DE102011083930A1

DE102011083930A1 - Signalübertragungsanordnung mit einem Transformator und Signalübertragungsverfahren

Info

Publication number: DE102011083930A1
Application number: DE102011083930A
Authority: DE
Inventors: Marcus Nübling; Jens Barrenscheen
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-04-05
Also published as: US9608693B2; US8634480B2; US20160134330A1; US20120081177A1; US9490870B2; US20140133586A1

Abstract

Beschrieben werden eine Signalübertragungsanordnung und ein Signalübertragungsverfahren. Die Signalübertragungsanordnung umfasst: eine Senderschaltung (20) mit einem ersten Eingang zum Zuführen eines Dateneingangssignals (Sin), einem Ausgang zum Bereitstellen eines Ansteuersignals (Fp, Ip) und einem zweiten Eingang; einen ersten Übertragungskanal (40) mit einem Transformator, wobei der Transformator eine Primärwicklung aufweist, die an den Ausgang der Senderschaltung (20) angeschlossen ist, und eine Sekundärwicklung (42) aufweist; und eine Empfängerschaltung (30), die einen Eingang aufweist, der an die Sekundärwicklung (42) angeschlossen ist und die einen ersten Ausgang zum Bereitstellen eines Datenausgangssignals und einen zweiten Ausgang aufweist, wobei die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal (Vp, Ip) abhängig von dem Dateneingangssignal (Sin) und abhängig von wenigstens einem Ansteuersignal Erzeugungsparameter zu erzeugen und wobei die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Ansteuererzeugungsparameter abhängig von einem Rückkopplungssignal (SFB) zu erzeugen, der dem zweiten Eingang zugeführt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalübertragungsanordnung mit einem Transformator, insbesondere einem kernlosen Transformator, und ein Signalübertragungsverfahren.
Bei einigen technischen Anwendungen müssen Daten oder Signale zwischen unterschiedlichen Spannungsdomänen übertragen werden, wobei jede Spannungsdomäne ein eigenes Bezugspotential aufweist, und wobei diese Bezugspotentiale variieren können. Eine elektronische Schaltung mit zwei unterschiedlichen Spannungsdomänen ist beispielsweise eine elektronische Schaltung mit einem Transistor, der als High-Side-Schalter verschaltet ist, einer Ansteuerschaltung für den Leistungstransistor und einer Steuerschaltung. Bei dieser Art von Schaltung erzeugt die Steuerschaltung ein Steuersignal, das einen gewünschten Schaltzustand (Ein oder Aus) des Leistungstransistors definiert oder das der Steuerschaltung zugeführt ist. Die Steuerschaltung erzeugt ein Ansteuersignal, das von dem Steuersignal abhängig ist und das den Leistungstransistor ein- oder ausschaltet. Das Steuersignal ist üblicherweise ein Spannungssignal, das auf ein fest vorgegebenes Referenzpotential, wie beispielsweise Masse, bezogen ist. Das Ansteuersignal ist jedoch üblicherweise ein auf ein variierendes zweites Referenzpotential bezogenes Signal. Dieses zweite Referenzpotential kann einer Spannung über einer Last entsprechen, die in Reihe zu dem Leistungstransistor geschaltet ist. Der Spannungshub dieses zweiten Referenzpotentials, und damit eine Spannungsdifferenz zwischen ersten und zweiten Referenzpotentialen kann bis zu einige hundert Volt betragen.
Aufgrund dieser Spannungsdifferenz müssen die Steuerschaltung und die Ansteuerschaltung galvanisch entkoppelt werden. Mit anderen Worten: Eine Signalübertragungsanordnung zwischen der Steuerschaltung und der Ansteuerschaltung ist erforderlich, wobei diese Übertragungsanordnung in der Lage sein muss, Spannungen zu sperren, die zwischen der Steuerschaltung und der Ansteuerschaltung auftreten können und eine Signalkommunikation zwischen der Steuerschaltung und der Ansteuerschaltung zu ermöglichen Außer Optokopplern und Pegelschiebern (Level-Shifter) können Transformatoren, insbesondere kernlose Transformatoren (Luftspulenübertrager) in Signalübertragungsanordnungen zwischen zwei Spannungsdomänen eingesetzt werden.
Eine Signalübertragungsanordnung mit einem Transformator kann zwischen eine beliebige Art von Senderschaltung und eine beliebige Art von Empfängerschaltung geschaltet werden. Die Signalübertragungsanordnung umfasst außer dem Transformator eine Senderschaltung und eine Empfängerschaltung. Die Senderschaltung ist dazu ausgebildet, aus Nutzdaten, die durch eine Signalquelle bereitgestellt werden, ein zur Übertragung über den Transformator geeignetes Signal zu erzeugen. Die Empfängerschaltung ist dazu ausgebildet, aus dem über den Transformator übertragenen Signal die Nutzdaten zurück zu gewinnen. Die Grundlagen einer Signalübertragung über eine Signalübertragungsanordnung mit einem Transformator sind allgemein bekannt.
Wie bei jedem elektrischen Signalübertragungsverfahren wird für eine Signalübertragung über eine Signalübertragungsanordnung mit einem Transformator elektrische Leistung benötigt. Der Leistungsverbrauch einer solchen Signalübertragungsanordnung kann von mehreren Parametern abhängig sein, wie beispielsweise der Amplitude der an den Transformator angelegten Signale, der Versorgungsspannung der Sender- und Empfängerschaltungen, einer Wiederholrate, welches die Rate ist, bei der übertragene Signale erneut übertragen werden, einer Pulsbreite der über den Kanal übertragenen Impulse, usw. Der Leistungsverbrauch kann durch geeignetes Einstellen dieser Parameter reduziert werden. Allerdings kann ein reduzierter Leistungsverbrauch zu einer erhöhten Fehlerrate führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Signalübertragungsanordnung zur Verfügung zu stellen, die eine sichere Signalübertragung bei einem geringen Leistungsverbrauch gewährleistet, und ein entsprechendes Signalübertragungsverfahren zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Signalübertragungsanordnung gemäß Anspruch 1 und durch ein Signalübertragungsverfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel betrifft eine Signalübertragungsanordnung, die eine Senderschaltung mit einem ersten Eingang zum Zuführen eines Dateneingangssignals, einem Ausgang zum Bereitstellen eines Ansteuersignals und einem zweiten Eingang aufweist. Eine erste Signalübertragungsanordnung weist außerdem einen ersten Übertragungskanal mit einem Transformator und eine Empfängerschaltung auf. Der Transformator weist eine Primärwicklung, die an den Ausgang der Senderschaltung angeschlossen ist, und eine Sekundärwicklung auf. Die Empfängerschaltung weist einen Eingang, der an die Sekundärwicklung angeschlossen ist, einen ersten Ausgang zum Bereitstellen eines Datenausgangssignals und einen zweiten Ausgang auf. Die Senderschaltung ist dazu ausgebildet, das Ansteuersignal abhängig von dem Dateneingangssignal und abhängig von wenigstens einem Ansteuersignalerzeugungsparameter zu erzeugen. Die Senderschaltung ist außerdem dazu ausgebildet, den wenigstens einen Ansteuersignalerzeugungsparameter abhängig von einem dem zweiten Eingang zugeführten Rückkopplungssignal zu erzeugen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel betrifft ein Signalübertragungsverfahren, das das Bereitstellen einer Signalübertragungsanordnung mit einem zwischen eine Senderschaltung und eine Empfängerschaltung gekoppelten ersten Übertragungskanal mit einem Transformator aufweist. Das Verfahren umfasst außerdem das Empfangen eines Dateneingangssignals an der Senderschaltung und das Erzeugen eines Ansteuersignals an dem ersten Übertragungskanal, das abhängig ist, von dem Dateneingangssignal und das abhängig ist von einem Ansteuersignalerzeugungsparameter und das Einstellen des Ansteuersignalerzeugungsparameters abhängig von einem Rückkopplungssignal.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen zur Erläuterung des Grundprinzips, so dass nur solche Aspekte dargestellt sind, die zum Verständnis des Grundprinzips notwendig sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen, sofern nichts anderes angegeben ist, gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale mit gleicher Bedeutung.
1 veranschaulicht schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Signalübertragungsanordnung mit einem ersten Übertragungskanal zwischen einer Senderschaltung und einer Empfängerschaltung und mit einem Rückkopplungssignalübertragungskanal zwischen der Empfängerschaltung und der Senderschaltung.
2 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Rückkopplungssignalübertragungskanals.
3 veranschaulicht Zeitverläufe eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals der Signalübertragungsanordnung zum Veranschaulichen eines Grundprinzips der Signalübertragungsanordnung.
4 zeigt Zeitverläufe, die das Funktionsprinzip der Senderschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
5 zeigt Zeitverläufe, die das Funktionsprinzip der Senderschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
6 veranschaulicht ein erstes Ausführungsbeispiel der Senderschaltung.
7 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Senderschaltung.
8 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Empfängerschaltung, die eine Demodulatorschaltung und eine Steuerschaltung aufweist.
9 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Demodulatorschaltung der Empfängerschaltung.
10 zeigt Zeitverläufe, die das Funktionsprinzip der Senderschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
11 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Senderschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
12 veranschaulicht schematisch eine Empfängerschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
13 veranschaulicht das Funktionsprinzip der Senderschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
14 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Fehlerdetektionsschaltung der Empfängerschaltung.
15 veranschaulicht schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Signalübertragungsanordnung.
16 veranschaulicht schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Signalübertragungsanordnung.
1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Signalübertragungsanordnung zum Übertragen eines Dateneingangssignals Sin zwischen zwei verschiedenen Spannungsdomänen. Die Signalübertragungsanordnung umfasst eine Senderschaltung 20 mit einem ersten Eingang zum Zuführen des Dateneingangssignals Sin, einem Ausgang zum Bereitstellen eines Ansteuersignals Vp, Ip und mit einem zweiten Eingang. Ein erster Übertragungskanal 40 ist an den Ausgang der Senderschaltung 20 angeschlossen. Der erste Übertragungskanal 40 umfasst einen Transformator mit einer Primärwicklung 41, die an den Ausgang der Senderschaltung 20 angeschlossen ist, und einer Sekundärwicklung 42, die induktiv mit der Primärwicklung 41 gekoppelt ist. Der Transformator ist beispielsweise ein kernloser Transformator. Dies ist eine spezielle Art von Transformator, der keinen Transformatorkern aufweist. Derartige Transformatoren werden auch als Luftspulenübertrager bezeichnet. Selbstverständlich kann jedoch auch eine beliebige andere Art von Transformator, wie beispielsweise ein Transformator mit einem Transformatorkern, im Zusammenhang mit der Signalübertragungsordnung verwendet werden.
Die Signalübertragungsanordnung weist außerdem eine Empfängerschaltung 30 mit einem an die Sekundärwicklung des ersten Übertragungskanals 40 angeschlossenen Eingang, einem ersten Ausgang zum Bereitstellen eines Datenausgangssignals Sout und mit einem zweiten Ausgang auf. Ein zweiter Übertragungskanal 50 bzw. eine zweite Übertragungsanordnung ist zwischen den zweiten Ausgang der Empfängerschaltung 30 und den zweiten Eingang der Senderschaltung 20 geschaltet. Die zweite Übertragungsanordnung 50 dient dazu, ein Rückkopplungssignal S_FB von der Empfängerschaltung 30 an die Senderschaltung 20 zu übertragen. Die zweite Übertragungsanordnung 50 wird nachfolgend auch als Rückkopplungsübertragungskanal oder Rückkopplungsübertragungsanordnung bezeichnet. Die Rückkopplungsübertragungsanordnung 50 kann wie eine herkömmliche Übertragungsanordnung ausgebildet sein, die geeignet ist, Signale zwischen zwei unterschiedlichen Spannungsdomänen zu übertragen, wie beispielsweise der Spannungsdomäne der Empfängerschaltung 30 gemäß 1 und der Spannungsdomäne der Senderschaltung 20 gemäß 1. Die Rückkopplungsübertragungsanordnung 50 kann beispielsweise einen Pegelschieber (Level-Shifter), einen Transformator oder einen Optokoppler aufweisen.
Bezugnehmend auf 2, umfasst die Rückkopplungsübertragungsanordnung 50 beispielsweise einen Modulator 51, dem das Rückkopplungssignal S_FB von der Empfängerschaltung 30 zugeführt ist, einen zweiten Übertragungskanal 52, der an den Modulator 51 angeschlossen ist, und einen Demodulator 53, der an den zweiten Übertragungskanal 52 angeschlossen ist. Der zweite Übertragungskanal 52 umfasst beispielsweise einen Pegelschieber (Level-Shifter), einen Transformator, einen Optokoppler oder einen kapazitiven Koppler. Der Modulator 51 ist dazu ausgebildet, das ihm zugeführte Rückkopplungssignal S_FB in ein Signal umzusetzen, das geeignet ist, über den zweiten Übertragungskanal 52 übertragen zu werden, und der Demodulator 53 ist dazu ausgebildet, ein am Ausgang des Rückkopplungsübertragungskanals 50 empfangenes Signal zurück in das Rückkopplungssignal S_FB zu wandeln. Zu Zwecken der Erläuterung sei nachfolgend angenommen, dass das Rückkopplungssignal, das der Rückkopplungsübertragungsanordnung 50 von der Empfängerschaltung 30 zugeführt ist, dem Rückkopplungssignal entspricht, das die Rückkopplungsübertragungsanordnung 50 der Senderschaltung 20 zuführt, so dass dasselbe Bezugszeichen S_FB für beide diese Signale verwendet wird.
Die Signalübertragungsanordnung gemäß 1 dient dazu, das Dateneingangssignal Sin von einer Daten- oder Signalquelle 11 (in gestrichelten Linien dargestellt) der ersten Spannungsdomäne, die die Spannungsdomäne der Senderschaltung 20 ist, zu einer Signal- oder Datensenke 12 (in gestrichelten Linien dargestellt) in der zweiten Spannungsdomäne, die die Spannungsdomäne der Empfängerschaltung 30 ist, zu übertragen. Die Datenquelle 11 kann eine beliebige Datenquelle sein und die Datensenke 12 kann eine beliebige Datensenke sein. Entsprechend kann das über die Signalübertragungsanordnung zu übertragene Dateneingangssignal Sin ein beliebiges Datensignal sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Datenquelle 11 eine Steuerschaltung in der ersten Spannungsdomäne und die Datensenke 12 ist ein elektronisches Bauelement in der zweiten Spannungsdomäne, das durch die Steuerschaltung gesteuert ist. Die Steuerschaltung ist beispielsweise als Mikrocontroller ausgebildet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung eine Steuerschaltung für einen Leistungstransistor und das elektronische Bauelement, das durch die Steuerschaltung gesteuert ist, ist ein Leistungstransistor, wie beispielsweise ein Leistungs-MOSFET oder ein Leistungs-IGBT. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Dateneingangssignal Sin ein Steuersignal zum Ein- und Ausschalten des Leistungstransistors.
Die Signalübertragungsanordnung ist dazu ausgebildet, das Dateneingangssignal Sin an dem Eingang der Senderschaltung 20 zu erhalten und das Datenausgangssignal Sout an dem ersten Ausgang der Empfängerschaltung 30 zur Verfügung zu stellen. Bezugnehmend auf 3, in der Zeitverläufe des Dateneingangssignals Sin und des Datenausgangssignals Sout dargestellt sind, entspricht das Datenausgangsignal Sout dem Dateneingangssignal, wenn keine Übertragungsfehler auftreten. Das Dateneingangssignal Sin und das Datenausgangssignal Sout können jedoch unterschiedliche Amplituden aufweisen, und eine Zeitverzögerung Tdel kann zwischen diesen zwei Signalen vorhanden sein.
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Signalübertragungsanordnung ist wie folgt: Die Senderschaltung 20 erzeugt ein Ansteuersignal Sp abhängig von dem Dateneingangssignal Sin an ihrem Ausgang, d. h. an der Primärwicklung 41 des Transformators. Das Ansteuersignal Sp kann eine Primärspannung Vp über der Primärwicklung 41 oder ein Primärstrom Ip durch die Primärwicklung 41 sein. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Primärspannung Vp ungleich Null immer einen Primärstrom Ip durch die Primärwicklung 41 erzeugt, und umgekehrt. Die Senderschaltung 20 kann jedoch dazu ausgebildet sein, entweder die Primärspannung Vp oder den Primärstrom Ip zu Signalübertragungszwecken zu steuern. Aufgrund der magnetischen Kopplung zwischen der Primärwicklung 41 und der Sekundärwicklung 42 bewirken eine Primärspannung Vp und ein Primärstrom Ip ungleich Null eine Sekundärspannung Vs über der Sekundärwicklung 42 und einen Sekundärstrom Is durch die Sekundärwicklung 42 ungleich Null. Die Empfängerschaltung 30 ist dazu ausgebildet, die Sekundärspannung Vs und/oder den Sekundärstrom Is auszuwerten und das Datenausgangssignal Sout aus den an dessen Eingang erhaltenen Signalen Vs, Is zu erzeugen.
Die Senderschaltung 20 und die Empfängerschaltung 30 sind jeweils an Spannungsversorgungen (nicht dargestellt) angeschlossen. Diese Spannungsversorgungen stellen die elektrische Leistung oder die elektrische Energie zur Verfügung, die in der Senderschaltung 20 benötigt wird, um das Ansteuersignal Vp, Ip aus dem Dateneingangssignal Sin zu erzeugen, und die benötigt wird, in der Empfängerschaltung 30 das Datenausgangssignal Sout aus den an der Sekundärwicklung 42 des Transformators zur Verfügung stehenden Signalen Vs, Is zu erzeugen. Der Leistungsverbrauch der Signalübertragungsanordnung ist abhängig von mehreren unterschiedlichen Faktoren. Grundsätzlich ist es wünschenswert, den Leistungsverbrauch der Signalübertragungsanordnung so gering wie möglich zu halten. Der Leistungsverbrauch kann beispielsweise reduziert werden durch Reduzieren der Amplitude der Kanal-Ansteuersignale Vp, Ip. Allerdings kann das Reduzieren der übertragenen Leistung, d. h. der Leistung der über den ersten Kanal zu übertragenden Signale, zu einer erhöhten Fehlerrate führen. Außerdem können die Bedingungen für die Signalübertragung über den Übertragungskanal variieren, wobei diese Bedingungen durch mehrere Faktoren beeinflusst werden können, wie beispielsweise durch die Temperatur in der Senderschaltung 20 oder der Empfängerschaltung 30, die verfügbare Versorgungsspannung in der Senderschaltung 20 und der Empfängerschaltung 30, oder durch Störsignale, die elektromagnetische Interferenzen (EMI, electromagnetical interferences), die durch eine externe Quelle (nicht dargestellt) in den Kanal eingekoppelt werden. Im besten Fall kann eine vergleichsweise geringe Leistung der Ansteuersignale Vp, Ip ausreichend sein, um eine fehlerfreie Signalübertragung zu erhalten, während im schlechtesten Fall eine vergleichsweise hohe Leistung benötigt werden kann. Da die Übertragungsbedingungen variieren können, wird in herkömmlichen Systemen die Signalleistung der Ansteuersignale so gewählt, dass unter schlechtesten Bedingungen eine gute Signalübertragung gewährleistet ist. Allerdings ist während der meisten Zeit eine hohe Leistung/Energie des Ansteuersignals nicht notwendig, was zu einer Verschwendung elektrischer Energie führt.
Um den Leistungsverbrauch der Signalübertragungsanordnung gemäß 1 zu optimieren, erzeugt die Senderschaltung 20 das Ansteuersignal Vp, Ip abhängig von dem von der Empfängerschaltung 30 empfangenen Rückkopplungssignal S_FB. Das Rückkopplungssignal S_FB stellt eine Rückkopplungsinformation zur Verfügung, die der Senderschaltung 20 hilft, die zur Erzeugung des Ansteuersignals Vp, Ip benötigen Signalerzeugungsparameter derart einzustellen, dass der Leistungsverbrauch in der Senderschaltung 20 minimiert werden kann (bei einer gegebenen Fehlerrate).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel repräsentiert das Rückkopplungssignal S_FB einen der nachfolgend genannten Parameter oder enthält Informationen über einen dieser Parameter: Eine Temperatur in der Empfängerschaltung 30, eine Versorgungsspannung an der Empfängerschaltung 30, oder eine in der Empfängerschaltung 30 detektierten Fehlerrate. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Senderschaltung 20 dazu ausgebildet, die elektrische Leistung der von der Senderschaltung 20 an die Empfängerschaltung 30 übertragenen Signale oder Signalimpulse zu erhöhen, wenn das Rückkopplungssignal S_FB anzeigt, dass die Temperatur in der Empfängerschaltung 30 ansteigt und/oder wenn das Rückkopplungssignal S_FB anzeigt, dass eine Versorgungsspannung der Empfängerschaltung 30 abnimmt.
Die Fehlerrate kann außer von internen Parametern, wie beispielsweise der Temperatur und der Versorgungsspannung der Empfängerschaltung 30, auch von externen Einflüssen abhängig sein, wie beispielsweise von Rauschen, das in den Übertragungskanal eingekoppelt wird.
Die Fehlerrate kann beispielsweise ermittelt werden durch regelmäßiges Übertragen von Testmustern, die so gewählt sind, dass sie selbst dann, wenn Übertragungsfehler auftreten, durch die Empfängerschaltung 30 als Testmuster erkannt und entsprechend ausgewertet werden können. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die von der Senderschaltung 20 an die Empfängerschaltung 30 übertragenen Daten in Datenframes (engl.: data frame) übertragen, wobei jeder Datenframe Nutzdaten und Redundanzdaten aufweist. Die Redundanzdaten können dazu verwendet werden, Übertragungsfehler zu detektieren. Die Redundanzdaten können eine beliebige Art von Redundanzdaten umfassen, die dazu verwendet werden können, Übertragungsfehler zu detektieren, wie beispielsweise CRC-Daten (CRC = cyclic redundancy check, zyklische Redundanzüberprüfung) oder eine Signatur. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfassen die Redundanzdaten erneut die Nutzdaten, d. h. die Nutzdaten werden innerhalb eines Frames mehrmals übertragen. Die Anzahl der Wiederholungen, d. h., wie oft die Nutzdaten innerhalb eines Frames übertragen werden, sind dem Empfänger bekannt. Ein Übertragungsfehler kann detektiert werden, wenn die Nutzdaten innerhalb eines Frames weniger oft als vorgegeben empfangen werden.
Es gibt verschiedene Parameter der Ansteuersignale Vp, Ip, die abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB eingestellt werden können. Ein erstes Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 4 nachfolgend erläutert. 4 veranschaulicht schematisch Zeitverläufe des Dateneingangssignals Sin, des Ansteuersignals Sp an der Primärwicklung 41 und der Sekundärspannung Vs. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Senderschaltung 20 dazu ausgebildet, eine erste Flanke des Dateneingangssignals Sin zu detektieren und einen ersten Signalimpuls mit einer ersten steigenden Flanke und einer fallenden zweiten Flanke bei Detektion der ersten Flanke des Eingangsdatensignals Sin zu erzeugen, wobei eine der ersten und zweiten Flanken des Signalimpulses eine höhere Steilheit (Flankensteilheit) als die andere der ersten und zweiten Flanken aufweist. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Flanke des Dateneingangssignals Sin eine steigende Flanke des Dateneingangssignals. Wenn das Dateneingangssignal Sin dazu verwendet wird, ein elektronisches Bauelement zu steuern, zeigt die steigende Flanke des Dateneingangssignals Sin beispielsweise an, dass das elektronische Bauelement eingeschaltet werden soll.
In 4 bezeichnet Sp eines der Ansteuersignale der Primärwicklung 41, d. h. entweder die Primärspannung Vp oder den Primärstrom Ip. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die steigende erste Flanke eine deutlich höhere Steilheit als die fallende zweite Flanke des Signalimpulses des Ansteuersignals auf. Es ist allgemein bekannt, dass ein Signalimpuls (ein Spannungsimpuls oder ein Stromimpuls) an einer Primärwicklung eines Transformators einen Signalimpuls an der Sekundärwicklung des Transformators bewirkt, wobei die Amplitude des sekundärseitigen Signalimpulses abhängig ist von der Steilheit der Flanke des primärseitigen Signalimpulses. Bezugnehmend auf die 1 und 4 ist die Steilheit der Flanken der Signalimpulse der Primärwicklung 41 entweder dVp/dt oder dIp/dt. Die Grundidee, ein Ansteuersignal Sp mit einer schnell ansteigenden (steilen) ersten Flanke und einer langsam abfallenden (flachen) zweiten Flanke zu erzeugen, besteht darin, nur einen Signalimpuls auf der Sekundärseite zu erzeugen, anstatt zwei Signalimpulse an der Sekundärseite zu erzeugen, nämlich einen positiven Signalimpuls und einen negativen Signalimpuls, was der Fall wäre, wenn ein Ansteuersignal mit einer rasch ansteigenden ersten Flanke und einer rasch abfallenden zweiten Flanke verwendet würde.
Bezugnehmend auf 5 ist die Senderschaltung 20 weiterhin dazu ausgebildet, die zweiten Flanken des Dateneingangssignals Sin zu detektieren und einen zweiten Signalimpuls bei Detektion von solchen zweiten Flanken zu erzeugen. Bei dem in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Flanke des Dateneingangsignals eine fallende Flanke. Der zweite Signalimpuls umfasst eine fallende erste Flanke und eine steigende zweite Flanke, wobei die Steilheit bzw. Steigung der fallenden Flanke höher ist als die Steigung bzw. die Steilheit der steigenden Flanke. Die Sekundärspannung Vs weist zum Zeitpunkt der fallenden Flanke des Ansteuersignals Sp einen negativen Signalimpuls auf.
Die Empfängerschaltung 30 ist beispielsweise dazu ausgebildet, positive und negative Signalimpulse der sekundärseitigen Spannung Vs zu detektieren und das Datenausgangssignal Sout derart zu erzeugen, dass das Datenausgangssignal Sout eine steigende Flanke aufweist, wenn ein positiver Signalimpuls (vgl. 4) der sekundärseitigen Spannung Vs detektiert wird, und eine fallende Flanke des Datenausgangssignals Sout zu erzeugen, wenn ein negativer Signalimpuls (vgl. 5) der sekundärseitigen Spannung Vs detektiert wird. Die Steigungen von langsam abfallenden oder ansteigenden Flanken des Ansteuersignals Sp, welche die fallende Flanke gemäß 4 und die steigende Flanke gemäß 5 sind, sollten so gewählt werden, dass sie keine Spannungsimpulse oder Spannungsspitzen der sekundärseitigen Spannung Vs erzeugen, die fälschlicherweise durch die Empfängerschaltung 30 als solcher Signalimpuls interpretiert werden könnten, der eine steigende oder fallende Flanke des Dateneingangssignals Sin anzeigt.
Bezugnehmend auf die vorangehende Erläuterung, nimmt das Risiko, dass zweite Flanken der ersten und zweiten Signalimpulse zu Signalimpulsen der sekundärseitigen Spannung Vs führen, aus denen die Empfängerschaltung 30 fälschlicherweise fallende oder steigende Flanken des Ausgangssignals Sout erzeugt, mit zunehmender Steilheit dieser zweiten Flanken zu. Allerdings nimmt der Leistungsverbrauch der Senderschaltung 20 zu, wenn die Steilheiten dieser zweiten Flanken verringert werden, so dass die Signalimpulse länger werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Steilheiten der zweiten Flanken der ersten und zweiten Signalimpulse abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB eingestellt, um den Leistungsverbrauch zu optimieren. Wenn die Temperatur in der Empfängerschaltung 30 zunimmt, wird der Empfänger 30 weniger empfindlich bezüglich Änderungen der empfangenen Signalimpulse. Dadurch können bei höheren Temperaturen größere Steilheiten der zweiten Flanken toleriert werden, ohne dass ein Signalimpuls detektiert wird, als dies bei niedrigeren Temperaturen der Fall ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Senderschaltung 20 deshalb dazu ausgebildet, die Steilheit der zweiten Flanken zu verringern, wenn das Rückkopplungssignal S_FB eine abnehmende Temperatur anzeigt. Außerdem wird die Empfängerschaltung 30 empfindlicher, wenn deren Versorgungsspannung zunimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Empfängerschaltung 30 daher dazu ausgebildet, die Steilheiten der zweiten Flanken zu reduzieren, wenn das Rückkopplungssignal S_FB eine ansteigende Versorgungsspannung der Empfängerschaltung 30 anzeigt.
6 veranschaulicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Senderschaltung 20, die dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal Vp, Ip gemäß dem anhand von 4 erläuterten Ausführungsbeispiel zu erzeugen. Diese Senderschaltung 20 umfasst eine Steuerschaltung 24, der das Dateneingangssignal Sin und das Rückkopplungssignal S_FB zugeführt sind. Die Senderschaltung 20 weist außerdem eine Ansteuersignalerzeugungsschaltung auf, die durch die Steuerschaltung 40 gesteuert ist und die die Primärspannung Vp bzw. den Primärstrom Ip des Transformators in dem Kanal 40 erzeugt. Die Ansteuersignalerzeugungsschaltung umfasst zwei Treiberstufen, von denen eine Treiberstufe dazu dient, ein positives Ansteuersignal Sp, d. h. eine positive Primärspannung Vp und einen positiven Primärstrom Ip, zu erzeugen, und von denen die andere dazu dient, ein negatives Ansteuersignal Sp, d. h. eine negative Primärspannung Vp und einen negativen Primärstrom Ip, zu erzeugen. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Treiberstufe einen ersten Transistor 211 auf, der zwischen einen ersten Anschluss der Primärwicklung 41 und einen Anschluss für ein erstes Versorgungspotential V+ geschaltet ist, und einen zweiten Schalter 221 auf, der zwischen einen zweiten Anschluss der Primärwicklung 41 und einen Anschluss für ein zweites Versorgungspotential GND geschaltet ist. Die Treiberstufe weist außerdem eine erste Treiberschaltung 231 auf, die an Steueranschlüsse des ersten Transistors 211 und des ersten Schalters 221 geschaltet ist. Der ersten Treiberschaltung 231 ist ein Eingangssignal S23_1IN und ein Steuersignal S23_1C von der Steuerschaltung 24 zugeführt, und die erste Treiberschaltung 231 ist dazu ausgebildet, den ersten Transistor 211 und den ersten Schalter 221 abhängig von diesen Signalen S23_1IN, S23_1C anzusteuern. Die erste Treiberschaltung 231 wird durch die Steuerschaltung 24 über das Eingangssignal S23_1IN aktiviert, wenn das Eingangssignal Sin eine steigende Flanke aufweist. In diesem Fall steuert die erste Treiberschaltung 231 den ersten Transistor 211 derart an, dass entweder die Spannung Vp über der Primärwicklung 41 oder der Strom Ip durch die Primärwicklung 41 einen Signalimpuls gemäß 4 mit einer rasch ansteigenden ersten Flanke und einer langsam abnehmenden zweiten Flanke aufweist.
Das Steuersignal S23_1C wird durch die Steuerschaltung 24 abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB erzeugt, wobei die erste Ansteuerschaltung 231 dazu ausgebildet ist, diesen Signalimpuls der Primärspannung Vp oder des Primärstroms Ip abhängig von diesem Steuersignal S23_1C derart zu erzeugen, dass die zweite Flanke, insbesondere die Steilheit der zweiten Flanke, dieses Signalimpulses von diesem Steuersignal S23_1C abhängig ist.
Die Steuerschaltung 24 ist beispielsweise als Mikrocontroller ausgebildet. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die Datenquelle (in 1 in gestrichelten Linien dargestellt) und die Steuerschaltung 24 der Senderschaltung 20 durch denselben Mikroncontroller realisiert sein können.
Bezugnehmend auf 6 weist die Senderschaltung 20 außerdem eine zweite Treiberstufe auf. Diese zweite Treiberstufe ist wie die erste Treiberstufe ausgebildet und umfasst einen zweiten Transistor 212, der zwischen den zweiten Anschluss der Primärwicklung 41 und den Anschluss des ersten Versorgungspotentials V+ geschaltet ist, und einen zweiten Schalter 222, der zwischen den ersten Anschluss der Primärwicklung 41 und den Anschluss für das zweite Versorgungspotential GND geschaltet ist, und eine zweite Treiberschaltung 232, die den zweiten Transistor 212 und den zweiten Schalter 222 abhängig von einem Eingangssignal S23_2IN und einem Steuersignal S23_2C ansteuert, die von der Steuerschaltung 24 erhalten werden. Die zweite Treiberstufe wird durch die Steuerschaltung 24 aktiviert, wenn das Dateneingangssignal Sin eine fallende Flanke aufweist. Wenn die zweite Treiberstufe aktiviert ist, wird der zweite Schalter 222 eingeschaltet und der zweite Transistor 212 wird derart gesteuert, dass die Primärspannung Vp oder der Primärstrom Ip eine rasch abfallende erste Flanke und eine langsam ansteigende zweite Flanke aufweisen.
Das Funktionsprinzip der ersten und zweiten Treiberstufen ist ähnlich, mit dem Unterschied, dass die erste Treiberstufe ein Fließen des Primärstroms Ip in eine erste (positive) Richtung bewirkt, während die zweite Treiberstufe ein Fließen des Primärstrom Ip in eine zweite (negative) Richtung bewirkt.
Bezugnehmend auf 7 kann die Treiberschaltung mit einer Treiberstufe 23 und zwei Umschaltern 251, 252 ausgebildet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Treiberschaltung 231 ein Eingangssignal S23_IN und ein Steuersignal S23_C von der Steuerschaltung 24 zugeführt und die Steuerschaltung 231 erzeugt ein Steuersignal S25 für die zwei Schalter 251, 252. Der erste Schalter 251 dient zum Umschalten des ersten Ausgangs der Treiberschaltung 231 zwischen den ersten und zweiten Transistoren 211, 212, und der zweite Schalter 252 dient zum Umschalten des zweiten Ausgangs der Treiberschaltung 231 zwischen den ersten Schalter 221 und den zweiten Schalter 222. Die zwei Schalter 251, 252 werden gleichzeitig betätigt, so dass entweder der erste Transistor 211 und der erste Schalter 221 oder der zweite Transistor 212 und der zweite Schalter 222 an die Treiberschaltung 231 gekoppelt sind. Die Treiberschaltung 231 wird durch die Steuerschaltung 24 jedes Mal dann aktiviert, wenn das Dateneingangssignal Sin eine steigende Flanke oder eine fallende Flanke aufweist, wobei die Steuerschaltung 24 die Schalter 251, 252 in eine erste Position schaltet, wenn das Dateneingangsignal Sin eine steigende Flanke aufweist, und in eine zweite Position schaltet, wenn das Dateneingangssignal Sin eine fallende Flanke aufweist. Bei dieser Schaltung weisen die ersten und zweiten Signalimpulse des Ansteuersignals erste Flanken mit gleichen Steilheiten und zweite Flanken mit gleichen Steilheiten auf, wobei die Steilheit der zweiten Flanke durch das Steuersignal S23_C abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB eingestellt wird.
8 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Empfängerschaltung 30. Diese Empfängerschaltung 30 umfasst eine Demodulatorschaltung 31, die an die Sekundärwicklung 42 angeschlossen ist und die das Datenausgangssignal Sout abhängig von der sekundärseitigen Spannung Vs oder dem sekundärseitigen Strom Is erzeugt. Die Empfängerschaltung 30 umfasst außerdem eine Steuerschaltung 32, die das Rückkopplungssignal S_FB erzeugt und der optional das Datenausgangssignal Sout zugeführt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Demodulatorschaltung 31 ist in 9 veranschaulicht. Diese Demodulatorschaltung 31 umfasst erste und zweite Komparatoren 331, 332, die die sekundärseitige Spannung Vs mit ersten und zweiten Referenzspannungen Vref1, Vref2 vergleicht, die durch erste und zweite Referenzspannungsgeneratoren 341, 342 erzeugt werden. Ein Ausgang des ersten Komparators 331 ist an den ersten Eingang eines Flip-Flops 35 angeschlossen und ein Ausgang des zweiten Komparators 332 ist an einen zweiten Eingang des Flip-Flops 35 angeschlossen. Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Eingang des Flip-Flops 35 ein Setz-Eingang, während der zweite Eingang ein Rücksetz-Eingang ist. Das Datenausgangssignal Sout steht am Ausgang Q des Flip-Flops 35 zur Verfügung. Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Flip-Flop 35 durch den ersten Komparator 331 gesetzt, wenn die sekundärseitige Spannung Vs einen positiven Signalimpuls aufweist, der höher ist als die erste Referenzspannung Vref1, die durch die erste Referenzspannungsquelle 341 bereitgestellt wird, und das Flip-Flop 35 wird zurückgesetzt, wenn die sekundärseitige Spannung Vs einen negativen Signalimpuls aufweist, der unterhalb der zweiten Referenzspannung Vref2 liegt, die durch die zweite Referenzspannungsquelle 342 bereitgestellt wird. Dadurch weist das Datenausgangsignal Sout eine steigende Flanke auf, wenn ein positiver Signalimpuls der sekundärseitigen Spannung Vs detektiert wird, und weist eine fallende Flanke auf, wenn ein negativer Signalimpuls der sekundärseitigen Spannung Vs detektiert wird. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel. Die Demodulatorschaltung 31 kann auf einfache Weise derart modifiziert werden, dass negative Signalimpulse der sekundärseitigen Spannung Vs zu steigenden Flanken des Datenausgangssignals Sout führen und dass positive Signalimpulse zu fallenden Flanken des Datenausgangssignals Sout führen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Senderschaltung 20 und die Empfängerschaltung 30 einen Kalibrierzustand annehmen bzw. können im Kalibriermodus betrieben werden. In diesem Kalibriermodus erzeugt die Senderschaltung 20 unabhängig von dem Dateneingangssignal eine Sequenz von Ansteuersteuerimpulsen, beispielsweise eine Sequenz von positiven Impulsen (vgl. 4) oder eine Sequenz von negativen Impulsen (vgl. 5), wobei die Senderschaltung 20 die Parameter zum Erzeugen dieser Signalimpulse über der Zeit variiert. Der Parameter, der variiert wird, ist beispielsweise die Steilheit der zweiten Flanken. Gemäß einem Ausführungsbeispiel beginnt die Senderschaltung 20 mit Signalimpulsen, die eine hohe Steilheit der zweiten Flanken aufweisen, und reduziert die Steilheit über der Zeit. Die Empfängerschaltung 30 überträgt im Kalibriermodus entweder jedes Detektionsergebnis über den Rückkopplungsübertragungskanal zurück zur Senderschaltung 20, oder überträgt nur eine solche Information zurück zu der Senderschaltung 20, die für die Senderschaltung 20 notwendig ist, um zu ermitteln, ob die Empfängerschaltung 30 die zweiten Flanken des Signalimpulses irrtümlicherweise als erste Flanken detektiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel überträgt die Empfängerschaltung 30 Signalimpulse über den Rückkopplungskanal 50 zurück zu der Senderschaltung 20 jedes Mal dann, wenn zweite Flanken der Ansteuerimpulse detektiert werden. In diesem Fall wird das Flip-Flop 35 in der Demodulatorschaltung 31 (vgl. 9) eine kurze Zeit nachdem es gesetzt wurde zurückgesetzt. Abhängig von der durch die Empfängerschaltung über den Rückkopplungsübertragungskanal bereitgestellten Information kann die Senderschaltung 20 die Signalerzeugungsparameter anpassen. Diese Art von Kalibrierzyklus wird beispielsweise beim Einschalten des Systems durchgeführt, d. h. wenn die Versorgungsspannung der Signalübertragungsanordnung eingeschaltet wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, solche Kalibrierzyklen zyklisch bzw. wiederholt während des Betriebs durchzuführen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Signalimpuls, der es der Empfängerschaltung 30 erlaubt, die Übertragungs- oder Detektionsqualität zu ermitteln, mit jedem Ansteuerimpuls übertragen. Ein solcher Signalimpuls wird nachfolgend als Einstellimpuls bezeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Parameter der Einstellimpulse, wie beispielsweise die Amplitude, die Impulsweite oder die Steilheit über der Zeit variiert. Die Empfängerschaltung 30 ist dazu ausgebildet, die Einstellimpulse zu detektieren und ist dazu ausgebildet, eine Rückmeldung an die Senderschaltung 20 zu liefern, wobei die Rückmeldung abhängig davon ist, ob die Empfängerschaltung 30 das Einstellsignal korrekt oder nicht korrekt erhalten hat.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird nicht nur die Steilheit der zweiten Flanken, sondern auch die Amplitude des Ansteuersignals Sp abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB eingestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Versorgungsspannung, welche die Spannung zwischen den ersten und zweiten Versorgungspotentialen V+, GND ist, erhöht, wenn das Rückkopplungssignal S_FB anzeigt, dass eine Versorgungsspannung der Empfängerschaltung 30 abgesunken ist.
10 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Signalübertragungsverfahrens, das mit einer Signalübertragungsanordnung gemäß 1 durchgeführt werden kann. Bei diesem Verfahren wird ein erster Signalimpuls des Ansteuersignals Sp erzeugt, wenn das Dateneingangssignal Sin eine erste Flanke aufweist, und ein zweiter Signalimpuls des Ansteuersignals Sp wird erzeugt, wenn das Dateneingangssignal Sin eine zweite Flanke aufweist. Bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Flanke des Dateneingangssignals Sin eine steigende Flanke und der erste Signalimpuls des Ansteuersignals Sp ist ein positiver Signalimpuls, während die zweite Flanke des Dateneingangssignals Sin eine fallende Flanke ist und der zweite Signalimpuls ein negativer Signalimpuls ist. Das Ansteuersignal Sp gemäß 10 ist – wie bei den anhand der 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen – die Primärspannung Vp oder der Primärstrom Ip der Primärwicklung 41. Die ersten und zweiten Signalimpulse weisen rasch ansteigende und rasch abfallende Flanken auf, so dass jede dieser Flanken der ersten und zweiten Signalimpulse einen Spannungsimpuls der sekundärseitigen Spannung Vs bewirkt, was in 10 ebenfalls dargestellt ist.
Bezugnehmend auf die nachfolgende Beschreibung, werden nur Impulse der sekundärseitigen Spannung Vs verwendet, die durch erste Flanken oder führende Flanken von Impulsen des Ansteuersginals Sp hervorgerufen werden, während die Impulse der sekundärseitigen Spannung Vs, die durch die zweiten oder nachfolgenden (engl.: trailing) Flanken von Impulsen des Ansteuersignals Sp erzeugt werden, ausgeblendet werden. Die Impulse der sekundärseitigen Spannung Vs, die durch die führenden Flanken des Ansteuersignals Sp erzeugt werden, werden nachfolgend als erste Signalimpulse bezeichnet. Die Amplitude und die Dauer, und dadurch die Energie dieser ersten Signalimpulse ist abhängig von der Amplitude und der Dauer der Impulse des Ansteuersignals Sp. Die Amplitude der ersten Signalimpulse nimmt zu, wenn die Amplitude der Impulse des Ansteuersignals Sp zunimmt, und die Dauer der ersten Signalimpulse nimmt zu, wenn die Dauer der Impulse des Ansteuersignals Sp zunimmt. Allgemein können erste Signalimpulse mit einer großen Amplitude durch die Empfängerschaltung leichter detektiert werden, als erste Signalimpulse mit einer geringeren Amplitude. Außerdem können erste Signalimpulse mit einer größeren Dauer durch die Empfängerschaltung 30 leichter detektiert werden, als erste Signalimpulse mit einer geringeren Dauer. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird wenigstens die Amplitude oder wenigstens die Dauer der Signalimpulse des Ansteuersignals Sp abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB eingestellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Amplitude und/oder die Dauer der Impulse des Ansteuersignals Sp erhöht, wenn das Rückkopplungssignal S_FB eine niedrige Versorgungsspannung der Empfängerschaltung 30 oder eine hohe Fehlerrate der Übertragung über den Kanal anzeigt.
Ein Ausführungsbeispiel einer Senderschaltung 20 zum Erzeugen der in 10 dargestellten Impulse des Ansteuersignals Sp wird unter Bezugnahme auf 11 nachfolgend erläutert. Diese Senderschaltung 20 umfasst eine Steuerschaltung 26, der das Dateneingangssignal Sin und das Rückkopplungssignal S_FB zugeführt sind und die die ersten und zweiten Treiberstufen steuert. Die erste Treiberstufe umfasst einen ersten Schalter 271, der zwischen den ersten Anschluss der Primärwicklung 41 und einen Anschluss für das erste Versorgungspotential V+ geschaltet ist, und ein zweites Schaltelement 281, das zwischen den zweiten Anschluss der Primärwicklung 41 und den Anschluss des zweiten Versorgungspotentials GND geschaltet ist. Die ersten und zweiten Schalter 271, 281 werden durch die erste Treiberstufe 291 gesteuert, der ein Eingangssignal S25_1IN von der Steuerschaltung 26 zugeführt ist. Die Steuerschaltung 26 ist dazu ausgebildet, die erste Ansteuerschaltung 291 jedes Mal dann zu aktivieren, wenn eine steigende Flanke des Dateneingangssignals Sin auftritt. Wenn die erste Treiberschaltung 291 aktiviert wird, schaltet sie die ersten und zweiten Schalter 271, 281 für eine vorgegebene Zeitdauer ein, die die Zeitdauer der ersten Signalimpulse des Ansteuersignals Sp in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel definiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Ansteuersignal Sp die Spannung Vp über der Primärwicklung 41. Die Amplitude des Ansteuersignalimpulses wird definiert durch die Versorgungsspannung zwischen den Anschlüssen für das erste und zweite Versorgungspotential V+, GND. Bezugnehmend auf 11 kann die Versorgungsspannung durch eine Versorgungsspannungsquelle bereitgestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel stellt die Steuerschaltung 26 die Versorgungsspannung abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB ein. Alternativ oder zusätzlich stellt die Steuerschaltung 26 eine Dauer der Ansteuersignalimpulse über ein Steuersignal S29_1C ein, das durch die erste Ansteuerschaltung 291 bereitgestellt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in den 6, 7 und 11 dargestellten Steuerschaltungen 24 und 26 als Mikrocontroller ausgebildet sein können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Signalquelle 11 (vgl. 1) und die Steuerschaltungen 24, 26 gemeinsam durch einen Mikrocontroller realisiert.
Zum Erzeugen der zweiten Ansteuersignalimpulse weist die Senderschaltung 20 gemäß 11 eine zweite Treiberstufe auf, die wie die erste Treiberstufe ausgebildet ist, wobei ein erster Schalter 272 der zweiten Treiberstufe zwischen den zweiten Anschluss der Primärwicklung 41 und den Anschluss für das erste Versorgungspotential V+ geschaltet ist und ein zweiter Schalter 281 zwischen den ersten Anschluss der Primärwicklung 41 und den Anschluss für das zweite Versorgungspotential GND geschaltet ist. Diese zwei Schalter 271, 281 werden durch eine zweite Treiberschaltung 292 angesteuert, die durch die Steuerschaltung 26 jedes Mal dann aktiviert wird, wenn das Dateneingangssignal Sin eine fallende Flanke aufweist. Die Dauern der zweiten Ansteuersignale können über ein Steuersignal S29_2C, das durch die Steuerschaltung 26 an die zweite Treiberstufe 292 geliefert wird, eingestellt werden.
Ein Ausführungsbeispiel einer Empfängerschaltung 30, die geeignet ist, die in 10 dargestellten Signalimpulse zu erhalten und zu verarbeiten ist in 12 dargestellt. Diese Empfängerschaltung umfasst einen Demodulator, der auf dem in 9 dargestellten Modulator basiert und der sich von dem in 9 dargestellten Modulator dadurch unterscheidet, dass er zusätzlich eine Ausblendeschaltung 36 aufweist, die an die Komparatoren 331, 332 und das Flip-Flop 35 angeschlossen ist. Die Ausblendeschaltung 36 weist eine erste Ausblendeeinheit 361 auf, die zwischen den ersten Komparator 331 und das Flip-Flop 35 geschaltet ist, und weist eine zweite Ausblendeeinheit 362 auf, die zwischen den zweiten Komparator 332 und das Flip-Flop 35 geschaltet ist. Der ersten Ausblendeeinheit 361 wird durch ein Ausgangssignal des zweiten Komparators 332 gesteuert und die erste Ausblendeeinheit 361 wird durch ein Ausgangssignal des ersten Komparators 331 gesteuert. Die erste Ausblendeeinheit 361 ist dazu ausgebildet, einen am Ausgang des ersten Komparators 331 auftretenden Signalimpuls zu ignorieren oder auszublenden, der innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nach einem Signalimpuls am Ausgang des zweiten Komparators 332 auftritt, und die zweite Ausblendeeinheit 362 ist dazu aufgebildet, Signalimpulse zu ignorieren oder auszublenden, die am Ausgang des zweiten Komparators 332 innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nach einem Signalimpuls am Ausgang des ersten Komparators 331 auftreten. Aufgrund der Ausblendeeinheit 36 beeinflussen nur Signalimpulse an den Ausgängen der ersten und zweiten Komparatoren 331, 332, die aus führenden Flanken von Impulsen des Ansteuersignals Sp resultieren, den Logikzustand des Flip-Flops 35 und daher das Ausgangssignal Sout. Die Ausblendezeit der ersten und zweiten Ausblendeeinheiten 361, 362 ist beispielsweise derart eingestellt, dass Signalimpulse an den Komparatorausgängen, die aus zweiten oder nachlaufenden Flanken der Impulse des Ansteuersignals Sp resultieren, zuverlässig ausgeblendet werden. Diese Ausblendezeit entspricht beispielsweise einer maximalen Zeitdauer der Ansteuersignalimpulse oder ist etwas länger als diese maximale Zeitdauer.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Signalübertragungsverfahrens werden Ansteuersignalimpulse nicht nur dann erzeugt, wenn eine steigende oder eine fallende Flanke des Dateneingangssignals Sin auftritt, sondern diese Ansteuersignalimpulse werden zyklisch wiederholt. Dies ist schematisch in 13 dargestellt. Bezugnehmend auf 13 wird ein Ansteuersignalimpuls erzeugt, wenn eine erste Flanke des Dateneingangssignals Sin auftritt und dieser Ansteuersignalimpuls wird dann zyklisch wiederholt, wobei die Wiederholzyklen bzw. Wiederholabstände gleiche oder unterschiedliche Zeitdauern besitzen können. Bei dem in 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die steigende Flanke des Eingangssignals Sin eine steigende Flanke und der erste Signalimpuls ist ein positiver Signalimpuls. Diese Signalimpulse entsprechen den in den 4 und 5 dargestellten Signalimpulsen. Allerdings können auch die Signalimpulse gemäß dem anhand von 10 veranschaulichten Verfahren verwendet werden. Die Rate oder Frequenz, bei der die Signalimpulse wiederholt werden, wird allgemein als Auffrischrate (engl.: refresh rate) bezeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auffrischrate abhängig von dem Rückkopplungssignal S_FB eingestellt. Bei der in den 6, 7 und 11 dargestellten Senderschaltung können die Steuerschaltungen 24 bzw. 26 derart modifiziert werden, dass sie die Treiberstufen nicht nur dann aktivieren, wenn eine steigende oder fallende Flanke des Dateneingangssignals Sin auftritt, sondern dass sie die Treiberstufen zyklisch aktivieren, nachdem eine solche steigende oder fallende Flanke aufgetreten ist. Die Auffrischrate kann abhängig von der Temperatur in der Empfängerschaltung 30, der Versorgungsspannung in der Empfängerschaltung 30 oder einer in der Empfängerschaltung 30 detektierten Fehlerrate eingestellt werden.
Bezugnehmend auf die vorangehende Erläuterung wird die Empfängerschaltung 30 unempfindlicher, wenn die Temperatur in der Empfängerschaltung 30 ansteigt oder wenn die Versorgungsspannung der Empfängerschaltung 30 abnimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Senderschaltung 20 deshalb dazu ausgebildet, die Auffrischrate zu erhöhen, wenn das Rückkopplungssignal S_FB eine ansteigende Temperatur in der Empfängerschaltung 30 anzeigt und/oder wenn das Rückkopplungssignal S_FB eine abnehmende Versorgungsspannung in der Empfängerschaltung 30 anzeigt, um dadurch einen Anstieg der Fehlerrate zu verhindern.
Ein Ausführungsbeispiel einer Empfängerschaltung 30, die dazu ausgebildet ist, mögliche in der Empfängerschaltung 30 auftretende Fehler zu detektieren, ist in 14 dargestellt. Diese Empfängerschaltung 30 umfasst eine Fehlerdetektionsschaltung 37. Es sei erwähnt, dass in 14 außer der Fehlerdetektionsschaltung 37 nur ein Teil der Empfängerschaltung 30, nämlich das Flip-Flop 35 des Demodulators und die Steuerschaltung 32, dargestellt sind. Die Fehlerdetektionsschaltung 37 umfasst ein zweites Flip-Flop 38 mit einem Rücksetz-Eingang R und einem Setz-Eingang S. Der Rücksetz-Eingang R dieses Flip-Flops 38 ist an den Setz-Eingang S des ersten Flip-Flops 35 angeschlossen und der Setz-Eingang S des zweiten Flip-Flops 38 ist an den Rücksetz-Eingang R des ersten Flip-Flops 35 angeschlossen. Während des normalen Betriebs der Empfängerschaltung 30 sind die Ausgangssignale S35 des ersten Flip-Flops 35 und S38 des zweiten Flip-Flops 38 komplementär. Einem Logikgatter 39 sind die Ausgangssignale der ersten und zweiten Flip-Flops 35, 38 zugeführt und das Logikgatter 39 erzeugt ein Fehlersignal S39, das der Steuerschaltung 32 zugeführt ist. Das Logikgatter 39 ist beispielsweise ein XOR-Gatter, das einen ersten Signalpegel, wie beispielsweise einen High-Pegel, aufweist, wenn die Ausgangssignale der ersten und zweiten Flip-Flops 35, 38 komplementär sind, und das einen zweiten Signalpegel, wie beispielsweise einen Low-Pegel, aufweist, wenn die Ausgangsignale der ersten und zweiten Flip-Flops 35, 38 gleich sind. Gleiche Signalpegel der Ausgangssignale S35, S38 der Flip-Flops 35, 38 können beispielsweise auftreten, wenn eine Spannungsversorgung der Empfängerschaltung 30 unterbrochen ist. Die Flip-Flops 35, 38 sind so ausgebildet, dass sie einen definierten Logikzustand beim Hochfahren bzw. Einschalten annehmen, d. h. wenn die Versorgungsspannung der Empfängerschaltung 30 wieder zur Verfügung steht. Diese definierten Zustände sind derart, dass die Ausgangssignale S35, S38 der Flip-Flops 35, 38 gleich sind, was durch das XOR-Gatter 39 als Fehler detektiert wird. In diesem Fall kann die Steuerschaltung 32 über das Rückkopplungssignal S_FB die Senderschaltung 20 auffordern den Ansteuersignalimpuls, der als letzter Ansteuersignalimpuls übertragen wurde, zu wiederholen, oder einen Auffrischungsimpuls zu senden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in gestrichelten Linien in 14 dargestellt ist, ist das Ausgangssignal Sout nicht nur abhängig von dem Ausgangssignal S35 des Flip-Flops 35, sondern ist auch abhängig von dem Fehlersignal S39. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal Sout unabhängig von dem Signalpegel des Ausgangssignals S35 des Flip-Flops 35 auf einen Ausschaltpegel gesetzt, wenn das Fehlersignal S39 einen Fehler anzeigt. Bei dem in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel steht das Ausgangssignal Sout am Ausgang eines zweiten Logikgatters 80 zur Verfügung, das beispielsweise ein AND-Gatter ist, und dem das Ausgangssignal S35 des Flip-Flops 35 und das Fehlersignal S39 zugeführt sind. Bei dieser Schaltung repräsentiert eine logische ”1” des Ausgangsignals Sout einen Einschaltpegel, während eine logische ”0” einen Ausschaltpegel repräsentiert; eine logische ”0” des Fehlersignals S39 repräsentiert einen Fehler. Das Ausgangssignal Sout nimmt nur dann einen Einschaltpegel an, wenn die beiden Eingangssignale eine logische ”1” aufweisen, d. h. wenn das Flip-Flop 35 anzeigt, dass das Ausgangssignal Sout einen Einschaltpegel annehmen soll und wenn kein Fehler vorhanden ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Signalübertragungsanordnung ist in 15 dargestellt. Bei dieser Signalübertragungsanordnung wird das Rückkopplungssignal S_FB zusätzlich oder alternativ zu der Senderschaltung 20 auch der Signalquelle 11 zugeführt. Bezugnehmend auf die vorangehenden Erläuterungen erzeugt die Signalquelle 11 das Dateneingangssignal Sin, das der Senderschaltung 20 zugeführt ist und das zu der Datensenke 12 übertragen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 15 ist die Datensenke ein erstes Schaltelement, wie beispielsweise ein MOSFET, zum Schalten einer elektrischen Last Z (in gestrichelten Linien dargestellt), die in Reihe zu dem Schaltelement 12 geschaltet ist. Das erste Schaltelement 12 wird abhängig von dem Dateneingangssignal Sin, das durch die Signalquelle 11 bereitgestellt wird, ein- und ausgeschaltet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Dateneingangssignal Sin ein Schaltsignal, das den Schaltzustand (Ein oder Aus) des ersten Schaltelements 12 bestimmt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel nimmt das Dateneingangssignal Sin einen Ein-Pegel an, wenn das erste Schaltelement 12 eingeschaltet werden soll, und nimmt einen Aus-Pegel an, wenn das erste Schaltelement 12 ausgeschaltet werden soll. Die Senderschaltung 20 erzeugt Impulse des Ansteuersignals Sp, die abhängig sind von dem Dateneingangssignal Sin sind und die über den Kanal 40 mit dem Transformator an die Empfängerschaltung 30 übertragen werden. Der Empfängerschaltung 30 sind die übertragenen Ansteuerimpulse zugeführt und sie erzeugt das Ausgangssignal Sout abhängig von den übertragenen Signalimpulsen. Das Empfängerausgangssignal Sout wirkt als Ansteuersignal, das das erste Schaltelement 12 ein- oder ausschaltet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Senderschaltung 20 dazu ausgebildet, eine erste Sequenz von Signalimpulsen als Antwort auf eine vorgegebene erste Flanke des Schaltsignals Sin zu erzeugen. Die erste Flanke ist beispielsweise eine Flanke des Schaltsignals Sin, die anzeigt, dass das erste Schaltelement 12 eingeschaltet werden soll. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Flanke eine steigende Flanke des Schaltsignals.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die erste Sequenz eine vorgegebene Anzahl von Signalimpulsen, die über den Kanal 40 mit dem Transformator übertragen werden und die innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens liegen. Die Empfängerschaltung 30 ist beispielsweise dazu ausgebildet, einen Ein-Pegel des Ansteuersignals Sout nach Erhalt des ersten Signalimpulses zu erzeugen. Aufgrund von Übertragungsfehlern können Signalimpulse der ersten Sequenz während der Übertragung ”verloren gehen”.
Die Schaltungsanordnung gemäß 15 umfasst ein zweites Schaltelement 13, das ebenfalls durch die Signalquelle 11 gesteuert ist und das durch die Signalquelle 11 über ein zweites Schaltsignal Sin2 ein- und ausgeschaltet werden kann. Das zweite Schaltsignal Sin2 ist dem Steueranschluss des zweiten Schaltelements 13 entweder direkt zugeführt oder ist dem Steueranschluss des zweiten Schaltelements 13 über eine optionale Übertragungsanordnung 60 zugeführt. Diese Übertragungsanordnung kann mit einem Sender, entsprechend der Senderschaltung 20, einem Empfänger, entsprechend der Empfängerschaltung 30, und einem Kanal mit einem Transformator, entsprechend dem Kanal 40, implementiert werden, kann jedoch auch auf andere Weise implementiert werden.
Das zweite Schaltelement 13 ist ebenfalls in Reihe zu der Last Z geschaltet, wobei eine Reihenschaltung mit den zwei Schaltelementen 12, 13 und der Last zwischen Spannungsversorgungsanschlüsse V++, GND geschaltet ist. Die Signalquelle 11 ist dazu ausgebildet, den zweiten Schalter 13 auszuschalten, um die Last Z auszuschalten, wenn ein Übertragungsfehler in dem Übertragungspfad zwischen der Signalquelle 11 und dem ersten Schaltelement detektiert wurde. Ein Übertragungsfehler kann auf unterschiedliche Weise detektiert werden: Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Empfängerschaltung 30 dazu ausgebildet, die innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens empfangenen Signalimpulse zu zählen und ist dazu ausgebildet, ein Fehlersignal über den Rückkopplungskanal 50 an die Signalquelle 11 zu übertragen, wenn weniger als die erwartete Anzahl von Signalimpulsen empfangen wurde. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Empfängerschaltung 30 dazu ausgebildet, ein Bestätigungssignal an die Signalquelle über den Rückkopplungskanal 50 jedes Mal dann zu übertragen, wenn ein Signalimpuls empfangen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ermittelt die Signalquelle 11 durch Zählen der Bestätigungssignale, ob weniger als die vorgegebene Anzahl von Signalimpulsen durch die Empfängerschaltung 30 empfangen wurden.
Die zwei Schaltelemente 12, 13 können Schaltelemente einer Vollbrückenschaltung sein, wobei in 15 die anderen Schalter der Vollbrückenschaltung nicht dargestellt sind. Die zwei Schaltelemente 12, 13 können auch Schalter einer Halbbrückenschaltung sein. In diesem Fall kann die Last wie in 15 dargestellt zwischen zwei Schalter geschaltet sein. Alternativ kann bei einer Halbbrückenschaltung die Last zwischen einen Ausgang der Halbbrücke (der üblicherweise ein Anschluss ist, der den ersten und zweiten Schaltelementen 12, 13 gemeinsam ist) und einen weiteren Anschluss geschaltet sein.
Außer Ausschalten des zweiten Schaltelements 13, wenn ein Übertragungsfehler detektiert wird, können zusätzlich die Signalerzeugungsparameter, wie die Amplitude, die Steilheit oder Pulsweite der übertragenen Signalimpulse oder die Verstärkung eines Verstärkers in der Empfängerschaltung 30 angepasst werden.
Bei den anhand der 1 bis 13 erläuterten Ausführungsbeispielen werden die Signalerzeugungsparameter abhängig von einem Rückkopplungssignal S_FB erzeugt bzw. eingestellt, das von der Senderschaltung 20 über einen Rückkopplungskanal empfangen wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in 16 dargestellt ist, werden die Signalerzeugungsparameter abhängig von einem Rückkopplungssignal S_FB erzeugt, das durch eine andere Signalquelle als die Empfängerschaltung 30 bereitgestellt wird. Die Signalerzeugungsparameter, die durch das Rückkopplungssignal S_FB eingestellt werden, sind beispielsweise die Amplitude, die Steilheit oder Pulsweite der durch die Senderschaltung 20 abhängig von dem Dateneingangssignal Sin erzeugten Ansteuersignalimpulse.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schaltung gemäß 16 in einer Schaltung (nicht dargestellt) mit wenigstens zwei Schaltelementen ausgebildet, wobei ein erstes dieser Schaltelemente durch die Empfängerschaltung 30 gesteuert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Rückkopplungssignal S_FB abhängig von dem Ansteuersignal eines zweiten dieser Schaltelemente erzeugt, wobei gemäß einem Ausführungsbeispiel das Rückkopplungssignal S_FB derart erzeugt wird, dass jedes Mal vor Einschalten oder Ausschalten des zweiten Schaltelements die Signalerzeugungsparameter so eingestellt werden, dass die Signalübertragung robuster wird, um zu verhindern, dass Rauschen oder elektromagnetische Interferenzen (EMI), die im Zusammenhang mit einem Schalten des zweiten Schaltelements stehen können, die Signalübertragung stören oder negativ beeinflussen.
Abschließend sei erwähnt, dass Merkmale, die im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erläutert wurden, auch mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, selbst wenn dies zuvor nicht explizit erwähnt wurde.

Claims

Signalübertragungsanordnung, die aufweist: eine Senderschaltung (20) mit einem ersten Eingang zum Zuführen eines Dateneingangssignals (Sin), einem Ausgang zum Bereitstellen eines Ansteuersignals (Sp, Ip) und einem zweiten Eingang; einen ersten Übertragungskanal (40) mit einem Transformator, wobei der Transformator eine Primärwicklung (41) aufweist, die an den Ausgang der Senderschaltung (20) angeschlossen ist, und eine Sekundärwicklung (42) aufweist; und eine Empfängerschaltung (30), die einen Eingang aufweist, der an die Sekundärwicklung (42) angeschlossen ist und die einen ersten Ausgang zum Bereitstellen eines Datenausgangssignals und einen zweiten Ausgang aufweist, wobei die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, das Ansteuersignal (Vp, Ip) abhängig von dem Dateneingangssignal (Sin) und abhängig von wenigstens einem Ansteuersignalerzeugungsparameter zu erzeugen und wobei die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Ansteuererzeugungsparameter abhängig von einem Rückkopplungssignal (S_FB) zu erzeugen, der dem zweiten Eingang zugeführt ist.
Signalübertragungsanordnung nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: einen zweiten Übertragungskanal (50), der zwischen den zweiten Ausgang der Empfängerschaltung (30) und den zweiten Eingang der Empfängerschaltung (20) geschaltet ist, wobei die Empfängerschaltung (30) dazu ausgebildet ist, ein Rückkopplungssignal (S_FB) zu erzeugen und das Rückkopplungssignal (S_FB) über den zweiten Übertragungskanal (50) an die Senderschaltung (20) zu übertragen.
Signalübertragungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Transformator einen kernlosen Transformator aufweist.
Signalübertragungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der zweite Übertragungskanal (50) einen zweiten Transformator, einen Pegelschieber oder einen Optokoppler aufweist.
Signalübertragungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Empfängerschaltung (30) dazu ausgebildet ist, das Rückkopplungssignal (S_FB) abhängig von wenigstens einem der folgenden Parameter zu erzeugen: einer Temperatur der Empfängerschaltung (30), einer Versorgungsspannung der Empfängerschaltung (30), einer Fehlerrate der Signalübertragung.
Signalübertragungsanordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Empfängerschaltung (30) dazu ausgebildet ist, einen Signalpegel an dem ersten Eingang auszuwerten und eine Signalübertragung zu detektieren, wenn der Signalpegel einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht und wobei die Empfängerschaltung (30) dazu ausgebildet ist, das Rückkopplungssignal (S_FB) abhängig von der Detektion der Signalübertragung zu erzeugen.
Signalübertragungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, erste Flanken des Dateneingangssignals (Sin) zu detektieren und bei Detektion einer ersten Flanke einen Signalimpuls des Ansteuersignals mit einer steigenden ersten Flanke und einer fallenden zweiten Flanke zu erzeugen, wobei eine Steilheit der ersten Flanke sich von einer Steilheit der zweiten Flanke unterscheidet.
Signalübertragungsanordnung nach Anspruch 7, bei der eine Amplitude des Signalimpulses abhängig von dem Rückkopplungssignal (S_FB) ist.
Signalübertragungsanordnung nach Anspruch 7, bei der die kleinere Steilheit der Steilheiten der ersten und zweiten Flanken abhängig ist von dem Rückkopplungssignal (S_FB).
Signalübertragungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, erste Flanken des Dateneingangssignals (Sin) zu detektieren und bei Detektion einer ersten Flanke einen Signalimpuls des Ansteuersignals (Vp, Ip) zu erzeugen, wobei der Signalimpuls eine Amplitude und eine Dauer besitzt.
Signalübertragungsanordnung nach Anspruch 10, bei der die Amplitude und/oder die Dauer des Signalimpulses abhängig ist von dem Rückkopplungssignal (S_FB).
Signalübertragungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Signalübertragungsanordnung dazu ausgebildet ist, einen Normalmodus oder einen Kalibriermodus anzunehmen, wobei die Senderschaltung (20) im Kalibriermodus dazu ausgebildet ist, eine Sequenz von Ansteuerimpulsen mit unterschiedlichen Ansteuersignalerzeugungsparametern zu erzeugen, wobei die Empfängerschaltung (30) dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Signalimpuls des Rückkopplungssignals (S_FB) zu erzeugen, wenn ein Signalimpuls detektiert wird, und wobei die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, die momentanen Ansteuersignalerzeugungsparameter zu speichern, wenn der Signalimpuls am zweiten Eingang empfangen wird.
Signalübertragungsanordnung nach Anspruch 12, die den Kalibriermodus beim Einschalten annimmt.
Signalübertragungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Empfängerschaltung (30) eine Fehlerdetektionsschaltung aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen Fehlerzustand der Empfängerschaltung (30) zu detektieren, wobei die Empfängerschaltung (30) dazu ausgebildet ist, eine Fehlernachricht an die Senderschaltung (20) über den zweiten Übertragungskanal (50) zu übertragen, wenn ein Fehlerzustand detektiert wurde, und wobei die Senderschaltung (20) dazu ausgebildet ist, einen letzten Signalimpuls bei Empfang der Fehlernachricht zu wiederholen.
Signalübertragungsverfahren, das aufweist: Bereitstellen einer Signalübertragungsanordnung mit einem ersten Übertragungskanal (40), der zwischen eine Senderschaltung (20) und eine Empfängerschaltung (30) geschaltet ist und der einen Transformator aufweist; Empfangen eines Datensignals (Sin) an der Senderschaltung (20) und Erzeugen eines Ansteuersignals (Vp, Ip) an dem ersten Übertragungskanal, das abhängig ist von dem Dateneingangssignal und das abhängig ist von einem Ansteuersignalerzeugungsparameter; und Einstellen des Ansteuersignalerzeugungsparameters abhängig von einem Rückkopplungssignal (S_FB).
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin aufweist: Bereitstellen eines zweiten Übertragungskanals (50), der zwischen die Senderschaltung (20) und die Empfängerschaltung (30) geschaltet ist; Übertragen des Rückkopplungssignals (S_FB) über den zweiten Übertragungskanal (50) von der Empfängerschaltung (30) an die Senderschaltung (20).
Verfahrene nach Anspruch 16, bei dem das Rückkopplungssignal (S_FB) abhängig ist von wenigstens einem der folgenden Parameter: einer Temperatur der Empfängerschaltung (30), einer Versorgungsspannung der Empfängerschaltung (30) und/oder einer Fehlerrate der Signalübertragung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, das weiterhin aufweist: Detektieren einer Signalübertragung für den ersten Übertragungskanal (40) in der Empfängerschaltung (30); und Erzeugen des Rückkopplungssignals (S_FB) abhängig von der Detektion der Signalübertragung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, das weiterhin aufweist: Detektieren erster Flanken des Dateneingangssignals (Sin); und bei Detektion einer ersten Flanke: Erzeugen eines Signalimpulses an den ersten Übertragungskanal (40) mit einer steigenden ersten Flanke und einer fallenden zweiten Flanke, wobei eine Steilheit einer der ersten und zweiten Flanken höher ist als eine Steilheit einer anderen der ersten und zweiten Flanken.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem wenigstens einer der nachfolgenden Parameter abhängig ist von dem Rückkopplungssignal (S_FB): Eine Amplitude des Signalimpulses und/oder die kleinere Steilheit von den Steilheiten der ersten und zweiten Flanken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, das weiterhin aufweist: Detektieren erster Flanken des Dateneingangssignals; und bei Detektieren einer ersten Flanke: Erzeugen eines Signalimpulses des Ansteuersignals (Vp, Ip), wobei der Signalimpuls eine Amplitude und eine Dauer aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Amplitude und/oder die Dauer des Signalimpulses abhängig ist von dem Rückkopplungssignal (S_FB).
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, bei dem die Schritte zum Empfangen und Einstellen in einem Normalmodus oder einem Kalibriermodus durchgeführt werden, wobei im Kalibriermodus eine Folge von Ansteuerimpulsen mit unterschiedlichen Ansteuersignalerzeugungsparametern an dem ersten Übertragungskanal (40) erzeugt werden, wobei wenigstens ein Signalimpuls des Rückkopplungssignals (S_FB) erzeugt wird, wenn ein Signalimpuls durch die Empfängerschaltung (30) detektiert wird, und wobei die momentanen Ansteuersignalerzeugungsparameter gespeichert werden, wenn der Signalimpuls an dem zweiten Eingang empfangen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, das weiterhin aufweist: Detektieren eines Fehlerzustands in der Empfängerschaltung (30); Übertragen einer Fehlernachricht an die Senderschaltung (20) über den zweiten Übertragungskanal (50), wenn der Fehlerzustand detektiert wurde; und Widerholen eines letzten Signalimpulses bei Empfang der Fehlernachricht.
Schaltungsanordnung die aufweist: eine Signalübertragungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15; ein erstes Schaltelement, das durch die Empfängerschaltung gesteuert ist; und ein zweites Schaltelement, das dazu ausgebildet ist, ein Ansteuersignal zu erhalten, wobei das Rückkopplungssignal (S_FB) abhängig von dem Ansteuersignal erzeugt wird.