DE102006014640A1

DE102006014640A1 - Verfahren zur Datenübertragung über eine Datenübertragungsstrecke mit induktiven Übertragern und Datenübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102006014640A1
Application number: DE102006014640A
Authority: DE
Inventors: Martin Feldtkeller
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: DE102006014640B4; US20080031379A1; US7792197B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung über eine Übertragungsstrecke mit wenigstens zwei induktiven Übertragern, die jeweils eine Primärwicklung mit einer Zeitkonstanten und eine Sekundärwicklung aufweisen, das die Verfahrensschritte umfasst: - Ansteuern der Primärwicklungen zur Übertragung eines Informationsereignisses mittels Ansteuersignalen, derart, dass die Summe der Ansteuersignale einer Hüllkurve mit einer Hüllkurvendauer folgt, - wobei die Hüllkurve so gewählt ist, dass sie im zeitlichen Verlauf innerhalb einer Anstiegsdauer von einem Anfangswert auf einen Maximalwert ansteigt und innerhalb einer Abfalldauer von dem Maximalwert wieder auf den Anfangswert absinkt und die Anstiegsdauer und die Abfalldauer betragsmäßig länger sind als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen, - wobei der zeitliche Verlauf der Ansteuersignale von der zu übertragenden Information abhängig und so gewählt ist, dass wenigstens eine steile Flanke vorhanden ist, deren Flankendauer kürzer als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen ist, - wobei die steile Flanke des Ansteuersignals einer der Primärwicklungen nach einer Magnetisierungsdauer dieser Primärwicklung durch teilweises Abkommutieren dieser Primärwicklung während einer Abkommutierungsdauer erzeugt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Datenübertragungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung über eine Datenübertragungsstrecke mit induktiven Übertragern, insbesondere mit sogenannten Luftspulenübertragern.
Aus der US 4,027,152 oder der US 6,262,600 sind jeweils differentielle Signalübertragungsverfahren bekannt, bei denen Flanken eines zu übertragenden Signals in Signalimpulse umgesetzt werden und bei dem diese Signalimpulse jeweils periodisch wiederholt werden, um durch Störeinflüsse bedingte Übertragungsfehler erkennen und korrigieren zu können. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der vergleichsweise hohe Leistungsverbrauch, der durch das periodische Wiederholen der übertragenen Signalimpulse entsteht.
Differentielle Signalübertragungsverfahren sind außerdem aus der DE 102 44 186 A1 oder DE 102 29 860 A1 bekannt. Bei diesen Verfahren wird die zeitliche Information über steigende Flanken eines zweiwertigen Signals in Form von Impulsen über einen ersten Übertragungskanal, und die Information über fallende Flanken dieses Signals wird in Form von Impulsen über einen zweiten Übertragungskanal übertragen. Bei diesen bekannten Verfahren werden für eine Störsignaldetektion beide Übertragungskanäle überwacht, um bei Detektion eines Störsignals den zuletzt gesendeten Nutzsignalimpuls erneut zu übertragen.
Ein weiteres Übertragungsverfahren über eine Datenübertragungsstrecke mit zwei Luftspulenübertragern ist in der US 6,525,566 B2 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden steigende/fallende Flanken eines zweiwertigen Signals jeweils in hochfrequente Signale umgesetzt und über einen der beiden Übertragungskanäle übertragen.
Die EP 1 626 546 A1 (Feldtkeller) beschreibt ein differentielles Übertragungsverfahren, bei dem die Summe zweier Ansteuersignale, mit denen Primärwicklungen zweier Übertrager angesteuert werden, einer vorgegebenen Hüllkurve folgen, deren Anstiegsdauer und Abfalldauer länger sind als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Datenübertragung über eine wenigstens zwei induktive Übertrager umfassende Übertragungsstrecke zur Verfügung zu stellen, das robust gegenüber Störungen und parasitären Induktivitäten ist, das eine geringe elektromagnetische Störstrahlung hervorruft und das mit einer niedrigen Versorgungsspannung funktioniert, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübertragung über eine Übertragungsstrecke mit wenigstens zwei induktiven Übertragern, die jeweils eine Primärwicklung mit einer Zeitkonstanten und eine Sekundärwicklung aufweisen, umfasst die Verfahrensschritte:

– Ansteuern der Primärwicklungen zur Übertragung eines Informationsereignisses mittels Ansteuersignalen derart, dass die Summe der Ansteuersignale einer Hüllkurve mit einer Hüllkurvendauer folgt,
– wobei die Hüllkurve so gewählt ist, dass sie im zeitlichen Verlauf innerhalb einer Anstiegsdauer von einem Anfangswert auf einem Maximalwert ansteigt und innerhalb einer Abfalldauer von dem Maximalwert wieder auf den Anfangswert absinkt und die Anstiegsdauer und die Abfalldauer betragsmäßig länger sind als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen,
– wobei der zeitliche Verlauf der Ansteuersignale von der zu übertragenden Information abhängig und so gewählt ist, dass wenigstens eine steile Flanke vorhanden ist, deren Flankendauer kürzer als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen ist,
– wobei die steile Flanke des Ansteuersignals einer der Primärwicklungen nach einer Magnetisierungsdauer dieser Primärwicklung durch teilweises Abkommutieren dieser Primärwicklung erzeugt wird.

Der zuletzt genannte Verfahrensschritt ermöglicht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren große Signalhübe fallender Flanken bei einer gleichzeitig niedrigen Spannungsversorgung zur Erzeugung dieser Ansteuersignale.
1 zeigt eine Datenübertragungsstrecke mit einer Sendevorrichtung und einer Empfangsvorrichtung sowie einer zwischen Sende- und Empfangsvorrichtung angeordneten Übertragungsstrecke mit zwei Übertragern.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Sendevorrichtung, die einen Hüllkurvengenerator und für jeden der Übertrager eine senderseitige Treiberschaltung aufweist.
3 zeigt beispielhaft zeitliche Verläufe der vom Hüllkurvengenerator erzeugten Hüllkurven
4 zeigt schematisch ein Beispiel eines Hüllkurvengenerators.
5 zeigt beispielhaft bei der Erzeugung der Hüllkurven verwendete Signale.
6 zeigt beispielhaft zeitliche Verläufe der den Treiberschaltungen für die Übertragung eines Informationsereignisse zugeführten Treibersignale.
7 zeigt zeitliche Verläufe der aus den Treibersignalen resultierenden Ansteuersignale für Primärwicklungen der Übertrager.
8 veranschaulicht zeitliche Verläufe der aus den primärseitigen Ansteuersignalen resultierenden sekundärseitigen Signale der Übertrager.
9 zeigt schematisch ein erstes Realisierungsbeispiel der Empfängerschaltung.
10 zeigt schematisch ein zweites Realisierungsbeispiel der Empfängerschaltung.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen und Signale mit gleicher Bedeutung.
1 zeigt im Überblick eine Datenübertragungsvorrichtung mit einer Sendevorrichtung 30, der an einem Eingang IN ein Sendesignal Sin zugeführt ist, einer Empfangsvorrichtung 40 die an einem Ausgang OUT ein Empfangssignal Sout bereitstellt, und mit einer zwischen Sendevorrichtung 30 und Empfängervorrichtung 40 angeordneten Übertragungsstrecke. Die Übertragungsstrecke umfasst zwei induktive Übertrager 10, 20, die jeweils eine Primärwicklung 11, 21 und eine Sekundärwicklung 12, 22 aufweisen. Die Primärwicklungen 11, 21 sind dabei an die Sendevorrichtung 30 angeschlossen, und die induktiv mit den Primärwicklungen 11, 21 gekoppelten Sekundärwicklungen 12, 22 sind an die Empfängerschaltung 40 angeschlossen. Die Primärwicklungen 11, 21 sind an einem der Sendevorrich tung 30 abgewandten Anschluss an ein erstes bzw. primärseitiges Bezugspotential angeschlossen, und die Sekundärwicklungen 12, 22 sind an einem der Empfängerschaltung 40 abgewandten Anschluss an ein zweites bzw. sekundärseitiges Bezugspotential angeschlossen. Diese ersten und zweiten bzw. primärseitigen und sekundärseitigen Bezugspotentiale können sich hierbei unterscheiden.
Für die nachfolgende Erläuterung sind mit I11, I21 Ströme durch die Primärwicklungen und mit V11, V21 Spannungen über den Primärwicklungen 11, 21 bezeichnet, die durch die Sendevorrichtung 30 abhängig von dem über den Kanal zu übertragenden Sendesignal Sin erzeugt werden. Mit V12, V22 sind Spannungen über den Sekundärwicklungen 12, 22 bezeichnet, die aufgrund der induktiven Kopplung aus den über den Primärwicklungen 11, 21 anliegenden Spannungen V11, V21 bzw. den die Primärwicklungen durchfließenden Strömen I11, I21 resultieren.
2 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel der Sendevorrichtung 30. Diese Sendevorrichtung weist zwei Treiberschaltungen 31, 32 auf, von denen eine erste Treiberschaltung 31 an die erste Primärwicklung 21 und eine zweite Treiberschaltung an die zweite Primärwicklung 22 angeschlossen ist. Die beiden Treiberschaltungen weisen jeweils einen Steuereingang 311, 321 zum Zuführen eines Steuersignals S31, S32 und einen Ausgang 312, 322 zum Bereitstellen der Ansteuerspannungen V11, V21 der Primärwicklungen 21, 22 nach Maßgabe der Steuersignale S31, S32 auf. Die Treiberschaltungen erzeugen die Spannungen über den Primärwicklungen 21, 22 jeweils aus einer zwischen einem Knoten für Versorgungspotential und dem primärseitigen Bezugspotential anliegenden Versorgungsspannung V1.
Die beiden Treiberschaltungen 31, 32 umfassen in dem Beispiel jeweils einen Bipolartransistor, dessen Basisanschluss den Steueranschluss der jeweiligen Treiberschaltung 31, 32 bil det, und der als Emitterfolger verschaltet ist. Die Emitteranschlüsse der Transistoren bilden hierbei die Ausgänge der Treiberschaltungen 31, 32, an die die Primärwicklungen 21, 22 angeschlossen sind. Die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren sind hierbei in Reihe zu den Primärwicklungen 21, 22 zwischen die Klemme für das Versorgungspotential V1 und das primärseitige Bezugspotential geschaltet. Die Ansteuerspannungen V11, V21 folgen bei dieser Schaltung den Steuersignalen S31, S32, die auf das primärseitige Bezugspotential bezogene Spannungen sind, und entsprechen betragsmäßig den Steuersignalen S31, S32 abzüglich der Einsatzspannungen der Transistoren der Treiberschaltungen 31, 32. Die Treiberschaltungen 31, 32 dienen dazu, die Strombelastung von – noch zu erläuternden – Signalquellen, die die Steuersignale S31, S32 bereitstellen, zu reduzieren.
Den Steuereingängen 311, 321 der ersten und zweiten Treiberschaltungen 31, 32 sind erste und zweite Auswahlschaltungen 33, 34 vorgeschaltet. Jede dieser Auswahlschaltungen weist einen Ausgang 335, 345, der an den Eingang 311, 321 der jeweiligen Treiberschaltung 31, 32 angeschlossen ist, und vier Eingänge 331–334, 341–344 auf. Die Auswahlschaltungen 33, 34 sind dazu ausgebildet, nach Maßgabe eines ersten und zweiten Steuersignals S38_1, S38_2 jeweils eines der an den Eingängen 331–334, 341–344 anliegenden Signale an den Ausgang 335, 345 durchzuleiten.
Die Auswahlsignale S38_1, S38_2 werden in noch zu erläuternder Weise durch eine Auswahlsignalerzeugungsschaltung 38 abhängig von dem zu übertragenden Sendesignal Sin erzeugt.
Die Sendeschaltung 30 weist außerdem einen Hüllkurvengenerator 36 auf, der dazu ausgebildet ist, nach Maßgabe des Sendesignals Sin ein erstes und zweites Hüllkurvensignal S36_1, S36_2 zu erzeugen. Der Hüllkurvengenerator erzeugt diese Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 jeweils für die Übertragung eines Informationsereignisses. Ein solches Ereignis ist bei spielsweise eine steigende Flanke oder eine fallende Flanke des Sendesignals Sin.
3 zeigt beispielhaft zeitliche Verläufe dieser beiden Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 die zur Übertragung eines Informationsereignisses erzeugt werden. Diese beiden Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 besitzen jeweils eine gleiche Hüllkurvendauer Th und sind derart ausgebildet, dass sie innerhalb einer Anstiegszeit Tr von einem Anfangswert auf einen Maximalwert S36_1_max, S36_2_max ansteigen und innerhalb einer anschließenden Abfalldauer Tf von dem Maximalwert wieder auf den Anfangswert absinken. In dem dargestellten Beispiel beginnen die Hüllkurven S36_1, S36_2 jeweils unmittelbar nach Erreichen des Maximums wieder in Richtung des Ausgangswertes abzusinken.
Die beiden dargestellten Hüllkurven S36_1, S36_2 unterscheiden sich in ihrer maximalen Amplitude, wobei die erste Hüllkurve S36_1 in dem Beispiel eine größere maximale Amplitude als die zweite Hüllkurve S36_2 besitzt.
Die Hüllkurven S36_1, S36_2 sind außerdem so gewählt, dass deren Steilheit während der Anstiegsdauer Tr und während der Abfalldauer Tf betragsmäßig kleiner ist als der Quotient aus der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Hüllkurven und den Zeitkonstanten der Primärwicklungen 11, 21. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Anstiegsdauer Tr und die Abfalldauer Tf der Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 größer sind als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen 11, 21. Diese Zeitkonstanten der Primärwicklungen 11, 21 entsprechen bekanntlich dem Quotienten aus dem Induktivitätswert und dem Widerstandswert der Primärwicklungen 11, 21. Es gilt also: Tr > L/R (1a) Tf > L/R (1b).
L bezeichnet hierbei den Induktivitätswert einer der beiden Primärwicklungen. R bezeichnet den parasitären Widerstandswert einer dieser Primärwicklungen 11, 21.
Diese zuvor erläuterten Eigenschaften der Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 in Bezug auf die Zeitkonstanten der Primärwicklungen 11, 21 sind gleichbedeutend damit, dass bei einem Anlegen der Hüllkurvensignale über die Auswahlschaltungen 33, 34 und die Treiberschaltungen 31, 32 an die Primärwicklungen 21, 22 keine nennenswerten zur Signalübertragung geeigneten Spannungen in den Sekundärwicklungen (12, 22 in 1) induziert würden, wenn eines der Hüllkurvensignale jeweils für dessen gesamte Dauer Th über die Treiberschaltungen 31, 32 an die Primärwicklungen angelegt würde.
Die beiden in 3 dargestellten Hüllkurvensignale sind mit einem Offset Voff behaftet, d. h. deren Anfangswerte zu Beginn der Anstiegsdauer Tr und deren Endwerte nach Ende der Abfalldauer Tf sind jeweils ungleich Null, wobei die Anfangswerte und Endwerte jeweils gleich sind. Dieser Offset Voff entspricht beispielsweise der Einsatzspannung bzw. Schwellenspannung der bei der Sendevorrichtung gemäß 2 als Treiberschaltungen eingesetzten Bipolartransistoren 31, 32.
Eine Möglichkeit zur Erzeugung der beiden zuvor erläuterten Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 wird nachfolgend anhand von 4 erläutert, die ein mögliches Realisierungsbeispiel des Hüllkurvengenerators 36. Dieser Hüllkurvengenerator 36 umfasst einen Impulsgenerator 361, der dazu ausgebildet ist, sowohl nach einer steigenden Flanke als auch nach einer fallenden Flanke des Eingangssignals Sin ein Rechtecksignal S361 einer vorgegebenen Zeitdauer T1 zu erzeugen. Dies ist in den 5A und 5B sowohl für eine steigende Flanke als auch für eine fallende Flanke des Sendesignals Sin erläutert. Diese Zeitdauer T1 der Rechtecksignale S361 entspricht beispielsweise der Anstiegsdauer Tr der Hüllkurvensignale (S36_1, S36_2 in 3).
Dem Impulsgenerator 361 ist ein Impulsformer 362 nachgeschaltet, dem das Rechecksignal S361 zugeführt ist und der dazu ausgebildet ist, ein Hüllkurvensignal S362 aus dem Rechtecksignal S361 zu erzeugen, was anhand von 5C veranschaulicht ist. Dieser Impulsformer ist beispielsweise als Tiefpassfilter höherer Ordnung, d. h. als Tiefpassfilter mit einer Ordnung größer als 1, ausgebildet. Die ersten und zweiten Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 werden mittels eines Spannungsteilers 364 aus dem am Ausgang des Impulsformers 362 zur Verfügung stehenden Hüllkurvensignal S36 erzeugt, wobei das größere S36_1 der beiden Hüllkurvensignale dem am Ausgang des Impulsformers 362 anliegenden Hüllkurvensignal S36 entsprechen kann. Zur Erzeugung Offset behafteter Hüllkurvensignale kann den beiden Hüllkurvensignalen S36_1, S36_2 in nicht näher dargestellter Weise eine Offset-Spannung hinzuaddiert werden.
Das Bezugszeichen 363 bezeichnet in 4 eine optional vorhandene Treiberschaltung, die dazu dient, die Strombelastung des Hüllkurvengenerators 36 zu verringern.
Bezug nehmend auf 2 sind die ersten Eingänge 331, 341 der Auswahlschaltungen 33, 34 an das Versorgungspotential V1 angeschlossen, die zweiten Eingänge 332, 342 jeweils an den ersten Ausgang des Hüllkurvengenerators 36 zur Zuführung des ersten Hüllkurvensignals S36_1 angeschlossen, die zweiten Eingänge 333, 343 jeweils an den zweiten Ausgang des Hüllkurvengenerators 36 zur Zuführung des zweiten Hüllkurvensignals S36_2 angeschlossen und die vierten Eingänge 334, 344 an das primärseitige Bezugspotential angeschlossen.
Wie erläutert besitzt die Primärwicklung der beiden Übertrager (10, 20 in 1), die insbesondere als Luftspulenübertrager (coreless transformer) realisiert sind, eine Zeitkonstante, die maßgeblich vom Querschnitt der Wicklung und von dem Spulendurchmesser der – bei planaren Wicklungen spi ralförmig verlaufenden – Wicklung abhängig ist. Diese Zeitkonstante ist der Quotient aus Induktivität und Widerstand der Primärwicklung. Mit dieser Zeitkonstante klingt eine Spannung an der Sekundärwicklung ab, wenn an die Primärwicklung ein sprungförmiges Erregersignal angelegt wird. Für eine Datenübertragung über einen solchen Übertrager ist an die Primärwicklungen 21, 22 ein Ansteuersignal anzulegen, dessen Flanken Anstiegsdauern und Abfalldauern besitzen, die deutlich kleiner sind als diese Zeitkonstante. Die Erzeugung solcher für eine Informationsübertragung geeigneter Ansteuersignale bzw. Ansteuerspannungen V11, V21 an den Primärwicklungen 21, 22 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 6 und 7 näher erläutert.
Ein zu übertragendes Informationsereignis stellt für die nachfolgende Erläuterung eine steigende Flanke des Eingangssignals Sin, das in den 6A und 7A dargestellt ist, dar. Diese steigende Flanke tritt in dem dargestellten Beispiel zu einem Zeitpunkt t0 auf. Die 6B und 6C zeigen die zeitlichen Verläufe der an den Steuereingängen der Treiberschaltungen anliegenden Steuersignale. Die aus diesen Steuersignalen resultierenden Ansteuerspannungen V11, V21 der Primärwicklungen sind in den 7B und 7C dargestellt. Die Erzeugung der Steuersignale S31, S32 bzw. der Ansteuerspannungen V11, V21 erfolgt in drei Phasen, die nachfolgend erläutert werden.
Während einer ersten Phase, die sich zeitlich unmittelbar an die steigende Flanke des Eingangssignals Sin zum Zeitpunkt t0 anschließt, werden der ersten Treiberschaltung 31 über die erste Auswahlschaltung 33 das erste Hüllkurvensignal S36_1 und der zweiten Treiberschaltung 32 über die zweite Auswahlschaltung 34 das zweite Hüllkurvensignal S36_2 zugeführt. Die erste Ansteuerspannung V11 entspricht während dieser ersten Phase dem ersten Hüllkurvensignal S36_1 abzüglich der Einsatzspannung des Bipolartransistors der ersten Treiberschaltung 31, und die zweite Ansteuerspannung V21 entspricht dem zweiten Hüllkurvensignal S36_2 abzüglich der Einsatzspannung des Bipolartransistors der zweiten Treiberschaltung 32. Da die Steilheiten dieser Ansteuerspannungen V11, V21 bezogen auf die Zeitkonstanten der Primärwicklungen 21, 22 gering sind, wird während dieser ersten Phase keine nennenswerte Spannung in den Sekundärwicklungen 12, 22 der Übertrager induziert.
Eine zweite Phase beginnt zu einem Zeitpunkt t1, zu dem der Steuereingang 311 der ersten Treiberschaltung 31 an den vierten Eingang 334 der ersten Auswahlschaltung 33 und damit an das primärseitige Bezugspotential angeschlossen wird. Der Steuereingang 321 der zweiten Treiberschaltung 32 wird zu diesem Zeitpunkt t1 an den ersten Eingang 341 der zweiten Treiberschaltung 34 und damit an Versorgungspotential V1 angeschlossen. Ergebnis dieses Vorgehens ist eine steile fallende Flanke des ersten Steuersignals S31 zum Zeitpunkt t1 und eine steile steigende Flanke des zweiten Steuersignals S32 zu diesem Zeitpunkt t1. Der Bipolartransistor der ersten Treiberschaltung 31 sperrt zum Zeitpunkt t1, wodurch eine Spannungsversorgung der ersten Primärwicklung 21 über das erste Versorgungspotential V1 zunächst unterbrochen ist. In der während der ersten Phase magnetisierten ersten Primärwicklung 11 wird während der zweiten Phase eine Gegenspannung induziert, die bezogen auf das primärseitige Bezugspotential negative Werte annimmt. Diese Gegenspannung ist begrenzt durch die Emitter-Basis-Einsatzspannung des Bipolartransistors der ersten Treiberschaltung 31. Diese Emitter-Basis-Einsatzspannung besitzt bei Raumtemperatur üblicherweise Werte zwischen 0,7 V und 0,8 V, so dass die Spannung über der ersten Primärwicklung 11 Werte im Bereich von –0,7... –0,8 V jeweils bezogen auf das primärseitige Bezugspotential annehmen kann. Die Emitter-Basis-Strecke dieses Bipolartransistors der ersten Treiberschaltung 31 verhält sich während dieses Betriebszustandes wie eine Diode, über welche die Primärwicklung 21 über den vierten Eingang 334 der ersten Auswahlschaltung 33 an das primärseitige Bezugspotential angeschlossen ist. Aufgrund der Stromverstärkung des Bipolartransistors fließt der Hauptanteil des Emitterstromes weiterhin über den Kollektor und wird dem Versorgungspotential V1 entnommen.
Zusammenfassend ändert sich zum Zeitpunkt t1 die Polarität der Spannung V11 über der ersten Primärwicklung 11, während die Richtung eines die Primärwicklung durchfließenden Stromes (I1 in 1) gleich bleibt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die erste Primärwicklung 11 ab dem Zeitpunkt t1 teilweise abkommutiert bzw. dass ab diesem Zeitpunkt ein Teil der zuvor in der Primärwicklung 11 gespeicherten magnetischen Energie entnommen wird. Das ab dem Zeitpunkt t1 an dem Eingang der ersten Treiberschaltung 33 anliegende Bezugspotential GND hat die Funktion eines Abkommutiersignals für die erste Primärwicklung 11, da bei Anlegen dieses Bezugspotentials GND an die erste Treiberschaltung 33 die erste Primärwicklung 11 (teilweise) abkommutiert.
Eine Magnetisierungsdauer, während der magnetische Energie in der Primärwicklung vor der teilweisen Abkommutierung gespeichert wird, entspricht der Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t0 und t1.
Zeitlich betrachtet kann die Ansteuerspannung V11 über der ersten Primärwicklung 11 so lange negative Werte annehmen, bis die Magnetisierung dieser Primärwicklung 11 abgebaut ist.
Eine dritte Phase der Steuersignalerzeugung beginnt zu einem Zeitpunkt t2, zu dem an den Steueranschluss 311 der ersten Treiberschaltung 31 über die erste Auswahlschaltung 33 das zweite Hüllkurvensignal S36_2 und an den Steuereingang 321 der zweiten Treiberschaltung 32 über die zweite Auswahlschaltung 34 das erste Hüllkurvensignal S36_1 angelegt wird. Die erste Ansteuerspannung V11 folgt ab diesem Zeitpunkt dem zweiten Hüllkurvensignal S36_2 abzüglich der Einsatzspannung des Bipolartransistors der ersten Treiberschaltung 31, und die zweite Ansteuerspannung V21 folgt dem ersten Hüllkurven signal S36_1 abzüglich der Einsatzspannung des Bipolartransistors der zweiten Treiberschaltung 32.
Eine Zeitdauer zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt t1, t2 ist vorzugsweise kurz im Vergleich zur Gesamtdauer Th der Hüllkurvensignale und vorzugsweise so kurz, dass die erste Primärwicklung 21 während dieser Zeitdauer nicht entmagnetisiert wird bzw. nicht vollständig abkommutiert. Die erste Ansteuerspannung V11 bleibt während dieser Zeitdauer somit auf einem annähernd konstanten negativen Signalpegel. Die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t1, t2 ist hierbei kürzer als die L/R-Zeitkonstanten der Primärwicklungen 21, 22.
Zu Beginn der zweiten Phase werden in den Sekundärwicklungen 12, 22 aufgrund der steilen fallenden Flanke der ersten Ansteuerspannung V11 und der steilen steigenden Flanke der zweiten Ansteuerspannung V21 Sekundärspannungen induziert, deren Amplituden maßgeblich vom Signalhub der Ansteuerspannungen V11, V21 abhängig sind. Ein großer Signalhub kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren selbst bei einem niedrigen Versorgungspotential V1 dadurch erreicht werden, dass die erste Primärwicklung 21 zeitweise, d. h. zwischen den Zeitpunkten t1, t2 so betrieben wird, dass die anliegende Ansteuerspannung V11 bezogen auf das primärseitige Bezugspotential negative Werte annimmt. Dies wird dadurch erreicht, dass die erste Primärwicklung 11 so angesteuert wird, dass sie nach einer anfänglichen Magnetisierung während einer Abkommutierungsdauer, die durch die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t1, t2 bestimmt ist, über ein Freilaufelement, in dem Beispiel die Emitter-Basis-Diode des Transistors, 31 teilweise abkommutieren kann.
Die Amplitude der negativen Spannung über der Primärwicklung während der Abkommutierungsdauer ist hierbei von der Durchlassspannung des Freilaufelements abhängig. Diese Spannung könnte bei der Schaltung gemäß 2 noch dadurch gesteigert werden, dass eine weitere Diode zwischen den Steueran schluss der ersten Treiberschaltung 31 und die Klemme für das primärseitige Bezugspotential geschaltet wird, die in 2 gestrichelt dargestellt ist.
Die Amplituden der Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 sind vorzugsweise derart aufeinander und auf das Versorgungspotential V1 abgestimmt, dass ein Signalhub der fallenden Flanke der ersten Ansteuerspannung V11 zum Zeitpunkt t1 dem Signalhub der steigenden Flanke der zweiten Ansteuerspannung V21 zum Zeitpunkt t1 entspricht.
Die Signalhübe der zum Zeitpunkt t2 auftretenden Flanken, d. h. der steigenden Flanke der ersten Ansteuerspannung V11 und der fallenden Flanke der zweiten Ansteuerspannung V21 sind hierbei geringer, da die erste Ansteuerspannung V11 ab dem zweiten Zeitpunkt t2 dem kleineren S36_2 der beiden Hüllkurvensignale und die zweite Ansteuerspannung V21 dem größeren S36_1 der beiden Hüllkurvensignale folgt.
Die Amplituden der Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 sind außerdem so aufeinander und auf die Amplitude des Versorgungspotentials V1 abgestimmt, dass zwischen den Zeitpunkten t1, t2 die Summe der beiden Hüllkurvensignale S36_1 und S36_2 der Höhe des Versorgungspotentials V1 entspricht. Die Summe der beiden Ansteuerspannungen V11, V21 folgt dann dem in 7D dargestellten Summen-Hüllkurvensignal, das eine Hüllkurvendauer Th besitzt und das während einer Anstiegszeit Tr von einem Ausgangswert bis auf einen Maximalwert ansteigt und anschließend von dem Maximalwert während einer Abfalldauer Tf auf den Ausgangswert abfällt.
Eine Signalübertragung von der Primärseite auf die Sekundärseite der Übertrager 10, 20 erfolgt bei dem zuvor erläuterten Verfahren während der Hüllkurvendauer Th jeweils zum Zeitpunkt t1 am Beginn der zweiten Phase, zu dem die Primärspannungen V11, V21 eine steile fallende bzw. eine steile steigende Flanke aufweisen. Die Steilheit dieser Flanken ist hierbei im Hinblick auf die Zeitkonstanten der Primärwicklungen 21, 22 ausreichend groß, um sekundärseitig eine nennenswerte Spannung zu induzieren. Die Steilheit des Anstiegs der ersten und zweiten Primärspannung V11, V21 vor diesem Zeitpunkt t1 bzw. die Steilheit des Abfallens dieser Primärspannungen nach dem Zeitpunkt t2 sind im Hinblick auf die Zeitkonstanten der Primärwicklungen 21, 22 zu gering, um sekundärseitig eine nennenswerte Spannung zu induzieren.
Der zeitliche Abstand der Zeitpunkte t1 und t2, und damit die Abkommutierungsdauer, ist vorzugsweise so auf die Zeitkonstanten der Primärwicklungen 21, 22 abgestimmt, dass aufgrund des Signalhubes zum Zeitpunkt t2 sekundärseitig Spannungsimpulse induziert werden, deren Höhe jeweils dem Betrag der Sekundärspannungen unmittelbar vor dem Zeitpunkt t2 entspricht, die jedoch ein umgekehrtes Vorzeichen aufweisen, so dass zum Zeitpunkt t2 die Sekundärspannungen wenigstens näherungsweise auf Null abfallen.
In den 8A und 8B sind die zeitlichen Verläufe der aus den Primärspannungen V11, V21 gemäß der 7B und 7C resultierenden Sekundärspannungen V12, V22 dargestellt. Die zum Zeitpunkt t1 an den Primärwicklungen 11, 21 anliegenden Spannungssprünge führen sekundärseitig zu sprunghaft ansteigenden und danach exponentiell abfallenden Signalverläufen. Die fallende Flanke der ersten Primärspannung V11 führt hierbei zu einem negativen Signal V12 an der ersten Sekundärwicklung 12, dessen Betrag im weiteren Verlauf ab dem Zeitpunkt t1 abnimmt, während die steigende Flanke der zweiten Primärspannung V21 zu einem positiven Signal führt, dessen Betrag im weiteren Verlauf ab dem Zeitpunkt t1 abnimmt. Die im Betrag exponentiell abfallenden Signalverläufe V12, V22 der Sekundärwicklungen 12, 22 sind ab dem Zeitpunkt t1 durchgezogen und ab dem Zeitpunkt t2 gepunktet dargestellt.
Diesen ab dem Zeitpunkt t1 exponentiell abfallenden Signalen überlagern sich ab dem Zeitpunkt t2 sprungartig ansteigende und im weiteren Verlauf exponentiell abnehmende Signale umgekehrten Vorzeichens und mit geringerem Signalhub. Diese Signale, deren Verlauf in 8 gestrichelt dargestellt ist, resultieren aus den zum Zeitpunkt t2 primärseitig vorliegenden Spannungs- bzw. Signalsprüngen. Die erste Primärspannung V11 weist zu diesem Zeitpunkt t2 eine steigende Flanke auf, die sekundärseitig zu einem sprungartig ansteigenden Signal mit positiver Amplitude führt, dessen Betrag im weiteren Verlauf exponentiell abnimmt. Die zweite Primärspannung V21 weist zu diesem Zeitpunkt t2 eine fallende Flanke auf, die sekundärseitig zu einem sprungartig ansteigenden Signal mit negativer Amplitude führt, dessen Betrag im weiteren Verlauf exponentiell abnimmt.
Der zeitliche Abstand zwischen t1 und t2 ist hierbei so auf die Zeitkonstante der Primärwicklungen abgestimmt ist, dass die aufgrund des Spannungssprunges zum Zeitpunkt t2 sekundärseitig induzierte Spannung betragsmäßig der sekundärseitigen Spannung kurz vor dem Zeitpunkt t2 entspricht. Die aus den primärseitigen Signalsprüngen zu den Zeitpunkten t1 und t2 resultierenden sekundärseitigen Signalanteile überlagern sich dann jeweils zu einem Signal, dessen Amplitude ab dem Zeitpunkt t2 annähernd Null beträgt und das in 8 als durchgezogene Linie dargestellt ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bei einer geringen Versorgungsspannung V1 große Signalhübe der Ansteuerspannungen V11, V21 erreicht werden können und dass die Summe der Ströme durch die Primärwicklungen, die im Wesentlichen die Stromaufnahme der Sendevorrichtung 30 bestimmen, der Hüllkurve folgen. Gleiches gilt für die Summe der aus der Ansteuerung der beiden Primärspulen 21, 22 resultierenden Magnetfelder. Für die Außenwirkung ist das aus der Gesamtstromaufnahme der Sendevorrichtung resultierende Magnetfeld maßgeblich, das ebenfalls der Hüllkurve folgt, da der Gesamtstrom, d. h. die Summe der Primärströme I11, I21 (in 1), der Hüllkurve folgt. Eine bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftretende elektromagnetische Störstrahlung ist somit ausschließlich vom zeitlichen Verlauf der Hüllkurve abhängig, deren steigende und fallende Flanken völlig unabhängig von der Zeitkonstante der Primärwicklungen gewählt werden können und die somit im Hinblick auf eine Reduzierung elektromagnetischer Störstrahlung optimiert werden kann. Die beiden Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 sind vorzugsweise so gewählt, dass sie innerhalb der Hüllkurvendauer Th annäherungsweise einer Gaußkurve folgen. Gleiches gilt entsprechend für die Summe der Ansteuerspannungen V11, V21. Selbstverständlich sind beliebige weitere im Hinblick auf eine elektromagnetische Störstrahlung optimierte Kurvenverläufe für die Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 anwendbar. Ein weiteres Beispiel ist ein zeitlicher Verlauf der Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 gemäß einem in der Datenübertragung hinlänglich bekannten Raised-Cosine-Impuls. Der Zeitpunkt t1, zu dem die zweite Phase der Erzeugung der Steuersignale S31, S32 beginnt, ist vorzugsweise so gewählt, dass er auf oder nach dem Maximum der Hüllkurvensignale S36_1, S362 liegt.
In dem dargestellten Beispiel sind die Ansteuerspannungen V11, V21 an den Primärwicklungen 11, 21 stark abhängig von dem Versorgungspotential V1. Entsprechend sind auch die Amplituden der sekundärseitig zu den Zeitpunkten t1 hervorgerufenen Spannungsimpulse und die Stromaufnahme der Anordnung abhängig von diesem Versorgungspotential V1. Um die erläuterte Sendevorrichtung 30 über einen weiten Versorgungsspannungsbereich einsetzen zu können, wird das Versorgungspotential V1 vorzugsweise über einen Spannungsregler mit niedriger Sättigungsspannung aus einer gegebenen Versorgungsspannung (nicht dargestellt) abgeleitet. Aus dieser stabilisierten Spannung können auch die Hüllkurvensignale S36_1, S36_2 abgeleitet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Kollektoranschlüsse der Treiber 31, 32 nicht notwendigerweise aus dem geregelten Versorgungspotential V1 versorgt werden. Die Treiber 31, 32 kön nen auch aus einer ungeregelten Versorgungsspannung versorgt werden. Vorteilhafterweise werden allerdings die Eingänge der Auswahlschaltung 331 und 341 mit einem geregelten Versorgungspotential verbunden und die Hüllkurvensignale aus einem geregelten Versorgungspotential abgeleitet.
Das erfindungsgemäße Übertragungsverfahren wurde anhand der 5 und 6 für die Übertragung eines Informationsereignisses erläutert, das durch eine steigende Flanke des Eingangssignals Sin repräsentiert ist. Die Übertragung eines zweiten Informationsereignisses, dass durch eine fallende Flanke des Eingangssignals Sin repräsentiert ist, erfolgt durch komplementäre Ansteuersignale, d. h. das Steuersignal, (S31 in 6) das zur Übertragung einer steigenden Flanke an die erste Treiberschaltung 31 angelegt wird, wird zur Übertragung einer fallenden Flanke an die zweite Treiberschaltung 32 angelegt, und das Steuersignal (S32 in 6), das zur Übertragung einer steigenden Flanke an die zweite Treiberschaltung 34 angelegt wird, wird zur Übertragung einer fallenden Flanke an die erste Treiberschaltung 31 angelegt.
Die Flanken des Eingangssignals Sin werden bei dem zuvor erläuterten Verfahren zeitverzögert übertragen, denn nach einer Flanke des Eingangssignals Sin wird die zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 liegende Zeitdauer abgewartet, bis entsprechend steile Flanken der Primärspannungen V11, V21 erzeugt werden.
Eine mögliche Empfängerschaltung 40 zur Verarbeitung der sekundärseitig erzeugten Spannungen V12, V21 und Erzeugung eines von dem Sendesignal Sin abhängigen Empfangssignals Sout ist in 9 dargestellt.
Die Empfängerschaltung 40 weist einen Differenzverstärker 41 auf, dessen invertierendem Eingang die erste Sekundärspannung V12 und dessen nicht-invertierendem Eingang die zweite Sekundärspannung V22 zugeführt ist. Am Ausgang dieses Differenz verstärkers 41 steht ein Differenzsignal S41 zur Verfügung, das der (verstärkten) Differenz zwischen der zweiten Sekundärspannung V22 und der ersten Sekundärspannung V12 entspricht. Dem Differenzverstärker 41 ist eine Vergleicheranordnung mit einem ersten und zweiten Komparator 42, 43 nachgeschaltet. Der erste Komparator 42 vergleicht das Differenzsignal S41 mit einer von einer ersten Referenzspannungsquelle 45 bereitgestellten ersten Schwellenspannung Vref1, und der zweite Komparator 43 vergleicht das Differenzsignal 41 mit einem von einer zweiten Referenzspannungsquelle 46 gelieferten zweiten Schwellenspannung Vref2. Der erste Komparator 42 ist so mit dem Differenzverstärker 41 und der ersten Referenzspannungsquelle 45 verschaltet, dass am Ausgang dieses ersten Komparators in dem Beispiel ein High-Pegel anliegt, wenn das Differenzsignal S41 den ersten Schwellenwert Vref1 übersteigt. Der zweite Komparator 42 ist so mit der Referenzspannungsquelle 46 und dem Differenzverstärker 41 verschaltet, dass am Ausgang dieses Komparators 43 ein High-Pegel anliegt, wenn das Differenzsignal S41 unter den Pegel des zweiten Schwellenwertes Vref2 absinkt. Den beiden Komparatoren 42, 43 ist eine Speicherschaltung nachgeschaltet der die Ausgangssignale S42, S43 der beiden Komparatoren 42, 43 zugeführt sind. Die Speicherschaltung 44 ist in dem Beispiel als RS-Flipflop ausgebildet, deren Setz-Eingang das erste Komparatorsignal S42 zugeführt ist, und deren Rücksetz-Eingang das zweite Komparatorsignal S43 zugeführt ist. Am Ausgang dieses Flip-Flops 44 steht das Empfangssignal Sout zur Verfügung, das bei störungsfreier Übertragung zeitverzögert dem Eingangssignal Sin folgt. Das Flip-Flop 44 wird zum Zeitpunkt t1 bei einem positiven Impuls des Differenzsignals S41 gesetzt, wodurch das Empfangssignal Sout einen High-Pegel annimmt, und das Flip-Flop wird zum Zeitpunkt t3 bei einem negativen Impuls des Differenzsignals S41 zurückgesetzt, wodurch das Ausgangssignal Sout einen Low-Pegel annimmt.
Die Schwellenwerte Vref1, Vref2 sind bei dieser Empfängerschaltung so auf die Amplituden der Sekundärspannungen V12, V22 abgestimmt, zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 das Ausgangssignal S41 des Differenzverstärkers die Schwellen Vref1 bzw. Vref2 sicher erreicht und dass die während der Anstiegs- und Abfallzeit der Hüllkurven induzierten Sekundärspannungen vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t2 sicher nicht zum Erreichen der Schwellen Vref1 oder Vref2 führen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Empfängerschaltung 40 ist in 10 dargestellt. Diese Empfängerschaltung weist einen Komparator mit Hysterese auf, dem die Sekundärspannungen V12, V22 zugeführt sind und der das Ausgangssignal Sout erzeugt. Die Schaltschwellen der Hysterese sind hierbei symmetrisch zueinander und so gewählt, dass eine Spannungsdifferenz zwischen den Sekundärspannungen V12, V22 zwischen den Zeitpunkten t1, t2 zum Überschreiten/Unterschreiten einer der Schwellen führt und dass vor dem Zeitpunkt t1 und nach dem Zeitpunkt t2 die Schwellen nicht erreicht werden.

I11, I21: Primärströme
V11, V21: Primärspannungen
V12, V22: Sekundärspannungen
IN: Eingang der Sendevorrichtung
OUT: Ausgang der Empfangsvorrichtung
S31, S32: Eingangssignale der Treiberschaltungen
S36_1, S36_2: Hüllkurvensignale
S38_1, S38_2: Auswahlsignale
S361: Impulssignal
S362: Hüllkurvensignal
30: Sendevorrichtung
11, 21: Primärwicklungen
12, 22: Sekundärwicklungen
41: Differenzverstärker
44: RS-Flipflop
31, 32: Treiberschaltung, Bipolartransistor
331...334: Eingänge einer Auswahlschaltung
33, 34: Auswahlschaltungen
335, 345: Ausgänge der Auswahlschaltungen
341...344: Eingänge einer Auswahlschaltung
42, 43: Komparatoren
45, 46: Referenzspannungsquellen
361: Impulsgenerator
362: Impulsformer
363: Treiberschaltung
364: Spannungsteiler
311, 321: Eingänge der Treiberschaltungen
312, 322: Ausgänge der Treiberschaltungen

Claims

Verfahren zur Datenübertragung über eine Übertragungsstrecke mit wenigstens zwei induktiven Übertragern (10, 20), die jeweils eine Primärwicklung (11, 21) mit einer Zeitkonstanten und eine Sekundärwicklung (21, 22) aufweisen, das die Verfahrensschritte umfasst: – Ansteuern der Primärwicklungen (11, 21) zur Übertragung eines Informationsereignisses mittels Ansteuersignalen (V11, V21) derart, dass die Summe der Ansteuersignale (V11, V21) einer Hüllkurve mit einer Hüllkurvendauer (Th; Th2) folgt, – wobei die Hüllkurve so gewählt ist, dass sie im zeitlichen Verlauf innerhalb einer Anstiegsdauer (Tr) von einem Anfangswert auf einem Maximalwert ansteigt und innerhalb einer Abfalldauer (Tf) von dem Maximalwert wieder auf den Anfangswert absinkt und die Anstiegsdauer (Tr) und die Abfalldauer (Tf) betragsmäßig länger sind als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen (11, 21), – wobei der zeitliche Verlauf der Ansteuersignale (V11, V21) von der zu übertragenden Information abhängig und so gewählt ist, dass wenigstens eine steile Flanke vorhanden ist, deren Flankendauer kürzer als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen (11, 21) ist, – wobei die steile Flanke des Ansteuersignals (V11) einer (11) der Primärwicklungen (11, 12) nach einer Magnetisierungsdauer (t0–t1) dieser Primärwicklung durch teilweises Abkommutieren dieser Primärwicklung (11) während einer Abkommutierungsdauer (t1–t2) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die steile Flanke des Ansteuersignals (V21) der anderen der Primärwicklungen dadurch erzeugt wird, dass diese Primärwicklung für die Abkom mutierungsdauer an ein konstantes Versorgungspotential (V1) angeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem erste und zweite Hüllkurvensignale (S36_1, S36_2) erzeugt werden die jeweils so gewählt sind, dass sie im zeitlichen Verlauf innerhalb einer Anstiegsdauer (Tr) von einem Anfangswert auf einem Maximalwert ansteigen und innerhalb einer Abfalldauer (Tf) von dem Maximalwert wieder auf den Anfangswert absinken und dass die Anstiegsdauern (Tr) und die Abfalldauern (Tf) betragsmäßig länger sind als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen (11, 21), und und bei dem die Ansteuersignale (V11, V21) während der Magnetisierungsdauer (t0–t1) und nach der Abkommutierungsdauer (t1–t2) von den Hüllkurvensignalen abhängig sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem während der Magnetisierungsdauer (t0–t1) das Ansteuersignal (V11) einer (11) der ersten und zweiten Primärwicklungen von einem (S36_1) der ersten und zweiten Hüllkurvensignale und das Ansteuersignal (V21) der anderen der ersten und zweiten Primärwicklungen von dem anderen (S36_2) der ersten und zweiten Hüllkurvensignale abhängig ist und bei dem nach der Abkommutierungsdauer das Ansteuersignal (V11) der einen (11) der ersten und zweiten Primärwicklungen von dem anderen (S36_2) der ersten und zweiten Hüllkurvensignale und das Ansteuersignal (V21) der anderen der ersten und zweiten Primärwicklungen von dem einen (S36_1) der ersten und zweiten Hüllkurvensignale abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das erste Hüllkurvensignal (S36_1) einen größeren Signalhub als das zweite Hüllkurvensignal (S36_2) aufweist und bei dem das Ansteuersignal der Primärwicklung (11), deren Spannungsversorgung während der Abkommutierungsdauer (t1–t2) unterbrochen wird, während der Magnetisierungsdauer von dem ersten Hüllkurvensignal (S36_1) abhängig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die zeitlichen Verläufe der Ansteuersignale (V11, V21) so gewählt sind, dass eine steile Flanke unmittelbar oder kurze Zeit nach einem Zeitpunkt vorliegt (t1; t3), zu dem die Hüllkurvensignale (S36_1, S36_2) ihren Maximalwert erreichen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Abkommutierungsdauer zwischen 2% und 15% der Hüllkurvendauer (Th) beträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Hüllkurvensignale (S36_1, S36_2) den Verlauf einer Gauß-Kurve oder den Verlauf eines Abschnitts einer Sinus-Quadrat-Kurve besitzen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das folgende Verfahrensschritte zur empfängerseitigen Ermittlung des übertragenen Informationsereignisses umfasst: – Erfassen von Empfangssignalen (V12, V22), die an den Sekundärwicklungen abgreifbar sind, – Bilden eines Differenzsignals (S41) aus den Empfangssignalen (V12, V22), – Vergleichen des Differenzsignals (S41) mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert (Vref1, Vref2).
Vorrichtung zur Datenübertragung, die folgende Merkmale aufweist: – eine Übertragungsstrecke mit wenigstens zwei induktiven Übertragern (10, 20), die jeweils eine Primärwicklung (11, 21) mit einer Zeitkonstanten und eine Sekundärwicklung (21, 22) aufweisen, – eine an die Primärwicklungen angeschlossene Sendevorrichtung (30) mit einem Eingang (IN) zur Zuführung eines Sendesignals (Sin), die Ansteuersignale (V11, V21) für die Primärwicklungen derart bereitstellt, dass die Summe der Ansteuersignale einer Hüllkurve mit einer Hüllkurvendauer folgt, – wobei die Hüllkurve so gewählt ist, dass sie im zeitlichen Verlauf innerhalb einer Anstiegsdauer (Tr) von einem Anfangswert auf einem Maximalwert ansteigt und innerhalb einer Abfalldauer (Tf) wieder auf den Anfangswert absinkt und dass deren Anstiegsdauer (Tr) und Abfalldauer (Tf) betragsmäßig länger als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen (11, 21) sind, – wobei der zeitliche Verlauf der Ansteuersignale von zu übertragenden Information abhängig und so gewählt ist, dass wenigstens eine steile Flanke vorhanden ist, deren Flankendauer betragsmäßig kürzer als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen (11, 21) ist, – wobei die steile Flanke des Ansteuersignals (V11) einer (11) der Primärwicklungen (11, 12) nach einer Magnetisierungsdauer (t0–t1) dieser Primärwicklung durch teilweises Abkommutieren dieser Primärwicklung (11) erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, die folgende weitere Merkmale aufweist: – eine an eine erste der Primärwicklungen angeschlossene erste Treiberstufe (31) und eine an eine zweite der Primärwicklungen angeschlossene zweite Treiberstufe (32), – einen Signalgenerator (36), der abhängig von dem Eingangssignal (Sin) ein erstes und ein zweites Hüllkurvensignal (S36_1, S36_2) erzeugt, die jeweils im zeitlichen Verlauf innerhalb einer Anstiegsdauer (Tr) von einem Anfangswert auf einem Maximalwert ansteigen und innerhalb einer Abfalldauer (Tf) wieder auf den Anfangswert absinken und deren Anstiegsdauer (Tr) und Abfalldauer (Tf) betragsmäßig länger als die Zeitkonstanten der Primärwicklungen (11, 21) sind, – Auswahlschaltungen (33, 34), von denen jede dazu ausgebildet sind, nach Maßgabe eines Auswahlsignals (S38_1, S38_2) das erste oder zweite Hüllkurvensignal (S36_1, S36_2), ein Abkommutiersignal oder ein konstantes oberes Ansteuersignal (V1) einer der Treiberschaltungen zuzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Signalgenerator (35, 36) einen Impulsgenerator (35) und einen dem Impulsgenerator nachgeschalteten Impulsformer (36) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, die eine Empfängerschaltung (40) mit folgenden Merkmalen aufweist: – einen Differenzverstärker (41) mit einem ersten Eingang der an eine der Sekundärwicklung (12, 22) angeschlossen und einem zweiten Eingang, der an die andere der Sekundärwicklungen (12, 22) angeschlossen ist, der ein Differenzsignal (S41) erzeugt, – eine dem Differenzverstärker (41) nachgeschaltete Vergleicheranordnung (42, 43), die das Differenzsignal (S41) mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert (Vref1, Vref2) vergleicht.