DCF77 – Transmission de l’heure par ondes radio
DCF77 est un système de transmission de l’heure par ondes radio mis en service le 1er janvier 1959. Son émetteur est situé en Allemagne. Il utilise une horloge atomique et donne donc l’heure de façon très précise.
De nombreux dispositifs utilisent ce signal pour se mettre à l’heure automatiquement.
Ainsi certaines montres ou réveils sont dotés de récepteurs radio leur permettant de mettre à jour leur heure régulièrement, et passent automatiquement de l’heure d’hiver à l’heure d’été.
On peut également régler la date et le jour de la semaine.
Protocole DCF77
DCF77 est un protocole de communication numérique.
Le signal transmis est modulé selon le principe de modulation d’amplitude (ASK), avec une fréquence porteuse de 77,5 kHz.
Il faudra utiliser un modèle d’antenne beaucoup plus compact, comme des antennes capacitives ou inductives ….
Codage des bits
L’onde porteuse est modulée par des impulsions, au rythme d’une par seconde.
On appelle impulsion une période pendant laquelle l’amplitude du signal est diminuée (atteignant 15% de l’amplitude du signal reçu)
La durée d’une impulsion, détermine le niveau du bit reçu :
- Une impulsion de 100 ms représente un bit à 0
- Une impulsion de 200 ms représente un bit à 1
0100, transmis selon le protocole DCF77.
Codage des informations
L’émetteur envoie une trame de 59 secondes chaque minute.
La 60e seconde n’est pas modulée : cela permet d’annoncer le début d’une nouvelle trame…
Détail de la trame :
- 0 (M) : Début de trame (bit à 0).
- 1 – 14 : Réservé pour une utilisation future.
- 15 (R) : L’émetteur de réserve est actif lorsque ce bit est à 1.
- 16 (A1) : Annonce de l’heure d’hiver.
- 17, 18 (Z1, Z2) : Ces deux bits codent le fuseau horaire actuel :
| Z1 | Z2 | Fuseau horaire |
| 0 | 1 | CET (Central European Time) = UTC + 1h |
| 1 | 0 | CEST (Central European Summer Time) = UTC + 2h |
CET correspond à l’heure d’hiver, et CEST correspond à l’heure d’été. Il s’agit de l’heure légale de la plupart des pays d’Europe.
- 19 (A2) : Indique qu’une seconde va être supprimée pour corriger les irrégularités de la rotation de la terre.
- 20 (S) : Bit de début de codage des informations horaires (toujours à 1).
- 21 – 27 : Minutes codées en BCD, bit de poids faible en premier :
| N° bit | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |
| Minutes | 1 | 2 | 4 | 8 | 10 | 20 | 40 |
- 28 (P1) : Bit de parité (parité paire) des minutes (bits 21 à 27).
- 29 – 34 : Heures codées en BCD, bit de poids faible en premier :
| N° bit | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 |
| Heures | 1 | 2 | 4 | 8 | 10 | 20 |
- 35 (P2) : Bit de parité (parité paire) des heures (bits 29 à 34).
- 36 – 41 : Jour codé en BCD, bit de poids faible en premier :
| N° bit | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 |
| Jour | 1 | 2 | 4 | 8 | 10 | 20 |
- 42 – 44 : Jour de la semaine codé en BCD, bit de poids faible en premier (lundi = 1) :
| N° bit | 42 | 43 | 44 |
| Jour semaine | 1 | 2 | 4 |
- 45 – 49 : Mois codé en BCD, bit de poids faible en premier :
| N° bit | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 |
| Mois | 1 | 2 | 4 | 8 | 10 |
- 50 – 57 : Année (sur deux chiffres) codées en BCD, bit de poids faible en premier :
| N° bit | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 |
| Valeur | 1 | 2 | 4 | 8 | 10 | 20 | 40 | 80 |
- 58 (P3) : Bit de parité (parité paire) de la date (bits 36 à 57).
- 59 : Pas d’impulsion
Exemple de capture de la fin d’une trame :
Analyse d’un signal pour déterminer la date et l’heure
- Aller sur le site http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/
- Régler la fréquence sur 77,5kHz en choisissant une modulation USB (Modulation d’amplitude à porteuse supprimée)
- Ajuster le filtre à 0,99kHz et cocher noise reduction
- Enregistrer 2 minutes de signal transposé dans des fréquences audibles en cliquant sur Audio recording