電波時間信號怎樣轉化成電波鐘時間

by ALFASO 法詩計時 電波時計,電波鐘專業部落格 on 七月 01, 2009

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科技進步很神奇，過去時鐘要靠鐘擺來回擺動，運用擺動來知道過了多久時間，當然擺動準確度有它極限，同一時鐘春夏秋冬鐘擺都會略有不同。在1970年代進步成用石英震動，由於石英震動非常規律，所以包裝成一個小的IC元件，再透過簡單電路計算成秒，加上指標齒輪等零件，就成為一個石英鐘。

石英

石英鐘表由日本幾個領導廠商提出來，在上世紀70年代80年代，又透過香港和臺灣為主貿易和零元件組裝手錶產業，幾乎把瑞士鐘錶業以機械為主產業打的死去活來，不過後來透過瑞士產業重組，和SWATCH品牌定位時尚飾品，再加上訴求機械表高尚奢華品味，又把瑞士製造招牌重新刷亮起來。

石英震盪器

不過以卡西歐、西鐵城、精工這三大日本品牌為主，雖然產品定位有別，但同為從石英表起家為強項廠商，都是訴求中高檔以上產品，但帶有強烈科技含量，就算是指標表也可以變化出許多花樣，把單價推高到接近高價瑞士機械表。不過注重科技基因個性並沒有改變，當電波計時出現，即使日本並不是最早開發這技術，但是日本這三大計時品牌，卻已成了全球推動電波計時技術最著力廠商。 電波計時在背後是透過時鐘機芯天線結構，接收來自電波發射站信號。電波站發射為長波信號，中國河南商丘發射站頻率為68.5kHZ。發射站信號為固定內容，透過解析所代表內容即可得到接收當下時間，然後透過步進馬達驅動齒輪校正指針，即可以呈現電波鐘一秒不差功能。 所以首先是需要知道發射站所發射信號，裡面所代表時間信號。我們舉日本發射站JJY40，這是位於日本北方福島信號發射站頻率為40kHZ。時間編碼包含以一分鐘為單位波動振幅，時間信號便藏在這波形裡面。(若看不到全圖請點擊此圖放大)

JJY40時間代碼

信號0與1代表

以日本這波形來說，再透過長波頻率傳送時是採用0跟1這種方式傳遞當下時間信號，在一分鐘時間內每一秒依照振福高低便會顯示不同時間意義，然後依照這已經定義好一分鐘內各秒振福所代表0與1之內年/月/日/時/分/秒，接收信號端收到後解析還原出正確時間。 所以分析電波信號基礎便在於瞭解如何識別0和1信號強度，這部分也是有清楚定義。如果強度間隔是0.5秒，這部分便是代表1，如果強度間隔是0.8秒，就是代表0，當然它設計裡面還有一些檢查位作校正用。

對於電波信號不熟悉朋友沒關係，不要看了覺得暈菜，這整個圖簡單來看，你可以把這部分距離長當作是有數值(代表1)，然後把上面所代表十進位數字加起來，就是正確時間了。舉例來說，這個波幅代表為18點42分。你先看後半段這波形是代表時，在10跟8部分分別有比較長波段，所以這就代表18。接下來是前半段波形代表分，在4跟2地方也有比較長波段，所以成為42，這兩段就是18點42分。其餘年/月/日/秒則依照此一原則類推，就可以算出正確接收時候準確到一秒。 (若看不到全圖請點擊此圖放大)

18:42分時間範例

所以電波鐘和電波錶在接收開始時都會有一個歸零動作，依照設計不同可能是三針歸零或只有秒針歸零。以電波鐘而言，我測試過幾十個不同日本/美國和國內電波鐘，基本上都是採用電池放入之後三針歸零到12點，再開始接收電波，當然之後都會具備依照定點時間校正，就不會有明顯鐘針歸零動作。手錶因為不會有首次放入電池歸零，所以都是採用秒針歸零之後開始接收信號。

大夥也都知道接收信號可能從兩分鐘到八分鐘不等，從這信號強度分析你就可以知道，接收肯定至少要一分鐘，因為才能夠收集到完整時間信號內容。但由於信號是透過長波在空中傳遞，其實手錶或電波鐘機芯都很小，所以接收過程中也會有接收中斷，因此必須重複嘗試接收到完整一分鐘信號，否則便有可能判斷錯誤。但如果超過八分鐘還能收到完整信號，便會放棄此次接收而不成功。

總之電波技術是很奧妙東西，它把原本實驗室裡面高精密度銫原子鐘信號發射出來，由於電波跟光速一樣快，每秒能繞地球七圈半，因此一千多公里計時電波正常接收距離，也不到0.01秒就能發射到家裡電波鐘，就能夠讓家裡跟標準時間一秒不差。也讓咱們看家裡時鐘時候，放心，一定準的。