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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Sendevorrichtung zum Übertragen wenigstens eines
Signals über
einen Kanal, insbesondere über
einen eine Potentialbarriere enthaltenden Kanal.
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In elektrischen Schaltungen ist es
vielfach erforderlich, elektrische Signale über einen eine Potentialbarriere
enthaltenden Kanal zu übertragen,
um eine das elektrische Signal erzeugende Schaltung und eine das
elektrische Signal aufnehmende oder durch dieses angesteuerte Schaltung
potentialmäßig zu trennen.
Beispiele für
solche Schaltungen sind Signaltransmitter in der Nachrichtentechnik,
galvanisch isolierte Übertragungsschnittstellen
in der Industrieelektronik oder als Sperrwandler ausgebildete Schaltwandler,
bei denen ein von der Ausgangsspannung des Schaltwandlers abhängiges Regelsignal
an eine einen Schalter ansteuernde Ansteuerschaltung übertragen
werden muss. Ein weiteres Beispiel sind Treiberschaltungen von Leistungstransistoren,
insbesondere von sogenannten High-Side Schaltern, wobei Steuersignale
eines Mikrocontrollers, die üblicherweise
Spannungspegel von 3,3V oder 5V bezogen auf ein Bezugspotential
aufweisen, an eine Treiberschaltung zu übertragen sind, die bei wesentlich
größeren Spannungen
oder bei einem anderen Bezugspotential arbeiten.
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Bei Verfahren zur Übertragung
von elektrischen Signalen über
Potentialbarrieren ist es grundsätzlich
bekannt, das Signal von der Senderseite der Barriere mittels kapazitiver,
induktiver oder optischer Kopplungsverfahren an die Empfängerseite
der Potentialbarriere zu übertragen.
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Die Signalübertragung über solche Potentialbarrieren
kann jedoch von außen
gestört
werden. So können
stark veränderliche elektrische
oder magnetische Felder dazu führen
dass das zu übertragende Signal
gestört
oder verfälscht
wird, oder dass der Kanal vollständig
blockiert wird, wenn ein Störsignal
so leistungsstark ist, dass das zu übertragende Nutzsignal vollständig ausgelöscht wird.
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Soll beispielsweise ein zweiwertiges
Signal über
eine solche Potentialbarriere übertragen
werden, so ist es aus der
US
4,027,152 bekannt, das zweiwertige Signal in eine Impulsfolge
umzusetzen, wobei ein positiver Impuls übertragen wird, wenn der Pegel
des zu übertragenden
Signals von einer logischen Null auf eine logische Eins wechselt,
und wobei bei einem Wechsel des Pegels von einer logischen Eins
zu einer logischen Null ein negativer Impuls übertragen wird. Diese positiven
oder negativen Impulse werden in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt
bzw. aufgefrischt, sofern das zweiwertige Signal zwischenzeitlich
seinen Pegel nicht wechselt. Wird bei diesen Verfahren bedingt durch
einen Störimpuls
eine „Fehlinformation" an den Empfänger übertragen,
so erfolgt mit dem nächsten
Wiederauffrischungsimpuls eine Korrektur.
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Weitere Verfahren bei, denen ein
Impuls bzw. eine Impulsfolge wiederholt übertragen wird, um Fehler auf
der Empfängerseite
zu vermeiden, sind beispielsweise aus der
US 5,952,849 und der
US 6,262,600 B1 bekannt,
wobei bei dem aus der
US 6,262,600
B1 bekannten Verfahren für die Übertragung eines zweiwertigen
Signals über
eine Potentialbarriere ein periodisches Signal erzeugt wird, dessen Frequenz
abhängig
vom momentanen Pegel des zu übertragenden
Signals zwei unterschiedliche Werte annimmt.
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Bei den bekannten Verfahren wird
ein aus dem zu übertragenden
Sendesignal generierter Impuls bzw. eine Impulsfolge in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt übertragen,
unabhängig
davon, ob Störungen
auf dem Übertragungskanal
auftreten. Dieses Vorgehen bedeutet einen nicht unerheblichen Energieaufwand,
da für
jede wiederholt zu übertragende
Impulsfolge bzw.
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jeden wiederholt zu übertragenden
Impuls Energie erforderlich ist. Zudem wird ein gestörtes Signal
erst durch den nächsten
Wiederauffrischungsimpuls korrigiert. Die bis dahin vergehende Zeitdauer entspricht
im schlimmsten Fall der Periodendauer der Wiederauffrischungsimpulse.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Übertragung eines Signals über einen
Kanal zur Verfügung
zu stellen, wobei eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Störungen auf
dem Kanal bei einem verringerten Energieverbrauch gewährleistet
ist.
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Dieses Ziel wird durch ein Verfahren
gemäß der Merkmale
des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung gemäß der Merkmale des Anspruchs
13 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung
einer in einem Sendesignal enthaltenen Information über wenigstens
einen Kanal sieht senderseitig vor, wenigstens eine wenigstens einen
Impuls umfassende Impulsfolge nach Maßgabe des Sendesignals zu erzeugen
und die Impulsfolge an den wenigstens einen Kanal auszugeben. Zudem
wird der Kanal hinsichtlich des Vorhandenseins eines Störsignals überwacht
und die Impulsfolge wird bei einer Detektion eines Störsignals
auf dem Kanal wiederholt übertragen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt eine Wiederauffrischung, das heißt eine erneute Übertragung,
der von dem Sendesignal abhängigen Impulsfolge
bedarfsabhängig
nur dann, wenn eine Störung
auf dem Kanal detektiert wird. Der Energieaufwand des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist gegenüber
bekannten Verfahren dadurch reduziert. Eine Störimpuls auf dem Kanal kann
empfängerseitig einen
Fehler verursachen, der durch das wiederholte Senden der Impulsfolge
bei Auftreten eines Störimpulses
wieder korrigiert wird.
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Bei der Störsignaldetektion kann nicht
unterschieden werden, wodurch die Störung auf dem Kanal hervorgerufen
wird. Das erfindungsgemäße Verfahren
kann in Verbindung mit einem geeigneten Empfänger somit auch dazu verwendet
werden, mittels einer durch den Empfänger auf dem Kanal hervorgerufenen
Störung,
einen Sendeimpuls durch den Sender zu provozieren und damit den
aktuellen Senderzustand abzurufen.
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Vorzugsweise wird die wenigstens
eine Impulsfolge nach einer erfolgten Detektion des Störsignals
erst dann übertragen,
nachdem das Störsignal abgeklungen
ist, wenn also kein Störsignal
mehr detektiert wird.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
ist vorgesehen, dass bei einer Detektion eines Störsignals noch
vor einem ersten Senden der von dem Sendesignal abhängigen Impulsfolge
die Impulsfolge erst gesendet wird, nachdem das Störsignal
abgeklungen ist.
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Darüber hinaus wird bei einer Ausführungsform
die Impulsfolge nach einer Störsignaldetektion erst
dann zum wiederholten Mal überragen,
nachdem eine Übertragung
der vom Sendesignal abhängigen
Impulsfolge beendet ist, bzw., wenn bei Vorhandensein mehrerer Kanäle die Übertragung
auf allen Kanälen
beendet ist.
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Ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Übertragungsverfahrens
lediglich ein Übertragungskanal
vorhanden, so muss die Störsignaldetektion
unterbrochen werden, wenn die Impulsfolge übertragen wird, um die aus
dem Sendesignal resultierende Impulsfolge nicht fälschlicherweise
als Störsignal
zu detektieren.
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Um dauerhaft eine Störsignaldetektion durchführen zu
können,
ist bei einer Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, einen ersten und einen zweiten Übertragungskanal
vorzusehen, wobei eine wenigstens einen Impuls umfassende erste
Impulsfolge nach Maßgabe
des Sendesignals erzeugt und über
den ersten Kanal übertragen
wird, und wobei zeitlich versetzt zu der ersten Impulsfolge eine wenigstens
einen Impuls umfassende zweite Impulsfolge erzeugt und über den
zweiten Kanal übertragen wird.
Da die erste und zweite Impulsfolge zeitlich versetzt zueinander
erzeugt werden, ist gewährleistet, dass
stets einer der beiden Kanäle
hinsichtlich des Auftretens von Störsignalen überwacht werden kann, wobei
die aus dieser Überwachung
gewonnene Information zur Wiederholung von Impulsfolgen auf beiden
Kanälen
genutzt werden kann. Man macht sich hierbei die Erkenntnis zu Nutze,
dass Störsignale üblicherweise
beide Kanäle
gleichermaßen
beeinflussen, so dass eine auf dem Kanal, auf dem gerade keine Impulsfolge übertragen
wird, erkannte Störung für den anderen
Kanal dazu genutzt werden kann, die bei Auftreten der Störung gerade übertragene
Impulsfolge zu wiederholen. Bei dieser Ausführungsform wird somit die erste
Impulsfolge nach einem auf dem ersten und/oder zweiten Kanal detektierten Störsignal
wiederholt übertragen,
und die zweite Impulsfolge wird nach einem auf dem zweiten und/oder ersten
Kanal detektierten Störsignal
wiederholt übertragen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
ist vorgesehen, die Störsignaldetektion
nicht auf einem der Übertragungskanäle durchzuführen, sondern
einen separaten Sensor hierfür
zu verwenden, der nach Art eines Übertragungskanals aufgebaut
sein kann, über den
aber keine Nutzsignale übertragen
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist für beliebige
Sendesignale anwendbar, nach deren Maßgabe eine wenigstens einen
Impuls umfassende Impulsfolge erzeugt werden kann.
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Das Sendesignal kann beispielsweise
ein zweiwertiges, einen ersten oder zweiten Signalpegel aufweisendes
Signal sein, das als Steuersignal für einen auf der Empfängerseite
des Kanals angeordneten Verbraucher dient. Die wesentliche Information ist
bei solchen zweiwertigen Signalen in bekannter Weise in dem Wechsel
des Signalpegels enthalten, so dass es für die Übertragung der Information
genügt,
nach einem solchen Wechsel des Signalpegels einen geeigneten Impuls
zu übertragen.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens, bei
dem nur ein Übertragungskanal
vorhanden ist, wird beispielsweise bei einem Wechsel des Signalpegels
des Sendesignals von dem ersten Signalpegel zu dem zweiten Signalpegel
ein bezogen auf ein Bezugspotential positiver Impuls und bei einem
Wechsel des Signalpegels des Sendesignals von dem zweiten Signalpegel
zu dem ersten Signalpegel ein bezogen auf ein Bezugspotential negativer
Impuls erzeugt und übertragen.
Wird zwischen diesen Impulsen ein Störsignal auf dem Kanal detektiert,
so wird der jeweilige Impuls wiederholt, sofern der Pegel des Sendesignals
zwischenzeitlich nicht gewechselt hat.
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Das Verfahren ist selbstverständlich auch
bei pulscodemodulierten Übertragungsverfahren
anwendbar, bei denen abhängig
von einem Sendesignal Impulsfolgen mit jeweils mehr als einem Impuls erzeugt
werden. So wird bei einem Wechsel des Signalpegels des Sendesignals
von dem ersten zu dem zweiten Pegel eine erste, mehrere Impulse
umfassende Impulsfolge erzeugt und übertragen, und bei einem Wechsel
des Signalpegels des Sendesignals von dem zweiten zu dem ersten
Pegel wird eine zweite, mehrere Impulse umfassende Impulsfolge erzeugt
und übertragen,
wobei sich die erste und zweite Impulsfolge unterscheiden. Jeweils
eine dieser beiden Impulsfolgen wird nach einer Detektion eines Störsignals
auf dem Kanal wiederholt übertragen.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens, bei
der ein erster Übertragungskanal
und ein zweiter Übertragungskanal
zur Verfügung
stehen, wird bei einem Wechsel des Signalpegels des Sendesignals von
dem ersten Signalpegel zu dem zweiten Signalpegel die wenigstens
einen Impuls umfassende erste Impulsfolge erzeugt und über den
ersten Kanal übertragen,
und bei einem Wechsel des Signalpegels des Sendesignals von dem
zwei ten Signalpegel zu dem ersten Signalpegel wird die wenigstens
einen Impuls umfassende zweite Impulsfolge erzeugt und über den
zweiten Kanal übertragen.
Die erste und zweite Impulsfolge können dabei hinsichtlich ihrer
Form, das heißt
der Anzahl der Impulse und des zeitlichen Ablaufs, übereinstimmen.
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Die wenigstens eine Impulsfolge,
die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens
nach einer Detektion eines Störsignals
wiederholt übertragen
wird, kann selbstverständlich
von mehreren Sendesignalen abhängig
sein und nahezu beliebig viele Impulse umfassen, sofern die zeitliche
Dauer der Impulsfolge geringer ist als der zeitliche Abstand mit
dem Pegeländerungen
des zu übertragenden
Sendesignal auftreten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere
für die Übertragung über einen Kanal,
der ein induktives Kopplungselement bzw. einen Transformator, insbesondere
einen kernlosen Übertrager
(coreless transformer) aufweist.
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Die erfindungsgemäße Sendevorrichtung umfasst
eine Eingangsklemme zur Zuführung
wenigstens eines Sendesignals und wenigstens eine an einen Übertragungskanal
koppelbare Ausgangsklemme, wobei zwischen die Eingangsklemme und die
Ausgangsklemme wenigstens eine einen Ansteuereingang aufweisende
Impulserzeugungsschaltung geschaltet ist, die nach Maßgabe des
Sendesignals eine wenigstens einen Impuls aufweisende Impulsfolge
erzeugt. Zwischen die Ausgangsklemme der Sendevorrichtung und den
Ansteuereingang der Impulserzeugungsschaltung ist eine Störsignaldetektionsschaltung
geschaltet, die ein Ansteuersignal für die Impulserzeugungsschaltung
bereitstellt, wobei die Impulserzeugungsschaltung die Impulsfolge
nach Maßgabe
des Ansteuersignals wiederholt erzeugt.
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Bei einer Ausführungsform umfasst die Störsignaldetektionsschaltung
der Sendevorrichtung eine an die Ausgangsklemme der Sendevorrichtung
angeschlossene Detektorschaltung und eine der Detektorschaltung
nachgeschaltete Ansteuersignalerzeu gungsschaltung. Die an den Kanal
angeschlossene Detektorschaltung überwacht den Kanal bezüglich des
Auftretens von Störsignalen
und stellt ein Ausgangssignal bereit, abhängig von dem die Ansteuersignalerzeugungsschaltung
das Ansteuersignal bereitstellt.
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Vorzugsweise erzeugt die Ansteuersignalerzeugungsschaltung
das Ansteuersignal zudem abhängig
von der wenigstens einen durch die Impulserzeugungsschaltung generierten
und an den Kanal übertragenen
Impulsfolge, um zu gewährleisten, dass
während
einer Zeitdauer, während
der gerade eine Impulsfolge an den Kanal abgegeben wird kein Wiederholen
der Impulsfolge gestartet wird.
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Außerdem besteht die Möglichkeit,
die Detektorschaltung während
der Zeitdauer, während
der eine Impulsfolge an den Kanal abgegeben wird, für die Störsignaldetektion
zu blockieren, um zu verhindern das die aus dem Sendesignal resultierende
zum ersten Mal oder wiederholten Mal übertragene Impulsfolge nicht
fälschlicherweise
als Störsignal
detektiert wird. Anstelle der Detektorschaltung kann während der Übertragung
eines Nutzimpulses auch die Ansteuersignalerzeugungsschaltung blockiert
werden, um während
der Übertragung
eine Nutzimpulsfolge zu verhindern, dass die Nutzimpulsfolge selbst zum
Anlass für
eine wiederholte Übertragung
genommen wird.
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Eine Sendevorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst eine erste an einen ersten Kanal koppelbare
Ausgangsklemme und eine zweite an einen zweiten Kanal koppelbare
Ausgangsklemme, wobei zwischen die Eingangsklemme und die erste
Ausgangsklemme eine erste Impulserzeugungsschaltung und zwischen
die Eingangsklemme und die zweite Ausgangsklemme eine zweite Impulserzeugungsschaltung
geschaltet ist. Dabei ist zwischen die erste Ausgangsklemme und
den Steuereingang der ersten Impulserzeugungsschaltung eine erste
Störsignaldetektionsschaltung,
die ein erstes Ansteuersignals bereitstellt, und zwischen die zweite
Ausgangsklemme und den Steuereingang der zweiten Impulserzeugungsschaltung
eine zweite Störsignaldetektionsschaltung,
die ein zweites Ansteuersignal bereitstellt, geschaltet.
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Bei dieser Sendevorrichtung, die
zur Übertragung über zwei
Kanäle
geeignet ist, wird stets einer der beiden Kanäle bezüglich des Auftretens von Störsignalen überwacht
wobei die erste Impulserzeugungsschaltung die erste Impulsfolge
nach Maßgabe des
ersten Ansteuersignals, also abhängig
von der Detektion eines Störsignals
auf dem ersten Kanal, und nach Maßgabe des zweiten Ansteuersignals, also
abhängig
von der Detektion eines Störsignals auf
dem zweiten Kanal wiederholt bereitstellt und an den Kanal abgibt.
Vorzugsweise stellt auch die zweite Impulserzeugungsschaltung die
zweite Impulsfolge nach Maßgabe
des zweiten Ansteuersignals und nach Maßgabe des ersten Ansteuersignals
wiederholt bereit und gibt sie an den Kanal ab.
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Außerdem ist bei einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Sendevorrichtung
vorgesehen, dass die erste Störsignaldetektionsschaltung
das erste Ansteuersignal nach Maßgabe eines zweiten Statussignals
erzeugt, wobei dieses Statussignal anzeigt, ob gerade eine zweite
Impulsfolge über
den zweiten Kanal übertragen
wird, so dass gewährleistet werden
kann, dass die erste Impulsfolge erst dann wiederholt übertragen
wird, wenn eine Signalübertragung
auch auf dem zweiten Kanal beendet ist. Außerdem erzeugt die zweite Störsignaldetektionsschaltung
das zweite Ansteuersignal nach Maßgabe eines ersten Statussignals,
das anzeigt, ob gerade eine erste Impulsfolge an den ersten Kanal übertragen
wird.
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Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sendevorrichtung
erzeugt die wenigstens eine Impulserzeugungsschaltung die Impulsfolge nach
einer vorgegebenen Flanke des Eingangssignals und wiederholt die
Impulsfolge vorzugsweise nach einer vorgegebenen Flanke des Ansteuersignals
und bei einem vorgegebenen Pegel des Eingangssignals.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in
Ausführungsbeispielen
anhand von Figuren näher erläutert. In
den Figuren zeigt
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1 Blockschaltbild
eines Übertragungssystems
zur Datenübertragung über einen
Kanal, der eine Potentialbarriere enthält,
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2 beispielhafte
Signalverläufe
eines Sendesignals (Sin), einer Impulsfolge (PS) und eines an einem
ersten Kanal detektierten Signals (KS) bei einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 beispielhafte
Signalverläufe
eines Sendesignals (Sin), einer über
einen Kanal zu übertragenden
Impulsfolge (PSl) und eines an dem Kanal detektierten Signals (KS)
bei einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 Blockschaltbild
eines Übertragungssystems
zur Datenübertragung über einen
ersten und zweiten Kanal, die jeweils eine Potentialbarriere enthalten,
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5 beispielhafte
Signalverläufe
eines Sendesignals (Sin), einer ersten über einen ersten Kanal zu übertragenden
Impulsfolge (PSl), einer zweiten über einen zweiten Kanal zu übertragenden Impulsfolge
(PS2), eines an dem ersten Kanal detektierten Signals (KSl) und
eines an dem zweiten Kanal detektierten Signals (KS2) bei einer
zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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6 eine
erfindungsgemäße Sendevorrichtung
zur Durchführung
eines Verfahrens gemäß 2,
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7 beispielhafte
zeitliche Verläufe
einiger der in der Sendevorrichtung nach 6 auftretender Signale,
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8 eine
erste Impulserzeugungsschaltung und eine erste Störsignaldetektionsschaltung
einer Sendevorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach 5,
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9 eine
zweite Impulserzeugungsschaltung und eine zweite Störsignaldetektionsschaltung einer
Sendevorrichtung zur Durchführung
eines Verfahrens nach 5,
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10 ein
Ausführungsbeispiel
eines in den 8 und 9 dargestellten Monoflops,
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11 beispielhafte
zeitliche Verläufe
einiger der in der Impulserzeugungsschaltung und der Störsignaldetektionsschaltung
nach 8 auftretenden
Signale,
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12 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Sendevorrichtung,
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13 ein
Ausführungsbeispiel
einer Empfängervorrichtung.
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In den Figuren bezeichnen, sofern
nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit
gleicher Bedeutung.
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Zum besseren Verständnis des
erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Sendevorrichtung
zeigt 1 ein Übertragungssystem
zum Übertragen
eines Sendesignals Sin über
einen Kanal, der in dem Ausführungsbeispiel
einen Übertrager 3 aufweist.
Der Übertrager
umfasst in dem Ausführungsbeispiel
zwei induktiv gekoppelte Spulen bzw. Wicklungen, die an unterschiedliche
Bezugspotentiale GND1, GND2 angeschlossen sind. Das Übertragungssystem
umfasst eine Sendevorrichtung 1, der das Sendesignal Sin
zugeführt
ist und die ein Signal, insbesondere eine Impulsfolge PS an den
Kanal abgibt. Auf der Empfängerseite
des Kanals ist ein Empfänger 2 vorhanden,
der aus einem über
den Kanal empfangenen Signal ein Ausgangssignal Sout erzeugt, welches
bei einem störungsfreien
Kanal mit dem Sendesignal Sin übereinstimmt.
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An dem senderseitigen Abschnitt des
Kanals ist ein an dem Kanal anliegendes Signal KS detektierbar,
wobei dieses Signal KS sowohl von einer von dem Sendesignal Sin
abhängigen
Impulsfolge oder auch aus einem von extern in den Kanal eingekoppelten
Störsignal
abhängig
sein kann. Dieses an dem Kanal anliegende Signal KS ist an die Sendevorrichtung
K1 rückgekoppelt,
um Störsignale
auf dem Kanal detektieren zu können,
wie nachfolgend noch erläutert
wird.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Übertragung
eines Sendesignals Sin über
einen Kanal wird nachfolgend anhand beispielhafter zeitlicher Verläufe eines
Sendesignals Sin, einer von der Sendevorrichtung 10 abhängig von
dem Sendesignal Sin erzeugten und an den Kanal abgegebenen Impulsfolge
PS und eines an den Kanal detektierbaren Kanalsignals KS nachfolgend
erläutert.
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Das in 2 dargestellte
Sendesignal Sin ist ein zweiwertiges Sendesignal, das abwechselnd
einen ersten Signalspegel P1 und einen zweiten Signalpegel P2 annimmt.
Dieses über
den Kanal zu übertragene
Sendesignal ist beispielsweise ein Steuersignal für einen
empfängerseitig
angeordneten, nicht näher
dargestellten Verbraucher und dient beispielsweise zum Ein- oder Ausschalten
dieses Verbrauchers.
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Abhängig von diesem zweiwertigen
Sendesignal Sin wird bei dem in 2 dargestellten
erfindungsgemäßen Verfahren
eine Impulsfolge erzeugt, die einen positiven Impuls aufweist, wenn
der Signalpegel des Sendesignals Sin von dem ersten Pegel P1 auf
den zweiten Pegel P2 ansteigt, wenn also eine steigende Flanke dieses
Sendesignals Sin vorliegt, wie dies zu den Zeitpunkten t1 und t5
in 2 der Fall ist. Mit
jeder steigenden Flanke des Sendesignals Sin wird also eine einen
positiven Impuls umfassende Impulsfolge generiert. Diese in der
Sendevorrichtung gemäß 1 erzeugten Impulse rufen
an dem Kanal einen entsprechenden detektierbaren Signalimpuls hervor,
wobei dieser an dem Kanal zu detektierende Signalimpuls RS anhängig von
den Kanaleigenschaften gegebenenfalls gegenüber dem Impuls der Impulsfolge
PS verzögert
oder abgeflacht erscheint, wobei dies in der Darstellung gemäß 2 allerdings nicht berücksichtigt
ist.
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Zum Zeitpunkt t2 tritt in dem Signalverlauf gemäß 2 ein Störimpuls, in dem Beispiel ein
negativer Störimpuls,
an dem Kanal auf. Dieser Störimpuls
wird detektiert und nach Abklingen des Störimpulses wird der zum Zeitpunkt
t1 gesendete Impuls wiederholt. Eine empfängerseitige Fehlinformation wird
dadurch korrigiert. Der Empfänger
kann nämlich nicht
unterscheiden, ob ein Impuls auf dem Kanal aus einem durch die Sendevorrichtung
abgegebenen Signal resultiert oder aus einem Störimpuls. Ist der Empfänger so
ausgebildet, dass bei Empfang eines negativen Impulses über den
Kanal ein Verbraucher in einem bestimmten Betriebszustand gebracht
wird, so könnte
der zum Zeitpunkt t2 auftretende negative Störimpuls diese Ansteuerung des
Verbrauchers bewirken. Der nach dem Abklingen des Störimpulses wiederholte,
von dem Sendesignal Sin abhängige korrekte
Impuls sorgt dafür,
dass der Verbraucher wieder in den richtigen Betriebszustand gebracht wird,
sofern aufgrund des Störimpulses
ein falscher Zustandsübergang
stattgefunden hat. Der positive Impuls wird unmittelbar nach Abklingen
des Störimpulses
oder geringfügig
zeitlich verzögert
nach Abklingen des Störimpulses
wiederholt übertragen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 wird ein negativer Impuls übertragen,
wenn der Pegel des Sendesignals Sin von dem zweiten Pegel P2 auf den
ersten Pegel absinkt, also bei jeder fallenden Flanke des Sendesignals
Sin, wie dies zum Zeitpunkt t3 dargestellt ist. In entsprechender
Weise wird dieser negative Impuls nach dem Abklingen eines zum Zeitpunkt
t4 beginnenden Störimpulses
bzw. Störsignals
wiederholt übertragen,
um eine durch das Störsignal
bedingte Fehlansteuerung des Verbrauchers zu vermeiden bzw. zu korrigieren.
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Bei dem in 2 veranschaulichten Übertragungsverfahren wird lediglich
ein Übertragungskanal für die Datenübertragung
verwendet, wobei über
diesen Kanal mit jeder steigenden Flanke des Sendesignals Sin ein
positiver Impuls und mit jeder fallenden Flanke des Sendesignals
Sin ein negativer Impuls übertragen
wird, und wobei der positive Impuls nach Detektion eines Störimpulses
auf dem Kanal wiederholt wird, solange das Sendesignal Sin nach
einer steigenden Flanke seinen Pegel beibehält, und wobei der negative
Impuls nach einer Detektion eines Störimpulses auf dem Kanal wiederholt
wird, solange das Sendesignal Sin nach einer fallenden Flanke seinen
Pegel beibehält.
Wechselt das Sendesignal während
einer Störung
seinen Zustand, so wird nach dem Abklingen der Störung ein
Impuls bzw. ein Korrekturimpuls übertragen,
der dem neuen Pegel des Sendesignal zugeordnet ist.
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3 veranschaulicht
ein erfindungsgemäßes Verfahren,
bei dem das Sendesignal Sin pulscodemoduliert übertragen wird, wobei eine
steigende Flanke des Sendesignals Sin in eine erste Impulsfolge
PF1 mit zwei Impulsen umgesetzt wird, bei welcher der zeitliche
Abstand dieser beiden Impulse beispielhaft T1 beträgt. eine
fallende Flanken des Sendesignals Sin wird in eine zweite Impulsfolge
PF2 umgesetzt, wobei der zeitliche Abstand dieser Impulse beispielhaft
T2 beträgt.
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Die zeitliche Dauer der Impulsfolgen
PF1, PF2 ist üblicherweise
geringer als die Zeitdauer, für welche
das Sendesignal Sin zeitlich zusammenhängend den zweiten Signalpegel
P2 oder den ersten Singalpegel P1 annimmt. Bei dem Verfahren gemäß 3 wird nach einer Detektion
eines Störimpulses die
erste Impulsfolge PFl wiederholt, sofern das Sendesignal Sin sich
nach wie vor auf dem zweiten Signalpegel P2 befindet.
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Entsprechend wird die zweite Impulsfolge PF2
wiederholt, nachdem ein Störimpuls
auf den Kanal detektiert wurde, sofern das Sendesignal Sin den ersten
Signalpegel P1 aufweist. Hat das Sendesignal Sin zwischenzeitlich – während des
Auftretens eines Störsignals – seinen
Pegel gewechselt, so wird nach dem Abklingen der Störung eine
Signalfolge übertragen,
die dem aktuellen Pegel bzw. Zustand des Sendesignals Sin zugeordnet
ist.
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4 veranschaulicht
zum besseren Verständnis
einer weiteren Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
und erfindungsgemäßen Sendevorrichtung
ein Datenübertragungssystem
zur Übertragung
des Sendesignals Sin über
zwei separate Kanäle,
wobei jeder der Kanäle
einen Transformator 31, 32 als Potentialbarriere
aufweist. Empfängerseitig
ist an beide Kanäle
eine Empfängerschaltung 21 angeschlossen,
die ein Ausgangssignal Sout abhängig
von an den Kanälen
anliegenden Signalen bereitstellt, wobei die Empfängerschaltung 21 und eine
senderseitig angeordnete Sendevorrichtung 10 so aufeinander
abgestimmt sind, dass das Ausgangssignal Sout mit dem Sendesignal
Sin übereinstimmt,
sofern der Kanal störungsfrei
ist. Der Sendevorrichtung 10 ist das Sendesignal Sin zugeführt, wobei
die Sendevorrichtung eine erste Sendevorrichtung 11 umfasst,
die eine erste Impulsfolge PS1 abhängig vom Sendesignal Sin erzeugt
und an den ersten Kanal ausgibt und wobei die Sendevorrichtung 10 eine
zweite Sendevorrichtung 12 aufweist, die abhängig von
dem Sendesignal Sin eine zweite Impulsfolge PS2 erzeugt und an den
zweiten Kanal ausgibt.
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Die erste Sendevorrichtung 11 überwacht zudem
den ersten Kanal, wozu der ersten Sendevorrichtung 11 ein
an dem ersten Kanal detektierbares Signal KS1 zugeführt ist.
Die zweite Sendevorrichtung überwacht
den zweiten Kanal, wobei der zweiten Sendevorrichtung 12 ein
an dem Kanal detektierbares Kanalsignal KS2 zugeführt ist.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Sendevorrichtung miteinander
gekoppelt, wie dies in 4 dargestellt
ist. Dadurch wird ermöglicht,
dass bei einer Detektion eines Störimpulses auf dem ersten Kanal
abhängig
von einem durch die erste Sendevorrichtung 11 erzeugten
ersten Wiederauffrischungssignal bzw. Ansteuersignal SRE1, die durch
die zweite Sendevorrichtung 12 bereitgestellte Impulsfolge
wiederholt übertragen wird,
und dass abhängig
von einem durch die zweite Signalerzeugungsvorrichtung 12 bereitgestellten zweiten
Wiederauffrischungssignal bzw. Ansteuersignal SRE2, das von der
Detektion eines Störimpulses
auf dem zweiten Kanal abhängig
ist, die durch die erste Sendevorrichtung 11 bereitgestellte
erste Impulsfolge wiederholt an den ersten Kanal übertragen
wird. Die durch die erste und zweite Sendevorrichtung 11, 12 erzeugten
Impulsfolgen PS1, PS2 werden vorzugsweise zeitlich gegeneinander
versetzt übertragen.
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Während
eine aus dem Sendesignal Sin resultierende Impulsfolge über einen
der Kanäle übertragen
wird, ist dieser Kanal für
die Detektion eines Störimpulses
gesperrt, um zu verhindern, dass fälschlicherweise ein Nutzsignalimpuls
als Störimpuls
detektiert wird. Da die erste und zweite Impulsfolge PS1, PS2 zeitlich
versetzt zueinander erzeugt und übertragen
werden, steht allerdings immer einer der beiden Kanäle zur Störsignaldetektion
zur Verfügung,
wobei man sich die Erkenntnis zu Nutzen macht, das Störsignale üblicherweise
beide Kanäle gleichzeitig
beeinflussen.
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5 veranschaulicht
ein erfindungsgemäßes Signalübertragungsverfahren
unter Verwendung zweier Übertragungskanäle, wobei
in 5 untereinander beispielhafte
zeitliche Verläufe
des Sendesignals Sin, der ersten Impulsfolge PS1, der zweiten Impulsfolge
PS2, eines an dem ersten Kanal anliegenden Signals KS1 und eines
an dem zweiten Kanal anliegenden Signals KS2 dargestellt sind.
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Bei dem Verfahren gemäß 5 wird mit jeder steigenden
Flanke des zweiwertigen Sendesignals Sin ein Impuls durch die erste
Sendevorrichtung 11 erzeugt und an den ersten Kanal ausgegeben,
wie dies zu den Zeitpunkten t1 und t7 dargestellt ist. Dieser Sendeimpuls
wird wiederholt über
den zugehörigen
Kanal übertragen,
nachdem ein Störsignal
an einem der beiden Kanäle
detektiert wurde. Bei dem in 5 dargestellten
zeitlichen Verlauf tritt mit der Übertragung des Impulses an
dem ersten Kanal ein Störimpuls
auf, der in dem Beispiel negativ gegenüber dem ausgesendeten Impuls
ist. Dieser Störimpuls
verfälscht
das über
den ersten Kanal gesendete Signal, wie dies anhand des Verlaufes
des Signals KS1 dargestellt ist. Die Form des Störimpulses wird anhand des zeitlichen
Verlaufes des Signals KS2 deutlich. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
findet während
der Zeitdauer, während
der ein Impuls über
einen der beiden Kanäle übertragen
wird, an diesem Kanal keine Störsignaldetektion
statt.
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Bei dem Beispiel gemäß 5 wird mit jeder fallenden
Flanke des Sendesignals Sin ein Impuls über den zweiten Kanal übertragen,
wie dies zum Zeitpunkt t4 in 5 dargestellt
ist. Impulse über
den ersten Kanal und den zweiten Kanal werden damit zeitlich zueinander
versetzt übertragen,
so dass während
einer Übertragung
von Impulsen über
den ersten Kanal der zweite Kanal zur Störsignaldetektion dient. Entsprechend
wird nach der Detektion eines Störimpulses
in dem Signal KS2, das an dem zweiten Kanal abgegriffen wird, der
nach der steigenden Flanke zum Zeitpunkt t1 erzeugte Impuls nach
dem Abklingen des Störimpulses
zum Zeitpunkt t2 wiederholt. Obwohl während des Aussendens des ersten Impulses
ein Störimpuls
auf beiden Kanälen
aufgetreten ist, der zu einer nicht richtigen Übertragung des ersten Impulses
geführt
hat, wird dieser Fehler dank des zweiten Kanals, der während des
Aussendens eines Impulses über
den ersten Kanal ausschließlich
zur Störsignaldetektion
dient, korrigiert.
-
Nach der Übertragung eines Impulses dient auch
der erste Kanal zur Störsignaldetektion,
so dass der über
den ersten Kanal ausgesendete Impuls auch dann wiederholt wird,
wenn ein Störsignal
ausschließlich
auf dem ersten Kanal detektiert wird, wie dies ab dem Zeitpunkt
t3 dargestellt ist. Nach dem Abklingen des Störimpulses wird der aus der
positiven Flanke des Sendesignals Sin resultierende Impuls wiederholt übertragen.
-
Entsprechend dient während der Übertragung
eines von dem Sendesignals Sin abhängigen Impulses bzw. einer
Impulsfolge über
den zweiten Kanal der erste Kanal ausschließlich der Störsignaldetektion,
so dass der über
den zweiten Kanal gesendete Impuls auch dann wiederholt übertragen wird,
wenn während
des Aussendens des Impulses ein Störsignal den zweiten Kanal erheblich
stört. Hierbei
wird davon ausgegangen, dass Störimpulse üblicherweise
die beiden Kanäle
gleichzeitig betreffen. Nach dem Aussenden eines Impulses bzw. einer Impulsfolge über den
zweiten Kanal dient auch der zweite Kanal zur Störsignaldetektion, so dass der über den
zweiten Kanal übertragene
Impuls auch dann wiederholt wird, wenn ein Störsignal nur an dem zweiten
Kanal detektiert wird. In 5 beginnt
ein solcher Störimpuls
beispielhaft zum Zeitpunkt t6. Der aus der fallenden Flanke des
Sendesignals Sin resultierende Impuls wird dabei nach dem Abklingen
dieses Störimpulses
wiederholt übertragen.
-
Selbstverständlich sind im Zusammenhang mit
der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei der Impulsfolgen über
zwei voneinander getrennte Kanäle übertragen
werden, beliebige von dem Sendesignal Sin abhängige Impulsfolgen einsetzbar,
die nach der Detektion eines Störsignals bzw.
Störimpulses
an wenigstens einem der beiden Kanäle über den zugehörigen Kanal
wiederholt übertragen
werden.
-
Bei einer Abwandlung des in 5 dargestellten Verfahrens
ist vorgesehen, den nach einem Pegelwechsel des Sendesignals Sin
ersten erzeugten Impuls bzw. die erste erzeugte Impulsfolge zu verzögern, wenn
zusammen mit diesem Pegelwechsel ein Störsignal bzw. ein Störimpuls
auf einem der beiden Kanäle
detektiert wird, und den ersten Impuls bzw. die erste Impuls folge
erst nach dem Abklingen dieses Störsignals zu übertragen.
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6 zeigt
im Detail ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Sendevorrichtung gemäß 1 zur Durchführung eines
Verfahrens gemäß 2 auf der Senderseite.
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Die Sendevorrichtung umfasst eine
Eingangsklemme zur Zuführung
des Sendesignals Sin und ist mittels einer Ausgangsklemme an den
Kanal gekoppelt, wobei in 6 aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
lediglich eine der Wicklungen des Übertragers des Kanals dargestellt
ist.
-
Die Sendevorrichtung umfasst eine
Treiberschaltung DRV mit zwei Transistoren T1, T2, deren Laststrecken
in Reihe zwischen ein positives Versorgungspotential Vcc und ein
negatives Versorgungspotential Vss geschaltet sind, wobei ein den
beiden Transistoren gemeinsamer Knoten an den Kanal angeschlossen
ist. Das Potential an dem Kanal kann mittels dieser Treiberschaltung
DRV auf positives Potential oder negatives Potential gezogen werden,
wobei das Potential an dem Kanal positiv ist, wenn der an das positive
Versorgungspotential Vcc angeschlossene erste Transistor T1 leitet
und der an das negative Versorgungspotential Vss angeschlossene zweite
Transistor T2 sperrt. Entsprechend wird das Potential an dem Kana1
negativ, wenn der zweite Transistor leitet und der erste Transistor
T2 sperrt. Der erste Transistor T1 ist in dem Ausführungsbeispiel
als Bipolartransistor ausgebildet, während der zweite Transistor
T2 ein MOSFET ist. Zur Bereitstellung von Ansteuersignalen für die beiden
Transistoren T1, T2 ist eine Impulserzeugungsschaltung 110 vorhanden,
die eine erste Impulsfolge PSH zur Ansteuerung des ersten Transistors
T1 und eine zweite Impulsfolge PSL zur Ansteuerung des zweiten Transistors
T2 bereitstellt. Zur Umsetzung der Logikpegel dieser beiden Impulsfolgen
PSH, PSL auf geeignete Potentiale zur Ansteuerung der beiden Transistoren T1,
T2 sind diese Impulsfolgen Treiberschaltungen DTl bzw. DT2 zugeführt, wobei
die Treiberschaltung DT1 an den Steueranschluss des ersten Transistors T1
und die Treiberschaltung DT2 an den Steueranschluss des zweiten
Transistors T2 angeschlossen ist.
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Zur Bereitstellung der Impulsfolgen
PSH, PSL umfasst die Impulserzeugungsschaltung 110 eine
Anzahl von Logikbauelementen, die nachfolgend erläutert werden.
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Die Impulsfolge PSH zur Ansteuerung
des ersten Transistors T1 steht am Ausgang eines ersten NOR-Gatters
NO1 zur Verfügung
und die Impulsfolge PSL zur Ansteuerung des zweiten Transistor T2
steht an einem zweiten NOR-Gatter N02 zur Verfügung. Dem ersten NOR-Gatter
NO1 ist ein Ausgangssignal eines vorgeschalteten NAND-Gatters NA1,
das mittels eines Verzögerungsgliedes
DL1 verzögerte
und mittels eines Schmitt-Triggers ST1 invertierte Ausgangssignal
des ersten NAND-Gatters NA1 und ein Einschaltsignal PON zugeführt. Entsprechend
ist dem zweiten NOR-Gatter NO2 das Ausgangssignal eines zweiten
NAND-Gatters NA2,
das mittels eines Verzögerungsgliedes
DL2 verzögerte
und mittels eines Schmitt-Triggers invertierte Ausgangssignal dessen
NAND-Gatters NA2 und das Einschaltsignal PON zugeführt.
-
Dem ersten NAND-Gatter NA1 ist das
Sendesignal Sin sowie ein Ansteuersignal bzw. wiederauffrischungssignal
SRE zugeführt.
Dieses Ansteuersignal SRE weist üblicherweise
den Pegel einer logischen 1 auf, sofern kein Störimpuls an dem Kanal detektiert
wird, wie nachfolgend noch erläutert
werden wird. Dem zweiten NAND-Gatter NA2 ist das mittels eines Inverters
IN1 invertierte Sendesignal Sin sowie ebenfalls das Ansteuersignal
SRE zugeführt.
-
Die Funktionsweise dieser Impulserzeugungsschaltung 110 wird
nachfolgend kurz erläutert, wobei
bezüglich
des zeitlichen Verlaufs der Impulsfolgen PSH, PSL auf 7 verwiesen wird, in der
im oberen Teil untereinander das Einschaltsignal PON, das Sendesignal
Sin, die Impulsfolge PSH und die Impulsfolge PSL dargestellt sind.
-
Es sei zunächst angenommen, dass das Ansteuersignal
SRE den Pegel einer logischen 1 aufweist und dass zudem das Einschaltsignal
PON, welches low-aktiv ist, den Pegel einer logischen 0 aufweist.
Nimmt das Einschaltsignal Sin ebenfalls den Pegel einer logischen
0 bzw. den unteren Signalpegel P1 an, so liegt am Ausgang des NAND-Gatters NA1
der Pegel einer logischen 1 an, was zusammen mit dem Pegel des Einschaltsignals
PON über
das NOR-Gatter NO1 den Pegel einer logischen 0 an dem Ausgang des
NOR-Gatters NO1 ergibt. An dem Ausgang des zweiten NOR-Gatters N02
liegt ebenfalls der Pegel einer logischen 0 an, wenn das Eingangssignal
Sin den Pegel einer logischen 0 aufweist. In diesem Fall liegt am
Ausgang des NAND-Gatters
NA2 der Pegel einer logischen 0 an. Das Verzögerungsglied DL2 ist dazu ausgebildet, Pegelwechsel
von einer logischen 0 zu einer logischen 1 verzögerungslos und Pegelwechsel
von einer logischen 1 zu einer logischen 0 mit einer Verzögerungszeit τ1 weiterzugeben.
Unter der Annahme, dass der Low-Pegel
am Ausgang des NAND-Gatters NA2 bereits länger als diese Verzögerungszeit τ1 anliegt,
liegt am Ausgang des invertierenden Schmitt-Triggers ST2 ein High-Pegel
an, so dass am Ausgang des NOR-Gatters NO2 ein Low-Pegel anliegt.
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Wechselt das Eingangssignal Sin von
dem Low-Pegel (logische 0) zu dem High-Pegel (logische 1), so wechselt
der Pegel am Ausgang des ersten NAND-Gatters NA1 von einer logischen
1 auf eine logische 0. Das Verzögerungsglied
DLl ist entsprechend dem Verzögerungsglied
DL2 so ausgebildet, dass es Pegelwechsel von der logischen 1 zur
logischen 0 mit einer Verzögerungszeit τ1 und Pegelwechsel
von der logischen 0 zu der logischen 1 verzögerungslos weitergibt. Am Ausgang
des invertierenden Schmitt-Triggers ST1 liegt somit nach dem Wechsel
des Pegels des Ausgangssignals des NAND-Gatters NA1 noch für eine Zeitdauer τ1 ein Low-Pegel
an, so dass am Ausgang des NOR-Gatters NO1 nach einem Wechsel des
Pegels des Sendesig nals Sin von low nach high für eine Zeitdauer τ1 ein Impuls
an, wie dies in 7 mit
der steigenden Flanke des Sendesignals Sin dargestellt ist. Entsprechend
liegt am Ausgang des NOR-Gatters NO2 nach einer fallenden Flanke
des Sendesignals Sin für
eine Zeitdauer τ2
ein Impuls der Zeitdauer τ1
an.
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Der erste Transistor T1 wird über den
Impuls der Impulsfolge PSH mit jeder steigenden Flanke des Sendesignals
Sin leitend, um den Kanal auf positives Potential zu ziehen, wie
dies anhand des am Kanal abgreifbaren Kanalsignals KS, dessen zeitlicher
Verlauf in 7 unten dargestellt
ist, deutlich wird. Sperrt der erste Transistor T1 anschließend ist
der Ausgang der Treiberschaltung DRV hochohmig. Die Treiberschaltung
DRV ist eine sogenannte Tristate-Treiberschaltung, die drei Zustände annehmen kann,
einen ersten Zustand, bei dem der erste Transistor T1 leitet und
der zweite Transistor T2 sperrt, so dass am Ausgang der Treiberschaltung
DRV positives Versorgungspotential Vcc anliegt, einen zweiten Zustand,
bei dem der zweite Transistor T2 leitet und der erste Transistor
T1 sperrt, so dass am Ausgang der Treiberschaltung DRV negatives
Potential Vss anliegt, und einen dritten Zustand, bei dem beide Transistoren
T1, T2 sperren, so dass der Ausgang der Treiberschaltung DRV hochohmig
ist.
-
Bei einem Impuls des Signals PSL
wird der zweite Transistor T2 leitend angesteuert, wodurch der Kanal
auf negatives Potential gezogen wird, wie dies ebenfalls anhand
des am Kanal abgreifbaren Kanalsignals KS deutlich wird.
-
Allgemein erzeugt der erste Zweig
der Impulserzeugungsschaltung 110 mit dem ersten NAND-Gatter
NA1, dem Verzögerungsglied
DL1 und dem Schmitt-Trigger STl, sowie dem NOR-Gatter NO1 einen
Impuls der Zeitdauer τ1,
wenn eines der beiden Eingangsignale des NAND-Gatters NA1 vom Pegel
einer logischen 0 auf den Pegel einer logischen 1 ansteigt, während das
andere der beiden Eingangssignale den Pegel einer logischen 1 beibe hält. In entsprechender
Weise erzeugt der zweite Zweig der Impulserzeugungsschaltung 110 mit
dem zweiten HAND-Gatter NA2, dem Verzögerungsglied DL2, dem Schmitt-Trigger
ST2 und dem NOR-Gatter NO1 einen Impuls der Zeitdauer r1, wenn eines
der beiden Eingangssignale des NAND-Gatters NA2 von dem Pegel einer
logischen 0 auf den Pegel einer logischen 1 wechselt, während das
andere der beiden Eingangssignale den Pegel einer logischen 1 beibehält. Der
erste Zweig der Impulserzeugungsschaltung 110 erzeugt somit
auch dann einen Impuls der Zeitdauer τ1, wenn das Eingangssignal Sin
den Pegel einer logischen 1 annimmt und das Wiederauffrischungssignal
SRE von einem Low-Pegel auf einen High-Pegel ansteigt. Entsprechend
erzeugt der zweite Zweig einen Impuls der Zeitdauer τ1 zur Ansteuerung
des zweiten Transistors T2, wenn das Eingangssignal Sin den Wert
einer logischen 0 annimmt und das Wiederauffrischungssignal SRE
vom wert einer logischen 0 auf den Wert einer logischen 1 ansteigt.
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Dieses Wiederauffrischungssignal
bzw. Ansteuersignal wird durch eine Ansteuersignalerzeugungsschaltung 100 nach
Maßgabe
eines von einer Detektorschaltung DET bereitgestellten Störsignal-Detektionssignals
erzeugt, wobei das Wiederauffrischungssignal SRE nach Detektion
eines Störsignals
für eine
Zeitdauer τ2
auf einen Low-Pegel absinkt, um dann auf einen High-Pegel anzusteigen
und die erneute Erzeugung eines Impulses durch die Impulserzeugungsschaltung 110 zu
veranlassen, wie im Folgenden erläutert wird.
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Die Detektorschaltung DET ist an
den Kanal gekoppelt und weist eine Vergleicheranordnung mit einem
ersten Komparator K1 und einem zweiten Komparator K2 auf, die dazu
dient, das Kanalsignal mit einem positiven Referenzwert Vref und
einem negativen Referenzwert -Vref zu vergleichen. Ausgangssignale
F1, F2 dieser Komparatoren K1, K2 sind einem NOR-Gatter NO3 zugeführt, wobei
diese beiden Ausgangssignale F1, F2 den Wert einer logischen 0 annehmen,
solange das Kanalsignal K1 innerhalb eines durch die Referenzwerte
-Vref und Vref vorgegebe nen Intervalls liegt. Das Störsignal-Detektionssignal
EMI liegt dann entsprechend auf dem wert des Pegels einer logischen
1. Übersteigt
das Kanalsignal KS betragsmäßig einen
dieser beiden Referenzwerte, so ist eines der Komparator-Ausgangssignale F1
bzw. F2 high, während
das andere low ist, so dass das Störsignal-Detektionssignal EMI
den Wert einer logischen 0 annimmt, wie dies ebenfalls in 7 veranschaulicht ist, wobei
hier die Komparator-Ausgangssignale F1, F2 gemeinsam in einem zeitlichen
Diagramm dargestellt sind.
-
In der Detektorschaltung DET kann
in dem Beispiel nicht unterschieden werden, ob das Ansteigen oder
Absinken des Kanalsignals KS auf einen außerhalb des Interwalls liegenden
Wert durch ein Störsignal
oder einen durch die Impulse PSH, PSL leitend angesteuerten Transistoren
T1, T2 hervorgerufen wird, so dass das Störsignaldetektionssignal EMI
auch bei einem Nutzsignal-Impuls den Wert eines logischen Low-Pegels
annimmt. Um zu verhindern, dass ein derartiger Nutzimpuls als Störsignal detektiert
wird, erfolgt die Erzeugung des Ansteuersignals SRE in der Ansteuersignalerzeugungsschaltung
abhängig
von einem Freigabesignal FS, welches von den Impulsfolgen PSH, PSL
abhängig
ist. Dieses Freigabesignal FS ist einem NAND-Gatter NA3 zugeführt, an
dessen Ausgang das Ansteuersignal SRE anliegt. Dem NAND-Gatter NA3
ist weiterhin das Störsignaldetektionssignal
EMI direkt und das mittels eines Verzögerungsgliedes DL4 verzögerte und
mittels eines Schmitt-Triggers
ST4 invertierte Störsignaldetektionssignal
EMI zugeführt.
Das Verzögerungsglied
DL4 ist so ausgebildet, dass es Pegelwechsel des Störsignal-Detektionssignals
EMI von einem Low-Pegel auf einen High-Pegel mit einer Verzögerungszeit τ2 verzögert weitergibt,
während Pegelwechsel
von einem High-Pegel
auf einen Low-Pegel unverzögert
weitergegeben werden. Wechselt der Pegel des Störsignal-Detektionssignals EMI
somit nach Abklingen eines Störsignals
bzw. auch Nutzsignals von einem Low-Pegel auf einen High-Pegel,
so wird dieser Pegelwechsel nur verzögert weitergegeben, so dass
sich das Störsignal-Detektionssignal
EMI und das am Ausgang des Schmitt- Triggers SD4 anliegende Signal für eine Zeitdauer τ2 nach diesem
Pegelwechsel nicht unterscheiden, wobei beide den Wert einer logischen
1 annehmen.
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Besitzt auch das Freigabesignal FS
während dieser
Zeitdauer den Wert einer logischen 1, so sinkt das Ansteuersignal
SRE für
diese Zeitdauer τ2
auf den Pegel der logischen 0 ab, um mit dem nachfolgenden Ansteigen
auf eine logische 1 die Erzeugung eines Wiederauffrischungsimpulses
der Zeitdauer τ1 in
der oben beschriebenen Weise zu bewirken.
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Das Ansteuersignal SRE behält unabhängig von
einem Pegelwechsel des Störsignaldetektionssignals
EMI den Pegel einer logischen 1 bei, wenn das Freigabesignal FS
den Pegel einer logischen 0 annimmt. Das Freigabesignal FS wird
mittels einer Logikanordnung erzeugt, die ein NOR-Gatter NO4, ein dem
NOR-Gatter NO4 nachgeschaltetes
Verzögerungsglied
DL3, einen dem Verzögerungsglied
DL3 nachgeschalteten Schmitt-Trigger ST3 und einen dem Schmitt-Trigger
ST3 nachgeschalteten Inverter IN2 aufweist, wobei am Ausgang des
Inverters IN2 das Freigabesignal FS anliegt. Dem NOR-Gatter NO4
sind die Impulsfolgen PSH, PSL zugeführt. Das Verzögerungsglied
DL3 ist so ausgebildet, dass es Pegelwechsel am Ausgang des NOR-Gatters
NO4 von low- nach high verzögert
mit einer Verzögerungszeit τ3 weitergibt.
Mit jedem Impuls der Impulsfolgen PSH, PSL wird über diese Logikschaltung ein Low-Pegel
des Freigabesignals FS für
eine Zeitdauer τ1+τ3 bewirkt,
um das NAND-Gatter NA3 während dieser
Zeitdauer zu blockieren, und so zu verhindern, dass nach einem Nutzimpuls
ein entsprechender Low-Impuls des Ansteuersignals erzeugt und der Nutzimpuls
wiederholt gesendet wird.
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Ein Low-Impuls des Ansteuersignals,
nach dessen Maßgabe
die Impulserzeugungsschaltung 110 wiederholt einen Impuls
erzeugt und an den Kanal abgibt, kann somit nur dann erzeugt werden, wenn
gerade kein Nutzimpuls über
den Kanal übertragen
wird, wobei dies bei der Sendevorrichtung gemäß 6 dadurch ge währleistet ist, dass für die Zeitdauer τ1+τ3 nach Beginn
des Impulses PSH bzw. PSL das NAND-Gatter am Ausgang der Ansteuersignalerzeugungsschaltung
blockiert wird. Während
dieser Zeitdauer findet zwar eine Detektion einer Potentialänderung
an dem Kanal durch die Detektorschaltung statt, die detektierte
Potentialänderung
wird allerdings nicht zur Erzeugung eines Low-Impulses des Ansteuersignals
herangezogen, da die Ansteuersignalerzeugungsschaltung 100 blockiert
ist.
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Anstelle der Ansteuersignalerzeugungsschaltung 100 kann
auch die Detektorschaltung DET blockiert werden, um zu verhindern,
dass während der Übertragung
eines Nutzimpulses dieser Nutzimpuls als Störsignal detektiert wird.
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Anhand der 8 bis 11 wird
nachfolgend eine Sendevorrichtung 10 zur Durchführung eines
erfindungsgemäßen Übertragungsverfahrens
gemäß 5 veranschaulicht. 8 zeigt ein Blockschaltbild
der in 4 dargestellten
ersten Sendevorrichtung 11, und 9 zeigt ein Blockschaltbild der in Figur
dargestellten Sendevorrichtung 12.
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Die beiden Sendevorrichtungen 11, 12 sind identisch
aufgebaut und unterscheiden sich nur dadurch, dass der Sendevorrichtung 11 das
Eingangssignal Sin direkt und der Sendevorrichtung 12 das Eingangssignal
Sin mittels eines Inverters IN31 invertiert zugeführt ist.
Zur Verdeutlichung des identischen Aufbaus der Sendevorrichtungen 11 und 12 unterscheiden
sich die Bezugzeichen entsprechender Bauelemente bzw. entsprechender
Signale in den Darstellungen gemäß der 8 und 9 lediglich in ihrer letzten Ziffer,
wobei die Bezugszeichen von Bauelementen und Signalen der ersten
Sendevorrichtung 11 mit der Ziffer 1 und die Bezugszeichen von
Bauelementen und Signalen der zweiten Sendevorrichtung 12 mit
der Ziffer 2 enden.
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Die erste Sendevorrichtung 11 weist
eine Ausgangsklemme K31 auf, an der das erste Ansteuersignal SREl
zur Verfügung
steht, das einer Anschlussklemme K42 der zweiten Sendevor richtung 12 zugeführt ist.
Entsprechend weist die zweite Sendevorrichtung eine Ausgangsklemme
K32 auf, an der das zweite Ansteuersignal SRE2 zur Verfügung steht,
das einer Anschlussklemme K41 der ersten Sendevorrichtung 11 zugeführt ist.
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Neben den auch in 4 dargestellten Ansteuersignalen SRE1,
SRE2 liefern die beiden Sendevorrichtungen 11, 12 jeweils
ein Statussignal S1 bzw. S2. Ein erstes Statussignal S1 der ersten
Sendevorrichtung steht an einer ersten Ausgangsklemme K11 zur Verfügung und
ist einer Eingangsklemme K22 der zweiten Sendevorrichtung 12 zugeführt. Entsprechend
stellt die zweite Sendevorrichtung 12 ein zweites Statussignal
S2 an einer Ausgangsklemme K12 zur Verfügung, welches einer Eingangsklemme K21
der ersten Sendevorrichtung 11 zugeführt ist.
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Wegen des identischen Aufbaus der
beiden Sendevorrichtungen beschränkt
sich die nachfolgende Beschreibung auf die Beschreibung der Sendevorrichtung 11 in 8. Zeitliche Verläufe ausgewählter, in
der Sendevorrichtung 11 gemäß 8 eingezeichneter Signale sind in 11 zum besseren Verständnis der
Funktionsweise dargestellt.
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Die Sendevorrichtung 11 umfasst
ein NAND-Gatter NA11, dem das Sendesignal Sin, das in der ersten
Sendevorrichtung 11 erzeugte erste Ansteuersignal SRE1
und das in der zweiten Sendevorrichtung 12 erzeugte zweite
Ansteuersignal SRE2 zugeführt
sind. Die beiden Ansteuersignale SRE1, SRE2 werden, wie noch erläutert werden
wird, so erzeugt, dass sie den Wert einer logischen 1 annehmen,
sofern kein Störsignal
auf einem der beiden Kanäle
detektiert wird, und dass sie für
eine vorgegebene Zeitdauer auf einen Low-Pegel absinken, nachdem
ein Störsignal
detektiert wurde. Am Ausgang des NAND-Gatters NA11 liegt im störungsfreien
Fall ein Ausgangssignal SNA11 mit einem logischen High-Pegel an,
sofern das Eingangssignal Sin den Pegel einer logischen 0 aufweist.
Das Ausgangssignal des NAND-Gatters NA11 ist dem Takteingang eines
nachgeschalteten D-Flip-Flops DF11 zugeführt, wobei der D-Eingang dieses
Flip- Flops an einem
positiven Logikpotential V1 anliegt. Am nicht-invertierenden Ausgang QP dieses Flip-Flops
DF11 steht die erste Impulsfolge PS1 zur Verfügung, die über eine Treiberschaltung DRV1
an den Kanal, von dem in 8 lediglich
der Übertrager 31 dargestellt
ist, ausgegeben wird. Die Treiberschaltung DRV1 ist beispielsweise
ein herkömmlicher
Inverter, der den Kanal nach Maßgabe
der Impulsfolge PSl an ein positives Versorgungspotential Vcc oder
Bezugspotential GND anlegt. Die Übertragung
eines negativen Impulses ist bei der Datenübertragung über zwei Kanäle nicht
erforderlich.
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Wechselt das Eingangssignal Sin von
einem Low-Pegel auf einen High-Pegel, so wechselt entsprechend das
Ausgangssignal SNA11 des NAND-Gatters NA11 auf einen Low-Pegel,
wie dies in 11 dargestellt
ist. Das D-Flip-Flop DF11 übernimmt
mit der fallenden Flanke des Gattersignals SNA11 den wert des Logikpotentials
V1, wodurch der Pegel am nicht-invertierenden Ausgang des Flip-Flops
DF11 auf den Wert einer logischen 1 ansteigt, so dass über den
Treiber DRVl ein positives Potential an den Kanal angelegt wird.
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Ein an dem Kanal anliegendes Signal
KSl wird einem invertierenden Schmitt-Trigger ST11 zugeführt, dessen
Ausgangssignal SST11 über
ein NAND-Gatter NA21 dem Rücksetz-Eingang
R des D-Flip-Flops
DF11 zugeführt
ist. Steigt das Signal KS1 über
einen durch den Schmitt-Trigger ST11 vorgegebenen Schwellenwert,
so nimmt das Ausgangssignal SST11 des Schmitt-Triggers ST11 einen Low-Pegel
an und setzt über
das NAND-Gatter NA21 das Flip-Flop DF11 zurück, wodurch der Pegel an dessen
nicht-invertierendem
Ausgang QP auf einen Low-Pegel absinkt. Bei der Erzeugung des am
Ausgang QP des Flip-Flops anliegenden High-Impulses macht man sich
zu Nutze, dass insbesondere bei der Signalübertragung über einen Kanal, der einen
induktiven Übertrager
enthält,
das Potential an dem Kanal erst zeitverzögert dem Impuls PS1 folgt,
so dass das D-Flip-Flop DF11 erst nach dieser Verzögerungszeit,
die die Dauer des Impulses bestimmt, wieder zurückgesetzt wird. Die Dauer des
Impulses nach einer steigenden Flanke des Eingangsignals Sin ist damit
durch die Kanaleigenschaften und gegebenenfalls die Verzögerungszeiten
der Logik-Bauelemente vorgegeben. Auf diese Weise wird die Pulsbreite
des Sendeimpulses PS1 und damit die Stromaufnahme automatisch minimiert.
Verzögerungszeiten
der Logik-Bauelemente sind in der Darstellung gemäß 1 im übrigen nur dort berücksichtigt
sind, wo diese für
das Funktionieren der Schaltungsanordnung erforderlich sind.
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Das NAND-Gatter NA11, das Flip-Flop
DF11, der Schmitt-Trigger ST11 und das NAND-Gatter NA21 bilden zusammen
eine Impulserzeugungsschaltung 111, die immer dann einen
Impuls PS1 am nicht-invertierenden Ausgang des D-Flip-Flops DF11 erzeugt
und über
den Treiber DRV1 an den Kanal ausgibt, wenn eines der Eingangssignale
des NAND-Gatters NA11, also das Sendesignal Sin oder eines der beiden
Ansteuersignale SRE1, SRE2 von einem Low-Pegel auf einen High-Pegel
ansteigt, sofern die beiden anderen Signale einen High-Pegel aufweisen.
Die Dauer des erzeugten Impulses ist dabei stets gleich und ist
von den Eigenschaften des Kanals und den Laufzeiten der eingesetzten
Logik-Gatter abhängig.
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Die Sendevorrichtung 12 gemäß 9 weist eine entsprechende,
den Inverter IN32, das NAND-Gatter NA12, das Flip-Flop DF12, den Schmitt-Trigger
ST12 und das NAND-Gatter NA22 umfassende Impulserzeugungsschaltung 112 auf. Diese
Impulserzeugungsschaltung 112 erzeugt entsprechend der
Funktionsweise der Impulserzeugungsschaltung nach 8 dann einen Impuls PS2, wenn das Sendesignal
Sin, welches durch den Inverter IN32 invertiert wird, von einem
High-Pegel auf einen Low-Pegel
absinkt, sofern die Ansteuersignale SRE1, SRE2 einen High-Pegel
aufweisen. Außerdem
erzeugt die Sendevorrichtung gemäß 9 immer dann einen Impuls
PS2, wenn das Sendesignal Sin einen logischen Low-Pegel aufweist
und der Pegel eines der beiden Ansteuersignale SRE1, SRE2 von einem
Low-Pegel auf einen High-Pegel wechselt.
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Die Sendevorrichtung 11 gemäß 8 umfasst weiterhin eine
Störsignaldetektionsschaltung mit
einer Detektorschaltung DET1 und einer Ansteuersignalerzeugungsschaltung 101,
die das erste Ansteuersignal SRE1 zur Verfügung stellt. Der Aufbau der
Detektorschaltung DET1 kann dem Aufbau der Detektorschaltung DET
gemäß 6 entsprechen, wobei die
Referenzpotentiale in geeigneter Weise entsprechend den Potentialverhältnissen
auf dem Kanal so gewählt
sind, dass beliebige Signale auf dem Kanal, seien es Nutzsignale
oder Störsignale, detektiert
werden können.
Ob eine an dem Kanal detektierte Potentialänderung aus einem Nutzsignal oder
einem Störsignal
resultiert wird in der Ansteuersignalerzeugungsschaltung 101 entschieden.
Die Detektorschaltung DETl liefert ein Störsignaldetektionssignal EMI1,
welches den wert einer logischen 0 annimmt, sofern das Kanalsignal
K11 einen Wert außerhalb
eines durch die in der Detektorschaltung verwendeten Referenzpotentiale
vorgegebenen Intervalls annimmt. Das Störsignaldetektionssignal oder Kanaldetektionssignal
EMI1 nimmt unabhängig
davon, ob das Kanalsignal KS1 bedingt durch einen Nutzimpuls oder
bedingt durch einen Störimpuls
außerhalb
dieses Intervalls liegt, den Wert einer logischen 0 an.
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Das Störsignaldetektionssignal EMI1
ist dem Takteingang CLK eines weiteren D-Flip-Flops DF21 zugeführt, dessen
D-Eingang an dem positiven Logikpotential V1 liegt. Dieses Flip-Flop
DF21 übernimmt
mit der fallenden Flanke des Störsignaldetektionssignals
EMI1 das Logikpotential V1, so dass am nichtinvertierenden Ausgang
QP der Wert einer logischen 1 anliegt. Das Störsignal-Detektionssignal EMI und
das Ausgangssignal des Flip-Flop DF21 sind einem NAND-Gatter NA51
zugeführt.
Das Ausgangssignal dieses NAND-Gatters NA51 bleibt auf dem Pegel
einer logischen 1, solange sich das Ausgangssignal des Flip-Flops DF21 und das
Störsignal-Detektionssignal
EMI1 unterscheiden, solange also ein Signal auf dem Kanal detektiert
wird. Steigt das Störsignaldetektionssignal
EMI1 nach Abklingen dieses am Kanal anliegenden Signals auf den
Wert einer logischen 1 an, so nimmt das Ausgangssignal des NAND-Gatters SNA51,
den Wert einer logischen 0 an, wie dies in 11 veranschaulicht ist.
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Das Ausgangssignal SNR51 des NAND-Gatters
NA51 ist einem NOR-Gatter
NO11 zusammen mit dem Statussignal S2 der zweiten Sendevorrichtung 12 zugeführt. Dieses
Statussignal S2, das entsprechend des noch erläuterten Statussignals S1 der Sendevorrichtung 11 erzeugt
wird, nimmt den Pegel einer logischen 0 an, wenn keine Datenübertragung über den
zweiten Kanal stattfindet. In diesem Fall wechselt mit einem Ende
des am Kanal detektierten Signals, das heißt bei einem Ansteigen des
Störsignaldetektionssignals
EMI1 auf den Wert einer logischen 1, das Ausgangssignal SNO11 des
NOR-Gatters NO11 auf den Pegel einer logischen 1, wie in 11 dargestellt ist.
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Das Ausgangssignal SNO11 des NOR-Gatters
NO11 ist einem Monoflop MFl zugeführt, das beispielsweise entsprechend
der Darstellung in 10 aufgebaut
ist. Dieses Monoflop umfasst ein NAND-Gatter NA60, dem das Signal
SNOll zum Einen direkt und zum Anderen verzögert mittels eines Verzögerungsgliedes
DL60 und invertiert mittels eines Inverters IN60 zugeführt ist.
Das Monoflop MFl erzeugt damit mit jeder steigenden Flanke des Ausgangssignals
SNOll ein Ansteuersignal SRE1, das mit jeder fallenden Flanke des
Signals SNO11 für eine
Zeitdauer r den Pegel einer logischen 0 annimmt.
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wenn das Ansteuersignal SREl auf
den Pegel der logischen 0 absinkt, steigt das Ausgangssignal des
NAND-Gatters NA11 auf den Pegel einer logischen 1 an, wobei mit
der nächsten
fallenden Flanke dieses Signals SNA11 nach der Verzögerungszeit τ der Pegel
am nicht-invertierenden Ausgang QP des Flip-Flops DF11 wieder auf
einen High-Pegel zur Erzeugung eines wiederholten über den
Treiber DRV1 an den Kanal ausgegebenen Impuls ansteigt.
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Wie erläutert, unterscheidet das Störsignaldetektionssignal
nicht zwischen Störsignal
und Nutzsignal auf dem Kanal. Um zu verhindern, dass ein über den
Kanal übertragener
Nutzimpuls, der auch durch die Detektionsschaltung DET1 detektiert
wird, fälschlicherweise
als Störimpuls
interpretiert wird und zur Erzeugung eines Low-Impulses des Ansteuersignals
SRE1, und damit zu einer Impulswiederholung, führt, ist in dem Beispiel ein
RS-Flip-Flop RS1 vorgesehen, dessen Rücksetzeingang R an den nicht-invertierenden
Ausgang des Flip-Flops DF11 und dessen Setz-Eingang an den Ausgang
des Schmitt-Triggers ST11 angeschlossen ist. Der nicht-invertierende Ausgang
des Flip-Flops RS1
ist über
ein NAND-Gatter NA41 dem Rücksetzeingang
des D-Flip-Flops DF21 zugeführt.
Das Flip-Flop RSl wird mit jeder steigenden Flanke der Impulsfolge
PS1 zurückgesetzt und
setzt über
das NAND-Gatter NA41 das D-Flip-Flop DF21 zurück, so dass ein aus der Übertragung
des Nutzimpulses resultierender Low-Pegel des Störsignaldetektionssignals EMI1
den Pegel des Ansteuersignals SRE1 nicht ändern kann. Das RS-Flip-Flop
RS1 und damit das D-Flip-Flop DF21 bleiben solange zurückgesetzt,
bis der Schmitt-Trigger ST11 das Flip-Flop RS1 setzt und das D-Flip-Flop DF11
zurücksetzt.
Erst dann, wenn die Impulsübertragung über den
ersten Kanal beendet ist, kann eine durch die Detektorschaltung
DET1 detektierte Potentialänderung
an dem Kanal eine Änderung
an dem Signal-Pegel des Ansteuersignals SRE1 hervorrufen, um zu
einer erneuten Impulserzeugung zu führen.
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Dem NAND-Gatter NA41 ist neben dem
Ausgangssignal des Flip-Flops
RS1 das Ansteuersignal SRE1 zugeführt, wodurch mit jeder Erzeugung
eines Low-Impulses des Ansteuersignals SRE1 das D-Flip-Flop DF21
zurückgesetzt
wird, um eine erneute Störsignaldetektion
zu starten.
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Die erfindungsgemäße Sendevorrichtung 11 erzeugt
stets dann einen Low-Impuls des Ansteuersignals SRE1, der zu einer
Wiederholung des Impulses PS1 führt,
wenn eine Potentialänderung
an dem Kanal detektiert wird, wobei Potentialänderungen während der Übertragung eines Nutzimpulses
ausgeblendet werden, so dass diese nicht zur Erzeugung eines Low-Impulses
des Ansteuersignals SRE1 führen
können.
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Der Ausgang des RS-Flip-Flops RS1
ist weiterhin einem Inverter IN21 zugeführt, dessen Ausgang das Statussignal
S1 zur Verfügung
steht. Dieses Statussignal S1 nimmt einen High-Pegel an, solange das Flip-Flop RS1
gesetzt ist, solange also ein Nutzimpuls übertragen wird. Das Statussignal
S2 in der zweiten Sendevorrichtung 12 wird entsprechend erzeugt
und nimmt den Wert einer logischen 1 an, solange mittels der zweiten
Sendevorrichtung ein Nutzimpuls übertragen
wird.
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Wie bereits oben erläutert wurde,
blockiert das Statussignal S2 die Erzeugung eines Low-Impulses des
Ansteuersignals SRE1, solange es den Wert einer logischen 1 annimmt.
Da das erste Ansteuersignal SRE1 sowohl eine Wiederholung eines
Nutzimpulses auf dem ersten Kanal als auch eine Wiederholung eines
Nutzimpulses auf dem zweiten Kanal bewirkt, sorgt das durch die
zweite Sendevorrichtung erzeugte Statussignal S2 dafür, dass
während
der Zeitdauer, während
der gerade eine Impulsübertragung
auf dem zweiten Kanal stattfindet, kein Low-Pegel des ersten Ansteuersignals
SRE1 erzeugt wird, um so zu verhindern, dass gleichzeitig mit der Übertragung
eines Nutzimpulses ein Wiederauffrischungsimpuls generiert wird.
Der Low-Impuls des Ansteuersignals
SRE1 wird erst dann erzeugt, nachdem das Statussignal S2 wieder
einen Low-Pegel angenommen hat, nachdem also die Datenübertragung auf
dem zweiten Kanal beendet wurde.
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Da bei der Sendevorrichtung gemäß der 8 und 9 die Impulsfolge PSl, PS2 zeitlich versetzt zueinander
erzeugt werden, steht immer einer der beiden Kanäle zur Störsignaldetektion zur Verfügung, wobei
ein auf einem der beiden Kanäle
detektierter Störimpuls
erst dann zu einer Wiederholung des Nutzimpulses auf dem anderen
der beiden Kanäle
führt,
wenn auf diesem anderen der beiden Kanäle eine Nutzimpulsübertragung
beendet ist.
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Das Ausgangssignal SST11 des Schmitt-Triggers
ST11 ist dem Rücksetz-Eingang
R des D-Flip-Flops DF11 über
ein NAND-Gatter NA21 zugeführt,
wobei dem anderen Eingang dieses Gatters NA21 das Ausgangssignal
eines weiteren NAND-Gatters NA31 zugeführt ist, welches als Eingangssignale
das am invertierenden Ausgang des Flip-Flops DF11 anliegende Signale
und das mittels eines Inverters IN11 invertierte Störsignaldetektionssignal
EMI1 zugeführt
ist. Diese Anordnung mit dem Inverter IN11 und den Gattern NA21,
NA31 "blockiert" das Flip-Flop DF11
während
des Vorliegens eines Störsignals,
indem das Flip-Flop dauerhaft zurückgesetzt bleibt, und verhindert
dadurch, dass Nutzsignale während
einer Störung
an den Kanal ausgegeben werden. Das Nutzsignal wird damit erst nach
Abklingen der Störung
ausgelöst
durch einen Low-Impuls des Signals SRE1 erzeugt und an den Kanal
ausgesendet.
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Bei den Sendevorrichtungen nach den 8 und 9 ist die zu übertragende Nutzinformation
in jeweils einem Impuls enthalten, der abhängig von dem Sendesignal erzeugt
und über
einen ersten oder zweiten Kanal übertragen
wird. Dieser Impuls wird nach der Detektion eines Störsignals
auf dem Kanal wiederholt übertragen.
Selbstverständlich
können durch
eine abgewandelte, nicht näher
dargestellte Impulserzeugungsschaltung auch längere Impulsfolgen abhängig von
einem oder mehreren Sendesignalen erzeugt und übertragen werden, wobei diese Impulsfolge
ebenfalls bei Detektion eines Störsignals erneut übertragen
wird.
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Bei den bislang dargestellten Ausführungsbeispielen
wird davon ausgegangen, dass die Kanäle sowohl zur Signalübertragung
als auch zur Störsignaldetektion
dienen. Bei einer weiteren Ausführungsform,
ist vorgesehen, zur Störsignaldetektion
einen Sensor vorzusehen, der ausschließlich zur Störsignaldetektion
und nicht zur Nutzsignalübertragung dient. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel
einer Sendevorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Diese Sendevorrichtung ist eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß 6 und unterscheidet sich
von dieser dadurch, dass zur Störsignaldetektion
ein Sensor SEN vorgesehen ist, an die Detektionsschaltung DET anstelle
des Kanals angeschlossen ist. Die Detektionsschaltung wertet ein Sensorsignal
SES in der oben für
das Kanalsignal KS erläuterten
Weise aus, um dadurch das Aussenden eines Korrekturimpulses bei
Detektion eines Störimpulses
zu bewirken.
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Der Sensor SEN ist benachbart zu
dem Übertragungskanal
ausgebildet und so gestaltet, dass in ihm entsprechende Störsignals
wie in dem Kanal bei einer von außen angelegten Störung hervorgerufen
werden. Der Sensor besteht im einfachsten Fall aus einer parallel
zu dem Übertragungskanal verlaufenden
Leitung, die gegebenenfalls auch einen Übertrager aufweist, um mittels
des Sensors SEN den Übertragungskanal
möglichst
genau nachzubilden.
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Die Störsignaldetektion mittels des
Sensors SEN kann alternativ oder zusätzlich zu der Störsignaldetektion
auf dem Übertragungskanal
eingesetzt werden. So kann beispielsweise zu einer Sendevorrichtung
nach 8, die Störungen auf
dem Übertragungskanal überwacht,
eine Sensoranordnung zur Ermittlung von Störsignalen auf dem Kanal eingesetzt
werden, die ein nicht näher
dargestelltes weiteres Ansteuersignal dem NAND-Gatter NA11 zuführt.
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Bei der Störsignaldetektion, sei es auf
dem Übertragungskanal
oder auf dem Sensor, kann nicht ermittelt werden, wodurch die Störung auf
dem Kanal hervorgerufen wird.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist deshalb vorgesehen in regelmäßigen oder
unregelmäßigen Zeitabständen oder
ausgelöst
durch bestimmte Ereignisse, auf der Empfängerseite "Störungen" oder "Störimpulse" in den Kanal einzukoppeln,
um so ein wiederholtes Senden eines Sendeimpulses zu provozieren.
Der Empfänger
kann dadurch jeder zeit, es sei denn es tritt eine extern hervorgerufene
Störung
auf, den aktuellen Sendeimpuls bzw. den Zustand des Sendesignals
abfragen.
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13 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer geeigneten Empfängervorrichtung 2,
die an den Kanal angeschlossen ist. Die Empfängervorrichtung umfasst einen
an den Kanal angeschlossenen Empfänger 201, der die
auf dem Kanal detektierten Signale in das Ausgangssignal umsetzt.
Die Empfängervorrichtung
umfasst des weiteren eine an den Kanal angeschlossene Treiberschaltung 202 die
Quasi-Störsignale
an den Kanal aussendet, um senderseitig eine Wiederholung des Sendeimpulses
oder der Sendeimpulsfolge zu provozieren. Die Treiberschaltung ist
beispielsweise eine Tristate-Treiberschaltung nach Art der Treiberschaltung
DRV in 6 oder 12. Der Empfänger 201 und
die Treiberschaltung 202 sind miteinander gekoppelt, wodurch der
Empfänger
die Aussendung eines Quasi-Störimpulses
S202 auslösen
kann, wenn beispielsweise ein Empfangssignal Sout' nicht eindeutig
in das Signal Sout umgesetzt werden kann. Des weiteren blockiert der
Treiber 202 den Empfänger
bei Aussenden eines Quasi-Störimpulses,
um einen solchen Impuls nicht fälschlicherweise
als Nutzimpuls zu empfangen.
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Die Provokation eines erneuten Sendens
eines Nutzimpulses oder einer Nutzimpulsfolge funktioniert insbesondere
bei Kanälen,
die einen Transformator enthalten, da Transformatoren bidirektionale Bauelement
sind, so dass die empfängerseitig
erzeugten Signale an den Sender übertragen
und dort als Störsignale
detektiert werden, was ein erneutes Senden des Nutzsignals auslöst.
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- 1,
10
- Sendevorrichtung
- 100
- Ansteuersignalerzeugungsschaltung
- 101,
102
- Steuersignalerzeugungsschaltungen
- 11
- erste
Sendevorrichtung
- 110
- Impulserzeugungsschaltung
- 111,
112
- Impulserzeugungsschaltungen
- 12
- zweite
Sendevorrichtung
- 2
- Empfängervorrichtung
- 21
- Empfängervorrichtung
- 3
- Übertrager
- 31,
32
- Übertrager
- DET
- Detektorschaltung
- DETl,
DET2
- Detektorschaltungen
- DF11-DF22
- D-Flip-Flops
- DL1-DL4
- Verzögerungsglieder
- DL60
- Verzögerungsglied
- DRV
- Treiberschaltung
- DRV1,
DRV2
- Treiber
- DT1,
DT2
- Treiber
- EMI
- Störsignal-Detektionssignal
- EMI1,
EMI2
- Störsignal-Detektionssignale
- F1,
F2
- Komparatorausgangssignale
- FS
- Freigabesignal
- GND1,
GND2
- Bezugspotential
- IN1,
IN2
- Inverter
- IN11–IN22
- Inverter
- IN60
- Inverter
- K1,
K2
- Komparatoren
- K11,
K31
- Ausgangsklemmen
- K12,
K32
- Ausgangsklemmen
- K21,
K41
- Eingangsklemmen
- K22,
K42
- Eingangsklemmen
- KS
- Kanalsignal
- KSl,
KS2
- Kanalsignale
- MFl,
MF2
- Monoflops
- NA11–NA52
- NAND-Gatter
- NA1-NA3
- NAND-Gatter
- NA60
- NAND-Gatter
- NO11,
NO12
- NOR-Gatter
- NO1-NO4
- NOR-Gatter
- PF1,
PF2
- Impulsfolgen
- PS
- Impulssignal
- PS1
- erstes
Impulssignal
- PS2
- zweites
Impulssignal
- PSH,
PSL
- Impulsfolgen
- S1,
S2
- Statussignale
- S202
- Quasi-Störsignal
- SEN
- Sensor
- SES
- Sensorsignal
- Sin
- Sendesignal
- Sout
- Ausgangssignal
- Sout'
- Empfangssignal
- SRE
- Ansteuersignal
- SREl
- erstes
Ansteuersignal
- SRE2
- zweites
Ansteuersignal
- ST11,
ST12
- Schmitt-Trigger
- ST1–ST4
- Schmitt-Trigger
- T1,
T2
- Transistoren
- Vcc
- positives
Versorgungspotential
- Vss
- negatives
Versorgungspotential