DE19960470A1

DE19960470A1 - Network coupler

Info

Publication number: DE19960470A1
Application number: DE19960470A
Authority: DE
Inventors: Matthias Wendt; Wolfgang O Budde; Peter Fuhrmann
Original assignee: Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-03-15

Abstract

Für einen Netzwerkkoppler für Netzwerkteilnehmer in einem Netzwerk mit wenigstens zwei Leitungen ist zur gleichzeitigen Daten- und Energieübertragung vorgesehen, daß der Netzwerkkoppler so ausgebildet ist, daß er sowohl für eine Datenübertragung über die beiden Leitungen (1, 2) des Netzwerkes wie auch eine Auskopplung von Energie aus den beiden Leitungen (1, 2) des Netzwerkes, auf die ein Pol einer Spannungsquelle gekoppelt ist, vornehmen kann, DOLLAR A daß der Netzwerkkoppler symmetrisch aus beiden Leitungen (1, 2) Energie induktiv oder kapazitiv auskoppelt, DOLLAR A daß der Netzwerkkoppler die Daten symmetrisch und differentiell auf die beiden Leitungen (1, 2) koppelt und/oder aus diesen auskoppelt DOLLAR A und daß der Netzwerkkoppler die beiden Leitungen (1, 2) symmetrisch abschließt.For a network coupler for network participants in a network with at least two lines for simultaneous data and energy transmission, it is provided that the network coupler is designed in such a way that it is used both for data transmission via the two lines (1, 2) of the network and for decoupling Energy from the two lines (1, 2) of the network, to which a pole of a voltage source is coupled, DOLLAR A that the network coupler couples energy inductively or capacitively from both lines (1, 2), DOLLAR A that the network coupler coupling the data symmetrically and differentially onto the two lines (1, 2) and / or coupling them out of DOLLAR A and that the network coupler terminates the two lines (1, 2) symmetrically.

Description

Die Erfindung betrifft einen Netzwerkkoppler für Netzwerkteilnehmer in einem Netzwerk mit wenigstens zwei Leitungen.The invention relates to a network coupler for network participants in a network with at least two lines.

Netzwerkkoppler haben generell die Aufgabe, Daten, die über ein Netzwerk übertragen werden, ein- bzw. auszukoppeln. Sie stellen also die Verbindung zwischen einem Netzwerkteilnehmer und dem Netzwerk her. Daten, die von einem Netzwerkteilnehmer geliefert werden, werden mittels des Netzwerkkopplers in das Netzwerk eingekoppelt. Umgekehrt werden auf dem Netzwerk übertragene Daten mittels des Netzwerkkopplers ausgekoppelt und dem Netzwerkteilnehmer zur Verfügung gestellt.Network couplers generally have the task of transferring data over a network be coupled in or out. So you make the connection between one Network participants and the network. Data from a network participant are delivered, are coupled into the network by means of the network coupler. Conversely, data transmitted on the network are transmitted using the network coupler decoupled and made available to the network participants.

Bekannte Netzwerkkoppler beschränken sich auf das Ein- bzw. Auskoppeln von Daten.Known network couplers are limited to the coupling in and out of data.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Netzwerkkoppler zu schaffen, der neben der Datenübertragung auch für eine Energieübertragung geeignet ist.It is an object of the invention to provide a network coupler which in addition to Data transmission is also suitable for energy transmission.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Netzwerkkoppler so ausgebildet ist, daß er sowohl für eine Datenübertragung über die beiden Leitungen des Netzwerkes wie auch eine Auskopplung von Energie aus den beiden Leitungen des Netzwerkes, auf die ein Pol einer Spannungsquelle gekoppelt ist, vornehmen kann, daß der Netzwerkkoppler symmetrisch aus beiden Leitungen (1, 2) Energie ein- und/oder auskoppelt, daß der Nerzwerkkoppler die Daten symmetrisch, differentiell und induktiv oder kapazitiv auf die beiden Leitungen (1, 2) koppelt und/oder aus diesen auskoppelt und daß der Netzwerkkoppler die beiden Leitungen symmetrisch abschließt.This object is achieved in that the network coupler is designed so that it can carry out both for data transmission over the two lines of the network and for decoupling energy from the two lines of the network, to which a pole of a voltage source is coupled that the network coupler symmetrically couples energy from and / or out of both lines ( 1 , 2 ), that the mink coupler couples and / or decouples the data symmetrically, differentially and inductively or capacitively onto the two lines ( 1 , 2 ) and that the network coupler terminates the two lines symmetrically.

Zur Datenübertragung werden die Daten auf den beiden Leitungen des Netzwerks symmetrisch und differentiell übertragen. D. h. beispielsweise ein über die Netzwerkleitungen übertragenes Datenbit wird auf beiden Leitungen jedoch mit entgegengesetzter Polarität übertragen. Der Netzwerkkoppler koppelt diese Daten induktiv oder kapazitiv sowie symmetrisch und differentiell ein bzw. aus.The data on the two lines of the network are used for data transmission transmitted symmetrically and differentially. That is, for example one about the However, data lines transmitted on network lines are included on both lines opposite polarity. The network coupler couples this data inductively or capacitive as well as symmetrical and differential on or off.

Der Netzwerkkoppler ist darüber hinaus jedoch auch zur Energieübertragung geeignet. Ein Pol einer Spannungsquelle ist mit beiden Leitungen des Netzwerkes gekoppelt. Der Netzwerkkoppler ist so ausgebildet, daß er diese Energie aus den beiden Leitungen auskoppeln kann. Dies geschieht symmetrisch, d. h. der Strom, den der Netzwerkkoppler aus den Leitungen des Netzwerkes zieht, ist auf beiden Leitungen gleich groß. Dies wird dadurch erreicht, daß die Last, die der Netzwerkkoppler gegenüber den beiden Leitungen des Netzwerks darstellt, auf beiden Leitungen gleich groß ist, daß also die beiden Leitungen symmetrisch abgeschlossen werden.However, the network coupler is also suitable for energy transmission. On The pole of a voltage source is coupled to both lines of the network. The Network coupler is designed so that it gets this energy from the two lines can decouple. This is done symmetrically, i. H. the current that the network coupler from the lines of the network is the same size on both lines. this will thereby achieved that the load that the network coupler has over the two lines of the network, is the same size on both lines, i.e. the two Lines are terminated symmetrically.

Damit wird einerseits erreicht, daß sowohl eine Daten- wie auch eine Energieübertragung über den Netzwerkkoppler bzw. die beiden Leitungen des Netzwerks ermöglicht wird. Durch die streng symmetrische Auskopplung von Versorgungsströmen auf den beiden Leitungen und die symmetrische differentielle Übertragung der Daten auf den beiden Leitungen wird erreicht, daß die Datenübertragung durch Störungen auf den beiden Netzwerkleitungen, die beispielsweise durch die Energieverteilung verursacht sein können, nicht gestört wird.On the one hand, this ensures that both data and energy transmission is made possible via the network coupler or the two lines of the network. Due to the strictly symmetrical coupling of supply currents on the two Lines and the symmetrical differential transmission of data on the two Lines is achieved that the data transmission due to interference on the two Network lines that can be caused, for example, by energy distribution is not disturbed.

Derartige Netzwerkkoppler sind relativ einfach und damit preiswert aufzubauen.Such network couplers are relatively simple and therefore inexpensive to set up.

Ein gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehener Netzwerkkoppler gemäß Anspruch 2 zeichnet sich durch einen solchen einfachen Aufbau aus, ist jedoch gleichwohl in der Lage die oben genannten Bedingungen zu erfüllen. Die beiden ersten und zweiten Primärspulen, die gleichen Widerstand bzw. Scheinwiderstand aufweisen, dienen einerseits dazu, Energie aus den beiden Leitungen des Netzwerks auszukoppeln. Dies geschieht in symmetrischer Weise, d. h. Ströme, die infolge der Energieauskopplung fließen, teilen sich in gleiche Ströme auf den beiden Leitungen auf.A network coupler provided according to an embodiment of the invention Claim 2 is characterized by such a simple structure, but is nevertheless able to meet the above conditions. The first two and the second Primary coils that have the same resistance or impedance serve on the one hand to decouple energy from the two lines of the network. This happens in symmetrically, d. H. Currents that flow as a result of the decoupling of energy divide in equal currents on the two lines.

Die erste Primärspule und die zweite Primärspule sind mit einer Sekundärspule magnetisch gekoppelt. In die Sekundärspule wird nur dann eine Spannung induziert, wenn zwischen den beiden ersten Anschlüssen der ersten und der zweiten Primärspule ein Differenzstrom fließt. Ströme gleichen Vorzeichens in beiden Wicklungen führen hingegen nicht zu einer Spannungsinduktion in die Sekundärspule. Damit wird erreicht, daß differentiell über die beiden Leitungen übertragene Daten zu einer Spannungsinduktion in die Sekundärspule führen, nicht jedoch mit gleichem Vorzeichen stattfindende Störungen, die beispielsweise durch Schwankungen der Versorgungsspannung infolge variierender Last auftreten können.The first primary coil and the second primary coil are magnetic with a secondary coil coupled. A voltage is only induced in the secondary coil if between a differential current to the first two connections of the first and the second primary coil flows. However, currents of the same sign in both windings do not lead to one Voltage induction in the secondary coil. This ensures that differential over the Data transmitted on both lines for voltage induction in the secondary coil lead, but not with the same algebraic errors, for example due to fluctuations in the supply voltage due to varying loads can.

Um die oben beschriebene symmetrische Auskopplung zu erreichen, sind die beiden Primärspulen vorteilhaft gemäß Anspruch 3 auszugestalten. Im einfachsten Fall kann dies dadurch erreicht werden, daß die Wicklungen aus gleichem Material bestehen und gleichen Querschnitt und gleiche Windungszahl aufweisen, wie dies gemäß Anspruch 4 vorgesehen ist.To achieve the symmetrical coupling described above, the two are To design primary coils advantageous according to claim 3. In the simplest case, this can be done can be achieved in that the windings consist of the same material and have the same cross-section and the same number of turns as in claim 4 is provided.

Das Windungsverhältnis zwischen der Windungszahl, die die Primärspulen aufweisen und der Windungszahl der Sekundärspule bestimmt das Spannungsverhältnis der Differenzspannung an den Klemmen der Sekundärspule. Es hat sich hier als vorteilhaft erwiesen, wie gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 vorgesehen ist, daß die Sekundärspule eine höhere Windungszahl als die Primärspulen aufweist.The turns ratio between the number of turns that the primary coils have and the number of turns of the secondary coil determines the voltage ratio of the Differential voltage at the terminals of the secondary coil. It has proven to be beneficial here proven as in a further embodiment of the invention according to claim 5 it is provided that the secondary coil has a higher number of turns than the primary coils having.

Die Primärspulen können relativ einfach aufgebaut werden, indem sie beispielsweise wie gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen ist, als Metallstreifen ausgebildet sind gegebenenfalls eine Windungszahl von n = 1 aufweisen.The primary coils can be constructed relatively simply, for example by how is provided according to further embodiments of the invention, as a metal strip may have a number of turns of n = 1.

Ein weiterer vorteilhafter möglicher Aufbau der Spulen besteht darin, daß sie als eine gedruckte Schaltung auf eine Platine vorgesehen sind, wie dies gemäß Anspruch 8 vorgesehen ist.Another advantageous possible construction of the coils is that they as one printed circuit are provided on a circuit board, as claimed in claim 8 is provided.

Nachfolgend werden einige Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Some embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing explained. Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Netzwerkkopplers, Fig. 1 is a schematic diagram of a network coupler according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Netzwerkkopplers mit zwei Primärspulen und einer Sekundärspule, die magnetisch miteinander gekoppelt sind, Fig. 2 is a schematic representation of the structure of a network coupler with two primary coils and a secondary coil which are magnetically coupled to each other,

Fig. 3 eine Schemazeichnung eines Netzwerkkopplers entsprechend Fig. 2, bei dem die Windungszahl der Primärspulen zu 1 gewählt wurde, Fig. 3 is a schematic drawing of a network coupler according to Fig. 2, in which the number of turns of the primary coils was selected to 1,

Fig. 4 eine erste Realisierungsform eines Netzwerkkopplers mit Spulen gemäß Fig. 3 und Fig. 4 shows a first embodiment of a network coupler with coils according to Fig. 3 and

Fig. 5 eine zweite Realisierungsform eines Netzwerkkopplers mit Spulen gemäß Fig. 3. Fig. 5 shows a second realization form of a network coupler with coils of FIG. 3.

In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Netzwerkkopplers dargestellt.In Fig. 1 a schematic diagram is illustrated of a network coupler of the invention.

Der Netzwerkkoppler soll in bzw. aus Leitungen 1 und 2 eines Netzwerkes Daten ein- und auskoppeln sowie einen Pol einer Energieversorgung, die auf beide Leitungen 1 und 2 gekoppelt ist, ebenfalls ein- bzw. auskoppeln. Dazu soll der Netzwerkkoppler an einem Versorgungsspannungsanschlußpunkt 3 einer Energieversorgungsspannung +Ub zur Verfügung stellen, die aus den beiden Leitungen 1 und 2 des Netzwerks ausgekoppelt wird.The network coupler is intended to couple data in and out of lines 1 and 2 of a network and also to couple in and out a pole of an energy supply which is coupled to both lines 1 and 2 . For this purpose, the network coupler is intended to provide a power supply voltage + Ub at a supply voltage connection point 3 , which is coupled out from the two lines 1 and 2 of the network.

Dazu sind zwei Primärspulen 4 und 5 vorgesehen, welche im Idealfall gleich aufgebaut sind, d. h. aus gleichem Material bestehen und gleichen Querschnitt sowie gleiche Windungszahl aufweisen. In jedem Falle müssen die beiden Primärspulen 4 und 5 gleichen Widerstand bzw. Scheinwiderstand aufweisen.For this purpose, two primary coils 4 and 5 are provided, which ideally have the same structure, ie consist of the same material and have the same cross-section and the same number of turns. In any case, the two primary coils 4 and 5 must have the same resistance or impedance.

Die jeweils ersten Anschlüsse der beiden Primärspulen 4 und 5 sind jeweils mit einer der Leitungen 1 bzw. 2 des Netzwerkes gekoppelt. Die zweiten Anschlüsse sind auf dem gemeinsamen Versorgungsspannungsanschlußpunkt 3 geführt.The respective first connections of the two primary coils 4 and 5 are each coupled to one of the lines 1 and 2 of the network. The second connections are made on the common supply voltage connection point 3 .

Durch diese spezielle Ausgestaltung des Netzwerkkopplers wird erreicht, daß Versorgungsströme, die in dem Versorgungsspannungsanschlußpunkt 3 fließen, sich auf zwei identisch gleich große Ströme aufteilen, die in den Primärspulen 4 und 5 und damit auch in den beiden Leitungen des Netzwerkes 1 und 2 fließen. Es wird somit eine streng symmetrische Belastung der beiden Leitungen 1 und 2 mit Versorgungsströmen erreicht.This special design of the network coupler ensures that supply currents flowing in the supply voltage connection point 3 are divided into two identical currents which flow in the primary coils 4 and 5 and thus also in the two lines of the network 1 and 2 . A strictly symmetrical loading of the two lines 1 and 2 with supply currents is thus achieved.

Über die beiden Leitungen 1 und 2 des Netzwerkes werden gegebenenfalls auch Daten übertragen, die symmetrisch und differentiell auf beiden Leitungen übertragen werden.Data may also be transmitted via the two lines 1 and 2 of the network, which are transmitted symmetrically and differentially on both lines.

Um diese Daten auszukoppeln ist in dem Netzwerkkoppler gemäß Fig. 1 eine Sekundärspule 6 vorgesehen, welche mittels einer magnetischen Kopplung 7 mit den beiden Primärspulen 4 und 5 magnetisch gekoppelt ist.In order to decouple this data, a secondary coil 6 is provided in the network coupler according to FIG. 1, which is magnetically coupled to the two primary coils 4 and 5 by means of a magnetic coupling 7 .

In die Wicklung der Primärspule 6 wird nur dann eine Spannung induziert, wenn in den Primärspulen 4 und 5 Differenzströme auftreten. Dies ist genau dann der Fall, wenn Daten auf den beiden Leitungen 1 und 2 des Netzwerkes symmetrisch differentiell übertragen werden. Es findet dann eine entsprechende Induktion einer Spannung in die Sekundärspule 6 statt.A voltage is only induced in the winding of the primary coil 6 if differential currents occur in the primary coils 4 and 5 . This is exactly the case when data are transmitted symmetrically differentially on the two lines 1 and 2 of the network. There is then a corresponding induction of a voltage into the secondary coil 6 .

Entsprechendes gilt umgekehrt für die Einkopplung von Daten, die mittels der Primärspule 2 und der Kopplung 7 und der beiden Primärspulen 4 und 5 auf die beiden Leitungen 1 und 2 des Netzwerkes in differentieller Form eingekoppelt werden können.The same applies vice versa for the coupling of data which can be coupled in differential form onto the two lines 1 and 2 of the network by means of the primary coil 2 and the coupling 7 and the two primary coils 4 and 5 .

Zum Auskoppeln der Daten ist ein erster Anschluß der Sekundärspule 6, der die Daten mit negativer Polarität führt, auf einen invertierenden Eingang eines Verstärkers 8 geführt. Der zweite Anschluß der Sekundärspule 6 ist auf einen zweiten nichtinvertierenden Eingang desselben Verstärkers gekoppelt. Mittels eines derartigen Verstärkers 8 kann somit eine Auswertung der Daten erfolgen. Der Verstärker 8 stellt ausgangsseitig die entsprechenden Daten an einem Anschluß 11 zur Verfügung, der in der Figur mit D_out gekennzeichnet ist.To decouple the data, a first connection of the secondary coil 6 , which carries the data with negative polarity, is routed to an inverting input of an amplifier 8 . The second connection of the secondary coil 6 is coupled to a second non-inverting input of the same amplifier. The data can thus be evaluated using such an amplifier 8 . The amplifier 8 provides the corresponding data on the output side at a connection 11 , which is identified in the figure by D_out.

Zur Einkopplung von Daten mittels des Netzwerkkopplers in die beiden Leitungen 1 und 2 des Netzwerkes ist ein Verstärker 9 vorgesehen, dessen nichtinvertierender Eingang mit dem zweiten Anschluß der Primärspule 6 und dessen invertierender Ausgang mit dem ersten Anschluß der Sekundärspule 6 gekoppelt ist. Dem Verstärker eingangsseitig von einem zweiten Anschlußpunkt 10 zugeführte Daten werden somit mittels des Verstärkers 9 als Signale +D und -D mit verschiedener Polarität zur Verfügung gestellt und über die Primärspule 2 und die magnetische Kopplung 7 auf die Primärspulen 4 und 5 übertragen, so daß entsprechende symmetrische differentielle Spannungssignale auf die Leitungen 1 und 2 des Netzwerkes eingekoppelt werden.An amplifier 9 is provided for coupling data into the two lines 1 and 2 of the network by means of the network coupler, the non-inverting input of which is coupled to the second connection of the primary coil 6 and the inverting output of which is coupled to the first connection of the secondary coil 6 . Data supplied to the amplifier on the input side from a second connection point 10 are thus made available by means of the amplifier 9 as signals + D and -D with different polarities and transmitted to the primary coils 4 and 5 via the primary coil 2 and the magnetic coupling 7 , so that corresponding symmetrical differential voltage signals are coupled on lines 1 and 2 of the network.

Trotz des relativ einfachen Aufbaus des Netzwerkkopplers gemäß Fig. 1 gestattet dieser somit sowohl eine Übertragung von Daten wie auch eine Energieversorgung. Durch die streng symmetrische Auskopplung von Strömen der Energieversorgung findet keine Störung der Daten statt. Umgekehrt werden die Daten differentiell übertragen, so daß die Versorgungsspannung nicht gestört wird.In spite of the relatively simple construction of the network coupler according to FIG. 1, it thus permits both data transmission and energy supply. The data is not disturbed due to the strictly symmetrical coupling of currents from the energy supply. Conversely, the data are transmitted differentially, so that the supply voltage is not disturbed.

Der Netzwerkkoppler erfüllt somit alle Anforderungen, die zur gleichzeitigen ungestörten Datenübertragung und Energieübertragung über zwei Leitungen eines Netzwerkes zu stellen sind.The network coupler thus fulfills all requirements for simultaneous undisturbed Data transmission and energy transmission over two lines of a network are put.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie die beiden Primärspulen 4 und 5, die Sekundärspule 6 und die magnetische Kopplung 7 gemäß Fig. 1 konkret realisiert werden können. FIG. 2 shows a schematic illustration of how the two primary coils 4 and 5 , the secondary coil 6 and the magnetic coupling 7 according to FIG. 1 can be realized in concrete terms.

Dazu zeigt Fig. 2 einen Kern 12, der in der Lage ist, einen magnetischen Fluß zu führen.For this purpose, Fig. 2 shows a core 12 which is able to carry a magnetic flux.

Es sind zwei Primärspulen 13 und 14 vorgesehen, welche in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur jeweils drei Wicklungen aufweisen. Um den gleichen Kern 12 ist eine Sekundärspule 15 gewickelt, welche in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls drei Wicklungen aufweist.Two primary coils 13 and 14 are provided, each of which has three windings in the exemplary embodiment according to the figure. A secondary coil 15 is wound around the same core 12 , which also has three windings in this exemplary embodiment.

Die beiden Anschlüsse der Sekundärspule 15 liefern die positiven bzw. negativen Datensignale +D bzw. -D. Die beiden Primärspulen 13 und 14 sind mit ihren ersten Anschlüssen mit den beiden Leitungen 1 und 2 des Netzwerkes und mit ihren zweiten Anschlüssen gemeinsam auf den Energieversorgungsspannungsanschlußpunkt 3 geführt. The two connections of the secondary coil 15 deliver the positive and negative data signals + D and -D. The two primary coils 13 and 14 are connected with their first connections to the two lines 1 and 2 of the network and with their second connections together to the power supply voltage connection point 3 .

Die Fig. 2 zeigt, daß die Anordnung der Wicklungen mit ihrer magnetischen Kopplung gemäß Fig. 1 sehr einfach mittels dreier Wicklungen um einen gemeinsamen magnetisierbaren Kern realisiert werden können. FIG. 2 shows that the arrangement of the windings with their magnetic coupling according to FIG. 1 can be implemented very easily by means of three windings around a common magnetizable core.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 weisen die beiden Primärspulen 13 und 14 jeweils eine Windungszahl von n1 auf, wohingegen die Sekundärspule eine Wicklungszahl von n2 aufweist. Das Windungsverhältnis zwischen 2.n1 und n2 bestimmt das Spannungsverhältnis an den beiden Anschlüssen 16 und 17 der Sekundärspule 15, an denen das positive Datensignal +D bzw. das negative Datensignal -D zur Verfügung gestellt werden.In the illustration according to FIG. 2, the two primary coils 13 and 14 each have a number of turns of N1, whereas the secondary coil winding a number of n2 has. The turns ratio between 2.n1 and n2 determines the voltage ratio at the two connections 16 and 17 of the secondary coil 15 , at which the positive data signal + D and the negative data signal -D are made available.

Um dort eine genügend hohe Spannung zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, n2 größer als n1 zu wählen.In order to achieve a sufficiently high voltage there, it has proven to be advantageous choose n2 larger than n1.

Da außerdem durch die Wicklungen n1 der beiden Primärspulen 4 und 5 jeweils der halbe Versorgungsstrom fließt, ist es vorteilhaft, diese mit relativ großem Querschnitt auszuführen.In addition, since half of the supply current flows through the windings n1 of the two primary coils 4 and 5 , it is advantageous to have a relatively large cross section.

In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung entsprechend Fig. 2 angedeutet, bei welcher die beiden Primärspulen 13 und 14 jeweils nur eine Windung n1 = 1 aufweisen. Die Sekundärspule 1 S weist hingegen eine Windungszahl von n2 = 5 auf. FIG. 3 shows a schematic illustration corresponding to FIG. 2, in which the two primary coils 13 and 14 each have only one turn n1 = 1. The secondary coil 1 S, however, has a number of turns of n2 = 5.

Durch dieses Windungszahlenverhältnis wird erreicht, daß die Differenzspannung an den Anschlüssen 16 und 17 der Sekundärspule 15 relativ groß ist.This number of turns ratio ensures that the differential voltage at the connections 16 and 17 of the secondary coil 15 is relatively large.

In Fig. 4 ist eine erste konkrete Ausführungsform eines Netzwerkkopplers dargestellt, bei dem das Windungszahlenverhältnis entsprechend der schematischen Darstellung gemäß Fig. 3 gewählt ist. FIG. 4 shows a first specific embodiment of a network coupler in which the number of turns ratio is selected in accordance with the schematic illustration in FIG. 3.

Es sind zwei Metallstreifen 21 und 22 vorgesehen, welche einen relativ großen Querschnitt aufweisen und auf einen gemeinsamen Versorgungsspannungsanschlußpunkt 23 geführt sind. Die beiden Metallstreifen 21 und 22 laufen, wie die Fig. 4A zeigt, über Kreuz durch einen magnetischen Kern 24 und bilden so jeweils eine Spule mit einer Windung.Two metal strips 21 and 22 are provided, which have a relatively large cross section and are routed to a common supply voltage connection point 23 . As shown in FIG. 4A, the two metal strips 21 and 22 run crosswise through a magnetic core 24 and thus each form a coil with one turn.

Wie die Fig. 4B zeigt, ist um diesen magnetischen Kern 24 eine Sekundärspule 25 gewickelt.As shown in FIG. 4B, a secondary coil 25 is wound around this magnetic core 24 .

Die Ausführungsform gemäß der Darstellung Fig. 4 hat den Vorteil, daß aufgrund des Windungsverhältnisses n2 : n1 der Sekundärspule 25 und der Primärspulen 21 und 22 eine relativ hohe Differenzspannung in die Sekundärspule 25 induziert wird.The embodiment shown in FIG. 4 has the advantage that a relatively high differential voltage is induced in the secondary coil 25 due to the turns ratio n2: n1 of the secondary coil 25 and the primary coils 21 and 22 .

Die relativ großen in den Primärspulen 21 und 22 fließenden Versorgungsströme, die gemeinsam auf den Versorgungsspannungsanschlußpunkt 23 geführt sind, werden durch die Metallstreifen 21 und 22 geführt, die diese problemlos aufnehmen können.The relatively large supply currents flowing in the primary coils 21 and 22 , which are routed together to the supply voltage connection point 23 , are passed through the metal strips 21 and 22 , which can easily accommodate them.

Eine derartige Anordnung gemäß Fig. 4 kann vorteilhaft in einem Gehäuse untergebracht sein oder vergossen sein und beispielsweise mit Kunststoff umspritzt sein. Es müssen dann nach außen nur die Anschlußpunkte 1, 2, 23 und die beiden Anschlüsse der Sekundärspule 25 geführt werden.Such an arrangement according to FIG. 4 can advantageously be accommodated in a housing or be encapsulated and for example encapsulated with plastic. Then only the connection points 1 , 2 , 23 and the two connections of the secondary coil 25 have to be routed to the outside.

Die Anschlüsse können durch Aufpressen oder durch Steckverbinder hergestellt werden. Insbesondere auf der Netzwerkseite ist in diesem Falle auf einen möglichst niedrigen Übergangswiderstand zu achten, damit Schwankungen in den Versorgungsströmen die Datenübertragung nicht stören.The connections can be made by pressing or by plug connectors. In this case, in particular, on the network side, the lowest possible Contact resistance to ensure that fluctuations in the supply currents Do not interfere with data transmission.

Um einen derartigen Netzwerkkoppler in ein elektronisches Gerät zu integrieren, kann es vorteilhaft sein, die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 5 zu wählen. Bei dieser Ausführungsform ist eine zweilagige Platine 31 vorgesehen, welche auf ihren beiden Seiten jeweils eine der Primärwicklungen 32 bzw. 33 führt, welche jeweils einmal um einen magnetischen Kern 34 geführt sind, also eine Windungszahl von jeweils n1 = 1 aufweisen. Ebenfalls beiderseitig der Platine ist eine Sekundärspule 35 vorgesehen, welche mehrfach um den magnetischen Kern 34 geführt wird, über den eine magnetische Kopplung zwischen den beiden Primärspulen 32 und 33 einerseits und der Sekundärspule 34 erreicht wird. In order to integrate such a network coupler into an electronic device, it can be advantageous to choose the second embodiment according to FIG. 5. In this embodiment, a two-layer circuit board 31 is provided, each of which has one of the primary windings 32 and 33 on its two sides, each of which is guided once around a magnetic core 34 , ie has a number of turns of n1 = 1. A secondary coil 35 is also provided on both sides of the circuit board and is guided several times around the magnetic core 34 , via which a magnetic coupling between the two primary coils 32 and 33 on the one hand and the secondary coil 34 is achieved.

Bei einer derartigen Anordnung können somit die drei Spulen gemeinsam auf einer zweilagigen Platine ausgebildet werden, was gegebenenfalls den Aufbau des Netzwerkkopplers weiter vereinfacht.With such an arrangement, the three coils can thus be together on one two-layer board are formed, which may be the structure of the Network coupler further simplified.

Auch hier ist wesentlich, daß die Leiterführung streng symmetrisch ist und daß insbesondere die beiden Primärspulen 32 und 33 eine symmetrische Stromaufteilung des durch den Versorgungsspannungsanschlußpunkt 36 fließenden Stroms gewährleisten. Daher ist der Versorgungsspannungsanschlußpunkt 36 symmetrisch angeordnet und durch eine Durchkontaktierung realisiert.It is also essential here that the conductor routing is strictly symmetrical and that in particular the two primary coils 32 and 33 ensure a symmetrical current distribution of the current flowing through the supply voltage connection point 36 . Therefore, the supply voltage connection point 36 is arranged symmetrically and implemented by a plated-through hole.

Es kann gegebenenfalls eine Platine mit mehr als zwei Lagen vorgesehen sein, bei der dieser Versorgungsspannungsanschlußpunkt 36 vorteilhaft auf einer anderen Lage vorgesehen ist als die Primärwicklungen 32 und 33.A circuit board with more than two layers may optionally be provided, in which this supply voltage connection point 36 is advantageously provided on a different layer than the primary windings 32 and 33 .

Der magnetische Kern 34 kann vorteilhaft aus zwei Teilen bestehen, die von beiden Seiten auf die Platine 31 gesetzt werden. Selbstverständlich können auch andere Kerne verwendet werden, als in Fig. 5 dargestellt.The magnetic core 34 can advantageously consist of two parts which are placed on the board 31 from both sides. Of course, other cores than shown in Fig. 5 can be used.

Die Zeichnung zeigt, daß eine relativ einfache Realisierung des erfindungsgemäßen Netzwerkkopplers möglich ist, der sowohl eine Daten- wie auch eine Energieübertragung über zwei Leitungen eines Netzwerkes gestattet, ohne daß eine gegenseitige Störung dieser Übertragungen stattfindet.The drawing shows that a relatively simple implementation of the invention Network coupler is possible, which is both a data and an energy transfer allowed over two lines of a network without interfering with each other Transfers taking place.

Claims

1. Network coupler for network participants in a network with at least two lines ( 1 , 2 ), characterized in that
that the network coupler is designed such that it is used both for data transmission via the two lines ( 1 , 2 ) of the network and for decoupling energy from the two lines ( 1 , 2 ) of the network, to which a pole of a voltage source is coupled can make
that the network coupler couples energy in and / or out from both lines ( 1 , 2 ),
that the network gateway, the data symmetrical, differentially and inductively or capacitively coupled to the two lines (1, 2) and / or coupling out from these, and that the network coupler, the two lines (1, 2) terminates symmetrical.

2. Network coupler according to claim 1, characterized in that
that the network coupler has a first primary coil ( 4 ; 13 ; 21 ; 32 ), the first connection of which is coupled to the first line ( 1 ) of the network, and a second primary coil ( 5 ; 14 ; 22 ; 33 ), the first connection of which the second line ( 2 ) of the network is coupled,
that the two second connections of the first ( 4 ; 13 ; 21 ; 32 ) and the second ( 5 ; 14 ; 22 ; 33 ) primary coil are connected to one another in a supply voltage connection point ( 3 ; 23 ; 36 ) which supplies a supply voltage,
that the network coupler has a secondary coil ( 5 ; 15 ; 25 ; 34 , 35 ), by means of which a coupling in and / or coupling out of data from the two lines ( 1 , 2 ) of the network can be undertaken
and that both primary coils ( 4 ; 13 ; 21 ; 32 ), ( 5 ; 14 ; 22 ; 33 ) and the secondary coil ( 5 ; 15 ; 25 ; 34 , 35 ) of a core ( 7 ; 12 ; 24 ; 34 ) magnetically with each other are coupled.

3. Network coupler according to claim 2, characterized in that the two primary coils ( 4 ; 13 ; 21 ; 32 ), ( 5 ; 14 ; 22 ; 33 ) are designed so that a flowing through the supply voltage connection point ( 3 ; 23 ; 36 ) Current is divided into two equal currents flowing in the two lines ( 1 , 2 ) of the network.

4. Network coupler according to claim 3, characterized in that the two primary coils ( 4 ; 13 ; 21 ; 32 ), ( 5 ; 14 ; 22 ; 33 ) consist of the same material and have the same cross-section, same length and same number of turns.

5. Network coupler according to claim 1, characterized in that the secondary coil ( 5 ; 15 ; 25 ; 34 , 35 ) has a higher number of turns than the primary coil ( 4 ; 13 ; 21 ; 32 ), ( 5 ; 14 ; 22 ; 33 ).

6. Network coupler according to claim 1, characterized in that the primary coils ( 4 ; 13 ; 21 ; 32 ), ( 5 ; 14 ; 22 ; 33 ) have a number of turns n = 1.

7. Network coupler according to claim 1, characterized in that the primary coils are designed as metal strips ( 21 , 22 ) which are preferably guided crosswise through the core ( 24 ).

8. Network coupler according to claim 1, characterized in that a printed circuit with a two-layer circuit board ( 31 ) is provided, on which both the two primary coils ( 32 , 33 ) and the secondary coil ( 34 , 35 ) are printed as conductor tracks.

9. Network subscriber with a network coupler according to one of claims 1 to 8, characterized in that the data which the network subscriber transmits into or receives from the network are coupled into the two lines ( 1 , 2 ) of the network by means of the network coupler or are decoupled from these and that the energy supply of the network subscriber is ensured by means of the energy which the network coupler decouples from the two lines ( 1 , 2 ) of the network and makes available at the supply voltage connection point ( 3 ; 23 ; 36 ).

10. Network subscriber according to claim 9, characterized in that that the network participant is a sensor, actuator or control unit of a vehicle.