Der Sender

Seit 1959 ist die Sendeanlage in Mainflingen, bei Frankfurt a. M. in Betrieb. Bis etwa 1973 wurde nur die Normalfrequenz von 77500 Hertz gesendet. Diese wird von Atomuhren abgeleitet und daher als Eichfrequenz genutzt.

Etwa 1973 begann die physikalisch technische Bundesanstalt (PTB) mit der Aussendung eines Zeitsignals. Um das Zeitsignal übertragen zu können, wird die Signalstärke des Senders zu Beginn jeder Sekunde auf 15% reduziert (Amplitudenmodulation). Eine Ausnahme bildet die letzte Sekunde einer Minute, um die darauffolgende Absenkung als Minutenbeginn (Minutenmarke) zu identifizieren. Die Dauer bestimmt den Informationswert, 100 Millisekunden entsprechen einem 0-Bit, 200 Millisekunden entsprechen einem 1-Bit. Die folgende Grafik zeigt ein Beispiel zur Hüllkurve des DCF77-Signals:

Die Daten

Anhand einer Zeitleiste veranschauliche ich hier einmal den Aufbau einer Minute.
Jede waagerechte Linie soll einen Impuls und damit ein einzelnes Bit darstellen.
Der zeitliche Abstand zu den einzelnen Impulsen ist immer eine Sekunde. Die Darstellung hier ist entsprechend leider nicht "maßstabsgetreu":

 
0 Minutenmarke, immer 0-Bit
1-14 Wetterdaten,
3 Übertragungen werden zu einem Datensatz zusammengesetzt. Näheres siehe Wetter
15 Rufbit, ist es 1, liegt ggf. Störung vor
16 Ankündigung Zeitumstellung
17, 18 geben den Offset in Stunden zur UTC an. 10 für Sommerzeit (MESZ) und 01 für Winterzeit (MEZ)
19 Ankündigung einer Schaltsekunde
20 Start des Zeitprotokolls, immer 1-Bit
21-28 Minute mit Parität. Dabei haben die 7 Bits die Wertigkeit 1, 2, 4, 8, 10, 20 und 30. Ist die Anzahl der gesetzten Bits ungerade wird das Paritätsbit gesetzt um eine gerade Anzahl zu erreichen.
29-35 Stunde mit Parität. Dabei haben die 6 Bits die Wertigkeit 1, 2, 4, 8, 10 und 20.
36-41 Kalendertag, 1, 2, 4, 8, 10 und 20
42, 43, 44 Wochentag, 1, 2, 4 wobei 1 Montag und 7 Sonntag entspricht
45-49 Monat, 1, 2, 4, 8 und 10
50-58 Jahr und Parität für das komplette Datum. Wertigkeit: 1, 2, 4, 8, 10, 20, 40 und 80
59 kein Impuls. Bei Schaltsekunde 100ms und danach keinen Impuls.
0 Minutenmarke, start der nächsten Übertragung usw.

Farben:
  • Statische Bits/Marker
  • Nutzdatenbits
  • Steuer/Kontrollbits
  • Paritätsbits
  • Kein Puls/Schaltsekunde