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DCF77
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L'émetteur DCF77 ( 50° 01? 00? N 9° 00? 29? E / 50.0167, 9.0081)
DCF77 est un système allemand de transmission de l'heure légale par ondes radio, sur une large zone de couverture. Il a été créé par la Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), sur une initiative du gouvernement allemand. Son émetteur est situé à Mainflingen, près de Francfort-sur-le-Main. Il possède une horloge atomique au Césium et donne donc l'heure absolue, avec un écart théorique d'une seconde d'erreur pour un million d'années. Les deux antennes sont soutenues par des câbles horizontaux, eux-mêmes maintenus en hauteur par plusieurs pylônes, à environ 200 m de hauteur.
L'information est émise en grandes ondes par un émetteur de 25 kW dont la portée est de 1500 km, et donc largement recevable sur plusieurs pays ouest-européens, dont la France métropolitaine, l'Allemagne ou l'Italie par exemple.

Détails sur le protocole [modifier]


Carte de réception
Des informations sont transmises sous forme binaire à raison d'un bit à chaque seconde exactement. Les informations sont codées en BCD (décimal codé en binaire), leur décodage fournit au récepteur les autres éléments comme la date et l'heure.
L'impulsion émise au début de chaque seconde dure 100ms pour un '0' logique et 200ms pour un '1', il s'agit d'une modulation d'amplitude (abaissement de l'amplitude à 25% du maximum lors des impulsions ; en phase avec la porteuse). Seule la 59e seconde n'est pas modulée et permet d'annoncer le début d'une nouvelle trame (voir ci-dessous). On remarque que c'est la durée de l'impulsion qui transporte l'information, et non l'amplitude (il serait sinon à ces basses fréquences quasi-impossible d'espérer une certaine fiabilité).
La synchronisation des récepteurs se fait sur le premier bit (bit no 0). L'apparition de la première modulation, marque alors le début d'une nouvelle minute. Les informations transmises pendant une minute correspondent à l'heure qu'il sera au moment du prochain 'top départ' ( "... au prochain top il sera ..." ).
Conformément aux textes légaux un émetteur international doit indiquer son identité. L'identifiant "DCF77" a été retenu et est émis en morse trois fois chaque heure (19e, 39e et 59e minutes ; secondes 20 à 32 ; entre deux top ; par abaissement d'amplitude de -25% au rythme de 250 Hz ; sans interrompre le signal normal).
De plus, puisqu'il existe une imprécision de quelques millisecondes sur la durée séparant l'émission et la réception, une légère modulation de phase (pseudo-aléatoire) permet de se synchroniser si nécessaire avec plus de précision (cela est totalement inutile pour le grand public).
Codage des informations [modifier]

No du bit   Dénomination   Signification         
0 - 14      Réservés. Contient des données (chiffrées) pour le service de prévisions météo Meteotime.[1]         
15   R   Émetteur de réserve (bit d'appel, permet d'alerter les employés de PTB à Braunschweig, responsables du DCF77)         
16   A1   1 = Annonce (pendant 1h) un basculement été/hiver au début de la prochaine heure (chaque pays est libre de changer ou pas ; mais la date est fixée par décret pour toute l'Europe)         
17   Z1   Z1 et Z2 indiquent le décalage horaire de l'heure émise par rapport au temps UTC.         
18   Z2   si Z1Z2 = 01 : UTC+1h = CET = heure d'hiver / si Z1Z2 = 10 : UTC+2h = CEST = heure d'été         
19   A2   1 = Annonce (pendant 1h) l'ajout d'une seconde intercalaire à la fin de l'heure (il y aura une 60e impulsion, supplémentaire. Le silence est reporté à la 61e et dernière seconde. Puis, débute l'heure suivante.)         
20   S   Toujours à 1 : Début de la transmission des informations horaires         
21   1   Minute, poids 1         
22   2   Minute, poids 2         
23   4   Minute, poids 4         
24   8   Minute, poids 8         
25   10   Minute, poids 10         
26   20   Minute, poids 20         
27   40   Minute, poids 40         
28   P1   Parité des bits de 21 à 27 (ajoute 1 si impaire, 0 si déjà paire)         
29   1   Heure, poids 1         
30   2   Heure, poids 2         
31   4   Heure, poids 4         
32   8   Heure, poids 8         
33   10   Heure, poids 10         
34   20   Heure, poids 20         
35   P2   Parité des bits de 29 à 34 (ajoute 1 si impaire, 0 si déjà paire)         
36   1   Quantième, poids 1         
37   2   Quantième, poids 2         
38   4   Quantième, poids 4         
39   8   Quantième, poids 8         
40   10   Quantième, poids 10         
41   20   Quantième, poids 20         
42   1   Jour de la semaine, poids 1         
43   2   Jour de la semaine, poids 2         
44   4   Jour de la semaine, poids 4         
45   1   Mois, poids 1         
46   2   Mois, poids 2         
47   4   Mois, poids 4         
48   8   Mois, poids 8         
49   10   Mois, poids 10         
50   1   Année, poids 1 (note : seuls les deux derniers chiffres de l'année sont transmis de 00 à 99)         
51   2   Année, poids 2         
52   4   Année, poids 4         
53   8   Année, poids 8         
54   10   Année, poids 10         
55   20   Année, poids 20         
56   40   Année, poids 40         
57   80   Année, poids 80         
58   P3   Bit de parité des bits de 36 à 57 (ajoute 1 si impaire, 0 si déjà paire)       
Rappelons que le bit no59 (le 60e) n'est pas modulé en temps normal.
Exemple [modifier]
pour 22h29 :
  21 est à 1 : Étant de poids 1, on ajoute 1 au nombre de minutes
  22 est à 0
  23 est à 0
  24 est à 1 : Étant de poids 8, on ajoute 8 au nombre de minutes (ce qui fait 1+8=9)
  25 est à 0
  26 est à 1 : Étant de poids 20, on ajoute 20 au nombre de minutes (ce qui fait 1+8+20=29)
  27 est à 0
  28 est à 1 : Cela veut dire que les bits de 21 à 27 sont impairs, ayant 3 bits à 1 (21, 24 et 26), nous avons reçu la bonne valeur
  29 est à 0
  30 est à 1 : Étant de poids 2, on ajoute 2 au nombre des heures
  31 est à 0
  32 est à 0
  33 est à 0
  34 est à 1 : Étant de poids 20, on ajoute 20 au nombre des heures (ce qui fait 2+20=22)
  35 est à 0 : Cela veut dire que les bits de 29 à 34 sont pairs, ayant 2 bits à 1 (30 et 34), nous avons reçu la bonne valeur
La parité est très utile pour vérifier s'il n'y a pas eu d'erreur pendant la réception et pour ne pas afficher une valeur incorrecte. Il est aussi recommandé de vérifier le bit 20 à 1 (si la synchro arrive au mauvais endroit).
L'année est envoyée sur deux chiffres, il est donc commode de vérifier que la date ne dépasse pas 99, en cas de problème de réception, il est fréquent de se retrouver avec des dates supérieures à 99 (exemple: se retrouver le 25/25/2165 à 45h85, ce qui arrive si tous les bits reçus sont à 1).
Applications [modifier]


Un module de réception DCF77 (pour électroniciens)
On retrouve bien sûr ce système sur les réveils et montres en tout genre, évitant le réglage de l'heure, et le réglage été/hiver. Les applications peuvent être très diverses.
Un module de réception du signal DCF77 est de conception relativement simple. Les fabricants de composants électroniques proposent des modules intégrés permettant de recevoir et de démoduler le signal. Ils sont composés d'une antenne et d'un récepteur ; le signal sort directement sur une des broches et il ne reste plus qu'à le décoder.
Enfin, il existe également quelques modules périphérique en kit, à connecter à un ordinateur pour le synchroniser. Néanmoins, s'il est possible de se connecter à Internet, on peut s'éviter ce genre de frais via des logiciels de mise à l'heure : voir le protocole NTP.
Voir aussi [modifier]
Signaux horaires émis dans d'autres pays [modifier]
  France : Allouis ("France-Inter")
  États-Unis : (en) WWV, WWVH, WWVB
  Canada : (en) CHU
  Venezuela : (en) YVTO
  Australie : (en) VNG
  Russie : (en) RWM
  Japon : (en) JJY; (ja) JJY
  Royaume-Uni : (en) signal dit "MSF"
  Suisse : HBG Prangins
  Chine : (en) BPM ; (zh) BPM
Articles connexes [modifier]
  Mise à l'heure informatique via NTP (Network time protocol)
Notes [modifier]
1.   ? Meteotime.com - Home [archive]
Références externes [modifier]
  Site officiel du Bureau Gouvernemental Physico-Technique : (en) http://www.ptb.de/en/org/4/44/442/dcf77_1_e.htm
  Informations sur le protocole : http://www.aurel32.net/elec/dcf77.php
Des modules de réception se trouvent assez facilement auprès des revendeurs de composants électroniques.
Ce document provient de « http://fr.wikipedia.org/wiki/DCF77 ».

Catégories : Mesure du temps | Allemagne

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