CN104620598B - 接收器电路和用于接收器电路运行的方法 - Google Patents
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Abstract
一种电路设备，其构造用于在总线线路上输出电压脉冲，所述电路设备具有如下装置，所述装置构造用于确定总线线路上的电压是否已经达到确定的阈值。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的电路设备、根据权利要求7所述的用于机动车的乘客保护系统以及根据权利要求9所述的用于运行接收器电路的方法。
背景技术
已知，为了在恶劣环境中进行信息传输——例如为了在机动车中进行传感器数据的传输而使用电流接口。电流接口例如在机动车的乘客保护系统中用于将借助外围传感器记录的测量数据传输到中央控制装置。此外也已知，将这样的电流接口构造为总线，多个传感器通过总线与中央接收器连接。为了同步进行发送的传感器已知，通过进行接收的控制装置预给定电压脉冲形式的工作时钟。每个这样的电压脉冲标记一个新的时隙的开始，该时隙可以用于通过传感器的数据传输。
发明内容
本发明的任务在于，提供改善的电路设备，其构造用于在总线线路上输出电压脉冲。所述任务通过具有权利要求1的特征的电路设备解决。本发明的另一任务在于，提供改善的用于机动车的乘客保护系统。所述任务通过具有权利要求7的特征的用于机动车的乘客保护系统解决。本发明的另一任务在于，给出改善的用于运行接收器电路的方法。所述任务通过具有权利要求9的特征的方法解决。优选的扩展方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的电路设备构造用于在总线线路上输出电压脉冲。在此，电路设备具有构造用于确定总线线路上的电压是否已经达到确定的阈值的装置。有利地，电路设备然后可以求取由电路设备输出的电压脉冲达到确定的阈值的时刻，所述阈值是一个触发阈值。由此，电路设备可以有利地求取如下时刻：其他连接在总线线路上的参与者在该时刻也探测到由电路设备输出的电压脉冲。由此，电路设备可以将其自身行为有利地更好地与其他连接在总线线路上的参与者的行为进行同步。在此可以调整由制造和运行引起的时间上的变化，例如由于温度、老化以及配置影响引起的变化。这有利地允许缩短所需的在时间上的预留缓冲，这能够实现总线线路以更高的数据吞吐量运行。
在电路设备的一个实施方式中，所述装置包括比较器。在此，比较器的第一输入端与总线线路连接。有利地，电路设备可以借助于比较器监视位于总线线路上的电压。
在电路设备的一个实施方式中，比较器的第一输入端通过分压器与总线线路连接。有利地，由此，待通过比较器监视的电压范围的大小减小，由此使得可能的是，以更低的供电电压运行比较器。由此有利地，比较器的功率消耗和产生的余热降低。此外，可以以更小的复杂性和更低的面积需求构造所述电路设备。
在电路设备的一个实施方式中，比较器的第二输入端与电压源连接。有利地，第二电压源可以提供比较电压，所述比较电压使得比较器可能的是，确定位于总线线路上的电压是否已经达到确定的阈值。
在电路设备的一个实施方式中，所述电路设备构造用于通过总线线路接收数据信号。有利地，电路设备可以用作接收器电路，所述接收器电路用于接收通过总线线路发送的数据信号。
在电路设备的一个实施方式中，所述电路设备构造用于在总线线路上的电压已经达到确定的阈值的时刻之后的一个确定的持续时间之后开始数据信号的接收。有利地，由所述电路设备求取的、在总线线路上的电压已经达到确定阈值的时刻等于其他连接在总线线路上的参与者探测到由所述电路设备输出的电压脉冲的时刻。这使得电路设备获得另一时刻的非常准确的认识，在该另一时刻设置在总线线路上的参与者中的一个开始数据发送。
根据本发明的用于机动车的乘客保护系统包括传感器、总线线路以及上述类型的电路设备。有利地，所述总线线路可以在所述乘客保护系统中以相对较高的数据吞吐量运行，这能够实现大量传感器数据的传输。由此，对于乘客保护系统，更多用于识别潜在危险状况的信息可用。
在乘客保护系统的一个优选实施方式中，所述总线线路构造为电流接口。有利地，总线线路允许稳健和相对于干扰影响不敏感的数据传输。
一种用于运行接收器电路的方法包括以下步骤：通过总线线路输出电压脉冲；求取总线线路上的电压达到确定的阈值的时刻。有利地由此也可以确定如下时刻，在所述时刻一个或多个其他连接在总线线路上的参与者探测到由接收器电路输出的电压脉冲。这使得电路设备获得如下时刻的非常准确的认识，在该时刻另一连接在总线线路上的参与者开始数据发送。
在所述方法的一个扩展方案中，执行另一步骤用于在所求取的时刻之后的一个确定的持续时间之后开始数据接收。有利地，使数据接收的开始非常准确地与数据发送的开始同步。
附图说明
现在根据附图进一步阐明本发明。在此在示意图中示出：
图1：位于总线线路上的信号的信号图；
图2：根据第一实施方式的乘客保护系统；
图3：根据第二实施方式的乘客保护系统；以及
图4：根据第三实施方式的乘客保护系统。
具体实施方式
图1示出了用于阐明在通过总线同步运行下的数据通信中的时间行为的信号图100。数据通信例如可以在机动车的乘客保护系统中进行并且用于传感器数据由外围传感器到中央控制装置的传输。在该情况下，除了控制装置之外，一个或多个传感器连接到总线。该总线例如可以涉及电流接口。在该情况下，该总线具有数据线路和接地线路。在下文中仅仅考虑数据线路并且将其称为总线线路。
如果多个传感器共同连接到总线线路，则必须同步其运行。出于该目的，用作接收器的中央控制装置预给定周期性电压脉冲形式的工作时钟。每个这样的电压脉冲通过连接在总线线路上的传感器探测并且标记用于数据传输的一个新时隙的开始。
在图1中示出的信号图100的水平轴上绘出时间101。垂直轴示出了电压102。示出位于总线线路上的电压110的时间变化曲线。起初，供电电压103位于总线线路上。
在开始时刻120，与总线线路连接的接收器电路(例如乘客保护系统的中央控制器)通过总线线路输出电压脉冲111。电压脉冲111标记新时隙的开始。电压脉冲111具有脉冲持续时间137并且持续直至结束时刻122。在一个周期长度138之后在另一开始时刻127紧接着另一电压脉冲111。电压脉冲111也可以称为同步脉冲。
通过接收器电路输出的电压脉冲111使得位于总线线路上的电压110上升直至脉冲幅度电压105。位于总线线路上的电压110已经在触发时刻121达到阈值104，该触发时刻在开始时刻120之后设置上升时间130，该阈值位于供电电压103与脉冲幅度电压105之间。一旦位于总线线路上的电压110达到阈值104，连接在总线线路上的发送器(例如乘客保护系统的一个传感器)可以探测到电压脉冲111。触发时刻121可以通过不同的影响变化一时间变化131，位于总线线路上的电压110在该触发时刻达到阈值104。例如制造引起的批次差别和不同的运行条件——例如温度差别、老化效应以及不同的总线配置可以影响位于总线线路上的电压110的上升速度。
连接在总线线路上的传感器在可变一时间变化131的触发时刻121探测电压脉冲111。在发送器中确定的发送器延迟时间132之后，发送器开始通过数据总线发送数据字140。数据字140的发送在发送开始时刻124开始并且延伸通过发送时间窗134直至发送结束时刻125。
接收器必须能够完全接收由发送器发送的数据字140。为此，接收器在接收开始时刻123开始数据接收并且在接收时间窗135期间继续该数据接收直至接收结束时刻126。接收开始时刻123必须位于发送开始时刻124之前。接收结束时刻126必须位于发送结束时刻125之后。然而，发送开始时刻124并且相应地发送结束时刻125可能由于触发时刻121的可变性而移动。
确保接收开始时刻123在时间上位于发送开始时刻124之前的可能性在于，将接收开始时刻123以一个由开始时刻120测量的接收器延迟时间133设置在开始时刻120之后并且在此如此测量接收器延迟时间133，使得在接收开始时刻123与发送开始时刻124之间产生时间上的安全间隔136，该安全间隔在每种情况下都大于触发时刻121的时间变化131。然而，为此需要的大的时间上的安全间隔136减小接收时间窗135的可用长度并且由此给每个时间单元可传输的数据量设置一个上限。相反，时间上的安全间隔136的缩短降低了通过总线线路的数据传输的稳健性。
因此较有利的是，接收器同样得知触发时刻121，在该触发时刻该发送器探测到总线线路上的电压脉冲111。在这种情况下，接收器可以非常准确地确定发送器开始数据字140的发送的时刻。然后，接收器可以在刚好这个时刻或者在该时刻不久之前开始数据接收。因为发送器在触发时刻121之后的发送器延迟时间132到期之后开始数据发送，所以接收器可以比在触发时刻121之后的发送器延迟时间132稍微更短的时间到期之后开始数据接收。
图2、3和4示出乘客保护系统的实施方式，其中，接收器电路构造用于确定触发时刻121，在该触发时刻由接收器电路输出的电压脉冲111导致位于总线线路上的电压110上升直至超过阈值104。该时刻的确定分别通过位于总线线路上的电压110的监视实现。在图2、3和4中，相同的和起相同作用的组件设有相同参考标记并且仅仅一次地在其第一次提及中描述。
图2示出根据第一实施方式的乘客保护系统200的示意图。乘客保护系统200可以例如安装在机动车中。该乘客保护系统200包括接收器电路210、总线线路220以及传感器230。接收器电路210用于接收通过传感器230通过总线线路220发送的测量数据。接收器电路210例如可以构造为控制装置。总线线路220用于在传感器230与接收器电路210之间的同步数据传输。总线线路220例如可以是电流接口的一部分。在该情况下除了总线线路220还存在接地线路，该接地线路在图2中未示出。除了传感器230之外，乘客保护系统200可以具有另外的传感器，所述另外的传感器同样与总线线路220连接，以便传送数据到接收器电路210。
接收器电路210包括供电电源240，该供电电源用于将供电电压103施加到总线线路220。此外，接收器电路210包括另外的电路部分250，所述另外的电路部分用于接收和分析处理通过传感器230通过总线线路220传输的数据。
为了确定触发时刻121，接收器电路210具有比较器260。比较器260具有第一输入端261、第二输入端262以及输出端263。比较器260的第一输入端261与总线线路220连接。通过第二输入端262给比较器260提供在阈值104的水平上的比较电压。出于该目的，第二输入端262可以与自身的电压源连接。
比较器260的输出端263与另外的电路部分250连接。一旦位于总线线路220上的电压110达到阈值104，也就是在触发时刻121，比较器260就通过其输出端263输出相应信号到所述另外的电路部分250。由此，所述另外的电路部分250知晓触发时刻121并且可以基于触发时刻121通过接收器电路210计算用于数据接收的开始时刻。
图3示出根据第二实施方式的乘客保护系统1200。乘客保护系统1200具有接收器电路1210。不同于乘客保护系统200的接收器电路210，乘客保护系统1200的接收器电路1210具有比较器1260，其具有第一输入端1261、第二输入端1262以及输出端1263。比较器1260的第一输入端1261又与总线线路220连接。比较器1260的第二输入端1262与电压源1270连接，该电压源设置在第二输入端1262与供电电源240之间。电压源1270构造用于生成电压，该电压水平相应于阈值104与供电电压103之间的差。因为电压源1270连接供电电源240，所以在比较器1260的第二输入端1262上调整的有效电压又等于阈值104。通过这种方式比较器1260也可以确定：位于总线线路220上的电压110何时达到阈值104。在这种情况下，比较器1260又通过其输出端1263输出相应信号到另外的电路部分250。
图4示出根据第三实施方式的乘客保护系统2200。乘客保护系统2200具有接收器电路2210。代替比较器260，接收器电路2210具有比较器2260，该比较器具有第一输入端2261、第二输入端2262以及输出端2263。比较器2260的第一输入端2261通过分压器2270与总线线路220连接。分压器2270包括第一电阻2271与第二电阻2272。第一电阻2271设置在总线线路220与中间节点2274之间。第二电阻2272设置在中间节点2274与接地触点2273之间。比较器2260的第一输入端2261与中间节点2274连接。比较器2260的输出端2263又与另外的电路部分250连接。
位于第一输入端2261上的分电压等于位于总线线路220上的电压110乘以由第二电阻2270的电阻与第一电阻2271和第二电阻2272的电阻之和组成的商。通过第二输入端2262给比较器2260提供参考电压，该参考电压的水平等于阈值104乘以由第二电阻2272的大小与第一电阻2271和第二电阻2272的电阻之和组成的商。由此，比较器2260也可以确定：位于总线线路220上的电压110何时达到阈值104。然而，位于输入端2261、2262上的电压具有较小的值，由此，比较器2260相比于比较器260、1260可以以较小的供电电压运行。由此，比较器2260的功率消耗以及通过比较器2260生成的余热降低。由此，需要用于实现接收器电路2210的硅面和接收器电路2210的复杂性也有利地降低。
供电电压103可以为几个伏特。例如供电电压103可以具有6.7V的值。脉冲幅度电压105例如可以为大约9V的值。周期长度138可以为例如500μs。脉冲持续时间137可以为例如40μs。
Claims (12)
1.一种电路设备(210、1210、2210)，
其构造用于在总线线路(220)上输出电压脉冲(111)，
其中，所述电路设备具有接收器电路(210)，所述接收器电路通过总线线路(220)输出周期性的电压脉冲(111)；
其中，所述电路设备(210、1210、2210)具有构造用于确定所述总线线路(220)上的电压(110)是否达到确定的阈值(104)的装置(260、1260、2260)；
其中，所述电路设备(210、1210、2210)构造用于在所述总线线路(220)上的电压(110)已经达到所述确定的阈值(104)的时刻(121)之后的一个确定的持续时间(132)之后开始数据信号的接收，
其中，一旦位于所述总线线路上的电压(110)达到所述阈值(104)，连接在所述总线线路上的发送器能够探测到所述电压脉冲(111)。
2.根据权利要求1所述的电路设备(210、1210、2210)，其中，所述装置包括比较器(260、1260、2260)，其中，所述比较器(260、1260、2260)的第一输入端(261、1261、2261)与所述总线线路(220)连接。
3.根据权利要求2所述的电路设备(2210)，其中，所述比较器(2260)的第一输入端(2261)通过分压器(2270)与所述总线线路(220)连接。
4.根据权利要求2或3所述的电路设备(210、1210、2210)，其中，所述比较器(260、1260、2260)的第二输入端(262、1262、2262)与电压源连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电路设备(210、1210、2210)，其中，所述电路设备(210、1210、2210)构造用于通过所述总线线路(220)接收数据信号(140)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电路设备(210、1210、2210)，
其中，在连接到所述总线线路(220)上的发送器(230)的情况下，所述电压脉冲(111)在所述发送器中确定的发送器延迟时间(132)之后产生所述数据信号(140)通过所述总线线路的发送，
其中，设置，所述发送在所述总线线路(220)上的电压(110)已经达到所述确定的阈值(104)的时刻(121)之后的一个发送器延迟时间(132)之后进行。
7.一种用于机动车的乘客保护系统(200、1200、2200)，其具有传感器(230)、总线线路(220)和根据以上权利要求中任一项所述的电路设备(210、1210、2210)。
8.根据权利要求7所述的乘客保护系统(200、1200、2200)，其中，所述总线线路(220)构造为电流接口。
9.一种用于运行根据权利要求1至6中任一项所述的电路设备(210、1210、2210)的方法，所述方法具有以下步骤：
通过总线线路(220)输出电压脉冲(111)；
求取所述总线线路(220)上的电压(110)达到确定的阈值(104)的时刻(121)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，执行以下另外的步骤：
在所求取的时刻(121)之后的一个确定的持续时间(132)之后开始数据接收。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述电压脉冲(111)以周期性发出的电压脉冲(111)形式用于使连接在所述总线线路(220)上的发送器(230)与所述接收器电路(210、1210、2210)同步。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，在所述电压脉冲(111) 的电压(110)达到所述阈值(104)之后的一个持续时间或者发送器延迟时间(132)之后开始数据信号(140)通过连接在所述总线线路(220)上的发送器(220)的发送。
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