DE102020101644A1

DE102020101644A1 - Verfahren zum Verringern von Funkstörungen

Info

Publication number: DE102020101644A1
Application number: DE102020101644.1A
Authority: DE
Inventors: Robin Gruber; Thomas Gumpert
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2040-01-25
Also published as: DE102020101644B4

Abstract

Bei dem Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wird eine einzige Empfangsfrequenz vorgegeben. Als n-te Harmonische, mit n als natürliche Zahl einschließlich Null, wird diejenige Harmonische der oberen oder der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes ermittelt, die gleich der Empfangsfrequenz ist oder dieser am nächsten kommt. Die Betriebsfrequenz wird derart gewählt, dass die Empfangsfrequenz in der Mitte zwischen der Frequenz der n-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz und der Frequenz der (n+1)-ten oder (n-1)-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz liegt.

Description

Einleitung und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist.
Elektronische Baugruppen, welche schnell schaltende Elemente enthalten - das können Schaltregler von Stromversorgungen, Motorinverter oder digitale Schaltungen sein - bergen immer die Problematik hochfrequenter elektromagnetischer Störemissionen in sich, die mit verschiedenen Techniken so weit reduziert werden müssen (EMV), dass keine Beeinflussung von Funkdiensten stattfindet, welche ihrerseits elektromagnetische Wellen zur Übertragung von Information einsetzen.
Vernünftigerweise wird man im ersten Schritt zur Reduktion von Störemissionen eine Optimierung des Schaltungslayouts hinsichtlich der Vermeidung von größeren hochfrequenten Stromschleifen, eine Schirmung von Baugruppen und/oder einer ausreichenden Filterung von zu- und abgehenden Signalen durchführen. Bei einigen Systemen sind diese Maßnahmen beispielsweise deshalb aber noch nicht ausreichend, weil eine ausreichende elektromagnetische Dichtigkeit des Gehäuses nicht sichergestellt werden kann oder Filter für abgehende Signale zu groß und schwer für die Applikation wären.
In diesem Fall behilft man sich üblicherweise damit, dass der Takt, mit dem das Störungen emittierende System betrieben wird, mit einem speziell geformten Rauschen phasen- oder frequenzmoduliert wird (Spread Spectrum Clocking, siehe 1). Das hat zur Folge, dass sowohl die Grundwelle als auch die Harmonischen des Taktes, die aufgrund der hohen Genauigkeit und Frequenzstabilität des erzeugenden Oszillators (z.B. Quarzoszillator) normalerweise im Spektralbereich betrachtet scharfe Nadeln mit hoher Amplitude produzieren, nun über einen breiteren Frequenzbereich „verschmiert“ werden, was bedeutet, dass die Nadeln im Frequenzbereich verbreitert werden und ihre Höhe verringert wird. Die enthaltene Energie bleibt dabei gleich.
Das ist sicherlich ein guter Ansatz, wenn es darum geht, Grenzwerte einzuhalten, die eine maximale (Signal-)Stärke (Amplitude) der emittierten Störungen im Frequenzbereich vorgeben. Will man aber ein Störungen emittierendes System in der Nähe eines Funkempfängers benutzen, der auch noch schwache schmalbandige Signale empfangen können muss, kann genau dieser Ansatz zu einer Verschlechterung führen, wenn eine Verbreiterung der Störung bewirkt, das ein vorher zufällig zwischen zwei Oberwellennadeln liegender und damit ungestörter Nutzträger aufgrund der Verbreiterung des Oberwellenspektrums nun gestört wird.
US 8 626 102 B1 betrifft ein FM-Radio mit einem „host interface“, welches mit einer bestimmten „clock rate“ betrieben wird. Die Harmonischen der „clock rate“ können zu einer Interferenz beim FM-Empfang führen. Daher wird die „clock rate“ so eingestellt, dass auch deren Harmonischen nicht mit der Empfangsfrequenz interferieren.
US 2009/0141526 A1 betrifft ein System mit Schaltspannungsreglern, deren Schaltfrequenz einstellbar ist. Gemäß der D2 wird die Schaltfrequenz der Schaltspannungsregler so gesteuert, dass deren Harmonischen nicht mit bestimmten Frequenzbereichen interferieren.
Beschreibung des Verfahrens
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verringerung von Funkstörungen anzugeben, mit denen sich die Auswirkungen von Störemissionen auf den Betrieb von Empfangsgeräten weiter verringern lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor ein Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren

- eine einzige Empfangsfrequenz vorgegeben wird,
- als n-te Harmonische, mit n als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der oberen oder der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes ermittelt wird, die gleich der Empfangsfrequenz ist oder dieser am nächsten kommt, und
- die Betriebsfrequenz derart gewählt wird, dass die Empfangsfrequenz in der Mitte zwischen der Frequenz der n-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz und der Frequenz der (n+1)-ten oder der (n-1)-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz liegt.

Je nach Wahl der natürlichen Zahl (einschließlich Null) für n ergeben sich also verschiedene Fallunterscheidungen (siehe weiter unten unter 2.1), wobei im Rahmen der Erfindung die 0-te Harmonische der Betriebsfrequenz als die Grundwelle der Betriebsfrequenz definiert ist und die (-1)-te Harmonische der Betriebsfrequenz als 0 Hertz definiert ist.
Alternativ wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren

- mindestens zwei Empfangsfrequenzen vorgegeben werden, mit n als natürliche Zahl größer als oder gleich 2,
- für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen ermittelt werden
- - als m-te Harmonische (hmax (n)), mit m als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt, und
- - als k-te Harmonische (h_min (n)), mit k als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der oberen Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt,
- für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen potentielle optimale Betriebsfrequenzen bestimmt werden, indem für die Werte hmin (n) + 1/2, hmin (n) + 1 + 1/2, hmin (n) + 2 + 1/2, ..., hmax (n) - 1 + 1/2 als Divisor jeweils der Quotient mit der Empfangsfrequenz als Dividend ermittelt wird und die Ergebnisse der Divisionen die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen sind,
- die sich aus der Bestimmung der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen für sämtliche n Eingangsfrequenzen ergebenden Ergebnisse nach aufsteigenden oder nach absteigenden potentiell optimalen Betriebsfrequenzen mit den diesen jeweils zugeordneten Empfangsfrequenzen in einer Liste mit Einträgen für die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen und die diesen jeweils zugehörigen Empfangsfrequenzen sortiert werden,
- die Liste beginnend mit entweder ihrem ersten Eintrag oder ihrem letzten Eintrag sukzessive durchsucht wird zur Bildung von Gruppen von Einträgen der Liste, wobei pro Gruppe für jede der n Empfangsfrequenzen mindestens ein Eintrag der Liste enthalten ist und die Bildung einer Gruppe abgebrochen wird, sofern dieser Gruppe beim sukzessiven Durchsuchen der Liste für die Empfangsfrequenz des ersten Eintrags dieser Gruppe ein weiterer Eintrag aus der Liste mit der Empfangsfrequenz ihres ersten Eintrags hinzugefügt wird, ohne dass die Gruppe bereits Einträge für sämtliche n Empfangsfrequenzen umfasst, wobei
- - die erste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von ihrem ersten oder von ihrem letzten Eintrag gebildet wird,
- - die nächste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von deren zweiten oder deren vorletzten Eintrag gebildet wird und
- - dergestalt fortgefahren wird, bis die Liste weniger noch zu durchsuchende Einträge aufweist, als Empfangsfrequenzen vorgegeben sind,
- pro gebildeter Gruppe von Listeneinträgen der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen ermittelt wird und die jeweiligen Abweichungen dieser potentiell optimalen Betriebsfrequenzen von dem Mittelwert ermittelt werden,
- jeder Gruppe ein Eignungsparameter zugeordnet wird, und zwar anhand der Größen der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand eines aus den Größen der Abweichungen oder der Größe einer der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand der Größe ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen, und
- als Betriebsfrequenz der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen derjenigen Gruppe gewählt wird, deren Eignungsparameter einer vorgegebenen Anforderung an den noch zulässigen Grad von Störungen des oder der Empfangsgeräte durch die störende elektronische Einheit oder die störenden elektronischen Einheiten am nächsten kommt.

Bei dieser Variante der Erfindung gilt, dass dann, wenn m und/oder k gleich null ist bzw. sind, die 0-te Harmonische als die untere Grenzfrequenz bzw. die obere Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes der elektrischen Einheit definiert ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass für jede Gruppe als maximal vom Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz diejenige Betriebsfrequenz ermittelt wird, deren Abweichung vom Mittelwert, gegebenenfalls quadratisch oder unter Berücksichtigung einer anderen Potenz bewertet oder in Abhängigkeit von den Größen der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen oder der Größe des Bereichs von der kleinsten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bis zur größten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bewertet, maximal ist, und dass als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt wird, deren maximal vom jeweiligen Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz über alle Gruppen betrachtet die kleinste Abweichung vom jeweiligen Mittelwert aufweist.
Schließlich kann vorzugsweise als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt werden, zu deren Mittelwert die kleinste Standardabweichung gehört.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:

1 ein Beispiel für das bereits oben erwähnte Spread Spectrum Clocking,
2 die Positionen von Empfangsfrequenzen mit schematisch dargestellten Oberwellen gemäß einem weiter unten beschriebenen Beispiel,
3 eine Netzwerktopologie für die Kommunikation zwischen sich möglicherweise störenden Teilnehmer und
4 eine Topologie mit auf die Teilnehmer „verteilte“ Intelligenz.

Die im Folgenden vorgestellte Erfindung beschreitet einen anderen Weg als der Stand der Technik. Dabei wird zum einen angenommen, dass eine Filterung und Schirmung des lokalen Störers bereits soweit erfolgt ist, dass außer dem lokalen Empfänger keine weiteren Funkdienste gestört werden. Zum anderen wird vorausgesetzt, dass es möglich ist, den Takt, d.h. die Betriebsfrequenz (nachfolgend auch als Taktfrequenz bezeichnet) des Störers in gewissen Grenzen zu variieren, ohne dass dessen eigentliche Funktion leidet, was aber sowohl z.B. bei Schaltreglern als auch bei Motorinvertern als auch z.B. bei vielen digitalen Schaltungen keinen höheren technischen Aufwand darstellt. Des Weiteren ist die Erfindung insbesondere für solche Systeme geeignet, bei denen die Taktfrequenz so hoch ist und die spektrale Breite der Grundwelle der Störaussendung und der jeweiligen Harmonischen der Störaussendung so gering ist, dass der zu empfangene Träger, d.h. die vor Störungen zu bewahrende Empfangsfrequenz, noch zwischen die Harmonischen passen kann. Dies ist bei den meisten digitalen Systemen der Fall und kann auch für viele Netzteile und teilweise für Motorinverter mit hoher PWM-Frequenz und langsamer Modulation gewährleistet werden.
Das Grundprinzip der Störvermeidung nach der Erfindung besteht darin, eine Taktfrequenz einer Baugruppe zu wählen, die zwei Harmonische aufweist, zwischen denen die Taktfrequenz möglichst mittig zu liegen kommt. Um eine gute Allgemeingültigkeit zu erreichen, wird im Weiteren davon ausgegangen, dass im Spektrum des Störers sowohl ungeradzahlige als auch geradzahlige Harmonische enthalten sind - der seltenere Fall, dass durch gute Symmetrie nur ungeradzahlige Oberwellen produziert werden, sei hier vernachlässigt.
Im ersten Schritt soll die Taktfrequenz (Betriebsfrequenz) einer störenden elektronischen Einheit im Folgenden nur für eine einzelne Empfangsfrequenz optimiert werden. Dazu muss diejenige Betriebsfrequenz bestimmt werden, für die möglichst exakt die Empfangsfrequenz das n+1/2-fache dieser Taktfrequenz beträgt (mit n aus der Menge der natürlichen Zahlen einschließlich Null).
Optimieren der Taktfrequenz auf eine (einzelne) Empfangsfrequenz
Insoweit wird also zur Lösung der obigen Aufgabe mit der Erfindung gemäß einer ersten Variante der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren

Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, dass eine getaktet betriebene und insoweit eine Störemission und ein Störemissionsspektrum aussendende elektronische Einheit hinsichtlich ihrer Betriebsfrequenz, bei der schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren der elektronischen Einheit arbeiten, innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes veränderbar ist, ohne dass die Performance der elektronischen Einheit darunter leidet bzw. spürbar leidet. Bei der ersten Variante der Erfindung wird nun die Betriebsfrequenz derart gewählt, dass die Empfangsfrequenz möglichst exakt in der Mitte zwischen den Frequenzen zweier benachbarter Harmonischer der Betriebsfrequenz liegt. Dazu wird zunächst entweder von der oberen oder von der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes ausgehend diejenige Harmonische ermittelt, die gleich der Empfangsfrequenz ist oder dieser am nächsten kommt. Es sei angenommen, dass es sich bei dieser Harmonischen um die n-te Harmonische, mit n als natürliche Zahl einschließlich Null, handelt. Die Betriebsfrequenz wird nun derart gewählt, dass die Empfangsfrequenz in der Mitte zwischen der Frequenz der n-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz und der Frequenz (n+1)-ten oder (n-1)-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz liegt.
Da bei dieser ersten Variante der Erfindung die Taktfrequenz, d.h. die Betriebsfrequenz der störenden elektronischen Einheit für nur eine Empfangsfrequenz f_RX zu optimieren ist, ist die optimale Taktrate f_CLKopt nahe der für das System noch zulässigen maximalen Taktrate f_CLKmax zu suchen, da hier die Abstände zwischen den einzelnen Harmonischen besonders groß werden und dem Nutzträger, d.h. für die Empfangsfrequenz, daher besonders viel Raum lassen. Die benutzte Runden-Funktion rundet mathematisch auf (ab 0,5) oder rundet mathematisch ab (kleiner als 0,5). $f_{C L K o p t} = \frac{f_{R X}}{r u n d e n (\frac{f_{RX}}{f_{C L C m a x}}) + \frac{1}{2}}$
Die Vorgehensweise wird nachfolgend anhand eines Beispiels erläutert. Es sei angenommen, dass der Motorinverter für einen BLDC-Motor, der mit einer Betriebsfrequenz zwischen 7 kHz (f_CLKmin) und 10 kHz (f_CLKmax) getaktet werden kann, den deutschen Zeitzeichenempfang (77,5 kHz) einer Funkuhr stört und insoweit optimiert werden soll. Die 8. Harmonische von 10 kHz, also 80 kHz, kommt der Empfangsfrequenz von 77,5 kHz der Bordfunkuhr, die nicht gestört werden soll, am nächsten (die 7. Harmonische liegt bei 70 kHz und die 9. Harmonische bei 90 kHz und damit liegen diese beiden Harmonischen von 77,5 kHz weiter entfernt als die 8. Harmonische), so dass die Inverterfrequenz so gewählt wird, dass die Empfangsfrequenz genau zwischen der 8. und der 9. Oberwelle (Harmonischen) der gewählten Inverterfrequenz zu liegen kommt. Entsprechend wird die Inverterfrequenz mit 9,118 kHz gewählt.
Das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren gemäß der ersten Alternative funktioniert auch, wenn für n 0 oder 1 eingesetzt wird. Im erstgenannten Fall liegt dann die gesuchte Betriebsfrequenz zwischen der 0-ten Harmonischen, das heißt der Grundwelle der Betriebsfrequenz, und entweder der ersten Harmonischen oder der (-1)-ten Harmonischen, das heißt 0 Hertz, während im zweitgenannten Fall, also für n=1, die gesuchte Betriebsfrequenz zwischen ihrer ersten Harmonischen und entweder ihrer zweiten Harmonischen oder ihrer 0-ten Harmonischen, das heißt der Grundwelle der Betriebsfrequenz liegt.
Optimieren der Taktfrequenz auf mehrere Empfangsfrequenzen
Schwieriger und leider nicht immer möglich ist die Optimierung der Taktfrequenz auf mehrere Empfangsfrequenzen gleichzeitig.
Zur Lösung der obigen Aufgabe unter der zuvor genannten Bedingung wird gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren

- mindestens zwei Empfangsfrequenzen vorgegeben werden, mit n als natürliche Zahl größer als oder gleich 2,
- für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen ermittelt werden
- - als m-te Harmonische (hmax (n)), mit m als natürliche Zahl einschließlich Null, die Harmonische der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt, und
- - als k-te Harmonische (h_min (n)), mit k als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der oberen Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt,
- für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen potentielle optimale Betriebsfrequenzen bestimmt werden, indem für die Werte hmin (n) + 1/2, hmin (n) + 1 + 1/2, hmin (n) + 2 + 1/2, ..., hmax (n) - 1 + 1/2 als Divisor jeweils der Quotient mit der Empfangsfrequenz als Dividend ermittelt wird und die Ergebnisse der Divisionen die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen sind,
- die sich aus der Bestimmung der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen für sämtliche n Eingangsfrequenzen ergebenden Ergebnisse nach aufsteigenden oder nach absteigenden potentiell optimalen Betriebsfrequenzen mit den diesen jeweils zugeordneten Empfangsfrequenzen in einer Liste mit Einträgen für die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen und die diesen jeweils zugehörigen Empfangsfrequenzen sortiert werden,
- die Liste beginnend mit entweder ihrem ersten Eintrag oder ihrem letzten Eintrag sukzessive durchsucht wird zur Bildung von Gruppen von Einträgen der Liste, wobei pro Gruppe für jede der n Empfangsfrequenzen mindestens ein Eintrag der Liste enthalten ist und die Bildung einer Gruppe abgebrochen wird, sofern dieser Gruppe beim sukzessiven Durchsuchen der Liste für die Empfangsfrequenz des ersten Eintrags dieser Gruppe ein weiterer Eintrag aus der Liste mit der Empfangsfrequenz ihres ersten Eintrags hinzugefügt wird, ohne dass die Gruppe bereits Einträge für sämtliche n Empfangsfrequenzen umfasst, wobei
- - die erste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von ihrem ersten oder von ihrem letzten Eintrag gebildet wird,
- - die nächste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von deren zweiten oder deren vorletzten Eintrag gebildet wird und
- - dergestalt fortgefahren wird, bis die Liste weniger noch zu durchsuchende Einträge aufweist, als Empfangsfrequenzen vorgegeben sind,
- pro gebildeter Gruppe von Listeneinträgen der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen ermittelt wird und die jeweiligen Abweichungen dieser potentiell optimalen Betriebsfrequenzen von dem Mittelwert ermittelt werden,
- jeder Gruppe ein Eignungsparameter zugeordnet wird, und zwar anhand der Größen der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand eines aus den Größen der Abweichungen oder der Größe einer der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand der Größe ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen, und
- als Betriebsfrequenz der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen derjenigen Gruppe gewählt wird, deren Eignungsparameter einer vorgegebenen Anforderung an den noch zulässigen Grad von Störungen des oder der Empfangsgeräte durch die störende elektronische Einheit oder die störenden elektronischen Einheiten am nächsten kommt.

_RX

Zunächst wird für alle Empfangsfrequenzen jeweils bestimmt, die wievielte Harmonische der niedrigsten Taktfrequenz (also die höchste Harmonische h_max(n)) und die wievielte Harmonische der höchsten möglichen Taktfrequenz (also die niedrigste Harmonische h_min(n)) der betreffenden Empfangsfrequenz am nächsten kommt. Das schränkt den Bereich ein, der nach einer optimalen Frequenz durchsucht werden muss. $h_{m i n} (n) = r u n d e n (\frac{f_{RX} (n)}{f_{C L K m a x}})$
$h_{m a x} (n) = r u n d e n (\frac{f_{RX} (n)}{f_{C L K m i n}})$
Für ein Beispiel sei der zulässige Frequenzbereich eines Elektroautoinverters von 7 kHz bis 10 kHz angenommen, wobei aber gleichzeitig das Erfordernis auf Störungsarmut mit dem bei 77,5 kHz sendenden deutschen, mit dem bei 60 kHz sendenden britischen und mit dem bei 162 kHz sendenden französischen Zeitzeichensender erfüllt sein soll.

Es ergeben sich die Einträge der Tabelle 1: Tabelle 1

n	f_RX(n)	h_min(n)	h_max(n)
1	60 kHz	6 (6 × 10 kHz = 60 kHz)	9 (9 × 7 kHz = 63 kHz)
2	77,5 kHz	8 (8 × 10 kHz = 80 kHz)	11 (11 × 7 kHz = 77 kHz)
3	162 kHz	16 (16 × 10 kHz = 160 kHz)	23 (23 × 7 kHz = 161 kHz)

Zur Tabelle 1 sei Folgendes gesagt. Die niedrigste Harmonische h_min(n) der höchsten zulässigen Betriebsfrequenz von 10 kHz des Inverters, die der Frequenz von 60 kHz des britischen Zeitzeichensenders am nächsten kommt (und in diesem Sonderfall gleich der Zeitzeichensender-Frequenz ist), ist die 6. Harmonische. Die (höchste) Harmonische h_max(n) der niedrigsten zulässigen Betriebsfrequenz von 7 kHz des Inverters, die der Frequenz des britischenn Zeitzeichensenders am nächsten kommt, ist die 9. Harmonische, die bei 63 kHz liegt und somit um 3 kHz von der Frequenz von 60 kHz abweicht. Die 10. Harmonische weicht um weitere 7 kHz, also um 10 kHz ab, während die 8. Harmonische bei 56 kHz liegt und mit 4 kHz um mehr von der Frequenz von 60 kHz abweicht als die 9. Harmonische. Die Werte in den beiden anderen Zeilen der Tabelle ergeben sich dementsprechend.

Im nächsten Schritt wird für jede der Empfangsfrequenzen und jede der zugehörigen Harmonischen von hmin bis eine Harmonische geringer als hmax, also bis hmax-1, die dafür jeweils potentiell optimale Taktfrequenz gemäß nachfolgender Formel

f_{C L K o p t} = \frac{f_{R X}}{h + \frac{1'}{2}}

mit h = h_min(n), h_min(n+1), ... h_max(n-1), bestimmt und in eine Liste aufgenommen (siehe Tabelle 2). Tabelle 2

f_RX(n)	f_CLKopt	für h+1/2
60 kHz	9231 Hz	6,5
60 kHz	8000 Hz	7,5
60 kHz	7059 Hz	8,5
77,5 kHz	9118 Hz	8,5
77,5 kHz	8158 Hz	9,5
77,5 kHz	7381 Hz	10,5
162 kHz	9818 Hz	16,5
162 kHz	9257 Hz	17,5
162 kHz	8756 Hz	18,5
162 kHz	8307 Hz	19,5
162 kHz	7902 Hz	20,5
162 kHz	7534 Hz	21,5
162 kHz	7200 Hz	22,5

Diese Liste wird nun nach aufsteigenden (oder absteigenden) potentiell optimalen Taktfrequenzen f_CLKopt sortiert (siehe die zweite und dritte linke Spalte der Tabelle 3). Tabelle 3

Lfd. Nr.	f_RX(n)	f_CLKopt	Gruppierung
1	60 kHz	7059 Hz
2	162 kHz	7200 Hz
3	77,5 kHz	7381 Hz
4	162 kHz	7534 Hz
5	162 kHz	7902 Hz
6	60 kHz	8000 Hz
7	77,5 kHz	8158 Hz
8	162 kHz	8307 Hz
9	162 kHz	8756 Hz
10	77,5 kHz	9118 Hz
11	60 kHz	9231 Hz
12	162 kHz	9257 Hz
13	162 kHz	9818 Hz

Danach wird von einem Ende der Liste her beginnend (in diesem Beispiel mit dem ersten Eintrag beginnend) eine Gruppe gebildet, für die jeweils solange die nächste Zeile aus der sortierten Liste hinzufügt wird, bis für alle n Empfangsfrequenzen in der Gruppe ein Eintrag vorhanden ist. Wird dabei ein Eintrag einer Empfangsfrequenz hinzugefügt, für die bereits ein Eintrag existiert, bevor für sämtliche Empfangsfrequenzen ein Eintrag enthalten ist, so kann der erste Eintrag dieser Empfangsfrequenz wieder entfernt werden (anders ausgedrückt wird die Bildung der Gruppe abgebrochen).
Dieses Verfahren soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Tabelle 3 nochmals erläutert werden.
Wie zuvor erwähnt, wird mit dem 1. Eintrag der Tabelle 3 begonnen. Nach drei Einträgen ist eine Gruppe gebildet, die Einträge aus der Liste für sämtliche drei Empfangsfrequenzen umfasst. Damit ist die Bildung der ersten Gruppe (erfolgreich) abgeschlossen.
Nun wird die nächste Gruppe ausgehend vom 2. Eintrag der Tabelle 3 gebildet. Der 3. Eintrag dieser Gruppe, d.h. der 4. Eintrag der Tabelle 3, betrifft einen Eintrag für die Empfangsfrequenz des 1. Eintrags dieser Gruppe, die bis zu diesem Zeitpunkt des sukzessiven Durchsuchens der Tabelle lediglich Einträge für zwei der drei Empfangsfrequenzen umfasst. Da der 3. Eintrag dieser Gruppe (4. Listeneintrag gemäß Tabelle 3) aber die gleiche Empfangsfrequenz betrifft wie der 1. Eintrag der Gruppe (2. Listeneintrag der Tabelle 3), wird die Bildung der Gruppe abgebrochen und die Gruppe insgesamt verworfen.
Anschließend beginnt man mit der Bildung der nächsten Gruppe, und zwar ausgehend vom 3. Listeneintrag der Tabelle 3. Nach vier weiteren Listeneinträgen (Listeneinträge 4 bis 6 der Tabelle 3) ist eine Gruppe entstanden, die Einträge für sämtliche drei Empfangsfrequenzen umfasst, wobei die Empfangsfrequenz 162 kHz doppelt erscheint, was aber für die Gruppenbildung ohne Auswirkung ist, da es sich bei dieser „doppelt erwähnten“ Empfangsfrequenz nicht um diejenige Empfangsfrequenz des 1. Eintrags dieser Gruppe handelt.
Danach wird begonnen mit der Bildung der nächsten Gruppe, und zwar ausgehend vom 4. Listeneintrag der Tabelle 3. Bereits der nächste, also der 5. Listeneintrag der Tabelle 3 betrifft wiederum die gleiche Empfangsfrequenz, weshalb die Gruppenbildung abgebrochen wird.
Ausgehend vom nächsten Listeneintrag (Eintrag Nr. 5) der Tabelle 3 wird nun wieder erfolgreich eine Gruppe gebildet, und zwar mit den Listeneinträgen 5, 6 und 7 der Tabelle 3.
Vom Listeneintrag Nr. 6 der Tabelle 3 aus wird versucht, die nächste Gruppe zu bilden. Während der Eintrag Nr. 6 die Empfangsfrequenz 60 kHz betrifft, betreffen die beiden Folgeeinträge Nr. 7 und Nr. 8 die beiden weiteren Empfangsfrequenzen, so dass die Einträge 6, 7 und 8 eine weitere Gruppe bilden.
Von dem 7. Listeneintrag der Tabelle 3 ausgehend wird dann versucht, die nächste Gruppe zu bilden. Hier stellt man dann beim 10. Listeneintrag der Tabelle 3 fest, dass dieser Eintrag wiederum diejenige Empfangsfrequenz betrifft, die auch Gegenstand des 1. Eintrags der Gruppe (Listeneintrag 7 der Tabelle 3) zum Gegenstand hat. Damit wird diese Gruppe verworfen bzw. die Gruppenbildung abgebrochen.
Ausgehend vom 8. Listeneintrag der Tabelle 3 wird dann versucht, die nächste Gruppe aufzubauen. Dies scheitert aber bereits beim 9. Listeneintrag der Tabelle 3, da dieser nämliche die gleiche Empfangsfrequenz betrifft wie der 8. Listeneintrag der Tabelle 3.
Mit dem 9. Listeneintrag der Tabelle 3 beginnt dann die Bildung der nächsten Gruppe, die nach zwei weiteren Listeneinträgen der Tabelle 3 erfolgreich abgeschlossen ist.
Danach wird mit dem 10. Listeneintrag der Tabelle 3 beginnend die nächste Gruppe aufgebaut, die nach der Übernahme der Listeneinträge 11 und 12 der Tabelle 3 abgeschlossen ist.
Die letzte mögliche Gruppe, die noch gebildet werden könnte, beginnt mit dem Listeneintrag 11 der Tabelle 3. Denn es folgen nämlich noch zwei weitere Listeneinträge, so dass so viele Listeneinträge wie in Betracht zu ziehende Empfangsfrequenzen (nämlich drei) existieren. Die Gruppe kann aber nicht erfolgreich gebildet werden, da in ihr nur für zwei der drei Empfangsfrequenzen Listeneinträge existieren.
In der Tabelle 3 sind die möglichen Gruppierungen mit den zugehörigen Listeneinträgen durch Umrahmungen graphisch kenntlich gemacht.

Nun wird für jede Gruppe der Mittelwert der optimalen Betriebsfrequenzen und die maximale Abweichung (bei Bedarf quadratisch oder in anderer Weise bewertet) der potentiell optimalen Betriebs-(Takt-)frequenzen von dem Mittelwert der Gruppe bestimmt (siehe Tabelle 4, in der pro Gruppe der Mittelwert und in Klammern die maximale Abweichung vom Mittelwert eingetragen ist). Tabelle 4

Lfd. Nr.	f_RX(n)	f_CLKopt	Mittelwert / (maximale Abweichung zum Optimum)
1	60 kHz	7059 Hz	7213 (168)
2	162 kHz	7200 Hz
3	77,5 kHz	7381 Hz		7704 (296)
4	162 kHz	7534 Hz
5	162 kHz	7902 Hz			8020 (118)
6	60 kHz	8000 Hz				8155 (152)
7	77,5 kHz	8158 Hz
8	162 kHz	8307 Hz
9	162 kHz	8756 Hz					9035 (196)
10	77,5 kHz	9118 Hz						9201 (55)
11	60 kHz	9231 Hz
12	162 kHz	9257 Hz
13	162 kHz	9818 Hz

Abschließend muss noch diejenige Gruppe ausgewählt werden, die die geringste Abweichung zwischen ihrem Mittelwert und ihren potentiell optimalen Taktfrequenzen aufweist (siehe die umrahmte Gruppe in Tabelle 4), und damit erhält man die zu verwendende optimale Takt- bzw. Betriebsfrequenz für die störende Einheit. In diesem Beispiel beträgt die optimale Takt- bzw. Betriebsfrequenz 9201 Hz.
2 zeigt die Positionen der Empfangsfrequenzen mit den schematisch dargestellten Oberwellen des Inverters, wenn dieser bei 9201 Hz betrieben wird. Zwar ist die Inverterfrequenz nicht für sämtliche Empfangsfrequenzen gleichermaßen ideal, sie stellt jedoch in Summe über alle das globale Optimum dar.
Auch für viele Empfangsfrequenzen und hohe Harmonische arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren gemäß der zweiten Alternative sehr schnell. Das erlaubt auch bei einem Kanalwechsel des Empfängers ein schnelles Umkonfigurieren der störenden Einheit. Dazu sollte allerdings eine Datenverbindung zumindest unidirektional von dem oder den Empfangsgeräten zu dem oder den Störern vorhanden sein.
Insoweit von Vorteil ist es daher, dass der störenden Einheit signalisiert wird, bevor oder wenn das mindestens eine Empfangsgerät aktiviert wird, oder dass das mindestens eine Empfangsgerät eine veränderbare Empfangsfrequenz aufweist und der störenden Einheit signalisiert wird, bevor oder wenn es das mindestens eine Empfangsgerät seine Empfangsfrequenz ändert, und dass die mindestens eine störende Einheit auf eine solche Signalisierung hin ihre Betriebsfrequenz entsprechend dem Verfahren nach einer der beiden zuvor beschriebenen Varianten einstellt.
Die Signalisierung kann dabei erfolgen, indem das mindestens eine Empfangsgerät über ein Kommunikationsnetzwerk der mindestens einen störenden Einheit mitteilt, wann und bei welcher Empfangsfrequenz es arbeitet und/oder ob und wann es seine aktuelle Empfangsfrequenz auf eine andere Empfangsfrequenz ändert. Alternativ dazu kann die Signalisierung aber auch dadurch erfolgen, dass eine zentrale Steuereinheit den Betrieb des mindestens einen Empfangsgeräts und der mindestens einen störenden Einheit zur Vermeidung von Störungen des mindestens einen Empfangsgeräts durch die mindestens eine störende Einheit bei der aktuellen Empfangsfrequenz und bei der zukünftigen Empfangsfrequenz des mindestens einen Empfangsgeräts steuert.
Für beide weiter oben beschriebenen Verfahren der Anpassung der Betriebsfrequenz störender Einheiten kann gegebenenfalls vorgesehen sein, dass für jede Gruppe als maximal vom Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz diejenige Betriebsfrequenz ermittelt wird, deren Abweichung vom Mittelwert, gegebenenfalls quadratisch oder unter Berücksichtigung einer anderen Potenz bewertet oder in Abhängigkeit von den Größen der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen oder der Größe des Bereichs von der kleinsten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bis zur größten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bewertet, maximal ist, und dass als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt wird, deren maximal vom jeweiligen Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz über alle Gruppen betrachtet die kleinste Abweichung vom jeweiligen Mittelwert aufweist. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang möglich, dass als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt wird, zu deren Mittelwert die kleinste Standardabweichung gehört.
Bevorzugte Weiterbildungen (funkkanalvariabel)
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann auch ein Datenkanal in die Gegenrichtung vorhanden sein, der eine Anzeige der zu erwartenden Qualität eines am Empfänger gewählten Kanals oder die Empfehlung für bevorzugte Kanäle ermöglicht.
Um ein Qualitätsmaß Q für den gewählten Kanal (d.h. für die gewählte Empfangsfrequenz) oder die gewählten Kanäle (Empfangsfrequenzen) bestimmen zu können, wird wie folgt vorgegangen:
Für jeden betreffenden umschaltbaren Funkkanal n, d.h. für jede mögliche Empfangsfrequenz eines Empfangsgeräts, werden die Nummern der beiden beidseitig der betreffenden Empfangsfrequenz f_RX liegenden Harmonischen n_lo-wer(n) und n_higher(n) der Takt-(Betriebs-)frequenz bestimmt (oder aus der bisherigen Berechnung entnommen), so dass gilt: $n_{l o w e r} (n) = a b r u n d e n (\frac{f_{R X} (n)}{f_{C L K o p t}}); n_{h i g h e r} (n) = n_{l o w e r} (n) + 1$
Danach werden die Frequenzen dieser beiden Harmonischen berechnet und der Abstand zwischen der höchsten und der niedrigsten im Empfangssignal enthaltenen Frequenz und der jeweiligen Mitte der nächstliegenden Oberwelle bestimmt. Dieser Abstand wird dann noch durch die Nummer der Oberwelle geteilt, da eine spektrale Breite der Grundfrequenz des Taktes, d.h. die spektrale Breite der Betriebsfrequenz, eine proportional zur Zahl der Oberwelle größere Breite der Oberwelle erzeugt. Von den so erhaltenen beiden Werten wird noch das Minimum bestimmt. Im Folgenden wird dabei von einem Empfangssignal mit symmetrischem Spektrum und der Bandbreite B(n) ausgegangen: $Q = min (\frac{f_{R X} (n) - \frac{B (n)}{2} - f_{C L K o p t} \cdot n_{l o w e r} (n)}{n_{l o w e r (n)}}, \frac{f_{C L K o p t} \cdot n_{h i g h e r} (n) - f_{R X} (n) - \frac{B (n)}{2}}{n_{l o w e r (n)}}) \cdot 2$
Ist dieser Wert noch größer als die spektrale Breite der Grundwelle des Taktes, so ist nicht mit Störungen zu rechnen.
Entsprechend kann in einer bevorzugten Weiterbildung auch noch die spektrale Breite der Betriebsfrequenz (d.h. des Taktes) künstlich vergrößert werden, um mittels der eingangs erwähnten Spread Spectrum-Technik andere Funkstörungen zu vermeiden und die Einhaltung von Grenzwerten zu ermöglichen, bis die Betriebsfrequenz (der Takt) eine spektrale Breite entsprechend Q aufweist.
Anwendungsbeispiele
Die Erfindung lässt sich insbesondere bei einem der nachfolgenden Systeme einsetzen:

- Im Elektroflug zur Störvermeidung mit dem Flugfunk, insbesondere bei Motoren mit geringer Induktivität (z.B. bei hochdrehenden Motoren mit supraleitender Wicklung), welche hohe PWM-Frequenzen erfordern, die dadurch aber auch schnelle Flanken bedingen und damit starke emittierte Störungen
- In der Flugzeugtechnik bei der Erzeugung, Verteilung und Umsetzung der Bordstromversorgung um Schirmung und Filterung zur Gewichtseinsparung zu reduzieren
- Bei aktiven Balancern in Akkusystemen für mobile Applikationen
- Radioempfang (insbesondere Lang-, Mittel- und Kurzwelle) im Elektroauto
- Navigation und Bootsfunk bei Elektrobooten oder elektrisch unterstützten Bootsantrieben
- Im Navigationscomputer zur Vermeidung von Störungen mit dem Satellitenempfang verschiedener Navigationsdienste
- In Smartphones zur Verbesserung des Signal-/Störverhältnisses beim Empfang
- In Geräten zum Empfang und/oder zur Übertragung von digitalen oder analogen Informationen mittels elektromagnetischer Felder und Wellen (kurz Funkgeräte)
- Optimierung der internen System-, Bus- und Schnittstellentakte bei digitalen Daten- und Signalverarbeitungssystemen (beispielsweise Anpassung des Speicherbustaktes, des CPU-Taktes, des PCIe-Taktes zur Reduktion der Störung benachbarter oder zum System gehöriger Kommunikations- und Navigationssysteme in vorgegebenen Funkbändern. Beispielsweise Vermeidung einer Störung im Satellitennavigation durch CPU- oder Speichertakt)

Weitere Anwendung
Weiter oben ist bereits angesprochen, dass es sinnvoll sein kann, wenn störempfindliche Empfangsgeräte und störende Einheiten eines Systems insoweit kommunizieren bzw. von einer zentralen Einheit gesteuert werden, dass die Auswirkungen von Störungen minimiert sind. Wenn man die zuvor erwähnten Empfangsgeräte als „sensitive Teilnehmer“ und die zuvor erwähnten störenden Einheiten als „störende Teilnehmer“ eines Systems betrachtet, so betrifft die Erfindung also gemäß einem Nebenaspekt ein Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, zu denen sensitive und störenden Teilnehmer gehören. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur gezielten Verringerung von Funkstörungen in komplexen Systemen mit sensitiven und störenden Teilnehmern.
In modernen elektronischen Systemen werden auf vielfältige Weise Baugruppen oder Komponenten eingesetzt, die zyklisch geschalten oder getaktet werden. Die dabei genutzten Schaltfrequenzen beginnen technisch bei wenigen Hertz bis hin zu mehreren Gigahertz.
Grundsätzlich beeinflussen diese schaltenden Komponenten ihre Umgebung. Speziell in digital arbeitenden Systemen wird durch die diskreten Schaltzustände ein Störspektrum erzeugt, welches auch höhere Frequenzanteile enthält als den verwendeten Grundtakt. Die Grundfrequenzen und die zugehörigen Oberwellen können entweder leitungs- bzw. signalgebunden oder mittels elektromagnetischer Felder und Wellen abgestrahlt werden.
Diese Störemissionen können sich entweder auf andere Komponenten innerhalb einer elektronischen Schaltung, auf andere Baugruppen und Subsysteme innerhalb eines größeren elektronischen oder mechatronischen Systems oder auf andere technische Systeme innerhalb einer gewissen Einflusszone auswirken. Für gewöhnlich sind diese Beeinflussungen jedoch negativer Art. Um dies zu verbessern oder im Idealfall zu unterbinden, existieren verschiedenste Ansätze, die zum Beispiel bereits bei der speziellen Anordnung von Bauteilen und deren elektrischer Verbindungen auf Platinenebene beginnen. In nächster Instanz verwendet man Signalfilter oder Leistungsfilter für elektrische Verbindungen und arbeitet mit Schirmungen gegen elektromagnetische Felder und Wellen. Der Nachteil solcher Lösungen liegt meist darin, dass mehr Bauraum benötigt wird oder ein höheres Gesamtgewicht entsteht. In allen Fällen entstehen jedoch Mehrkosten durch zusätzliche Bauteile oder technische Aufwände.
Nach unterschiedlichen Normen existieren weltweit Grenzwerte für verschiedene Funkspektren, die eine gewisse Grundlage dafür bilden, mit welcher Störung eine elektrische Komponente entweder umgehen können muss bzw. wie hoch die maximale Störung sein darf, um diese in Verkehr zu bringen. Dies ist jedoch nur eine Einzelkomponentenbetrachtung, die nicht immer unter realen Bedingungen zu 100% funktioniert. So kann der Fall eintreten, dass Funkstörungen auftreten und sich auf Systemkomponenten auswirken, obwohl dieser Störer eigentlich den gesetzlich vorgegebenen Grenzwerten entspricht und diese einhält.
Innerhalb eines Systems können durchaus viele verschiedene Einzelkomponenten verbaut sein, die für sich genommen keine Probleme aufweisen. Im einfachsten Fall halten sich alle Systemteile für sich an die geltenden Spezifikationen und Richtlinien, es treten keine überlagerten Störungen auf und keine Komponente reagiert besonders sensibel auf schmalbandige Frequenzeinflüsse von außen. Leider ist das in realen Systemen nie zu 100% realisierbar. Für gewöhnlich testet man die Einzelelemente mit einer erhöhten Störfestigkeit und zugleich einem niedrigeren Grenzwert für das Aussenden von Störungen, um das Problem mit Überlagerungen in größeren Systemen zu umgehen.
Als Gesamtsystem wird immer eine Gruppierung von Einzelkomponenten angesehen, die entweder eine temporäre oder eine dauerhafte räumliche Verbindung aufweisen. Dabei kann es sich zum Beispiel um eine hohe Integrationsdichte innerhalb von Geräten handeln. Ebenfalls kann ein Systemcharakter auch über größere Distanzen vorhanden sein, wenn sich Teile und Subkomponenten zum Beispiel in Räumen oder ganzen Gebäuden verteilen. Die Gruppierung kann in ihrer Gesamtheit oder teilbezogen auch ortsveränderlich auftreten. Grundsätzlich dient ein System oder die Gruppierung von Subsystemen einem gemeinsamen Ziel und wird deswegen als Gesamtsystem angesehen.
Insoweit von Vorteil ist es, ein Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, die bei Nutzfrequenzen arbeiten, bei denen andere Teilnehmer Störemissionen aufweisen, und diesen anderen Teilnehmern anzugeben, das über eine verbesserte Performance verfügt.
Zu diesem Zweck wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, zu denen sensitive Teilnehmer, deren Betrieb bei vorgegebenen Nutzfrequenzen gestört sein kann, und störende Teilnehmer gehören, die Störemissionen unter anderem bei den Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer aussenden, vorgeschlagen, wobei bei dem Verfahren

- ein sensitiver Teilnehmer meldet, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert, wobei der sensitive Teilnehmer die besagte Nutzfrequenz für operative Zwecke nutzt, und
- ein störender Teilnehmer, der bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers Störemissionen aussendet, zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder bei der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers in spezieller Weise betrieben wird, und zwar durch Veränderung seines Betriebs und/oder durch Aufschalten von Störemissionsfiltern und/oder durch Deaktivierung des störenden Teilnehmers.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Teilnehmer eines komplexen Systems untereinander insoweit kommunizieren, als dass ein für Störemissionen sensitiver Teilnehmer, der bei einer Frequenz betrieben wird, bei deren andere Teilnehmer Störemissionen aussenden, meldet, bei welcher der vorgegebenen Nutzfrequenzen er aktuell betrieben wird bzw. kurzfristig betrieben werden wird. Daraufhin verändern dann die störenden Teilnehmer ihren Betrieb, so dass das Störemissionsspektrum außerhalb der Nutzfrequenz liegt, bei der ein sensitiver Teilnehmer gerade betrieben wird bzw. kurzfristig betrieben werden wird. Die Umschaltung des Betriebs der insoweit störenden Teilnehmer kann durch Änderung der Ansteuerung von störemissionsbehafteten Baugruppen eines solchen Teilnehmers und/oder durch Aufschalten von speziellen Störemissionsfiltern, die schmalbandig ausgeführt sein können, erfolgen. Als weiteres Szenario ist aber auch denkbar, dass ein störender Teilnehmer abgeschaltet wird, wenn sein Störemissionsspektrum durch Umschaltung o.dgl. nicht so geändert werden kann, dass es außerhalb der Nutzfrequenz eines sensitiven Teilnehmers liegt.
Die jeweilige Nutzfrequenz nutzen die sensitiven Teilnehmer zu operativen Zwecken, also für ihren bestimmungsgemäßen Gebrauch. So handelt es sich z.B. im Falle eines Senders oder Empfängers als sensitiver Teilnehmer bei der Nutzfrequenz um dessen Sende- bzw. Empfangsfrequenz, die typischerweise umschaltbar ist, um in verschiedenen Frequenzbändern (Kanälen) zu senden bzw. zu empfangen.
Was die Kommunikation zwischen den beiden Gruppen von Teilnehmern betrifft, so sind grundsätzlich zwei verschiedene Szenarien denkbar. Gemäß einer ersten Variante ist dabei vorgesehen, dass jeder sensitive Teilnehmer über ein Kommunikationsnetzwerk jedem störenden Teilnehmer mitteilt, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert.
Hierbei übernehmen die sensitiven Teilnehmer sozusagen die Funktion eines anfordernden Teilnehmers, sind also quasi Master, während die störenden Teilnehmer ausführende Teilnehmer also sozusagen Slaves sind. Das Kommunikationsnetzwerk kann als Datenbus ausgeführt sein, an den sämtliche sensitive und sämtliche störende Teilnehmer angeschlossen sind.
Gemäß einer zweiten Variante der Ausführung der Kommunikation der Teilnehmer unteranderem kann vorgesehen sein, dass die sensitiven Teilnehmer und die störenden Teilnehmer mit einer zentralen Steuereinheit kommunizieren, die den Betrieb der sensitiven Teilnehmer und der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störungen der sensitiven Teilnehmer durch die störenden Teilnehmer bei den jeweils aktuellen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer und/oder bei den zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer steuert. In dieser Variante übernimmt eine zentrale Steuereinheit das Management des Betriebs sämtlicher Teilnehmer.
Bei Steuerung des Systems durch eine zentrale Steuereinheit für das Management des Betriebs sämtlicher Teilnehmer kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieses Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass die zentrale Steuereinheit die störenden Teilnehmer insoweit vorauseilend steuert, als durch deren Störemissionen das beim Umschalten der Nutzfrequenz eines sensitiven Teilnehmers oder beim Umschalten der Nutzfrequenzen mehrerer sensitiver Teilnehmer gegebenen Spektrum frei ist.
Bei beiden zuvor beschriebenen Varianten kann eine Priorisierung vorgesehen sein, indem festgelegt ist, dass ein oder mehrere sensitive Teilnehmer zwangsweise Priorität über den Betrieb anderer sensitiver bzw. anderer störender Teilnehmer hat/haben. Das bedeutet, dass im Zweifelsfalle für den Betrieb des Gesamtsystems nicht zwingend erforderliche, störende Teilnehmer abgeschaltet werden oder aber dass ein sensitiver Teilnehmer, der für den Betrieb des Gesamtsystems nicht zwingend arbeiten muss, erst zu einem späteren Zeitpunkt aktiviert wird, wenn störenden Teilnehmer, die für die aktuelle Situation, in der sich das Gesamtsystem befindet, zwingend arbeiten müssen, nicht umgeschaltet oder gar abgeschaltet werden können.
So ist es beispielsweise denkbar, dass beispielsweise dauerhaft oder beispielsweise situationsabhängig festgelegt wird, welcher sensitive Teilnehmer Priorität gegenüber welchen anderen sensitiven Teilnehmer und/oder welchen störenden Teilnehmer hat, wenn es um die Auswahl desjenigen sensitiven Teilnehmers geht, der vorgibt, dass ein oder mehrere störenden Teilnehmer und/oder welcher oder welche der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der Nutzfrequenz des besagten sensitiven Teilnehmers betrieben wird.
Bei einer anderen Ausprägung der zuvor genannten Variante kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass ein oder mehrere störende Teilnehmer existieren und/oder dauerhaft oder situationsabhängig festgelegt werden, die insoweit Priorität gegenüber ein oder mehreren anderen störenden Teilnehmer haben, als sie ihre aktuellen Störemissionen auch dann nicht ändern, wenn ein sensitiver Teilnehmer meldet, durch die Störemissionen in seinem Betrieb gestört zu sein und/oder zukünftig zu werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass einem sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn ein störender Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers betrieben wird und/oder nicht zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers betrieben wird. Dem „anfordernden“ sensitiven Teilnehmer kann durch das System auf diese Art und Weise mitgeteilt werden, wie gut die Qualität seines Betriebs bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz sein wird. Wenn nämlich beispielsweise einer der störenden Teilnehmer seinen Betrieb aus welchen Gründen auch immer nicht ändern kann, also weiterhin Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz eines sensitiven Teilnehmers aussendet, „weiß“ der sensitive Teilnehmer diese Aussagen zu bewerten und kann möglicherweise seinerseits entscheiden, anders als ursprünglich geplant vorzugehen.
Der obige (Neben-)Aspekt der Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezugnahme auf die 3 und 4 näher erläutert.
Ziel ist also eine gezielte Reduktion von Funkstörungen in Frequenzbereichen, in denen Einzelkomponenten oder größere Untergruppen des Systems besonders empfindlich reagieren können oder in ihrem regulären Betriebsverhalten eingeschränkt werden. Dies kann entweder statisch geschehen oder dynamisch, wenn sich Parameter des Gesamtsystems oder einzelner Komponenten ändern. Dazu müssen Daten und Informationen zwischen Komponenten, Modulen, Geräten und Systemen ausgetauscht werden. Die Reaktion darauf kann entweder zentral vorgegeben werden oder in Form einer verteilten Intelligenz erfolgen.
Die Kommunikation ist hauptsächlich auf digitalem Weg vorgesehen, da hier eine Vielzahl von unterschiedlichen Parametern ausgetauscht werden kann. Als Übertragungsweg kann eine kabelgebundene bzw. elektrisch leitende Lösung oder die drahtlose Übertragung mittels z.B. elektromagnetischer Felder und Wellen gewählt werden. Eine Übertragungsweise auf optischem Weg durch Lichtleiter oder durch die Luft ist auch denkbar. Als Alternativvariante ist auch ein analoger Übertragungskanal für die Informationen möglich. Hierbei könnte es sich zum Beispiel um die gezielte Modulation analoger Signale handeln oder die Steuerung mit einer Strom- bzw. Spannungsschnittstelle.
In der Netzwerktopologie (siehe 3) gibt es einen oder mehrere „anfordernde“ Teilnehmer. Diese gehören zu den Baugruppen oder Subsystemen innerhalb des Gesamtsystems, die auf Störungen und Effekte von außen sensitiv reagieren. Um ihre Aufgabe mit maximaler Qualität zu erfüllen, können diese Teilnehmer über das Kommunikationsnetzwerk die Informationen über die gewünschte Vermeidung von Störungen eines bestimmten Spektrums publizieren. Die „ausführenden“ Teilnehmer erhalten diese Information und können im Rahmen ihrer Möglichkeiten auf diese Anforderung als ausführendes Organ reagieren. Zum Austausch der Informationen kann ein bereits bestehender Kommunikationspfad mitverwendet oder ein neuer Pfad gemäß der obigen Ausführung eingeführt werden.
Die anfordernden Teilnehmer können durch folgende Beispiele beschrieben werden:

- Sprechfunkempfänger (z.B. umgangssprachlich Funkgerät)
- Datenfunkempfänger (z.B. WLAN, Bluetooth, GPS)
- Kombinierte Funkempfänger (z.B. GSM, UKW-Radio)
- Messgeräte und Messeinrichtungen (z.B. analoge Präzisionsmessschaltungen)

Die ausführenden Teilnehmer können durch folgende Beispiele beschrieben werden:

- Schaltende Leistungsstufen (z.B. Motorinverter, AC-DC oder DC-DC Netzteile, Schaltregler)
- Schaltende Digitaltechnik (z.B. Prozessoren, Speicheranbindungen)
- Parametrisierbare Filter (z.B. aktiv gesteuerte Dämpfungselemente)
- Analoge Hochfrequenzstufen (z.B. Funksender, Radarquellen, Mikrowellenstrahler)
- Systeme zur drahtlosen Energieübertragung (z.B. Handyladegeräte, Induktionskochfelder)

Die zweite Variante (siehe 4) funktioniert ohne Netzwerkkommunikation, da eine zentrale Steuerungskomponente vorhanden ist. Diese kann zwischen den Teilnehmern entweder innerhalb einer Baugruppe vorhanden sein oder die Hauptsteuerung für ein ganzes Großsystem darstellen. Die Verarbeitung der Störinformationen erfolgt analog zur netzwerktechnischen Variante. Jedoch werden die Informationen direkt verarbeitet, ohne dass eine Datenübermittlung zwischen eigenständigen Elementen gegeben ist. Die einzelnen Komponenten entsprechen den gleichen Beispielen wie denen für die Teilnehmer im Netzwerkfall.
Die Steuerung kann entweder ein eigenständiges Teil des Systems sein, in dem sich ausschließlich die Informationssammlung und Informationsverteilung zu Anforderungen und möglichen Störquellen befindet, oder sie übernimmt auch die ausführenden bzw. eingreifenden Funktionen. Im zweiten Fall würde somit die Aufgabe von einer bestehenden Steuerung (die bereits andere Funktionen erfüllt) mit übernommen werden.
In einem Ad-Hoc-Netzwerk von Komponenten kann hier zum Beispiel ein Funkempfänger dem restlichen System oder den anderen Netzwerkteilnehmern die Mitteilung zukommen lassen, dass er als sensibles Empfangsgerät ein schmalbandiges Spektrum für seinen operativen Betrieb nutzen möchte. Die anderen Teilnehmer können nun mittels unterschiedlicher und dafür geeigneter Verfahren dafür sorgen, dass ihre produzierten und ausgesendeten Funkstörungen möglichst nicht dieses Frequenzband kontaminieren.
Als anderes Beispiel wäre zum Beispiel eine elektronische Messschaltung, die gezielt einer Spannungsversorgungseinheit mittels einer analogen Stromschnittstelle mitteilt, dass sie nun mit einer vorgegebenen Abtastrate messen möchte. Das gewünschte Resultat wäre dann eine Reduktion der leitungsgebundenen Störungen für diesen Zeitraum. Diese dynamische Funktion würde dann Verwendung finden, wenn durch diese Reduktion zum Beispiel der Wirkungsgrad der Stromversorgung reduziert werden würde. Diesen Kompromiss würde man für den Zeitraum der Messung jedoch dynamisch eingehen.
Technisch kann diese Störungsreduktion auch innerhalb einer Komponente ablaufen, wenn die Steuerung zur Störungsreduktion zentral übernommen wird. Wenn zum Beispiel der gleiche Steuerungsbaustein (zum Beispiel ein Mikroprozessor) einen GPS Empfänger auswertet und zugleich einen Motorumrichter ansteuert. Damit besitzt dieser Baustein bereits die Information über das freizuhaltende Funkband zum Empfang von GPS-Signalen und kann dadurch gezielt in seiner Leistungsstufe die Erzeugung von Störungen in diesem Bereich verringern.
Beispiele für weitere Systeme, die im obigen Sinne mit Informationsaustausch arbeiten könnten, sind:

- Küche
- Der UKW-Radioempfänger teilt den anderen Hausgeräten über einen geeigneten Kommunikationspfad mit, welchen Radiosender er Momentan empfangen möchte. Die Hausgeräte wie Geschirrspüler und Kühlschrank passen sich dieser Frequenzvorgabe an.
- Elektrisches Flugzeug
- Das Flugfunkgerät teilt allen anderen Teilnehmern an Bord mit, welche Frequenzen freizuhalten sind. Die Leistungsantriebe und Hauptstörer können mit geeigneten Verfahren reagieren. Andere Teilnehmer würden sich möglicherweise zwischenzeitlich deaktivieren.
- Mobiltelefon
- Der Benutzer aktiviert den GPS-Empfang. Die Haupt-CPU modifiziert ihre Taktung, um Störungen in diesem Frequenzband zu reduzieren und den GPS-Empfang zu verbessern.
- Robotersystem
- Das System wurde aus unterschiedlichen Einzelkomponenten wie PCs, Netzteilen und Sensoren zusammengebaut. In einem EMV-Test wird die Überschreitung von Grenzwerten durch Überlagerung festgestellt. Durch die Nutzung dieser Information mit einer statischen Konfiguration werden die Taktfrequenzen der Netzteile leicht verändert, um die Überlagerung zu reduzieren.

Diese Beispiele können durchaus auf völlig unterschiedliche Systeme übertragen werden. Grundsätzliches Ziel ist die Verwendung von Informationen über Störungen oder benötigte und damit insoweit frei von Störemissionen zu haltende Nutzspektren in komplexeren Systemen oder Gruppierungen von Einzelkomponenten um Probleme zu vermeiden oder die Qualität und Leistungsfähigkeit zu steigern.
Die Wesensmerkmale des obigen anhand unter anderem der Zeichnung beschriebenen Aspekts der Erfindung sind:

1. Verfahren zur Verringerung von elektromagnetischen Störungen, insbesondere Funkstörungen, in einem System aus Teilnehmern, zu denen sensitive Teilnehmer, deren Betrieb bei vorgegebenen Nutzfrequenzen gestört sein kann, und störende Teilnehmer gehören, die Störemissionen unter anderem bei den Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer aussenden, wobei bei dem Verfahren
- - ein sensitiver Teilnehmer meldet, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert, und
- - ein störender Teilnehmer, der bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers Störemissionen aussendet, zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen Nutzfrequenz und/oder bei der zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers durch Veränderung seines Betriebs und/oder durch Aufschalten von Störemissionsfiltern und/oder durch seine Deaktivierung betrieben wird.
2. Verfahren nach Ziffer 1, wobei jeder sensitive Teilnehmer über ein Kommunikationsnetzwerk jedem störenden Teilnehmer mitteilt, bei welcher Nutzfrequenz er betrieben wird und/oder ob und wann er seine aktuelle Nutzfrequenz auf eine andere zukünftige Nutzfrequenz ändert.
3. Verfahren nach Ziffer 1, wobei dauerhaft oder situationsabhängig festgelegt wird, welcher sensitive Teilnehmer Priorität gegenüber welchen anderen sensitiven Teilnehmer und/oder welchen störenden Teilnehmer hat, wenn es um die Auswahl desjenigen sensitiven Teilnehmers geht, der vorgibt, dass ein oder mehrere störenden Teilnehmer und/oder welcher oder welche der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der Nutzfrequenz des besagten sensitiven Teilnehmers betrieben wird.
4. Verfahren nach einer der Ziffern 1 bis 3, wobei ein oder mehrere störende Teilnehmer existieren und/oder dauerhaft oder situationsabhängig festgelegt werden, die insoweit Priorität gegenüber ein oder mehreren anderen störenden Teilnehmer haben, als sie ihre aktuellen Störemissionen auch dann nicht ändern, wenn ein sensitiver Teilnehmer meldet, durch die Störemissionen in seinem Betrieb gestört zu sein und/oder zukünftig zu werden.
5. Verfahren nach Ziffer 1, wobei zentrale Steuereinheit den Betrieb der sensitiven Teilnehmer und der störenden Teilnehmer zur Vermeidung von Störungen der sensitiven Teilnehmer durch die störenden Teilnehmer bei den jeweils aktuellen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer und/oder bei den zukünftigen Nutzfrequenzen der sensitiven Teilnehmer steuert.
6. Verfahren nach Ziffer 5, wobei die zentrale Steuereinheit die störenden Teilnehmer insoweit vorauseilend steuert, als durch deren Störemissionen das beim Umschalten der Nutzfrequenz eines sensitiven Teilnehmers oder beim Umschalten der Nutzfrequenzen mehrerer sensitiver Teilnehmer gegebenen Spektrum frei ist.
7. Verfahren nach einer der Ziffern 1 bis 6, wobei einem sensitiven Teilnehmer mitgeteilt wird, dass und/oder wenn ein störender Teilnehmer zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers betrieben wird und/oder nicht zur Vermeidung von Störemissionen bei der aktuellen oder zukünftigen Nutzfrequenz des sensitiven Teilnehmers betrieben wird.
8. Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren
- - eine einzige Empfangsfrequenz vorgegeben wird,
- - als n-te Harmonische, mit n als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der oberen oder der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes ermittelt wird, die gleich der Empfangsfrequenz ist oder dieser am nächsten kommt, und
- - die Betriebsfrequenz derart gewählt wird, dass die Empfangsfrequenz in der Mitte zwischen der Frequenz der n-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz und der Frequenz der (n+1)-ten oder der (n-1)-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz liegt.
9. Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren
- - mindestens zwei Empfangsfrequenzen vorgegeben werden, mit n als natürliche Zahl größer als oder gleich 2,
- - für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen ermittelt werden
  - - als m-te Harmonische (h_max (n)), mit m als natürliche Zahl einschließlich Null, die Harmonische der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt, und
  - - als k-te Harmonische (h_min (n)), mit k als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der oberen Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt,
- - für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen potentielle optimale Betriebsfrequenzen bestimmt werden, indem für die Werte hmin (n) + 1/2, hmin (n) + 1 + 1/2, hmin (n) + 2 + 1/2, ..., hmax (n) - 1 + 1/2 als Divisor jeweils der Quotient mit der Empfangsfrequenz als Dividend ermittelt wird und die Ergebnisse der Divisionen die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen sind,
- - die sich aus der Bestimmung der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen für sämtliche n Eingangsfrequenzen ergebenden Ergebnisse nach aufsteigenden oder nach absteigenden potentiell optimalen Betriebsfrequenzen mit den diesen jeweils zugeordneten Empfangsfrequenzen in einer Liste mit Einträgen für die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen und die diesen jeweils zugehörigen Empfangsfrequenzen sortiert werden,
- - die Liste beginnend mit entweder ihrem ersten Eintrag oder ihrem letzten Eintrag sukzessive durchsucht wird zur Bildung von Gruppen von Einträgen der Liste, wobei pro Gruppe für jede der n Empfangsfrequenzen mindestens ein Eintrag der Liste enthalten ist und die Bildung einer Gruppe abgebrochen wird, sofern dieser Gruppe beim sukzessiven Durchsuchen der Liste für die Empfangsfrequenz des ersten Eintrags dieser Gruppe ein weiterer Eintrag aus der Liste mit der Empfangsfrequenz ihres ersten Eintrags hinzugefügt wird, ohne dass die Gruppe bereits Einträge für sämtliche n Empfangsfrequenzen umfasst, wobei
  - - die erste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von ihrem ersten oder von ihrem letzten Eintrag gebildet wird,
  - - die nächste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von deren zweiten oder deren vorletzten Eintrag gebildet wird und
  - - dergestalt fortgefahren wird, bis die Liste weniger noch zu durchsuchende Einträge aufweist, als Empfangsfrequenzen vorgegeben sind,
- - pro gebildeter Gruppe von Listeneinträgen der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen ermittelt wird und die jeweiligen Abweichungen dieser potentiell optimalen Betriebsfrequenzen von dem Mittelwert ermittelt werden,
- - jeder Gruppe ein Eignungsparameter zugeordnet wird, und zwar anhand der Größen der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand eines aus den Größen der Abweichungen oder der Größe einer der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand der Größe ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen, und
- - als Betriebsfrequenz der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen derjenigen Gruppe gewählt wird, deren Eignungsparameter einer vorgegebenen Anforderung an den noch zulässigen Grad von Störungen des oder der Empfangsgeräte durch die störende elektronische Einheit oder die störenden elektronischen Einheiten am nächsten kommt.
10. Verfahren nach Ziffer 9, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Gruppe als maximal vom Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz diejenige Betriebsfrequenz ermittelt wird, deren Abweichung vom Mittelwert, gegebenenfalls quadratisch oder unter Berücksichtigung einer anderen Potenz bewertet oder in Abhängigkeit von den Größen der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen oder der Größe des Bereichs von der kleinsten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bis zur größten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bewertet, maximal ist, und dass als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt wird, deren maximal vom jeweiligen Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz über alle Gruppen betrachtet die kleinste Abweichung vom jeweiligen Mittelwert aufweist.
11. Verfahren nach Ziffer 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt wird, zu deren Mittelwert die kleinste Standardabweichung gehört.
12. Verfahren nach einer der Ziffern 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der störenden Einheit signalisiert wird, bevor oder wenn das mindestens eine Empfangsgerät aktiviert wird, oder dass das mindestens eine Empfangsgerät eine veränderbare Empfangsfrequenz aufweist und der störenden Einheit signalisiert wird, bevor oder wenn es das mindestens eine Empfangsgerät seine Empfangsfrequenz ändert, und dass die mindestens eine störende Einheit auf eine solche Signalisierung hin ihre Betriebsfrequenz entsprechend dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche einstellt.
13. Verfahren nach Ziffer 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Empfangsgerät über ein Kommunikationsnetzwerk der mindestens einen störenden Einheit mitteilt, wann und bei welcher Empfangsfrequenz es arbeitet und/oder ob und wann es seine aktuelle Empfangsfrequenz auf eine andere Empfangsfrequenz ändert.
14. Verfahren nach Ziffer 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Steuereinheit den Betrieb des mindestens einen Empfangsgeräts und der mindestens einen störenden Einheit zur Vermeidung von Störungen des mindestens einen Empfangsgeräts durch die mindestens eine störende Einheit bei der aktuellen Empfangsfrequenz und bei der zukünftigen Empfangsfrequenz des mindestens einen Empfangsgeräts steuert.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8626102 B1 [0006]
US 2009/0141526 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren - eine einzige Empfangsfrequenz vorgegeben wird, - als n-te Harmonische, mit n als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der oberen oder der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes ermittelt wird, die gleich der Empfangsfrequenz ist oder dieser am nächsten kommt, und - die Betriebsfrequenz derart gewählt wird, dass die Empfangsfrequenz in der Mitte zwischen der Frequenz der n-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz und der Frequenz der (n+1)-ten oder der (n-1)-ten Harmonischen der Betriebsfrequenz liegt.
Verfahren zur Verringerung von Störungen mindestens eines bei einer Empfangsfrequenz arbeitenden Empfangsgeräts, insbesondere eines Funkempfängers, durch die Grundwelle der Betriebsfrequenz und/oder durch eine der Harmonischen der Betriebsfrequenz einer insoweit störenden elektronischen Einheit, die mit der Betriebsfrequenz schaltende Bauelemente wie z.B. Transistoren aufweist, wobei die Betriebsfrequenz der elektronischen Einheit innerhalb eines Betriebsfrequenzbandes wählbar ist, das eine untere Grenzfrequenz und eine obere Grenzfrequenz aufweist, wobei bei dem Verfahren - mindestens zwei Empfangsfrequenzen vorgegeben werden, mit n als natürliche Zahl größer als oder gleich 2, - für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen ermittelt werden - als m-te Harmonische (h_max (n)), mit m als natürliche Zahl einschließlich Null, die Harmonische der unteren Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt, und - als k-te Harmonische (h_min (n)), mit k als natürliche Zahl einschließlich Null, diejenige Harmonische der oberen Grenzfrequenz des Betriebsfrequenzbandes, die der Empfangsfrequenz am nächsten kommt, - für jede der n vorgegebenen Empfangsfrequenzen potentielle optimale Betriebsfrequenzen bestimmt werden, indem für die Werte hmin (n) + 1/2, hmin (n) + 1 + 1/2, hmin (n) + 2 + 1/2, ..., hmax (n) - 1 + 1/2 als Divisor jeweils der Quotient mit der Empfangsfrequenz als Dividend ermittelt wird und die Ergebnisse der Divisionen die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen sind, - die sich aus der Bestimmung der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen für sämtliche n Eingangsfrequenzen ergebenden Ergebnisse nach aufsteigenden oder nach absteigenden potentiell optimalen Betriebsfrequenzen mit den diesen jeweils zugeordneten Empfangsfrequenzen in einer Liste mit Einträgen für die potentiell optimalen Betriebsfrequenzen und die diesen jeweils zugehörigen Empfangsfrequenzen sortiert werden, - die Liste beginnend mit entweder ihrem ersten Eintrag oder ihrem letzten Eintrag sukzessive durchsucht wird zur Bildung von Gruppen von Einträgen der Liste, wobei pro Gruppe für jede der n Empfangsfrequenzen mindestens ein Eintrag der Liste enthalten ist und die Bildung einer Gruppe abgebrochen wird, sofern dieser Gruppe beim sukzessiven Durchsuchen der Liste für die Empfangsfrequenz des ersten Eintrags dieser Gruppe ein weiterer Eintrag aus der Liste mit der Empfangsfrequenz ihres ersten Eintrags hinzugefügt wird, ohne dass die Gruppe bereits Einträge für sämtliche n Empfangsfrequenzen umfasst, wobei - die erste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von ihrem ersten oder von ihrem letzten Eintrag gebildet wird, - die nächste Gruppe durch sukzessives Durchsuchen der Liste ausgehend von deren zweiten oder deren vorletzten Eintrag gebildet wird und - dergestalt fortgefahren wird, bis die Liste weniger noch zu durchsuchende Einträge aufweist, als Empfangsfrequenzen vorgegeben sind, - pro gebildeter Gruppe von Listeneinträgen der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen ermittelt wird und die jeweiligen Abweichungen dieser potentiell optimalen Betriebsfrequenzen von dem Mittelwert ermittelt werden, - jeder Gruppe ein Eignungsparameter zugeordnet wird, und zwar anhand der Größen der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand eines aus den Größen der Abweichungen oder der Größe einer der Abweichungen ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen vom Mittelwert und/oder anhand der Größe ihrer potentiell optimalen Betriebsfrequenzen, und - als Betriebsfrequenz der Mittelwert der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen derjenigen Gruppe gewählt wird, deren Eignungsparameter einer vorgegebenen Anforderung an den noch zulässigen Grad von Störungen des oder der Empfangsgeräte durch die störende elektronische Einheit oder die störenden elektronischen Einheiten am nächsten kommt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Gruppe als maximal vom Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz diejenige Betriebsfrequenz ermittelt wird, deren Abweichung vom Mittelwert, gegebenenfalls quadratisch oder unter Berücksichtigung einer anderen Potenz bewertet oder in Abhängigkeit von den Größen der potentiell optimalen Betriebsfrequenzen oder der Größe des Bereichs von der kleinsten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bis zur größten potentiell optimalen Betriebsfrequenz bewertet, maximal ist, und dass als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt wird, deren maximal vom jeweiligen Mittelwert abweichende potentiell optimale Betriebsfrequenz über alle Gruppen betrachtet die kleinste Abweichung vom jeweiligen Mittelwert aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsfrequenz der Mittelwert derjenigen Gruppe gewählt wird, zu deren Mittelwert die kleinste Standardabweichung gehört.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der störenden Einheit signalisiert wird, bevor oder wenn das mindestens eine Empfangsgerät aktiviert wird, oder dass das mindestens eine Empfangsgerät eine veränderbare Empfangsfrequenz aufweist und der störenden Einheit signalisiert wird, bevor oder wenn es das mindestens eine Empfangsgerät seine Empfangsfrequenz ändert, und dass die mindestens eine störende Einheit auf eine solche Signalisierung hin ihre Betriebsfrequenz entsprechend dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche einstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Empfangsgerät über ein Kommunikationsnetzwerk der mindestens einen störenden Einheit mitteilt, wann und bei welcher Empfangsfrequenz es arbeitet und/oder ob und wann es seine aktuelle Empfangsfrequenz auf eine andere Empfangsfrequenz ändert.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Steuereinheit den Betrieb des mindestens einen Empfangsgeräts und der mindestens einen störenden Einheit zur Vermeidung von Störungen des mindestens einen Empfangsgeräts durch die mindestens eine störende Einheit bei der aktuellen Empfangsfrequenz und bei der zukünftigen Empfangsfrequenz des mindestens einen Empfangsgeräts steuert.