DE102014108497A1 - Circuit arrangement and method for bidirectional data transmission - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Übertrageranordnung zur Signalübertragung zur Verfügung gestellt, wobei die Übertrageranordnung mindestens einen Übertrager mit einer Primärspule und einer Sekundärspule und eine Steuerung aufweist. Die Steuerung ist dafür konfiguriert, in einer Magnetisierungsphase einen ersten Strom, der durch die Primärspule fließen soll, so zu steuern, dass er erhöht wird, bis ein vordefiniertes Kriterium erfüllt ist, wobei die Magnetisierungsphase länger ist als eine Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers. Die Steuerung ist dafür konfiguriert, in einer Spannungsanlegephase eine Spannung an den mindestens einen Übertrager anzulegen, so dass ein zweiter Strom durch die Primärspule fließt, wobei der zweite Strom eine Polarität aufweist, die sich während der Spannungsanlegephase im Vergleich zu dem ersten Strom ändert, wobei die Spannungsanlegephase kürzer als das Zweifache der Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers ist.A transmitter arrangement for signal transmission is provided, the transmitter arrangement having at least one transmitter with a primary coil and a secondary coil and a controller. The controller is configured to control a first current that is to flow through the primary coil in a magnetization phase so that it is increased until a predefined criterion is met, the magnetization phase being longer than a time constant of the primary coil of the at least one transformer . The controller is configured to apply a voltage to the at least one transformer in a voltage application phase, so that a second current flows through the primary coil, the second current having a polarity that changes during the voltage application phase compared to the first current, wherein the voltage application phase is shorter than twice the time constant of the primary coil of the at least one transformer.
Description
Querverweis auf verwandte AnmeldungCross-reference to related application
Diese Anmeldung betrifft die vorläufige US-Anmeldung Nr. 61/835,745 mit dem Titel „SCHALTUNGSANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR BIDIREKTIONALEN DATENÜBERTRAGUNG”, welche am 17. Juni 2013 eingereicht wurde und hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, und beansprucht den Vorteil des Tags der Einreichung derselben.This application is related to US Provisional Application No. 61 / 835,745 entitled "BIDIRECTIONAL DATA TRANSMISSION CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD" filed on Jun. 17, 2013, which is incorporated herein by reference, and claims the benefit of the date of filing thereof.
Technisches GebietTechnical area
Verschiedene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen die Übertragung von Taktsignalen und Datensignalen über eine galvanisch getrennte Schnittstelle. Die galvanisch getrennte Schnittstelle kann ein Übertrager sein, zum Beispiel ein Übertrager ohne Eisenkern. Das Taktsignal kann in eine Richtung und das Datensignal in dieselbe oder in eine entgegengesetzte Richtung über die Schnittstelle übertragen werden. Die Übertragung des Datensignals und des Taktsignals kann synchronisiert werden.Various embodiments generally relate to the transmission of clock signals and data signals over a galvanically isolated interface. The galvanically isolated interface can be a transformer, for example a transformer without an iron core. The clock signal may be transmitted in one direction and the data signal in the same or in an opposite direction via the interface. The transmission of the data signal and the clock signal can be synchronized.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Es können in Produkten, in denen Energie über einen weiteren Übertrager ohne Eisenkern übertragen werden kann, verschiedene Ausführungsformen verwendet werden. Auf Grund der schlechten Effizienz der Energieübertragung ist es wünschenswert, den Stromverbrauch auf der Seite, die das Taktsignal empfängt und die Datensignale sendet, niedrig zu halten. Ein Beispiel für ein solches Produkt kann ein galvanisch getrennter Analog-Digital-Wandler (ADW) mit einer integrierten, galvanisch getrennten Stromversorgung sein. Das übertragene Taktsignal kann als das Taktsignal des Analog-Digital-Wandlers verwendet werden. Der Analog-Digital-Wandler kann ein Sigma-Delta-Wandler sein. Die in die andere Richtung zu übertragenden Datensignale können die Daten sein, die von einem oder von zwei Sigma-Delta-Wandlern bereitgestellt werden. Die Übertragungen in beide Richtungen sollten in Bezug auf Gleichtaktsignale an der galvanisch getrennten Schnittstelle robust sein. Insbesondere sollte das Taktsignal robust genug übertragen werden, dass Gleichtaktsignale bei diesem kein zusätzliches Zittern (Jitter) bewirken.Various embodiments may be used in products in which power can be transmitted through another transformer without an iron core. Due to the poor efficiency of the energy transfer, it is desirable to keep the power consumption on the side that receives the clock signal and transmits the data signals low. An example of such a product may be a galvanically isolated analog-to-digital converter (ADC) with an integrated, galvanically isolated power supply. The transmitted clock signal may be used as the clock signal of the analog-to-digital converter. The analog-to-digital converter may be a sigma-delta converter. The data signals to be transmitted in the other direction may be the data provided by one or two sigma-delta converters. The transmissions in both directions should be robust with respect to common mode signals on the galvanically isolated interface. In particular, the clock signal should be transmitted robust enough that common-mode signals do not cause any additional jitter in it.
Kurzfassungshort version
Verschiedene Ausführungsformen zur Übertragung von Flanken eines Taktsignals an einen Empfänger können Flanken entgegengesetzter Polaritäten an eine Primärspule (oder an ein Paar von Primärspulen) eines Übertragers anlegen. Für eine umgekehrte Flanke des Taktsignals können umgekehrte Polaritäten verwendet werden. Vor der Übertragung einer Flanke eines Taktsignals kann (können) die Primärspule(n) in entgegengesetzte Richtungen magnetisiert werden. Die Zeit, die für die Magnetisierung notwendig ist, kann länger sein als die L/R-Zeitkonstante der Primärspule(n). Nach der Übertragung der Flanke des Taktsignals kann (können) die Primärspule(n) entmagnetisiert werden. Es können zur Magnetisierung und Entmagnetisierung der Spulen Treiber mit einer symmetrischen Impedanz verwendet werden, um zu verhindern, dass Gleichtaktsignale zwischen den beiden Übertragern in Differenzsignale umgewandelt werden.Various embodiments for transmitting edges of a clock signal to a receiver may apply edges of opposite polarities to a primary coil (or to a pair of primary coils) of a transformer. For a reverse edge of the clock signal, reverse polarities can be used. Before transmitting an edge of a clock signal, the primary coil (s) may be magnetized in opposite directions. The time required for the magnetization may be longer than the L / R time constant of the primary coil (s). After the transmission of the edge of the clock signal, the primary coil (s) can be demagnetized. Drivers with a balanced impedance can be used to magnetize and demagnetize the coils to prevent common mode signals between the two transformers from being converted into differential signals.
Bei der Entmagnetisierung muss nicht der Wert null erreicht werden; sie kann bei einem geringen Wert angehalten werden. Dadurch, dass dann der Treiber abgeschaltet wird, kann die Magnetisierung auf null springen, wodurch in dem Paar von Übertragern eine Schwingung mit ihrer Resonanzfrequenz induziert werden kann. Die Resonanzfrequenz kann verringert werden, indem ein zusätzlicher Kondensator in der Resonanzschaltung vorgesehen wird. Das Dämpfen der Resonanzschaltung oder der Schwingung kann teilweise oder vollständig durch Bereitstellen einer Schaltung mit einem negativen differentiellen Widerstand kompensiert werden. Die Schwingung in dem Paar von Übertragern kann dann längere Zeit anhalten oder ungedämpft bleiben.During demagnetization, the value zero does not have to be reached; it can be stopped at a low value. By then shutting off the driver, the magnetization can jump to zero, whereby a vibration with its resonant frequency can be induced in the pair of transformers. The resonant frequency can be reduced by providing an additional capacitor in the resonant circuit. The damping of the resonant circuit or the oscillation can be partially or completely compensated for by providing a circuit with a negative differential resistance. The vibration in the pair of transmitters may then be left for a longer time or remain undamped.
Das Dämpfen der Resonanzschaltung kann von der Sekundärseite durch einen Schalter zum Kurzschließen der Sekundärspulen verstärkt werden. Das resultierende Dämpfen sollte stark genug sein, dass die induzierte Schwingung selbst dann schnell genug gedämpft werden kann, wenn eine Schaltung mit einem negativen differentiellen Widerstand vorliegt. Auf der Primärseite kann erkannt werden, ob und wie schnell die Schwingung abklingt, zum Beispiel mittels eines Amplitudendetektors oder durch Zählen der Anzahl an Schwingungen, die eine gegebene Amplitude übersteigen.The damping of the resonant circuit can be amplified from the secondary side by a switch for shorting the secondary coils. The resulting attenuation should be strong enough that the induced vibration can be attenuated fast enough even if there is a circuit with a negative differential resistance. On the primary side it can be detected whether and how quickly the oscillation decays, for example by means of an amplitude detector or by counting the number of oscillations exceeding a given amplitude.
Das Öffnen und Schließen des Schalters kann unter sehr geringem Stromverbrauch erfolgen und die Übertragung eines Bits mit jeder Flanke eines Taktsignals ermöglichen. So können während einer Taktzeit zwei Bits übertragen werden. Die Übertragung ist wegen des symmetrischen Aufbaus des Paares von Übertragern und der hohen Resonanzfrequenz sehr robust gegenüber Gleichtaktsignalinterferenzen.The opening and closing of the switch can be done with very little power consumption and allow the transmission of a bit with each edge of a clock signal. Thus, two bits can be transmitted during a cycle time. The transmission is very robust to common mode signal interference because of the symmetrical design of the pair of transmitters and the high resonant frequency.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
In den Zeichnungen beziehen sich in den gesamten unterschiedlichen Ansichten gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen auf die gleichen Teile. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, wobei der Schwerpunkt stattdessen im Allgemeinen auf der Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung liegt. In den Zeichnungen kann (können) die ganz links stehende(n) Ziffer(n) eines Bezugszeichens die Zeichnung angeben, in welcher das Bezugszeichen das erste Mal auftaucht. Es können in allen Zeichnungen die gleichen Zahlen verwendet werden, um gleiche Merkmale und Bauteile zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:In the drawings, like reference characters generally refer to the same parts throughout the several views. The drawings are not necessarily to scale, with the focus instead in the Generally, it is an illustration of the principles of the invention. In the drawings, the leftmost digit (s) of a reference numeral may indicate the drawing in which the numeral appears for the first time. The same numbers may be used throughout the drawings to refer to like features and components. In the following description, various embodiments of the invention will be described with reference to the following drawings, in which:
Beschreibungdescription
Die folgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, welche als Veranschaulichung spezifische Details und Ausführungsformen zeigen, mit denen die Erfindung praktiziert werden kann.The following detailed description refers to the accompanying drawings which show, by way of illustration, specific details and embodiments with which the invention may be practiced.
Die Verwendung des Begriffs „beispielhaft” bedeutet hier „als Beispiel, Fall oder Veranschaulichung dienend ”. Jede Ausführungsform oder Ausführung, die hier als „beispielhaft” beschrieben wird, ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Ausführungen auszulegen.The use of the term "exemplary" as used herein means "by way of example, case or illustration." Any embodiment or embodiment described herein as "exemplary" is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other embodiments or embodiments.
Der mindestens eine Übertrager
Die Niederspannungsseite LS kann eine Niederspannungsschaltung
Die Steuerung
Die Steuerung
Die Zeitkonstante TP = L/R TP der Primärspule P1, P2 des Übertragers
Die Steuerung
Zu der Zeit t0 kann der Strom IP1 durch die Primärspule P1 beginnen, sich langsam in negativer Richtung zu erhöhen. Er kann sich erhöhen, bis er zu der Zeit t1 einen negativen Höchstwert annimmt. Der Zeitraum zwischen t1 und t0 kann länger sein als die Zeitkonstante TP = L/R der Primärspule P1. Die Erhöhung des Stroms IP1 kann so gewählt sein, dass nur eine kleine und in etwa konstante negative Spannung VS1 an der Sekundärspule S1 vorliegt.At time t0, the current IP1 through the primary coil P1 may begin to slowly increase in the negative direction. It can increase until it reaches a negative peak at time t1. The period between t1 and t0 may be longer than the time constant TP = L / R of the primary coil P1. The increase of the current IP1 may be selected such that only a small and approximately constant negative voltage VS1 is present at the secondary coil S1.
Zu der Zeit t1 kann die Primärspule P1 an eine vordefinierte Spannung Vpd, zum Beispiel eine Versorgungsspannung, angeschlossen werden. Sie kann bis zu der Zeit t2 angeschlossen bleiben, siehe Signalsequenz
Zu der Zeit t2 kann der Strom IP1 durch die Primärspule P1 beginnen, langsam gegen null abzunehmen. Er kann zu der Zeit t3 den Wert null erreichen. Der Zeitraum zwischen t2 und t3 kann größer sein als die Zeitkonstante TP = L/R der Primärspule P1. Die Abnahme des Stroms IP1 kann so gewählt sein, dass nur eine geringe und in etwa konstante negative Spannung VS1 an der Sekundärspule S1 vorliegt.At time t2, the current IP1 through the primary coil P1 may begin slowly decreasing to zero. It can reach zero at time t3. The period between t2 and t3 may be greater than the time constant TP = L / R of the primary coil P1. The decrease in the current IP1 can be selected so that only a small and approximately constant negative voltage VS1 is present at the secondary coil S1.
Die Magnetisierung des Übertragers in einer entgegengesetzten Richtung vor Induzieren des Impulses in der Sekundärspule S1 kann den Vorteil haben, dass der maximale Strom, der von der Stromversorgung zugeführt werden muss, verringert werden kann. Des Weiteren ist das Verhältnis der in der Sekundärspule in entgegengesetzter Richtung induzierten Spannung zu der Menge der von der Stromversorgung zugeführten Ladung höher.The magnetization of the transformer in an opposite direction prior to inducing the pulse in the secondary coil S1 may have the advantage that the maximum current that must be supplied by the power supply can be reduced. Further, the ratio of the voltage induced in the secondary coil in the opposite direction to the amount of the charge supplied from the power supply is higher.
Jede Signalsequenz IP1, VP1, VS1 kann eine komplementäre Signalsequenz IP2, VP2, VS2 aufweisen, wenn der Übertrager
Eine erste Vielzahl
Eine zweite Vielzahl
Eine dritte Vielzahl
Eine vierte Vielzahl
Zur Verdeutlichung sind die Vielzahlen
Es können grundsätzlich auch in Reihe geschaltete Widerstände R verwendet werden, um zunehmende und abnehmende Ströme zur Verfügung zu stellen. Dies kann jedoch in Bezug auf die gesamte Chip-Fläche, die für die Schalter und ihre Parasitärkapazitäten benötigt wird, nachteilig sein.In principle, series-connected resistors R can also be used to provide increasing and decreasing currents. However, this can be detrimental to the overall chip area needed for the switches and their parasitic capacitances.
Es kann beim Ansteuern der Primärspulen P1, P2 eine maximale Symmetrie erreicht werden, indem Widerstände schrittweise parallel zwischen den Primärspulen P1, P2 und der Stromversorgung Vs angeschlossen werden. Die Verwendung von Widerständen kann den Vorteil haben, dass stets ein symmetrischer Ausgangswiderstand des Treibers zur Verfügung gestellt wird. Es kann schwierig sein, einen symmetrischen Ausgangswiderstand mit abgestuften PMOS- und NMOS-Transistoren zu erreichen, da der Ausgangswiderstand nur so symmetrisch sein wird, wie es die Symmetrie der komplementär erzeugten Transistoren erlaubt. Die Schalter können symmetrisch angeordnet sein.In driving the primary coils P1, P2, maximum symmetry can be achieved by connecting resistors stepwise in parallel between the primary coils P1, P2 and the power supply Vs. The use of resistors can have the advantage that a symmetrical output resistance of the driver is always provided. It may be difficult to achieve balanced output resistance with stepped PMOS and NMOS transistors because the output resistance will only be as symmetrical as the symmetry of the complementarily-generated transistors allows. The switches can be arranged symmetrically.
Der Widerstand mindestens einiger der Widerstände R kann größer sein als der Widerstand der Primärspule. Der Widerstand mindestens einiger der Widerstände R kann im Bereich von etwa 10 Ohm bis etwa 1000 Ohm liegen. Der Widerstand aller Widerstände R kann gleich sein. Der Widerstand der Primärspule P1, P2 kann im Bereich von etwa 1 Ohm bis etwa 50 Ohm liegen.The resistance of at least some of the resistors R may be greater than the resistance of the primary coil. The resistance of at least some of the resistors R may range from about 10 ohms to about 1000 ohms. The resistance of all resistors R can be the same. The resistance of the primary coil P1, P2 can range from about 1 ohm to about 50 ohms.
Alle Schalter S können geöffnet sein, wenn kein Signal zu übertragen ist. Sie können geöffnet sein, bevor die Magnetisierungsphase MP zu der Zeit t0 startet. Die Schalter S, die von den Signalen g1 bis g4 gesteuert werden, können in der Magnetisierungsphase MP nacheinander geschlossen werden. Der Strom IP1 durch die Primärspulen P1 kann dann schrittweise zunehmen, da die Widerstände R parallel geschaltet sind.All switches S can be open when no signal is to be transmitted. They may be open before the magnetization phase MP starts at time t0. The switches S, which are controlled by the signals g1 to g4, can be closed one after the other in the magnetization phase MP. The current IP1 through the primary coils P1 can then increase gradually, since the resistors R are connected in parallel.
Zu der Zeit t1 können alle durch die Signale g1 bis g4 gesteuerten Schalter S geöffnet und die durch das Signal g5 gesteuerten Schalter S gleichzeitig geschlossen werden. Zwischen den Zeiten t1 und t2, welche die Spannungsanlegephase VP oder die Impulsphase sein können, können die von den Signalen g6 bis g8 gesteuerten Schalter S zum Beispiel gleichzeitig geschlossen werden. Der Strom IP1 durch die Primärspulen P1 kann dann in entgegengesetzter Richtung stark zunehmen.At the time t1, all the switches S controlled by the signals g1 to g4 can be opened and the switches S controlled by the signal g5 can be closed at the same time. Between times t1 and t2, which may be the voltage application phase VP or the pulse phase, the switches S controlled by the signals g6 to g8 may be closed simultaneously, for example. The current IP1 through the primary coils P1 can then increase sharply in the opposite direction.
Zwischen den Zeiten t2 bis t3, welches die Entmagnetisierungsphase DP sein kann, können die von den Signalen g5 bis g8 gesteuerten Schalter S nacheinander geöffnet werden, zum Beispiel in dieser Reihenfolge, beginnend mit den Schaltern S, die von den Signalen g5 gesteuert werden. Der Strom IP1 durch die Primärspulen P1 kann dann schrittweise abnehmen, da die Widerstände R nacheinander getrennt werden. Nachdem die Entmagnetisierungsphase beendet wurde, können alle Schalter S geöffnet werden.Between times t2 to t3, which may be the demagnetization phase DP, the switches S controlled by the signals g5 to g8 may be successively opened, for example in this order, starting with the switches S controlled by the signals g5. The current IP1 through the primary coils P1 can then gradually decrease, since the resistors R are separated one after the other. After the demagnetization phase has ended, all switches S can be opened.
Die Auswertung der Spannungen VS1, VS2 an den Sekundärspulen S1, S2 und die Rekonstruktion des Taktsignals T können unter Verwendung von Komparatoren und einem Speicherelement, zum Beispiel einem RS-Flipflop, erreicht werden. Wie in
Schwingungen in Lücken zwischen der Übertragung von Taktsignalen können genutzt werden, um Daten in umgekehrter Richtung zu übertragen, und sie können auch in den Signalen an den Spulen auf der Sekundärseite und an dem Eingang des Komparators vorliegen. Die Amplituden dieser Schwingungen können schwer zu reproduzieren sein. Sie können von der Qualität Q der von dem Übertrager oder dem Paar von Übertragern gebildeten Resonanzschaltung abhängen. Die Ausführungsformen können daher über eine automatische Einstellung oder Anpassung der Empfindlichkeit des Komparators verfügen.Vibrations in gaps between the transmission of clock signals can be used to transmit data in the reverse direction, and they can also be present in the signals on the coils on the secondary side and at the input of the comparator. The amplitudes of these vibrations can be difficult to reproduce. They may depend on the quality Q of the resonant circuit formed by the transmitter or the pair of transformers. The embodiments may therefore have an automatic adjustment or adjustment of the sensitivity of the comparator.
Die Signalsequenz
Die Schwelle eines der Fensterkomparatoren kann eingestellt werden, das heißt sie kann erhöht oder verringert werden, bis der Tastgrad von aktiv bis inaktiv einen vorbestimmten Wert, zum Beispiel 2%, erreicht hat. Die Gleichgewichtsschwelle ist in der Signalsequenz
Die Schwelle des anderen Fensterkomparators kann eingestellt werden, das heißt, sie kann erhöht oder verringert werden, bis der Tastgrad von aktiv bis inaktiv einen anderen vordefinierten Wert, zum Beispiel 10%, erreicht. Die Gleichgewichtsschwelle ist in der Signalsequenz
Des Weiteren können zwei Komparatoren verwendet werden, die keine Fensterkomparatoren sind, das heißt, sie erkennen Signale nur in einer Richtung. Sie können jedoch die gleiche Abhängigkeit von einem Steuersignal zur Einstellung der Empfindlichkeit oder der Schwelle des Komparators aufweisen wie die Fensterkomparatoren. Es ist möglich, dass einer der Komparatoren nur Signale erkennt, die seine Schwelle E3p in einer positiven Richtung übersteigen, und dass der andere Komparator nur Signale erkennt, die seine Schwelle E3n in einer negativen Richtung übersteigen. Die Empfindlichkeiten oder Schwellen E3 der beiden Komparatoren können auf den Durchschnittswert der Gleichgewichtsschwellen E1 und E2 eingestellt werden. Dies kann zu der höchsten Übertragungszuverlässigkeit führen, bei der von den beiden Übertragern alle großen Impulse und keiner der kleineren Impulse oder Schwingungen zur Taktsignalwiederherstellung ausgewertet werden.Furthermore, two comparators can be used, which are not window comparators, that is, they only detect signals in one direction. However, they may have the same dependence on a control signal for adjusting the sensitivity or threshold of the comparator as the window comparators. It is possible that one of the comparators only detects signals that exceed its threshold E3p in a positive direction and that the other comparator only detects signals that exceed its threshold E3n in a negative direction. The sensitivities or thresholds E3 of the two comparators can be set to the average value of the equilibrium thresholds E1 and E2. This can lead to the highest transmission reliability, in which the two transformers evaluate all large pulses and none of the smaller pulses or oscillations for clock signal recovery.
Alternativ können zwei identische Komparatoren mit vertauschten Eingängen verwendet werden. Des Weiteren kann jeder der Fensterkomparatoren mittels zwei Komparatoren mit vertauschten Eingängen implementiert werden, wobei die Ausgänge der beiden Komparatoren verodert sind. Dies kann den Vorteil haben, dass alle Komparatoren auf die gleiche Weise gebaut sein und sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen können. Eine Schaltungsanordnung unter Verwendung dieser Alternativen ist in
Der erste Komparator
Auf ähnliche Weise kann der zweite Komparator
Die Empfindlichkeit oder die dritte Komparatorschwelle E3p, E3n des dritten Komparators
Die Steuerschaltung kann dafür konfiguriert sein, die erste Komparatorschwelle E1p, E1n derart anzupassen, dass sich die erste Komparatorschaltung
Die Steuerschaltung kann ferner dafür konfiguriert sein, die zweite Komparatorschwelle E2p, E2n derart anzupassen, dass sich die zweite Komparatorschaltung
Die Steuerschaltung kann dafür konfiguriert sein, die dritte Komparatorschwelle E3p, E3n so einzustellen, dass sie zwischen der ersten Komparatorschwelle E1p, E1n und der zweiten Komparatorschwelle E2p, E2n liegt.The control circuit may be configured to set the third comparator threshold E3p, E3n to lie between the first comparator threshold E1p, E1n and the second comparator threshold E2p, E2n.
Mindestens einer von dem ersten Zeitabschnitt T1 und dem zweiten Zeitabschnitt T2 kann die Summe einer Vielzahl von Zeitunterabschnitten sein.At least one of the first time period T1 and the second time period T2 may be the sum of a plurality of time subsections.
Mindestens eine von der ersten Komparatorschaltung
Ein Speicherelement
Die Steuerschaltung
Die Steuerschaltung
Die Steuerschaltung
Die Steuerschaltung
Der Strom IP1 kann in Bezug auf den in
Ein gemeinsamer Schwingkreiskondensator kann nützlich sein, wenn ein Paar von Übertragern verwendet wird. Die Schwingungen an den Primärspulen P1, P2 können zunächst zueinander entgegengesetzte Phasen aufweisen. Ein gemeinsamer Schwingkreiskondensator kann eine Änderung in dieser Phasenbeziehung auf Grund von leicht unterschiedlichen Resonanzfrequenzen der Übertragerspulen verhindern. Die Resonanzschaltung kann dann aus den in Reihe geschalteten Primärspulen und dem Kondensator bestehen.A common tank capacitor may be useful when using a pair of transformers. The oscillations at the primary coils P1, P2 may initially have mutually opposite phases. A common resonant circuit capacitor can prevent a change in this phase relationship due to slightly different resonant frequencies of the transmitter coils. The resonant circuit may then consist of the series-connected primary coils and the capacitor.
Das Dämpfen der Schwingung kann weitgehend von dem Qualitätsfaktor Q der Resonanzschaltung abhängen, der von dem Qualitätsfaktor des Übertragers beeinflusst werden kann. Der Qualitätsfaktor eines in einem Halbleiterchip integrierten Übertragers kann relativ gering sein und zum Beispiel im Bereich von 5 bis 10 liegen. Es kann eine Erregerschaltung, zum Beispiel mit einem dynamischen negativen internen Widerstand, der die Verluste in dem Übertrager kompensiert, verwendet werden, um die Zeit des Nachschwingens zu verlängern. Zum Beispiel kann eine Erregerschaltung eines LC-Oszillators verwendet werden. Der Grad der Erregung kann mit der Amplitude der Schwingung verringert werden, um eine Übererregung zu vermeiden. Bei einer Übererregung kann es schwierig sein, die großen Impulse von den Schwingungen zu trennen, wie es in Zusammenhang mit
Es kann auf der Sekundärseite oder Hochspannungsseite HS ein Schalter
Eine Schaltung auf der Hochspannungsseite HS zur Steuerung des Schalters
Es ist möglich, dass der LC-Oszillator die Schwingung nicht unmittelbar, nachdem der Schalter
Im Prinzip ist es möglich, den Schalter
Die Erfassung von Datenbits in der Datenrichtung an der Niederspannungsseite LS kann zum Beispiel durch Amplitudenerfassung erreicht werden, zum Beispiel durch eine Amplitudenerfassungsschaltung
Alternativ zu dem Vorstehenden kann die Anzahl der Schwingungen oder Zyklen, die von einem Komparator mit einer bestimmten Schwelle erfasst werden, gezählt werden. Wenn eine „1” übertragen wird, werden nur wenige Schwingungen oder Zyklen erfasst, verglichen mit dem Fall, in dem eine „0” übertragen wird, in dem deutlich mehr Schwingungen oder Zyklen erfasst werden können. Eine digitale Auswerteschaltung kann die jeweiligen Zählwerte statistisch auswerten und eine Schwelle einstellen, unterhalb derer die Anzahl an Schwingungen als eine „1” gedeutet wird und oberhalb derer die Anzahl an Schwingungen als eine „0” gedeutet wird.Alternatively to the above, the number of oscillations or cycles detected by a comparator having a certain threshold may be counted. When a "1" is transmitted, only a few oscillations or cycles are detected compared to the case where a "0" is transmitted, in which significantly more oscillations or cycles can be detected. A digital evaluation circuit can statistically evaluate the respective counts and set a threshold below which the number of oscillations is interpreted as a "1" and above which the number of oscillations is interpreted as a "0".
Da ein Datenbit zwischen der Übertragung von zwei Flanken des Taktsignals übertragen werden kann, ist es möglich, während jedes Taktsignalzeitraums zwei Bits von Daten eines Datenstroms zu übertragen. Zum Beispiel ist es möglich, die Datenströme von zwei Sigma-Delta-Modulatoren zu übertragen, die unter Verwendung des Taktsignals getaktet werden. Alternativ und als Beispiel können der Datenstrom von einem Sigma-Delta-Modulator sowie zusätzliche Redundanzinformationen übertragen werden. Wenn während eines Taktsignalzeitraums mehr als zwei Bits übertragen werden sollen, ist es möglich, die Übertragung jeder Taktsignalflanke nach einem Viertel des Taktzeitraums zu wiederholen und danach ein weiteres Bit in Datenstromrichtung zu übertragen.Since a data bit can be transferred between the transmission of two edges of the clock signal, it is possible to transmit two bits of data of one data stream during each clock period. For example, it is possible to transmit the data streams from two sigma-delta modulators, which are clocked using the clock signal. Alternatively, and as an example, the data stream may be transmitted by a sigma-delta modulator as well as additional redundancy information. If more than two bits are to be transmitted during one clock period, it is possible to repeat the transmission of each clock edge after one quarter of the clock period and thereafter to transmit another bit in the data stream direction.
Eine Übertrageranordnung zur Signalübertragung kann mindestens einen Übertrager, eine Steuerung und einen Schaltkreis aufweisen. Der Übertrager kann eine Primärspule und eine Sekundärspule aufweisen. Die Übertrageranordnung kann eine Resonanzfrequenz aufweisen. Die Steuerung kann dafür konfiguriert sein, das Ansteuern der Primärspule zu beenden, so dass die Übertrageranordnung mit Resonanzfrequenz schwingt. Der Schaltkreis kann an die Sekundärspule gekoppelt und dafür konfiguriert sein, die Übertrageranordnung in einem ersten Schaltzustand schwingen zu lassen und die Schwingung der Übertrageranordnung in einem zweiten Schaltzustand zu verringern. Das Ansteuern der Primärspule kann mindestens eines von einer Magnetisierungsphase; einer Entmagnetisierungsphase oder einer Spannungsanlegephase sein. Die Primärspule kann angesteuert werden, nachdem ein bestimmter Zeitraum nach Beendigung des Ansteuerns der Primärspule verstrichen ist. Die Übertrageranordnung kann ferner eine Amplitudenerfassungsschaltung aufweisen, die mit der Primärspule gekoppelt sein kann. Der bestimmte Zeitraum kann so gewählt werden, dass er lang genug ist, um die Schwingung zu verringern, wenn sich der Schaltkreis in einem zweiten Schaltzustand befindet, und dass er lang genug ist, dass die Verringerung der Schwingung in der Amplitudenerfassungsschaltung erfasst werden kann. Der Zeitraum, in dem sich der Schaltkreis in dem zweiten Schaltzustand befindet, kann kürzer sein als die bestimmte Zeit vor Beginn des Ansteuerns der Spule. Die Magnetisierungsrichtung des fortlaufenden Ansteuerns der Primärspulenphasen kann entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Die Magnetisierungsrichtung des fortlaufenden Ansteuerns der Primärspulenphasen kann bei einer bestimmten Anzahl des fortlaufenden Ansteuerns der Primärspulenphasen die gleiche Polarität haben. Während der bestimmten Zeit vor Beginn des Ansteuerns der Spule kann ein Bit übertragen werden, indem erkannt wird, ob die Schwingung abgenommen hat oder nicht.A transformer arrangement for signal transmission may comprise at least one transmitter, a controller and a circuit. The transformer may have a primary coil and a secondary coil. The transmitter arrangement may have a resonant frequency. The controller may be configured to terminate driving the primary coil so that the transmitter assembly resonates at resonant frequency. The circuit may be coupled to the secondary coil and configured to vibrate the transmitter assembly in a first switching state and reduce the vibration of the transmitter assembly in a second switching state. The driving of the primary coil may be at least one of a magnetization phase; a demagnetization phase or a voltage application phase. The primary coil can be driven after a certain period of time has elapsed after completion of the driving of the primary coil. The transmitter assembly may further include an amplitude detection circuit that may be coupled to the primary coil. The predetermined period of time may be chosen to be long enough to reduce the oscillation when the circuit is in a second switching state and to be long enough for the reduction in the oscillation in the amplitude detection circuit to be detected. The period in which the circuit is in the second switching state may be shorter than the predetermined time before the start of the driving of the coil. The magnetization direction of the continuous driving of the primary coil phases may have opposite polarities. The magnetization direction of the continuous driving of the primary coil phases may have the same polarity at a certain number of the continuous driving of the primary coil phases. During the certain time before the start of the driving of the coil, a bit can be transmitted by detecting whether the oscillation has decreased or not.
Die in Zusammenhang mit
Die Symmetrie der Spitzenströme in der Primärspule zu den Zeiten t1 und t2 kann weitgehend von dem Aufrechterhalten der Zeitintervalle zwischen t0 und t1 und zwischen t1 und t2 abhängen. Des Weiteren kann die Amplitude der Nachschwingung nach dem Impuls nach dem abrupten Beenden der Entmagnetisierungsphase DP von dem Aufrechterhalten der Zeitintervalle zwischen t2 und t3 abhängen. Die Erzeugung von in kurzen Zeitintervallen aufeinander folgenden digitalen Signalen kann durch Verwendung einer Kette von Umkehrschaltungen erreicht werden. Eine Kette von Umkehrschaltungen ist jedoch vielleicht nicht genau genug, da die Verzögerung durch die Umkehrschaltungen möglicherweise stark von Verarbeitungsparametern, der Versorgungsspannung und der Temperatur abhängt. Ein weiteres Verfahren zur Erzeugung von in Intervallen im Bereich von Nanosekunden aufeinander folgenden Signalen kann die Verwendung eines digitalen PWM-Modulators (Pulsweitenmodulators) sein. Hier kann der Zeitraum eines Taktsignals in gleiche Zeitintervalle unterteilt werden, indem eine Regelungsschaltung und einstellbare Verzögerungselemente verwendet werden. Eine solche Schaltung kann das Einstellen der Anzahl an Verzögerungselementen je nach der Frequenz des Taktsignals erfordern, was einen erheblichen Aufwand bei der Chipgestaltung mit sich bringen kann, wenn der Übertragungskanal in einem System von höherer Ebene verwendet wird. Es wird eine einfache und autonome Schaltungsanordnung zur Erzeugung von sequentiellen Signalen unter Verwendung von relativ genauen und reproduzierbaren Zeitintervallen vorgestellt.The symmetry of the peak currents in the primary coil at times t1 and t2 may largely depend on the maintenance of the time intervals between t0 and t1 and between t1 and t2. Furthermore, the amplitude of the post-oscillation after the pulse after the abrupt termination of the demagnetization phase DP may depend on the maintenance of the time intervals between t2 and t3. The generation of successive digital signals in short time intervals can be achieved by using a chain of inverse circuits. However, a chain of inverter circuits may not be accurate enough, as the delay through the inverter circuits may be heavily dependent on processing parameters, supply voltage, and temperature. Another method of generating successive signals at nanosecond intervals may be the use of a digital PWM (Pulse Width Modulator) modulator. Here, the period of a clock signal can be divided into equal time intervals by using a control circuit and adjustable delay elements. Such a circuit may require adjusting the number of delay elements depending on the frequency of the clock signal, which may involve a significant overhead in chip design when using the transmission channel in a higher level system. A simple and autonomous circuit arrangement for generating sequential signals using relatively accurate and reproducible time intervals is presented.
Die Schaltungsanordnung basiert auf der Erkenntnis, dass die gesamte Verzögerung zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal irrelevant ist; vielmehr ist das Zeitintervall zwischen den Ausgangssignalen von Bedeutung. Es können Verzögerungsschaltungen mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten verwendet werden. Ein Eingangssignal kann gleichzeitig an die Eingänge der Verzögerungsschaltungen angelegt werden, was zu Signalen an den Ausgängen der Verzögerungsschaltungen führen kann, die zueinander versetzt sein können. Die Verzögerungselemente sind so konstruiert, dass mindestens ein Verarbeitungsparameter die größte Auswirkung auf die Verzögerungselemente mit der kürzesten Verzögerung und eine versetzte geringere Auswirkung auf Verzögerungselemente mit längeren Verzögerungen hat. Verarbeitungsparameter, die so gestaltet sein können, dass sie einen Einfluss auf die Schaltung haben, sind zum Beispiel die Breiten- oder Seitenabmessung von Widerständen und Kondensatoren. Die Größe des Kondensators kann mit der gewünschten Verzögerung zunehmen. Ein Kondensator mit einer größeren Verzögerungszeit kann weniger von Änderungen der Strukturbreite abhängen, wenn der Kondensator nicht unter Verwendung von Einheitskondensatoren gebaut wird.The circuit arrangement is based on the recognition that the total delay between an input signal and an output signal is irrelevant; rather, the time interval between the output signals is important. Delay circuits with different delay times can be used. An input signal may be simultaneously applied to the inputs of the delay circuits, which may result in signals at the outputs of the delay circuits, which may be offset from one another. The delay elements are designed so that at least one processing parameter has the greatest impact on the delay elements with the shortest delay and an offset lower impact on delay elements with longer delays. Processing parameters that may be designed to affect the circuit include, for example, the width or side dimension of resistors and capacitors. The size of the capacitor can increase with the desired delay. A capacitor with a larger delay time may be less dependent on changes in the pattern width if the capacitor is not built using unit capacitors.
Das Verzögerungselement mit der kürzesten Verzögerung kann Widerstände mit einer geringen Breite aufweisen. Die Widerstände in Verzögerungselementen mit einer längeren Verzögerung können eine größere Breite aufweisen. Die Breite des Widerstands kann proportional zu der Verzögerungszeit sein. Bei einem gegebenen Widerstand müssen Widerstände mit einer größeren Breite vielleicht länger sein. Letztendlich kann das erreichbare Verhältnis zwischen der längsten und der kürzesten Zeitverzögerung eine Frage der Chipfläche sein.The delay element with the shortest delay may have resistors with a small width. The resistors in delay elements with a longer delay may have a larger width. The width of the resistor can be proportional to the delay time. For a given resistor, resistors with a larger width may need to be longer. Finally, the achievable ratio between the longest and shortest time delays may be a matter of chip area.
Die Verzögerungsschaltungen können in einem Verzögerungselement phasenverschobene oder gegenphasige Signale verwenden. Daraus ergibt sich, dass die Abhängigkeit von den Schwellenspannungen der Umkehrschaltungen verringert werden kann. Die Verzögerungsschaltungen können symmetrisch aufgebaut sein. Sie können sowohl ein Signal als auch ein komplementäres Signal verarbeiten. Daraus ergibt sich, dass das Codieren der erforderlichen Steuersignale für die Schalter vereinfacht werden kann, da zu jedem Signal ein komplementäres Signal vorliegt und die Anzahl an Toren in jedem Signalweg konstant ist.The delay circuits may use phase-shifted or out-of-phase signals in a delay element. As a result, the dependence on the threshold voltages of the inverter circuits can be reduced. The delay circuits can be constructed symmetrically. You can both one Process signal as well as a complementary signal. As a result, the coding of the required control signals for the switches can be simplified because there is a complementary signal to each signal and the number of gates in each signal path is constant.
Das Signal DL2 an einem Ausgang der Verzögerungsschaltung
Die Laufzeit und die Verzögerungszeit der verwendeten Verdrahtung sind bei allen Verzögerungsschaltungen gleich und beeinflussen nicht den Zeitunterschied zwischen den Ausgangssignalen DL1, DL2, DL3.The running time and the delay time of the wiring used are the same for all the delay circuits and do not affect the time difference between the output signals DL1, DL2, DL3.
Die Schaltungsanordnung
Sie kann eine erste Signalverzögerungsschaltung
Die erste Signalverzögerungsschaltung
Die zweite Signalverzögerungsschaltung
Das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung
Das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der ersten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung kann umgekehrt proportional zu der Auswirkung der ersten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung sein. Das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung kann umgekehrt proportional zu der Auswirkung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung sein.The extent of the influence of the process dispersion of the first component on the signal delay time of the first signal delay circuit may be inversely proportional to the effect of the first component on the signal delay time of the first signal delay circuit. The extent of the influence of the process dispersion of the second component on the signal delay time of the second signal delay circuit may be inversely proportional to the effect of the second component on the signal delay time of the second signal delay circuit.
Daher kann das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung auf die Signalverzögerungszeiten der ersten Komponente und der zweiten Komponente rechnerisch, zum Beispiel in Nanosekunden, gleich sein. Folglich kann die Differenz zwischen der ersten Signalverzögerung und der zweiten Signalverzögerung von den Prozessstreuungen unabhängig sein, das heißt, das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuungen nimmt ab.Therefore, the extent of the influence of the process spread on the signal delay times of the first component and the second component may be computationally equal, for example in nanoseconds. Consequently, the difference between the first signal delay and the second signal delay may be independent of the process variations, that is, the extent of the influence of the process variations decreases.
Die erste Komponente kann einen ersten Widerstand
Die erste Signalverzögerungsschaltung
Die Schaltungsanordnung
Die erste Signalverzögerungsschaltung
Wie vorstehend beschrieben wurde und zum Beispiel in
Die zusätzlichen Daten können zum Beispiel Konfigurationsinformationen sein, die zum Beispiel verwendet werden können, um die Verstärkung eines Sigma-Delta-Modulators zu ändern oder zu kalibrieren. Als weiteres Beispiel kann ein Analog-Digital-Wandler mit schrittweiser Annäherung an Stelle eines Sigma-Delta-Modulators verwendet werden, wobei dessen Umwandlung durch die Übertragung von zusätzlichen Informationen zusätzlich zu dem Taktsignal gestartet werden kann. Ferner können die zusätzlichen Daten Trimmer- oder Konfigurationsinformationen übertragen, die zum Beispiel auf der Niederspannungsseite LS, bei Schaltungselementen auf der Hochspannungsseite HS, gespeichert werden können, zum Beispiel wenn die Hochspannungsseite HS keinen nichtflüchtigen Speicher hat. Die Trimmer- oder Konfigurationsinformationen können zum Beispiel verwendet werden, um eine Bandabstandreferenz oder einen Nullpunktfehler eines Analog-Digital-Wandlers, der sich auf der Hochspannungsseite HS befindet, zu kalibrieren.The additional data may be, for example, configuration information, which may be used, for example, to alter or calibrate the gain of a sigma-delta modulator. As another example, a step-by-step analog-to-digital converter may be used instead of a sigma-delta modulator, the conversion of which may be started by the transmission of additional information in addition to the clock signal. Further, the additional data may transmit trimming or configuration information that may be stored, for example, on the low voltage side LS, on circuit elements on the high voltage side HS, for example, when the high voltage side HS has no nonvolatile memory. The trimmer or configuration information may be used, for example, to calibrate a bandgap reference or a zero-point error of an analog-to-digital converter located on the high voltage side HS.
Die zusätzlichen Daten können durch Umkehren individueller Impulse in Taktsignalrichtung übertragen werden. Zum Beispiel kann in einer abwechselnden Reihe von positiven und negativen Impulsen ein negativer Impuls durch einen positiven Impuls ersetzt werden, oder ein positiver Impuls kann durch einen negativen Impuls ersetzt werden. Damit die Integrität der empfangenen Impulse noch geprüft werden kann, sollte nur ein kleiner Teil der Gesamtzahl der übertragenen Impulse umgekehrt werden. Zum Beispiel kann jeder achte oder jeder sechzehnte Impuls umgekehrt werden.The additional data may be transmitted by inverting individual pulses in the clock signal direction. For example, in an alternating series of positive and negative pulses, a negative pulse may be replaced by a positive pulse, or a positive pulse may be replaced by a negative pulse. So that the integrity of the received pulses can still be checked, only a small part of the total number of transmitted pulses should be reversed. For example, every eighth or every sixteenth pulse may be reversed.
Eine Empfängerschaltung unter Verwendung eines RS-Flipflops als Speicher, wie in
Als Beispiel kann an Stelle eines negativen Impulses ein positiver Impuls an den Abfallflanken des dritten und des siebten Taktimpulses übertragen werden. Die Polaritäten der Impulse 3f, 7f wurden von negativ zu positiv geändert. Die Empfängerschaltung kann erkennen, dass die Polarität des empfangenen Taktimpulses (positiv) nicht zu der erwarteten Polarität (negativ) passt. Sie kann an ihrem Ausgang eine „1” erzeugen, die zum Beispiel während eines Taktsignalzeitraums TT anhält, was in der Signalsequenz
Wenn alle N Impulse eine Umkehrung der Impulse stattfinden soll, kann die Empfängerschaltung dafür konfiguriert sein, eine „1” für N Impulse auszugeben. Wenn zum Beispiel maximal der achte Impuls umgekehrt werden soll, kann die Empfängerschaltung für die Dauer von acht Impulsen oder vier Taktzeiträumen eine „1” ausgeben. Auf diese Weise können viele „1”-en und „0”-en in dem zusätzlichen Kanal übertragen werden. Es können Daten über dieselbe Schnittstelle in dieselbe Richtung übertragen werden wie das Taktsignal, indem die Polarität von wenigen Impulsen, je nach den zu übertragenden Daten, umgekehrt wird.If all N pulses are to be reversed, the receiver circuitry may be configured to output a "1" for N pulses. For example, if at most the eighth pulse is to be reversed, the receiver circuit may output a "1" for the duration of eight pulses or four clock periods. In this way, many "1's" and "0's" can be transmitted in the additional channel. Data can be transmitted over the same interface in the same direction as the clock signal by reversing the polarity of a few pulses, depending on the data being transferred.
Die Schaltung
Die Schaltung
Das Taktsignal T kann an die Verzögerungsschaltung
Die Vielzahl von Signalen mit unterschiedlichen Verzögerungen kann als Eingabe an die Anstiegsflankenlogik
Die Anstiegsflankenlogik
Je nach einem von dem Codierer
Die erste Treiberschaltung
Es kann sein, dass die zusätzlichen Daten AD mit dem Taktsignal T synchronisiert werden müssen, so dass sie die von dem Taktsignal T erzeugten Signale nicht stören, zum Beispiel die Signale, die in
Wenn keine zusätzlichen Daten AD zu übertragen sind, kann das Signal SE einen ersten Wert haben, der die erste Multiplexschaltung
Bei jeder Anstiegsflanke des Taktsignals T kann die erste Treiberschaltung
Wenn die zusätzlichen Daten AD zu übertragen sind, kann der Codierer das Signal SE mit einem zweiten Wert versehen, um das erste Multiplexgerät
Der Codierer
Als zweites Beispiel werden, wenn ein erster Wert, zum Beispiel eine „Null”, als zusätzliche Daten AD an den Codierer
Die Schaltung
Der erste Anschlusspunkt
Der Ausgang K3p des ersten Komparators
Der erste Zähler
Das erste ODER-Gatter
Der Ausgang des ersten ODER-Gatters
Der Decodierer
Wenn keine zusätzlichen Daten AD übertragen werden, kann der Übertrager
Falls zusätzliche Daten AD übertragen werden, können zwei Impulse mit der gleichen Polarität nacheinander über den Übertrager
Das Flipflop
Das Decodieren der übertragenen zusätzlichen Daten kann von der Art und Weise abhängen, wie die zusätzlichen Daten AD decodiert wurden. Wenn sie gemäß dem ersten, in Zusammenhang mit
In dem zweiten Beispiel, in dem die Polarität jedes N-ten Impulses umgekehrt werden kann, um eine „Eins” zu übertragen, können die zweiten Zählerausgänge
In einer anderen Ausführungsform kann der zusätzliche Zähler die decodierten Impulse an dem Taktausgang t zählen und den Zähler nach N/2 Zählungen zurücksetzen.In another embodiment, the additional counter may count the decoded pulses at the clock output t and reset the counter after N / 2 counts.
Während die Erfindung insbesondere mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, sollte es für die Fachleute selbstverständlich sein, dass verschiedene Änderungen an Form und Detail vorgenommen werden können, ohne den Geist und Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind. Der Schutzbereich der Erfindung ist somit durch die beigefügten Ansprüche angezeigt, und alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, gelten somit als mit einbezogen.While the invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments, it should be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims are. The scope of the invention is, therefore, indicated by the appended claims, and all changes which come within the meaning and range of equivalency of the claims are thus considered to be included.
Alternativ und/oder zusätzlich soll der Schutzbereich der Offenbarung insbesondere ohne Einschränkung mindestens die in den nachstehend aufgezählten Absätzen beschriebenen Ausführungsformen umfassen. Äquivalente hierzu sind ebenfalls ausdrücklich mit einbezogen.
- 1. Übertrageranordnung zur Signalübertragung, wobei die Übertrageranordnung Folgendes umfasst: mindestens einen Übertrager, der eine Primärspule und eine Sekundärspule umfasst; und eine Steuerung, die dafür konfiguriert ist in einer Magnetisierungsphase einen ersten Strom, der durch die Primärspule fließen soll, so zu steuern, dass er erhöht wird, bis ein vordefiniertes Kriterium erfüllt ist, wobei die Magnetisierungsphase länger ist als eines von: einer Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers; und dem Zweifachen der Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers; in einer Spannungsanlegephase eine Spannung an den mindestens einen Übertrager anzulegen, so dass ein zweiter Strom durch die Primärspule fließt, wobei der zweite Strom eine Polarität aufweist, die sich während der Spannungsanlegephase im Vergleich zu dem ersten Strom ändert, wobei die Spannungsanlegephase kürzer ist als eines von: dem Zweifachen der Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers; und der Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers.
- 2.
Übertrageranordnung nach Absatz 1, wobei die Steuerung ferner dafür konfiguriert ist, in einer Entmagnetisierungsphase einen dritten Strom, der durch die Primärspule fließen soll, so zu steuern, dass er abnimmt, wobei die Entmagnetisierungsphase länger ist als eines von: der Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers; und dem Zweifachen der Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers. - 3.
Übertrageranordnung nach Absatz 1oder 2, wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, den ersten Strom, der durch die Primärspule des mindestens einen Übertragers fließen soll, schrittweise zu erhöhen. - 4. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 1bis 3, wobei der mindestens eine Übertrager ein Übertrager ohne Eisenkern ist. - 5. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 1bis 4, die ferner Folgendes umfasst: eine Schaltung, die an die Steuerung gekoppelt ist, wobei die Schaltung eine Vielzahl von parallel geschalteten Unterschaltungen umfasst; wobei jede Unterschaltung eine Reihenschaltung eines Schalters und eines Widerstands umfasst; wobei ein erster Anschluss jeder Unterschaltung an ein Bezugspotential und ein zweiter Anschluss jeder Unterschaltung an den mindestens einen Übertrager gekoppelt ist. - 6.
Übertrageranordnung nach Absatz 5, wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, alle Schalter zu öffnen, bevor die Magnetisierungsphase startet. - 7.
Übertrageranordnung nach Absatz 5oder 6, wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, eine erste Gruppe von Schaltern nacheinander zu schließen, um den Strom in der Magnetisierungsphase schrittweise zu erhöhen. - 8.
Übertrageranordnung nach Absatz 7, wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, während der Spannungsanlegephase die erste Gruppe von Schaltern zu öffnen und eine zweite Gruppe von Schaltern zu schließen. - 9.
Übertrageranordnung nach Absatz 8, wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, die zweite Gruppe von Schaltern nacheinander zu öffnen, um den Strom in der Entmagnetisierungsphase schrittweise zu verringern. - 10. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 5bis 9, wobei die Steuerung dafür konfiguriert ist, alle Schalter zu öffnen, nachdem die Entmagnetisierungsphase beendet wurde. - 11. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 5bis 10, wobei ein Widerstand mindestens einiger der Widerstände größer ist als der Widerstand der Primärspule. - 12.
Übertrageranordnung nach Absatz 11, wobei der Widerstand mindestens einiger der Widerstände im Bereich von etwa 10 Ohm bis etwa 1000 Ohm liegt. - 13.
Übertrageranordnung nach Absatz 11oder 12, wobei der Widerstand der Primärspule imBereich von etwa 1 Ohm bis etwa 50 Ohm liegt. - 14. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 1bis 13, wobei der mindestens eine Übertrager eine Vielzahl von Übertragern umfasst, wobei jeder Übertrager der Vielzahl von Übertragern eine Primärspule und eine Sekundärspule umfasst; wobei die Primärspulen der Vielzahl von Übertragern in Reihe geschaltet sind; und wobei ein Knoten zwischen den Primärspulen an eine Bezugsspannung angeschlossen ist. - 15. Übertrageranordnung nach Absatz 14, wobei die Bezugsspannung etwa die Hälfte einer Versorgungsspannung beträgt.
- 16. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 1bis 15, wobei die Steuerung ferner derart konfiguriert ist, dass die Magnetisierungsphase entweder: imBereich von etwa 5 ns bis etwa 30 ns liegt; imBereich von etwa 7 ns bis etwa 20 ns liegt; imBereich von etwa 9 ns bis etwa 15 ns liegt; oder etwa 10 ns beträgt. - 17. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 1 bis 16, wobei die Steuerung ferner derart konfiguriert ist, dass die Spannungsanlegephase entweder: imBereich von etwa 0,5 nsbis etwa 6 ns liegt; imBereich von etwa 1 nsbis etwa 4 ns liegt; oder imBereich von etwa 2 nsbis etwa 3 ns liegt. - 18. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 2 bis 17, wobei die Steuerung ferner derart konfiguriert ist, dass die Entmagnetisierungsphase entweder: imBereich von etwa 5 ns bis etwa 30 ns liegt; imBereich von etwa 7 ns bis etwa 20 ns liegt; imBereich von etwa 9 ns bis etwa 15 ns liegt; oder etwa 10 ns beträgt. - 19. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 1bis 18, wobei die Zeitkonstante der Primärspule des mindestens einen Übertragers entweder: imBereich von etwa 1 ns bis etwa 10 ns liegt; imBereich von etwa 2 nsbis etwa 6 ns liegt; oder imBereich von etwa 3 nsbis etwa 4 ns liegt. - 20. Übertrageranordnung nach einem der
Absätze 5 bis 19, die ferner Folgendes umfasst: eine weitere Schaltung, die an die Steuerung gekoppelt ist, wobei die Schaltung eine Vielzahl von parallel geschalteten Unterschaltungen umfasst; wobei jede Unterschaltung eine Reihenschaltung eines Schalters und eines Widerstands umfasst; wobei ein erster Anschluss jeder Unterschaltung an ein Bezugspotential und ein zweiter Anschluss jeder Unterschaltung an den mindestens einen Übertrager gekoppelt ist, wobei die weitere Schaltung mit einer zu der Schaltung entgegengesetzten Polarität an den Übertrager angeschlossen ist. - 21. Übertrageranordnung nach Absatz 20, wobei die Unterschaltungen der Schaltung und der weiteren Schaltung ihre jeweiligen Widerstände gemeinsam nutzen.
- 22. Übertrageranordnung nach Absatz 20 oder 21, wobei die Schalter der Unterschaltungen der Schaltung und der weiteren Schaltung symmetrisch zueinander angeordnet sind.
- 23. Übertrageranordnung nach einem der Absätze 20 bis 22, wobei die Schalter der Unterschaltungen der Schaltung und der weiteren Schaltung durch dasselbe Steuersignal gesteuert werden.
- 24. Übertrageranordnung nach einem der Absätze 20 bis 23, wobei der Widerstand aller Widerstände gleich ist.
- 25. Schaltungsanordnung, die Folgendes umfasst: eine erste Komparatorschaltung mit einer ersten Komparatorschwelle; eine zweite Komparatorschaltung mit einer zweiten Komparatorschwelle; eine dritte Komparatorschaltung mit einer dritten Komparatorschwelle; eine Steuerschaltung, die dafür konfiguriert ist die erste Komparatorschwelle so anzupassen, dass sich die erste Komparatorschaltung für einen ersten Zeitabschnitt eines vordefinierten Zeitintervalls in einem ersten Komparatorausgabezustand befindet, die zweite Komparatorschwelle so anzupassen, dass sich die zweite Komparatorschaltung für einen zweiten Zeitabschnitt des vordefinierten Zeitintervalls in einem ersten Komparatorausgabezustand befindet, wobei der zweite Zeitabschnitt länger ist als der erste Zeitabschnitt, und die dritte Komparatorschwelle so einzustellen, dass sie zwischen der ersten Komparatorschwelle und der zweiten Komparatorschwelle liegt.
- 26. Schaltungsanordnung nach Absatz 25, wobei mindestens einer von dem ersten Zeitabschnitt und dem zweiten Zeitabschnitt die Summe einer Vielzahl von Zeitunterabschnitten ist.
- 27. Schaltungsanordnung nach Absatz 25 oder 26, die ferner Folgendes umfasst: mindestens einen Übertrager, der eine Primärspule und eine Sekundärspule umfasst; wobei die erste Komparatorschaltung, die zweite Komparatorschaltung und die dritte Komparatorschaltung mit der Sekundärspule gekoppelt sind.
- 28. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 25 bis 27, wobei die erste Komparatorschaltung, die zweite Komparatorschaltung und die dritte Komparatorschaltung jeweils dafür konfiguriert sind, dasselbe Signal zu empfangen.
- 29. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 25 bis 28, wobei mindestens eine von der ersten Komparatorschaltung und der zweiten Komparatorschaltung als Fensterkomparatorschaltung konfiguriert ist.
- 30. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 25 bis 29, wobei die dritte Komparatorschaltung dafür konfiguriert ist, ein Auswerteausgangssignal bereitzustellen.
- 31.
Schaltungsanordnung nach Absatz 30, die ferner Folgendes umfasst: ein Speicherelement, das an den Ausgang der dritten Komparatorschaltung gekoppelt ist, um das Auswerteausgangssignal zu speichern. - 32. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 25 bis 31, wobei die Steuerschaltung dafür konfiguriert ist, mindestens entweder die erste Schwelle basierend auf dem von der ersten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignal anzupassen; oder die zweite Schwelle basierend auf dem von der zweiten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignal anzupassen.
- 33. Schaltungsanordnung nach Absatz 32, wobei die Steuerschaltung dafür konfiguriert ist, mindestens entweder die erste Schwelle basierend auf einer zeitbasierten Auswertung des von der ersten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignals anzupassen; oder die zweite Schwelle basierend auf einer zeitbasierten Auswertung des von der zweiten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignals anzupassen.
- 34. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 25 bis 33, wobei die Steuerschaltung dafür konfiguriert ist, mindestens entweder die erste Schwelle basierend auf dem von der ersten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignal anzupassen, wobei ein erster Signalzustand des Ausgangssignals und ein zweiter Signalzustand des Ausgangssignals unterschiedlich gewichtet werden; oder die zweite Schwelle basierend auf dem von der zweiten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignal anzupassen, wobei ein erster Signalzustand des Ausgangssignals und ein zweiter Signalzustand des Ausgangssignals unterschiedlich gewichtet werden.
- 35. Schaltungsanordnung nach Absatz 33 oder 34, wobei die Steuerschaltung dafür konfiguriert ist, mindestens entweder die erste Schwelle basierend auf einer Mittelwertbildung des von der ersten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignals anzupassen; oder die zweite Schwelle basierend auf einer Mittelwertbildung des von der zweiten Komparatorschaltung bereitgestellten Ausgangssignals anzupassen.
- 36. Übertrageranordnung zur Signalübertragung, wobei die Übertrageranordnung Folgendes umfasst: mindestens einen Übertrager, der eine Primärspule und eine Sekundärspule umfasst; wobei die Übertrageranordnung eine Resonanzfrequenz aufweist; eine Steuerung, die dafür konfiguriert ist, das Ansteuern der Primärspule zu beenden, so dass die Übertrageranordnung mit Resonanzfrequenz schwingt; einen Schaltkreis, der an die Sekundärspule gekoppelt und dafür konfiguriert ist, die Übertrageranordnung in einem ersten Schaltzustand schwingen zu lassen und die Schwingung der Übertrageranordnung in einem zweiten Schaltzustand zu verringern.
- 37. Übertrageranordnung nach Absatz 36, wobei das Ansteuern der Primärspule mindestens entweder eine Magnetisierungsphase; eine Entmagnetisierungsphase; oder eine Spannungsanlegephase umfasst.
- 38. Übertrageranordnung nach Absatz 36 oder 37, die ferner Folgendes umfasst: das Ansteuern der Primärspule, nachdem ein bestimmter Zeitraum nach Beendigung des Ansteuerns der Primärspule verstrichen ist.
- 39. Übertrageranordnung nach einem der Absätze 36 bis 38, die ferner Folgendes umfasst: eine Amplitudenerfassungsschaltung, die an die Primärspule gekoppelt ist.
- 40. Übertrageranordnung nach Absatz 39, wobei der bestimmte Zeitraum so gewählt ist, dass er lang genug ist, um die Schwingung zu verringern, wenn sich der Schaltkreis in einem zweiten Schaltzustand befindet, und dass er lang genug ist, dass die Verringerung der Schwingung in der Amplitudenerfassungsschaltung erfasst werden kann.
- 41. Übertrageranordnung nach Absatz 38 bis 40, wobei der Zeitraum, in dem sich der Schaltkreis in dem zweiten Schaltzustand befindet, kürzer ist als die bestimmte Zeit vor Beginn des Ansteuerns der Spule.
- 42. Übertrageranordnung nach einem der Absätze 36 bis 41, wobei der mindestens eine Übertrager ein Übertrager ohne Eisenkern ist.
- 43. Übertrageranordnung nach einem der Absätze 37 bis 42, wobei die Magnetisierungsrichtung des fortlaufenden Ansteuerns der Primärspulenphasen entgegengesetzte Polaritäten aufweisen.
- 44. Übertrageranordnung nach einem der Absätze 37 bis 42, wobei die Magnetisierungsrichtung des fortlaufenden Ansteuerns der Primärspulenphasen bei einer bestimmten Anzahl des fortlaufenden Ansteuerns der Primärspulenphasen die gleiche Polarität hat.
- 45. Übertrageranordnung nach einem der Absätze 38 bis 44, wobei während der bestimmten Zeit vor Beginn des Ansteuerns der Spule ein Bit übertragen wird, indem erkannt wird, ob die Schwingung abgenommen hat oder nicht.
- 46. Schaltungsanordnung, die Folgendes umfasst: eine erste Signalverzögerungsschaltung, die eine erste Komponente umfasst, die einer Prozessstreuung unterliegt, wobei die erste Komponente eine Auswirkung auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung hat; eine zweite Signalverzögerungsschaltung, die eine zweite Komponente umfasst, die der gleichen Prozessstreuung unterliegt, wobei die zweite Komponente eine Auswirkung auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung hat; wobei die erste Signalverzögerungsschaltung und die zweite Signalverzögerungsschaltung dafür konfiguriert sind, dasselbe zu verzögernde Signal zu empfangen; wobei die zweite Signalverzögerungsschaltung eine längere Signalverzögerungszeit hat als die erste Signalverzögerungsschaltung; wobei ein Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung geringer ist als das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der ersten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung.
- 47. Schaltungsanordnung nach Absatz 46, wobei das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der ersten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung umgekehrt proportional zu der Auswirkung der ersten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung ist; und wobei das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung umgekehrt proportional zu der Auswirkung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung ist.
- 48. Schaltungsanordnung nach Absatz 46 oder 47, wobei die erste Komponente einen ersten Widerstand umfasst; und die zweite Komponente einen zweiten Widerstand umfasst; wobei der erste Widerstand und der zweite Widerstand unterschiedliche Widerstandsbreiten aufweisen; und wobei der erste Widerstand und der zweite Widerstand den gleichen Nennwiderstandswert haben.
- 49. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 46 bis 48, wobei die erste Signalverzögerungsschaltung ferner einen ersten Kondensator mit einer ersten Kapazität umfasst; wobei die zweite Signalverzögerungsschaltung ferner einen zweiten Kondensator mit einer zweiten Kapazität umfasst; wobei sich die zweite Kapazität von der ersten Kapazität unterscheidet.
- 50. Schaltungsanordnung nach Absatz 49, wobei die zweite Kapazität höher ist als die erste Kapazität.
- 51. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 46 bis 50, die ferner Folgendes umfasst: eine dritte Signalverzögerungsschaltung, die eine dritte Komponente umfasst, die derselben Prozessstreuung unterliegt, wobei die dritte Komponente eine Auswirkung auf die Signalverzögerungszeit der dritten Signalverzögerungsschaltung hat; wobei das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der dritten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der dritten Signalverzögerungsschaltung geringer ist als das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung.
- 52. Schaltungsanordnung nach einem der Absätze 46 bis 51, wobei die erste Signalverzögerungsschaltung eine Reihenschaltung einer Vielzahl von Verzögerungsunterschaltungen umfasst, wobei jede Verzögerungsunterschaltung eine erste Komponente und eine Signalumkehrvorrichtung umfasst; und wobei die zweite Signalverzögerungsschaltung eine Reihenschaltung einer Vielzahl von Verzögerungsunterschaltungen umfasst, wobei jede Verzögerungsunterschaltung eine zweite Komponente und eine Signalumkehrvorrichtung umfasst.
- 53. Impulserzeugende Schaltungsanordnung, die Folgendes umfasst: eine impulserzeugende Schaltung, die dafür konfiguriert ist, einen Impuls bereitzustellen; und eine Schaltungsanordnung, die Folgendes umfasst: eine erste Signalverzögerungsschaltung, die eine erste Komponente umfasst, die einer Prozessstreuung unterliegt, wobei die erste Komponente eine Auswirkung auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung hat; eine zweite Signalverzögerungsschaltung, die eine zweite Komponente umfasst, die der gleichen Prozessstreuung unterliegt, wobei die zweite Komponente eine Auswirkung auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung hat; wobei die erste Signalverzögerungsschaltung und die zweite Signalverzögerungsschaltung dafür konfiguriert sind, dasselbe zu verzögernde Signal zu empfangen; wobei die zweite Signalverzögerungsschaltung eine längere Signalverzögerungszeit hat als die erste Signalverzögerungsschaltung; wobei das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der zweiten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der zweiten Signalverzögerungsschaltung geringer ist als das Ausmaß des Einflusses der Prozessstreuung der ersten Komponente auf die Signalverzögerungszeit der ersten Signalverzögerungsschaltung; wobei die impulserzeugende Schaltung dafür konfiguriert ist, den Impuls derart bereitzustellen, dass der Impuls von einem Signal gestartet wird, das von der ersten Signalverzögerungsschaltung bereitgestellt wird, und derart, dass der Impuls von einem Signal beendet wird, das von der zweiten Signalverzögerungsschaltung bereitgestellt wird.
- 54. Schaltungsanordnung nach Absatz 53, wobei die Signalverzögerungszeit proportional zu einer Seitenabmessung eines Widerstands ist.
- 55. Verfahren zur Übertragung von Daten in eine Übertragungsrichtung eines Taktsignals, wobei positive und negative Flanken des Taktsignals durch Impulse mit entgegengesetzter Polarität übertragen werden; wobei eine Polarität der Impulse nicht umgekehrt wird, wenn keine Daten übertragen werden; und wobei die Polarität von mindestens einem Impuls umgekehrt wird, wenn Daten übertragen werden.
- 56. Verfahren nach Absatz 55, das ferner Folgendes umfasst: das Erkennen, ob Daten übertragen werden, durch Erkennen, ob ein Impuls eine unerwartete Polarität aufweist, das Erkennen umfasst, ob fortlaufende Impulse die gleiche Polarität haben.
- 57. Verfahren nach Absatz 55 oder 56,
wobei die Polarität von nur jedem N-ten Impuls umgekehrt wird, wenn Daten übertragen werden;
wobei N eines ist von:
größer als 2;gleich 5;gleich 8; und gleich 16. - 58. Verfahren nach einem der Absätze 55 bis 56, wobei die Polarität genau einmal nach einer Anstiegsflanke der Daten umgekehrt wird und erneut genau einmal nach einer Abfallflanke der Daten umgekehrt wird.
- 59. Verfahren nach einem der Absätze 55 bis 58, wobei die Daten mindestens eines von: einem Konfigurationsparameter eines Wandlers; einem Signal zum Starten einer Umwandlung eines Wandlers; und Kalibrationsinformationen sind.
- A transmitter arrangement for signal transmission, the transmitter arrangement comprising: at least one transmitter comprising a primary coil and a secondary coil; and a controller configured to, in a magnetization phase, control a first current to flow through the primary coil to increase it until a predefined criterion is met, the magnetization phase being greater than one of: a time constant; Primary coil of the at least one transformer; and twice the time constant of the primary coil of the at least one transformer; applying a voltage to the at least one transmitter in a voltage application phase such that a second current flows through the primary coil, the second current having a polarity that changes during the voltage application phase as compared to the first current, wherein the voltage application phase is shorter than one of: twice the time constant of the primary coil of the at least one transformer; and the time constant of the primary coil of the at least one transformer.
- 2. The transmitter assembly of
paragraph 1, wherein the controller is further configured to control, in a demagnetization phase, a third current to flow through the primary coil to decrease, the demagnetization phase being greater than one of: the primary coil time constant the at least one transmitter; and twice the time constant of the primary coil of the at least one transformer. - 3. The transmitter assembly according to
1 or 2, wherein the controller is configured to gradually increase the first current to flow through the primary coil of the at least one transformer.paragraph - 4. Transformer assembly according to any one of
paragraphs 1 to 3, wherein the at least one transformer is a transformer without iron core. - 5. The transmitter assembly of any one of
paragraphs 1 to 4, further comprising: a circuit coupled to the controller, the circuit including a plurality of subcircuits connected in parallel; wherein each subcircuit comprises a series connection of a switch and a resistor; wherein a first terminal of each subcircuit is coupled to a reference potential and a second terminal of each subcircuit is coupled to the at least one transmitter. - 6. The transmitter assembly of
paragraph 5, wherein the controller is configured to open all switches before the magnetization phase starts. - 7. The transmitter assembly of
5 or 6, wherein the controller is configured to sequentially close a first group of switches to incrementally increase the current in the magnetization phase.paragraph - 8. The transmitter assembly of
paragraph 7, wherein the controller is configured to open the first group of switches and close a second group of switches during the voltage application phase. - 9. The transmitter assembly of
paragraph 8, wherein the controller is configured to open the second group of switches in sequence to gradually decrease the current in the demagnetization phase. - The transmitter assembly of any one of
paragraphs 5 to 9, wherein the controller is configured to open all of the switches after the demagnetization phase has ended. - 11. Transformer assembly according to any one of
paragraphs 5 to 10, wherein a resistance of at least some of the resistors is greater than the resistance of the primary coil. - 12. The transducer assembly of
paragraph 11, wherein the resistance of at least some of the resistors is in the range of about 10 ohms to about 1000 ohms. - 13. A transformer arrangement according to
11 or 12, wherein the resistance of the primary coil is in the range of about 1 ohms to about 50 ohms.paragraph - 14. The transmitter assembly of any one of
paragraphs 1 to 13, wherein the at least one transmitter comprises a plurality of transformers, each transmitter of the plurality of transformers comprising a primary coil and a secondary coil; wherein the primary coils of the plurality of transformers are connected in series; and wherein a node between the primary coils is connected to a reference voltage. - 15. Transformer assembly according to paragraph 14, wherein the reference voltage is about half of a supply voltage.
- 16. The transmitter assembly of any one of
paragraphs 1 to 15, wherein the controller is further configured such that the magnetization phase is either: in the range of about 5 ns to about 30 ns; is in the range of about 7 ns to about 20 ns; is in the range of about 9 ns to about 15 ns; or about 10 ns. - 17. The transmitter assembly of any one of
paragraphs 1 to 16, wherein the controller is further configured such that the voltage application phase is either: in the range of about 0.5 ns to about 6 ns; is in the range of about 1 ns to about 4 ns; or in the range of about 2 ns to about 3 ns. - 18. The transmitter assembly of any one of
paragraphs 2 to 17, wherein the controller is further configured such that the demagnetization phase is either: in the range of about 5 ns to about 30 ns; is in the range of about 7 ns to about 20 ns; is in the range of about 9 ns to about 15 ns; or about 10 ns. - 19. A transformer arrangement according to any one of
paragraphs 1 to 18, wherein the time constant of the primary coil of the at least one transformer is either: in the range of about 1 ns to about 10 ns; is in the range of about 2 ns to about 6 ns; or is in the range of about 3 ns to about 4 ns. - 20. The transmitter assembly of any one of
paragraphs 5 to 19, further comprising: another circuit coupled to the controller, the circuit including a plurality of subcircuits connected in parallel; wherein each subcircuit comprises a series connection of a switch and a resistor; wherein a first terminal of each subcircuit is coupled to a reference potential and a second terminal of each subcircuit is coupled to the at least one transmitter, the further circuit being connected to the transmitter with a polarity opposite to the circuit. - 21. Transformer arrangement according to paragraph 20, wherein the subcircuits of the circuit and the further circuit share their respective resistances.
- 22. Transformer arrangement according to paragraph 20 or 21, wherein the switches of the subcircuits of the circuit and the further circuit are arranged symmetrically to each other.
- 23. The transformer arrangement according to any one of paragraphs 20 to 22, wherein the switches of the subcircuits of the circuit and the further circuit are controlled by the same control signal.
- 24. Übertrageranordnung according to paragraphs 20 to 23, wherein the resistance of all resistors is the same.
- 25. A circuit arrangement comprising: a first comparator circuit having a first comparator threshold; a second comparator circuit having a second comparator threshold; a third comparator circuit having a third comparator threshold; a control circuit configured to adjust the first comparator threshold so that the first comparator circuit is in a first comparator output state for a first time period of a predefined time interval to adjust the second comparator threshold so that the second comparator circuit is enabled for a second time period of the predefined time interval a first comparator output state, the second time period being longer than the first time period, and setting the third comparator threshold to be between the first comparator threshold and the second comparator threshold.
- 26. The circuit of claim 25, wherein at least one of the first time period and the second time period is the sum of a plurality of time subsections.
- 27. A circuit arrangement according to paragraph 25 or 26, further comprising: at least one transformer comprising a primary coil and a secondary coil; wherein the first comparator circuit, the second comparator circuit and the third comparator circuit are coupled to the secondary coil.
- 28. Circuitry according to any one of paragraphs 25 to 27, wherein the first comparator circuit, the second comparator circuit and the third comparator circuit are each configured to receive the same signal.
- 29. Circuitry according to any one of paragraphs 25 to 28, wherein at least one of the first comparator circuit and the second comparator circuit is configured as a window comparator circuit.
- 30. Circuitry according to any one of paragraphs 25 to 29, wherein the third comparator circuit is configured to provide an evaluation output signal.
- 31. The circuit of
claim 30, further comprising: a memory element coupled to the output of the third comparator circuit for storing the evaluation output signal. - 32. The circuit of any one of paragraphs 25 to 31, wherein the control circuit is configured to adjust at least one of the first threshold based on the output provided by the first comparator circuit; or adjust the second threshold based on the output provided by the second comparator circuit.
- 33. The circuit of claim 32, wherein the control circuit is configured to adjust at least one of the first threshold based on a time-based evaluation of the output signal provided by the first comparator circuit; or adjust the second threshold based on a time-based evaluation of the output signal provided by the second comparator circuit.
- 34. The circuit of any one of paragraphs 25 to 33, wherein the control circuit is configured to adjust at least one of the first threshold based on the output signal provided by the first comparator circuit, wherein a first signal state of the output signal and a second signal state of the output signal are weighted differently; or adjust the second threshold based on the output provided by the second comparator circuit, wherein a first signal state of the output signal and a second signal state of the output signal are weighted differently.
- 35. The circuitry of paragraph 33 or 34, wherein the control circuit is configured to adjust at least one of the first threshold based on averaging the output signal provided by the first comparator circuit; or adjust the second threshold based on averaging the output signal provided by the second comparator circuit.
- 36. A transmitter arrangement for signal transmission, the transmitter arrangement comprising: at least one transmitter comprising a primary coil and a secondary coil; wherein the transmitter assembly has a resonant frequency; a controller configured to terminate driving the primary coil so that the transmitter assembly resonates at a resonant frequency; a circuit coupled to the secondary coil and configured to oscillate the transmitter assembly in a first switching state and to reduce the vibration of the transmitter assembly in a second switching state.
- 37. The transformer arrangement according to paragraph 36, wherein the driving of the primary coil at least either a magnetization phase; a demagnetization phase; or a voltage application phase.
- 38. The transmitter arrangement according to paragraph 36 or 37, further comprising: driving the primary coil after a certain period has elapsed after completion of the driving of the primary coil.
- 39. The transmitter arrangement of any one of paragraphs 36 to 38, further comprising: an amplitude detection circuit coupled to the primary coil.
- 40. The transmitter arrangement according to paragraph 39, wherein the certain period of time is selected to be long enough to reduce the vibration when the circuit is in a second switching state, and that it is long enough that the reduction of the vibration in the amplitude detection circuit can be detected.
- 41. The transformer arrangement according to paragraphs 38 to 40, wherein the time period in which the circuit is in the second switching state, is shorter than the predetermined time before the start of the driving of the coil.
- 42. Übertrageranordnung according to any of paragraphs 36 to 41, wherein the at least one transformer is a transformer without iron core.
- 43. A transformer arrangement according to any one of paragraphs 37 to 42, wherein the magnetization direction of the continuous driving of the primary coil phases have opposite polarities.
- 44. The transformer arrangement according to any one of paragraphs 37 to 42, wherein the magnetization direction of the continuous driving of the primary coil phases at a certain number of the continuous driving of the primary coil phases has the same polarity.
- 45. A transformer arrangement according to any one of paragraphs 38 to 44, wherein during the determined time before the start of the driving of the coil, a bit is transmitted by detecting whether the oscillation has decreased or not.
- 46. A circuit arrangement, comprising: a first signal delay circuit including a first component subject to process dispersion, the first component having an effect on the signal delay time of the first signal delay circuit; a second signal delay circuit including a second component subject to the same process dispersion, the second component having an effect on the signal delay time of the second signal delay circuit; wherein the first signal delay circuit and the second signal delay circuit are configured to receive the same signal to be delayed; wherein the second signal delay circuit has a longer signal delay time than the first signal delay circuit; wherein an extent of the influence of the process dispersion of the second component on the signal delay time of the second signal delay circuit is less than the extent of the influence of the process dispersion of the first component on the signal delay time of the first signal delay circuit.
- 47. Circuitry according to paragraph 46, wherein the extent of the influence of the process dispersion of the first component on the signal delay time of the first signal delay circuit is inversely proportional to the effect of the first component on the signal delay time of the first signal delay circuit; and wherein the extent of the influence of the process variation of the second component on the signal delay time of the second signal delay circuit is inversely proportional to the effect of the second component on the signal delay time of the second signal delay circuit.
- 48. Circuit arrangement according to paragraph 46 or 47, wherein the first component comprises a first resistor; and the second component comprises a second resistor; wherein the first resistor and the second resistor have different resistance widths; and wherein the first resistor and the second resistor have the same nominal resistance value.
- 49. The circuit of any one of paragraphs 46 to 48, wherein the first signal delay circuit further comprises a first capacitor having a first capacitance; wherein the second signal delay circuit further comprises a second capacitor having a second capacitance; wherein the second capacity is different from the first capacity.
- 50. Circuitry according to paragraph 49, wherein the second capacity is higher than the first capacity.
- 51. The circuit of any one of paragraphs 46 to 50, further comprising: a third signal delay circuit including a third component subject to the same process dispersion, the third component having an effect on the signal delay time of the third signal delay circuit; wherein the extent of the influence of the process variation of the third component on the signal delay time of the third signal delay circuit is less than the extent of the influence of the process dispersion of the second component on the signal delay time of the second signal delay circuit.
- 52. The circuit of any one of paragraphs 46 to 51, wherein the first signal delay circuit comprises a series connection of a plurality of delay subcircuits, each delay subcircuit comprising a first component and a signal inversion device; and wherein the second signal delay circuit comprises a series connection of a plurality of delay subcircuits, each delay subcircuit comprising a second component and a signal inversion device.
- 53. A pulse generating circuit comprising: a pulse generating circuit configured to provide a pulse; and a circuit arrangement comprising: a first signal delay circuit including a first component subject to process dispersion, the first component having an effect on the signal delay time of the first signal delay circuit; a second signal delay circuit including a second component subject to the same process dispersion, the second component having an effect on the signal delay time of the second signal delay circuit; wherein the first signal delay circuit and the second signal delay circuit are configured to receive the same signal to be delayed; wherein the second signal delay circuit has a longer signal delay time than the first signal delay circuit; wherein the extent of the influence of the process dispersion of the second component on the signal delay time of the second signal delay circuit is less than the extent of the influence of the process dispersion of the first component on the signal delay time of the first signal delay circuit; wherein the pulse generating circuit is configured to provide the pulse such that the pulse is started from a signal provided by the first signal delay circuit and such that the pulse is terminated by a signal provided by the second signal delay circuit.
- 54. The circuit of paragraph 53, wherein the signal delay time is proportional to a side dimension of a resistor.
- 55. A method of transmitting data in a transmission direction of a clock signal, wherein positive and negative edges of the clock signal are transmitted by pulses of opposite polarity; wherein a polarity of the pulses is not reversed when no data is transmitted; and wherein the polarity of at least one pulse is reversed when transmitting data.
- 56. The method of paragraph 55, further comprising: detecting whether data is being transmitted by detecting whether a pulse has an unexpected polarity that includes detecting whether continuous pulses have the same polarity.
- 57. The method of paragraph 55 or 56, wherein the polarity of only every Nth pulse is reversed when transmitting data; where N is one of: greater than 2; equal to 5; equal to 8; and equal to 16.
- 58. The method of any one of paragraphs 55 to 56, wherein the polarity is inverted just once after a rising edge of the data and again inverted exactly once after a falling edge of the data.
- 59. The method of any of paragraphs 55 to 58, wherein the data is at least one of: a configuration parameter of a transducer; a signal for starting a conversion of a converter; and calibration information.
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