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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Signalübertragungsverfahren
zum Übertragen
eines Mehrbit-Signals über
einen Übertragungspfad,
der einem Bit zugewiesen ist.
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2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
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Herkömmlicherweise
werden zum Übertragen
von Signalen mit den Werten "0" oder "1" zwei Signalleitungen verwendet. Auf
der Sendeseite des Übertragungspfades
werden Spannungen, die in Übereinstimmung
mit einem bestimmten Wert eines Signals für die Übertragung ausgewählt werden,
an die zwei jeweiligen Signalleitungen angelegt. Auf der Empfangsseite
des Übertragungspfades
wird die Differenz zwischen der Spannung, die an eine der Signalleitungen
angelegt wird, und der Spannung, die an die andere Signalleitung angelegt
wird, erfasst. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass dann, wenn
die erfasste Differenz größer als
ein vorgegebener Spannungswert ist, das empfangene Signal den Wert "1" hat, und dann, wenn die erfasste Differenz
kleiner als der vorgegebene Spannungswert ist, das empfangene Signal
den Wert "0" hat. Solche paarweisen
Signalleitungen werden gewöhnlich
als differentielle Signalleitungen bezeichnet.
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Als
Verfahren zum Übertragen
eines Signals, das einen von drei oder mehr Werten annehmen kann (im
Folgenden wird ein solches Signal als "mehrwertiges Signal" bezeichnet), über ein solches Paar differentieller
Signalleitungen ist ein Verfahren bekannt, bei dem beispielsweise
der Bereich zwischen einer Spannung, die dem "0"-Wert
entspricht, und einer Spannung, die dem "1"-Wert
entspricht, in mehrere Bereiche unterteilt wird. Nach diesem Verfahren
können
den jeweiligen unterteilten Bereichen beliebige Wert, die sich von "0" oder "1" unterscheiden,
zugewiesen werden.
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Jedoch
kann das oben erwähnte
herkömmliche
Verfahren zum Übertragen
von mehrwertigen Signalen, das das Unterteilen eines Bereichs einer
Spannung, die dem "0"-Wert entspricht,
und einer Spannung, die dem "1"-Wert entspricht,
in mehrere Bereiche nur einen kleinen Spielraum für die Bestimmung
von Signal werten auf der Empfangsseite bieten. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit,
auf der Empfangsseite Signalwerte falsch zu erfassen.
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Es
kann auf DE-A-38 09 300, in Bezug worauf die vorliegende Erfindung
gekennzeichnet ist, sowie auf US-A-S 436 887 verwiesen werden.
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Den
Gegenstand von DE-A-38 09 300 bildet die Entwicklung einer herkömmlichen Übertragungsvorrichtung,
bei der nur ein Gleichstromsignal als Fernsteuerungssignal und Tonfrequenzsignale über eine
Zweidrahtleitung übertragen
werden, und zwar in der Weise, dass mehrere Gleichstromsignale übertragen
werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass ein erstes Gleichstromsignal mit einer ersten Polarität, ein zweites
Gleichstromsignal mit der umgekehrten Polarität und ein drittes Gleichstromsignal
sowie weitere Gleichstromsignale mit verschiedenen Strömen von
einer Telekommunikationsvorrichtung zu einer anderen Telekommunikationsvorrichtung übertragen
werden.
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US-A-S
436 887 stellt einen digitalen Vollduplex-Leitungstreiber bereit,
der das Übertragen
von digitalen Informationen über
einen einzigen Bus gleichzeitig in beiden Richtungen ermöglicht.
Dies wird erreicht, indem sowohl die Spannungspegel auf dem Bus
als auch der Strom, der entweder durch einen Treiber auf einer Seite
des Busses oder durch den Bus selbst fließt, verwendet wird, um die
gesuchten Informationen zu decodieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen definiert.
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Demgemäß verwendet
die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung eine Technik zum Übertragen eines
Mehrbit-Signals über
einen einzelnen Übertragungspfad,
die umfasst: jeweiliges Zuweisen mehrerer Parameter für mehrere
Bits, derart, dass ein Wert, der "0" repräsentiert,
oder ein Wert, der "1" repräsentiert,
für jeden
der mehreren Parameter in Übereinstimmung
mit einem Wert eines entsprechenden der mehreren Bits festgelegt
wird; Ausgeben eines elektrischen Signals auf den Übertragungspfad,
wobei das elektrische Signal eine Kombination aus den mehreren Parametern
mit den ihnen zugewiesenen Werten ausdrückt; Empfangen des elektrischen
Signals von dem Übertragungspfad
und Extrahieren der mehreren Parameter aus dem elektrischen Signal;
und Detektieren bzw. Er fassen der jeweiligen Werte der mehreren
Parameter. Die mehreren Parameter umfassen einen ersten Parameter,
der eine Richtung eines durch den Übertragungspfad fließenden elektrischen
Stroms angibt; einen zweiten Parameter, der eine Menge eines durch
den Übertragungspfad
fließenden
elektrischen Stroms angibt; und einen dritten Parameter, der ein
Gleichgewicht zwischen einer Menge des zu dem Übertragungspfad hinausfließenden elektrischen
Stroms und einer Menge eines von dem Übertragungspfad hereinfließenden elektrischen
Stroms angibt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Übertragungspfad
ein Paar differentieller Signalleitungen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein elektrisches Signal, das eine Kombination von
mehreren Parametern ausdrückt,
wobei jeder Parameter einen Wert hat, der "0" oder "1" repräsentiert, auf einen Übertragungspfad
ausgegeben und das elektrische Signal von dem Übertragungspfad empfangen.
Die mehreren Parameter werden aus dem empfangenen elektrischen Signal
extrahiert, um die Werte der jeweiligen Parameter erfassen zu können.
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Somit
wird auf der Sendeseite ein Mehrbit-Signal zu einem elektrischen
Signal codiert, das über
einen Übertragungspfad,
der einem Bit zugewiesen ist, übertragen
werden kann. Auf der Empfangsseite wird das elektrische Signal,
das über
den Übertragungspfad
empfangen worden ist, zu einem Mehrbit-Signal decodiert. Im Ergebnis
ist es möglich,
ein Signal mit mehreren Werten über
einen Übertragungspfad,
der einem Bit zugewiesen ist, zu übertragen.
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Somit
ermöglicht
die hier beschriebene Erfindung den Vorteil, ein Signalübertragungsverfahren
zum Übertragen
von mehrwertigen Signalen über
einen Übertragungspfad,
der einem Bit zugewiesen ist, ohne die Wahrscheinlichkeit, auf der
Empfangsseite Signalwerte falsch zu erfassen, zu erhöhen, bereitzustellen.
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Diese
und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten
beim Lesen und Verstehen der folgenden genauen Beschreibung mit
Bezug auf die begleitende Zeichnung deutlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein schematischer Blockschaltplan, der die Struktur eines Signalübertragungssystems 1 zum Ausführen des
Signalübertragungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 ist
ein ausführlicher
Blockschaltplan, der die Struktur des Signalübertragungssystems 1 zeigt.
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Die 3A und 3B sind
Stromlaufpläne,
die eine beispielhafte Struktur einer Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
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Die 4A und 4B sind
Stromlaufpläne,
die eine beispielhafte Struktur einer gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen unter
Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben.
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1 ist
ein schematischer Blockschaltplan, der die Struktur eines Signalübertragungssystems 1 zum Ausführen des
Signalübertragungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Das
Signalübertragungssystem 1 umfasst
einen Sender 10, einen Empfänger 20 und einen Übertragungspfad 30,
der den Sender 10 mit dem Empfänger 20 verbindet.
Der Übertragungspfad 30 ist
einem Bit zugewiesen.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel ist ein Übertragungspfad 30 gezeigt,
der Signalleitungen 30a und 30b umfasst. Die Signalleitungen 30a und 30b können auch
als "differentielle
Signalleitungen" bezeichnet
werden.
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Der
Sender 10 empfängt
ein 3-Bit-Signal (A1, A2,
A3). Das 3-Bit-Signal (A1,
A2, A3) kann acht
(= 2 × 2 × 2) verschiedene
Werte ausdrücken.
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Der
Sender 10 umfasst einen Codierabschnitt 10a zum
Codieren des 3-Bit-Signals (A1, A2, A3) zu einem elektrischen
Signal, das über
den Übertragungspfad 30,
der einem Bit zugewiesen ist, übertragen
werden kann.
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Die
Bits A1, A2, A3 sind jeweils Parametern zugeordnet, die
zu verschiedenen elektrischen Eigenschaften gehören. Beispielsweise kann das
Bit A1 einem Parameter P1 zugewiesen
sein, der die Richtung eines durch den Übertragungspfad 30 fließenden Stroms
repräsentiert
(die im Folgenden einfach als "Stromrichtung" bezeichnet wird);
das Bit A2 kann einem Parameter P2 zugewiesen sein, der die Menge eines zu
dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
repräsentiert
(die im Folgenden einfach als "Strommenge" bezeichnet wird);
und das Bit A3 kann einem Parameter P3 zugewiesen sein, der das Gleichgewicht
zwischen der Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
und der Menge des von dem Übertragungspfad 30 hereinfließenden Stroms
repräsentiert
(das im Folgenden als "Stromgleichgewicht" bezeichnet wird).
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Jeder
der Parameter P1, P2,
P3 nimmt einen Wert, der "0" oder "1" repräsentiert,
an.
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Die
Beziehung zwischen den Werten des Parameters P1 und
der Stromrichtung kann definiert werden, wie in der folgenden Tabelle
1 gezeigt ist:
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Mit
anderen Worten, wenn in dem Übertragungspfad 30 ein
Strom im Uhrzeigersinn (d. h. in der Reihenfolge: Signalleitung 30a → Decodierabschnitt 20a → Signalleitung 30b)
fließt,
nimmt der Parameter P1 den "0"-Wert an. Wenn in dem Übertragungspfad 30 ein
Strom entgegen dem Uhrzeigersinn (d. h. in der Reihenfolge: Signalleitung 30b → Decodierabschnitt 20a → Signalleitung 30a)
fließt,
nimmt der Parameter P1 den "1"-Wert an.
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Die
Beziehung zwischen den Werten des Parameters P2 und
der Strommenge kann definiert werden, wie in der folgenden Tabelle
2 gezeigt ist:
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Mit
anderen Worten, wenn die Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
relativ klein (z. B. 5 mA) ist, nimmt der Parameter P2 den "0"-Wert
an. Wenn die Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
relativ groß (z.
B. 5,25 mA) ist, nimmt der Parameter P2 den "1"-Wert an.
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Die
Beziehung zwischen den Werten des Parameters P3 und
dem Stromgleichgewicht kann definiert werden, wie in der folgenden
Tabelle 3 gezeigt ist:
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Mit
anderen Worten, wenn die Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms gleich
der Menge des von dem Übertragungspfad 30 hereinfließenden Stroms
ist, nimmt der Parameter P3 den "0"-Wert an. Wenn die Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
nicht gleich der Menge des von dem Übertragungspfad 30 hereinfließenden Stroms
ist, nimmt der Parameter P3 den "1"-Wert an.
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Der
Codierabschnitt 10a legt die Werte der Parameter P1 bis P3 in Übereinstimmung
mit den Werten der Bits A1, A2,
A3 fest und gibt ein elektrisches Signal
aus, das eine Kombination aus den Parametern P1,
P2, P3 ausdrückt, auf
den Übertragungspfad 30 aus.
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Beispielsweise
legt der Codierabschnitt 10a, wenn (A1,
A2, A3) = (0, 1,
1), die Werte der Parameter P1, P2 und P3 so fest,
dass (P1, P2, P3) = (0, 1, 1), und gibt ein elektrisches
Signal, das diese Kombination von Parametern P1,
P2, P3 ausdrückt, auf
den Übertragungspfad 30 aus.
In diesem Fall ist das elektrische Signal, das auf den Übertragungspfad 30 ausgegeben
wird, ein elektrisches Signal, das in der Stromrichtung im Uhrzeigersinn
fließt
(P1 = "0") und das eine große Strommenge
hat (P2 = "1"),
so dass die Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
nicht gleich der Menge des von dem Übertragungspfad 30 hereinfließenden Stroms
ist (P3 = "1").
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Somit
codiert der Codierabschnitt 10a das 3-Bit-Signal (A1, A2, A3)
in ein elektrisches Signal, das über den Übertragungspfad 30,
der einem Bit zugewiesen ist, übertragen
werden kann. Das resultierende elektrische Signal wird auf den Übertragungspfad 30 ausgegeben.
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Der
Empfänger 20 umfasst
einen Decodierabschnitt 20a zum Empfangen des elektrischen
Signals von dem Übertragungspfad 30 und
zum Decodieren des elektrischen Signals zu einem 3-Bit-Signal (B1, B2, B3).
Ein solches Decodieren wird erreicht, indem die Parameter P1, P2 und P3 aus dem elektrischen Signal extrahiert werden
und die jeweiligen Werte der Parameter P1,
P2 und P3 erfasst
werden.
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2 ist
ein ausführlicherer
Blockschaltplan, der die Struktur des Signalübertragungssystems 1 zeigt.
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In
dem Sender 10 umfasst der Codierabschnitt 10a eine
Umsetzschaltung 10b, die das 3-Bit-Signal (A1,
A2, A3) in eine
Menge von Steuersignalen (S1, S2,
S3) umsetzt, und eine Schaltung 10c zur
Ausgabe eines elektrischen Signals, die in Übereinstimmung mit der Menge
von Steuersignalen (S1, S2,
S3) ein elektrisches Signal erzeugt und
das erzeugte elektrische Signal auf den Übertragungspfad 30 ausgibt.
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Die
Schaltung 10c zur Ausgabe eines elektrischen Signals umfasst
eine Konstantstromquelle 112 (+5 mA) und eine Konstantstromquelle 114 (+0,25
mA). Eine Seite der Konstantstromquelle 112 ist mit einem
Quellenpotential gekoppelt, während
die andere Seite der Konstantstromquelle 112 mit der Signalleitung 130a gekoppelt
ist. Eine Seite der Konstantstromquelle 114 ist mit dem
Quellenpotential gekoppelt, während
die andere Seite der Konstantstromquelle 114 über einen
Schalter 116 mit der Signalleitung 130a gekoppelt
ist. Die Signalleitung 130a ist mit einer Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 gekoppelt.
Das Quellenpotential kann beispielsweise etwa 3,0 V betragen.
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Der
Schalter 116 wird in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal S1, das von der Umsetzschaltung 10b ausgegeben
wird, ein- und ausgeschaltet. Wenn das Steuersignal S1 den "1"-Wert hat, wird der Schalter 116 eingeschaltet.
Wenn das Steuersignal S1 den "0"-Wert hat, wird der Schalter 116 ausgeschaltet.
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Die
Schaltung 10c zur Ausgabe eines elektrischen Signals umfasst
ferner eine Konstantstromquelle 122 (–5 mA) und eine Konstantstromquelle 124 (–0,25 mA).
Eine Seite der Konstantstromquelle 122 ist mit einem Erdpotential
gekoppelt, während
die andere Seite der Konstantstromquelle 122 mit der Signalleitung 130b gekoppelt
ist. Eine Seite der Konstantstromquelle 124 ist mit dem
Erdpotential gekoppelt, während
die andere Seite der Konstantstromquelle 124 über einen
Schalter 126 mit der Signalleitung 130b gekoppelt
ist. Die Signalleitung 130b ist mit einer Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 gekoppelt.
Das Erdpotential kann beispielsweise etwa 0 V betragen.
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Der
Schalter 126 wird in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal S2, das von der Umsetzschaltung 10b ausgegeben
wird, ein- und ausgeschaltet. Wenn das Steuersignal S2 den "1"-Wert hat, wird der Schalter 126 eingeschaltet.
Wenn das Steuersignal S2 den "0"-Wert hat, wird der Schalter 126 ausgeschaltet.
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Die
Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 in der Schaltung 10c zur
Ausgabe eines elektrischen Signals schaltet die Richtung des durch
den Übertragungspfad 30 (d.
h. die Signalleitungen 30a und 30b) fließenden Stroms
in Übereinstimmung
mit dem Steuersignal S3, das von der Umsetzschaltung 10b ausgegeben wird,
um.
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Wenn
das Signal S3 den "0"-Wert
annimmt, koppelt die Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 elektrisch
die Signalleitung 130a mit der Signalleitung 30a und
die Signalleitung 130b mit der Signalleitung 30b. Im
Ergebnis fließt
der aus den Konstantstromquellen 112 und 114 herausfließende Strom
im Uhrzeigersinn (d. h. in der Reihenfolge: Signalleitung 130a → Signalleitung 30a → Empfänger 20 → Signalleitung 30b → Signalleitung 130b).
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Wenn
das Signal S3 den "1"-Wert annimmt, koppelt
die Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 elektrisch die
Signalleitung 130a mit der Signalleitung 30b und
die Signalleitung 130b mit der Signalleitung 30a. Im
Ergebnis fließt
der aus den Konstantstromquellen 112 und 114 herausfließende Strom
entgegen dem Uhrzeigersinn (d. h. in der Reihenfolge: Signalleitung 130a → Signalleitung 30b → Empfänger 20 → Signalleitung 30a → Signalleitung 130b).
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Die
Tabelle 4 zeigt die logischen Operationen, die durch die Umsetzschaltung 10b ausgeführt werden.
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Die
in der Tabelle 4 gezeigten logischen Operationen können auf
den in Gl. 1 gezeigten logischen Formeln basierend verwirklicht
sein. Die Umsetzschaltung 10b kann durch irgendeine Logikschaltung
implementiert sein, die der durch Gl. 1 ausgedrückten Formel genügt: S1 =
A2
S2 = A3 (falls
A2 = "0")
= /A3 (falls A2 = "1")
S3 =
A1 ...Gl.
1In Gl. 1 bedeutet/A3 ein
logisches NICHT von A3.
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Der
in 2 gezeigte Pfeil Ar zeigt
den Fluss eines elektrischen Signals an, das sich aus dem Codieren
des 3-Bit-Signals (A1, A2,
A3) = (0, 1, 1) ergibt.
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Gemäß der Tabelle
4 wird das 3-Bit-Signal (A1, A2,
A3) = (0, 1, 1) durch die Umsetzschaltung 10b in eine
Menge von Steuersignalen (S1, S2,
S3) umgesetzt. Im Ergebnis schaltet das
Steuersignal S1 den Schalter 116 ein
und das Steuersignal S2 den Schalter 126 aus.
Das Steuersignal S3 steuert die Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 so,
dass ein elektrischer Strom im Uhrzeigersinn durch den Übertragungspfad 30 fließt. Im Ergebnis
fließt
der Strom von den Konstantstromquellen 112 und 114 (+5,25
mA) vom Sender 10 zum Empfänger 20 durch
die Signalleitung 30a. Außerdem fließt ein Strom (–5 mA) vom
Empfänger 20 zum
Sender 10 durch die Signalleitung 30b, der in
die Konstantstromquelle 122 gezogen wird. Die Differenz
(+0,25 mA) zwischen dem durch die Signalleitung 30a fließenden Strom
(+5,25 mA) und dem durch die Signalleitung 30b fließenden Strom
(–5 mA)
wird durch eine gemeinsame Stromkompensationsschaltung 252 in
dem Empfänger 20 kompensiert.
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Somit
wird durch Codieren des 3-Bit-Signals (A1,
A2, A3) = (0, 1,
1) in der oben beschriebenen Weise ein elektrisches Signal auf den Übertragungspfad 30 ausgegeben,
das durch diesen in der Stromrichtung im Uhrzeigersinn fließt (P1 = "0") und das eine zu
ihm hinausfließende
große
Strommenge (5,25 mA) aufweist (P2 = "1"), so dass die Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
(5,25 mA) nicht gleich der Menge des von dem Übertragungspfad 30 hereinfließenden Stroms
(5 mA) ist (P3 = "1").
Dieses elektrische Signal ist ein elektrisches Signal, das eine
Kombination von Parametern ausdrückt,
derart, dass (P1, P2,
P3) = (0, 1, 1).
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Die 3A und 3B sind
Stromlaufpläne,
die eine beispielhafte Struktur der Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 zeigen.
Die Stromrichtungs-Umschaltschaltung 132 umfasst Transistoren 132a bis 132d.
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In 3A zeigen
die Pfeile Ar1 und Ar2 den
Strompfad in dem Fall, in dem das Steuersignal S3 den "0"-Wert annimmt. Wenn das Steuersignal
S3 den "0"-Wert annimmt, schalten
die Transistoren 132a und 132d durch. Im Ergebnis
sind die Signalleitungen 130a und 30a elektrisch
miteinander verbunden und die Signalleitungen 130b und 30b elektrisch
miteinander verbunden.
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In 3B zeigen
die Pfeile Ar3 und Ar4 den
Strompfad in dem Fall, in dem das Steuersignal S3 den "1"-Wert annimmt. Wenn das Steuersignal
S3 den "1"-Wert annimmt, schalten
die Transistoren 132b und 132c durch. Im Ergebnis
sind die Signalleitungen 130a und 30b elektrisch
miteinander verbunden und die Signalleitungen 130b und 30a elektrisch
miteinander verbunden.
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Wie
in 2 gezeigt ist, umfasst der Decodierabschnitt 20a in
dem Empfänger 20 eine
Schaltung 20c zur Eingabe eines elektrischen Signals, die
eine elektrisches Signal von dem Übertragungspfad 30 empfängt und
in Übereinstimmung
mit dem empfangenen elektrischen Signal Ausgangsspannungen Vc1 bis Vc5 erzeugt, und
eine Umsetzschaltung 20b, die die Menge von Ausgangsspannungen
(Vc1, Vc2, Vc3, Vc4, Vc5) in ein 3-Bit-Signal (B1,
B2, B3) umsetzt.
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Die
Schaltung 20c zur Eingabe eines elektrischen Signals umfasst
eine Konstantstromquelle 212 (+5,125 mA), eine Konstantstromquelle 214 (–5,125 mA),
Komparatoren 222, 224, 226, 228 und 230,
Widerstände 242, 244, 246 und 248 sowie
eine gemeinsame Stromkompensationsschaltung 252.
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Eine
Seite der Konstantstromquelle 212 ist mit einem Quellenpotential
gekoppelt, während
die andere Seite der Konstantstromquelle 212 über den
Widerstand 246 mit der gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 gekoppelt
ist. Eine Seite der Konstantstromquelle 214 ist mit einem
Erdpotential gekoppelt, während
die andere Seite der Konstantstromquelle 214 über den
Widerstand 248 mit der gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 gekoppelt
ist. Das Quellenpotential kann beispielsweise etwa 3,0 V betragen. Das
Erdpotential kann beispielsweise etwa 0 V betragen.
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Eine
Seite des Widerstands 242 ist mit der Signalleitung 30a gekoppelt,
während
die andere Seite des Widerstands 242 mit dem Widerstand 244 und
der gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 gekoppelt
ist. Eine Seite des Widerstands 244 ist mit der Signalleitung 30b gekoppelt,
während
die andere Seite des Widerstands 244 mit dem Widerstand 242 und
der gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 gekoppelt
ist. Die Widerstände 242 und 244 können beispielsweise
jeweils einen Widerstandswert von etwa 50 Ω haben.
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Jeder
der Komparatoren 222, 224, 226, 228 und 230 besitzt
einen (+)-Eingangsanschluss und einen (–)-Eingangsanschluss. Jeder
Komparator gibt, falls die an dem (+)-Eingangsanschluss eingegebene
Spannung niedriger als die an dem (–)-Eingangsanschluss eingegebene Spannung
ist, ein Signal aus, das den "0"-Wert repräsentiert.
Jeder Komparator gibt, falls die an dem (+)-Eingangsanschluss eingegebene
Spannung höher
als die an dem (–)-Eingangsanschluss
eingegebene Spannung ist, ein Signal aus, das den "1"-Wert repräsentiert.
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Der
Komparator 230 wird zum Erfassen des Wertes des Parameters
P1 (Stromrichtung) verwendet. Der Komparator 230 gibt
die Ausgangsspannung Vc5 aus.
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Die
Komparatoren 222 und 224 werden zum Erfassen des
Wertes des Parameters P2 (Strommenge) und
des Parameters P3 (Stromgleichgewicht) in
dem Fall, in dem ein elektrischer Strom im Uhrzeigersinn durch den Übertragungspfad 30 fließt, verwendet.
Der Komparator 222 gibt die Ausgangsspannung Vc1 aus,
während der
Komparator 224 die Ausgangsspannung Vc2 ausgibt.
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Die
Komparatoren 226 und 228 werden zum Erfassen des
Wertes des Parameters P2 (Strommenge) und
des Parameters P3 (Stromgleichgewicht) in
dem Fall, in dem ein elektrischer Strom entgegen dem Uhrzeigersinn
durch den Übertragungspfad 30 fließt, verwendet.
Der Komparator 226 gibt die Ausgangsspannung Vc3 aus,
während
der Komparator 228 die Ausgangsspannung Vc4 ausgibt.
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Die
gemeinsame Stromkompensationsschaltung 252 kompensiert
die Differenz zwischen dem durch die Signalleitung 30a fließenden Strom
und dem durch die Signalleitung 30b fließenden Strom.
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Beispielsweise
wird in dem Fall, in dem ein elektrischer Strom von +5,25 mA von
dem Sender 10 zu dem Empfänger 20 durch die
Signalleitung 30a fließt
und ein elektrischer Strom von –5
mA von dem Empfänger 20 zu
dem Sender 10 durch die Signalleitung 30b fließt, ein
elektrischer Strom von +0,25 mA in die gemeinsame Stromkompensationsschaltung 252 gezogen.
Als weiteres Beispiel wird in dem Fall, in dem ein elektrischer
Strom von +5 mA von dem Sender 10 zu dem Empfänger 20 durch
die Signalleitung 30a fließt und ein elektrischer Strom
von –5,25
mA von dem Empfänger 20 zu
dem Sender 10 durch die Signalleitung 30b fließt, ein
elektrischer Strom von –0,25
mA von der gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 abgegeben.
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Die 4A und 4B sind
Stromlaufpläne,
die eine beispielhafte Struktur der gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 zeigen. 4A zeigt
einen elektrischen Strom von +0,25 mA, der in die gemeinsame Stromkompensationsschaltung 252 gezogen
wird. 4B zeigt einen elektrischen
Strom von –0,25
mA, der von der gemeinsamen Stromkompensationsschaltung 252 abgegeben
wird. Die Tabelle 5 zeigt die logischen Operationen, die durch die
Umsetzschaltung 20b ausgeführt werden.
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Die
in der Tabelle 5 gezeigten logischen Operationen können auf
den in Gl. 2 gezeigten logischen Formeln basierend verwirklicht
sein. Die Umsetzschaltung 20b kann durch irgendeine Logikschaltung
implementiert sein, die der durch Gl. 2 ausgedrückten Formel genügt: B1 =
Vc5
B2 = Vc1 (falls Vc5 = "0")
= Vc3 (falls
Vc5 = "1")
B3 =
Vc2 (falls Vc5 = "0" und falls Vc1 = "0")
= /Vc2 (falls
Vc5 = "0" und falls Vc1 = "1")
= Vc4 (falls Vc5 = "1" und falls Vc1 = "0")
= /Vc4 (falls
Vc5 = "1" und falls Vc3 = "1") ...Gl. 2 In Gl.
2 bedeutet /Vc2 ein logisches NICHT von
Vc2, während
/Vc4 ein logisches NICHT von Vc4 bedeutet.
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Somit
empfängt
der Decodierabschnitt 20a ein elektrisches Signal von dem Übertragungspfad 30 und decodiert
das empfangene elektrische Signal, um ein 3-Bit-Signal (B1, B2, B3)
zu erzeugen.
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Beispielsweise
wird ein elektrisches Signal, das eine Kombination von Parametern
(P1, P2, P3) = (0, 1, 1) ausdrückt, zu einem 3-Bit-Signal
= (0, 1, 1) codiert. Das 3-Bit-Signal
(B1, B2, B3) ist zu dem 3-Bit-Signal (A1, A2, A3) identisch.
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Somit
kann ein 3-Bit-Signal erfolgreich von dem Sender 10 zu
dem Empfänger 20 über den Übertragungspfad 30,
der einem Bit zugewiesen ist, übertragen
werden.
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Obwohl
in dem obigen Beispiel eine Übertragung
eines 3-Bit-Signals gezeigt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht
auf solche Ausführungsformen
begrenzt. Durch Übertragen
eines elektrischen Signals, das eine Kombination von N Parametern
ausdrückt,
kann ein N-Bit-Signal über
einen Übertragungspfad,
der einem Bit zugewiesen ist, übertragen
werden, wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist.
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Es
kann jede Konfiguration des Übertragungspfades
gewählt
werden, solange der Übertragungspfad 30
einem Bit zugewiesen ist. Beispielsweise kann der Übertragungspfad 30 aus
einer Signalleitung zusammengesetzt sein.
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In
dem obigen Beispiel ist ein Parameter P2 gezeigt,
der die Menge des zu dem Übertragungspfad 30 hinausfließenden Stroms
angibt. Alternativ kann der Parameter P2 die
Menge des von dem Übertragungspfad 30 hereinfließenden Stroms
angeben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein elektrisches Signal, das eine Kombination von
mehreren Parametern ausdrückt,
wobei jeder Parameter einen Wert besitzt, der "0" oder "1" repräsentiert, auf einen Übertragungspfad
ausgegeben, von dem das elektrische Signal empfangen wird. Die mehreren
Parameter werden aus dem empfangenen elektrischen Signal extrahiert,
um die Werte der jeweiligen Parameter zu erfassen. Im Ergebnis ist
es möglich,
ein Mehrbit-Signal über
einen Übertragungspfad,
der einem Bit zugewiesen ist, zu übertragen.
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Fachleuten
werden verschiedene weitere Abänderungen
deutlich, die von ihnen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang dieser
Erfindung abzuweichen.
