielfache Zeitzonen ab, so überträgt WWVB die Zeit in der Koordinierten Koordinierten Weltzeit (UTC). Ferngesteuerte Uhren müssen das zu ihrer eigenen Ortszeit für die Anzeige umwandeln.

Antennen

Es gibt zwei identische Antennen, die verwendet sind, um das WWVB-Signal auszustrahlen. Beide Antennen sind 122 Meter (400 Fuß) hoch, und ihre Zentren werden durch 857 Meter (2811 Fuß) getrennt. Die physische Konfiguration jeder Antenne ist ein rautenförmiger "spitzengeladener Monopol" T-Antenne, aus einem "Käfig" von mehrerer Kabelausbreitung auf einem flachen Flugzeug von der Spitze ihrer Unterstützungstürme und eines vertikalen Kabels oder downlead bestehend, der das Spitzenflugzeug mit einem "Spirale-Haus" auf dem Boden verbindet. Jedes Spirale-Haus enthält ein fest-variables Doppelinduktor-System, das verwendet wird, um das Antenne-System an seiner maximalen ausstrahlenden Leistungsfähigkeit zu behalten. Der Betrag des Kabels, das im Spitzenflugzeug und downlead jeder Antenne verwendet ist, soll sich einer optimalen Länge der Ein-Viertel-Wellenlänge nähern, die für 60 Kilohertz fast 1.25 km (4100 Fuß) ist.

Modulationsformat

Stationspersonalausweis

WWVB bringt die Phase seiner Transportunternehmen-Welle um 45 ° in zehn Minuten vorbei an der Stunde vor, und kehrt zum normalen (eine 45 °-Verschiebung) fünf Minuten später als eine Methode der Stationsidentifizierung zurück. Dieser Phase-Schritt ist zum "Ausschnitt und Aufkleben" 1/8 eines 60-Kilohertz-Transportunternehmen-Zyklus oder etwa 2.08 µs gleichwertig.

Diese Stations-ID-Methode ist für engbandige hohe Macht-Sender im VLF und den LF Bändern üblich, wo andere vorläufige Faktoren normalen Methoden verbieten, Anruf-Briefe zu übersenden.

Modulationstiefe

Am Anfang jeder UTC Sekunde wird das WWVB 60-Kilohertz-Transportunternehmen, das eine normale Macht von 70 Kilowatt hat, in der Macht durch 17 DB zu 1.4 Kilowatt reduziert. Vor dem 12. Juli 2005, als die maximale wirksame ausgestrahlte Macht (ERP) von WWVB 50 Kilowatt war, war die Macht-Verminderung 10 DB, auf ein 5-Kilowatt-Signal hinauslaufend. Diese Änderung in der Modulationstiefe war ein Teil einer Reihe von Experimenten, um Einschluss zu vergrößern, ohne Sender-Macht zu vergrößern.

Daten

Das Transportunternehmen, das in der Macht am Anfang jeder Sekunde reduziert wird, wird in die Vollmacht in einem von dreimal innerhalb des zweiten zurückgegeben. Die Dauer der reduzierten Transportunternehmen-Macht verschlüsselt ein "trinary Ziffer" (Wert der "Null," "ein", oder "Anschreiber" zu haben), pro Sekunde.

• Wenn die Periode der reduzierten Macht vier Fünftel einer Sekunde ist (0.8 s), zeigt das einen "Anschreiber" an.
• Wenn die Periode der reduzierten Macht eine fünfte von einer Sekunde ist (0.2 s), zeigt das an Daten haben mit der Wertnull gebissen.
• Wenn die Periode der reduzierten Macht eine Hälfte einer Sekunde ist (0.5 s), zeigt das an Daten haben mit dem Wert ein gebissen.

Jede Minute werden sieben Anschreiber in einem regelmäßigen Muster übersandt. Die anderen 53 Sekunden werden mit Datenbit gefüllt, die die Uhrzeit verschlüsseln.

Zeitcodeformat

Jede Minute überträgt WWVB die Uhrzeit in einem binär codierten dezimalen Format.

Während das lose auf dem IRIG timecode basiert, unterscheidet sich die Ordnung der übersandten Bit von jedem Strom oder vorbei IRIG Zeitvertriebsstandards.

• Anschreiber werden während Sekunden 0, 9, 19, 29, 39, 49 und 59 jeder Minute gesandt. So zeigt der Anfang des zweiten von zwei Konsekutivanschreibern die Spitze der Minute an, und dient als rechtzeitig Anschreiber für den folgenden Rahmen des Zeitcodes. Anschreiber sind wichtig, um Empfängern zu erlauben, den Zeitcode richtig einzurahmen.
• Ein Anschreiber wird auch während Sprung-Sekunden gesandt. In diesem außergewöhnlichen Ereignis werden drei Konsekutivanschreiber übersandt: ein in den zweiten 59, ein in den zweiten 60, und ein im zweiten 0. Der Anfang des dritten Anschreibers zeigt den Anfang der Minute an.
• Es gibt 11 unbenutzte Bit, übersandt als binärer 0.
• Die restlichen 42 Bit, Nullen und, tragen den binären Zeitcode und die andere Information.

Rechtzeitig Anschreiber, der genaue Moment, den der Zeitcode identifiziert, ist der führende (negativ gehende) Rand des Rahmenbezugsanschreibers. So wird der Zeitcode immer in der Minute sofort übersandt nach dem Moment vertritt er, und vergleicht die Stunden und Minuten der Zeit des Tages, den eine Uhr in diesem Moment zeigen sollte, bevor Zeitzone und Tageslicht-Sparen-Korrekturen angewandt werden.

Im folgenden Diagramm das Zyan (0 dBr) zeigen Blöcke das volle Kraft-Transportunternehmen und das Dunkelblau (17 dBr) das reduzierte Kraft-Transportunternehmen an.

Die breitesten dunkelblauen Blöcke — die längsten Zwischenräume der reduzierten Transportunternehmen-Kraft — sind die Anschreiber, in Sekunden 0, 9, 19, 29, 39, 49, und 59 vorkommend.

Der restlichen dunkelblauen Blöcke vertreten die schmalsten reduzierte Transportunternehmen-Kraft der Dauer 0.2 Sekunden, folglich Datenbit der Wertnull.

Diejenigen der Zwischenbreite (zum Beispiel, in Sekunden:02 und:03) vertreten reduzierte Transportunternehmen-Kraft der Dauer 0.5 Sekunden, folglich Datenbit des Werts ein.

Das Beispiel verschlüsselt oben Tag 66 (am 6. März) 2008, um 7:30:00 Uhr UTC. Da DUT1 0.3 ist, ist UT1 7:29:59 Uhr.7. Sommerzeit ist nicht tatsächlich heute, noch sie tritt in Kraft. Es gibt keinen Sprung zweit vorgesehen, aber das aktuelle Jahr ist ein Schaltjahr. Der Tisch zeigt unten das ausführlicher, mit "Ab" die Säule, die die Bit vom Beispiel oben ist:

Ansage-Bit

Mehrere Bit des WWVB Zeitcodes geben Warnung vor kommenden Ereignissen.

Bit 55 zeigt an, dass das aktuelle Jahr ein Schaltjahr ist und am 29. Februar einschließen wird. Das lässt einen Empfänger die vollen Gregorianischen Kalender-Schaltjahr-Regeln durchführen, wenn auch der Zeitcode das Jahrhundert nicht einschließt.

Wenn ein zweiter Sprung für das Ende eines Monats auf dem Plan steht, wird Bit 56 in der Nähe vom Anfang des Monats gesetzt, und sofort nach dem Sprung die zweite Einfügung neu gefasst.

Die Sommerzeit-Status-Bit zeigen USA-Sommerzeit-Regeln an. Die Bit werden täglich an 00:00 UTC aktualisiert. Die erste Sommerzeit, hat übersandt in 57 Sekunden vorbei an der Minute, den Änderungen am Anfang des UTC Tages gebissen, dass Sommerzeit in Kraft tritt oder endet; die andere Sommerzeit hat an den zweiten 58 Änderungen am Ende des UTC Tages gebissen.

Deshalb, wenn sich die Sommerzeit-Bit unterscheiden, ändert sich Sommerzeit in der 02:00 Ortszeit während des UTC aktuellen Tages. Vor der nächsten 02:00 Ortszeit danach werden die Bit dasselbe sein.

Jede Änderung in den Sommerzeit-Bit wird zuerst in Festland Vereinigt Staaten zwischen 16:00 (PST) und 20:00 (EDT), abhängig von der Ortszeit-Zone und darauf erhalten, ob Sommerzeit im Begriff ist, zu beginnen oder zu enden. Ein Empfänger in der Ostzeitzone (UTC-5) muss deshalb die "Sommerzeit richtig erhalten ändert" Anzeige innerhalb einer siebenstündigen Periode, bevor Sommerzeit, und sechs Stunden vor Sommerzeit-Enden beginnt, wenn es die Ortszeit-Anzeige in der richtigen Zeit ändern soll. Empfänger im Zentralen, dem Berg und den Zonen der Pazifischen Zeit haben ein, zwei, und noch drei Stunden der Fortschritt-Benachrichtigung beziehungsweise.

Es ist bis zur Empfang-Uhr, um die Änderung in der nächsten 02:00 Ortszeit anzuwenden, wenn es bemerkt, dass sich die Bit unterscheiden. Wenn die Empfang-Uhr zufällig eine Aktualisierung zwischen 00:00 UTC und 02:00 Ortszeit dem Tag der Änderung nicht erhält, sollte es die Sommerzeit-Änderung an die folgende Aktualisierung danach anwenden.

Eine gleichwertige Definition der Sommerzeit-Status-Bit ist, der 57 gebissen hat, wird gesetzt, wenn Sommerzeit tatsächlich an 24:00Z, das Ende des UTC aktuellen Tages sein wird. Bit 58 wird gesetzt, wenn Sommerzeit tatsächlich an 00:00Z, der Anfang des UTC aktuellen Tages war.

Fortpflanzung

Da das niedrige Frequenzsignal von WWVB dazu neigt, sich besser entlang dem Boden fortzupflanzen, ist der Signalpfad vom Sender bis den Empfänger kürzer und weniger unruhig als das Kurzwellensignal von WWV, das am stärksten ist, wenn es zwischen der Ionosphäre und dem Boden springt. Das läuft auf das WWVB-Signal hinaus, das größere Genauigkeit hat als das WWV-Signal, wie erhalten, an derselben Seite. Außerdem seitdem longwave Signale neigen dazu, sich viel weiter nachts fortzupflanzen, das WWVB-Signal kann ein größeres Einschluss-Gebiet während dieses Zeitabschnitts erreichen, der ist, warum viele ferngesteuerte Uhren gewöhnlich programmiert werden, um sich mit dem WWVB Zeitcode während lokaler Nachtstunden automatisch zu synchronisieren.

Das Strahlenmuster von WWVB Antennen wird entworfen, um eine Feldkraft von mindestens 100 μV/m über den grössten Teil des kontinentalen Südlichen und USA-Kanadas während eines Teils des Tages zu präsentieren. Obwohl dieser Wert ganz über dem Thermalgeräuschpegel ist, kann die künstliche lokale und Geräuscheinmischung von einer breiten Reihe der elektronischen Ausrüstung das Signal leicht maskieren. Die Positionierung des Empfangs von Antennen weg von der elektronischen Ausrüstung hilft, die Effekten der lokalen Einmischung zu reduzieren.

Antenne-Wiedergebrauch mit ehemaligem WWVL

Eine andere Zeitsignalstation, WWVL, hat begonnen, ein 500-Watt-Signal auf 20 Kilohertz im August 1963 zu übersenden. Es hat Frequenzverschiebungstexteingabe verwendet, sich von 20 Kilohertz bis 26 Kilohertz bewegend, um Daten zu senden. Die WWVL-Sendung wurde im Juli 1972 unterbrochen.

Als ein Teil eines WWVB Modernisierungsprogramms gegen Ende der 1990er Jahre wurde die stillgelegte WWVL Antenne renoviert und verwendet, um das WWVB-Signal auszustrahlen. Das Verwenden beider Antennen hat gleichzeitig eine WWVB Sender-Macht-Zunahme zu 50 Kilowatt (später 70 Kilowatt), sowie die Versorgung einer Aushilfsantenne berücksichtigt, die jetzt alltägliche Wartung erleichtert. WWVB kann auch auf einer Antenne funktionieren, während der andere aufrechterhalten wird; WWVB strahlt 27 Kilowatt der Macht aus, wenn er auf nur einer Antenne funktioniert.

Dienstverbesserungspläne

Die Colorado Position von WWVB macht das Signal am schwächsten auf der amerikanischen Ostküste, wo städtische Dichte auch beträchtliche Einmischung erzeugt. 2009 hat NIST die Möglichkeit erhoben hinzuzufügen, dass ein Codesender des zweiten Mals, auf der Ostküste, um Signalempfang dort zu verbessern und einen bestimmten Betrag der Robustheit zum gesamten System zur Verfügung zu stellen, verwittern sollte oder andere Ursachen eine unwirksame Sender-Seite machen. Solch ein Sender würde denselben Zeitcode, aber eine verschiedene Frequenz verwenden.

Der Gebrauch von 40 Kilohertz würde Gebrauch von für die japanischen JJY Sender bereits erzeugten Doppelfrequenz-Zeitcodeempfängern erlauben. Mit dem Stilllegen der schweizerischen longwave Zeitstation HBG an 75 Kilohertz ist diese Frequenz potenziell auch verfügbar.

Pläne wurden gemacht, den Sender auf Grund des Redstone Arsenals in Huntsville, Alabama zu installieren, aber das Raumflugzentrum von Marschall hat dagegen protestiert, solch einen hohen Macht-Sender so in der Nähe von ihren Operationen zu haben. Finanzierung, die als ein Teil der 2009 ARRA "Stimulus-Rechnung" zugeteilt wurde, ist abgelaufen, bevor die Sackgasse aufgelöst werden konnte, und es jetzt kaum gebaut wird.

, zwei andere Möglichkeiten werden erforscht. Man ist, eine zweite Übertragungsfrequenz an der aktuellen Sender-Seite hinzuzufügen. Während es nicht helfen würde, Kraft Zeichen zu geben, würde es das Vorkommen der Einmischung und (des frequenzabhängigen) Mehrpfad-Verblassens reduzieren. Eine zweite Möglichkeit ist, Phase-Modulation zum WWVB Transportunternehmen hinzuzufügen, das weit gehend dem DCF77 aktuellen Signal ähnlich ist. Das würde Empfängern mit dem größeren in einer Prozession gehenden Gewinn erlauben, das Signal an einem niedrigeren Verhältnis des Signals zum Geräusch zu decodieren, als der aktuelle Zeitcode von AM.

Phase hat Zeitcode abgestimmt

Es gibt Pläne, einen zusätzlichen Zeitcode im Sommer 2012 mit der binären Texteingabe der Phase-Verschiebung des WWVB-Signals hinzuzufügen. Das wird keine Wirkung auf populäre ferngesteuerte Uhren haben, die nur den Umfang des Transportunternehmens denken, aber (seltene) Empfänger verkrüppeln werden, die die Transportunternehmen-Phase verfolgen.

Der Gebrauch der Texteingabe der Phase-Verschiebung erlaubt einem hoch entwickelteren (aber noch sehr einfach nach modernen Elektronik-Standards) Empfänger, 0 und 1 Bit viel klarer zu unterscheiden, verbesserten Empfang auf der Ostküste der Vereinigten Staaten erlaubend, wo der WWVB Signalpegel schwach ist, Radiofrequenzgeräusch, und das MSF Zeitsignal von Vereinigtem Königreich hoch ist. auch mischt sich manchmal ein.

Der übersandte Zeitcode ist völlig aktualisiert worden und ist mit dem Umfang-abgestimmten Zeitcode nicht verbunden, der noch übersandt wird. Die einzige Verbindung besteht darin, dass die Anschreiber-Bit (wo nur 20 % des zweiten an der vollen Kraft übersandt werden) für die Zeitcodeinformation nicht verwendet werden.

Die folgende Information wird übersandt:

• 14 feste synchronisierte Bit
• Minute der Stunde (6-Bit-Dualzahl, 0-59)
• Stunde des Jahrhunderts (20-Bit-Dualzahl, 0-876599 für bis zu 24×36525)
• 5 Gleichheit (Code von Hamming) ECC Bit über den obengenannten
• Sommerzeit-Status hat gebissen
• Sprung, der während des Bit zweit

ist

• 3 Gleichheit (ECC) Bit über den obengenannten
• 6-Bit-Sommerzeit herrscht über Code, umfassend:
• 2 Bit, die Zeit der folgenden Änderung (1/2/3 Uhr, oder nie) anzeigen
• 3 Bit, die Datum der Änderung (der am Sonntag) anzeigen
• 1 zusätzliches Bit für ECC, mit einer eigenartigen Verschlüsselung
• 5 vorbestellte Bit

Ein Empfänger, der bereits die Zeit zu innerhalb von ±30 Sekunden weiß, kann auf das feste Synchronisationsmuster horchen, selbst wenn es unfähig ist, individuelle Zeitcodebit zu unterscheiden.

Siehe auch

• Radiouhr
• Sehen Sie (elektronische Bewegungen) zu
• WWV (Radiostation)

Links

• NIST Radiostation WWVB
• WWVB Radio kontrollierte Uhren: Empfohlene Methoden für Hersteller und Verbraucher
• NIST Spezielle Veröffentlichung 250-67 mit einer ausführlichen Geschichte und Beschreibung der NIST Zeit und Frequenzradiostationen WWV, WWVH und WWVB.
• Zugang an Skyscraperpage.com
• Einfache Radiouhren für PCs die ausgezeichnete HOWTO Seite von Jon Buzzard, für einen WWVB-kontrollierten (oder MSF oder DCF77) Empfänger für den Gebrauch mit dem Netzzeitprotokoll zu machen.
• WWVB-kontrollierter USB-Radioradiowecker Uhr für PCs mit der fakultativen Außenantenne.
• WWVB-basierte Präzisionsfrequenz Comparator Frequenzstandards (Kristall oder Rubidium) charakterisiert mit dem WWVB Empfänger und Schrittmotor.
• Wie man die Zeit mit einem Telefon, Computer oder Radiosignal Von den häufig gestellten Fragen von NIST bekommt "Wie spät ist es?"