CN113287271A - 对用于金属杂质识别的天线系统进行功能检验的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对天线系统进行功能检验的设备，所述天线系统尤其是用于金属杂质识别，所述设备包括：具有多个天线单元（AE0，...，AE15）的天线系统，其中包括天线（A0，...，A15）和至少一个电阻（R0，...，R15）的天线单元（AE0，...，AE15）中的每一个分别接线在选择单元（SE）的所分配的输入端与其他选择单元（SE2）的多个输出端中的特定输出端之间；计算单元（CU），所述计算单元被构造用于在第一输出端（CUO1）处为所述选择单元（SE）和所述其他选择单元（SE2）提供控制信号（CTRL_MUX_I，CTRL_MUX_II），其中通过所述控制信号确定出：能够将所述选择单元（SE）的哪个输入端与所述选择单元（SE）的输出端（SEO）连接以及所述其他选择单元（SE2）的输出端（SE2O0，...，SE2O3）中的哪一个输出端被加载有在所述其他选择单元（SE2）的输入端（SE2I）处施加的偏压（Vofst），和在所述计算单元（CU）的输入端（CUI1）处接收在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）处施加的天线信号；诊断电路（DC），所述诊断电路接线在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）与诊断电压端子之间并且能够由所述计算单元（CU）操控，其中诊断电压（Vaux）施加在所述诊断电压端子上。所述计算单元（CU）被构造用于从在被激活的和未被激活的诊断电路情况下确定的在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）处的天线信号的比较中推断出所述天线系统的差错。

Description

对用于金属杂质识别的天线系统进行功能检验的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对天线系统进行功能检验的设备和方法，所述天线系统尤其是用于金属杂质识别。

背景技术

在感应充电时，借助于变压器原理在几厘米直至约20cm的路段上传输能量。在此，根据间距、结构和功率可以在外部地面线圈（所谓的初级线圈）和车辆侧底部线圈（所谓的次级线圈）之间形成大的磁场。两个线圈彼此对准得越差，杂散磁场（EMV）可能变得越大，对于人类的磁载荷可能变得越大，和/或越少的功率可能被传输到车辆的电池中。此外，传输系统的效率变得较差。

在能量传输时在气隙中形成的交变磁场由于高的传输功率而导致：处于气隙中的金属体、诸如硬币、钉子等被加热。在此在金属体中出现的温度可能变得如此高，使得包覆外部地面线圈的通常由塑料制成的外壳可能被损坏。此外存在以下危险，即通过热金属体可能使位于附近的易燃物质、诸如纸燃烧，由此存在形成较大火灾的危险。如果另一方面人员试图从外部地面线圈移除已经变热的金属物体，则存在烧伤的危险。

因此，在感应式机动车充电系统的情况下存在所谓的金属杂质识别的需求，所述金属杂质识别当在地面间隙中探测到金属物体时去活外部地面线圈和/或输出警告。由于这样的金属杂质识别也可能具有缺陷，因此必须定期地对为此使用的传感器系统鉴于其功能性进行检验。

发明内容

本发明的任务是说明用于对感应式机动车充电系统的用于金属杂质识别所使用的天线系统进行功能检验的设备和方法，所述设备和方法是简单的、成本低的并且可靠的。尤其是，在运行感应式充电系统之前和在运行感应式充电系统期间，应该能够实现对测量路径以及接收天线的诊断。

这些任务通过根据专利权利要求1的特征的设备和根据专利权利要求13的特征的方法来解决。有利的构型由从属专利权利要求中得出。

根据第一方面，提出一种用于对天线系统进行功能检验的设备，所述天线系统尤其是用于金属杂质识别。所述设备和天线系统尤其是感应式机动车充电系统的组成部分。所述设备包括具有多个天线单元的天线系统，其中包括天线和至少一个电阻的天线单元中的每一个分别接线在选择单元的所分配的输入端和所述设备的其他选择单元的多个输出端中的特定输出端之间。所述设备的计算单元被构造用于为选择单元和其他选择单元提供控制信号，其中通过控制信号确定出能够将选择单元的哪个输入端与选择单元的输出端连接以及其他选择单元的输出端中的哪一个输出端加载有在其他选择单元的输入端处施加（anliegenden）的偏压。所述设备的计算单元此外被构造用于在计算单元的输入端处接收在选择单元的输出端处施加的天线信号。所述设备此外包括诊断电路，所述诊断电路接线在选择单元的输出端和诊断电压端子之间并且可以由计算单元操控，其中诊断电压施加在诊断电压端子上。计算单元此外被构造用于从在被激活的和未被激活的诊断电路情况下确定的在选择单元的输出端处的天线信号的比较中推断出天线系统的差错。

根据本发明的设备所基于的原理基于：对于天线系统的每个天线，在未被激活的诊断电路情况下，在选择单元的输出端处得出特定的额定电压。对地短路、断开连接、两个天线之间的短路以及选择单元的差错可以通过探测与特定的额定电压的偏差来确定。此外，通过在被激活的诊断电路情况下和在无被激活的诊断电路情况下比较在选择单元的输出端处施加的电压，可以自动地检验设备的完整测量路径。

可以在开头提到的感应式充电设备的运行之前和期间使用对设备的功能性的检验。

所述设备可以以简单和成本低的方式实现。尤其是，与用于金属杂质识别的传统天线系统相比，仅需要少量附加器件。可以在使用现有的信号分析结构的情况下执行功能性的检验。功能性的评价可以由计算单元以软件的形式实现。

根据一种适宜的构型，诊断电路包括由通过计算单元可控制的开关元件和诊断电阻组成的串联电路。借助于诊断电路，有可能通过激活诊断电路有针对性地改变在选择单元的输出端处施加的电压。基于诊断电阻的已知值，在天线系统的正确功能性情况下，在选择电路的输出端处得出信号的预期的偏差值，所述偏差值然后可以被评估用于评定天线系统的功能性。

尤其是，可控开关元件可以通过在计算单元的第二输出端处施加的用于激活或去活诊断电路的控制信号被切换为导通的或截止的。由此，可以选择性地将选择电路的输出端与诊断电压端子连接或从所述诊断电压端子去耦，在所述诊断电压端子处施加有诊断电压。

如果选择单元具有多个复用器，则此外是适宜的。尤其是，复用器可以以级联方式接线。根据复用器的数量，于是得出对应数量的天线单元，其中各自天线单元与复用器之一的所分配的输入端连接。

其他选择单元适宜地包括解复用器，其输出端的数量对应于选择单元的复用器的数量。其他选择单元的各自输出端经由天线单元与多个复用器的天线组特定的输入端（SEI0，...，SEI15）连接，其中天线组特定的输入端是选择单元的复用器中的每一个复用器的具有标志的输入端，所述标志以二进数的形式作为控制信号存在。设置其他选择单元使得能够在由于内部差错而引起的有错误的信道选择方面诊断选择单元的复用器的正确功能以及其他选择单元的解复用器的正确功能，所述内部差错在引导控制信号的线路中不可见。为此，特定数量的天线分别在其共同基点处被组合成组，所述天线经由其他选择单元的解复用器被选择。通过将测量值与预期值进行比较，在适当的组选择情况下可以检验所有复用器的正确操控。

尤其是，每个天线单元均包括第一电阻，所述第一电阻串联连接在天线与选择单元的分配给天线单元的输入端之间。与诊断电阻相结合地得出分压器，其中选择单元的输出端表示在诊断电阻与恰好考虑的（激活的）天线单元的第一电阻之间的接点。这根据诊断电路是否被激活在选择单元的输出端处能够实现不同的电压电位。

每个天线单元此外可以包括第二电阻，所述第二电阻与由第一电阻和相关的天线单元的天线组成的串联电路并联地接线。当天线与加载有偏压的节点分离时，通过设置第二电阻不得出浮置。尤其是，第二电阻也允许检验选择单元的功能性和其操控。

如果与复用器的输入端耦合的天线单元的第一电阻具有至少两个不同的电阻值，则此外是适宜的。通过适当地选择哪个天线配备有哪个第一电阻（所谓的串联电阻），即使在包括大量复用器的选择单元的情况下也可以检验复用器的正确功能。对串联电阻进行选择，使得与天线单元耦合的每个复用器在至少一个输入端处提供与其余输入端不同的结果。由此，可以明确地识别操控差错。此外对电阻值进行选择，使得提供明确的结果模式。

计算单元适宜地被构造用于为了完全地测试天线系统，在被去活的诊断电路情况下通过用于选择单元的合适的控制信号将每个天线单元与选择单元的输出端连接，并且在第一结果表格中记录所有所确定的信号。计算单元此外被构造用于在被激活的诊断电路的情况下通过用于选择单元的合适的控制信号将每个天线单元与选择单元的输出端连接并且在第二结果表格中记录所有所确定的信号。然后从第一结果表格与第二结果表格的比较中推断出天线系统中的差错。

从第一结果表格与第二结果表格的比较中，此外可以推断出天线系统中的差错的地点。作为差错地点，可以对分配给天线单元的天线、分配给天线单元的天线连接、选择单元或接线在选择单元的输出端与计算单元的输入端之间的信号处理单元进行区分。

根据第二方面，提出一种用于对天线系统进行功能检验的方法，所述天线系统尤其是用于金属杂质识别。该天线系统包括多个天线单元，其中包括天线和至少一个电阻的天线单元中的每一个分别接线在选择单元的所分配的输入端与其他选择单元的多个输出端中的特定输出端之间。在该方法情况下，通过计算机单元在第一输出端处为选择单元和其他选择单元提供控制信号，其中通过控制信号确定出可以将选择单元的哪个输入端与选择单元的输出端连接，以及其他选择单元的输出端中的哪一个输出端被加载有在其他选择单元的输入端处施加的偏压，并且在计算单元的输入端处接收在选择单元的输出端处施加的天线信号。此外，选择性地操控诊断电路。从在被激活的和未被激活的诊断电路情况下确定的在选择单元的输出端处的天线信号的比较中于是推断出天线系统的差错。

本发明具有与以上结合根据本发明的设备描述的这些优点相同的优点。

适宜地，为了完全地测试天线系统，在被去活的诊断电路情况下通过用于选择单元的合适的控制信号将每个天线单元与选择单元的输出端连接，并且在第一结果表格中记录所有所确定的信号。此外，在被激活的诊断电路情况下通过用于选择单元的合适的控制信号将每个天线单元与选择单元的输出端连接，并且在第二结果表格中记录所有所确定的信号。然后从第一结果表格与第二结果表格的比较中推断出天线系统中的差错。

根据另一适宜的构型，从第一结果表格与第二结果表格的比较中推断出天线系统中的差错的地点。差错可能被限定于以下地点上：分配给天线单元的天线、分配给天线单元的天线连接、选择单元或接线在选择单元的输出端与计算单元的输入端之间的信号处理单元。

附图说明

下面根据附图中的实施例更详细地描述本发明。其中：

图1示出用于对用于金属杂质识别的天线系统进行功能检验的设备的等效电路图的示意图；图2示出图1的设备的选择单元的放大图；

图3示出矩阵，其中当天线系统不具有功能差错时，示出针对图2的选择单元的可能操控状况的结果值；

图4示出矩阵，其中示出在出现差错时用于图2的选择单元的复用器的结果状态；

图5示出当在选择单元处出现不同的差错状态时扩展的差错矩阵；

图6示出用于完全地对用于金属杂质识别的天线系统进行功能检验的设备的根据本发明的等效电路图的示意图；和

图7示出矩阵，其中示出在出现差错时用于图6的选择单元的复用器的结果状态。

具体实施方式

图1示出用于对天线系统进行功能检验的根据本发明的设备的等效电路图的示意图。天线系统用于金属杂质识别，所述金属杂质识别在探测到金属物体、例如硬币、螺钉、钉子等时输出警告和/或去活与设备连接的技术系统。该设备用于能够对天线系统以及与天线系统连接的信号处理组件的缺陷鉴于其功能性进行检验。

尤其是，下面描述的设备被设置用于在感应式车辆充电系统情况下使用，其中借助于变压器原理在几厘米直至约20cm的路段上传输能量。在这样的能量传输系统情况下，根据间距、结构和功率，在外部地面线圈和车辆侧底部线圈之间形成大的磁场。在激活的地面线圈情况下，位于地面线圈的有效区域中的金属体可能被加热。在此在金属体中出现的温度可能变得如此高，使得包覆外部地面线圈的典型地由塑料制成的外壳可能被损坏。此外，存在以下危险：即通过热金属体可能点燃位于附近的易燃物质。同样对于与已经变热的金属物体接触的生物存在烧伤的危险。

下面描述的设备使得能够对天线系统以及连接在天线系统下游的操控和/或信号处理组件在短路、开路线路等方面进行功能检验。在图1中所示的变型方案情况下，仅不安全地有可能识别在其中使用的选择单元的内部差错，尤其是由于内部差错（所谓的内部“固定型（stuck-at）”差错）而有错误地选择通道，所述内部差错在选择单元的操控线路（选择线路（Select–Leitungen））上是不可见的。

待检验的天线系统包括多个天线单元，在该示例中为AE0、...、AE15。天线单元AE0、...、AE15中的每一个均包括天线A0、...、A15、与天线A0、...、A15串联接线的第一电阻R0、...、R15（所谓的串联电阻）以及仅仅可选的第二电阻RP0、...、RP15，所述第二电阻与由第一电阻R0、...、R15和天线A0、...、A15组成的串联电路并联地接线。

天线单元AE0、...、AE15中的每一个分别接线在加载有偏压Vofst的节点K与选择单元SE的分配给各自天线单元AE0、...、AE15的输入端之间。根据未示出的电压供应装置，偏压可以具有正值或负值（在单极电压供应装置的情况下）或者可以处于地电位。在此，接线为使得由天线A0、...、A15和并联电阻RP0、...、RP15组成的各自接点与节点K接线以及由各自天线单元的串联电阻R0、...、R15和并联电阻RP0、...、RP15组成的接点与选择单元SE的分别明确分配的输入端SEI0、...、SEI15接线。

在图1所示的实施例中，选择单元SE由复用器MUX、MUXa、...、MUXd的级联组成。在此，选择单元仅示例性地具有两个级联级MUX I和MUX II。在此，在本实施例中，表示选择单元SE的输入端的级联级MUX II示例性地具有四个复用器MUXa、...、MUXd。表示表选择单元SE的输出端的级联级MUX I具有复用器MUX。与此相应地，第二级联级MUX II的复用器MUXa、...、MUXd的输出端与第一级联级MUX I的复用器MUX的输入端连接。复用器MUX的输出端表示选择单元SE的输出端SEO。

不言而喻，选择单元SE可以由其他数量的级联级（一个、三个或更多个）构成。同样从第二级联级MUX II起复用器的数量可以选择得与这里不同。如从随后的描述中同样将变得清楚的那样，每个复用器MUXa、...、MUXd、MUX具有四个输入端和一个输出端。不言而喻，这也仅仅是示例性的。

选择单元SE的输出端SEO经由信号处理单元SPU与计算单元CU的输入端CUI连接，所述信号处理单元SPU例如包括滤波器和放大器等。计算单元CU被构造用于在第一输出端CUO1处为选择单元SE提供控制信号，其中通过控制信号确定出：可以将选择单元SE的哪个输入端SEI0、...、SEI15与选择单元SE的输出端SEO连接。由此，计算单元可以确定哪个天线单元AE0、...、AE15与计算单元连接用于评估天线信号。

由于具有多个级联级的选择单元SE，在当前情况下需要两个控制信号CTRL_MUX_I和CTRL_MUX_II用于控制第一级联级MUX I的复用器MUX和第二级联级MUX II的复用器MUXa、...、MUXd。实际上，这意味着计算单元CU为此包括四个第一输出端或输出端子，其当前被组合在第一输出端CUO1下。

计算单元CU此外被构造用于在其输入端CUI1处接收在选择单元SE的输出端SEO处施加的并且由信号处理单元SPU处理的天线信号。

该设备此外包括诊断电路DC。诊断电路DC包括由可控开关元件S1和诊断电阻DR组成的串联电路。由可控开关元件S1和诊断电阻DR组成的串联电路接线在诊断电压端子K1与选择单元SE的输出端SEO之间。借助于控制信号CTRL_DIAG对可控开关元件S1进行控制，所述控制信号由计算单元CU在第二输出端CUO2处被输出。

借助于在计算单元CU的第二输出端CUO2处输出的控制信号CTRL_DIAG，可以通过计算单元CU确定：可控开关元件S1是被切换为导通的还是截止的。在随后的描述中，在切换为导通的可控开关元件S1情况下，诊断电路DC被称为激活的或被激活，而在切换为截止的可控开关元件S1情况下，诊断电路DC被称为非激活的或被去活。

诊断电阻DR与通过控制单元CU恰好选择的天线单元AE0、...、AE15的串联电阻R0、...、R15一起构成分压器，其中在选择单元SE的输出端SEO处施加的电位根据诊断电路DC的激活或去活得出不同的电压电平。从在选择单元SE的输出端SEO处的在被激活的和未被激活的诊断电路DC情况下确定的天线信号的比较中，通过计算单元CU可以推断出天线系统的差错以及推断出出现差错的地点。

由于诊断电阻DR的电阻值以及天线单元AE0、...、AE15的串联电阻R0、...、R15的电阻值Ra、Rb是已知的，因此不仅在被激活的诊断电路DC情况下而且在被去活的诊断电路DC情况下，对于天线单元AE0、...、AE15中的每一个在按规定的功能下在选择单元SE的输出端SEO处得出可预期的电压值。而在出现差错时，无论是由于天线的断开连接、对地短路还是两个天线之间的短路，均在选择单元SE的输出端SEO处对于所考虑的天线单元AE0、...、AE15得出偏离于预期值的电压值。这可以通过计算单元CU评估，并且可以根据评估结果推断出按规定的功能或差错及其地点。

诊断的基本原理如下：

可以通过了解大小Ra、Rb的对于每个天线A0、...、A15已知的和定义的串联电阻以及诊断电阻DR的已知大小来确定天线A0、...、A15或各自天线A0、...、A15与计算单元CU之间的连接的诊断。对于天线A0、...、A15中的每一个得出特定额定电压。通过这种方式可以确定对地短路、断开插接连接和两个天线A0、...、A15之间的短路。如果在输出端SEO处测量的电压Vsns=Vref（其由串联电阻Ra、Rb的已知大小和诊断电阻DR的大小得出），则不存在差错。在对地短路的情况下，Vsns比Vref小得多。在开路线路的情况下适用的是：Vsns>Vref。在与相邻的天线短路的情况下适用的是：Vsns<Vref。通过在被激活的诊断电路DC情况下和在无被激活的诊断电路DC情况下比较Vsns，也自动地一起检验信号处理单元SPU的测量路径。

通过评估选择单元的输出端SEO处的电压值，可以根据电压值的水平推断出以下差错：如果诊断电路DC被激活，则当电压值为Va或Vb时不存在差错。在开路线路的情况下，得出电压值Vc。在对地短路的情况下得出电压值Vd。在与相邻的天线短路的情况下，根据相邻的天线是具有相同的串联电阻值Ra或Rb还是具有不同的串联电阻值Ra或Rb得出电压值Ve、Vf或Vg。在此，电压值Va、Vb、Vc、Vd、Ve、Vf和Vg是不同的电压值，所述电压值由串联电阻Ra、Rb的已知大小和诊断电阻DR的大小以及恰好出现的差错得出。

因此尤其是通过对于每个复用器MUXa、...、MUXd使用至少两个不同大小的串联电阻Ra、Rb对复用器MUX、MUXa、…、MUXd的操控进行诊断。通过适当地选择天线A0、...、A15中的哪一个配备有哪个串联电阻值Ra或Rb，可以通过控制信号CTRL_MUX_I、CTRL_MUX_II鉴于正确功能对所有复用器操控进行检验。对此的前提条件是第二级联级MUX II的每个复用器MUXa、...、MUXd具有所谓的“标记位（Marker-Bit）”MB（参见图4和5），也即当前考虑的复用器MUXa或MUXb或MUXc或MUXd的每个输入端必须提供与其其余输入端不同的结果。由此，可以明确地识别操控差错。此外，第二级联MUX II的每个复用器MUXa、...、MUXd必须提供明确的结果模式。

下面根据图2中的放大地示出的选择单元SE和图3至图5中所示的结果矩阵来阐述该行动。

如果天线系统安装在感应式充电系统中，则这里描述的类型的诊断可以在开始充电过程之前或在感应充电过程期间被执行。在最后提到的情况下适宜的是，暂时中断充电并且执行如这里描述的诊断。可替代地，天线A0、...、A15也可以被设计为使得发射天线的信号不完全抵消成零，如这在传统金属探测器情况下是这种情况。由此，在正常运行中，通过计算单元可以测量一定的最小信号。如果该信号对于一个或多个天线失效，则可以直接推断出差错。

图2示出图1的选择单元SE的放大图用于阐述在图3至5的矩阵中使用的操控信号。可以看出由计算单元CU为了操控复用器MUX、MUXa、...、MUXd使用的操控信号CTRL_MUX_I和CTRL_MUX_II，其中用于操控信号CTRL_MUX_I的位值用yy给出，并且用于操控信号CTRL_MUX_II的位值用xx给出。此外可以看出复用器MUXa、...、MUXd的输入端SEI0、...、SEI15。可以容易地看出，复用器MUXa包括输入端SEI0、...、SEI3，复用器MUXb包括输入端SEI4、...、SEI7，复用器MUXc包括输入端SEI8、SEI11并且复用器MUXd包括输入端SEI12、...、SEI15。

在图3中示出矩阵，其中示出针对选择单元SE的可能操控状况的结果值。在此，在矩阵中对于控制信号CTRL_MUX_I可能的用于yy的信号值在列中给出，而对于控制信号CTRL_MUX_II的用于值xx的信号值在行中给出。矩阵值Va和Vb表示选择单元SEO的输出端SEO处的电压值Vsns。根据串联电阻R0、...、R15的分派给各自输入端SEI0、...、SEI15的电阻值Ra、Rb得出电压值Va和Vb。从该矩阵中可以看出，复用器MUXa的输入端SEI3处的串联电阻R3的值具有值Rb，而复用器MUXa的其余输入端SEI0、SEI1和SEI2的串联电阻的值具有值Ra。

以相应的方式，与复用器MUXb的输入端SEI6连接的串联电阻R6的值为Rb，而复用器MUXb的其他串联电阻的值为Ra。对于复用器MUXc和MUXd，与复用器MUXc的输入端SEI9或复用器MUXd的SEI12连接的串联电阻R9的值和串联电阻R12的值是Rb，而串联电阻的所有其他值是Ra。由于在选择单元SE的输出端SEO处的不同电压值Vsns而得出电压值Vb的位置可以被称为标记位MB。标记位在根据图3的矩阵中通过椭圆标出。

在出现差错以及在被激活的诊断电路情况下，在选择单元SE的输出端SEO处得出不同的电压值Vsns（即Vc、Vd、Ve或Vg，参见上文）。通过针对能起作用的天线系统与具有差错的天线系统对矩阵的结果值进行比较，可以推断出差错。

图4示出另一结果矩阵，所述结果矩阵示出在出现选择单元SE的操控差错时（图4中的前四列，所谓的“固定型”差错）以及当在用于操控选择单元SE的控制线路中出现短路时（最后四列，所谓的“控制线短路（control lines shorted）”差错）的差错界定（Eingrenzung）。在此，当对于第二级联级MUX II的复用器MUXb存在线路的控制差错时，图4示出结果表格。

与此相对地，当对于第一级联级MUX II的复用器MUX存在与高位或低位相关的在选择单元SE的操控中的差错时，图5示出扩展差错矩阵。

图6示出根据本发明的等效电路图的示意图，所述等效电路图允许扩展图1中所示的和描述的设备以及识别复用器的内部差错、尤其是由于在选择单元SE的操控线路CTRL_MUX_I、CTRL_MUX_II上不可见的内部差错引起的有错误的通道选择。

根据图6的设备具有其他选择单元SE2，其包括解复用器MUXf。解复用器MUXf的输入端SE2I被加载有偏压Vofst。输出端SE2O0、...、SE2O3的数量对应于第一级联级MUX II的复用器的数量。换句话说，输出端SE2O0、...、SE2O3的数量为四。输出端SE2O0、...、SE2O3中的每一个分别经由所分配的电阻RP0、...、RP15与第一级联级MUX II的复用器的恰好一个输入端SEI0、...、SEI15耦合，其中相关输入端被称为天线组特定的输入端。天线组特定的输入端与选择单元SE的第一级联级MUX II的复用器MUXa、...、MUXd中的每一个复用器的具有标志的输入端耦合，所述标志以与控制信号CTRL_MUX_II相同的二进数的形式存在。

由此，当解复用器MUXf基于控制信号CTRL_MUX_II将输入端SE2I与输出端SE2O0（通道0）连接时，使复用器MUXa的输入端SEI0（通道0）、复用器MUXb的SEI4（通道0）、复用器MUXc的SEI8（通道0）和复用器MUXd的SEI12（通道0）与偏压Vofst连接。由通道1、2和3操控的其他输入端、即复用器MUXa的SEI1、SEI2、SEI3、复用器MUXb的SEI5、SEI6、SEI7、复用器MUXc的SEI9、SEWI10、SEI11和复用器MUXd的SEI13、SEI14、SEI15与此相对地是浮置的（floatend）。

如果通过控制信号CTRL_MUX_II操控解复用器MUXf和复用器MUXa、...、MUXd的通道1，则将输入端SE2I与输出端SE2O1连接，使得复用器MUXa的输入端SEI1、复用器MUXb的SEI5、复用器MUXc的SEI9和复用器MUXd的SEI13与偏压Vofst连接。由通道0、2和3操控的其他输入端、即复用器MUXa的SEI0、SEI2、SEI3、复用器MUXb的SEI4、SEI6、SEI7、复用器MUXc的SEI8、SEWI10、SEI11和复用器的MUXd的SEI11、SEI14、SEI15与此相对地是浮置的。

如果通过控制信号CTRL_MUX_II操控解复用器MUXf和复用器MUXa、...、MUXd的通道2或3，则类似内容适用。

对选择单元SE、SE2的“固定型（stuck at）”差错的监控可以通过以下方式进行，即经由解复用器分别选择特定数量的天线单元，所述天线单元在其共同基点（Fußpunkt）处被组合成组。通过将上述标记位的位置与预期值进行比较，在适当的组选择情况下可以检验所有复用器的正确操控。

图7示出结果矩阵，所述结果矩阵在出现选择单元SE的内部差错时（第2至4列“MUXa：stuck@0”、“MUXa：stuck@3”、“MUXb：stuck@13”和“MUXe：stuck@2"）和当在其他选择单元SE2中出现内部差错时（最后一列“MUXf：stuck@1”）允许差错界定。列标题“MUXa：stuck@0”意味着，即使控制信号CTRL_MUX_II选择其他通道（在这里：1、2或3），在复用器MUXa中通道0也保持静态地“被选择”。用“NoE”表示的列显示在不存在差错时对于复用器的全部输入端SEI0、...、SEI15而言在输出端SEO处预期的电压的预期值Vsns=Va或Vsns=Vb。与预期值的偏差在各自差错星座中通过椭圆标出。

在差错情况下，其中例如复用器MUXa静态地“选择”通道0（表格的第2列），则在选择通道1、2或3时在输出端SEO处对于输入端SEI1、SEI2和SEI3得出电压值Vsns=Vaux（其中Vaux

Va或Vb），因为输入端SEI1（在选择通道1时）、SEI2（在选择通道2时）、SEI3（在选择通道3时）由于与Vofst的不能实现的连接而是浮置的。类似内容适用于图7中所示的其他差错情况。

Claims (15)

1.一种用于对天线系统进行功能检验的设备，所述天线系统尤其是用于金属杂质识别，所述设备包括：

-具有多个天线单元（AE0，...，AE15）的天线系统，其中包括天线（A0，...，A15）和至少一个电阻（R0，...，R15）的天线单元（AE0，...，AE15）中的每一个分别接线在选择单元（SE）的所分配的输入端（SEI0，...，SEI15）与其他选择单元（SE2）的多个输出端中的特定输出端之间；

-计算单元（CU），所述计算单元被构造用于

在第一输出端（CUO1）处为所述选择单元（SE）和所述其他选择单元（SE2）提供控制信号（CTRL_MUX_I，CTRL_MUX_II），其中通过所述控制信号确定出：能够将所述选择单元（SE）的哪个输入端与所述选择单元（SE）的输出端（SEO）连接以及所述其他选择单元（SE2）的输出端（SE2O0，...，SE2O3）中的哪一个输出端被加载有在所述其他选择单元（SE2）的输入端（SE2I）处施加的偏压（Vofst），和

在所述计算单元（CU）的输入端（CUI1）处接收在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）处施加的天线信号；

-诊断电路（DC），所述诊断电路接线在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）与诊断电压端子之间并且能够由所述计算单元（CU）操控，其中诊断电压（Vaux）施加在所述诊断电压端子上；

-其中所述计算单元（CU）被构造用于从在被激活的和未被激活的诊断电路情况下确定的在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）处的天线信号的比较中推断出所述天线系统的差错。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述诊断电路（DC）包括串联电路，所述串联电路由通过所述计算单元（CU）可控制的开关元件（S1）和诊断电阻（DR）组成。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述可控开关元件（S1）能够通过在所述计算单元（CU）的第二输出端（CUO2）处施加的用于激活或去活所述诊断电路（DC）的控制信号（CTRL_DIAG）被切换为导通的或截止的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述选择单元（SE）包括多个复用器。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述复用器以级联方式接线。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述其他选择单元（SE2）包括解复用器，所述解复用器的输出端（SE2O0，...，SE2O3）的数量对应于所述选择单元（SE）的复用器的数量。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述其他选择单元（SE2）的各自输出端（SE2On）经由所述天线单元与多个复用器的天线组特定的输入端（SEI0，...，SEI15）连接，其中天线组特定的输入端是所述选择单元（SE）的复用器（MUXa，...，MUXd）中的每一个复用器的具有标志的输入端，所述标志以二进数形式作为控制信号（CTRL_MUX_II）存在。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，每个天线单元（AE0，...，AE15）包括第一电阻，所述第一电阻串联地接线在所述天线（A0，...，A15）与所述选择单元的分配给所述天线单元（AE0，...，AE15）的输入端之间。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，每个天线单元（AE0，...，AE15）包括第二电阻（RP0，...，RP15），所述第二电阻与由所述第一电阻和所述天线组成的串联电路并联地接线。

10.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，与复用器（MUXa，...，MUXd）的输入端耦合的天线单元（A0，...，A15）的第一电阻具有至少两个不同的电阻值。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述计算单元（CU）被构造用于为了完全地测试所述天线系统，

在被去活的诊断电路（DC）情况下通过用于所述选择单元（SE）的合适的控制信号（CTRL_MUX_I，CTRL_MUX_II））将每个天线单元（AE0，...，AE15）与所述选择单元（SE）的输出端（SEO）连接并且在第一结果表格中记录所有所确定的信号，

在被激活的诊断电路（DC）情况下通过用于所述选择单元（SE）的合适的控制信号（CTRL_MUX_I，CTRL_MUX_II）将每个天线单元（AE0，...，AE15）与所述选择单元（SE）的输出端（SEO）连接并且在第二结果表格中记录所有所确定的信号，

从所述第一结果表格与所述第二结果表格的比较中推断出所述天线系统中的差错。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，从所述第一结果表格与所述第二结果表格的比较中推断出天线系统中的差错的地点，其中所述差错的地点来自以下组：

分配给天线单元（AE0，...，AE15）的天线，

分配给天线单元（AE0，...，AE15）的天线连接，

所述选择单元（SE），

信号处理单元（SPU），所述信号处理单元接线在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）与所述计算单元（CU）的输入端（CUI）之间。

13.一种用于对天线系统进行功能检验的方法，所述天线系统尤其是用于金属杂质识别，所述天线系统包括多个天线单元（AE0，...，AE15），其中包括天线（A0，...，A15）和至少一个电阻（R0，...，R15）的天线单元（AE0，...，AE15）中的每一个分别接线在选择单元（SE）的所分配的输入端（SEI0，...，SEI15）与其他选择单元（SE2）的多个输出端中的特定输出端之间，其中

-通过计算单元（CU），

在第一输出端（CUO1）处为所述选择单元（SE）和所述其他选择单元（SE2）提供控制信号（CTRL_MUX_I，CTRL_MUX_II），其中通过控制信号确定出：能够将所述选择单元（SE）的哪个输入端与所述选择单元（SE）的输出端（SEO）连接以及所述选择单元（SE2）的输出端（SE2O0，...，SE2O3）中的哪一个输出端被加载有在所述其他选择单元（SE2）的输入端（SE2I）处施加的偏压（Vofst），以及

在所述计算单元（CU）的输入端（CUI1）处接收在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）处施加的天线信号；

-选择性地操控诊断电路（DC）；

-从在被激活的和未被激活的诊断电路情况下确定的在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）处的天线信号的比较中推断出所述天线系统的差错。

14.根据权利要求13所述的方法，其中为了完全地测试所述天线系统，

在被去活的诊断电路（DC）情况下通过用于所述选择单元（SE）的合适的控制信号（CTRL_MUX_I，CTRL_MUX_II））将每个天线单元（AE0，...，AE15）与所述选择单元（SE）的输出端（SEO）连接并且在第一结果表格中记录所有所确定的信号，

在被激活的诊断电路（DC）情况下通过用于所述选择单元（SE）的合适的控制信号（CTRL_MUX_I，CTRL_MUX_II）将每个天线单元（AE0，...，AE15）与所述选择单元（SE）的输出端（SEO）连接并且在第二结果表格中记录所有所确定的信号，

从所述第一结果表格与所述第二结果表格的比较中推断出所述天线系统中的差错。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中从所述第一结果表格与所述第二结果表格的比较中推断出所述天线系统中的差错的地点，其中所述差错的地点来自以下组：

分配给天线单元（AE0，...，AE15）的天线，

分配给天线单元（AE0，...，AE15）的天线连接，

所述选择单元（SE），

信号处理单元（SPU），所述信号处理单元接线在所述选择单元（SE）的输出端（SEO）与所述计算单元（CU）的输入端（CUI）之间。

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