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Sensoren werden in zahllosen Systemen verwendet, wie z. B. Systemen in Automobilen, anderen Maschinen, Luft- und Raumfahrt, Medizin, Herstellung und Robotik. Sensoren messen physische Parameter und wandeln sie in Signale um, die durch einen Beobachter oder Elektronik gelesen werden können.
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Automobile umfassen Sensoren in Systemen, die wesentlich für die sichere Operation dieses Fahrzeugs sind. Diese wesentlichen bzw. kritischen Systeme umfassen Steuersysteme und Sicherheitssysteme, wie z. B. Systeme zur elektronischen Leistungslenkung (EPS; electronic power steering) und Fahrzeugstabilitätssteuerung (VSC; vehicle stability control). Häufig setzen diese kritischen Systeme redundante Sensoren zum Sammeln von Daten über denselben Parameter ein. Zum Beispiel kann ein Lenk- bzw. Steuerungs-Sensorsystem redundante Lenkwinkelsensoren und/oder redundante Lenkinkrementalgeschwindigkeitssensoren aufweisen, die Daten zu dem EPS- und/oder VSC-System liefern.
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Üblicherweise ist ein Sensor mit einer oder mehreren Schaltungen verbunden, wie z. B. Versorgungsschaltungen und einer Steuerungsschaltung, über Drähte, die sich von dem Sensor zu den Schaltungen erstrecken. Der Sensor kann mit den Schaltungen über einen Steuerungsbereichsnetzwerkbus (CAN-Bus; controller area network) oder Punkt-zu-Punkt-Verbindungen verbunden sein. Üblicherweise umfasst ein CAN-Bus sechs Drähte zum Liefern von Leistung zu einem Sensor und zum Kommunizieren mit dem Sensor. Zusätzlich dazu umfasst jeder CAN-Bus einen CAN-Empfänger, der die Kosten des Endprodukts erhöht. Punkt-zu-Punkt-Verbindungen umfassen Verbindungen mit zwei und drei Drähten pro Sensor, wobei Daten über eine Strommodulation in einem System mit zwei Drähten pro Sensor kommuniziert werden können und Daten über Spannung in einem System mit drei Drähten pro Sensor kommuniziert werden können. Bei allen diesen Systemen erhöhen Drähte, was Drähte für redundante Sensoren umfasst, Kosten und Gewicht des Endprodukts.
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Die
US 2006/0082220 A1 beschreibt die sogenannte Inline Power Technologie, die vorgesehen ist, um elektrische Leistung über ein verdrahtetes Datentelekommunikationsnetzwerk von einer Leistungsquelle an ein Leistung aufnehmendes Gerät bereitzustellen.
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Verschiedene Konfigurationen sind gezeigt, bei denen stets nur eine Leistungsquelle vorgesehen ist, die über eine Mehrzahl von Leitern ein Leistung empfangendes Gerät mit Leistung versorgt, wobei zwischen den Geräten eine Mehrzahl von Leitern vorgesehen ist, die die Geräte miteinander verbindet.
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Die
US 2009/0021221 A1 beschreibt ein elektrisches Fahrzeug mit nur einer Batterie, der eine Steuerung zugeordnet ist. Die
DE 198 00 049 A1 beschreibt ein System mit einer Mehrzahl von Stationen, die jedoch an nur einen Generator angeschlossen sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel, das in der Offenbarung beschrieben ist, liefert ein System, das Schaltungen, Leiter und Sensoren umfasst. Die Schaltungen sind konfiguriert, um Spannungen zu liefern. Die Leiter sind konfiguriert, um die Versorgungsspannungen zu empfangen, und die Sensoren sind konfiguriert, um Daten zu liefern. Jeder der Sensoren ist konfiguriert, um die Versorgungsspannungen über einen unterschiedlichen Satz aus zwei der Leiter zu empfangen und Daten über den unterschiedlichen Satz der zwei der Leiter zu liefern. Die Anzahl der Leiter ist gleich der Anzahl von Sensoren oder eins mehr als die Anzahl von Sensoren.
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Die beiliegenden Zeichnungen sind angehängt, um ein weiteres Verständnis der Ausführungsbeispiele zu geben und sind in diese Beschreibung eingelagert und bilden einen Teil derselben. Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, Prinzipien der Ausführungsbeispiele zu erklären. Andere Ausführungsbeispiele und viele der gedachten Vorteile der Ausführungsbeispiele sind ohne weiteres erkennbar, wenn sie durch Bezugnahme auf die nachfolgende, detaillierte Beschreibung besser verständlich werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende, ähnliche Teile.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems darstellt;
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2 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung darstellt, die Versorgungsschaltungen, Sensoren, Versorgungsleiter und Dioden umfasst;
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3 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einem kurzgeschlossenen Sensor und Versorgungsschaltungen darstellt, die geschaltet sind, um einen ersten Satz aus zwei Sensoren mit Leistung zu versorgen und Daten von demselben zu erhalten;
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4 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einem kurzgeschlossenen Sensor und Versorgungsschaltungen darstellt, die geschaltet sind, um einen zweiten Satz aus zwei Sensoren mit Leistung zu versorgen und Daten von demselben zu erhalten;
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5 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einem Leerlaufversorgungsleiter und Versorgungsschaltungen darstellt, die geschaltet sind, um einen ersten Satz aus zwei Sensoren mit Leistung zu versorgen und Daten von demselben zu erhalten;
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6 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einem Leerlaufversorgungsleiter und Versorgungsschaltungen darstellt, die geschaltet sind, um einen zweiten Satz aus zwei Sensoren mit Leistung zu versorgen und Daten von demselben zu erhalten;
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7 ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einem Leerlaufversorgungsleiter und Versorgungsschaltungen darstellt, die geschaltet sind, um einen dritten Satz aus zwei Sensoren mit Leistung zu versorgen und Daten von demselben zu erhalten.
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In der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen auf darstellende Weise spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Diesbezüglich wird eine Richtungsterminologie, wie z. B. „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorder”, „hinter” etc., Bezug nehmend auf die Ausrichtung der Figur(en) verwendet, die beschrieben werden. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Reihe von unterschiedlichen Ausrichtungen positioniert sein können, wird die Richtungsterminologie zu Zwecken der Darstellung verwendet und ist auf keine Weise einschränkend. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsbeispiele eingesetzt werden können und strukturelle oder logische Änderungen ausgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgende, detaillierte Beschreibung soll daher nicht in einem einschränkenden Sinn genommen werden, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die beiliegenden Ansprüche definiert.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der verschiedenen, exemplarischen Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben sind, miteinander kombiniert werden können, außer dies ist spezifisch anderweitig angegeben.
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1 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Systems 20 darstellt, das eine Steuerschaltung 22, Versorgungsschaltungen 24 und Sensoren 26 umfasst. Die Steuerschaltung 22 ist elektrisch mit Versorgungsschaltungen 24 über den Kommunikationsweg 28 gekoppelt. Die Versorgungsschaltungen 24 sind elektrisch mit Sensoren 26 über Versorgungsleiter 30 gekoppelt. Die Steuerschaltung 22 steuert die Versorgungsschaltungen 24, um die Sensoren 26 mit Leistung zu versorgen und Daten von den Sensoren 26 zu erhalten. Die Steuerschaltung 22 steuert Versorgungsschaltungen 24 über den Kommunikationsweg 28. Versorgungsschaltungen 24 versorgen Sensoren 26 mit Leistung und erhalten Daten von den Sensoren 26 über die Versorgungsleiter 30. Die empfangenen Daten können zu der Steuerschaltung 22 über den Kommunikationsweg 28 übertragen werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System 20 ein System in einem Automobil. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System 20 ein kritisches System. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System 20 ein Steuersystem und/oder ein Sicherheitssystem. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System 20 ein EPS-System und/oder ein VSC-System. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System 20 ein Lenksensorsystem. Bei anderen Ausführungsbeispielen ist das System 20 ein anderes, geeignetes System, wie z. B. ein System in einer anderen Maschine oder ein System in einer Anwendung von Luft- und Raumfahrt, Medizin, Herstellung oder Robotik.
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Die Steuerschaltung 22 steuert Versorgungsschaltungen 24, um jeden der Sensoren 26 mit Leistung zu versorgen und Daten von den mit Leistung versorgten Sensoren 26 zu erhalten. Wenn einer der Sensoren 26 kurzgeschlossen ist, steuert die Steuerschaltung 22 die Versorgungsschaltungen 24, um jeden der verbleibenden Sensoren 26 mit Leistung zu versorgen und Daten von den mit Leistung versorgten Sensoren 26 zu erhalten. Ferner, wenn einer der Versorgungsleiter 30 im Leerlauf ist, steuert die Steuerschaltung 22 die Versorgungsschaltungen 24, um jeden der Sensoren 26 mit Leistung zu versorgen und Daten von den mit Leistung versorgten Sensoren 26 zu erhalten. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung 22 eine elektronische Steuereinheit (ECU; electronic control unit). Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung 22 eine Steuerung. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung 22 eine Steuerlogik.
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Versorgungsschaltungen 24 liefern Versorgungsspannungen, die durch Versorgungsleiter 30 empfangen werden. Versorgungsschaltungen 24 liefern Hoch- und Niedrigversorgungsspannungen. Bei einem Ausführungsbeispiel liefern die Versorgungsschaltungen 24 fünf Volt Hochspannung und null Volt Niedrigspannung. Bei anderen Ausführungsbeispielen liefern die Versorgungsschaltungen 24 Hoch- und Niedrigspannungen eines geeigneten Werts.
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Die Sensoren 26 empfangen die Versorgungsspannungen über Versorgungsleiter 30 und liefern Daten über die Versorgungsleiter 30. Jeder der Sensoren 26 empfängt Versorgungsspannungen und liefert Daten über einen unterschiedlichen Satz aus zwei der Versorgungsleiter 30. Die Anzahl der Versorgungsleiter 30 ist gleich jeder der Anzahl von Sensoren 26 oder eins mehr als die Anzahl von Sensoren 26. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl von Sensoren 26 gleich zumindest drei Sensoren 26. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl von Versorgungsleitern 30 gleich der Anzahl von Sensoren 26, wenn die Anzahl von Sensoren 26 eine gerade Anzahl ist, und die Anzahl von Versorgungsleitern 30 ist gleich eins mehr ist als die Anzahl von Sensoren 26, wenn die Anzahl von Sensoren 26 eine ungerade Zahl ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jeder der Sensoren 26 ein integrierter Schaltungschip.
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Jeder der Sensoren 26 liefert Daten, die dem Parameter entsprechen, die er überwacht. Bei einem Ausführungsbeispiel erfassen zumindest zwei der Sensoren 26 denselben Parameter und liefern redundante Daten. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 26 Automobilsensoren. Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen die Sensoren 26 Lenkwinkelsensoren. Bei einem Ausführungsbeispiel umfassen die Sensoren 26 Lenkinkrementalgeschwindigkeitssensoren. Bei einem Ausführungsbeispiel liefern die Sensoren 26 Daten für ein VSC-System. Bei einem Ausführungsbeispiel liefern die Sensoren 26 Daten für ein EPS-System.
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Jeder der Sensoren 26 liefert Daten über eine Strommodulation über zumindest einen Leiter des unterschiedlichen Satzes aus zwei Versorgungsleitern 30. Bei einem Ausführungsbeispiel liefert jeder der Sensoren 26 Daten über eine Strommodulation über den Leiter des unterschiedlichen Satzes der zwei Versorgungsleiter 30, der eine hohe Spannung zu dem Sensor liefert. Bei einem Ausführungsbeispiel liefert jeder der Sensoren 26 Daten über eine Strommodulation über den Leiter des unterschiedlichen Satzes aus zwei Versorgungsleitern 30, der eine niedrige Spannung zu dem Sensor liefert.
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2 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung 38 darstellt, die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, Sensoren 42a bis 42d, Versorgungsleiter 44a bis 44d und Dioden 46a bis 46d umfasst. Jede der Dioden 46a bis 46d ist über einen der Sensoren 42a bis 42d gekoppelt. Die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d sind ähnlich zu den Versorgungsschaltungen 24 (gezeigt in 1). Die Sensoren 42a bis 42d und die Dioden 46a bis 46d sind in Kombination ähnlich zu den Sensoren 26 (gezeigt in 1). Die Versorgungsleiter 44a bis 44d sind ähnlich zu den Versorgungsleitern 30 (gezeigt in 1).
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Die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d sind elektrisch mit den Sensoren 42a bis 42d und den Dioden 46a bis 46d über Versorgungsleiter 44a bis 44d gekoppelt. Die Versorgungsschaltung 40a ist elektrisch mit einer Seite des Sensors 42a, einer Seite der Diode 46a, einer Seite des Sensors 42b und einer Seite der Diode 46b über den Versorgungsleiter 44a gekoppelt. Die Versorgungsschaltung 40b ist elektrisch mit der anderen Seite des Sensors 42a, der anderen Seite der Diode 46a, einer Seite des Sensors 42d und einer Seite der Diode 46d über den Versorgungsleiter 44b gekoppelt. Die Versorgungsschaltung 40c ist elektrisch mit der anderen Seite des Sensors 42d, der anderen Seite der Diode 46d, einer Seite des Sensors 42c und einer Seite der Diode 46c über den Versorgungsleiter 44c gekoppelt. Die Versorgungsschaltung 40d ist elektrisch mit der anderen Seite des Sensors 42b, der anderen Seite der Diode 46b, der anderen Seite des Sensors 42c und der anderen Seite der Diode 46c über den Versorgungsleiter 44d gekoppelt. Ferner ist jede der Versorgungsschaltungen 40a bis 40d elektrisch mit einer Referenz bei 48 gekoppelt, wie z. B. Masse.
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Jede der Dioden 46a bis 46d entspricht einem der Sensoren 42a bis 42d. Die Diode 46a entspricht dem Sensor 42a, die Diode 46b entspricht dem Sensor 42b, die Diode 46c entspricht dem Sensor 42c und die Diode 46d entspricht dem Sensor 42d. Bei einem Ausführungsbeispiel sind jede der Dioden 46a bis 46d und der entsprechende eine der Sensoren 42a bis 42d Teil desselben, integrierten Schaltungschips. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jede der Dioden 46a bis 46d außerhalb des entsprechenden einen der Sensoren 42a bis 42d. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jede der Dioden 46a bis 46d in dem oder Teil des entsprechenden einen der Sensoren 42a bis 42d. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jede der Dioden 46a bis 46d eine Substratdiode. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jede der Dioden 46a bis 46d eine Substratdiode in dem entsprechenden einen der Sensoren 42a bis 42d. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jede der Dioden 46a bis 46d eine Substratdiode in dem oder Teil von dem entsprechenden einen der Sensoren 42a bis 42d und wird erzeugt in einem Komplementär-Metalloxidhalbleiterprozess (CMOS-Prozess; complementary metal oxide semiconductor). Bei einem Ausführungsbeispiel ist jede der Dioden 46a bis 46d eine Substratdiode, die das Substrat als eine Anode verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel ist jede der Dioden 46a bis 46d eine Substratdiode, die das Substrat als eine Katode verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Dioden 46a bis 46d eine externe Diode und zumindest eine der Dioden 46a bis 46d ist eine interne Diode. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Substrat Silizium.
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Eine Steuerschaltung, wie z. B. die Steuerschaltung 22 (gezeigt in 1), steuert die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um die Sensoren 42a bis 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von den Sensoren 42a bis 42d zu erhalten. Die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d liefern Versorgungsspannungen zu den Sensoren 42a bis 42b über die Versorgungsleiter 44a bis 44d und die Sensoren 42a bis 42b liefern Daten zu den Versorgungsschaltungen 40a bis 40d über die Versorgungsleiter 44a bis 44d.
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Um den Sensor 42a mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40a eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42a über den Versorgungsleiter 44a und die Versorgungsschaltung 40b liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42a über den Versorgungsleiter 44b. Die Diode 46a über den mit Leistung versorgten Sensor 42a ist in Sperrrichtung vorgespannt durch die Versorgungsspannungen und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42a in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42a liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44a und 44b.
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Um den Sensor 42b mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40a eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44a und die Versorgungsschaltung 40b liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44d. Die Diode 46b über den mit Leistung versorgten Sensor 42b ist in Sperrrichtung vorgespannt durch die Versorgungsspannungen und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42b in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42b liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44a und 44d.
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Um den Sensor 42c mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44d. Die Diode 46c über den mit Leistung versorgten Sensor 42c ist in Sperrrichtung bzw. rückwärts vorgespannt durch die Versorgungsspannungen und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42c in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42c liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44c und 44d.
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Um den Sensor 42d mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42d über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40b liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42d über den Versorgungsleiter 44b. Die Diode 46d über den mit Leistung versorgten Sensor 42d ist in Sperrrichtung vorgespannt durch die Versorgungsspannungen und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42d in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42d liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44b und 44c.
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Jeder der Sensoren 42a bis 42d ist elektrisch mit einem unterschiedlichen Satz aus zwei der Versorgungsschaltungen 40a bis 40d und einem unterschiedlichen Satz aus zwei der Versorgungsleiter 44a bis 44d gekoppelt. Es gibt vier Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, vier Sensoren 42a bis 42d und vier Versorgungsleiter 44a bis 44d, derart, dass die Anzahl von Versorgungsleitern 44a bis 44d (vier) gleich der Anzahl von Sensoren 42a bis 42d (vier) ist.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Anzahl von Sensoren 42 auf drei reduziert und die Anzahl von Versorgungsleitern 44 bleibt bei vier, derart, dass die Anzahl von Versorgungsleitern 44 (vier) gleich eins mehr ist als die Anzahl von Sensoren 42 (drei). Ferner bleibt die Anzahl von Versorgungsschaltungen 40 gleich der Anzahl von Versorgungsleitern 44 (vier). Die Schaltung ist dieselbe wie Schaltung 38 aus 2, mit der Ausnahme, dass einer der Sensoren 42a bis 42d entfernt wurde.
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Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl von Sensoren 42 jegliche geeignete Anzahl von Sensoren 42 sein, wobei die Anzahl von Versorgungsleitern 44 entweder gleich der Anzahl von Sensoren 42 oder eins mehr als die Anzahl von Sensoren 42 ist. Wenn z. B. die Anzahl von Sensoren 42 sechs ist, ist die Schaltungstopologie ein Hexagon. Die sechs Sensoren 42 sind so positioniert, dass ein Sensor 42 zwischen jeder der zwei Ecken des Hexagons positioniert ist und ein unterschiedlicher Versorgungsleiter 44 ist mit jeder der Ecken des Hexagons verbunden ist. Ferner ist eine unterschiedliche Versorgungsschaltung 40 an jeden der Versorgungsleiter 44 angebracht.
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Die Schaltung 38 umfasst vier Versorgungsschaltungen 40a bis 40d und vier Versorgungsleiter 44a bis 44d zum Versorgen der vier Sensoren 42a bis 42d mit Leistung und Erhalten von Daten von denselben. Dies ist eine Reduktion um eine Hälfte der Drähte in einem System mit zwei Drähten pro Sensor. Ferner können bei Schaltung 38, wenn einer der Sensoren 42a bis 42d kurzgeschlossen ist, Daten weiterhin von den verbleibenden Sensoren 42 erhalten werden, und wenn einer der Versorgungsleiter 44a bis 44d im Leerlauf ist, können Daten weiterhin von allen Sensoren 42a bis 42d erhalten werden.
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3 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 38 darstellt, das ähnlich zu Schaltung 38 aus 2 ist, mit den Ausnahmen, dass der Sensor 42b bei 50 kurzgeschlossen ist und die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d geschaltet sind, um die Sensoren 42c und 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten. Eine Steuerschaltung, wie z. B. Steuerschaltung 22 (gezeigt in 1), steuert die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um die Sensoren 42c und 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten.
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Um den Sensor 42c mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44d. Zusätzlich dazu liefert die Versorgungsschaltung 40a eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44a. Dies legt null Volt über den Sensor 42b und die Diode 46b. Die Diode 46c über den mit Leistung versorgten Sensor 42c ist durch die Versorgungsspannungen in Sperrrichtung vorgespannt und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42c in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42c liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44c und 44d. Ferner kann ein gewisser Strom durch den kurzgeschlossenen Sensor 42b und den Versorgungsleiter 44a fließen.
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Um den Sensor 42d mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42d über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40b liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42d über den Versorgungsleiter 44b. Die Diode 46d über den mit Leistung versorgten Sensor 42d durch die Versorgungsspannungen ist in Sperrrichtung vorgespannt und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42d in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42d liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44b und 44c.
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4 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 38 darstellt, die ähnlich zu der Schaltung 38 aus 2 ist, mit den Ausnahmen, dass der Sensor 42b bei 50 kurzgeschlossen ist und die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d geschaltet sind, um die Sensoren 42a und 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten. Eine Steuerschaltung, wie z. B. die Steuerschaltung 22 (gezeigt in 1), steuert die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um die Sensoren 42a und 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten.
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Um den Sensor 42a mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40a eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42a über den Versorgungsleiter 44a und die Versorgungsschaltung 40b liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42a über den Versorgungsleiter 44b. Zusätzlich dazu liefert die Versorgungsschaltung 40d eine hohe Spannung von fünf Volt zu der anderen Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44d. Dies legt null Volt über den Sensor 42b und die Diode 46b. Die Diode 46a über den mit Leistung versorgten Sensor 42a ist durch die Versorgungsspannungen in Sperrrichtung vorgespannt und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42a in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42a liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44a und 44b. Ferner kann ein Strom durch den kurzgeschlossenen Sensor 42b fließen und den Leiter 44d versorgen.
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Um den Sensor 42d mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42d über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40b liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42d über den Versorgungsleiter 44b. Die Diode 46d über den mit Leistung versorgten Sensor 42d ist durch die Versorgungsspannungen in Sperrrichtung vorgespannt und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42d in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42d liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44b und 44c.
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Wenn somit einer der Sensoren 42a bis 42d kurzgeschlossen ist, steuert die Steuerschaltung die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um die verbleibenden Sensoren 42a bis 42d mit Leistung zu versorgen und den kurzgeschlossenen Sensor auszuschließen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl von Sensoren mehr oder weniger sein als vier Sensoren, und die resultierende Schaltung ist flexibel genug, um einen kurzgeschlossenen Sensor zu überwinden und Daten von den verbleibenden Sensoren zu erhalten.
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5 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 38 darstellt, die ähnlich zu der Schaltung 38 aus 2 ist, mit den Ausnahmen, dass der Versorgungsleiter 44b im Leerlauf ist bei 52 und die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d geschaltet sind, um die Sensoren 42b und 42c mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten. Eine Steuerschaltung, wie z. B. die Steuerschaltung 22 (gezeigt in 1), steuert die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um die Sensoren 42b und 42c mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten.
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Um den Sensor 42b mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40a eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44a und die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44d. Die Versorgungsschaltung 40c liefert eine hohe Spannung von fünf Volt zu den Sensoren 42c und 42d über den Versorgungsleiter 44c, der null Volt über die Sensoren 42a und 42d von dem Versorgungsleiter 44a zu dem Versorgungsleiter 44c legt. Die Diode 46b über den mit Leistung versorgten Sensor 42b ist durch die Versorgungsspannungen in Sperrrichtung vorgespannt und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42b in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42b liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44a und 44d.
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Um den Sensor 42c mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44d. Die Versorgungsschaltung 40a liefert eine hohe Spannung von fünf Volt zu den Sensoren 42a und 42b über den Versorgungsleiter 44a, der null Volt über die Sensoren 42a und 42d von dem Versorgungsleiter 44a zu dem Versorgungsleiter 44c legt. Die Diode 46c über den mit Leistung versorgten Sensor 42c ist in Sperrrichtung vorgespannt durch die Versorgungsspannungen und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42c in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42c liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44c und 44d.
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6 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 38 darstellt, die ähnlich zu der Schaltung 38 aus 2 ist, mit den Ausnahmen, dass der Versorgungsleiter 44b im Leerlauf ist bei 52 und die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d geschaltet sind, um die Sensoren 42c und 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten. Eine Steuerschaltung, wie z. B. die Steuerschaltung 22 (gezeigt in 1), steuert die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um die Sensoren 42c und 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten.
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Um den Sensor 42c mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42c über den Versorgungsleiter 44d. Die Versorgungsschaltung 40a liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu den Sensoren 42a und 42b über den Versorgungsleiter 44a, der null Volt über den Sensor 42b von dem Versorgungsleiter 44a zu dem Versorgungsleiter 44d legt. Die Diode 46c über den mit Leistung versorgten Sensor 42c ist durch die Versorgungsspannungen in Sperrrichtung vorgespannt und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42c in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42c liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44c und 44d.
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Um den Sensor 42d mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40c eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42d über den Versorgungsleiter 44c und die Versorgungsschaltung 40a liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu den Sensoren 42a und 42b über den Versorgungsleiter 44a. Die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu den Sensoren 42b und 42c über den Versorgungsleiter 44d, der null Volt über den Sensor 42b von dem Versorgungsleiter 44a zu dem Versorgungsleiter 44d legt. Die Diode 46d über den mit Leistung versorgten Sensor 42d ist durch die Versorgungsspannungen in Sperrrichtung vorgespannt und die Diode 46a ist vorwärts bzw. in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42d in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, und durch die Diode 46a, von der hohen Spannung von fünf Volt bei 44c zu der niedrigen Spannung von null Volt bei 44a. Der Sensor 42d liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44c und 44a. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Spannungsabfall über den Sensor 42d im Wesentlichen 4,5 Volt und der Spannungsabfall über die Diode 46a ist im Wesentlichen 0,5 Volt.
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7 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Schaltung 38 darstellt, die ähnlich zu der Schaltung 38 aus 2 ist, mit den Ausnahmen, dass der Versorgungsleiter 44b im Leerlauf ist bei 52 und die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d geschaltet sind, um die Sensoren 42a und 42b mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten. Eine Steuerschaltung, wie z. B. die Steuerschaltung 22 (gezeigt in 1), steuert die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um die Sensoren 42a und 42b mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten.
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Um den Sensor 42a mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40a eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42a über den Versorgungsleiter 44a und die Versorgungsschaltung 40c liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu den Sensoren 42c und 42d über den Versorgungsleiter 44c. Die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu den Sensoren 42b und 42c über den Versorgungsleiter 44d, der null Volt über den Sensor 42c von dem Versorgungsleiter 44c zu dem Versorgungsleiter 44d legt. Die Diode 46a über den mit Leistung versorgten Sensor 42a ist in Sperrrichtung vorgespannt durch die Versorgungsspannungen und die Diode 46d ist vorwärts vorgespannt. Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42a in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, und durch die Diode 46d, von der hohen Spannung von fünf Volt bei 44a zu der niedrigen Spannung von null Volt bei 44c. Der Sensor 42a liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44a und 44c. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Spannungsabfall über dem Sensor 42a im Wesentlichen 4,5 Volt und der Spannungsabfall über die Diode 46d ist im Wesentlichen 0,5 Volt.
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Um den Sensor 42b mit Leistung zu versorgen, liefert die Versorgungsschaltung 40a eine hohe Spannung von fünf Volt zu einer Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44a und die Versorgungsschaltung 40d liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu der anderen Seite des Sensors 42b über den Versorgungsleiter 44d. Die Versorgungsschaltung 40c liefert eine niedrige Spannung von null Volt zu den Sensoren 42c und 42d über den Versorgungsleiter 44c, der null Volt über den Sensor 42c von dem Versorgungsleiter 44c zu dem Versorgungsleiter 44d legt. Die Diode 46b über den mit Leistung versorgten Sensor 42b ist in Sperrrichtung vorgespannt durch die Versorgungsspannungen und Strom fließt durch den mit Leistung versorgten Sensor 42b in der Richtung, die durch den Pfeil angezeigt ist, von der hohen Spannung von fünf Volt zu der niedrigen Spannung von null Volt. Der Sensor 42b liefert Daten über eine Strommodulation über den Satz aus zwei Versorgungsleitern 44a und 44d.
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Wenn somit einer der Versorgungsleiter 44a bis 44d im Leerlauf ist, steuert die Steuerschaltung die Versorgungsschaltungen 40a bis 40d, um jeden der Sensoren 42a bis 42d mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl von Sensoren mehr oder weniger sein als vier Sensoren und die resultierende Schaltung ist flexibel genug, um einen Leerlaufversorgungsleiter zu überwinden und Daten von allen anderen Sensoren zu erhalten.
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Bei Schaltung 38 ist jeder der Sensoren 42 mit einem unterschiedlichen Satz aus zwei der Versorgungsleiter 44 gekoppelt und die Anzahl der Sensoren 42 ist gleich der Anzahl der Versorgungsleiter 44. Die Schaltung 38 umfasst vier Versorgungsleiter 44, um die vier Sensoren 42 mit Leistung zu versorgen und Daten von denselben zu erhalten, was eine Reduzierung um eine Hälfte der Anzahl der Versorgungsleiter oder Drähte in einem System mit zwei Drähten pro Sensor ist. Ferner, wenn einer der Sensoren bei Schaltung 38 kurzgeschlossen ist, können Daten weiterhin von den verbleibenden Sensoren 42 erhalten werden, und wenn einer der Versorgungsleiter 44 bei Schaltung 38 im Leerlauf ist, können Daten weiterhin von allen Sensoren 42 erhalten werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Anzahl von Sensoren 42 auf drei reduziert werden durch Entfernen von Einem der Sensoren 42 in Schaltung 38, wo die Anzahl von Versorgungsleitern 44 bei vier bleibt und die Anzahl der Versorgungsleiter 44 gleich eins mehr ist als die Anzahl von Sensoren 42. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Anzahl von Sensoren 42 jegliche geeignete Anzahl von Sensoren 42 sein, wobei jeder der Sensoren 42 elektrisch mit einem unterschiedlichen Satz aus zwei der Versorgungsleiter 44 gekoppelt ist und die Anzahl der Versorgungsleiter 44 entweder gleich der Anzahl von Sensoren 42 oder eins mehr als die Anzahl von Sensoren 42 ist.
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Obwohl hierin spezifische Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben wurden, werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet erkennen, dass eine Vielzahl von Alternativen und/oder entsprechenden Implementierungen für die spezifischen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden kann, die gezeigt und beschrieben wurden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Variationen der hierin erörterten, spezifischen Ausführungsbeispiele abdecken. Es ist daher die Absicht, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und ihre Entsprechungen eingeschränkt ist.
