Funkuhr

Erste mikroprozessorgesteuerte Funkuhr (1978)

Funkwanduhr mit eingebautem Kalender und Thermometer

Eine Funkuhr ist eine Uhr (meistens eine Quarzuhr), die sich selbständig nach der von einem Zeitzeichensender per Funk ausgestrahlten Zeit einstellt. Dazu besitzt sie einen eingebauten (Langwellen-)Empfänger, der dieses Funksignal empfangen kann. Ein von vielen geschätzter Vorteil von Funkuhren ist die automatische Umstellung zwischen Normalzeit und Sommerzeit. Funkuhren sind inzwischen als Wanduhren und Armbanduhren weit verbreitet. Eine Erweiterung der Funkuhr ist der Funkwecker, bei dem zusätzlich eine Weckfunktion integriert ist.

Wenn sich die Funkuhr oft genug „nachstellt“, kann ihr Gangfehler vernachlässigt werden.

Die Funkuhr wurde 1967 von Wolfgang Hilberg bei der Firma Telefunken erfunden und zum Patent angemeldet.^[1] Nach seiner Berufung als Professor der Elektrotechnik der TH Darmstadt im Jahr 1972 entwickelte er die ersten Prototypen und wesentlichen Bestandteile dieses Uhrentyps.

In Mitteleuropa wird das vom Langwellensender DCF77 beziehungsweise das von dem HBG ausgestrahlte Zeitsignal verwendet. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig begann 1973 damit, Cäsiumuhren-Zeitsignale (einschließlich Kalenderangaben und Informationen über die Sommerzeit) über den Langwellensender DCF77 in Mainflingen bei Frankfurt am Main abzustrahlen. Großuhren mit einem entsprechenden Empfangsteil konnten sich von dort an selbsttätig hochpräzise auf diese Zeitskala einstellen. Zum DCF77 kompatibel, jedoch mit einer Trägerfrequenz von 75 kHz, ist das sich in der Schweiz befindende HBG, welches 1966 errichtet wurde. Es existieren zudem ähnliche Zeitsignalsender im Vereinten Königreich, in Japan und den USA.

Funkuhren wurden in den 1970er Jahren nur in relativ geringen Stückzahlen für den professionellen und semi-professionellen Einsatz, z. B. von Hopf, gebaut. 1986 präsentierten gleichzeitig Kundo in St. Georgen im Schwarzwald und Junghans erste Funkuhren für den Massenmarkt. 1990 folgte mit der digitalen MEGA 1 von Junghans die welterste Funkarmbanduhr. Hersteller von industriellen Funkuhren bzw. Synchronisationssoftware sind z. B. Meinberg, Hopf oder Linum.

Bei Armbanduhren hatte man anfänglich Antennen aus amorphen Bändern im Inneren der Lederarmbänder integriert. Später wurden diese durch Miniatur-Ferritstab-Antennen im Uhrengehäuse ersetzt. Hierzu wurden die Uhrengehäuse von Metallwerkstoffen auf Kunststoff bzw. Keramik umgestellt.

Es gibt auch Funkuhren, bei denen man zwischen verschiedenen Zeitzeichensendern auswählen kann. Auch können LORAN-C und GPS zur Steuerung von Funkuhren verwendet werden.

Innerer Aufbau eines Funkweckers:

Innenansicht eines Funkuhr-Weckers mit Antenne

Die zum Signalempfang bei Funkuhr-Weckern benutzte Ferritstabantenne ist im Bild gut zu erkennen (eingeklebt in der grünen Rückwand). Auf dem Ferritstab befindet sich links die Wicklung sowie direkt angelötet der Kondensator (rot) zur Schwingkreisabstimmung auf die Sendefrequenz. Die Antenne ist etwa so groß wie eine Batterie der Größe „Mignon“ (Vergleiche Batteriefach im Bild).

Auf der Hauptplatine des Weckers sind zwei integrierte Schaltkreise (ICs). Ein Uhren-IC sorgt für die Funktionen des Weckers, das zweite „Funk“-IC wird mit dem Funksignal der Antenne versorgt, und gibt die empfangenen Daten wie: Sekunden, Minuten, Stunden, Datum, usw. an den Uhren-IC weiter. Im grauen Gehäuse oben rechts erkennt man den kleinen runden Signalgeber für den Weckalarm. Die runden gelben Flecken auf der grünlichen Hauptplatine sind die Kontaktflächen der Bedientasten von vorne.

Obwohl das Zeitzeichensignal jede Minute gesendet wird, wird es aus Stromspargründen nur ab und zu empfangen und zum Nachstellen der internen Quarzuhr verwendet. Bei Uhren, die mit größeren Batterien (R6 oder R14) betrieben werden, ist ein Empfang jede volle Stunde üblich, bei Armbanduhren mit Miniaturbatterien (Knopfzellen) nur einmal pro Tag, meist zwischen 2:00 und 4:00 Uhr morgens.

Funkuhren für den PC

Auch die Uhr des PCs kann über eine Funkuhr synchronisiert werden. Diese kann entweder im Gerät eingebaut sein oder extern angeschlossen sein. Eine Variante ist zum Beispiel eine kleine batteriebetriebene Funkuhr, die sich wie ein Dongle im Druckerkabel befindet und die per Befehl oder in festen Zeitabständen die Zeit der PC-Uhr einstellt.