Die präzise Zeitsynchronisierung ist in vielen Bereichen unerlässlich. Sei es in der Industrie, im Energiebereich, im Öffentlicher Verkehr oder ganz allgemein im täglichen Leben. Um diese Genauigkeit zu gewährleisten, spielen Signalempfänger eine zentrale Rolle. Diese Empfänger sorgen dafür, dass Uhren stets die richtige Zeit anzeigen, ohne dass eine manuelle Anpassung erforderlich ist. Doch nicht alle Signalempfänger sind gleich. Sie unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise, Genauigkeit und den Anwendungsbereichen. In diesem Beitrag möchte ich Ihnen die verschiedenen Signalempfänger vorstellen, die für Uhrenanlagen und Zeitdienstsysteme verwendet werden. Sie erfahren, wie sie arbeiten, welche Vor- und Nachteile sie bieten und in welchen Bereichen sie ihren Einsatz finden.
Der Langwellenfunkempfänger ist wahrscheinlich der bekannteste Signalempfänger, der seit langem in vielen Uhren und Geräten verwendet wird. Er empfängt ein Zeitsignal von speziellen Funksendern, die auf festen Frequenzen senden. Die bekanntesten Funksignale stammen von Langwellensendern wie:
Diese Sender übermitteln fortlaufend die genaue Uhrzeit mittels amplitudenmoduliertem Zeitsignal, welches dann von den Uhrensystemen mit Funkempfängern automatisch empfangen und verarbeitet wird. Dadurch wird die Uhrzeit stets präzise gehalten, ohne dass manuell nachjustiert werden muss.
Einzelgeräte und Uhrensysteme, vom Radiowecker bis zu ganzen Gebäudeuhrenanlagen.
Empfänger für GNSS-Funksignale (Globale Navigationssatellitensysteme) können aus Satellitensignalen die eigene Position bestimmen. Das bekannteste Satellitennavigationssystem ist sicher das GPS-System. Weitere empfangbare Systeme sind Galileo, GLONASS und Beidou.
Durch die höhere Übertragungsfrequenz dieser Funksignale, im Vergleich zu Funksignalen von Langwellensendern, wird ein viel genaueres Zeitsignal möglich. Z.B. GPS sendet im zivilen Bereich mit einer Trägerwelle von 1575,42 MHz.
Bei uns sind vor allem die GPS-Zeitfunkempfänger weit verbreitet. GPS (Global Positioning System) nutzt eine Reihe von Satelliten, die ständig ihre genaue Zeit und Position übermitteln. Diese Informationen werden von GPS-Empfängern an Systeme weitergegeben und erlaubt es ihnen, sich mit sehr hoher Genauigkeit zu synchronisieren.
Solche genauen Systeme wie z.B. PTP-Grandmaster, NTP-Zeitserver und Zeitzentralen haben deshalb die Möglichkeit ihrerseits Subsystem wie Netzwerkkomponenten und Uhrensysteme mit sehr genauen Zeitinformationen zu versorgen.
Die Wahl des passenden Signalempfängers hängt stark vom Einsatzzweck ab:
Reicht eine zuverlässige Standardlösung für Schuluhren, Gebäudesteuerungen oder Anzeigetafeln, ist der Langwellenempfänger oft ausreichend.
Geht es jedoch um kritische Prozesse, bei denen selbst kleinste Zeitabweichungen schwerwiegende Folgen haben können, etwa im Börsenhandel, in Rechenzentren oder bei Energieversorgern, führt kein Weg an GNSS-Empfängern vorbei.
In der Praxis setzt man immer öfter auf eine Kombination mehrerer Systeme, um Redundanz zu schaffen. So bleibt die Zeitquelle selbst dann stabil, wenn ein Signal kurzfristig gestört ist.