DE10221990B4 - Reduzierung von Störgeräuschen an Autoradios mit Busanschlüssen - Google Patents

Abstract

Schaltungsvorrichtung für Kraftfahrzeugradios zur Reduktion eines Störsignals, das durch mindestens ein Datenbussignal eines Datenbusses in einem Kraftfahrzeug hervorgerufen ist, mit
einem ersten Eingang zur Aufnahme eines Antennensignals einschließlich des Störsignals von einer Antenne des Kraftfahrzeugs,
einem zweiten Eingang zur Aufnahme des mindestens einen Datenbussignals von dem Datenbus und
einer Subtrahiereinrichtung (3) zum Subtrahieren des mindestens einen Datenbussignals von dem Antennensignal.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsvorrichtung für Kraftfahrzeugradios zur Reduktion eines Störsignals, das durch ein Datenbussignal eines Datenbusses in einem Kraftfahrzeug hervorgerufen ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur Reduktion des Störsignals.
• Moderne Kraftfahrzeuge sind in der Regel mit verschiedenen Bussystemen ausgestattet. Besonders häufig werden hierfür sogenannte serielle CAN-Busse (Controller Area Network), LIN-Busse beziehungsweise MOST-Busse verwendet. Da die Busnetze zum Teil über das gesamte Fahrzeug verteilt sind und die Datenübertragung mit hohen Frequenzen erfolgt, ist das Störaussendungspotential relativ groß. Die entstehenden Felder koppeln in die Kraftfahrzeugantenne ein und verursachen Störgeräusche beim Radioempfang.
• In diesem Zusammenhang ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 30 049 A1 eine Bus-Treiberschaltung zur Datenübertragung bekannt. Diese weist eine verdrillte Doppelleitung für die Datenübertragung zwischen Steuereinheiten in einem Fahrzeug auf. Zum Unterdrücken von Hochfrequenzstörungen wird eine Stromspiegelschaltung verwendet, die die Abgabe eines Stroms mit einem vorbestimmten Wert über einen Draht der Doppelleitung sowie die Aufnahme eines Stroms mit dem gleichen Wert aus dem anderen Draht der Doppelleitung bewirkt, wodurch die Stromsymmetrie sichergestellt ist. Auf diese Weise wird das Entstehen von Hochfrequenzstörungen bei der herkömmlichen Schaltung dadurch unterdrückt, dass anstelle des bei der herkömmlichen Bus-Treiberschaltung für Datenübertragungen angewandten Spannungssteuerverfahrens ein Stromsteuerverfahren angewendet wird. Die Störunterdrückung erfolgt somit unmittelbar durch die Störquelle selbst, nämlich die Bus-Treiberschaltung.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, nicht kompensierte oder minder kompensierte Störungen eines Datenbusses an einem Kraftfahrzeugradio zu reduzieren.
• In dem Dokument DE 42 20 296 A1 ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung schmalbandiger Störsignale beim Empfang von frequenzmodulierten Signalen, insbesondere in einem Autoradio, beschrieben. Dabei wird ein Kompensationssignal mit der Frequenz des jeweils im Zwischenfrequenzsignal enthaltenen Störsignals erzeugt, welches mit einer derartigen Amplitude und Phasenlage zum Zwischenfrequenzsignal addiert wird, dass das im Zwischenfrequenzsignal enthaltene Störsignal unterdrückt wird. Das Kompensationssignal wird hierzu aus dem empfangenen, gestörten Signal gewonnen.
• In der Druckschrift DE 33 24 405 A1 ist weiterhin eine Einrichtung zur Unterdrückung von Störsignalen skizziert. Das aus einem starken Störsignal und einem schwachen Nutzsignal bestehende Empfangssignal wird dem ersten Eingang und außerdem über einen Bandpassbegrenzer dem zweiten Eingang eines Differenzbildners zugeführt, so dass man nach Subtraktion des Begrenzerausgangssignals vom ursprünglichen Empfangssignal ein Signal erhält, das im Wesentlichen nur aus dem empfangenen Nutzsignal besteht.
• Schließlich ist aus dem Dokument DE 198 14 971 A1 ein Verfahren zur Störbefreiung eines Mikrofonsignals durch Erzeugen eines Kompensationssignals und Subtraktion des Kompensationssignals vom Mikrofonsignal bekannt. Dabei wird die Kompensation vollständig im Frequenzbereich vorgenommen und auch das Ausgangssignal im Frequenzbereich verarbeitet. Zur Störbefreiung eines Sprachsignals wird beispielsweise eine Filtereinstellung verwendet, welche in einer vorhergehenden Sprachpause gewonnen wurde.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, nicht kompensierte oder minder kompensierte Störungen eines Datenbusses an einem Kraftfahrzeugradio zu reduzieren.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1.
• Darüber hinaus wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 6.
• Erfindungsgemäß ist es damit möglich, den Störpegel an Autoradios deutlich zu reduzieren. Grundgedanke dabei ist, mindestens ein Bussignal dem Radio zuzuführen und bewertet von dem Nutzsignal abzuziehen. In vielen Fäl len ist das Radio beispielsweise mit dem CAN-Bus beziehungsweise MOST-Bus verbunden, so dass seine Signale im Radio bereits vorhanden sind. Wenn, wie im Falle des CAN-Busses, die Übertragung symmetrisch erfolgt, ergeben sich störende Abstrahlungen aus unbeabsichtigten Unsymmetrien. So entsteht das Störsignal aus der Unsymmetrie des CAN-High- und CAN-Low-Bussignals, insbesondere im Mittelwellenbereich.
• Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Signalformungsschaltung zur Berücksichtigung der Signalverformung, mit der das beispielsweise auf Grund von Unsymmetrien abgestrahlte Bussignal an der Antenne als Störsignal ankommt, vorgesehen. Eine derartige Signalformungsschaltung weist beispielsweise einen Hochpass auf. Damit wird die Übertragungsstrecke zwischen dem Datenbus und der Antenne simuliert, und eine exaktere Störunterdrückung kann gewährleistet werden.
• Darüber hinaus kann eine Verknüpfungsschaltung zur Zusammenfassung der Leitungen des Datenbusses für den zweiten Eingang vorgesehen werden. Eine derartige Verknüpfungsschaltung umfasst vorzugsweise einen Ad dierer. Damit lassen sich Unsymmetrien eines symmetrischen geführten Datenbusses, z.B. CAN-Bus, unmittelbar zur Störungsunterdrückung erfassen.
• Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung, die ein erfindungsgemäßes Prinzipschaltbild darstellt, näher erläutert. Dabei stellt diese Ausführungsform lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
• In der Abbildung ist beispielhaft der Anschluß einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Reduzierung von Störgeräuschen an einen CAN-Bus dargestellt. Die beiden Busleitungen CAN-High und CAN-Low sind an die Eingänge eines ersten Addierers 1 gelegt. Im Idealfall werden die CAN-Busleitungen symmetrisch betrieben, damit eine elektromagnetische Abstrahlung unterbunden wird. In der Praxis führen jedoch Störungen, Verzerrungen und dergleichen zu Unsymmetrien der beiden Busleitungen beziehungsweise Bussignale, die in den Eingangspfad des Autoradios einstreuen. Mit dem Addierer 1 beziehungsweise einem Addierer wird die Differenz beziehungsweise Unsymmetrie der beiden Busleitungen erfasst.
• Ein nachgeschaltetes passives oder aktives Signalformungsnetz 2 berücksichtigt die Signalverformungen, mit denen das Unsymmetriesignal an der Antenne ankommt. In der Abbildung ist das Signalformungsnetz 2 der Übersicht halber als einfacher Hochpass dargestellt. Mit dem Signalformungsnetz 2 lassen sich jedoch alle denkbaren Amplituden-, Frequenz- und Phasenverschiebungen simulieren. Abhängig von der Ausführung sollte das Signalformungsnetzwerk in etwa das gleiche Übertragungsverhalten besitzen wie der Übertragungspfad Bus-Störung-Antennenausgang.
• Ein wiederum nachgeschalteter Subtrahierer 3 ist mit seinem nicht invertierten Eingang an eine Antenne angeschlossen und erhält somit das gestörte ZF- beziehungsweise HF-Antennensignal. Der invertierte Eingang des Subtrahierers 3 ist mit dem Ausgang des Signalumformungsnetzes 2 verbunden. Damit erhält der Subtrahierer 3 als Subtraktionssignal ein durch das Signalformungsnetz 2 geformtes Unsymmetriesignal als Störsignal. Am Ausgang des Subtrahierers 3 ist somit das Störsignal vom Antennensignal subtrahiert, so dass ein weitgehend störungsbefreites Antennensignal vorliegt.
• Bei alternativen Ausführungsformen kann eine Bewertung des Störungssignals auch direkt am Antenneneingang oder erst nach einer ZF-Stufe im Autoradio erfolgen. Diesbezüglich sind auch Mischformen denkbar. In jedem Fall wird ein relevantes Störungssignal aktiv ermittelt und von dem Nutzsignal subtrahiert. Je nach Bewertung der einzelnen Schaltungsstufen können an Stelle der Subtrahierer auch beispielsweise Addierer verwendet werden.
• Die Abstimmung der Schaltungsparameter kann direkt am Fahrzeug erfolgen. Darüber hinaus ist es möglich, über eine Korrelation von Stör- und Nutzsignal die Kompensationsschaltung automatisch abzugleichen.

Claims (12)

1. Schaltungsvorrichtung für Kraftfahrzeugradios zur Reduktion eines Störsignals, das durch mindestens ein Datenbussignal eines Datenbusses in einem Kraftfahrzeug hervorgerufen ist, mit einem ersten Eingang zur Aufnahme eines Antennensignals einschließlich des Störsignals von einer Antenne des Kraftfahrzeugs, einem zweiten Eingang zur Aufnahme des mindestens einen Datenbussignals von dem Datenbus und einer Subtrahiereinrichtung (3) zum Subtrahieren des mindestens einen Datenbussignals von dem Antennensignal.
2. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, die eine Signalformungsschaltung (2) zur Berücksichtigung einer Signalverformung, mit der das Bussignal an der Antenne ankommt, vor dem zweiten Eingang aufweist.
3. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Signalformungsschaltung (2) einen Hochpass umfasst.
4. Schaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die eine Verknüpfungsschaltung (1) zur Zusammenfassung der Leitungen des Datenbusses für den zweiten Eingang umfasst.
5. Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verknüpfungsschaltung (1) einen Addierer umfasst.
6. Schaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Datenbus einen CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus oder RS 232-Bus umfasst.
7. Verfahren zur Reduktion eines Störsignals für Kraftfahrzeugradios, das durch mindestens ein Datenbussignal eines Datenbusses in einem Kraftfahrzeug hervorgerufen wird, durch Aufnehmen eines Antennensignals einschließlich des Störsignals von einer Antenne des Kraftfahrzeugs, Aufnehmen des mindestens einen Datenbussignals von dem Datenbus und Subtrahieren des mindestens einen Datenbussignals von dem Antennensignal.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine Datenbussignal unter Berücksichtigung einer Übertragung, mit der das Bussignal an der Antenne übermittelt wird, vor dem Aufnehmen passiv oder aktiv geformt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Formen durch einen Hochpaß erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Leitungssignale des Datenbusses vor dem Aufnehmen verknüpft werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verknüpfen durch Addieren erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der Datenbus einen CAN-Bus, LIN-Bus, MOST-Bus oder RS 232-Bus umfasst.