Station d'émission-réception expérimentale           F6CRP   IN96KE        46°11'02" N  - 1°09'57" W


Mise à l'heure PC sur DCF77


Version 03 - 14/02/2004


Si vous souhaitez plus d'informations et un programme spécifique sous LinuX, allez visiter le site de Gérard F6FGZ.

Introduction

L'expérience proposée aujourd'hui consiste à mettre l'horloge du PC à l'heure à partir des signaux horaires fournis par la station allemande DCF77. De nouveaux modes, plus particulièrement en VHF (JT65, FSK441) demandent une parfaite synchronisation des horloges des correspondants, voici un moyen simple et économique pour y parvenir.


Le matériel 
nécessaire
- un récepteur 77,5 kHz
- une antenne type ferrite (dimensions réduites - 10cm de long)
- un programme spécifique (Spectrum lab de DL4YHF à télécharger sur ce lien)
- un PC 
- une interface carte son (des exemples ici, du plus simple au plus compliqué)


Le récepteur

J'ai utilisé un récepteur de mesure Siemens D2006 (25 kg), on peut faire beaucoup plus léger. Il existe des modules tout prêts à l'emploi chez Conrad pour une dizaine d'euros (eh oui 10€!). La fréquence de DCF 77 est de 77,5 kHz.  


 

Les signaux à recevoir


Sur ce lien, vous pourrez entendre un enregistrement de DCF77 du 27/11/2003- Fichier format Real Audio 61KO
La synchro

Voici une capture écran du programme de DL4YHF Spectrum Lab [View/Windows - DCF77 Time Signal Decoder]. J'ai beaucoup peiné avant d'obtenir ce résultat, le système ne voulant absolument pas décoder les signaux horaires. En insérant le filtre 80 Hz (c'est très très étroit), les choses se sont améliorées et j'ai commencé à voir le paramètre "phase accuracy" passer de 0% à 90%. Pour fonctionner le programme demande un signal très pur dans la bande passante BF. Toute forme de bruit (impulsionnel ou autre) va perturber fortement le décodage au point  de rendre celui-ci inopérant.

Autre facteur influant fortement, le niveau d'entrée sur la carte son, attention à ne pas saturer. La documentation précise qu'il est souhaitable de vérifier le niveau d'entrée grâce à l'oscillo incorporé et je le confirme, vous devez obtenir un signal "vert", si le niveau passe en rouge, réduisez l'injection. [View/Windows - Input Monitor]

Le calage du porteur sur mon récepteur fait que la composante BF se situe à 1800 Hz ce qui est un peu élevé, l'auteur suggère de caler le RX pour un signal BF de 600 à 800 Hz.





L'antenne

Voici ma réalisation effectuée en trois minutes, en bobinant 250 spires de fil de 2/10 de mm sur un bâton de ferrite de récupération d'un BCL avec en série une capa de 680 pF. Il ne s'agit pas d'une antenne accordée, en la connectant au récepteur, j'avais assez de signal, je ne suis pas allé plus loin. L'avantage du fort µ de la ferrite c'est qu'en plus la directivité est très marquée. Le bâton de ferrite est posé sur l'ampli BF du récepteur




Informations techniques DCF77




Le protocole est le suivant :

à chaque minute, la date entière et l'heure sont transmises sur 59 bits de (0 à 58). Au début de chaque seconde un bit est transmis en réduisant à 25% la puissance de l'émetteur ce qui correspond à une réduction de 6 dB. Cette réduction de puissance correspond à un 1 si elle dure 200 ms et à un 0 si elle dure 100ms.

Les informations sont codées en BCD (Binary Code Decimal). Le code BCD conserve la représentation décimale d'un nombre (centaine, dizaine, unité), chaque chiffre de ce nombre est codé en binaire. 

Ex:

Décimal 59
BCD 0101 1001
Binaire 111011
BitIdentification DescriptionCommentaires
0..14 Réservés  
15RAntenna bit1 quand l'antenne de secours est utilisée
16A1Delta DST bit1 quand DST change dans l'heure qui suit
17Z1Time zone bit 11 pour DST  
18Z2Time zone bit 2l'opposé de Z1
19A2Commutation bit1 quand une minute de 61 secondes est insérée
20Sbit de début (start)toujours à 1
21..27MMinutes7 bit (BCD, LSB first, 00..59)
28P1First parity bitParité pour tous les bit transmis
29..34HHeures6 bit (BCD, LSB first, 00..23)
35P2Second parity bitParité pour tous les bit transmis
36..41DMJour du mois6 bit (BCD, LSB first, 01..31)
42..44DWjour de la semaine3 bit (BCD, LSB first, 1=lundi..7=dimanche)
45..49MNMois5 bit (BCD, LSB first, 01..12)
50..57YAnnée8 bit (BCD, LSB first, 00..99)
58P3Third parity bitParité pour tous les bit transmis



Voici la représentation graphique d'un enregistrement de l'émetteur DCF77 le samedi 29/11/2003 à 13H15 UTC. On distingue nettement la séquence de 1 et de 0 identifiés par la baisse de niveau de porteuse d'une durée de 200 et 100 ms respectivement. Enregistrement effectué avec Cool Edit96


Ci-dessous, vous pouvez visualiser les informations transmises grâce au Digimode Terminal de Spectrum Lab.
Comme indiqué dans le tableau plus haut, c'est toujours le bit de poids faible(LSB) qui est transmis le premier. Voici quelques séquences, donc une décodée, enregistrées en 2003 (03), mois de novembre (11), sixième jour de la semaine (samedi), le 29 ème jour du mois (29) à 15H et 13 minutes








 

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