具有内装接收机的时钟 本发明是关于在机壳内设置有内装无线电接收机以及对其馈送信号的电磁式天线的时钟。
在实现这样一种时钟，特别是在时钟尺寸小结构紧凑时，必须考虑一为无线电技术人员所熟知的问题，即直接放大式接收机对其紧邻天线的反馈会导致干扰耦合，因而引起很高频率(接收和超过可闻频率范围的边缘)的振荡。因此必须按接收机和天线的灵敏度在此二组成部件之间保持有一定大小的空间距离。因为对日常用的时钟一般是不考虑采用在时钟外壳之外装设弯曲天线电缆与时钟连接的天线的，已知的办法是将接收机安置在时钟机构本身内接近时钟电路近旁，向径由内部天线电缆取得一框形天线线圈所提供的信号，此天线由置于钟表机构外部的铁氧体磁心构成并由此来保证与承载该电路的印刷电路板有较大距离，被安装在外围的时钟外壳中。
本发明的目地在于这样地配置一通用式的时钟，即将磁棒天线作成在时钟机械自身内，由此来达到最紧凑的结构。按照本发明这一目的主要是这样的实现的，即在时钟外壳内部装置的内装式无线电接收机及其由磁芯和线圈构成的馈源电磁天线的时钟中，偶而接通的接收机将所收到的经过解调和译码的时间信息馈送给一处理机，此处理机则据此来对正常情况自动工作的时间显示加以检验，在必要时进行纠正；线圈铁芯则被安装在时钟机构自己内部并被作成齿轮和指针机构的承载板以及作为至少一块用于该接收机和时钟的电路部件的印刷电路板的支撑，同时预设至少一块印刷电路板用于旁路所有的电气电路的主要干扰源，并使其在线圈旁边在铁芯沿线圈轴下降至使印刷电路板线路平面约位于天线磁芯的中心平面位置上。
这里对于无线电接收机可能涉及到这样的问题，即完全接收到无线电广播波段内的通常的娱乐节目。但特别有趣的还在于，另外配置针对解调编码绝对时间信息的接收机，这主要是流行在长波段领域中，因为这一频率区间显现出对建筑物的良好穿透性能，而且通过空间波就可在传播技术有利的白天时间内达到很大的距离。将所接收到并经过解调的时间电报码信息在一于接收机和时钟电路之间起作用的控制电路加以解码，以便将实际的电机械式或光电式的时间读数与由此所得到的有关时间的实际信息进行比较，并在必要时加以矫正。这种矫正在光电式读数时可以这样来达到，即将读数计存器变换成实际时间读数的编码；在机电式时间读数的情况下(如数字开关或指示器)指针前进电路进入高速运行状态直到由一位置检测器认定实际的指针位置与实际接收到的时间信息相吻合为止，再使指针前进电路重新回到时间跟踪运行。
为了根据实际接收到的有关绝对时间信息进行这样对实际时间读数的检测和必要时的矫正，接收机仅仅需要暂时被接通。当它然后被重新断开后，例如说为了节省靠电池工作的时钟的电源，时钟的持续的计时运行就由一内部振荡电路来实现。此振荡电路反正是信号处理机的工作中所不可缺少的，向上述的解码、读数比较、和读数矫正过程均需借助该处理器来加以协调。因此，接收机仅只需间或被接通，例如每小时或者每天一次到二次，而在通常情况下时钟则自动地随由内部的晶振频计时电路驱动的指针前进电路工作。
不过，接收机电线的磁芯会在电机械式时间读数时由步进电机、向在光电或时间读数(例如多路运行中的液晶显示)由控制频率截取有大量干扰脉冲，这些脉冲由于其在基频附近是矩形而带有很强的高次谐波干扰信号。这些干扰信号可能影响甚至阻止上述的译码、控制过程。因此如能将天线铁芯在机械和电气上这样地配置并这样地装入时钟内将是很有利的，即就是使它能一方面起作为机构和电路的载体的机械功能，另一方面又能起防止电气线路受干扰频率影响的屏蔽载体，或者甚至作为屏蔽介质的作用。
为此可将天线铁芯作成为机构和电气线路的承截板，并备置以一单极性连接到电压源的薄导电层。更有利的是将磁芯材料本身作为屏蔽，其中就可用一种铁氧体材料，与通常的用于长波磁性天线的材料不同，它具有最大可能高的导电特性，例如说锰锌铁氧体。这样在这种天线铁芯中，通过包围大量干扰源的磁性材料产生不仅对干扰电场而且对磁性干扰作用(由时钟运行自己引起的)的短路，此时该磁芯材料另一方面还保持有与供给电路和电机械工作部件电源的电池极性之相连的电位连接端。
要这种屏蔽措施有效，确实还应考虑它是以所采用的铁氧体材料的最佳可能导电性能为基础的。但是另一方面，导电的磁芯对于在磁芯材料上载有线圈的框形天线的灵敏度也有不利之处。因此可能有用的是，根据本发明的另一实施例，至少部分地削减由铁氧体材料的导电性能所得的屏蔽作用，而针对因此所造成的重新增强的干扰影响采取一定程度的几何上的干扰补偿。为此在磁性天线的铁芯的情况下象前述的实现可能性那样，保留作为时钟的电子和电机械的作用部分的承载板的功能。但是这里磁芯材料是不良的直至完全不导电的。干扰补偿是这样达到的，即将在一定程度上为这种铁氧体承载板中的主要干扰源沉入这样的深度，使得其对天线圈的干扰作用恰恰可在几何上(向量的)自行补偿。在采用这种解决办法时，基本上可以将包围机构并且被数字盘所覆盖的磁芯可被做为时钟外壳自己。但考虑到结构上改变的可能性以及机构屏蔽措施，更适宜的是连同为其承载的时钟机构及时钟和控制用电子电路一齐作成在一由不导电且非磁屏蔽材料制成的数字屏之下的位于一同样由不导电非磁屏蔽材料制成的外壳中的铁芯板。
本发明的其他结构和进一步的改型以及其他的特征和优点可由各权利要求，亦即参照随后的简要描述，由下列对一在附图中只对最基本内容加以描象并非完全按照实际尺寸的本发明的优选实施方案说明来到理解。附图中的唯一附图表明被置于天线磁芯中的钟表机构横截面的透视图。
时钟12中的接收机用的被电容式调谐主谐振的磁性长波天线11由一带有天线线圈14的大体平面铁氧体磁芯13组成。为因大体积能得到高的天线灵敏度，盘形磁芯13基本上占据一平锅式的塑料机壳15的整个内部空间16。一偏离磁芯13的垂直轴线10的锥形部分用作线圈14的支座。线圈轴18指向与其相交的偏移的机构轴线19。
磁芯13的上表面33的远离外壳底板22的区域用于支撑一复盖有数码屏23的凸出部分34。此凸出部分用绕着一由塑料喷洒成的锅35的开口部分，此端具有在磁芯13中的中央孔28内的底部36，它在其中心平面37的区域内延伸。在锅底36下面固定用于时钟12自动计时电子电路的至少其最重要部件、接收和解码由天线电波所得的绝对时间信息、以及根据所接收的实际时间信息来检验并在必要时矫正瞬时时间读数的印刷电路板26。这里基本上未处理但为导体布线所覆盖的该印刷电路板26的背面平放在此呈阶梯状上升的锅底36之下，而且此印刷电路板26还在其涂覆边支撑结构部件。如上述磁芯13就这样包围了连同其结构部件的印刷电路板26主平面的边界。齿轮和指针机构27连同驱动指针30的电动步进马达被安排在锅35的内腔内，其中端轴承的轴颈39被设置在底36和一张盖位在数字屏23下面的桥腔的桥板40中。
电池29在另一面，即从磁芯13的底边向上被支撑在外壳基板22上，沉没在与机构轴19同心的通孔28中。
由印刷电路38流到电路各组成部件的电流有可能引起对天线11功能很强的电磁干扰，这是其自身亦即良好的导电性和高导磁率的屏蔽措施所决定的。因为在钟表机构的结构紧凑时不能再通过一般采用的在印刷电路板26和天线11之间保持结构上一定的距离来抑制干扰耦合。而且几何布置及加工处理，例如说屏蔽罩，是很昂贵的，而直接对磁性天线采用附加的屏蔽措施的抑制作用会使得天线灵敏度降低，因而只能在很高的接收场强下，例如在十分靠近发射台的良好接收条件下，才能保证正常的接收工作。
对天线11所受到的干扰主要起作用的是流过(主)印刷电路板26的印刷电路38以及布置在其上面的电气部件、特别是用于对时间信息进行解码及检验并矫正实际时间指示的处理器41的电流的电磁场。但是事实表明，这种干扰影响恰恰几乎不再起作用，只要将这些印刷电路38的平面大致位于盘形磁芯13的中心平面37上，线圈轴线18亦基本只与之重合，并将位于磁芯13内部的产生干扰的组成部件尽最大可能远地离开线圈14(即在直径方向上相反方向的容纳印刷电路板26和机构27的磁芯13的通孔28的区间内)地布置在印刷电路板26上。通过将干扰源集中在轴线上使得几乎同样大小的干扰磁场分量恰恰与14相反地进到磁芯13，以及由在孔28中的偏心安装，使仅仅一部分所产生的干扰磁场也通过孔28的相反端边缘区域，由此通线圈14的邻近区域。
如能将一集中的干扰源，首先是那种具有内部脉动电流流通的组成部件，不仅设置在线圈14的对称平面上而且以其线圈轴18为中心的话，就可进一步降低电流的影响，因为其磁场分量几乎与线轴相垂直，实际上不穿过线圈匝面。但要解决接线的技术问题，即要将这种部件，例如处理器41，安排在与线圈轴18因而亦即与印刷电路38的平面相对称的印刷电路板26的中间位置。此外也可以在印刷电路板26上在例如处理机41的对面安排另一通过其内部电流本身起干扰作用的组成部件如被加入的接收机42，以使得通过二干扰源41、42在总体上达到相对于线轴线18基本上对称的地位。相反集中的无源部件43，例如像处理机和接收机的接线也能被置于印刷电路板26上较紧靠线圈14的地点。
不过在电磁驱动的时钟12的情况下，最强的干扰源是步进电机的励磁线圈。因此，它的定子最好尽可能远离线圈14但仍位于其轴18的平面内。但是在由很小直径结构的(无线电)时钟12的情况下是不能实现的，特别是必须保证与齿轮机构27的传动联接。因此步进电机最好被安装在非导电非导磁材料制成的锅35的内腔中侧面邻近机构2)。虽然在这种相对天线轴18-37的不对称位置下不再有对电机对线圈14起作用的干扰磁场的几何上的补偿。但在无线电时钟12仅设置有分针和时针30时，每分钟仅需由电机对机构27作一次步进控制，一分钟的其余59秒由可将电机切断。因此通过也对电动机运行加以控制的处理器41，使接收机42在电动机工作期间停止运行，而将接收机的工作局限在足够长的电动机休止工作的时间，在这种方式下虽然未在几何上对因步进电机所引起的干扰作用加以补偿，但电气的消除作用同样有效。
为了步进电机的机械上支撑和电气控制，可在齿轮机构桥板40与数字屏23之间的平面上设置另外的印刷电路板(图中未考虑)。这样此印刷电路板虽然在磁芯13中或者相对于线圈轴18也是不对称的，但其电路的干扰作用这里仅限于电机的短暂运行时间内，此时放大器41是断接的。此外还可通过这一附加的印刷电路板引出仅仅产生很少电流磁通的信号，例如可通过位于印刷电路板前端的(可通过时钟外壳来控制)按键。
在附加的印刷电路板上还可安置发送器、即一叉形光栅44的接收器，此附加印刷电路板被安排在主印刷电路板26的机构27的对向并与之平行。光栅44的相应互补部件被安装在主印刷电路板26的被覆盖的一边，并伸出锅底36中的通孔45。当涉及到一反射光栅的发送接收部件46时，则仅仅需要的桥板40上设置一反射器47。当在中间矢齿轮49(由电机主传动小齿轮驱动)。在由其小所驱动的分针工作轮50和时针工作轮51上作成的板孔48相互成为轴向排列时，一般光栅44就通过不为光栅44所感知的变换矢轮52在上述二齿轮50、51间作驱动耦合。当而且只有当指针30处于一确定的基准方向(特别是二指针达到(12点标记时)上时，这些板孔48才作直线排列。这样在处理机41中就可按照这种基准位置来监视指针30在指示位置中的摆动，该指示位置对应于实际通过无线电确认的时刻。
这样就在没有附加的阻尼天线11的作用的机械屏蔽的条件下实现极紧凑的无线时钟12的结构，其中机构27和电路部件(布线印刷电路板26)隐没在磁芯中央邻近天线圈14处，依靠对不仅偶然发出电磁干扰作用的线路部分几何上的布置，取得最大可能恰当地补偿在这样实现的线圈14中的这些干扰影响。
当考虑在最初谈到的铁氧体板材料的可能的导电性能的附加屏蔽作用，最好将磁芯13单极性地通过一电位连接线，例如连到电池线夹的引线，连接到电池29的一个极。另外还可设想，至少在印刷电路板26周围，将磁芯13表面涂覆以导电涂层，它同样也单极地连接到电池(在必要时可将邻近印刷电路板26的导体部分以绝体隔离)。