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Die Erfindung betrifft eine programmierbare Gebereinrichtung
mit einer Signalquelle, die im Betrieb an einem Geberausgang ein
Geberausgangssignal erzeugt. Die Signalquelle in der Gebereinrichtung
kann ein Sensor für
Magnetfelder, Druck, Temperatur oder dergleichen mehr sein, der über eine Ausgangsschaltung
mit dem Geberausgang verbunden ist und dort ein analoges oder digitales
Signal erzeugt, das über
eine mehr oder weniger lange Signalleitung einem Empfänger, beispielsweise
einem Steuergerät,
zugeführt
wird.
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Für
bestimmte Anwendungen ist es sinnvoll, daß die Gebereinrichtung vom
Empfänger
beeinflußt werden
kann. Denkbar ist hier das Auslösen
eines Testbetriebs der Gebereinrichtung oder das Umschalten einer
Signalquelle, wenn beispielsweise in der Gebereinrichtung ein Sensor
für Temperatur
und Magnetfeld vorhanden ist. Beim Vorhandensein eines Sensors in
der Gebereinrichtung ist es eventuell auch zweckmäßig, den
jeweiligen Meßbereich
des Sensors anzupassen oder einen Offset, der innere oder äußere Ursachen
haben kann, auszugleichen. Gegebenenfalls sind in der programmierbaren
Gebereinrichtung auch Hilfsschaltungen zu steuern, beispielsweise
die Frequenz eines Taktgenerators oder die Höhe des Stromes oder Spannungswertes
am Geberausgang. Diese Auflistung ist nicht abschließend, sondern
soll nur an einigen Beispielen zeigen, daß es in vielen Fällen wünschenswert
ist, wenn die Gebereinrichtung vom Empfänger aus programmiert werden
kann.
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Wird für die programmierbare Gebereinrichtung
ein dreibeiniges Gehäuse
vorgesehen, von denen das eine Bein fest am Massepotential liegt,
dann steht für
eine Programmierung über
die Gehäuseanschlüsse nur
noch der Versorgungsanschluss und der Geberausgang zur Verfügung.
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In der von der Anmelderin eingereichten
DE 44 22 86 7 A1 ist
der Fall ausgefihrt, daß die
Programmierung über
den Versorgungsanschluss erfolgt, indem die Versorgungsspannung
in geeigneter Weise in ihrer Größe moduliert
wird. Diese Art der Steuersignalübertragung
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wird Betriebsspannungsmodulation
genannt. Da aber oftmals für
den Betriebsspannungseingang eine Schutzschaltung vorgesehen und
somit der Betriebsspannungswert nur innerhalb eines engen Bereichs
veränderbar
ist, wird die Eingabe der Steuersignale, die gegenüber der
Betriebsspannung einen deutlichen Unterschied aufweisen müssen, verhindert.
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Weiterhin ist es bekannt, ähnlich wie
bei einem I/O-Anschluss (= Eingang/Ausgang), den Geberausgang sowohl
für zu
sendende Signale als auch für
zu empfangende Signale auszunutzen. Ein derartiger bidirektionaler
Datenaustausch über
eine I/O-Datenschnittstelle erfordert getrennte Betriebszustände für das Senden
und Empfangen. Die Einstellung eines derartigen Betriebszustandes über ein
externes Signal, das dem Geberausgang zugeführt wird, ist aber kritisch.
Insbesondere könnte
durch ein entsprechendes Störsignal
am Geberausgang fälschlicherweise
dieser Empfangszustand ausgelöst werden,
in dem die Gebereinrichtung dann verbleibt. Die Gebereinrichtung
ist damit gleichsam durch das Störsignal
abgeschaltet worden und muß erst
wieder eingeschaltet werden.
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In
EP 0 845 660 A1 ist eine programmierbare Gebereinrichtung
mit einem Sensor beschrieben, die über den Geberausgang mit digitalen
Abgleichdaten programmierbar ist. Dabei wird von einem Detektor die Überlagerung
des Sensor- und des Abgleichsignals am Geberausgang erkannt und
mittels einer I/O-Steuereinrichtung der Signalpfad zwischen dem Sensor
und dem Geberausgang getrennt und dafür ein Signalpfad vom Geberausgang
zum Signalprozessor für
die Abgleichdaten geschaltet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
programmierbare Gebereinrichtung anzugeben, die vom Geberausgang über zugeführte Steuersignale
angesteuert wird und bei der es nicht notwendig ist, in einen speziellen
Empfangszustand umzuschalten. Dadurch wird eine Übertragung von Geberausgangssignalen
nicht beeinträchtigt.
Des Weiteren ist außer dem
Geberausgang kein weiterer Signalpfad zur Programmierung notwendig.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin,
daß das
externe Steuersignal dem jeweiligen Geberausgangssignal überlagert
wird und eine Detektionsschaltung in der Gebereinrichtung das im Überlagerungssignal
enthaltene Steuersignal erkennt. Der große Vorteil dieser Anordnung
besteht darin, daß die
Gebereinrichtung nicht zum Empfang eines externen Steuersignals
umgeschaltet wird und daher nicht in dem falschen Betriebsmodus
festgehalten werden kann. Die Erkennung des Steuersignals erfolgt
in der Detektionsschaltung mittels einer mit der Signalquelle gekoppelten
Referenzsignalerzeugungsschaltung und einer Vergleichseinrichtung, die
ein Referenzsignal mit dem am Geberausgang abgegriffenen Überlagerungssignal
vergleicht.
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Prinzipiell ist es sinnvoll, zur
Referenzsignalgenerierung eine Nachbildung der Geberausgangsstufe
zu benutzen. Dies schließt
eine geeignete Nachbildung eines am Geberausgang angeschlossenen
Lastelementes, zum Beispiel ein Widerstand, mit ein. Die Nachbildung
der Geberausgangsstufe wird sinnvollerweise mit dem gleichem Signal
angesteuert, mit dem auch die eigentliche Geberausgangsstufe angesteuert
wird. Somit ist es möglich,
als Referenzsignal eine Abbildung des Geberausgangssignals unter
nominalen Betriebsbedingungen zu erhalten. Ein Steuersignal, das
auf den Geberausgang wirkt, führt
zu einer Abweichung von den nominalen Betriebsbedingungen.
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Wenn die Vergleichseinrichtung eine
deutliche Abweichung vom Referenzsignal feststellt, dann resultiert
diese Abweichung von einem Steuersignal, das auf diese Weise erkannt
wird. Wenn das Geberausgangsignal ein analoges Spannungssignal ist, das
beliebige Werte annehmen kann, dann wird bei einer Widerstandslast
unter normalen Betriebsbedingungen ein Strom fließen, der
in der Referenzsignalerzeugungsschaltung nachgebildet werden kann. Ist
für den
Geberausgang ein Laststrom für
den nominalen Betriebsbereich des Gebers bekannt, so kann eine Veränderung
des Laststroms als Folge einer Veränderung der Belastung des Geberausganges
erkannt werden. Die Nachbildung in der Referenzsignalerzeugungsschaltung
bildet stattdessen nur den nominalen Laststrom ab. Deutliche Abweichungen
in den beiden Signalpegeln weisen dann auf ein Steuersignal hin,
das in der Detektionsschaltung erkannt und in der Gebereinrichtung
weiterverabeitet werden kann.
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Wenn der Geberausgang ein digitales
Signal als Ausgangssignal liefert, dann kann ebenfalls eine Nachbildung
der Ausgangsstufe zur Bildung des Referenzsignals dienen. Es sind
aber auch andere Referenzsignalquellen, zum Beispiel Spannungsquellen für konstante
Spannungen, denkbar. Zweckmäßig ist es,
wenn bei der Verwendung von Spannungsquellen in der Referenzsignalerzeugungsschaltung
in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Logikzustand des Geberausgangssignals eine zugeordnete
Vergleichsspannung als Referenzsignal erzeugt wird. Ein deutliches Über- oder
Unterschreiten dieser Vergleichsspannung weist auf das Vorhandensein
eines Steuersignals hin.
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Eine größere Sicherheit in der Übertragung der
Steuersignale auf die Gebereinrichtung erhält man, wenn das Steuersignal
mittels einer Datenfolge kodiert ist, der dann in einem der Detektionsschaltung
nachgeordneten Dekoder ein bestimmter Befehl zugeordnet ist. Mittels
Datenfolgen als Steuersignale können
der Gebereinrichtung auch Datenworte zugeführt werden. Beispielsweise
können
es Abgleichdaten für
die Signalquelle sein, die in einen mit der Signalquelle verkoppelten
Speicher geschrieben werden. Zweckmäßige Kodes zur sicheren Übertragung von
einzelnen Steuersignalen oder ganzen Datenworten sind auch solche
Kodes, bei denen der logische Zustand "1" oder "0" nicht als statischer Bitwert übertragen
wird, sondern durch einen Wechsel des logischen Zustandes innerhalb
eines bestimmten Zeitintervalles. Kriterien sind hierbei die Richtung
des jeweiligen Wechsels oder das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines
Wechsels. Ob außerhalb
dieses Zeitintervalles ein anderer Wechsel stattfindet, ist ohne Bedeutung.
Derartige Wechsel sind leicht erkennbar und ermöglichen ein im Mittel ausgeglichenes Puls-Pausenverhältnis sowie
die Übertragung
eines Grundtaktes zur Funktionskontrolle. Derartige Kodes sind auch
unter dem Sammelbegriff "Biphase-Codes" bekannt. Diese Kodes
eignen sich auch zur asynchronen Übertragung von Daten, wobei
mittel einer Überabtastung
im Dekoder die ursprüngliche
Datenfolge wieder leicht rekonstruiert werden kann.
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Die Erfindung und vorteilhafte Ausführungen werden
nun Anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert:
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1 zeigt
schematisch als Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 zeigt
eine Open-Drain-Ausgangsstufe mit Nachbildungsschaltung,
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3 und 4 zeigen die logischen Zustände an einem
digitalen Geberausgang,
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5 und 6 zeigen die entsprechenden Ausgänge im Überlagerungsfall,
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7 zeigt
in Form einer Tabelle die statischen Pegel zu 5 und 6 und
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8 zeigt
im Zeitdiagramm ein Beispiel für ein
Ablaufschema im digitalen Betrieb.
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1 zeigt
das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles
für eine
programmierbare Gebereinrichtung 100. Eine Signalquelle 1,
die insbesondere ein Sensor sein kann, steuert mit ihrem Ausgangssignal
u1 eine Ausgangsstufe 6 und eine Referenzsignalerzeugungsschaltung 14 an.
Die Ausgangsstufe 6 erzeugt ein Geberausgangssignal u6
das einem Geberausgangsanschluss 32 zugeführt ist.
Handelt es sich dabei um einen Open-Drain-Anschluss eines n-Kanal-Transistors,
dann ist zum Beispiel ein Pull-Up-Widerstand 13 zu einer
positiven Versorgungsspannung Vdd erforderlich. Diese Versorgungsspannung
liegt in diesem Ausführungsbeispiel auch
am Versorgungsanschluss 30 über eine Versorgungsleitung 11 an.
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Der Geberausgang 32 ist über eine
externe Signalleitung 7 mit einer externen Steuereinrichtung 5,
im Folgenden als Steuergerät
bezeichnet, verbunden. Dieses wertet das von der Gebereinrichtung
100 am Eingangsanschluss 8 empfangene Geberausgangssignal
u6 aus. Das Steuergerät 5 hat
einen Steuersignalausgang 9, der über einen Modulationswiderstand 10 mit
dem Steuergeräteeingang 8 und dadurch über die
Signalleitung 7 mit dem Geberausgang 32 verbunden
ist. Der Steuergeräteeingang 8 ist
hochohmig ausgefihrt und hat keinen Einfluß auf die Signalpegelmodulation.
Die Spannungsversorgung des Steuergerätes 5 erfolgt durch
eine zweite Versorgungsspannung Vdd2 über eine Versorgungsleitung 12,
wobei die zweite Versorgungsspannung Vdd2 gleich oder unterschiedlich
zur Versorgungsspannung Vdd der Gebereinrichtung ist. Für die weitere
Betrachtung wird angenommen, daß die
Versorgungsspannung Vdd2 gleich der Versorgungsspannung Vdd ist
und der Steuersignalausgang 9 zwischen der Versorgungsspannung
Vdd2 und dem Massepotential niederohmig durch das Steuergerät 5 entsprechend
den gewünschten
Steuersignalen u9 hin- und hergeschaltet werden kann. Über den
Modulationswiderstand 10 wird dadurch der Stromfluß in der
Ausgangsstufe 6 verändert,
was von einer Detektionsschaltung 2 als geänderter
Strom- oder Spannungswert detektiert werden kann. Die Detektionsschaltung 2 vergleicht
den Sollwert der Ausgangsstufe 6 mit dem tatsächlichen
Signal u6* am Geberausgang 32 und bestimmt aus der Differenz
dieser beiden Signale, ob das Steuergerät 5 ein Steuersignal u9
gesendet hat.
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Zum Vergleich benötigt die Detektionsschaltung 2 einmal
als Sollwert ein Referenzsignal ur, das in der Referenzsignalerzeugungsschaltung 14 gebildet
wird, und das Ausgangsignal u6*. Der Vergleich beider Signale findet
in einer Vergleichseinrichtung, beispielsweise einem Komparator 50,
statt, der für den
Spannungsvergleich eine Differenzschaltung 15 und eine
nachgeschaltete Regenerierungsschaltung 20 mit vorgegebenen
Schaltschwellen zur weiteren Störsignalunterdrückung enthält. Das
Signal u6* wird im Folgenden als Überlagerungssignal bezeichnet. Wenn
das Geberausgangssignal u6 mittels des Steuersignals u9 moduliert
ist, dann unterscheidet sich das Überlagerungssignal u6* deutlich
vom Referenzsignal ur. In der Differenzschaltung 15 wird
aus dem Referenzsignal ur und dem Überlagerungssignal u6* ein
Differenzsignal ud erzeugt und an die Regenerierungsschaltung 20 zur
internen Rückgewinnung
des empfangenen Steuersignals u9 abgegeben. Bei einer getakteten
Verarbeitung der Signale kann der Verarbeitungstakt in der Frequenz
wesentlich höher liegen
als die Datenrate des Steuersignals u9. Dies entspricht einer Überabtastung
des Überlagerungssignals
u6*. Hierdurch kann sich die Auswertung in der Gebereinrichtung 100 vereinfachen;
vor allen Dingen ist keine Verkopplung der Taktsysteme der Gebereinrichtung 100 und
des Steuergeräts 5 erforderlich. Das
Ausgangssignal ust nach der Regenerierungsschaltung 20 entspricht
in seinem logischen Pegel wieder dem ursprünglichen Steuersignal u9 und
ist einer Befehlsschaltung 3 zugeführt, die als interne Steuereinrichtung
in der Gebereinrichtung 100 dient. Die Bitfolge des internen
Steuersignals ust löst
in der Befehlsschaltung 3 Befehle u3 aus, die beispielsweise
der Signalquelle 1 oder anderen Stufen zugeführt sind.
Das Steuergerät 5 kann
auch über
die Steuersignale u9 Daten an die Gebereinrichtung 100 übertragen,
die dann beispielsweise von der Befehlsschaltung 3 in einem
mit der Signalquelle 1 gekoppelten Speicher 22 abgelegt
werden. Sie enthalten beispielsweise Abgleichdaten u22 für die Signalquelle 1 zur
Anpassung an die jeweiligen Arbeitsbedingungen oder zum Abgleich
eines Offsets. Zum Betrieb der Gebereinrichtung 100 kann
auch ein Oszillator 4 mitintegriert sein, der ein Taktsignal
cl erzeugt, das den zeitlichen Ablauf innerhalb der Gebereinrichtung steuert.
Der beschriebene Abgleich der Signalquelle 1 wird über die
einzige Datenverbindung zwischen der Gebereinrichtung und dem Steuergerät 5 sehr vereinfacht,
weil nach der Erfindung, wie bereits hervorgehoben, der Abgleichvorgang
gleichzeitig mit dem Messvorgang stattfinden kann. Ohne die Erfindung
müßte der
Abgleich in einem anderen Zeitintervall stattfinden, weil die bidirektionale
Datenverbindung zwischen Senden und Empfangen dann jeweils umgeschaltet
werden müßte.
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2 zeigt
im Detail eine Ausgangsstufe 6 zur Übertragung digitaler Geberausgangssignale
mit einem n-Kanal-Transistor 16 in Open-Drain-Schaltung
und zugehörigem
externem Lastwiderstand 13. Die zugehörige Referenzsignalerzeugungsschaltung 14 enthält eine äquivalente
Nachbildung zur Erzeugung des Referenzsignales ur. Die Nachbildung
besteht ebenfalls aus einem n-Kanal-Transistor 25 und einem ohmschen
Lastwiderstand 29, der an der Versorgungsspannung Vdd liegt.
Die Gateanschlüsse 18, 27 beider
Transistoren 16, 25 sind mit dem Signal u1 aus
der Signalquelle 1 gespeist. Die Sourceanschlüsse 19, 28 sind
mit dem Massepotential verbunden. Der Lastwiderstand des Open-Drain-Anschlusses 17 ist über die
Signalleitung 7 durch den Pull-Up-Widerstand 13 gebildet.
Die Nachbildung des Pull-Up-Widerstandes 13 ist in der
Referenzsignalerzeugungsschaltung 14 der Pul-Up-Widerstand 29,
der zwischen der Versorgungsspannung Vdd und dem Drainanschluss 26 liegt.
Der Nachbildungstransistor 25 kann viel kleiner als der
eigentliche Ausgangstransistor 16 sein, wenn auch die Ströme im entsprechenden
Verhältnis
heruntergesetzt sind. Die geforderte Ähnlichkeit geht durch eine
derartige Skalierung bekanntlich nicht verloren.
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Für
den Komparator 50 wird das Referenzsignal ur am Drainanschluss 26 und
das Überlagerungssignal
u6* am Drainanschluss 17 abgegriffen. Das Steuergerät 5 enthält einen
Steuersignalgenerator 90, der das Steuersignal u9 erzeugt,
das mittels eines internen oder externen Treibers 95 ausreichend
niederohmig wird, um den Modulationswiderstand 10 anzusteuern.
Das digitale Steuersignal u9 moduliert somit die am Steuergeräteeingang 8 vorhandene
Spannung, die dort von der Ausgangsstufe 6 in Abhängigkeit
vom Signal u1 gebildet ist. Das Ausgangssignal ust des Komparators 50 entspricht
in seinem Logikzustand dem Logigzustand des empfangenen Steuersignals
u9 und wird daher im folgenden zur Unterscheidung vom externen Steuersignal u9
als internes Steuersignal ust bezeichnet.
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3 zeigt
den leitenden Zustand des Transitors 16, also bei einem
Geberausgangssignal u6 mit dem logischen Zustand "0". Bei einem angenommenen Lastwiderstand 13 von
1200 Ohm und 5 V Versorgungsspannung hat das Geberausgangssignal
u6 beispielsweise einen Wert von ca. 50 mV. Und 4 zeigt den Sperrbetrieb des Transistors 16,
bei dem das Geberausgangssignal u6 dem logischen Zustand "1" entspricht. Der Drainanschluss des
gesperrten Transistors 16 wird durch den Pull-Up-Widerstand 13 bis
auf das Versorgungspotential Vdd von beispielsweise 5 Volt hochgezogen.
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In 5 und 6 ist eine verbesserte Variante
der Referenzsignalerzeugungschaltung 14 dargestellt, die
zwei Referenzsignalpegel an ihrem Ausgang bereitstellt. Sie werden
von einer gesteuerten Spannungsquelle 40 gebildet, deren
Steuereingang vom Ausgangssignal u1 der Signalquelle 1 gesteuert ist,
um das Referenzsignal ur in Abhängigkeit
vom jeweiligen logischen Ausgangszustand "0", "1" des Transistors 16 vorzugeben.
Der logische Zustand der Ausgangsstufe 6 von 5 bzw. 6 entspricht dabei dem logischen Zustand
von 3 bzw. von 4. In 5 erzeugt die gesteuerte Spannungsquelle 40 ein
erstes Referenzsignal ur, das deutlich über dem Geberausgangssignal
von 50 mV liegt und beispielsweise einen Wert von 250 mV hat. In 6 erzeugt die gesteuerte
Spannungsquelle ein zweites Referenzsignal ur mit einem Wert, der
deutlich über dem
im Falle einer logischen "0" des Steuersignals erzeugten
Signalpegel am Geberausgang liegt, beispielsweise bei 700 mV.
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In 5 entspricht
das externe Steuersignal u9 einer logischen "1" und
hat somit den Spannungswert 5 Volt. Der Modulationswiderstand 10 liegt
parallel zum Pull-Up-Widerstand 13 zwischen
dem Drainanschluss des durchgeschalteten Transistors 16 , der
beispielsweise einen Innenwiderstand von 12 Ohm aufweist, und der
Versorgungsspannung Vdd von 5 Volt. Die Lastwirkung des Pull-Up-Widerstands 13 von
1200 Ohm wird durch den niederohmigen Modulationswiderstand von
100 Ohm um mehr als den 10-fachen Wert vergrößert, wodurch die Sättigungsspannung
des n-Kanal-Transistors 16 durch den zehnmal so großen Strom
etwa auf einen Wert von ca +580 mV ansteigt. Dieser Spannungswert
liegt deutlich über
dem vorgegebenen Referenzsignal ur von +250 mV, wodurch der Komparator 50 ein
internes Steuersignal ust mit dem logischen Zustand "1" generiert. Ein Steuersignal u9 mit
dem logischen Zustand "1" wird somit erkannt,
wenn der logische Zustand des von der Signalquelle 1 abhängigen Geberausgangssignals
u6 dem logischen Zustand "0" entspricht.
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In 6 entspricht
das Geberausgangssignal u6 dem logischen Zustand "1" und das externe Steuergerät 5 sendet
ein externes Steuersignal u9 mit dem logischen Zustand "0". Die Ersatzschaltung zur Bildung des Überlagerungssignals
u6* unterscheidet sich gegenüber
der von 5 dadurch, daß der n-Kanal-Transistor
16 gesperrt ist. Das Uberlagerungssignal u6* , das durch den Spannungsteiler
aus Lastwiderstand 13 und Modulationswiderstand 10 aus
der Versorgungsspannung Vdd gebildet wird, liegt nun bei +380 mV
und ist damit deutlich niedriger als das reine Geberausgangssignal
u6 mit 5 Volt von 4.
Die gesteuerte Spannungsquelle 40 in 6 erzeugt wegen der logischen "1" des Geberausgangssignals u6 ein Referenzsignal
ur von +700 mV, das am negativen Eingang des Komparators 50 liegt. Der
Spannungsvergleich zwischen dem Überlagerungsignal
u6* und dem Referenzsignal ur liefert ein Differenzsignal ud mit – 320 mV.
Damit erkennt der Komparator 50 das Vorhandensein eines
externen Steuersignals u9 mit dem logischen Zustand "0". Ohne das externe Steuersignal u9 hätte das
Differenzsignal ud einen Wert von +4,3 Volt. Dieser Wert signalisiert,
daß das
externe Steuersignal u9 entweder den logischen Zustand "1" hat oder gar nicht vorhanden ist.
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In 7 sind
in Form einer Tabelle die einzelnen Logikzustände entsprechend 5 und 6 dargestellt. In der ersten Spalte sind
in untereinanderliegenden Zeilenbereichen die beiden Geberausgangssignale
u6 mit dem logischen Zustand "0" und dem logischen
Zustand "1" angegeben. Die zweite
Spalte gibt die beiden zugehörigen
Referenzsignale ur mit 250 mV und 700 mV an. In der dritten und
vierten Spalte wird angegeben, ob das Überlagerungssignal u6* größer oder
kleiner als das zugehörige
Referenzsignal ur ist. Dabei gilt die dritte bzw. vierte Spalte
für ein
Steuersignal u9 mit dem logischen Zustand "0" bzw. "1". Die Zeilen der Spalte drei und vier
sind als Doppelzeilen ausgeführt,
wobei jeweils in der oberen Doppelzeile das reine Geberausgangsignal
u6 mit dem Referenzsignal ur verglichen wird – dies entspricht auch den
Fällen,
in denen kein Steuersignal u9 gesendet wird. Dieser Zustand wird
beispielsweise durch einen "tristate"-Zustand (= hochohmiger
Zustand) am Steuersignalausgang 9 bewirkt. In zwei Fällen sind
die Vergleichszeichen "> " bzw. "<" durch einen umgebenden
Kreis hervorgehoben. Nur in diesen beiden Fällen wird durch das Überlagerungssignal
u6* das Vorzeichen des Vergleichs gegenüber dem reinen Geberausgangssignal u6
geändert.
In diesen Fällen
kann somit eindeutig eine Aussage über das Vorhandensein eines
Steuersignals u9 und dessen logischen Zustand in der Gebereinrichtung 100 festgestellt
werden.
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Bei einer geeigneten Ablaufsteuerung
zwischen dem Geberausgangssignal und dem Steuersignal u9 läßt sich
in der Gebereinrichtung 100 jedoch in allen Fällen das
vom Steuergerät 5 gesendete Steuersignal
u9 sicher erkennen. Ein Beispiel hierzu zeigt ein mögliches
Ablaufschema des Überlagerungssignals
u6* in 8. Mittels des
in der Gebereinrichtung 100 vorhandenen Oszillators 4 wird
ein Takt cl erzeugt, der aufeinanderfolgende Taktgruppen T1, T2,
T3 bildet. Die Taktgruppen dienen unter anderem der zeitlichen Synchronisierung
der Gebereinrichtung 100 mit dem Steuergerät 5.
Im angenommenen Beispiel enthält
jede Taktgruppe T1, T2, T3 sechs Takte ti, die zur Unterscheidung
fortlaufend durchnumeriert sind. Den Beginn jeder Taktgruppe (vergl.
ti = 1, 7, 13) bildet ein Synchronisierimpuls, bei dem das Geberausgangssignal
u6 zwangsweise den logischen Zustand "1" einnimmt.
Die unmittelbar davor und dahinter liegenden Takte ti = 2; 6, 8;
12, 14; 18 liegen zwangsweise auf dem logischen Zustand "0". Die folgenden Takte ti = 3,4,5; 9,10,11;
15,16,17 entsprechen dem gewünschten
Geberausgangssignal u6. Zusätzlich
sendet das zeitlich synchronisierte Steuergerät 5 während der
Takte ti = 4, 10, 16 das Steuersignal u9 und während der Takte ti = 5, 11,
17 das invertierte Steuersignal u9q. Entsprechend der Tabelle 7
kann entweder aus dem normalen Steuersignal u9 oder aus dem invertierten
Steuersignal u9q eindeutig der richtige logische Zustand des Steuersignals
u9 ermittelt werden.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das Ablaufschema
von 8 als ein Ausführungsbeispiel
anzusehen ist. Die dabei verwendeten Prinzipien werden dadurch verdeutlicht
und schließen
andere Ausführungsbeispiele
mit ein, beispielsweise eine der erwähnten Biphasenkodierungen,
bei der zu jedem Bestimmungszeitpunkt das Steuersignal u9 in positiver
oder negativer Richtung seinen logischen Zustand wechselt, so daß dieser
Wechsel auf jeden Fall von der Gebereinrichtung 100 sicher erfaßt werden
kann.
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Wenn für den Geberausgang 32 auch
höhere
und tiefere Spannungen als die Versorgungsspannung Vdd und Masse
zulässig
sind und diese Pegel von der Detektionsschaltung 2 erkannt
werden können,
dann ist ein entsprechendes Steuerersignal u9 natürlich immer
erkennbar.
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- 1
- Signalquelle
- 2
- Detektionsschaltung
- 3
- Befehlsschaltung
- 4
- Oszillator
- 5
- (externe)
Steuereinrichtung
- 6
- Ausgangsstufe
- 7
- Signalleitung
- 8
- Eingang
für das
Gebersignal
- 9
- Steuersignalausgang
- 10
- Modulationswiderstand
- 11
- Betriebsspannungsleitung
(Vdd)
- 12
- Betriebsspannungsleitung
(Vdd2)
- 13
- Pull-Up-Widerstand
(für Ausgangstransistor)
- 14
- Referenzsignalerzeugungsschaltung
- 15
- Differenzschaltung
- 16
- Ausgangstransistor
- 17
- Drainanschluß
- 18
- Gateanschluß
- 19
- Sourceanschluß
- 20
- Regenerierungsschaltung
- 22
- Speicher
- 25
- Nachbildungstransistor
- 26
- Open-Drain-Anschluß
- 27
- Gateanschluß
- 28
- Sourcanschluß
- 29
- Pull-Up-Widerstand
- 30
- Versorgungsanschluß
- 31
- Masseanschluß
- 32
- Geberausgang
- 40
- gesteuerte
Spannungsquelle
- 50
- Komparator
- 90
- Steuersignalgenerator
- 91
- Verstärker
- 95
- Treiber
- 100
- Gebereinrichtung
- Vdd
- Versorgungsspannung
- Vdd2
- 2.
Versorgungsspannung
- cl
- Takt
- u1
- (Signalquellen)
Ausgangssignal
- u3
- Befehle
(Daten)
- u6
- Geberausgangssignal
- u9
- Steuersignal
- u9q
- invertiertes
Steuersignal
- ur
- Referenzsignal
- ud
- Differenzsignal/Ausgangssignal
- u6*
- Überlagerungssignal
- ust
- (internes)
Steuersignal
- t
- Zeit
- ti
- durchnummerierte
Takte
- T1
- (erste)
Taktgruppe
- T2
- (zweite)
Taktgruppe
- T3
- (dritte)
Taktgruppe