AT511977A1 - Verfahren und vorrichtung zur kurzfristigen synchronisation mehrerer geräte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatornetzwerk, bzw. eine Vorrichtung zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatornetzwerk. Jeder Knoten beinhaltet eine PLL. Der Oszillator ist dabei so eingestellt, dass er entsprechend der Bauteiltoleranzen annähernd auf der erforderlichen Frequenz schwingt. Lässt man nun, nachdem der Oszillator synchronisiert hat, die Steuer Spannung für den VCO konstant, so bleibt dieser auf der eingestellten Frequenz. Die Steuerspannung entsteht am Ausgang des Filters, der als Tiefpass bei analoger Realisierung durch einen Kondensator am Ausgang gebildet ist. Wird dieser Ausgangskondensator durch einen hochohmigen Schalter vom restlichen Filter getrennt, so bleibt die Spannung am Kondensator, so kein Strom durch ihn fließt, konstant und somit auch die VCO Frequenz die als Takt für den Knoten des Netzwerks verwendet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kurzfristigen Synchronisation mehrerer Geräte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatometzwerk, bzw. eine Vorrichtung zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatometzwerk.

Die Knoten in einem Sensor- oder Aktuatometzwerk müssen unter bestimmten Bedingungen synchronisiert zu einander sein. Es wird hier vorgeschlagen, dass jeder Knoten (neben seinen eigentlichen Vorrichtungen, wie Sensoren, Datenübertragungseinrichtungen und Aktoren) eine phasengekoppelte Schleife beinhaltet. Der Oszillator ist dabei so eingestellt, dass er auf der erforderlichen Frequenz schwingt. Nun ist es aber so, dass durch die unvermeidlichen Bauteiltoleranzen bei identem Aufbau (was die Nennbauteilwerte betrifft) die Oszillatoren auf unterschiedlicher Frequenz arbeiten. Betrachtet man den Aufbau einer PLL, so besteht diese aus einem Phasendetektor, einem Tiefpassfilter und einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO). Dem Phasendetektor wird einerseits das Oszillatorsignal und andererseits das Eingangssignal zugeführt. Ein Eingangssignal innerhalb des Frequenzbereiches des VCOs wird den VCO entsprechend der Zeitkonstante des Tiefpassfilters auf die Eingangsfrequenz synchronisieren. Lässt man nun, nachdem der Oszillator synchronisiert hat, die Steuerspannung für den VCO konstant, so bleibt dieser auf der eingestellten Frequenz (abgesehen von Änderungen verursacht durch die Temperatur oder durch Leckströme). Die Steuerspamrung entsteht am Ausgang des Filters, der als Tiefpass bei analoger Realisierung durch einen Kondensator am Ausgang gebildet ist. Wird dieser Ausgangskondensator durch einen hochohmigen Schalter vom restlichen Filter getrennt, so bleibt die Spannung am Kondensator, so kein Strom durch ihn fließt, konstant (eine Entladung erfolgt nur durch den eigenen Verlustwiderstand des Kondensators, bzw. durch den Eingangswiderstand des VCOs, der sinnvollerweise in CMOS Technik aufgebaut ist und durch den Isolationswiderstand des Trennschalters).

Die Aufgabe Knoten in einem Sensor- oder Aktuatometzwerk über eine kurze Zeit zu synchronisieren wird erfmdungsgemäß dadurch bewerkstelligt, dass sich verfahrensgemäß in jedem Knoten eine PPL, bestehend aus Phasendetektor, Filter und VCO, befindet, die über die Anscblussleitungen der Knoten synchronisiert werden und nach der Synchronisation durch Konstanthalten des Eingangssignals des VCOs mit konstanter Frequenz weiterschwingen, und das erforderliche Taktsignal des Knotens liefert, bzw. dass sich vorrichtungsgemäß in jedem Knoten eine PLL, bestehend aus Phasendetektor, Filter mit Ausgangskondensator und VCO, befindet, die über die Anschlussleitungen der Knoten synchronisiert wird und nach der 1 P93/fh/20111010

Synchronisation durch Abtrennen dV? HltCfaüfe£aÄ|$koiiclenlators mit einem elektronischen Schalter vom restlichen Filter getrennt wird, wobei das Signal des spannungsgesteuerten Oszillators das gewünschte Talctsignal des Knotens ist. Die Schaltung kann dabei diskret in CMOS Technik oder als kundenspezifischer oder Teil eines kundenspezifischen ICs realisiert werden. Die Schaltung kann aber auch teilweise oder ganz als digitales System in Prozessortechnik ausgefuhrt werden.

Als Anwendung kommen Mess- und Regelaufgaben in verteilten Strukturen aber auch Zündvorrichtungen im Berg- und Straßenbau und ähnliches in Frage. 2 P93/fh/20111010

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatometzwerk dadurch gekennzeichnet, dass sich in jedem Knoten eine PPL, bestehend aus Phasendetektor, Filter und VCO, befindet, die über die Anschlussleitungen der Knoten synchronisiert werden und nach der Synchronisation durch Konstanthalten des Eingangssignals des VCOs mit konstanter Frequenz weiterschwingen, und das erforderliche Taktsignal des Knotens liefert.
2. 2. Vorrichtung zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatornetzwerk dadurch gekennzeichnet, dass sich in jedem Knoten eine PLL, bestehend aus Phasendetektor, Filter mit Ausgangskondensator und VCO, befindet, die über die Anschlussleitungen der Knoten synchronisiert wird und nach der Synchronisation durch Abtrennen des Filterausgangskondensators mit einem elektronischen Schalter vom restlichen Filter getrennt wird, wobei das Signal des spannungsgesteuerten Oszillators das gewünschte Taktsignal des Knotens ist.
3. 3. Vorrichtung zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatometzwerk gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung diskret in CMOS Technik oder als kundenspezifischer oder Teil eines kundenspezifischen ICs realisiert wird.
4. 4. Vorrichtung zur kurzfristigen Synchronisation von Knoten in einem Sensor- oder Aktuatornetzwerk gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung teilweise oder ganz als digitales System in Prozessortechnik ausgefiihrt wird. 3 P93/fh/20111010