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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Vermeidung
von Störungen
eines Funkübertragungsystems
mit mindestens einer Trägerfrequenz
durch ein pulsweitenmoduliertes Signal nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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Insbesondere
in Kraftfahrzeugen wird eine verlustleistungsoptimierte Ansteuerung
von Leistungsverbrauchern, wie zum Beispiel Gebläsemotoren, durch pulsweitenmodulierte
Signale gewährleistet.
Um die Taktung dieser Signale für
den Menschen unhörbar
durchzuführen,
werden in der Regel Taktfrequenzen von 20 bis 30 kHz verwendet.
Dabei entstehen jedoch Störungen,
die auf das Bordnetz des Kraftfahrzeugs wirken, so dass zum Teil
sehr aufwändige
Entstörmaßnahmen
erforderlich sind.
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Es
ist bekannt, die Ansteuerung der Leistungsverbraucher mittels PWM-Taktfrequenzen durchzuführen, deren
ganzzahlige Vielfache, die auch als Oberwellen oder Harmonische
bezeichnet werden, mit dem Kanalraster der Trägerfrequenzen von Funkübertragungssystemen,
wie dem amplitudenmodulierten (AM) Rundfunk, zusammenfallen. Beispielsweise
liegt bei der Langwellen-(LW) und der Mittelwellenübertragung
(MW) in Europa ein Kanalabstand von 9 kHz vor, wonach sich für LW Trägerfrequenzen
von 153 kHz, 162 kHz, 171 kHz, ... bzw. für MW von 531 kHz, 540 kHz,
549 kHz, ... ergeben. Wird nun für
die Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten Signals ein Wert von
27 kHz angesetzt, so fallen die sechste Oberwelle mit 162 kHz und
die 20. Oberwelle mit 540 kHz exakt auf das Kanalraster der AM-Sender.
In diesem Fall ist eine Modulation ausgeschlossen, so dass es nicht
zu einer Störung
kommen kann. In Amerika wird dagegen ein Kanalabstand von 10 kHz
verwendet. Demnach ist es hier erforderlich, für die Taktfrequenzen Werte
von beispielsweise 20 oder 30 kHz vorzusehen, um die fraglichen
Trägerfrequenzen
exakt zu treffen und eine ungewollte Modulation zu verhindern.
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Eine
weitere, bekannte Möglichkeit
zur Vermeidung von Störungen
besteht in der Ansteuerung mittels Taktfrequenzen, deren ganzzahlige
Vielfache dem halben Kanalabstand entsprechen (Europa: 4,5 kHz,
Amerika: 5 kHz). In diesem Fall fällt die Hälfte der Oberwellen exakt mit
den Trägerfrequenzen
der AM-Sender zusammen, während
die andere Hälfte exakt
zwischen zwei benachbarten Trägerfrequenzen
liegt und durch ein AM-Filter des Rundfunkempfangsgerät bedämpft wird.
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Damit
die Kanalraster der jeweiligen Funkübertragungssysteme exakt getroffen
werden können, ist
eine sehr hohe Präzision
der PWM-Taktfrequenz für
die Leistungsansteuerung erforderlich. Selbst bei einer Toleranz
von nur 0,01% der Solltaktfrequenz beträgt die Abweichung im oberen
MW-Bereich mit einer Trägerfrequenz
von zum Beispiel 1,6 MHz ca. 160 Hz, was zu deutlich hörbaren Modulationen
führt. Demnach
werden für
die genannten Verfahren hochgenaue Taktregler mit Maximaltoleranzen
von 0,001% benötigt.
Ein weiterer Nachteil ist, dass zur Abdeckung des europäischen Marktes
(Kanalabstand 9 kHz) und des amerikanischen Marktes (Kanalabstand
10 kHz) zwei Varianten mit jeweils unterschiedlicher PWM-Taktfrequenz notwendig
sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenüber dem
Stand der Technik weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermeidung
von Störungen
eines Funkübertragungssystems
mit mindestens einer Trägerfrequenz
durch ein pulsweitenmoduliertes Signal den Vorteil auf, dass weitaus
geringere Anforderungen an die Toleranz der Taktquelle bestehen
und somit auf kostenintensive, quarzbasierte Schaltungen zur PWM-Frequenzerzeugung verzichtet
werden kann. Dazu wird, beispielswiese mittels eines konstengünstigen
Keramikresonators oder dergleichen, eine Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten
Signals derart eingestellt, dass ihr ganzzahliges Vielfaches einen
definierten Mindestabstand zur fraglichen Trägerfrequenz einhält. Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Vermeidung von Störungen des
Funkübertragungssystems, mit
einer Informationseinrichtung zur Übertragung eines Informationssignals,
das zumindest eine Information über
die fragliche Trägerfrequenz
enthält,
an ein Steuergerät,
wobei das Steuergerät
die Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten Signals entsprechend
des erfindungsgemäßen Verfahrens
einstellt. Das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
gestatten darüber
hinaus einen störungsfreien
oder zumindest störungsarmen Empfang
selbst schwacher Rundfunksender ohne aufmodulierte Störgeräusche durch
die pulsweitenmodulierte Leistungsansteuerung.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen
Merkmale sowie aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung.
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So
ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
dass das Steuergerät
den definierten Mindestabstand auch unter der Berücksichtigung
eines Toleranzbereichs des ganzzahligen Vielfachen der Taktfrequenz
des pulsweitenmodulierten Signals einhält. Dies gestattet beispielsweise
den Einsatz von Resonatoren für
CAN-Anwendungen, die lediglich eine Genauigkeit von ca. 0,3% aufweisen.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass der definierte Mindestabstand zur fraglichen
Trägerfrequenz
in etwa 5 kHz beträgt.
Insbesondere in Verbindung mit den eingangs erwähnten europäischen und amerikanischen Rundfunkübertragungssystemen,
bei denen eine amplitudenmodulierte Ein- oder Zweiseitenbandübertragung
zum Einsatz kommt und die einen Kanalabstand von 9 bzw. 10 kHz aufweisen,
kann so eine Modulation ausgeschlossen werden, da das ganzzahlige
Vielfache der Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten Signals nicht
in ein oberes und/oder unteres Seitenband fällt. In diesem Zusammenhang ist
die Informationseinrichtung als ein Rundfunkempfangsgerät des Kraftfahrzeugs
ausgebildet, das das Informationssignal, das die Information über die
fragliche Trägerfrequenz
enthält,
an das Steuergerät sendet.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Funkübertragungssystem
ein Funkuhrensystem, wobei die Trägerfrequenz des Funkuhrensystems
mittels einer Länderkennung
erkannt wird, die die Informationseinrichtung an das Steuergerät überträgt. Auf
diese Weise ist ein weltweiter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
unabhängig
von den verschiedenen Funkuhrsendern möglich. Da Funkuhrensignale
in der Regel nicht in Seitenbändern übertragen
werden, genügt
es, wenn der definierte Mindestabstand zur fraglichen Trägerfrequenz hier
in etwa 1 kHz beiträgt.
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Das
Informationssignal kann in vorteilhafter Weise von der Informationseinrichtung über ein
Bussystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen CAN- oder LIN-Bus,
an das Steuergerät übertragen werden.
Alternativ ist es aber auch möglich,
eine PWM-Datenschnittstelle
des Steuergeräts
für die Übertragung
auszunutzen, wobei das Informationssignal in diesem Fall ein Sollwert-Signal
mit einer in Form eines niederfrequenten PWM-Signals kodierten Solltaktfrequenz
enthält,
mittels der das Steuergerät
die Taktfrequenz des pulsweitenmodulierten Signals einstellt. Die
Kodierung der Solltaktfrequenz kann dabei derart erfolgen, dass
sie entweder mindestens einem Tausendstel der fraglichen Trägerfrequenz
entspricht oder in Abhängigkeit
von dem gewählten
Wellenbereich der Trägerfrequenz
(LW, MW) bereichsweise proportional der fraglichen Trägerfrequenz
ist.
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Weist
das Steuergerät
zudem eine PLL-Schaltung zur Generierung der Taktfrequenz auf Grundlage
der Solltaktfrequenz des Sollwert-Signals auf, so kann statt eines
Keramikresonators auch ein noch günstigerer RC-Taktgenerator
mit einer Toleranz von mehreren Prozent eingesetzt werden, da die
mittels der PLL-Schaltung erzeugte Taktfrequenz nahezu fehlerfrei
an eine nachgeschaltete Leistungselektronik zur pulsweitenmodulierten
Ansteuerung eines elektrischen Verbrauchers übertragbar ist.
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Schließlich sieht
eine weitere Ausgestaltungsform vor, dass das Steuergerät einen
Gebläseregler
umfasst, wenn eine getaktete, verlustleistungoptimierte Ansteuerung
von Verbrauchern mittels pulsweitenmodulierter Signale insbesondere
in Verbindung mit einem Gebläsemotor
einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage eingesetzt wird.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 bis 3 beispielhaft
erläutert,
wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile
mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten. Die Figuren der Zeichnung,
deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale
in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten
und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen. Insbesondere wird
ein Fachmann auch die Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen
zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen
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1:
ein Blockschalbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2:
ein Blockschalbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und
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3:
eine spektrale Darstellung einer amplitudenmodulierten Zweiseitenbandübertragung
unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist
ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgmäßen Vorrichtung 10 zur
Vermeidung von Störungen
eines Funkübertragungsystems 12 mit
mindestens einer Trägerfrequenz
fC durch ein pulsweitenmoduliertes Signal
SPWM gezeigt. Das Funkübertragungssystem 12 besteht
aus einem in der Regel ortsfesten Sender 14, der über eine
Sendeantenne 16 ein Funksignal S an eine Emfpangsantenne 18 eines
Empfängers 20 sendet.
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Der
Empfänger 20 ist
Bestandteil einer Informationseinrichtung 22, die beispielsweise
als ein Rundfunkempfangsgerät
bzw. Radio 24 und/oder als ein Funkuhrenmodul 26 ausgebildet
ist. Die Erfindung kann aber auch in Verbindung mit anderen Arten
von Funktübertragungsystemen 12 eingesetzt werden.
So besteht beispielsweise keine Einschränkung auf eine unidirektionale Übertragung,
wie sie im Rundfunk oder bei Funkuhren verwendet wird. Ebenso kann
die Erfindung auch für
bidirektionale Funkübertragungssysteme,
wie dem Sprechfunk oder dergleichen, Anwendung finden. Nachfolgend
soll jedoch zunächst
von einem Rundfunkempfangsgerät 24 als
Informationseinrichtung 22 ausgegangen werden.
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Stellt
ein Benutzer des Rundfunkempfangsgeräts 24 eine bestimmte
Trägerfrequenz
fC,n für
den von ihm bevorzugten Radiosender ein, wobei n einen ganzzahligen,
natürlichen
Index beschreibt, so wird diese als Bestandteil eines Informationssignals
SI über
eine geeignete Schnittstelle (beispielsweise einen CAN- oder LIN-Bus
eines Kraftfahrzeugs) an ein Steuergerät 28 übertragen.
Dabei kann die Übertragung
der fraglichen Trägerfrequenz
fC,n kodiert erfolgen, wobei zum Beispiel
sowohl ein binärer
Dateninhalt 10100010 als auch ein hexadezimaler Dateninhalt A2 auf
eine Trägerfrequenz
fC,n von 162 kHz hindeuten. Selbstverständlich sind
auch andere Arten der Kodierung oder eine unkodierte Übertragung
des Informationssignals SI an das Steuergerät 28 möglich.
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Eine
weitere Alternative der Datenübertragung
zwischen Rundfunkempfangsgerät 24 und Steuergerät 28 ergibt
sich gemäß 2,
wenn das Rundfunkempfangsgerät 24 die
Information bzgl. der eingestellten Trägerfrequenz fC,n kodiert
mittels des Informationssignals SI statt über ein
Bussystem direkt an eine PWM-Datenschnittstelle 29 des
Steuergeräts 28 überträgt. Dabei
kommen für
die Kodierung unterschiedliche Möglichkeiten
in Betracht, wie nachfolgend erläutert.
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Das
Steuergerät 28 stellt
nun eine Taktfrequenz fT des pulsweitenmodulierten
Signals SPWM derart ein, dass ihr ganzzahliges
Vielfaches fT , k bzw. fT, k +I, wobei k einen
ganzzahlingen, natürlichen
Zählindex
beschreibt, einen definierten Mindestabstand Fmin zur
fraglichen Trägerfrequenz
fC,n einhält; eine ausführliche
Schilderung dieses Verfahrens erfolgt im Zusammenhang mit 3.
Das auf diese Weise gebildete pulsweitenmodulierte Signal SPWM wird dann an eine Leistungselektronik 30,
beispielsweise an eine aus MOS-FETs bestehende H-Brücke, zur Ansteuerung
eines Gleichstrommotors 32 übergeben. Eine bevorzugte Anwendung
der Erfindung ergibt sich diesbezüglich in Verbindung mit einer
Kraftfahrzeug-Klimaanlage 34, wobei das Steuergerät 28 in
diesem Fall einen Gebläseregler 36 umfasst,
und der Gleichstrommotor 32 als ein Gebläsemotor 38 ausgebildet
ist. Nichtsdestotrotz kann die Erfindung auch für andere Anwendungen, bei denen
pulsweitenmodulierte Ansteuersignale benutzt werden, zum Einsatz
kommen.
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In 3 ist
eine spektrale Darstellung einer amplitudenmodulierten Zweiseitenbandübertragung, wie
sie beispielsweise bei einer Langwellen-(LW) oder Mittelwellen-Funkübertragung
(MW) zum Einsatz kommt, gezeigt. Dabei definiert fC,n die
fragliche Trägerfrequenz
des gewählten
Radiosenders, während
fC,n-1 und fC,n+1 die
jeweiligen Trägerfrequenzen der
Nachbarsender im Kanalabstand Fdist charakterisieren.
Jeweils um einen Träger
herum sind ein unteres und ein oberes Seitenband 40 bzw. 42 angeordnet,
in denen das entsprechend amplitudenmodulierte (AM) Nutzsignal,
also das Radioprogramm, übertragen
wird. Wie bereits eingangs erwähnt,
beträgt der
Kanalabstand Fdist in Europa 9 kHz und in
Amerika 10 kHz, so dass die Bandbreite B einen Wert von 9 bzw. 10
kHz nicht überschreiten
darf, um Überlappungen
der Seitenbänder 40, 42 zu
vermeiden.
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Für das folgende
Beispiel wird von einer europäischen
MW-Zweiseitenbandübertragung
mit einem Kanalabstand Fdist = 9 kHz ausgegangen.
Die Trägerfrequenz
des eingestellten Radiosenders betrage fC,n =
531 kHz. Damit ergeben sich die Trägerfrequenzen der beiden benachbarten
Radiosender zu fC,n-1 = 522 kHz und = 540
kHz. Die Bandbreite B des eingestellten Radiosenders, in der das
untere und das obere Seitenband 40 bzw. 42 liegen,
erstreckt sich von f = 526,5 kHz bis 535,5 kHz.
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Würde die
Leistungselektronik 30 nun durch das Steuergerät 28 mit
einer Taktfrequenz von fT = 24 kHz angesteuert,
so läge
die 22. Oberwelle fT , 22 bei 528 kHz und damit im unteren Seitenband 40,
was zu einer Überlagerung
des Radioempfangs durch ein Störsignal
mit einer Frequenz von fC,n – fT,22 = 531 kHz – 528 kHz = 3 kHz führte. Um
diese Störung
zu vermeiden, stellt das Steuergerät 28 die Taktfrequenz
fT des pulsweitenmodulierten Signals SPWM derart ein, dass ihr ganzzahliges Vielfaches
fT , k bzw.
fT,k+1 den definierten Mindestabstand Fmin zur fraglichen Trägerfrequenz fC,n einhält. Dies
ist beispielsweise dann gegeben, wenn Fmin einschließlich der
nachfolgend beschriebenen Toleranzen in etwa 5 kHz beträgt. Dazu überträgt die Informationseinrichtung 22,
also das Rundfunkempfangsgerät 24,
das Informationssignal SI, das zumindest
eine Information über
die fragliche Trägerfrequenz
fC,n enthält, an das Steuergerät 28.
Dieses stellt die Taktfrequenz fT des pulsweitenmodulierten
Signals SPWM nun beispielsweise auf 23,6
kHz ein, so dass die 22. Oberwelle fT,k =
fT,22 bei 519,2 kHz und die 23. Oberwelle
fT,k+1 = fT,23 bei
542,8 kHz liegt. Auf diese Weise ergibt sich ein Mindestabstand
Fmin von 11,8 kHz zur fraglichen Trägerfrequenz =
531 kHz und somit auch ein genügend
großer
Abstand zu den Seitenbändern 40, 42 mit
mehr als 5 kHz, so dass kein Störsignal
auftreten kann.
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In
Verbindung mit der bereits erwähnten PWM-Datenschnittstelle 29 des
Steuergeräts 28 gemäß 2 ist
auch eine andere Form der Übertragung
des Informationssignals SI zwischen Informationseinrichtung 22 und
Steuergerät 28 möglich. So wird
für den
Fall, dass das Steuergerät 28 als
Gebläseregler 36 ausgebildet
ist, ein Sollwert-Signal SS für die Taktfrequenz
fT des die Leistungselektronik 30 ansteuernden
pulsweitenmodulierten Signals SPWM vorgegeben.
Dieses Sollwert-Signal SS wird üblicherweise
von einem nicht gezeigten Bediengerät oder einem entsprechenden
Steuergerät
der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 34 als
niederfrequentes PWM-Signal an den Gebläseregler 36 übergeben,
wobei das Bediengerät
das Sollwert-Signal SS in Abhängigkeit von
dem Klimaregelalgorithmus und den entsprechenden Steuersignalen
für die
Komponenten der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 34 mit einer
konstanten Solltaktfrequenz fS,T in einem
Bereich von 100 Hz bis 400 Hz berechnet. Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass das niederfrequente Sollwert-Signal SS über die
PWM-Datenschnittstelle 29 des Steuergeräts 28 durch die Informationseinrichtung 22 in
Abhängigkeit
von der eingestellten Trägerfrequenz
fC,n derart veriiert wird, dass der Mindestabastand
Fmin zum ganzzahligen Vielfachen fT,k bzw. fT,k+1 der
Taktfrequenz fT des pulsweitenmodulierten
Signals SPWM inkl. etwaiger zu berücksichtigender
Toleranzen eingehalten wird. Hierzu kann beispielsweise bei einer Trägerfrequenz
des mittels des Rundfunkempfangsgeräts 24 eingestellten
Radiosenders von fC,n = 531 kHz ein Sollwert-Signal
SS mit einer Solltaktfrequenz von fS,T = 531 Hz über das Informationssignal
SI an die PWM-Datenschnittstelle 29 des Gebläsereglers 36 übergeben
werden. Bei einer Trägerfrequenz
von fC,n = 1,602 MHz würde die Solltaktfrequenz des
Sollwert-Signals SS entsprechend auf fS,T = 1602 Hz und bei fC,n =
162 kHz auf fS,T = 162 Hz eingestellt. Alternativ
ist es auch möglich,
eine bereichsweise proportionale Solltaktfrequenz fS,T für das Sollwert-Signal SS vorzugeben.
Dies hätte
den Vorteil einer geringeren PWM-Bandbreite. So wäre beispielsweise
für den LW-Bereich
eine Solltaktfrequenz von fS,T = 100 Hz für eine Trägerfrequenz
fC,n = 150 kHz bis fS,T =
199 Hz für
eine Trägerfrequenz
fC,n = 298,5 kHz denkbar, während für den MW-Bereich
mit seinen Trägerfrequenzen
fC,n zwischen 500 kHz und 1750 kHz Solltaktfrequenzen
fS,T von 300 Hz bis 1050 Hz zur Verfügung stünden. Eine
Solltaktfrequenz von fS,T = 250 Hz könnte dann
beispielsweise zum Abgleich eines RC-Taktgenerators im Steuergerät 28 auf
einen quarzgenauen Taktgenerator in der Informationseinrichtung 22 verwendet
werden.
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Die
Genauigkeit von besonders kostengünstig herzustellenden, in dem
Steuergerät 28 eingesetzten
Resonatoren zur Erzeugung der Taktfrequenz fT des
pulsweitenmodulierten Signals SPWM, beispielsweise
von Resonatoren für
CAN-Anwendungen, beträgt
im Allgemeinen lediglich ca. 0,3%. Bei den oben genannten ganzzahligen
Vielfachen der Taktfrequenz fT = 23,6 kHz
von fT,22 = 519,2 kHz und fT,23 =
542,8 kHz ergibt sich hieraus eine Toleranz von ungefähr 1,6 kHz.
Daraus resultiert, dass die oben berechnete 22. Oberwelle fT , 22 einen
Toleranzbereich Ftol von ca. 517,6 bis 520,8
kHz und die 23. Oberwelle fT,23 einen Toleranzbereich
Ftol von ca. 541,2 bis 544,4 kHz abdecken.
Auch in diesem Fall wird der definierte Mindestabstand Fmin von > 5
kHz zu der fraglichen Trägerfrequenz
fC,n = 531 kHz eingehalten, so dass die
ganzzahligen Vielfachen fT,k, fT,k+1 der
Taktfrequenz fT nicht in die Seitenbänder 40, 42 fallen
und ein störfreier
oder zumindest störarmer Empfang
gewährleistet
ist.
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Erfolgt
die Ansteuerung der Leistungselektronik 30 entsprechend 2 mittels
einer in dem Steuergerät 28 bzw.
dem Gebläseregler 36 integrierten
Phase-Locked-Loop-Schaltung 43 (PLL),
so besteht die Möglichkeit,
die erhöhte
Genauigkeit der PLL 43 für die Generierung der Taktfrequenz
fT auszunutzen und somit den Toleranzbereich
Ftol zu verringern. Dabei wird die PLL 43 so
gesteuert, dass sich innerhalb einer auf die Solltaktfrequenz fS,T bezogenen PWM-Sollperiode eine konstante
Anzahl von Taktzyklen befindet, so dass die PWM-Leistungssteuerung
des Steuergeräts 28 als
Frequenzvervielfacher arbeitet. Wird die PLL beispielsweise mit
20 MHz betrieben, so ergibt dies eine PLL-Zykluszeit von 50 ns.
Bei einer Solltaktfrequenz von fS,T = 200 Hz
mit einer entsprechenden Sollzykluszeit von 5 ms resultieren hieraus
100000 PLL-Zyklen.
Auf dieser Zeitbasis der PLL 43 wird nun die Taktfrequenz
fT = 20 kHz des pulsweitenmodulierten Signals
SPWM für die
Leistungselektronik 30 erzeugt. Wird also aufgrund eines
am Rundfunkempfangsgerät 24 eingestellten
Radiosenders mit fC,n, = 531 kHz die Solltaktfrequenz
auf fS,T = 236 Hz erhöht, wobei die Anzahl der PLL-Zyklen
konstant bleibt, folgt durch die notwendige Anhebung der PLL-Frequenz
auf 23,6 MHz auch eine entsprechende Anhebung der Taktfrequenz auf
fT = 23,6 kHz. Dies hat zur Folge, dass
die 22. Oberwelle fT,k = fT,22 bei
519,2 kHz und die 23. Oberwelle fT,k+1 =
fT,23 bei 542,8 kHz liegen, und sich mit
Fmin = 11,8 kHz ein ausreichender Mindestabstand
zur fraglichen Trägerfrequenz
fC,n = 531 kHz ergibt. Eine ausreichende
Einstellbarkeit der Takfrequenzen fT innerhalb
einer PWM-Bereichs von 21 kHz bis 28 kHz ist zum Beispiel gewährleistet,
wenn die Quantisierung ca. 70 Frequenzstufen mit einer Stufenbreite
von jeweils 100 Hz umfasst. Ist ein größerer oder kleinerer PWM-Bereich
gefragt, so sind entsprechend mehr oder weniger Frequenzstufen erforderlich.
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Ein
weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich in Verbindung
mit einer als Funkuhrenmodul 26 ausgebildeten Informationseinrichtung 22,
da auch hier der Empfang des Funksignals S durch überlagerte
Oberwellen fT,k, fT,k+1 des
pulsweitenmodulierten Signals SPWM beeinträchtigt werden kann.
Die Funksignale S von als Funkuhrensender ausgestalteten, ortsfesten
Sendern 14 werden weltweit mit verschiedenen Trägerfrequenzen
fC ausgestrahlt; so beträgt fC in
Deutschland 77,5 kHz, in den USA und in Groß Brittannien 60 kHz, in Japan
40 kHz und in Russland 50 kHz. Wird demnach durch die Informationseinrichtung 22 zusätzlich oder
alternativ zur fraglichen Trägerfrequenz
fC,n eine Länderkennung L innerhalb des
Informationssignals SI an das Steuergerät 28 übertragen,
kann in einfacher Weise weltweit auf den Empfang eines jeweiligen
Funkuhrensenders geschlossen werden. Die Taktfrequenz fT des
pulsweitenmodulierten Signals SPWM kann
nun wiederum von dem Steuergerät 28 derart
eingestellt werden, dass ihr ganzzahliges Vielfaches fT , k bzw. fT,k+1 den definierten Mindestabstand Fmin zur fraglichen Trägerfrequenz fC,n des
Funkuhrensignals einhält.
Es sei jedoch an dieser Stelle angemerkt, dass die amplitudenmodulierten
Funkuhrsignale in der Regel keine Seitenbänder für die Übertragung verwenden. Daher
kann Fmin in diesem Fall mit > 1 kHz angesetzt werden.
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Wird
zum Beispiel in Deutschland bei einer DCF77-Trägerfrequenz fC,n von
77,5 kHz durch das Steuergerät 28 eine
Taktfrequenz fT von 23,6 kHz eingestellt,
so liegen deren ganzzahlige Vielfache fT,3 und
fT,4 bei 70,8 bzw. bei 94,4 kHz. Demnach
wird der Mindestabstand Fmin von > 1 kHz zur fraglichen
Trägerfrequenz
eingehalten, und es kommt nicht zu einer störenden Modulation. Alternativ
könnte
das Steuergerät 28 auch
eine Taktfrequenz fT von 24 kHz einstellen,
da auch in diesem Fall die dritte Oberwelle mit fT,3 =
72 kHz den Mindestabstand Fmin von in etwa 1
kHz zur fraglichen Trägerfrequenz
fC,n einhält.
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Damit
das Steuergerät 28 sich
auf eine bevorzugte Taktfrequenz fT des
pulsweitenmodulierten Signals SPWM festlegen
kann, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn diese in Abhängigkeit
von der mittels des Informationssignals SI empfangenen
fraglichen Trägerfrequenz
fC,n in einer Look-Up-Tabelle abgelegt ist, die
sich in einem Speicher 44 des Steuergeräts 28 befindet. Ebenso
kann die Taktfrequenz fT aber auch anhand
eines mathematischen Optimierungsalgorithmus berechnet werden.
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Es
sei abschließend
noch darauf hingewiesen, dass die gezeigten Ausführungsbeispiele weder auf die 1 bis 3 noch
auf die genannten Werte für
die Taktfrequenzen fT, die Trägerfrequenzen
fC, die Bandbreiten B, die Solltaktfrequenzen
fS,T, die PLL-Frequenzen und die Toleranzbereiche
Ftol beschränkt ist. So ist es möglich, die
Erfindung insbesondere für
alle Funkübertragungssysteme
einzusetzen, bei denen eine Störung
durch eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung vermieden werden soll. Zwar
ergibt sich eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung
im Zusammenhang mit einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, bei der ein
Gebläsemotor
mittels eines pulsweitenmodulierten Signals angesteuert wird, jedoch
ist diese nicht einschränkend zu
betrachten. Daher ist generell eine Anwendung in allen Systemen
denkbar, die eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung umfassen.