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PRIORITÄTSANMELDUNG
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Für vorliegende Anmeldung wird die Priorität der US-Patentanmeldung Nr.
16/452,053 vom 25. Juni 2019 in Anspruch genommen, auf deren gesamten Inhalt hiermit verwiesen wird.
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1. Technisches Gebiet
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Vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektronische Geräte mit Bedienelementen für Benutzereingaben und insbesondere elektronische Geräte mit Festkörpertasten für Benutzereingaben.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Elektronische Geräte haben im Allgemeinen Bedientasten oder Bedienknöpfe für Benutzer, um eine grundlegende Aktivierung und die Einstellung von Moden wie Leistung, Lautstärke etc. zu ermöglichen. Die mechanische Betätigung einer Taste bewirkt, dass ein Stromkreis geöffnet oder geschlossen wird, wodurch eine Zustandsänderung signalisiert wird. Analoge oder digitale Komponenten reagieren auf die Zustandsänderung infolge der mechanischen Betätigung. Die mechanische Betätigung ist zwar einfach zu implementieren, ist jedoch im Hinblick auf Zuverlässigkeit mit Einschränkungen verbunden. Eine häufig benutzte Taste versagt bei wiederholter Bedienung irgendwann. Festkörpertasten setzen auf eine Änderung der elektrischen Eigenschaft wie Widerstand, Kapazität oder Induktivität, basierend auf der Betätigung durch einen Benutzer. Integrierte Sensorschaltungen (Sensor-ICs) erfassen Änderungen der elektrischen Eigenschaft des Festkörperschalters, um einen entsprechenden Eingangszustand zu erzeugen. Dadurch dass bewegliche Teile entfallen, ist die Zuverlässigkeit von Festkörpertasten besser als die von mechanisch betätigten Tasten.
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Stromtasten sind ein Beispiel einer Bedientaste für Benutzer, die häufig benutzt wird und deren Zuverlässigkeit für den Betriebseinsatz eines elektronischen Geräts wesentlich ist. Oft müssen solche Tasten benutzt werden, wenn sich eine gesteuerte Komponente in einem unbestromten, deaktivierten Zustand befindet. Fehler, die im Sensor-IC auftreten, können dazu führen, dass das elektronische Gerät nicht funktionsfähig ist und dass keine Möglichkeit besteht, einen Prozessor oder ein anderes wesentliches Bauteil einzuschalten oder hochzufahren.
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Figurenliste
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Die Beschreibung von Ausführungsbeispielen erfolgt im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen. Es versteht sich, dass in den Figuren dargestellte Elemente der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. So können zum Beispiel einige Elemente im Vergleich zu anderen Elementen übertrieben dargestellt sein. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen die Lehren der vorliegenden Offenbarung enthalten sind, sind nachstehend mit Bezug auf die Figuren dargestellt und beschrieben.
- 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines mobilen elektronischen Geräts mit einem Festkörperschalter(SSS)-Überwachungssystem gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
- 2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines als Beispiel dienenden elektronischen Geräts mit einem SSS-Überwachungssystem, das eine zuverlässige Aktivierung aus einem Energiesparbetrieb sicherstellt, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
- 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen eines Betätigungszustands eines Festkörperschalters durch ein elektronisches Gerät gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
- 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Korrigieren eines nicht funktionsfähigen Zustands einer SSS-Sensorkomponente, um den Betrieb des Festkörperschalters wiederherzustellen, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen; und
- 5 ist ein Flussdiagramm eines verteilten Verfahrens zum Abfühlen eines Festkörperschalters mit Überwachungssteuerung zur Minimierung eines nicht funktionsfähigen Zustands gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
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Gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung werden ein Festkörperschalter(SSS)-Überwachungssystem (SSS = Solid State Switch) eines elektronischen Geräts sowie ein Verfahren zur Ermöglichung einer zuverlässigen Benutzung von Festkörperschaltern bereitgestellt. Festkörperschalter verschleißen grundsätzlich nicht so schnell wie mechanische Schalter und werden anders als beispielsweise Hall-Effekt-Sensoren nicht von externen Faktoren beeinflusst. Allerdings muss das aktive Abfühlen, d.h. Active Sensing, auch zuverlässig sein.
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Gemäß einem Aspekt ist eine SSS-Sensorkomponente mit einem Festkörperschalter verbunden. Die SSS-Sensorkomponente fragt einen Festkörperschalter wie beispielsweise eine Stromtaste ab, wenn andere Funktionskomponenten des elektronischen Geräts ausgeschaltet sind oder sich in einem stromsparenden inaktiven Zustand befinden. Die SSS-Sensorkomponente erzeugt periodisch einen getakteten Impuls, der den Festkörperschalter abfragt. Die SSS-Sensorkomponente stellt fest, ob eine elektrische Eigenschaft einer Ausgabe des Festkörperschalters darauf hinweist, dass der Festkörperschalter betätigt wird. Die SSS-Sensorkomponente erzeugt ein Schalterzustandssignal, um einen entsprechenden betätigten oder nicht betätigten Zustand des Festkörperschalters anzuzeigen. Um Fälle zu verringern, in denen die SSS-Sensorkomponente aufgrund eines Fehlers, der das Abfragen des Festkörperschalters verhindert, funktionsunfähig wird, steht eine Überwachungssteuerung („Steuerung“) mit der SSS-Sensorkomponente in Verbindung. Als Reaktion auf die Feststellung, dass sich die SSS-Sensorkomponente in einem nicht funktionsfähigen Zustand befindet, startet die Steuerung die SSS-Sensorkomponente neu.
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In der folgenden Detailbeschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind bestimmte Ausführungsbeispiele, in denen verschiedene Aspekte der Erfindung praktisch umsetzbar sind, hinreichend detailliert beschrieben, so dass der Fachmann in der Lage sein wird, die Erfindung durchzuführen. Es versteht sich hierbei, dass innerhalb des Erfindungsgedankens auch andere Ausführungsformen verwendet und logikbezogene, architekturbezogene, programmbezogene, mechanische, elektrische sowie andere bzw. weitere Änderungen vorgenommen werden können. Solchermaßen ist die folgende Detailbeschreibung nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert. In der Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnungsfiguren sind ähnliche Elemente ähnlich bezeichnet und mit den Bezugszeichen der vorangehenden Figur(en) versehen. Die den Elementen zugeordneten Bezugszeichen sollen lediglich die Beschreibung unterstützen und stellen (weder in baulicher noch in funktionaler oder sonstiger Hinsicht) eine Einschränkung der beschriebenen Ausführungsform dar. Es versteht sich, dass in den Zeichnungsfiguren dargestellte Elemente aus Gründen der Einfachheit und Übersichtlichkeit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind.
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So können zum Beispiel die Dimensionen von einigen Elementen im Vergleich zu anderen Elementen übertrieben sein.
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Es versteht sich, dass die Verwendung von speziellen Bezeichnungen für Komponenten, Geräte und/oder Parameter, wie z.B. Bezeichnungen für die hier beschriebenen ausführenden Dienstprogramme, die hier beschriebene Logik und/oder Firmware, nur als Beispiel dienen und keine Einschränkung der beschriebenen Ausführungsformen darstellen. Die Ausführungsformen können daher ohne Einschränkung auch mit einer anderen Nomenklatur und/oder Terminologie beschrieben werden, um die Komponenten, Geräte bzw. Einrichtungen, Parameter, Verfahren und/oder Funktionen zu erläutern. Wenn vorliegend bei der Beschreibung von einem oder mehreren Elementen, Merkmalen oder Konzepten der Ausführungsformen auf ein bestimmtes Protokoll oder auf einen bestimmten Markennamen Bezug genommen wird, bedeutet dies keine Einschränkung der Erstreckung der beanspruchten Ausführungsformen auf Ausführungsformen, in denen andere Element-, Merkmals-, Protokoll- oder Konzeptbezeichnungen verwendet werden. Solchermaßen ist jeder in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff innerhalb des Kontexts seiner Verwendung so breit wie möglich auszulegen.
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Wie nachstehend weiter ausgeführt ist, erfolgt die praktische Umsetzung der Funktionsmerkmale der vorliegend beschriebenen Erfindung in Verarbeitungseinrichtungen und/oder -strukturen und kann die Verwendung einer Kombination von Hardware, Software wie auch verschiedene Konstrukte auf Softwareebene (z.B. einen Programmcode und/oder Programmanweisungen und/oder einen Pseudocode) umfassen, die ausgeführt werden, um ein bestimmtes Dienstprogramm für das Gerät oder eine bestimmte Funktionslogik bereitzustellen. In den Zeichnungsfiguren sind sowohl Hardwarekomponenten als auch Software- und/oder Logikkomponenten dargestellt.
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Der Fachmann wird erkennen, dass die in den Figuren dargestellten Hardwarekomponenten und grundlegenden Konfigurationen variieren können. Die Komponentenbeispiele sind nicht erschöpfend, sondern sind vielmehr repräsentativ, um wesentliche Komponenten hervorzuheben, die verwendet werden, um Aspekte der beschriebenen Ausführungsformen praktisch umzusetzen. Zusätzlich zu der dargestellten Hardware und/oder Firmware oder an deren Stelle können weitere oder andere Einrichtungen/Komponenten verwendet werden. Das dargestellte Beispiel bedeutet weder architekturbezogene noch andere Einschränkungen betreffend die beschriebenen Ausführungsformen und/oder die allgemeine Erfindung.
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Die Beschreibung der Ausführungsformen erfolgt im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungsfiguren. Ausführungsformen, in denen die Lehren der vorliegenden Erfindung enthalten sind, sind in den Figuren dargestellt und mit Bezug auf diese Figuren erläutert.
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1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein als Beispiel dienendes mobiles elektronisches Gerät 100 mit einem Festkörperschalter-Überwachungssystem 101 eines oder mehrerer Festkörperschalter zeigt. In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist der Festkörperschalter ein Schalter, der ausgewählt ist aus: (i) einem kapazitiven Schalter; (ii) einem resistiven Schalter; (iii) einem induktiven Schalter und (iv) einem piezoresistiven Schalter. In einer speziellen Ausführungsform ist der Festkörperschalter ein Stromschalter, der als Stromtaste 102a und Lautstärketaste 102b dargestellt ist und aktiv überwacht werden kann, wenn andere Funktionskomponenten des mobilen elektronischen Geräts 100 inaktiv sind.
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Bei dem mobilen elektronischen Gerät 100 kann es sich um einen von verschiedenen Gerätetypen handeln, unter anderem um ein Mobiltelefon, ein Satellitentelefon oder ein Smartphone, ein Laptop, ein Netbook, ein Ultrabook, eine vernetzte Smartwatch oder vernetzte Sport/Trainings-Uhr und/oder einen Tablet-Computer oder ein ähnliches Gerät, das über eine drahtlose Kommunikationsfunktion verfügt, ohne Beschränkung hierauf. Als ein Gerät, das eine drahtlose Kommunikation unterstützt, kann das mobile elektronische Gerät 100 verwendet oder bezeichnet werden als System, Gerät, Teilnehmereinheit, Teilnehmerstation, Mobilstation (MS), Handy, Mobilgerät, Fernstation, Fernterminal, Benutzerterminal, Endgerät, Benutzeragent, Anwendergerät, ein das Session Initiation Protocol (SIP) nutzendes Telefon, eine Wireless Local Loop (WLL)-Station, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), eine Computer-Arbeitsstation, ein Handheld-Gerät mit drahtloser Verbindungsmöglichkeit, ein Computergerät oder als anderes Verarbeitungsgerät, das mit einem drahtlosen Modem verbunden ist. Diese verschiedenen Geräte stellen sämtlich die notwendige Hardware und Software bereit oder enthalten diese, um die verschiedenen drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikationsfunktionen als Teil eines Kommunikationssystems zu unterstützen. Das mobile elektronische Gerät 100 kann auch ein Over-the-Air-Link in einem Kommunikationssystem sein. Das mobile elektronische Gerät 100 kann gedacht sein als ein Gerät, das portabel ist, in der Hand gehalten wird, am Körper getragen wird, abnehmbar ist, an einem festen Ort positioniert ist oder an einem beweglichen Fahrzeug montiert ist. Beispiele solcher Over-the-Air-Link-Kommunikationsgeräte sind unter anderem ein drahtloses Modem, ein Zugangspunkt, ein Repeater, ein drahtlos aktivierter Kiosk oder eine solche Vorrichtung, eine Femtozelle, ein Node mit kleinem Abdeckungsbereich und ein drahtloser Sensor etc. Das mobile Gerät 100 kann über Computerfunktionen verfügen, die auf lokale Funktionen gerichtet sind, ohne die Möglichkeit einer Weitbereichskommunikation.
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Es wird nun auf die bestimmte Zusammenstellung der Komponenten und auf deren zugeordneten Funktionen Bezug genommen. Das mobile elektronische Gerät 100 umfasst ein Over-the-Air(OTA)-Kommunikationssubsystem 104, das mit einem externen OTA-Kommunikationssystem 105 kommuniziert. Das mobile elektronische Gerät 100 bietet Computer- und Datenspeicherfunktionen zur Unterstützung der OTA-Kommunikation mit dem externen OTA-Kommunikationssystem 105. Mit einem Host Controller 106, einem Datenspeichersystem 107 und einem Eingabe/Ausgabe-Subsystem (E/A-Subsystem) 108, die über eine Systemverknüpfung 103 miteinander verbunden sind, stellt das mobile elektronische Gerät 100 auch andere oder weitere Funktionen bereit.
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Das OTA-Kommunikationssubsystem 104 umfasst ein Kommunikationsmodul 109, das im Basisband arbeitet, um Daten für die Übertragung zu verschlüsseln, und das empfangene Daten entschlüsselt, und zwar in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Kommunikationsprotokoll. Das OTA-Kommunikationssubsystem 104 hat ein Radiofrequenz(RF)-Frontend 110 mit einem oder mehreren Modems 111. Das bzw. die Modems 111 moduliert bzw. modulieren basisbandcodierte Daten von dem Kommunikationsmodul 109 auf ein Trägersignal, um ein durch einen(mehrere) Sender 112 verstärktes Übertragungssignal bereitzustellen. Das(die) Modem(s) 111 demoduliert bzw. demodulieren das Empfangssignal von einer Zelle 113 oder einem Node 114, das von einem Antennensubsystem 115 erfasst wird. Das Empfangssignal wird durch einen(mehrere) Empfänger 116 verstärkt und gefiltert, wobei der bzw. die Empfänger empfangene codierte Daten von einem empfangenen Trägersignal demodulieren. Eine Antennenabstimmschaltung 117 stellt die Antennenimpedanz des Antennensubsystems 115 ein. Die Antennenabstimmschaltung 117 verbessert jeweils den Wirkungsgrad der Antenne bei gewünschten Sende- oder Empfangsfrequenzen des bzw. der Sender 112 und des bzw. der Empfänger 116 in dem bzw. den Transceivern 118. In einer oder in mehreren Ausführungsformen befindet sich das elektronische Gerät 100 in der Nähe eines oder an einem Körper, der einen verlustbehafteten dielektrischen Effekt für das mobile elektronische Gerät 100 erzeugt. Die Antennenabstimmschaltung 117 ist mit dem Antennensubsystem 115 elektrisch verbunden, um einen verlustbehafteten dielektrischen Effekt aufgrund der Nähe zu einer Person 119 zu kompensieren. Das RF-Frontend 110 kann eine Näherungserfassungskomponente 120 enthalten, die einen kapazitiven Effekt auf das Antennensubsystem 115 überwacht, um die Sendeleistung zu begrenzen, die durch eine Sendeleistungssteuerung 121 festgelegt wird.
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Der Host Controller 106 steuert das OTA-Kommunikationssubsystem 104, eine Benutzerschnittstelleneinrichtung 122 und andere Funktionen und/oder Operationen des mobilen elektronischen Geräts 100. Diese Funktionen und/oder Operationen umfassen unter anderem eine Anwendungsdatenverarbeitung und eine Signalverarbeitung, ohne Beschränkung hierauf. Das mobile elektronische Gerät 100 kann Äquivalente von Hardwarekomponenten für die Verarbeitung von Anwendungsdaten und Signalen nutzen. Zum Beispiel kann das mobile elektronische Gerät 100 Spezialhardware, dedizierte Prozessoren, Universalcomputer, mikroprozessorbasierte Computer, Mikrosteuerungen, optische Computer, analoge Computer, dedizierte Prozessoren und/oder dedizierte festverdrahtete Logik verwenden. Wenn vorliegend der Ausdruck „kommunizierend verbunden bzw. in Verbindung stehen mit“ verwendet wird, bedeutet das, dass Informationssignale über verschiedene Verknüpfungen bzw. Verbindungen, unter anderem drahtgebundene und/oder drahtlose Verbindungen, zwischen den Komponenten übertragen werden. Die Verknüpfungen bzw. Verbindungen zwischen den Komponenten können direkte Verbindungen sein, die leitende Übertragungsmedien umfassen, oder indirekte Verbindungen, die eine oder mehrere zwischengeschaltete elektrische Komponenten umfassen. Auch wenn in 1 bestimmte direkte Verbindungen (Interlink 103) dargestellt sind, können in anderen Ausführungsformen selbstverständlich mehr, weniger oder andere Verknüpfungen bzw. Verbindungen vorhanden sein.
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In einer oder in mehreren Ausführungsformen führt der Host Controller 106 über das OTA-Kommunikationssubsystem 104 mehrere Arten von OTA-Kommunikationen mit dem externen OTA-Kommunikationssystem durch. Das OTA-Kommunikationssubsystem 104 kann mit einem oder mehreren Personal Access Network(PAN)-Geräten innerhalb des externen OTA-Kommunikationssystems 105 kommunizieren, so zum Beispiel mit einer Smartwatch 122 und einem drahtlosen Headset 123, das über eine Bluetooth-Verbindung erreicht wird. In einer oder in mehreren Ausführungsformen kommuniziert das OTA-Kommunikationssubsystem 104 über eine Wireless Local Area Network(WLAN)-Verbindung, die von dem Node 114 bereitgestellt wird, mit einem oder mehreren lokal vernetzten Geräten. Der Node 114 wiederum ist mit einem Wide Area Network 124 wie beispielsweise dem Internet verbunden. In einer oder in mehreren Ausführungsformen kommuniziert das OTA-Kommunikationssubsystem 104 mit einem Global Positioning System(GPS)-Satelliten 125, um georäumliche Standortinformationen zu erhalten. In einer oder in mehreren Ausführungsformen kommuniziert das OTA-Kommunikationssubsystem 104 mit einem Radio Access Network (RAN) 126 mit jeweiligen Basisstationen (BS) oder Zellen 113. Die RANs 126 sind Teil eines Wireless Wide Area Network (WWAN), das mit dem Wide Area Network 124 verbunden ist und Daten- und Sprachdienste bereitstellt. In einer oder in mehreren Ausführungsformen hat das Antennensubsystem 115 mehrere Antennenelemente 127a-n, die individuell auf gewählte RF-Bänder abgestimmt sind, um unterschiedliche RF-Kommunikationsbänder und -protokolle zu unterstützen. Für einen Multiple Input Multiple Output(MIMO)-Betrieb zur Strahllenkung und für eine räumliche Diversität können die Antennenelemente 127a-n in Kombination verwendet werden.
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Die vorliegend beschriebenen Techniken können bei verschiedenen drahtlosen Kommunikationsnetzen Anwendung finden, die gemäß einem oder mehreren der folgenden Standards arbeiten, ohne Beschränkung hierauf: OMA (Open Mobile Alliance), 3GPP (3rd Generation Partnership Project), 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2), IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.xx und WiMAX Forum. Die Begriffe „Netzwerke“ und „Systeme“ werden häufig im Austausch verwendet. Solche Kommunikationsnetzwerke können sein: Code Division Multiple Access (CDMA)-Netzwerke, Time Division Multiple Access (TDMA)-Netzwerke, Frequency Division Multiple Access (FDMA)-Netzwerke, Orthogonal FDMA (OFDMA)-Netzwerke, Single-Carrier FDMA (SC-FDMA)-Netzwerke etc. Ein CDMA-Netzwerk kann eine Radiotechnologie wie Universal Terrestrial Radio Access (UTRA), CDMA 2000 etc. implementieren. UTRA umfasst Wideband-CDMA (W-CDMA) und Time Division Synchronous Code Division Multiple Access (TD-SCDMA). CDMA2000 deckt die Standards IS-2000, IS-95 und IS856 ab. Ein TDMA-Netzwerk kann eine Radiotechnologie wie das Global System for Mobile Communications (GSM) implementieren. Ein OFDMA-Netzwerk kann eine Radiotechnologie wie Evolved UTRA (E-UTRA), IEEE 802.11, IEEE 802.16, IEEE 802.20, Flash-OFDM etc. implementieren. UTRA, E-UTRA und GSM sind Teil des Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). Long Term Evolution (LTE) ist eine aktuelle Version von UMTS, die E-UTRA nutzt. UTRA, E-UTRA, GSM, UMTS und LTE sind in Dokumenten der 3GPP-Organisation beschrieben. CDMA2000 ist in Dokumenten der 3GPP2-Organisation beschrieben. Diese verschiedenen Radiotechnologien und Standards sind fachbekannt. Aspekte der vorliegenden Erfindung können ferner mit 5G (Abkürzung für 5th Generation) realisiert werden, wobei dieser Begriff üblich ist für bestimmte fortgeschrittene Drahtlossysteme. Der Industrieverband 3GPP definiert jedes System, das die „5G NR“ (5G New Radio)-Software nutzt, als „5G“ - eine Definition, die Ende 2018 in den allgemeinen Gebrauch kam. Andere behalten sich den Begriff für Systeme vor, die die Anforderungen des Standards ITU IMT-2020 erfüllen, der mehr Nationen repräsentiert. 3GPP wird sein 5G NR der ITU vorlegen. 5G folgt 2G, 3G und 4G und den jeweiligen damit verbundenen Technologien (wie beispielsweise GSM, UTMS, LTE, LTE Advanced Pro etc.).
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Der Host Controller 106 umfasst ein Prozessor-Subsystem 128, das den Programmcode ausführt, um die Funktionen des mobilen elektronischen Geräts 100 bereitzustellen. Das Prozessor-Subsystem 128 umfasst eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs) („Datenprozessor“) 129. In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst das Verarbeitungs-Subsystem 128 einen digitalen Signalprozessor (DSP) 130. Der Host Controller 106 umfasst einen Systemspeicher 131, der einen aktiv benutzten Programmcode und Daten enthält. In einer oder in mehreren Ausführungsformen enthält der Systemspeicher 131 mehrere solche Programmcodes und solche Module, unter anderem Anwendungen 132. Der Systemspeicher 131 kann auch ein Betriebssystem (OS) 133, eine Firmware-Schnittstelle 134 wie ein grundlegendes Eingabe/Ausgabe-System (BIOS) oder ein Uniform Extensible Firmware Interface (UEFI) und Plattform-Firmware 135 enthalten. Diese Software- und/oder Firmwaremodule haben unterschiedliche Funktionen, wenn ihr entsprechender Programmcode von dem Prozessor-Subsystem 128 oder von sekundären Verarbeitungseinrichtungen in dem mobilen elektronischen Gerät 100 ausgeführt wird.
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Das Datenspeicher-Subsystem 107 stellt einen nichtflüchtigen Speicher bereit, auf den der Host Controller 106 zugreifen kann. Zum Beispiel kann das Datenspeicher-Subsystem 107 eine große Auswahl an anderen Anwendungen 132 bereitstellen, die in den Systemspeicher 131 geladen werden können. In einer oder in mehreren Ausführungsformen umfasst bzw. umfassen der(die) lokale(n) Speichereinrichtung(en) 137 Festplattenspeicher (HDDs), optische Plattenspeicher, Solid-State-Laufwerke (SSDs) etc. In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist die entfernbare Speichereinrichtung (RSD) 138, die in der RSD-Schnittstelle 139 aufgenommen wird, ein Computerprogrammprodukt oder eine computerlesbare Speichereinrichtung, die man als nichtflüchtig bezeichnen kann. Der Host Controller 106 kann auf die RSD zugreifen, um das mobile elektronische Gerät 100 mit einem Programmcode zu versorgen. Bei Ausführung durch den Host Controller 106 stellt der Programmcode Funktionen für das mobile elektronische Gerät 100 bereit, so dass eine Verarbeitung und Kommunikation erfolgen und andere Aufgaben ausgeführt werden können.
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Das E/A-Subsystem 108 umfasst Eingabe- und Ausgabevorrichtungen. Zum Beispiel erfasst ein Bewegungssensor 140 Beschleunigungen des mobilen elektronischen Geräts 100, die auf den Nutzungskontext sowie auf absichtliche Gesten hinweisen können. Ein Umgebungslichtsensor 141 erfasst externes Licht zur Anpassung von Helligkeitseinstellungen und auch zur Angabe von Kontextinformationen. Die Benutzerschnittstelleneinrichtung präsentiert visuelle oder taktile Ausgaben und empfängt ebenso Benutzereingaben. Eine taktile/haptische Steuerung 142 stellt eine Schnittstelle bereit, zum Beispiel zum Lesen von Blindenschrift oder für manuelle Eingaben. Ein Entfernungsmesser 143 sendet eine Wellenform von Energie, wie zum Beispiel Akustik, Infrarot, Radiofrequenz (RF) etc., deren Flugzeit für die Messung der Entfernung zu einem reflektierenden Objekt verwendet wird. Ein Audio-Lautsprecher 144 liefert eine Audioausgabe, unter anderem eine Audiowiedergabe und Warnungen. Ein Mikrofon 145 empfängt hörbare Eingaben. Ein Ultraschall-Näherungssensor 146 erfasst die Nähe eines Ohrs eines Benutzers zu dem Audio-Lautsprecher 144, in einer oder in mehreren Ausführungsformen unter anderem die Erkennung von Audio-Feedback aus dem Gehörgang. Ein optischer Näherungssensor 147 erfasst die Nähe einer Hand oder des Gesichts des Benutzers zu dem mobilen elektronischen Gerät 100. Eine Bildaufnahmeeinrichtung 148, zum Beispiel eine Kamera, kann Gesten und andere Bilddaten empfangen. Das E/A-Subsystem 108 kann teilweise oder ganz von einem Gerätegehäuse 149 umschlossen sein. In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist die E/A-Steuerung 150 mit einem oder mehreren Peripheriegeräten 151 verbunden, die über zusätzliche E/A-Funktionen verfügen können. Die E/A-Steuerung 150 kann auch eine Schnittstelle zu einem drahtgebundenen Local Access Network (LAN) (nicht gezeigt) bilden.
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In einer oder in mehreren Ausführungsformen speist elektrischer Strom 152 aus einer Batterie das Festkörperschalter(SSS)-Überwachungssystem 101, wenn andere Subsysteme wie der Host Controller 106 und das OTA-Kommunikationssubsystem 104 gegebenenfalls inaktiv sind, um Strom zu sparen. Die SSS-Sensorkomponente 153 überwacht die Strom- und Lautstärketaste 102a, 102b auf Betätigung. Die Überwachungssteuerung 154 überwacht die SSS-Sensorkomponente 153 und kann erkennen, wenn die SSS-Sensorkomponente 153 außer Betrieb geht. Die Überwachungssteuerung 154 startet die SSS-Sensorkomponente 153 neu, um die SSS-Sensorkomponente 153 wieder in Betrieb zu nehmen.
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2 zeigt ein als Beispiel dienendes elektronisches Gerät 200 mit einem Festkörperschalter(SSS)-Überwachungssystem 202, das eine sichere Aktivierung aus dem Energiesparbetrieb gewährleistet. Das elektronische Gerät 200 kann ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein Personal Computer, eine Computer-Arbeitsstation, ein eingebettetes Fahrzeug-Computersystem sein oder mobile Kommunikationsgeräte wie ein mobiles elektronisches Gerät 100 (1). Eine Batterie 204 oder ein Stromauslass 206 oder beides liefern Strom an das SSS-Überwachungssystem 202 und an Funktionskomponenten wie den Prozessor 208 des elektronischen Geräts 200. Das SSS-Überwachungssystem 202 umfasst die SSS-Sensorkomponente 210, die mit dem Festkörperschalter 212 elektrisch verbunden ist. Die SSS-Sensorkomponente 210 erzeugt periodisch einen getakteten Impuls 211, der den Festkörperschalter 212 abfragt. Die SSS-Sensorkomponente 210 stellt fest, ob eine elektrische Eigenschaft der Ausgabe 214 des Festkörperschalters 212 auf eine Betätigung des Festkörperschalters 212 hinweist. Die SSS-Sensorkomponente 210 erzeugt ein Schalterzustandssignal 216, um auf einen der folgenden Zustände hinzuweisen: (i) einen betätigten Zustand; und (ii) einen nichtbetätigten Zustand des Festkörperschalters 212. Zum Beispiel kann eine Funktionskomponente wie ein Prozessor 208 auf einen Zustand des Schalterzustandssignals 216 reagieren. Beispielsweise wird ein inaktiver Prozessor 208 als Reaktion auf einen Empfang des Schalterzustandssignals 216 aktiv, was den betätigten Zustand anzeigt. Die Überwachungssteuerung („Controller“) 218 überwacht die SSS-Sensorkomponente 210 dahingehend, ob diese außer Betrieb geht. Der Controller 218 startet die SSS-Sensorkomponente 210 neu, wenn nachgewiesen wird, dass die SSS-Sensorkomponente 210 außer Betrieb ist.
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In einer oder in mehreren Ausführungsformen erfasst die SSS-Sensorkomponente 210 einen Zustand des Festkörperschalters 212, der induktiv, resistiv oder induktiv sein kann. In einer oder in mehreren Ausführungsformen nutzt der Festkörperschalter 212 nur 2 In einer oder in mehreren Ausführungsformen löst die SSS-Sensorkomponente 210 einen Spannungsregler 213 aus, damit dieser mit programmierbaren Arbeitszyklen einen Hochfrequenzimpuls sendet, um basierend auf dem Arbeitszyklus-Taktgeber 214 den induktiven Festkörperschalter 212 abzufragen. Zum Beispiel kann auf einen 1 ms-Impuls, der hohe Signalfrequenzen enthält, ein Aus-Zyklus von 12 ms bis 1700 ms folgen. Die Dauer des An-Zyklus kann darauf basieren, dass ausreichend Zeit vorhanden ist, damit das SSS-Überwachungssystem 202 die Ausgabe 215 des Festkörperschalters 215 messen kann. Die Dauer des Aus-Zyklus kann von der Wahl des Designs abhängig gemacht werden, die ein Kompromiss zwischen dem Stromverbrauch und der Erfassungs-Latenzzeit des SSS-Überwachungssystems 202 ist. Der Impuls durchläuft die Induktionsspule 220, wodurch sich die elektrischen Eigenschaften ändern, wenn das aus einem Eisenwerkstoff bestehende Ziel 222, zum Beispiel eine gedruckte Schaltung auf einem flexiblen Substrat, in unmittelbarer Nähe zu der Induktionsspule 220 verändert wird. Eine Änderung der Frequenz des in der Ausgabe 215 enthaltenen Impulses wird von der SSS-Sensorkomponente 210 als Schlüsselereignis erkannt.
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In einer oder in mehreren Ausführungsformen ist die SSS-Sensorkomponente 210 durch einen Reihenkopplungskondensator 224 von der Steuerung 218 DC-isoliert. Die Steuerung 218 hat einen Spitzendetektor 226 mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) 228, der auf die Spitzenspannung der Ausgabe 215 des Festkörpersensors 212 verriegelt, um den getakteten Impuls 211 des SSS-Sensorsystems 210 zu erfassen. Wenn der getaktete Impuls 211 innerhalb des definierten Zeitfensters erfasst wird, wird ein logischer Wert „TRUE“ gesetzt und der Timer 230 zurückgesetzt. Wird der getaktete Impuls 211 basierend auf dem Timer 230 nicht innerhalb des Zeitfensters erfasst, wird ein logischer Wert „FALSE“ gesetzt. In einer oder in mehreren Ausführungsformen beträgt das definierte Zeitfenster 5 s, wenngleich auch kürzer oder länger definierte Zeitfenster verwendet werden können. SSS-Sensorkomponente. Das Zurücksetzen des LDO-Reglers 232 bewirkt, dass die SSS-Sensorkomponente 210 neu startet und ein verriegelter oder anderer Fehlerzustand, der zu dem Außerbetriebszustand geführt hat, beseitigt wird.
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3 zeigt ein Verfahren 300 zum Erfassen eines Betätigungszustands eines Festkörperschalters 212 (2) durch ein elektronisches Gerät 200 (2). Das Verfahren 300 umfasst bei Entscheidungsblock 302 das Ermitteln durch die Festkörperschalter(SSS)-Sensorkomponente 201 (2), ob an der SSS-Sensorkomponente ein Einschaltereignis stattgefunden hat. Wenngleich nicht dargestellt, kann die SSS-Sensorkomponente 210 (2) diese Ermittlung nicht durchführen, bevor sie tatsächlich eingeschaltet ist. Die SSS-Sensorkomponente stellt fest, ob sich die SSS-Sensorkomponente nach dem Einschalten in einem nicht initialisierten Zustand befindet. Als Reaktion auf die Feststellung, dass ein Einschaltereignis stattgefunden hat, führt die SSS-Sensorkomponente eine Initialisierung durch, die einen Sperr- oder Fehlerzustand löscht (Block 304). Als Reaktion auf die Feststellung in Block 302, dass ein Einschaltereignis nicht stattgefunden hat, oder nach Durchführung der Initialisierung in Block 304 fragt die SSS-Sensorkomponente periodisch einen Festkörperschalter eines elektronischen Geräts mit einem getakteten Impuls ab (Block 306). Bei Entscheidungsblock 308 umfasst das Verfahren 300 das Ermitteln durch die SSS-Sensorkomponente, ob eine elektrische Eigenschaft einer Ausgabe des Festkörperschalters darauf hinweist, dass der Festkörperschalter betätigt ist. Als Reaktion auf die Feststellung, dass der Festkörperschalter betätigt ist, umfasst das Verfahren 300 das Erzeugen eines Schalterzustandssignals, das einen betätigten Zustand des Festkörperschalters anzeigt (Block 310). Als Reaktion auf die Feststellung, dass der Festkörperschalter nicht betätigt ist, umfasst das Verfahren 300 das Erzeugen eines Schalterzustandssignals, das einen nichtbetätigten Zustand des Festkörperschalters anzeigt (Block 312). Nach der Erzeugung eines entsprechenden Schalterzustandssignals entweder in Block 310 oder Block 312 umfasst das Verfahren die Aktivierung von Funktionskomponenten, um auf den entsprechenden betätigten oder nichtbetätigten Zustand des Festkörperschalters zu antworten (Block 314). Das Verfahren 300 führt dann zurück zu Block 302.
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4 zeigt ein Verfahren 400 zur Überwachung der SSS-Sensorkomponente 210 (2) auf einen nicht betriebsfähigen Zustand und zur Korrektur, um den Betrieb des Festkörperschalters 212 (2) wiederherzustellen. Das Verfahren 400 umfasst den Empfang der Ausgabe des Festkörperschalters zur Überwachung von getakteten Impulsen, deren Fehlen ein Hinweis ist auf einen nicht betriebsfähigen Zustand der SSS-Sensorkomponente, die die getakteten Impulse erzeugt (Block 402), durch die Steuerung 218 (2). Das Verfahren 400 umfasst in Entscheidungsblock 404 die auf einem Timer basierende Feststellung durch die Steuerung, ob ein vordefiniertes Zeitfenster verstrichen ist. Als Reaktion auf die Feststellung, dass das vordefinierte Zeitfenster nicht verstrichen ist, umfasst das Verfahren 400 die Erfassung einer Spitzenspannung der Ausgabe des Festkörperschalters unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers der Steuerung (Block 406). Die Steuerung vergleicht die Spitzenspannung mit einem Schwellenwert (Block 408). In Block 410 wird festgestellt, ob die Spitzenspannung höher ist als der Schwellenwert. Als Reaktion auf die Feststellung, dass die Spitzenspannung höher ist als der Schwellenwert, umfasst das Verfahren 400 das Zurücksetzen des Timers (Block 412). Dann führt der Ablauf des Verfahrens 400 zurück zu Block 402. Als Reaktion auf die Feststellung, dass die Spitzenspannung nicht höher ist als der Schwellenwert, führt der Ablauf des Verfahrens zurück zu Block 402. Als Reaktion auf die Feststellung, dass das vordefinierte Zeitfenster verstrichen ist, bei Entscheidungsblock 404, umfasst das Verfahren 400 das Unterbrechen der Stromzufuhr zu der SSS-Sensorkomponente für eine Dauer, die ausreicht, um die SSS-Sensorkomponente abzuschalten und neu zu starten, wodurch ein Sperr- oder Fehlerzustand gelöscht wird (Block 414). Das Verfahren 416 umfasst das Verzögern der Überwachung für eine Dauer, die ausreicht, damit die SSS-Sensorkomponente neu starten kann (Block 416). Der Ablauf des Verfahrens 400 führt zurück zu Block 402.
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5 ist ein Flussdiagramm eines verteilten Verfahrens 500, umfassend das Verfahren 500a zur Erfassung der Betätigung eines Festkörperschalters durch die SSS-Sensorkomponente 210. Das Verfahren 500 umfasst auch das Verfahren 500b zum Mindern eines nicht betriebsfähigen Zustands der SSS-Sensorkomponente 210 durch die Überwachungssteuerung 218. Das verteilte Verfahren 500 aktiviert die Überwachungssteuerung 218, damit diese basierend auf einem von der SSS-Sensorkomponente 210 erzeugten Signal feststellt, ob die SSS-Sensorkomponente 210 funktionsunfähig ist. Dabei vermeidet die Überwachungssteuerung 218, ein Prüfsignal erzeugen zu müssen, um festzustellen, ob die SSS-Sensorkomponente 210 funktionsunfähig ist. Das Verfahren 500a umfasst die Durchführung eines Einschaltvorgangs durch die SSS-Sensorkomponente (Block 502). Die SSS-Sensorkomponente stellt den Versorgungsspannungspegel VDD für den Spannungsregler ein (Block 504). Das Verfahren 500a umfasst die Ausgabe eines An-Zyklus-Stromimpulses von dem Spannungsregler an den Festkörperschalter (Block 506), der in Zeile 508 die Überwachungssteuerung 218 für den Beginn des Verfahrens 500b aktiviert, das parallel zu dem Verfahren 500a durchgeführt wird.
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Das Verfahren 500b umfasst den Empfang einer Ausgabe von dem Festkörperschalter (Block 510). In einer oder in mehreren Ausführungsformen bewirkt der An-Zyklus-Stromimpuls, dass ein elektromagnetisches Signal einen Sensor des Festkörperschalters durchläuft, der durch Änderungen in der Nähe eines leitenden Ziels beeinflusst wird, das durch die Betätigung bewegt wird. Dieser Einfluss kann kapazitiv, induktiv oder resistiv sein. Basierend auf der empfangenen Ausgabe bestimmt die SSS-Sensorkomponente einen betätigten oder nichtbetätigten Zustand des Festkörperschalters (Block 512). Das Verfahren 500 umfasst das Erzeugen eines Schaltersignals, das den Zustand, der bestimmt wurde, anzeigt (Block 514). Die SSS-Sensorkomponente wartet für die Dauer eines Aus-Zyklus-Intervalls, um den Stromverbrauch durch den Festkörperschalter zu reduzieren (Block 516). Dann führt der Ablauf des Verfahrens im Normalbetrieb zurück zu Block 506. Jedoch kann die SSS-Sensorkomponente außer Betrieb gehen, wie das anhand einer gestrichelten Linie zu einem Außerbetriebszustand, in dem keine Ausgabe erfolgt, dargestellt ist (Block 518).
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Weiter bezugnehmend auf das Verfahren 500b erfasst die Steuerung den ersten An-Zyklus-Stromimpuls (Block 520). Die Steuerung beginnt mit der aktiven Überwachung auf einen Außerbetriebszustand, sobald der Betrieb der SSS-Sensorkomponente durch den ersten Stromimpuls aktiviert wird. Das Verfahren 500b umfasst das Setzen eines Timers (Block 522). Die Dauer kann wesentlich länger sein als ein Arbeitszyklus der SSS-Sensorkomponente, so dass eine Dauer der verstrichenen Zeit oder der Ablauf eines Timers mit einem Außerbetriebszustand der SSS-Sensorkomponente in Verbindung gebracht wird. In Entscheidungsblock 524 wird festgestellt, ob der Timer abgelaufen ist. Als Reaktion auf die Feststellung, dass der Timer nicht abgelaufen ist, wird in Entscheidungsblock 526 festgestellt, ob der nächste Impuls erfasst wird. Als Reaktion auf die Feststellung, dass der nächste Impuls nicht erfasst wird, führt der Ablauf des Verfahrens 500b zurück zu Entscheidungsblock 524. Als Reaktion auf die Feststellung, dass der nächste Impuls erfasst wird, führt der Ablauf des Verfahrens 500b zurück zu Block 522. Wenn die SSS-Sensorkomponente außer Betrieb ist (Block 518), verstreicht die Zeit weiter bis zum Ablauf des Timers. Als Reaktion auf die Feststellung in Block 524, dass der Timer abgelaufen ist, umfasst das Verfahren 500b den Neustart der SSS-Sensorkomponente durch die Steuerung (Block 528). Der Ablauf des Verfahrens 500b führt zurück zu Block 520, um auf die Aktivierung zur Überwachung auf einen weiteren Außerbetriebszustand zu warten, wenn der erste Impuls von der SSS-Sensorkomponente erfasst wird. Als Antwort auf den Neustart befindet sich die SSS-Sensorkomponente in einem ausgeschalteten Zustand. Das Verfahren 500a beginnt von Neuem bei Block 502, wenn die Stromversorgung der SSS-Sensorkomponente wiederhergestellt ist.
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In jedem der vorstehenden Flussdiagramme können bestimmte Schritte der Verfahren kombiniert, gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden oder gegebenenfalls entfallen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Wenngleich die Verfahrensschritte in einer bestimmten Abfolge beschrieben und dargestellt sind, ist diese bestimmte Abfolge nicht zwingend und stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. Änderungen hinsichtlich der Abfolge der Schritte sind möglich, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Solchermaßen bedeutet die Verwendung einer bestimmten Abfolge keine Einschränkung der Erfindung, deren Schutzumfang durch die anliegenden Ansprüche angegeben ist.
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Aspekte der vorliegenden Erfindung sind vorangehend mit Bezug auf die in Flussdiagrammen und/oder Blockdiagrammen dargestellten Verfahren, Vorrichtungen (Systeme) und Computerprogrammprodukte gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagramme und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagrammen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogrammanweisungen ausführbar sind. Diese Computerprogrammanweisungen können für einen Prozessor eines Universalcomputers, Spezialcomputers oder einer anderen Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, um eine Maschine derart zu erzeugen, dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, ein Mittel für die Implementierung der Funktionen/Aktionen schaffen, die in dem Block bzw. den Blöcken der Fluss- und/oder Blockdiagramme angegeben sind.
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Der Fachmann wird erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einem System, Gerät und/oder Verfahren verkörpert sein können. Daher können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vollständig als Hardware-Ausführung oder als kombinierte Software- und Hardwareausführung vorgesehen sein und in der vorliegenden Beschreibung sämtlich allgemein als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet sein.
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Die Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Jedoch wird der Fachmann erkennen, dass innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung verschiedene Änderungen möglich sind und Elemente durch Äquivalente ersetzt werden können. Ferner sind zahlreiche Modifikationen möglich, um ein bestimmtes System, Gerät oder eine bestimmte Komponente an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzbereich abzuweichen. Daher ist die Erfindung zur Durchführung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst sämtliche Ausführungsformen, die in den Schutzbereich der anliegenden Ansprüche fallen. Sofern in der Beschreibung Begriffe wie erste/r/s, zweite/r/s etc. verwendet werden, dienen diese lediglich zur Unterscheidung eines Elements von einem anderen und nicht, um eine Reihen- oder Rangfolge zum Ausdruck zu bringen.
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Die vorliegend verwendete Terminologie dient lediglich zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und stellt keine Einschränkung der Erfindung dar. Sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt, schließt die Singularform der Artikel „ein“ und „der/die/das“ auch Pluralformen ein. Ferner versteht es sich, dass die Begriffe „umfassend“ und/oder „umfassend“ in der vorliegenden Beschreibung zum Ausdruck bringen, dass genannte Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten vorhanden sind, ohne auszuschließen, dass auch andere bzw. weitere Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben vorhanden bzw. hinzugefügt sind.
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Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Vorgänge und Äquivalente sämtlicher Mittel oder Schritte plus Funktionselemente in den anliegenden Ansprüchen sollen jede Struktur, jedes Material oder jeden Vorgang zur Ausführung der Funktion in Kombination mit anderen, speziell beanspruchten Elementen umfassen. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient Erläuterungs- und Darstellungszwecken und ist weder erschöpfend noch eine Einschränkung der Erfindung in der offenbarten Form. Der Fachmann wird erkennen, dass viele Modifikationen und Variationen möglich sind, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Die Ausführungsformen wurden im Hinblick auf die bestmögliche Erläuterung des Prinzips der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung gewählt, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die verschiedenen Ausführungsformen mit den verschiedenen, für den jeweiligen in Betracht gezogenen Anwendungsfall geeigneten Modifikationen zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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