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Diese Anmeldung geht zurück auf die
japanische Patentanmeldung Nr. 2007-49556 , angemeldet am 28.02.2007; auf den dortigen Inhalt wird vollinhaltlich Bezug genommen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abschlussschaltung oder einen Abschlussschaltkreis zur Verwendung in einer Übertragungsleitung, die durch ein Paar von Signaldrähten zur Übertragung eines Differenzialsignals gebildet wird, sowie eine in ein Fahrzeug eingebaute oder fahrzeugseitige Steuervorrichtung und ein in ein Fahrzeug eingebautes oder fahrzeugseitiges Kommunikationssystem, welches die Abschlussschaltung und die fahrzeugseitige Steuervorrichtung enthält.
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Allgemein ist gemäß 18A in einem Kommunikationssystem, bei dem eine Mehrzahl von Endgeräten oder Endvorrichtungen 110 mit einer Übertragungsleitung LN in Bus-Konfiguration oder Sternkonfiguration verbunden ist, eine Abschlussschaltung 100 mit jeweils den offenen Enden der Übertragungsleitung LN verbunden, um Signalreflektionen an den offenen Enden zu verhindern.
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Es ist bekannt, eine Abschlussschaltung zu verwenden, die die Funktion der Verringerung von Emissionsrauschen („emission noise”) hat, d. h. Rauschen, das über die Übertragungsleitung LN von den Endgeräten 110 abgegeben wird, sowie der Verringerung von Immunitätsrauschen („immunity noise”), d. h. Rauschen, das über die Übertragungsleitung LN in die Endgeräte 110 eintritt.
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Bei einer Einzeldraht-Übertragungsleitung wird für gewöhnlich eine RC-Abschlussschaltung verwendet, wie in beispielsweise „EMC Design of Printed Wiring Board” von Mark I. Montrose, Seite 240, veröffentlicht am 20.01.2006 von Misue Co., Ltd. beschrieben. Für eine doppeldrahtige Übertragungsleitung zur Übertragung eines Differenzialsignals wird eine aufgespaltene oder geteilte Abschlussschaltung verwendet, welche eine modifizierte Version der RC-Abschlussschaltung ist und wie sie Beispielsweise „Transistor Technology” Juli 1997, Seite 286, veröffentlich von CQ Publishing beschrieben ist.
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Wie in 19A gezeigt, wird die RC-Abschlussschaltung 101 gebildet durch ein resistives Element R (Widerstand) und ein kapazitives Element C (Kondensator), die in Serie zwischen einen Signaldraht, der eine Einzeldrahtübertragungsleitung bildet (oder einen von zwei Signaldrähten, die eine Doppeldrahtübertragungsleitung bilden) und Masse geschaltet sind. Gemäß 19B ist die geteilte Abschlussschaltung 103 gebildet durch ein Paar von resistiven Elementen R jeweils in Verbindung mit zwei Signaldrähten, die eine Doppeldrahtübertragungsleitung bilden und ein kapazitives Element C, das zwischen einem Verbindungsknoten (Neutralpunkt) dieser resistiven Elemente R und Masse geschaltet ist.
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In der nachfolgenden Erläuterung seien die RC-Abschlussschaltung 101 und die geteilte Abschlussschaltung 103 als „herkömmliche Schaltung” bezeichnet. Durch Verwendung der herkömmlichen Schaltung 101 oder 103 in einer Übertragungsleitung, insbesondere einer Doppeldrahtübertragungsleitung, ist es möglich, Gleichtaktstörungen oder Gleichtaktrauschen zu entfernen und folglich die Widerstandsfähigkeit gegen Immunitätsrauschen zu verbessern, da das kapazitive Element C, das in der herkömmlichen Schaltung 101 oder 103 enthalten ist, eine Wechselstromkomponente auf der Übertragungsleitung auf Masse abführt. Wenn weiterhin die Wellenform eines Differenzialsignals, das auf der Übertragungsleitung fließt, asymmetrisch ist, kann, da es durch einen Lade/Entladevorgang des kapazitiven Elements C in eine symmetrische Form gebracht wird, Emissionsrauschen ebenfalls verringert werden.
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Da jedoch die Abschlussschaltung 100 (101, 103) am offenen Ende der Übertragungsleitungen liegt, schwankt der oben beschriebene Anti-Störungseffekt oder Anti-Rauscheffekt abhängig von der Distanz zum offenen Ende der Übertragungsleitung. Obgleich das Endgerät 110, das nahe dem offenem Ende liegt, in den vollen Nutzen des Anti-Rauscheffekts kommen kann, kann ein Endgerät 110, das entfernt von dem offenen Ende liegt, diesen Anti-Rauscheffekt nicht vollständig ausnutzen oder erlangen.
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Um mit diesem Problem umzugehen, ist es bekannt, das „Mehrfachabschlusskonzept” anzuwenden, bei dem alle Endgeräte 110 mit der Abschlussschaltung 100 versehen sind, wie in 18B gezeigt. Bezug genommen sei beispielsweise auf Cia (CanInAutomotive) http:/www.can-cia.org/ „CANphy specification” Seiten 34–35.
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Um den Anti-Rauscheffekt zu erhöhen, ist es wünschenswert, dass der Widerstand des Widerstandselements R in der herkömmlichen Schaltung 101 oder 103 auf einen kleinen Wert gesetzt wird, sodass eine Hochfrequenzkomponente (Rauschkomponente) über das kapazitive Element C problemlos auf Masse abgeführt werden kann.
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Um andererseits die Signalübertragungsgeschwindigkeit der Übertragungsleitung zu erhöhen, ist es wünschenswert, dass der Widerstandswert des Widerstandselements R in der herkömmlichen Schaltung 101 oder 103 auf einen großen Wert gesetzt wird, um steigende und fallende Flanken eines Differenzialsignals, das auf der Übertragungsleitung fließt, an einer Dämpfung oder Verformung zu hindern, sodass eine Hochfrequenzkomponente (Differenzialmoduskomponente) des Differenzialsignals nicht problemlos über das kapazitive Element C auf Masse abgeführt werden kann.
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Zusätzlich bildet das resistive Element R der herkömmlichen Schaltung 101 oder 103 zusammen mit einer Ausgangsimpedanz einer Signalsende/Empfangsschaltung (Transceivers) einen Spannungsteiler, der eine Ausgangsspannung des Transceiver herunterteilt. Folglich verringert sich die Amplitude eines Differenzialsignals, das an die Übertragungsleitung geliefert wird, zusammen mit einer Verringerung des Widerstandswerts des resistiven Elements R.
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Die Verringerung der Amplitude eines Differenzialsignals senkt nicht nur die Genauigkeit bei der Digitalisierung des Differenzialsignals an der Empfangsseite, sondern verursacht auch eine starke Einschränkung hinsichtlich Länge und Auslegung der Übertragungsleitung.
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Es sei festzuhalten, dass eine Änderung des Widerstandswertes des resistiven Elements in der Abschlussschaltung die Ursprungsfunktion der Abschlussschaltung, nämlich eine Signalreflektion zu unterdrücken, in dem ihr resistives Element gleich der charakteristischen Impedanz eines verdrillten Drahtpaares als Übertragungsleitung gesetzt wird, beeinträchtigt und folglich kann der Widerstandswert des resistiven Elements in der Abschlussschaltung nicht beliebig geändert werden.
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Im Fall der Anwendung des Mehrfachabschlusskonzepts nimmt, da die resistiven Elemente in den Endgeräten 110 parallel miteinander verbunden sind, der kombinierte Widerstand dieser resistiven Elemente mit einem Anstieg der Anzahl von Endgeräten 110 zu und das Problem der Verringerung der Amplitude eines Differenzialsignals entsteht wie im Fall einer Verringerung des Widerstands des resistiven Elements.
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Um einen notwendigen Amplitudenwert eines Differenzialsignals bei der Verwendung des Mehrfachabschlusskonzepts sicher zu stellen, muss der Widerstand des resistiven Elements abhängig von der Anzahl von Endgeräten 110 erhöht werden, die mit der Übertragungsleitung verbunden sind. Dies senkt jedoch den Anti-Rauscheffekt, wie oben beschrieben.
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Die Druckschrift
WO 2006/040869 A1 offenbart im Zusammenhang eine Filterschaltung, ein differenzielles Übertragungssystem mit derselben, und eine Leistungsversorgung. Eine Abschlussschaltung zur Verwendung in einer Übertragungsleitung, gebildet durch einen ersten Signaldraht und einen zweiten Signaldraht zur Übertragung eines Differenzialsignals, weist eine erste Serienschaltung aus einem ersten resistiven Element und einem ersten induktiven Element, wobei ein Ende des ersten resistiven Elements mit dem ersten Signaldraht verbunden ist, und das andere Ende des ersten resistiven Elements mit dem einen Ende des ersten induktiven Elements verbunden ist, und eine zweite Serienschaltung aus einem zweiten resistiven Element und einem zweiten induktiven Element, wobei ein Ende des zweiten resistiven Elements mit dem zweiten Signaldraht verbunden ist, und das andere Ende des zweiten resistiven Elements mit dem einen Ende des zweiten induktiven Elements verbunden Ist, auf. Das andere Ende des ersten induktiven Elements und das andere Ende des zweiten induktiven Elements liegen an Masse als einer Referenzspannung.
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Wie oben erläutert sind die Sicherstellung eines notwenigen Amplitudenwertes eines Differenzialsignals und die Verbesserung der Signalübertragungsgeschwindigkeit auf eine Übertragungsleitung in konträrer Beziehung zueinander und somit ist es schwierig, beide Bedingungen zu erfüllen.
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Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, eine Abschlussschaltung zu schaffen, die die vorstehend genannten Probleme löst. Ferner soll die Erfindung eine fahrzeugseitige Steuervorrichtung und ein fahrzeugseitiges Kommunikationssystem mit einer solchen Abschlussschaltung bereitstellen.
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Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale einer Abschlussschaltung nach Anspruch 1, alternativ durch die kennzeichnenden Merkmale einer Abschlussschaltung nach Anspruch 2, durch eine fahrzeugseitige Steuervorrichtung mit einer solchen Abschlussschaltung nach Anspruch 5, und durch ein fahrzeugseitiges Kommunikationssystem mit einer solchen Abschlussschaltung nach Anspruch 7.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
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Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Idee wird somit insgesamt eine Abschlussschaltung geschaffen zur Verwendung in einer Übertragungsleitung, die gebildet wird durch einen ersten Signaldraht und einen zweiten Signaldraht zur Übertragung eines Differenzialsignals, aufweisend: eine erste Serienschaltung aus einem ersten resistiven Element und einem ersten induktivem Element, wobei ein Ende des ersten resistiven Elements mit dem ersten Signaldraht verbunden ist, das andere Ende des ersten resistiven Elements mit dem einen Ende des ersten induktivem Elements verbunden ist und das andere Ende des ersten induktiven Elements an einer Referenzspannung liegt; eine zweite Serienschaltung aus einem zweiten resistiven Element und einem zweiten induktiven Element, wobei ein Ende des zweiten resistiven Elements mit dem zweiten Signaldraht verbunden ist, das andere Ende des zweiten resistiven Elements mit einem Ende des zweiten induktiven Elements verbunden ist und das andere Ende des zweiten induktiven Elementes an der Referenzspannung liegt.
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Die ersten und zweiten induktiven Elemente sind vorzugsweise magnetisch derart gekoppelt, dass die ersten und zweiten induktiven Elemente Magnetfelder erzeugen, welche solche Richtungen haben, dass sie einander abschwächen, wenn ein Gleichtaktsignal entlang der Übertragungsleitung fließt und Magnetfelder erzeugen, die solche Richtungen haben, dass sie einander verstärken, wenn ein Differenzialsignal entlang der Übertragungsleitung fließt.
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Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Idee wird weiterhin eine Abschlussschaltung geschaffen zur Verwendung in einer Übertragungsleitung, gebildet durch einen ersten Signaldraht und einen zweiten Signaldraht zur Übertragung eines Differenzialsignals, aufweisend: eine erste Serienschaltung aus einem ersten resistiven Element und einem ersten induktiven Element, wobei ein Ende des ersten resistiven Elements mit dem ersten Signaldraht verbunden ist, das andere Ende des ersten resistiven Elements mit dem einen Ende des ersten induktiven Elements verbunden ist und das andere Ende des ersten induktiven Elements an einer Referenzspannung liegt; eine zweite Serienschaltung aus einem zweiten resistiven Element und einem zweiten induktiven Element, wobei ein Ende des zweiten resistiven Elements mit dem zweiten Signaldrahtverbunden ist, das andere Ende des zweiten resistiven Elements mit dem einen Ende des zweiten induktiven Elements verbunden ist und das andere Ende des zweiten induktiven Elements an der Referenzspannung liegt; und eine Referenzpotentialerzeugungsschaltung, die als Referenzpotential ein Potentialäquivalent einem Mittenpotential des Differenzialsignals erzeugt.
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Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Idee wird auch eine in ein Fahrzeug einbaubare oder fahrzeugseitige Steuervorrichtung und ein in ein Fahrzeug einbaubares oder fahrzeugseitiges Kommunikationssystem geschaffen, jeweils mit einer erfindungsgemäßen Abschlussschaltung ausgestattet.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Abschlussschaltung bereitzustellen, die eine Signalübertragungsgeschwindigkeit eines Differenzialsignals verbessern kann, eine gute Wellenform des Differenzialsignals ohne Abstriche beim Anti-Rauscheffekt sicher zu stellen und eine fahrzeugseitige Steuervorrichtung und ein fahrzeugseitiges Kommunikationssystem mit jeweils einer derartigen Abschlussschaltung zu ermöglichen.
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Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser auf der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung.
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Es zeigt:
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1 schematisch den Gesamtaufbau eines fahrzeugseitigen Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer fahrzeugseitigen Steuervorrichtung in dem fahrzeugseitigen Kommunikationssystem;
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3 ein Verbindungsdiagramm der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung im Bereich eines Transceivers und einer Abschlussschaltung, die hierin enthalten sind;
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4 ein Schaltkreisdiagramm einer Abschlussschaltung in der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung;
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5 Aufbau und Arbeitsweise einer Gleichtakt-Drosselspule in der Abschlussschaltung;
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6A und 6B Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Abschlussschaltung;
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7 eine Grafik zur Veranschaulichung einer Charakteristik der Gleichtakt-Drosselspule;
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8 eine Grafik zur Veranschaulichung des Effekts der Abschlussschaltung auf Amplituden von Differenzialsignalen auf einer Übertragungsleitung;
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9A und 9B Grafiken zur Veranschaulichung von Emissionsrauschverriegerungen einer Abschlussschaltung;
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10 eine Abwandlung der Abschlussschaltung;
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11 eine weitere Abwandlung der Abschlussschaltung;
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12 eine weitere Abwandlung der Abschlussschaltung;
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13 noch eine weitere Abwandlung der Abschlussschaltung;
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14 ein Verbindungsdiagramm einer fahrzeugseitigen Steuervorrichtung im Bereich eines Transceivers und einer Abschlussschaltung, wobei die Anordnungsposition der Abschlussschaltung geändert ist;
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15 ein Verbindungsdiagramm der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung im Bereich von Transceiver und Abschlussschaltung, wobei die Anordnungsposition in der Abschlussschaltung geändert ist;
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16 ein Verbindungsdiagramm der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung im Bereich von Transceiver und Abschlussschaltung, wobei die Anordnungsposition in der Abschlussschaltung geändert ist;
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17 schematisch den Gesamtaufbau einer Abwandlung eines fahrzeugseitigen Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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18A und 18B schematische Darstellung des Gesamtaufbaus herkömmlicher fahrzeugseitiger Kommunikationssysteme; und
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19A und 19B Darstellungen der Aufbauten herkömmlicher Abschlussschaltungen.
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1 zeigt schematisch den Gesamtaufbau eines fahrzeugseitigen (in ein Fahrzeug einbaubaren) Kommunikationssystems 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das fahrzeugseitige Kommunikationssystem 1 weist eine Übertragungsleitung 3, welche ein LAN bildet und eine Mehrzahl von fahrzeugseitigen Steuervorrichtungen 10 auf, die mit der Übertragung 3 verbunden sind.
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Die Übertragungsleitung 3, welche Bus-Konfiguration hat, weist eine Stammleitung 3a und von der Stammleitung 3a abzweigende Zweigleitungen 3b auf. Jede fahrzeugseitige Steuervorrichtung 10 ist mit einem Ende einer entsprechenden Zweigleitung 3b verbunden. Die Übertragungsleitung 3 wird gebildet durch ein verdrilltes Leitungspaar, welches seinerseits gebildet ist durch ein Paar von einzelnen Signaldrähten, die miteinander verdrillt sind.
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Die Übertragungsleitung 3 ist an ihren offenen Enden mit einer Abschlussschaltung 5 versehen. Die Abschlussschaltung 5 ist eine aufgespaltene oder geteilte Abschlussschaltung, gebildet aus einem Paar von resistiven Elementen mit gleichem Widerstandswert und in Serienschaltung zwischen dem Paar von Signaldrähten in der Übertragungsleitung und einem Kondensator in Verbindung mit einem Verbindungsknoten (Neutralpunkt) der resistiven Elemente an einem Ende und in Verbindung mit Masse am anderen Ende.
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2 ist ein Blockdiagramm, dass den Aufbau der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10 zeigt. Gemäß dieser Figur enthält die fahrzeugseitige Steuervorrichtung 10 eine Energieversorgungsschaltung 11, die elektrische Leistung von einer externen Energiequelle (Batterie) BT empfängt und Energieversorgungsspannungen zur Lieferung an jede Komponente der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10 mittels Spannungswandlung erzeugt, eine Eingabe/Ausgabeschaltung 13 zum Austausch verschiedener Signale mit externen Vorrichtungen K1, K2, einen Transceiver (Sende/Empfängerschaltung) 15 zum Senden oder Übertragen und Empfangen von Differenzialsignalen über die Übertragungsleitung 3, sowie einen Mikrocomputer 17. Der Mikrocomputer 17, der gebildet ist, durch eine CPU, eine ROM, eine RAM und eine Kommunikationssteuerung 19, empfängt Erkennungssignale und Zustandssignale von verschiedenen Sensoren und Schaltern einschließlich der externen Vorrichtung K1, gibt Treibersignale an verschiedene Treiberschaltungen und Lastschaltungen einschließlich der externen Vorrichtung K2 durch die Eingabe/Ausgabeschaltungen 13 aus und kommuniziert mit anderen fahrzeugseitigen Steuervorrichtungen 10 in Verbindung mit der Übertragungsleitung 3 durch den Tranceiver 15 zur Durchführung verschiedener Fahrzeugsteuerungen.
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3 ist ein Anschluss- oder Verbindungsdiagramm in der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10 im Bereich des Tranceivers 15 und einer Abschlussschaltung 25 in der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10.
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Gemäß 3 sind in der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10 ein Eingabe/Ausgabeanschluss 21, mit dem die Zweigleitung 3b verbunden ist und der Transceiver 15 miteinander über ein Paar von Signalleitungen LN1 und LN2 verbunden. Das Paar der Signalleitungen LN1, LN2 ist mit einer Rauschunterdrückungskomponente 23 versehen, die durch eine Gleichtakt-Drosselspule gebildet ist. Die Abschlussschaltung 25 ist zwischen den Transceiver 15 und die Rauschunterdrückungskomponente 23 geschaltet.
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Der Transceiver 15 wird gebildet durch eine Übertragungsschaltung 15a und eine Empfangsschaltung 15b. Die Übertragungsschaltung 15a wandelt digitale Übertragungsdaten S von der Kommunikationssteuerung 19 in ein Differenzialsignal bei Empfang eines Übertragungszulässigkeitssignals von der Kommunikationssteuerung 19 und liefert es an die Signalleitungen LN1 und LN2 und folglich an die Übertragungsleitung 3. Die Empfangsschaltung 15b wandelt ein durch die Übertragungsleitung 3 und folglich über die Signalleitungen LN1 und LN2 empfangenes Differenzialsignal in digitale Empfangsdaten R durch Durchführung eines Wertevergleichs an diesem Differenzialsignal liefert es an die Kommunikationssteuerung 19.
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4 ist ein Schaltungsdiagramm der Abschlussschaltung 25. Die Abschlussschaltung 25 enthält eine Gleichtakt-Drosselspule 27 (siehe 5), gebildet durch einen geschlossenen Magnetkern und ein Paar von induktiven Elementen (Spulen) L1 und L2, die um diesen Kern gewickelt sind.
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Jede Spule Li (i ist 1 oder 2) ist mit der Signalleitung LNi an einem Ende über ein resistives Element Ri verbunden und ist am anderen Ende über ein kapazitives Element (Kondensator) Ci auf Masse gelegt.
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Die Abschlussschaltung 25 ist so konfiguriert, dass, wenn ein Strom von Masse zu jeder der Signalleitungen LN1, LN2 oder umgekehrt fließt (dieser Strom wird nachfolgend als „Gleichtaktstrom” bezeichnet), wie in 6A gezeigt, dann die Spulen L1, L2 Magnetfelder mit derartigen Richtungen erzeugen, dass diese Magnetfelder einander abschwächen oder aufheben und wenn ein Strom von Masse zu einer der Signalleitungen LN1, LN2 fließt und ein Strom von der anderen der Signalleitungen LN1, LN2 zur Masse fließt (dieser Strom wird nachfolgend als „Differenzialstrom” bezeichnet), wie in 6B gezeigt, dann die Spulen L1, L2 Magnetfelder mit derartigen Richtungen erzeugen, dass diese Magnetfelder einander verstärken.
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Das vom Transceiver 15 an die Signalleitungen LN1, LN2 gelieferte Differenzialsignal hat Signalpegel, die symmetrisch bezüglich eines vorab festgesetzten Leerlaufpotentials (Mittelpotential) schwanken. Der Transceiver 15 vermag die Signalpegel der Signalleitungen LN1 und LN2 auf Lehrlaufpotential zu halten, während kein Differenzialsignal übertragen wird.
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Folglich werden die Kondensatoren CN1, CN2 auf Leerlaufpotential als Referenzpotential geladen, wenn kein Differenzialsignal übertragen wird. Wenn das Potential auf den Signalleitungen LN1, LN2 niedriger als das Leerlaufpotential ist, fließt ein Strom in einer Richtung zur Ladung der Kondensatoren zu C1, C2 und wenn das Potential auf den Signalleitungen LN1, LN2 höher als das Leerlaufpotential ist, fließt ein Strom in einer Richtung zur Entladung der Kondensatoren C1, C2.
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In der Abschlussschaltung 25 mit obigem Aufbau zeigt für den Fall, dass der Gleichtaktstrom fließt, die Gleichtakt-Drosselspule 27 niedrige Impedanz. In diesem Fall hat die Abschlussschaltung 25 eine Schaltungsstruktur äquivalent derjenigen einer herkömmlichen RC-Abschlussschaltung. Andererseits, falls ein Differenzialstrom fließt, zeigt die Gleichtakt-Drosselspule 27 hohe Impedanz. In diesem Fall ist die Abschlussschaltung 25 äquivalentmäßig von der Übertragungsleitung 3 getrennt.
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Der Gleichtaktstrom (Gleichtaktrauschen) umfasst einen Strom (ein Rauschen), der (das) vom Betrieb des Transceiver 15 verursacht wird und einen Strom (ein Rauschen), der (das) durch Immunitätsrauschen verursacht wird, das sich entlang der Übertragungsleitung 3 fortpflanzt. Die Abschlussschaltung 25 arbeitet für beide Ströme auf gleiche Weise.
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Wie oben erläutert ist in dem fahrzeugseitigen Kommunikationssystem 1 die Abschlussschaltung 25 in der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10 äquivalentmäßig von einem Differenzialsignal getrennt, dass vom Transceiver 15 übertragen oder empfangen wird. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass die Wellenformen des Differenzialsignals abgedämpft werden und zu verhindern, dass der Signalpegel des Differenzialsignals gesenkt wird. Da zusätzlich die Abschlussschaltung 25 äquivalentmäßig auf gleiche Weise wie eine herkömmliche RC-Abschlussschaltung bei Gleichtaktrauschen arbeitet, welches der Hauptgrand von Emissionsrauschen oder Immunitätsrauschen ist, kann das Gleichtaktrauschen entfernt werden.
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Folglich wird es bei dem fahrzeugseitigen Kommunikationssystem 1 möglich, die Übertragungsgeschwindigkeit von Differenzialsignalen zu verbessern und gute Wellenformen der Differenzialsignale sicherzustellen, ohne das Abstriche bei dem Antirausch-Effekt der Abschlussschaltung 25 gemacht werden müssen, d. h., ohne dass der Widerstand der resistiven Elemente R1, R2 erhöht werden muss. Es wird auch möglich, dass Mehrfachabschluss-Konzept anzuwenden, bei dem alle fahrzeugseitigen Steuervorrichtungen 10 mit der Abschlussschaltung 25 versehen sind.
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Da weiterhin gute Wellenformen der Differenzialsignale sichergestellt werden können, ist es möglich, Einschränkungen hinsichtlich Länge und Auslegung der Übertragungsleitung 3 zu mindern, sodass die gestalterische Freiheit eines Netzwerks verbessert wird.
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7 ist eine Grafik, welche eine Charakteristik der Gleichtakt-Drosselspule 27 zeigt, welche im dargestellten Beispiel der Typ ZJYS90V-101-2PTL von TDK Corporation sein möge. Wie in dieser Grafik gezeigt, zeigt für den Fall einer Frequenz des Differenzialsignals von 10 MHz, die Gleichtakt-Drosselspule 27 eine Impedanz von einigen kΩ, wenn der Differenzialstrom fließt. Es sei angenommen, dass die Impedanz der Übertragungsleitung 3 durch die Abschlussschaltungen 5, die mit den Enden der Übertragungsleitung 3 verbunden sind, auf 100 Ω eingestellt ist; die Impedanz der Übertragungsleitung 3 und die Impedanz der Abschlussschaltung 25 beim fließen eines Differenzialstroms sind dann um eine Größenordnung voneinander unterschiedlich.
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Folglich senkt eine Verbindung der Abschlussschaltung 25 mit der Übertragungsleitung 3 die Impedanz der Übertragungsleitung 3 nicht wesentlich ab. Wenn beispielsweise die Impedanz der Gleichtakt-Drosselspule 27 5 kΩ beträgt und die Impedanz der resistiven Elemente R1 und R2 jeweils 750 Ω beträgt, beträgt die Impedanz der Übertragungsleitung 3 in Verbindung mit der Abschlussschaltung 25 ungefähr 98,3 Ω. Das heißt, die Verringerung der Impedanz der Übertragungsleitung 3 beträgt nur 1,7%; das liegt unter dem Herstellungsfehler oder der Herstellungstoleranz.
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8 ist eine Graphik, die Messungen der Signalpegel von Differenzialsignalen auf der Übertragungsleitung 3 zeigt. Diese Graphik zeigt drei unterschiedliche Fälle, nämlich einen Fall, wo weder die herkömmliche RC-Abschlussschaltung noch die Abschlussschaltungen 25 dieser Ausführungsform vorgesehen sind, den Fall, wo herkömmliche RC-Abschlussschaltungen vorgesehen sind und den Fall, wo die Abschlussschaltungen 25 dieser Ausführungsform vorgesehen sind. Jede Abschlussschaltung 25 enthält resistive Elemente R1 und R2 mit einer Impedanz von 750 Ω und Kondensatoren C1 und C2 mit einer Kapazität von 4700 pF. Jede RC-Abschlussschaltung enthält ein resistives Element und einen Kondensator mit jeweils den gleichen Widerstands- und Kapazitätswerten wie die Abschlussschaltungen 25.
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Wie aus der Graphik zu sehen ist, sind die Signalpegel der Differenzialsignale annähernd gleich für den Fall, dass die Abschlussschaltungen 25 dieser Ausführungsform vorgesehen sind und für den Fall, dass herkömmliche RC-Abschlussschaltungen vorgesehen sind. 9A ist eine Graphik, die Messungen von Emissionsrauschen für einen Fall zeigt, dass die Abschlussschaltungen 25 nicht vorgesehen sind und 9B ist eine Graphik, die Messungen des Emissionsrauschens für den Fall zeigen, dass die Abschlussschaltungen 25 vorgesehen sind.
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Der Widerstandswert der resistiven Elemente R1 und R2 und die Kapazität der Kondensatoren C1 und C2 bei dieser Messung sind gleich wie bei der Messung der Signalpegel gemäß 8. In dieser Graphik bedeutet der Begriff „PK-Pegel” einen Rauschspitzenpegel und der Begriff „AV-Pegel” bedeutet einen durchschnittlichen Rauschpegel.
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Wie aus dieser Graphik zu sehen ist, ist es bei dem fahrzeugseitigen Kommunikationssystem 1 dieser Ausführungsform möglich, das Emissionsrauschen bis zu 20 dBμV/m in einem Frequenzbereich unter 8 MHz zu verringern und den AV-Pegel unter die schmalbandige Referenzgrenze im gesamten Frequenzbereich unter 1 GHz zu senken, so dass Klasse 4 des CISPR25-Standard erfüllt ist.
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Es versteht sich, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Modifikationen und Abwandlungen möglich ist, wobei auf einige hiervon nachfolgend eingegangen werden soll.
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In der obigen Ausführungsform vermag die Abschlussschaltung 25, die zwei Serienschaltungen aus Widerstandselement Ri und Kondensator Ci hat, Referenzspannungen zu erzeugen, die an diese Serienschaltungen durch die beiden Kondensatoren C1, C2 separat angelegt werden. Jedoch kann die Abschlussschaltung 25 durch eine Abschlussschaltung 25a gemäß 10 ersetzt werden, die einen Aufbau hat, bei dem zwei Serienschaltungen mit einer gemeinsamen Referenzspannung versorgt werden, die von einem einzelnen Kondensator C geliefert wird.
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Die Abschlussschaltung 25 kann auch durch die Abschlussschaltung 25b gemäß 11 ersetzt werden, die einen Aufbau hat, bei dem anstelle der Kondensatoren C1 und C2 zwei Spannungsteilerschaltungen DV1 und DV2 verwendet werden, von denen jede durch zwei Widerstände in Serienschaltung gebildet wird, um die Energieversorgungsspannung zu teilen, um damit die Referenzspannung zu erzeugen.
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Die Abschlussschaltung 25 kann auch durch eine Abschlussschaltung 25c gemäß 12 ersetzt werden, die einen Aufbau hat, bei dem anstelle der Kondensatoren C1 und C2 ein Spannungsteilerschaltkreis DV verwendet wird, der gebildet wird durch zwei Widerstände in Serienverbindung, um die Energieversorgungsspannung zu teilen, um damit die gemeinsame Referenzspannung zu erzeugen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Gleichtakt-Drosselspule 27 der Abschlussschaltung 25 durch die beiden Spulen oder Wicklungen L1 und L2 gebildet, die magnetisch miteinander gekoppelt sind. Die Abschlussschaltung 25 kann jedoch durch eine Abschlussschaltung 25d gemäß 13 ersetzt werden, die einen Aufbau hat, bei dem die Gleichtakt-Drosselspule 27 aus zwei Spulen L1 und L2 gebildet wird, die magnetisch voneinander getrennt sind.
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In diesem Fall wird der Effekt der Absenkung des Gleichtaktrauschens verringert, da die Impedanz der Spulen L1 und L2 bei einem Gleichtaktstromfluss nicht verringert ist, jedoch kann die Abschlussschaltung kompakter ausgebildet werden.
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Obgleich in oben beschriebenen Ausführungsformen die Abschlussschaltung 25 zwischen die rauschunterdrückende Komponente 23 und den Transceiver 15 geschaltet ist, kann sie auch zwischen die rauschunterdrückende Komponente 23 und den Eingangs/Ausgangsanschluss 21 geschaltet werden, wie in 14 gezeigt. Alternativ kann gemäß 15 die Abschlussschaltung 25 zwischen die rauschunterdrückende Komponente 23 und den Transceiver 15 geschaltet werden und auch zwischen die rauschunterdrückende Komponente 23 und den Eingang/Ausgangsanschluss 21.
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Obgleich bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Abschlussschaltung 25 in der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10 enthalten ist, kann sie auf Seiten der Übertragungsleitung 3 angeordnet werden, bevorzugt zwischen dem Eingangs/Ausgangsanschluss 21 und der Zweigleitung 3b, wie in 16 gezeigt.
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Obgleich in oben beschriebener Ausführungsform als Abschlussschaltung 5 eine geteilte Abschlussschaltung verwendet ist, die mit beiden Enden der Stammleitung 3a der Übertragungsleitung 3 verbunden ist, kann anstelle der geteilten Abschlussschaltung die Abschlussschaltung 25 verwendet werden.
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Obgleich in der oben beschriebenen Ausführungsform die beiden Enden der Stammleitung 3a der Übertragungsleitung 3 mit der Abschlussschaltung 5 verbunden sind, können sie mit der fahrzeugseitigen Steuervorrichtung 10 verbunden sein, die die Abschlussschaltung 25 enthält, um gemäß 17 ein fahrzeugseitiges Kommunikationssystem 1a zu bilden. Es sei festzuhalten, dass die Abschlussschaltung 25 nicht nur bei einer Übertragungsleitung mit Bus-Konfiguration anwendbar ist, sondern auch bei einer Übertragungsleitung mit Sternkonfiguration.
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Die obigen bevorzugten Ausführungsformen und deren Abwandlungen sind reine Beispiele von Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung und dienen nur zum Zweck deren Erläuterung. Es versteht sich, dass darüber hinausgehende Modifikationen und Abwandlungen für einen Fachmann auf diesem Gebiet möglich sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.