Startseite | Technik & Genres | Funkuhr und Zeitsignal

Funkuhr und Zeitsignal

« Woher kennt die Uhr die Zeit? »

Die Zeit nimmt unweigerlich ihren Lauf – und Uhren geben sie genau wieder. Zu den Ausführungen, die uns mit besonders präzisen Angaben versorgen, zählen die Funkuhren. Doch woher wissen sie, wie spät es ist? Was veranlasst sie dazu, die aktuelle Stunde, Minute und Sekunde so exakt wie eine Atomuhr darzubieten? Wer liefert ihnen das essenzielle Zeitsignal? Begleiten Sie uns auf eine technisch-historische Analyse des relativ jungen Phänomens Funkuhr und machen Sie sich im Zuge dessen mit einem nordischen Lichtblick namens Bering bekannt.

Funktionsweise der Funkuhr oder: Das Zusammenwirken von Zeitzeichensender und Geradeausempfänger

Dass eine Funkuhr derart ganggenau arbeitet, liegt am perfekt abgestimmten Zusammenspiel des Zeitzeichensenders (DCF77 in Mainflingen bei Frankfurt am Main für den mitteleuropäischen Raum) mit dem Herzstück des Zeitanzeigers, dem sogenannten Geradeausempfänger. Der Zeitzeichensender sendet die Zeitinformation, die der in Deutschland geltenden gesetzlichen Uhrzeit entspricht, konstant auf Langwelle 77,5 KHZ. Einmal pro Tag wird das Zeitsignal von der im Inneren verbauten Ferritstabantenne empfangen (meist zwischen 2:00 und 4:00 Uhr morgens). Die Ferritstabantenne, die etwa die Größe einer Mignon-Batteriezelle aufweist, leitet das empfangene Zeitsignal an den ebenfalls in der Uhr befindlichen Mikrorechner (Mikrochip) weiter. Dieser Mikrorechner steuert kontinuierlich den Schrittmotor des Uhrwerks und korrigiert die Zeit der Uhr nach Ankunft des Signals auf +/- 0 Sekunden Abweichung vom Zeitzeichensender.

@wikipedia – Uhrenfabrik Junghans
@wikipedia – Uhrenfabrik Junghans

Dies ist das herausragende Charakteristikum dieser Uhren – ihr Gangfehler wird regelmäßig durch den Abgleich mit dem per Funk ausgestrahlten Zeitsignal kompensiert. Und der vom Mikrorechner gesteuerte Schrittmotor treibt schließlich über das Laufwerk die Zeiger an. Übrigens: Hält sich der Träger einer Funkuhr einmal außerhalb des Funksignals auf, arbeitet der Zeitmesser einfach als Quarzuhr weiter. An und für sich sind Funkuhren nämlich als Quarzzeitmesser mit integrierten Schaltungen (ICs) konzipiert. Diese ICs regulieren die oben geschilderte Funktionsweise.

Alternativen

Man kann sagen, die Funkuhr stellt sich gewissermaßen von selbst. Eine derart ferngesteuerte Zeiteinstellung ist auch noch anderweitig möglich – etwa per Radioempfang (RDS): Rundfunksender senden parallel zum Programm ein Zeitsignal, mit dem sich die im Radio integrierte Uhr automatisch einstellt. Beim Digital Audio Broadcasting (DAB) wird ebenfalls ein Zeitsignal übertragen, das einige DAB-Radios zur Zeitanzeige auswerten. Auf dem Empfang hochgenauer Zeitsignale von Satelliten (maximale Gangabweichung: eine Mikrosekunde) beruht das GPS-Navigationssystem. Zu erwähnen sind auch das Network Time Protocol (NTP) und das Precision Time Protocol (PTP). Über diese Protokolle können mit dem Internet verbundene Geräte mit einer enormen Genauigkeit (deutlich unter einer Sekunde beziehungsweise im Nanosekunden-Bereich) synchronisiert werden.

Junghans Mega 1 erste Funkarmbanduhr um 1990
@wikipedia – Onnahfarg / Museumsfoto

Erste Modelle

Wolfgang Hilbert, deutscher Ingenieur und Professor für Elektrotechnik, meldete im Jahr 1967 die digital kodierte Zeitübertragung für Funkuhren zum Patent an. Fünf Jahre später entwickelte er die ersten Prototypen und damit einhergehend auch die wesentlichen Bestandteile des speziellen Uhrentyps.

1973 begann die Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig, Cäsium-Uhr-Zeitsignale (inklusive Informationen über die Sommerzeit und Kalenderangaben) über den Sender DCF77 abzustrahlen. So konnten sich ab diesem Zeitpunkt Großuhren mit einem entsprechenden Empfangsteil selbsttätig hochpräzise auf die aktuelle Uhrzeit einstellen.

Junghans Mega erste Funk-Armbanduhr der Welt
@wikipedia – J. Lunau

In den 70er-Jahren wurden Funkuhren nur in geringen Stückzahlen für den (semi-)professionellen Einsatz hergestellt. Die erste IC (U2775B von der ehemaligen Firma Telefunken, für die auch Wolfgang Hilbert einst tätig war) trat 1986 in Erscheinung. Auf Basis dieser Integrierten Schaltung (IC steht für Integrated Circuit) und ihrer Nachfolgerinnen war es erstmals möglich, preisgünstige Modelle für den Massenmarkt zu produzieren. 1990 wurde schließlich auch eine armbanduhrfähige IC vorgestellt – und mit ihr die erste Funkarmbanduhr der Welt veröffentlicht.

Funkarmbanduhren beherbergten anfänglich Antennen aus amorphen Bändern im Inneren der Lederarmbänder. Dies führte gelegentlich zu Kontaktproblemen im Übergangsbereich vom Uhrenarmband zum Gehäuse. Um das Problem zu lösen, wurden später Miniatur-Ferritstabantennen in die Gehäuse eingebaut.

Ähnlich wie der in Mainflingen angesiedelte DCF77 arbeitende Zeitsignalsender gibt es inzwischen in vielen Ländern der Welt: MSF (England), Sender Allouis (Frankreich), JJY (Japan), WWVB (USA). Dabei werden meist unterschiedliche Trägerfrequenzen und Kodierungen verwendet (in den USA beispielsweise der IRIG-Timecode). Einige moderne Funkuhren besitzen die technische Fähigkeit, Zeitsignale von diversen Zeitsignalsendern zu empfangen und auszuwerten.

Trotz der enormen Zuverlässigkeit eine Rarität

Schaut man sich auf dem internationalen Uhrenmarkt bei den unzähligen Herstellern von modernen Zeitmessern um, fällt auf, dass nur ein Bruchteil davon Funkuhren kreiert. In Anbetracht des nach wie vor herrschenden Wetteiferns um die präzisesten Uhren, verwundert diese Tatsache doch ein wenig. Denn Funkuhren gehören zweifelsohne zum Ganggenauesten, was die Welt der Horologie gegenwärtig zu bieten hat. Woran mag es also liegen, dass sich kaum jemand an die Fertigung wagt? Vermutlich an der recht komplexen Kombination aus herkömmlicher Quarzuhr und Funkzeitmesser mit ICs, die jedes Modell dieses Genres verkörpert. Zudem handelt es sich bei dieser Uhrenart um eine vergleichsweise junge Gattung, die offensichtlich noch zu geringe Beachtung findet. Eine Marke, die sich schon jetzt intensiv der Herstellung widmet, ist Bering aus Dänemark.

Bering Radio Controlled Herrenuhr 51840-222Bering als Vorzeigemarke für die Fertigung edler Funkuhren

2008 flog René Kaerskov mit seinem Fallschirm über den schneebedeckten Nordpol – und ließ sich durch dieses Abenteuer, das ihm die ganze Schönheit der arktischen Natur offenbarte, zu einer neuen Uhrenmarke inspirieren, die der Geschäftsmann in der Folge gemeinsam mit seinen Partnern Lars Gram-Skjønnemann und Michael Witt Johansen entwickelte und aufbaute. Der einstige dänische Seefahrer Vitus Bering, der im ersten Drittel des 18. Jahrhunderts als erster Europäer Alaska entdeckte, steuerte den Markennamen bei – auch wenn er bei der Geburt des Uhrenlabels schon lange verstorben war.

bering

Neue Wege gehen – das war das Ziel von Vitus Bering und auch der Anspruch von René Kaerskov, als er seine Uhrenfirma gründete. Bering-Uhren stehen für pure Designs im Sinne der klaren Eleganz des arktischen Eises und natürlich für innovative Technologien, bei denen die der Funkuhr (Radio Controlled Collection) absolut herausragt.

Die Radio Controlled Collection im Porträt

Sämtliche Modelle der Radio Controlled Collection weisen das typisch dänische Design auf – sie zeigen sich reduziert minimalistisch und klassisch elegant. Das Highlight der Uhren bilden die vom deutschen Unternehmen EMES für den dänischen Uhrenhersteller gefertigten Funkuhrwerke, die durch ihre ultraflache Bauweise, die leistungsstarke Batterie und immense Ganggenauigkeit überzeugen.

Bering Radio Controlled Funkuhr 53739-262Eine besonders edle Ausführung ist die Radio Controlled 53739-262 mit dem roségoldenen Edelstahlgehäuse, das ein dunkelbraunes Zifferblatt mit Ziffern und Indizes aufweist, die ebenso im Rosé-Ton gehalten sind. Als qualitativ einwandfreie Funkuhr gelingt der automatische Wechsel von der Winter- zur Sommerzeit (und umgekehrt) automatisch. Über der 6-Uhr-Position befindet sich ein separater Sekundenzeiger, der optisch wie funktional begeistert. Abgerundet wird der Zeitmesser durch das moderne Milanaisearmband aus Edelstahl.

Bering Radio Controlled Herrenuhr 51940-078Die Radio Controlled Herrenuhr 51940-078 markiert einen weiteren Höhepunkt innerhalb der Radio Controlled Collection. Sie besteht aus einem grau gebürsteten Edelstahlgehäuse mit blauem Ziffernblatt sowie weißen und silberfarbenen Ziffern, Indizes und Zeigern. Wie die Radio Controlled 53739-262 ist auch die Radio Controlled Herrenuhr 51940-078 mit einem separaten Sekundenzeiger und Milanaisearmband aus Edelstahl versehen. Zudem sind die Zeiger und Ziffern nachleuchtend. Ein empfehlenswertes Modell für Herren, die ihre Uhr in einem harmonischen Kontrast aus klassisch und innovativ bevorzugen.

Bering Radio Controlled Herrenuhr 51940-077Funkuhren – Quarzwerke mit dem gewissen Etwas

Die Funkuhr ist jung – insbesondere als Armbanduhr. Bislang trau(t)en sich nur wenige Hersteller an die spezielle Konstruktion mit Quarzuhrwerk und ICs, die das Funktionieren der Funkuhren, den Zeitsignal-Empfang und dessen Weiterverarbeitung, erst möglich machen. Doch wenn jemand das Experiment wagt, kommt oft etwas Großartiges dabei heraus – wie die hochwertigen und überraschend preiswerten Modelle der visuell wie technisch ansprechenden Radio Controlled Collection der dänischen Marke Bering beweisen.