DE102019202233A1

DE102019202233A1 - Vorrichtung für eine Teilnehmerstation eines Bussystems und Verfahren zum Erhöhen der Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen an Bussignalen in einem Bussystem

Info

Publication number: DE102019202233A1
Application number: DE102019202233.2A
Authority: DE
Inventors: Steffen Walker; Sebastian Stegemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-08-20
Also published as: WO2020169500A1

Abstract

Es ist eine Vorrichtung (60; 60A; 60B) für eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) eines Bussystems (1) und ein Verfahren zum Erhöhen der Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen an Bussignalen in einem Bussystem (1) bereitgestellt. Die Vorrichtung (60; 60A; 60B) hat eine Schutzschaltung (61; 62), die zwischen einer Busleitung (41; 42) des Busses (40) und Masse angeordnet ist, wobei die Schutzschaltung (61; 62) einen ersten Transistor (611; 621) und einen zweiten Transistor (612; 622), die in Reihe geschaltet sind, und einen Widerstand (614; 624) aufweist, der an seinem einen Ende mit einem Steueranschluss des zweiten Transistors (612; 622) und an seinem anderen Ende mit Masse verbunden ist, und einen Auswerteblock (64) zum Auswerten eines Indikatorsignals (RFD), welches anzeigt, ob auf dem Bus (40) eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und zum Schalten des zwischen Busleitung (41; 42) und Masse wirksamen Widerstandswerts des Widerstands (614; 624) auf der Grundlage der Auswertung des Indikatorsignals (RFD).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Teilnehmerstation eines Bussystems und ein Verfahren zum Erhöhen der Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen, die nachfolgend auch HF-Störungen genannt sind, an Bussignalen in einem Bussystem.
Stand der Technik
Heutzutage kommen in vielen Bereichen der Technik Bussysteme zum Einsatz. Zwischen Sensoren und Steuergeräten wird, beispielsweise in Fahrzeugen, immer häufiger ein Bussystem eingesetzt, in welchem Daten als Nachrichten im Standard ISO11898-1:2015 als CAN Protokoll-Spezifikation mit CAN FD übertragen werden. Die Nachrichten werden zwischen den Teilnehmerstationen des Bussystems, wie Sensor, Steuergerät, Geber, usw., übertragen. Hierbei wird CAN FD derzeit in der Einführungsphase im ersten Schritt meist mit einer Daten-Bitrate von 2Mbit/s bei der Übertragung von Bits des Datenfelds und mit einer Arbitrations-Bitrate von 500kbit/s bei der Übertragung von Bits des Arbitrationsfelds im Fahrzeug eingesetzt. Derzeit sind bereits Nachfolgebussysteme in der Entwicklung, bei welchen eine Daten-Bitrate von 10Mbit/s oder mehr bei der Übertragung von Bits des Datenfelds realisiert werden soll. Dies entspricht einer Bitzeit von 100ns entspricht.
Neben der Einhaltung von funktionalen Parametern gehören die Einhaltung von Grenzwerten gegenüber leitungsgebundenen Hochfrequenzstörungen (auch DPI-Festigkeit - Direct Power Injection) sowie die Festigkeit gegenüber elektrostatischen Entladungen (kurz ESD - Electrostatic Discharge) zu den wichtigsten Anforderungen an ein Bussystem. Messverfahren zur Evaluierung dieser Parameter für eine Sende-/Empfangseinrichtung des Bussystems sind in IEC 62228 (EMC evaluation of CAN Transceivers) beschrieben.
Eine typische Anforderung in Bezug auf die Störfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen ist, an den Busleitungen kein Fehlverhalten bei kapazitiver Leistungseinkopplung in einem Frequenzbereich von 150kHz bis 1GHz mit Leistungen bis zu 39dBm zu zeigen, was Einkopplungen mit etwa +/-57V entspricht. Bei einem CAN-Bussystem sollen also dominante Buszustände korrekt getrieben, rezessive Buszustände korrekt erkannt und die funktionalen zeitlichen Vorgaben (Timing-Vorgaben) der spezifizierten Bitzeiten eingehalten werden. Die Anforderungen an die funktionalen Timing-Parameter zum Erfüllen der zeitlichen Vorgaben sind festgeschrieben in dem internationalen Standard ISO 11898-2 (Road vehicles - Controller area network (CAN), Part2: High-speed medium access unit).
Eine typische Anforderung bezüglich der ESD-Festigkeit ist gemäß dem Human Body Model - HBM, dass Busleitungen bei einer Beaufschlagung mit Pulsen mit einer Dauer von etwa 100ns...200ns und Spitzenspannungen bis zu 6kV nicht zerstört werden dürfen.
Zudem dürfen bei Hochfrequenzeinstrahlung zur Einhaltung der geforderten DPI-Festigkeit die Signale auf den Busleitungen, wie beispielsweise CAN_H und CAN_L bei CAN, nicht derart beeinflusst werden, dass die verschiedenen Zustände eines Signals nicht mehr richtig ausgebildet sind. Insbesondere ist sicherzustellen, dass ein dominanter Buszustand bei CAN ausreichend getrieben werden kann, um zu verhindern, dass die Differenzspannung VDIFF = VCAN_H - VCAN_L verringert wird.
Noch dazu sollen bei Hochfrequenzeinstrahlung Schaltflanken des Bussignals bei einem Zustandswechsel zwischen den beiden Buszuständen nicht verzögert werden, um keine Verletzungen der Timing-Anforderungen und letztlich keine niedrigere Störfestigkeit der Teilnehmerstation zu verursachen. Die Auswirkung von Hochfrequenzeinstrahlung auf die Datenübertragung und das Bit-Timing sind umso größer, je höher die Übertragungsrate im Bussystem ist. Grund dafür ist, dass bei höheren Übertragungsraten die einzuhalten Bitzeiten kürzer und somit die einzuhaltenden Toleranzen kleiner sind. Somit wird eine Sende-/Empfangseinrichtung mit großer Bitrate (kleine Bitzeiten) sensitiver gegenüber Hochfrequenzstörungen sein, als eine Sende-/Empfangseinrichtung mit kleiner Bitrate (große Bitzeiten).
Offenbarung der Erfindung
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für eine Teilnehmerstation eines Bussystems und ein Verfahren zum Erhöhen der Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen an Bussignalen in einem Bussystem bereitzustellen, welche die zuvor genannten Probleme lösen. Insbesondere sollen eine Vorrichtung für eine Teilnehmerstation eines Bussystems und ein Verfahren zum Erhöhen der Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen an Bussignalen in einem Bussystem bereitgestellt werden, welche bewirken, dass leitungsgebundene Gleichtaktstörungen keinen Signalverlust auf einem Bus des Bussystems und/oder eine Verletzung der Timing-Anforderungen und/oder eine niedrigere Störfestigkeit der Teilnehmerstation zur Folge haben.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung für eine Teilnehmerstation eines Bussystems mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Vorrichtung hat eine Schutzschaltung, die zwischen einer Busleitung des Busses und Masse angeordnet ist, wobei die Schutzschaltung einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor, die in Reihe geschaltet sind, und einen Widerstand aufweist, der an seinem einen Ende mit einem Steueranschluss des zweiten Transistors und an seinem anderen Ende mit Masse verbunden ist, und einen Auswerteblock zum Auswerten eines Indikatorsignals, welches anzeigt, ob auf dem Bus eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und zum Schalten des zwischen Busleitung und Masse wirksamen Widerstandswerts des Widerstands auf der Grundlage der Auswertung des Indikatorsignals.
Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht, die Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen, die nachfolgend auch HF-Störungen genannt sind, auch bei höheren Datenraten zu gewährleisten. Solche höheren Datenraten sind insbesondere Datenraten, die bei Nachfolgebussystemen zum CAN FD Bussystem auftreten werden. Die Verbesserung ist insbesondere bei hohen Datenraten bis zu 10Mbit/s oder höher von Bedeutung, wie sie beispielsweise bei CAN-FX-Sende-/Empfangseinrichtungen, die auch CAN-FX-Transceiver genannt werden oder sonstigen Sende-/Empfangseinrichtungen mit entsprechend kleineren Timing-Toleranzen zu erwarten sind.
Mit der Vorrichtung wird gewährleistet, dass die Spannungen VCAN_H, VCAN_L auf den Busleitungen für die Signale CAN_H und CAN_L nicht derart beeinflusst werden, dass die Differenzspannung VDIFF = VCAN_H - VCAN_L nicht mehr zuverlässig interpretiert werden kann.
Noch dazu stellt die Vorrichtung sicher, dass auch bei Hochfrequenzeinstrahlung bzw. HF-Einstrahlung keine Verletzungen der Timing-Anforderungen auftreten. Dadurch realisiert die beschriebene Vorrichtung die gewünschte Störfestigkeit der Teilnehmerstation. Dies ist für alle Bussysteme mit den genannten hohen Datenraten von Vorteil. Jedoch ist der Vorteil insbesondere bei einem differentiellen Bussystem sehr markant, das ein Differenzsignal auf dem Bus verwendet, wie CAN, Flexray, LVDS (Low Voltage Differential Signaling = Differentielle Signalisierung mit niedriger Spannung), Ethernet 10-BASE-T1-S, usw..
Außerdem steigt durch die Ausgestaltung der Vorrichtung die Wahrscheinlichkeit für eine fehlerfreie Übertragung von Daten im Bussystem.
Die Vorrichtung dient somit dazu, dass in dem Bussystem der internationale Standard ISO 11898-2 (Road vehicles - Controller area network (CAN), Part2: High-speed medium access unit) eingehalten werden kann. Daher können aufgrund der Vorrichtung zwischen zwei Teilnehmerstationen des Bussystems Daten sicher und mit der gewünschten Schnelligkeit über einen Bus übertragen werden. Dadurch führen Hochfrequenzstörungen in einem Bussystem nicht zu einer Minderung der Bitrate im Bussystem. Als Folge davon kann die Datenrate im Bussystem auf den gewünschten Wert erhöht werden, ohne dass die Kommunikation aufgrund von Hochfrequenzstörungen merklich beeinträchtigt würde.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass mit der beschriebenen Vorrichtung CAN-Leitungen über längere Strecken und dichter zusammen mit Leitungen geführt werden können, bei denen hohe Stromänderungen auftreten. Dies ist sehr vorteilhaft, da die Platzverhältnisse zum Verlegen von Leitungen oft sehr beengt sind.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einer Option ist das Bussystem ein differentielles Bussystem, wobei die Vorrichtung die Schutzschaltung als erste Schutzschaltung, die zwischen eine erste Busleitung und Masse geschaltet ist, und eine zusätzliche Schutzschaltung als zweite Schutzschaltung, die zwischen eine zweite Busleitung und Masse geschaltet ist.
Gemäß den Ausführungsbeispielen kann der Aufbau der ersten Schutzschaltung und der zweiten Schutzschaltung gleich sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Auswerteblock ausgestaltet ist, den Widerstandswert des Widerstands zu verringern, wenn das Indikatorsignal anzeigt, dass auf dem Bus eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung zudem einen Erfassungsblock zur Erfassung, ob auf dem Bus eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und zur Ausgabe des Indikatorsignals mit dem Erfassungsergebnis an den Auswerteblockt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung zudem mindestens einen Schalter, der mit der Schutzschaltung verbunden ist, wobei der Auswerteblock ausgestaltet ist, den mindestens einen Schalter zum Schalten der Schutzschaltung zwischen die Busleitung und Masse zu schalten, wenn das Indikatorsignal anzeigt, dass auf dem Bus keine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und wobei der Auswerteblock ausgestaltet ist, den mindestens einen Schalter zum Trennen der Schutzschaltung von der Busleitung zu schalten, wenn das Indikatorsignal anzeigt, dass auf dem Bus eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt.
Die zuvor beschriebene Vorrichtung kann Teil einer Sende-/Empfangseinrichtung für eine Teilnehmerstation eines Bussystems sein, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden von Nachrichten auf einen Bus des Bussystems und/oder zum Empfangen von Nachrichten von dem Bus des Bussystems ausgestaltet ist. Hierbei kann die Vorrichtung in die Sende- und Empfangseinrichtung integriert sein.
Möglicherweise ist die zuvor beschriebene Vorrichtung Teil einer Teilnehmerstation für ein Bussystem, die zudem eine Sende-/Empfangseinrichtung zum Senden von Nachrichten auf einen Bus des Bussystems und/oder zum Empfangen von Nachrichten von dem Bus des Bussystems aufweist. Hierbei kann die Vorrichtung in die Sende- und Empfangseinrichtung integriert sein.
In einer speziellen Ausgestaltung kann die Teilnehmerstation zudem eine Kommunikationssteuereinrichtung aufweisen zum Erzeugen und Senden von Nachrichten an die Sende- und Empfangseinrichtung und zum Empfangen und Auswerten von Nachrichten von der Sende- und Empfangseinrichtung, wobei die Kommunikationssteuereinrichtung ausgestaltet ist, die Nachrichten derart zu erzeugen, dass in einer ersten Kommunikationsphase zum Senden der Nachrichten auf den Bus zwischen den Teilnehmerstationen des Bussystems ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen in einer nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus des Bussystems hat.
Mindestens zwei Teilnehmerstationen können Teil eines Bussystems sein, das zudem einen Bus hat, so dass die mindestens zwei Teilnehmerstationen über den Bus derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können. Zudem hat das Bussystem mindestens eine zuvor beschriebene Vorrichtung für mindestens eine Busleitung des Busses.
Möglicherweise ist bei dem Bussystem mindestens eine der mindestens zwei Teilnehmerstationen eine zuvor beschriebene Teilnehmerstation.
Die zuvor genannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Erhöhen der Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen an Bussignalen in einem Bussystem nach Anspruch 13 gelöst. Das Verfahren hat die Schritte: Senden einer Nachricht in dem Bussystem über einen Bus, für dessen Busleitung eine Schutzschaltung vorgesehen ist, die zwischen einer Busleitung des Busses und Masse angeordnet ist, wobei die Schutzschaltung einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor, die in Reihe geschaltet sind, einen Widerstand, der an seinem einen Ende mit einem Steueranschluss des zweiten Transistors und an seinem anderen Ende mit Masse verbunden ist, und einen Auswerteblock aufweist, Auswerten, mit dem Auswerteblock, eines Indikatorsignals, welches anzeigt, ob auf dem Bus eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und Schalten des zwischen Busleitung und Masse wirksamen Widerstandswerts des Widerstands auf der Grundlage der Auswertung des Indikatorsignals.
Das Verfahren bietet dieselben Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf die Vorrichtung genannt sind.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Figurenliste
Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine elektrische Schaltung einer Vorrichtung für das Bussystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 eine elektrische Schaltung einer Vorrichtung für das Bussystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
4 eine elektrische Schaltung einer Vorrichtung für das Bussystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt als Beispiel ein Bussystem 1, das insbesondere grundlegend für ein Classical CAN-Bussystem, ein CAN FD-Bussystem oder CAN FD-Nachfolgebussysteme ausgestaltet ist, wie nachfolgend beschrieben. Das Bussystem 1 kann in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Flugzeug, usw., oder im Krankenhaus usw. Verwendung finden.
In 1 hat das Bussystem 1 eine Vielzahl von Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die jeweils an einen Bus 40 mit einer ersten Busleitung 41 und einer zweiten Busleitung 42 angeschlossen sind. Der Bus 40 ist an seinen beiden Enden mit Leitungsabschlüssen 50 abgeschlossen. Hiervon ist einer der Leitungsabschlüsse 50 bei der Teilnehmerstation 30 vorgesehen. Die Teilnehmerstationen 10, 20 sind an den Bus 40 jeweils mit einer Stichleitung angeschlossen. Bei den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ist jeweils eine Vorrichtung 60 vorgesehen.
Die Busleitungen 41, 42 können auch CAN_H und CAN_L genannt werden und dienen, unter Verwendung eines TX-Signals im Sendezustand, zur elektrischen Signalübertragung nach Einkopplung der dominanten Pegel bzw. Zustände 401 oder Erzeugung bzw. aktivem Treiben von rezessiven Pegeln bzw. Zuständen 402. Die Zustände 401, 402 sind nur bei der Teilnehmerstation 20 sehr schematisch gezeigt. Die Zustände 401, 402 entsprechen den Zuständen eines TX-Signals einer sendenden Teilnehmerstation 10, 20, 30. Nach Übertragung der Signale CAN_H und CAN_L auf den Busleitungen 41, 42 werden die Signale von den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 als ein RX-Signal empfangen. Über den Bus 40 sind Nachrichten 45, 46 in der Form der Signale CAN_H und CAN_L zwischen den einzelnen Teilnehmerstationen 10, 20, 30 seriell übertragbar. Die Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind beispielsweise Steuergeräte, Sensoren, Anzeigevorrichtungen, usw. eines Kraftfahrzeugs.
Wie in 1 gezeigt, hat die Teilnehmerstation 10 eine Kommunikationssteuereinrichtung 11, eine Sende-/Empfangseinrichtung 12 und eine Vorrichtung 60. Die Teilnehmerstation 20 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22, in welche die Vorrichtung 60 eingebaut ist. Die Teilnehmerstation 30 hat eine Kommunikationssteuereinrichtung 31, eine Sende-/Empfangseinrichtung 32, den Leitungsabschluss 50 und eine Vorrichtung 60. Bei der Teilnehmerstation 30 bilden der Leitungsabschluss 50 und die Vorrichtung 60 eine Einheit bzw. sind integriert aufgebaut.
Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22, 32 der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 sind jeweils direkt an den Bus 40 angeschlossen, auch wenn dies in 1 nicht veranschaulicht ist. Die Sende-/Empfangseinrichtungen 12, 22 sind jeweils mit einer Stichleitung an den Bus 40 angeschlossen.
Die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 dienen jeweils zur Steuerung einer Kommunikation der jeweiligen Teilnehmerstation 10, 20, 30 über den Bus 40 mit einer oder mehreren anderen Teilnehmerstation der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, die an den Bus 40 angeschlossen sind. Hierbei erzeugen die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 jeweils ein Sendesignal, das auch TX-Signal genannt wird, für die zu sendende Nachrichten 45, 46 und senden das TX-Signal an die zugehörige Sende- und Empfangseinrichtung 12, 22, 32. Zudem kann die jeweilige Kommunikationssteuereinrichtung 11, 21, 31 ein Empfangssignal, das auch RX-Signal genannt wird, für die vom Bus 40 empfangene Nachricht 45, 46 von der zugehörigen Sende- und Empfangseinrichtung 12, 22, 32 empfangen und auswerten. Insbesondere können die Kommunikationssteuereinrichtungen 11, 21, 31 die Nachrichten 45, 46 derart erzeugen, dass in einer ersten Kommunikationsphase zum Senden der Nachrichten 45, 46 auf den Bus 40 zwischen den Teilnehmerstationen 10, 20, 30 ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in der nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus 40 des Bussystems 1 hat. In der zweiten Kommunikationsphase können die Nutzdaten der Nachrichten 45, 46 auf den Bus 40 gesendet werden.
Demzufolge kann die Kommunikationssteuereinrichtung 11 wie ein herkömmlicher Classical CAN- oder CAN FD-Controller ausgeführt sein. Die Kommunikationssteuereinrichtung 11 erstellt und liest erste Nachrichten 45, die beispielsweise Classical CAN-Nachrichten oder CAN FD Nachrichten sind. Die Classical CAN-Nachrichten sind gemäß dem Classical Basisformat aufgebaut, bei welchem in der ersten Nachricht 45 eine Anzahl von bis zu 8 Datenbytes umfasst sein können. Die CAN FD Nachricht ist gemäß dem CAN FD Format aufgebaut, bei welcher eine Anzahl von bis zu 64 Datenbytes umfasst sein können, die noch dazu mit einer deutlich schnelleren und damit höheren Datenrate als bei der Classical CAN-Nachricht übertragen werden. Die Sende-/Empfangseinrichtung 12 kann wie ein herkömmlicher CAN Transceiver und/oder CAN FD Transceiver ausgeführt sein.
Jede der Kommunikationssteuereinrichtungen 21, 31 erstellt und liest erste Nachrichten 45, wie zuvor beschrieben, oder optional zweite Nachrichten 46. Die zweiten Nachrichten 46 sind auf der Grundlage eines Formats aufgebaut, das als CAN FD-Nachfolgeformat bezeichnet wird und beispielsweise Daten in der Datenphase mit einer höheren Bitrate als CAN FD übertragen kann. Jede der Sende-/Empfangseinrichtungen 22, 32 kann als CAN Transceiver ausgeführt sein, der je nach Bedarf eine der zuvor beschriebenen ersten Nachrichten 45 oder eine zweite Nachricht 46 gemäß dem CAN FD-Nachfolgeformat für die zugehörige Kommunikationssteuereinrichtung 21, 31 bereitstellen oder von dieser empfangen kann.
Mit den beiden Teilnehmerstationen 20, 30 ist eine Bildung und dann Übertragung von Nachrichten 46 mit dem CAN FD-Nachfolgeformat sowie der Empfang solcher Nachrichten 46 realisierbar.
2 zeigt eine elektrische Schaltung der Vorrichtung 60 an der Teilnehmerstation 10 für die Busleitungen 41, 42 des Busses 40 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die bei dem vorliegenden Beispiel differentielle Busleitungen 41, 42 sind. Die Vorrichtung 60 kann für die Bussignale auf den Busleitungen 41, 42 Hochfrequenzstörungen in einem weiten Bitratenbereich verringern, so dass die Einstrahlfestigkeit des Busses 40 gegen Hochfrequenzstörungen der Bussignale weiter erhöht werden kann. Hierfür kann die Vorrichtung 60 insbesondere Gleichtaktstörungen in Form einer Gleichtaktspannung U_S erfassen und den ESD-Schutz mittels der Vorrichtung 60 daran entsprechend anpassen. Die Gleichtaktspannung Us überlagert sich dem Signal auf dem Bus 40 in gleicher Richtung, also bei dem Beispiel eines CAN-Bussystems 1 der Spannung VDIFF = CAN_H - CAN_L auf dem Bus 40.
Die Vorrichtung 60 hat eine erste Schutzschaltung 61 für die erste differentielle Busleitung 41, eine zweite Schutzschaltung 62 für die zweite differentielle Busleitung 42, einen Erfassungsblock 63 und einen Auswerteblock 64. Je nach Ausgestaltung des Bussystems 1 bzw. des in dem Bussystem 1 übertragenen Bussignals sind die erste Schutzschaltung 61 und die zweite Schutzschaltung 62 gleich aufgebaut oder unterschiedlich aufgebaut.
Die erste differentielle Busleitung 41 ist bei dem gewählten Beispiel eines CAN-Bussystems 1 die Busleitung 41 für das Bussignal CAN_H. Die zweite differentielle Busleitung 42 ist bei dem gewählten Beispiel eines CAN-Bussystems 1 die Busleitung 42 für das Bussignal CAN_L. Selbstverständlich sind die Busleitungen 41, 42 bei einem anderen Bussystem 1 für die in einem solchen Bussystem 1 verwendeten Bussignale verwendbar.
Die Vorrichtung 60 ist somit mit den Busleitungen 41, 42 verbunden, über die von der Sende-/Empfangseinrichtung 12 das Bussignal mit einer vorbestimmten Spannung eingespeist wird. Hierfür ist die Sende-/Empfangseinrichtung 12 an eine Spannungsversorgung angeschlossen, die bei dem Beispiel von 2 CAN_SP ist. Zudem ist die Vorrichtung 60 zwischen die Busleitungen 41, 42 und Masse geschaltet, die an einem Anschluss 43 an die Vorrichtung 60 angeschlossen ist.
Die erste Schutzschaltung 61 hat einen ersten Transistor 611, einen zweiten Transistor 612 einen ersten Widerstand 613 und einen zweiten Widerstand 614. Der erste und zweite Transistor 611, 612 sind derart in Reihe geschaltet, dass die Drain-Anschlüsse der Transistoren 611, 612 miteinander verbunden sind. Der erste Widerstand 613 ist zwischen den Gate-Anschluss und den Source-Anschluss des ersten Transistors 611 geschaltet. Der zweite Widerstand 614 ist zwischen den Gate-Anschluss und den Source-Anschluss des zweiten Transistors 612 geschaltet. Der zweite Widerstand 614 ist als schaltbarer Widerstand ausgestaltet, dessen Widerstandswert auf der Grundlage eines Signals RSD in der Größe änderbar ist, wie nachfolgend noch genauer beschrieben.
Die zweite Schutzschaltung 62 hat einen ersten Transistor 621, einen zweiten Transistor 622 einen ersten Widerstand 623 und einen zweiten Widerstand 624. Der erste und zweite Transistor 621, 622 sind derart in Reihe geschaltet, dass die Drain-Anschlüsse der Transistoren 621, 622 miteinander verbunden sind. Der erste Widerstand 623 ist zwischen den Gate-Anschluss und den Source-Anschluss des ersten Transistors 621 geschaltet. Der zweite Widerstand 624 ist zwischen den Gate-Anschluss und den Source-Anschluss des zweiten Transistors 622 geschaltet. Der zweite Widerstand 624 ist als schaltbarer Widerstand ausgestaltet, dessen Widerstandswert auf der Grundlage des Signals RSD in der Größe änderbar ist, wie nachfolgend noch genauer beschrieben.
Die Transistoren 611, 612 der ersten Schutzschaltung 61 und die Transistoren 621, 622 der zweiten Schutzschaltung 62 sind derart gewählt, dass die Schaltungsfunktion der Sende-/Empfangseinrichtung 12 während des normalen Betriebs nicht beeinflusst wird. Daher sind die Transistoren 611, 612, 621, 622 sogenannte dynamisch triggernde Elemente, welche nur bei Pulsen mit hoher dU/dt, also hohem Anstieg der Spannung U in kurzer Zeit t, und mit entsprechender Spitzenspannungen durchschalten, wie sie sowohl im ESD-Fall als auch im Fall einer Störung durch Hochfrequenzeinstrahlung auftreten.
Der Widerstand 613 dient zum Einstellen der für das dynamische Triggern nötigen Zeitkonstante der ersten Schutzschaltung 61. Der Widerstand 623 dient zum Einstellen der für das dynamische Triggern nötigen Zeitkonstante der zweiten Schutzschaltung 62. Um ein sicheres Triggern bei einer festen Spitzenspannung im ESD-Fall zu gewährleisten, sind die Widerstandswerte der Widerstände 613, 623 nach unten
begrenzt, so dass ein minimaler Wert aus ESD-Sicht nicht unterschritten werden kann, ohne die gewollte Schutzfunktion einzubüßen.
Bei dem speziellen Beispiel von 2 sind die Transistoren 611, 612, 621, 622 jeweils als Feldeffekttransistoren (FET) ausgestaltet. Beispielsweise sind die Transistoren 611, 612, 621, 622 als MISFET (= Metall-Isolator-Semiconductor Field Effekt Transistor = Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistor) ausgestaltet, insbesondere als MOSFET (= Metall-Oxid-Semiconductor Field Effekt Transistor = Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor). Es ist jedoch möglich, dass die Transistoren der Schaltung, insbesondere die Transistoren 611, 612, 621, 622, anders ausgeführt sind, insbesondere als Bipolartransistoren.
Um den gewollten ESD-Schutz zu gewährleisten, sind die Schutzschaltungen 61, 62 derart ausgestaltet, dass die Schutzschaltungen 61, 62, durch einen ESD-Puls getriggert, jeweils einen niederohmigen Strompfad zwischen den Leitungen für die Bussignale CAN_H bzw. CAN_L und der Leitung für Masse CAN_GND herstellen. Durch diesen Nebenschluss wird der durch einen ESD-Puls zu erwartende Strom abgeleitet, die Spannung auf dem Bus 40 auf einen bestimmten Maximalwert (z.B. Maximum Rating -27V...40V) begrenzt und auf diese Weise die restlichen Schaltungsteile der CAN-Sende-/Empfangseinrichtung 12 der Teilnehmerstation 10 vor Zerstörung geschützt.
Um das dynamische Triggern im Falle einer Störung durch Hochfrequenzeinstrahlung zu verhindern, umfasst die Vorrichtung 60 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Erfassungsblock 63, der Hochfrequenzstörungen, wie die Gleichtaktspannung Us, auf den Bussignalen erkennt und dies durch das Indikatorsignal RFD anzeigt. Das Indikatorsignal RFD wird an die Schutzschaltungen 61, 62 der Vorrichtung 60 ausgegeben, insbesondere an einem separaten Eingang für den Auswerteblock 64, welcher das Indikatorsignal RFD auswertet.
Der Erfassungsblock 63 kann beispielsweise als Filterelement, insbesondere als mindestens eines der folgenden Filter, nämlich Hochpassfilter, Tiefpassfilter und Bandpassfilter, mit entsprechend nachgeschalteter Logik ausgestaltet sein.
Der Auswerteblock 64 kann ein Schaltelement aufweisen, insbesondere eine Logik oder Transistor, das abhängig von dem Zustand des Indikatorsignals RFD die Widerstandswerte der Widerstände 614, 624 schaltet. Das Schaltelement zur Umschaltung der Widerstände 614, 624 kann derart ausgestaltet sein, dass das Schaltelement bei angezeigten Indikatorsignal RFD die Widerstände 614, 624 kurzschließt. Die Dimensionierung des Schaltelements ist derart gewählt, dass die Parallelschaltung aus Schalter und jeweiligem Widerstand 614, 624 einen sehr viel geringeren Widerstand besitzt, als der jeweilige Widerstand 614, 624 bei geöffnetem Schalter.
Wird nun eine mit dem Erfassungsblock 63 erfasste Hochfrequenzstörung, also beispielsweise die Spannung U_S, an den Schutzschaltungen 61, 62 angezeigt bzw. mit dem Auswerteblock 64 als Hochfrequenzstörung ausgewertet, werden die Widerstandswerte der Widerstände 614, 624 mit dem Auswerteblock 64 derart beeinflusst bzw. geschaltet, dass der Widerstandswert der Widerstände 614, 624 verringert wird. Hierbei wird berücksichtigt, dass neben der Leistung und Frequenz der Hochfrequenzstörung die Einschaltspannung bzw. Schwellspannung der Transistoren 612, 622 abhängig vom Widerstandswert des zugehörigen Gate-Widerstandes 614, 624 ist. Je größer der Widerstandswert Rg2 des Widerstandes 614, 624, umso kleiner ist die Hochfrequenzleistung, die zum Durchschalten der Transistoren 612, 622 führt und damit die Einstrahlfestigkeit umso niedriger wird. Beispielsweise können bereits Hochfrequenzleistungen von ca. 20dBm im unteren Frequenzbereich von 1...4MHz zum Durchschalten der Schutzschaltungen 61, 62 führen. Eine feste Verringerung des Widerstandswerts Rg2 der Widerstände 614, 624, also ohne die Schaltung auf der Grundlage der Auswertung des Auswerteblocks 64, ist jedoch aus ESD-Sicht nicht zielführend, da dies das zuvor beschriebene Trigger-Verhalten im ESD-Fall negativ beeinflusst.
Durch die beschriebene Verringerung der Widerstandswerte Rg2 der Widerstände 614, 624 bei einer Hochfrequenzstörung kann eine Spannung an dem Widerstand 614, welche der Gate-Source-Spannung an dem Transistor 612 entspricht, nicht größer werden als die Schwellspannung des Transistors 612. Dadurch wird der Transistor 612 nicht eingeschaltet, so dass ungewollt Strom von der Busleitung 41 für das Signal CAN_H nach Masse CAN_GND fließt. Ebenso kann eine Spannung an dem Widerstand 624, welche der Gate-Source-Spannung an dem Transistor 622 entspricht, nicht größer werden als die Schwellspannung des Transistors 622. Dadurch wird der Transistor 622 nicht eingeschaltet, so dass ungewollt Strom von der Busleitung 42 für das Signal CAN_H nach Masse CAN_GN D fließt.
Außerdem kann durch die beschriebene Verringerung der Widerstandswerte Rg2 der Widerstände 614, 624 bei einer Hochfrequenzstörung verhindert werden, dass während der Zeit, zu der der Transistor T2 aufgrund der Hochfrequenzstörung eingeschaltet ist, die Spannungen des Signals auf dem Bus 40 derart beeinflusst werden, dass in einem CAN-Bussystem 1 ein dominanter Buszustand nicht ausreichend getrieben werden kann. Ein solcher Fehler kommt unter anderem dadurch zustande, dass aufgrund der unterschiedlichen Spannungspegel im dominanten Buszustand, nominal CAN_H = 3,5V und CAN_L = 1,5V, die Transistoren 611, 612, 621, 622 der Vorrichtung 60 an den Busleitungen 41, 42 unterschiedliche Gate-Drain-Spannungen aufweisen. Da die Gate-Drain-Kapazität der Transistoren 611, 612, 621, 622 spannungsabhängig ist, ist diese für die Schutzschaltungen 61, 62 an den Busleitungen 41, 42 unterschiedlich, so dass das Durchschalten der Transistoren 612, 622 aufgrund von Hochfrequenzstörungen asymmetrisch für beide Bussignale CAN_H, CAN_L geschieht. Somit ist bei diesem Fehler auch der Stromfluss durch die Schutzschaltungen 61, 62 unterschiedlich groß, wodurch wiederum die Differenzspannung VDIFF = VCANH - VCANL verringert wird.
Durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung der Vorrichtung 60 wird ein solcher Fehler vermieden. Bei der Vorrichtung 60 werden die Schutzschaltungen 61, 62 erst bei höheren HF-Leistungen durchschalten als bei einem Fall, bei welchem die Widerstandswerte Rg2 der Widerstände 614, 624 nicht schaltbar sind, also einen festen Widerstandswert haben.
Dadurch kann die Einstrahlfestigkeit der Sende- /Empfangseinrichtung 12 bei Hochfrequenzstörungen, wie der Gleichtaktspannung Us, an den Busleitungen 41, 42 für beispielsweise die Bussignale CAN_H und CAN_L erhöht werden.
Der Vorteil der Vorrichtung 60 liegt insbesondere in der Möglichkeit, die Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörung auch bei höheren Datenraten zu gewährleisten.
Wie zuvor in Bezug auf 1 erwähnt, kann die Vorrichtung 60 neben die Sende-/Empfangseinrichtung 12 auf der Leiterplatte der Teilnehmerstation 10 angebaut sein. Zusätzlich ist die Vorrichtung 60 in die Sende-/Empfangseinrichtung 12 einbaubar, wie für die Sende-/Empfangseinrichtung 22 der Teilnehmerstation 20 in 1 gezeigt. Selbstverständlich sind die genannten Montagevarianten für die Vorrichtung 60 an den unterschiedlichen Stellen des Bussystems 1 beliebig wählbar.
Mit der Vorrichtung 60 kann verhindert werden, dass bei leitungsgebundenen Gleichtaktstörungen auf den Bussignalen CAN_H und CAN_L Strom im Bereich von einigen Milliampere von den Busleitungen 41, 42 für insbesondere die Bussignale CAN_H und CAN_L zur Masse CAN_GND fließen. Dadurch ist eine Beeinflussung der Spannungen auf den Busleitungen 41, 42 für die Signale CAN_H und CAN_L verhindert, aufgrund welcher ein dominanter Buszustand nicht ausreichend getrieben werden kann und dadurch auch die Differenzspannung VDIFF = VCAN_H - VCAN_L verringert wird.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung 60 besteht darin, dass als Folge des zuvor beschriebenen Effekts Schaltflanken des Bussignals CAN_H , CAN_L bei einem Zustandswechsel von einem ersten Buszustand 401 zu einem zweiten Buszustand 402 oder von einem zweiten Buszustand 402 zu einem ersten Buszustand 401 sowohl am Bus 40 als auch am digitalen Empfangssignal RxD, das in der Sende-/Empfangseinrichtung 12 aus dem Bussignal CAN_H , CAN_L gebildet wird, am RxD-Ausgang zu der Kommunikationssteuereinrichtung 11 der Teilnehmerstation 10 unverzögert ankommen. Hierdurch können also auch bei Hochfrequenzeinstrahlung die Timing-Anforderungen eingehalten werden und letztlich eine hohe Störfestigkeit der Teilnehmerstation 10 geschaffen werden.
3 zeigt eine elektrische Schaltung einer Vorrichtung 60A für die Busleitungen 41, 42 des Busses 40 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 60A ist anstelle mindestens einer Vorrichtung 60 für die Busleitungen 41, 42 des Busses 40 von 1 einsetzbar. Somit kann das Bussystem 1 mindestens eine Vorrichtung 60 und/oder mindestens eine Vorrichtung 60A aufweisen.
Im Unterschied zu der Vorrichtung 60 gemäß dem vorangehenden Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung 60A keinen Erfassungsblock 63. Stattdessen ist ein separater Erfassungsblock 70 vorgesehen. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn zwei oder mehr Teilnehmerstationen 10, 20, 30 dicht beieinander angeordnet sind. In diesem Fall kann das Indikatorsignal RFD, das die Erfassung des Erfassungsblocks 70 wiedergibt, an mehr als eine Teilnehmerstation 10, 20, 30 ausgegeben werden.
4 zeigt eine elektrische Schaltung einer Vorrichtung 60B für die Busleitungen 41, 42 des Busses 40 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 60B ist anstelle mindestens einer der Vorrichtungen 60, 60A für die Busleitungen 41, 42 des Busses 40 von 1 einsetzbar. Somit kann das Bussystem 1 mindestens eine Vorrichtung 60 und/oder mindestens eine Vorrichtung 60A und/oder mindestens eine Vorrichtung 60B aufweisen.
Im Unterschied zu der Vorrichtung 60A gemäß dem vorangehenden Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung 60B Schalter 65, 66, 67, 68, welche die Schutzschaltungen 61, 62 auf der Grundlage des Indikatorsignals RFD wegschalten oder zuschalten. Dadurch wird der durch die Schutzschaltungen 61, 62 gewährleistete ESD-Schutz im Betrieb des Bussystems 1 bei einer kritischen Hochfrequenzstörung, insbesondere der Spannung Us, durch die Schalter 65, 66, 67, 68 von den Busleitungen 41, 42 abgetrennt.
Auch auf diese Weise kann der wirksamen Widerstandswert der Widerstände 614, 624 zwischen der jeweiligen Busleitung 41, 42 und Masse auf der Grundlage der Auswertung des Signals RFD geschaltet werden.
Die Schalter 65, 66, 67, 68 sind in 4 als Beispiel als Schließer gezeichnet. Alternativ sind zumindest ein Teil der Schalter 65, 66, 67, 68 als Öffner ausgestaltbar. Dementsprechend ist die Anschaltung durch den Auswerteblock 64 auszuführen. Hierbei muss jedoch gewährleistet sein, dass die Schalter 65, 66, 67, 68 bei Indikation durch das Signal RFD schließen und bei Nicht-Indikation durch das Signal RFD wieder öffnen.
Gemäß einer Modifikation der Schaltung von 4 sind nur die Schalter 65, 67 vorhanden. Somit ist die jeweilige Schutzschaltung 61, 62 noch mit Masse verbunden, wenn die Hochfrequenzstörung vorliegt.
Die Lösung der Vorrichtung 60B ist ebenso wirksam gegen Hochfrequenzstörungen, wie in Bezug auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele beschrieben. Jedoch ist die Lösung der Vorrichtung 60B im Vergleich zu den Lösungen der Vorrichtungen 60, 60A aufwändiger, da die vier zusätzlichen Schalter 65, 66, 67, 68 erforderlich sind.
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Vorrichtungen 60, 60A, 60B, der Teilnehmerstationen 10, 20, 30, der Sende-/Empfangseinrichtung 12, 22, 32, des Bussystems 1 und des darin ausgeführten Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder deren Modifikationen beliebig kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
Auch wenn die Vorrichtungen 60, 60A, 60B in Bezug auf das CAN-Bussystem beschrieben sind, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Vorrichtungen 60, 60A, 60B der Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen sind alternativ in anderen Bussystemen, also nicht nur bei CAN- und CAN-FD-Netzwerken, einsetzbar. Auch wenn sich die durch die Vorrichtungen 60, 60A, 60B bewirkte Verbesserung in der Störfestigkeitsbelastung am stärksten bei differentiellen Signalübertragungen auswirkt, sind die Vorrichtungen 60, 60A, 60B nicht auf eine solche Anwendung beschränkt. Die Vorrichtungen 60, 60A, 60B können in gleicher Weise für Bussysteme ohne differenzielle Signalübertragung wie beispielsweise Ethernet, USB (Universal Serial Bus = Universeller serieller Bus), LIN (Local Interconnect Network = lokales Zwischenverbindungsnetzwerk), SPI (Serial Peripheral Interface = serielle Peripherieschnittstelle) oder I²C (Inter-Integrated Circuit = Bus zur geräteinternen Kommunikation) zum Einsatz kommen. In diesem Fall ist nur eine der Schutzschaltungen 61, 62 erforderlich.
Außerdem sind die Vorrichtungen 60, 60A, 60B bei allen anderen Physical Layer Schnittstellen mit vergleichbaren Anforderungen anwendbar, wobei der Physical Layer der Bitübertragungsschicht oder Schicht 1 des bekannten OSl-Modells (Open Systems Interconnection Modell) entspricht.
Zudem sind die Vorrichtungen 60, 60A, 60B in einem parallelen Bussystem einsetzbar, wie beispielsweise bei einer steuergerätinternen Kommunikation, insbesondere in einem Mikrocontroller.
Das zuvor beschriebene Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen ist anhand eines auf dem CAN-Protokoll basierenden Bussystems beschrieben. Das Bussystem 1 gemäß den Ausführungsbeispielen kann jedoch auch eine andere Art von Kommunikationsnetz sein, bei welchem Daten seriell mit zwei verschiedenen Bitraten übertragbar sind. Es ist vorteilhaft, jedoch nicht zwangsläufige Voraussetzung, dass bei dem Bussystem 1 zumindest für bestimmte Zeitspannen ein exklusiver, kollisionsfreier Zugriff einer Teilnehmerstation 10, 20, 30 auf einen gemeinsamen Kanal gewährleistet ist.
Die Anzahl und Anordnung der Teilnehmerstationen 10, 20, 30 in dem Bussystem 1 der Ausführungsbeispiele ist beliebig. Es ist möglich, dass eine oder mehrere der Teilnehmerstationen 10 oder 20 oder 30 in dem Bussystem 1 vorhanden sind.

Claims

Vorrichtung (60; 60A; 60B) für eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) eines Bussystems (1), mit einer Schutzschaltung (61; 62), die zwischen einer Busleitung (41; 42) des Busses (40) und Masse angeordnet ist, wobei die Schutzschaltung (61; 62) einen ersten Transistor (611; 621) und einen zweiten Transistor (612; 622), die in Reihe geschaltet sind, und einen Widerstand (614; 624) aufweist, der an seinem einen Ende mit einem Steueranschluss des zweiten Transistors (612; 622) und an seinem anderen Ende mit Masse verbunden ist, und einem Auswerteblock (64) zum Auswerten eines Indikatorsignals (RFD), welches anzeigt, ob auf dem Bus (40) eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und zum Schalten des zwischen Busleitung (41; 42) und Masse wirksamen Widerstandswerts des Widerstands (614; 624) auf der Grundlage der Auswertung des Indikatorsignals (RFD).
Vorrichtung (60; 60A; 60B) nach Anspruch 1, wobei das Bussystem (1) ein differentielles Bussystem ist, und wobei die Vorrichtung (60; 60A; 60B) aufweist die Schutzschaltung (61; 62) als erste Schutzschaltung (61), die zwischen eine erste Busleitung (41) und Masse geschaltet ist, und eine zusätzliche Schutzschaltung als zweite Schutzschaltung (62), die zwischen eine zweite Busleitung (42) und Masse geschaltet ist.
Vorrichtung (60; 60A; 60B) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Aufbau der ersten Schutzschaltung (61) und der zweiten Schutzschaltung (62) gleich ist.
Vorrichtung (60; 60A; 60B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Auswerteblock (64) ausgestaltet ist, den Widerstandswert des Widerstands (614; 624) zu verringern, wenn das Indikatorsignal (RFD) anzeigt, dass auf dem Bus (40) eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt.
Vorrichtung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, zudem mit einem Erfassungsblock (63) zur Erfassung, ob auf dem Bus (40) eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und zur Ausgabe des Indikatorsignals (RFD) mit dem Erfassungsergebnis an den Auswerteblock (64).
Vorrichtung (60B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, zudem mit mindestens einem Schalter (65; 67; 65, 66; 67, 68), der mit der Schutzschaltung (61; 62) verbunden ist, wobei der Auswerteblock (64) ausgestaltet ist, den mindestens einen Schalter (65; 67; 65, 66; 67, 68) zum Schalten der Schutzschaltung (61; 62) zwischen die Busleitung (41; 42) und Masse zu schalten, wenn das Indikatorsignal (RFD) anzeigt, dass auf dem Bus (40) keine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und wobei der Auswerteblock (64) ausgestaltet ist, den mindestens einen Schalter (65; 67; 65, 66; 67, 68) zum Trennen der Schutzschaltung (61; 62) von der Busleitung (41; 42) zu schalten, wenn das Indikatorsignal (RFD) anzeigt, dass auf dem Bus (40) eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt.
Sende-/Empfangseinrichtung (22) für eine Teilnehmerstation (20) eines Bussystems (1), mit einer Vorrichtung (60; 60A; 60B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtung (22) zum Senden von Nachrichten (45; 46) auf einen Bus (40) des Bussystems (1) und/oder zum Empfangen von Nachrichten (45; 46) von dem Bus (40) des Bussystems (1) ausgestaltet ist.
Teilnehmerstation (10; 20; 30) für ein Bussystem (1), mit einer Sende-/Empfangseinrichtung (12; 22; 32) zum Senden von Nachrichten (45; 46) auf einen Bus (40) des Bussystems (1) und/oder zum Empfangen von Nachrichten (45; 46) von dem Bus (40) des Bussystems (1), und einer Vorrichtung (60; 60A; 60B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Teilnehmerstation (10; 20; 30) nach Anspruch 8, wobei die Vorrichtung (60; 60A; 60B) in die Sende- und Empfangseinrichtung (12; 22; 32) integriert ist.
Teilnehmerstation (10; 20; 30) nach Anspruch 8 oder 9, zudem mit einer Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) zum Erzeugen und Senden von Nachrichten (45; 46) an die Sende- und Empfangseinrichtung (12; 22; 32) und zum Empfangen und Auswerten von Nachrichten (45; 46) von der Sende- und Empfangseinrichtung (12; 22; 32), wobei die Kommunikationssteuereinrichtung (11; 21; 31) ausgestaltet ist, die Nachrichten (45; 46) derart zu erzeugen, dass in einer ersten Kommunikationsphase zum Senden der Nachrichten (45; 46) auf den Bus (40) zwischen den Teilnehmerstationen (10; 20, 30) des Bussystems (1) ausgehandelt wird, welche der Teilnehmerstationen (10; 20; 30) in einer nachfolgenden zweiten Kommunikationsphase zumindest zeitweise einen exklusiven, kollisionsfreien Zugriff auf den Bus (40) des Bussystems (1) hat.
Bussystem (1), mit einem Bus (40), mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30), welche über den Bus (40) derart miteinander verbunden sind, dass sie seriell miteinander kommunizieren können, und mindestens einer Vorrichtung (60; 60A; 60B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für mindestens eine Busleitung (41; 42) des Busses (40).
Bussystem (1) nach Anspruch 11, wobei die mindestens zwei Teilnehmerstationen (10; 20; 30) mindestens eine Teilnehmerstation (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 aufweisen.
Verfahren zum Erhöhen der Einstrahlfestigkeit gegenüber Hochfrequenzstörungen an Bussignalen in einem Bussystem (1), wobei das Verfahren die Schritte aufweist Senden einer Nachricht (45; 46) in dem Bussystem (1) über einen Bus (40), für dessen Busleitung (41; 42) eine Schutzschaltung (61; 62) vorgesehen ist, die zwischen einer Busleitung (41; 42) des Busses (40) und Masse angeordnet ist, wobei die Schutzschaltung (61; 62) einen ersten Transistor (611; 621) und einen zweiten Transistor (612; 622), die in Reihe geschaltet sind, einen Widerstand (614; 624), der an seinem einen Ende mit einem Steueranschluss des zweiten Transistors (612; 622) und an seinem anderen Ende mit Masse verbunden ist, und einen Auswerteblock (64) aufweist, Auswerten, mit dem Auswerteblock (64), eines Indikatorsignals (RFD), welches anzeigt, ob auf dem Bus (40) eine Hochfrequenzstörung vorliegt, die eine Verschlechterung des Bussignals bewirkt, und Schalten des zwischen Busleitung (41; 42) und Masse wirksamen Widerstandswerts des Widerstands (614; 624) auf der Grundlage der Auswertung des Indikatorsignals (RFD).