DE69634184T2

DE69634184T2 - Übertragung durch Pulslagenkodierung

Info

Publication number: DE69634184T2
Application number: DE69634184T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Nara-shi Kokuhata; Masahiro Kashihara-shi Ise
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2016-06-15
Also published as: EP0749227A2; DE69634184D1; JPH098624A; EP0749227A3; EP0749227B1; JP3110653B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalübertragungsvorrichtung, die mit einer Niederleistungsquelle wie etwa einer Batterie betrieben wird, ein Signal zwischen Schaltungen überträgt, die jeweils verschiedene Massen (GNDs) und getrennte Leistungsquellen haben, und für ein tragbares Datenverarbeitungsgerät, ein Datenverarbeitungsendgerät, ein Flüssigkristallanzeigemodul, ein Bildverarbeitungsgerät und dergleichen verwendet wird.
2. Beschreibung des verwandten Gebiets:
In den vergangen Jahren sind tragbare Datenverarbeitungsgeräte merklich entwickelt worden. Da derartige tragbare Datenverarbeitungsgeräte mit einer Batterie betrieben werden und diese eine kurze Lebensdauer hat, ist eine Verringerung des Leistungsverbrauchs ein Problem, das in dem Entwurf von Schaltungen für die tragbaren Datenverarbeitungsgeräte gelöst werden muss.
6 ist ein Blockschaltplan der Konfiguration zur Signalübertragung zwischen zwei Schaltungen, die eine herkömmliche Signalübertragungsvorrichtung beinhalten.
Wie in 6 gezeigt ist, umfasst eine Schaltung 1 mit einer ersten Leistungsquelle (nicht gezeigt) eine Signalerzeugungsschaltung 2, während eine Schaltung 3 mit einer zweiten Leistungsquelle (nicht gezeigt) eine Signalverarbeitungsschaltung 4 umfasst. Zwischen der Signalerzeugungsschaltung 2 und der Signalverarbeitungsschaltung 4 ist eine Signalübertragungsschaltung 5 zum Übertragen eines Signals von der Signalerzeugungsschaltung 2 zu der Signalverarbeitungsschaltung 4 vorgesehen. In diesem herkömmlichen Beispiel wird als die Signalübertragungsschaltung 5 ein Optokoppler verwendet.
7 ist ein Stromlaufplan der Konfiguration der in 6 gezeigten Signal übertragungsschaltung 5.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst ein Optokoppler 6 eine Leuchtdiode (LED) 7 auf der Primärseite und einen Phototransistor 8 auf der Sekundärseite, die einander zugewandt angeordnet sind. Eine Quellspannung V₁ der ersten Leistungsquelle wird an eine Anode der LED 7 angelegt, während ein zu übertragendes Übertragungssignal S₁ in eine Katode der LED 7 eingegeben wird. Eine Quellspannung V₂ der zweiten Leistungsquelle wird an eine Basis des Phototransistors 8 angelegt. Die Quellspannung V₂ wird außerdem über einen ohmschen Pull-up-Widerstand 9 an einen Kollektor des Phototransistors 8 angelegt. Ein Emitter des Phototransistors 8 ist mit der Masse (GND) der zweiten Leistungsquelle verbunden.
Die Funktionsweise der Signalübertragungsschaltung von 7 wird anhand der 8 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass das in die Katode der LED 7 eingegebene Übertragungssignal S_i übertragen wird, um als ein Ausgangssignal S_o an dem Kollektor des Phototransistors 8 ausgegeben zu werden.
Das in 8 gezeigte Eingangsübertragungssignal S_i wird in einen Anschluss a der LED 7 eingegeben. Wie in 8 gezeigt ist, ist ein Zustand S_d der LED 7 des Optokopplers 6 in Abhängigkeit von dem Eingangsübertragungssignal S_i wiederholt AN und AUS. Als Reaktion auf den Zustand S_d ist ein Zustand S_t des Phototransistors 8 des Optokopplers 6 ebenfalls wiederholt AN und AUS und gibt dadurch das Ausgangssignal S_o von einem Anschluss b aus.
Sowohl die LED 7 als auch der Phototransistor 8 sind während der TIEF-Pegel-Zeitdauer des Eingangsübertragungssignals S_i AN, was ermöglich, dass fortgesetzt ein Strom fließen kann. Dies zeigt, dass, je länger die TIEF-Pegel-Zeitdauer des Eingangsübertragungssignals S_i ist, desto größer ist der Leistungsverbrauch.
Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 5-308244 offenbart eine Signalübertragungsschaltung, bei der die Vorderflanke und die Hinterflanke eines Übertragungsimpulssignals erfasst werden und Kurzimpulssignale mit einer Impulsbreite, die ausreichend geringer als die des Übertragungsimpulssignals ist, über einen Optokoppler übertragen werden, um das ursprüngliche Übertragungsimpulssignal wiederherzustellen. Mit dieser Konfiguration kann der Optokoppler, da Kurzimpulssignale übertragen werden, für eine kürzere Zeitdauer betrieben werden, wodurch der Leistungsverlust minimiert und dadurch der Leistungsverbrauch verringert wird.
In der zuvor beschriebenen herkömmlichen Signalübertragungsschaltung werden Impulssignale mit einer Impulsbreite, die ausreichend geringer als die des Übertragungsimpulssignals ist, über den Optokoppler übertragen. Ein derartiger Optokoppler erfordert Leistungsversorgungen sowohl auf seiner Primär- als auch auf seiner Sekundärseite und verursacht großen Leistungsverlust.
Ein weiteres Problem des herkömmlichen Optokopplers besteht darin, dass die Verzögerungszeit so groß wie einige hundert Nanosekunden ist (nicht in 8 gezeigt). Deswegen ist die Reaktion des Optokopplers auf das Eingangssignal langsam; d. h., die Zeitdauer von der Eingabe des Übertragungssignals S_i in den Anschluss a bis zu der Ausgabe des Ausgangssignals S_o von dem Anschluss b ist lang.
Weitere Informationen bezüglich des Stands der Technik können in EP 0 297 623 gefunden werden, die ein Schaltersystem zum Kondensatorladen/-entladen lehrt, wie es in 9 gezeigt ist, wobei erste und zweite Schalter wie etwa Transistoren mit einem Ladungsspeicherelement wie etwa einer Kapazität verbunden sind. Die Kapazität wird über den ersten Transistor von einer positiven Leistungsversorgung geladen, wenn der Transistor leitfähig wird. Die Kapazität wird über den zweiten Transistor auf ein Bezugspotential, etwa eine Masse, entladen, wenn der zweite Transistor leitfähig wird. Die Leitfähigkeiten des ersten und des zweiten Transistors werden durch Impulse von einer Impulsquelle, etwa einem Transformator, gesteuert. Wenn die Vorderflanke des Eingangssignals auftritt, produziert die Primärseite des Transformators einen Impuls einer Polarität, während sie einen Impuls einer entgegengesetzten Polarität produziert, wenn die Hinterflanke des Eingangssignals auftritt. Zwei Sekundärwicklungen sind jeweils mit entgegengesetzten Polaritäten mit den Basisanschlüssen des ersten und des zweiten Transistors verbunden, um jederzeit die Leitfähigkeit nur eines der beiden Transistoren bereitzustellen. Die Transformatoren sättigen den leitfähigen Transistor, um in beschränktem Umfang die Zeit, während der der Transistor leitfähig bleibt, zu verlängern. Der andere der Transistoren wird unmittelbar in einen nichtleitenden Zustand versetzt, indem für eine unmittelbare Entladung der gespeicherten Basisladung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors gesorgt wird. Eine Konstantstromquelle liegt elektrisch parallel zu dem ersten Transistor, um die Kapazitätsladung nach der begrenzten Zeitdauer, in der der erste Transistor leitfähig bleibt, auf einem hohen Pegel aufrecht zu erhalten. Ein Niederfrequenztransistor ist zu dem zweiten Transistor parallel geschaltet, um die Entladung der Kapazität nach der begrenzten Zeitdauer, in der der zweite Transistor leitfähig bleibt, aufrecht zu erhalten.
US 4,937,468 lehrt eine Isolationsschaltung für Impulssignalformen, bei denen eine Last durch eine Impulssignalform von einer Quelle gesteuert ist. Die Quelle und die Last sind durch zwei monostabile Schaltungen zum Erfassen der Vorder- und Hinterflanke der Impulssignalform, durch zwei Impulstransformatoren zum Isolieren der Quelle und der Last und durch eine bistabile Schaltung zum Rekonstruieren des ursprünglichen Impulssignalform elektrisch isoliert.
JP 1-279621 lehrt eine Impulssignalübertragungsschaltung zum genauen Wiederherstellen eines Übertragungsimpulses, der durch Bereitstellen eines Flipflop, der die Flanke des übertragenen Übertragungsimpulses erfasst und der synchron mit der Flankenerfassung eine Signalinversionsverarbeitung durchführt, auf einer Empfangsseite impulsbreitenmoduliert ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zur Überwindung der zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten des Stands der Technik schafft die Erfindung eine Signalübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird als Reaktion auf die Erfassung der Vorderflanke eines zu übertragenden Übertragungssignals ein erstes Signal mit geringer Impulsbreite erzeugt, während als Reaktion auf die Erfassung der Hinterflanke des Übertragungssignals ein zweites Signal mit geringer Impulsbreite erzeugt wird. Diese Impulssignale werden von der Primärseite zu der Sekundärseite eines Impulstransformators übertragen. Das Übertragungssignal wird auf der Sekundärseite wiederhergestellt, indem das Schalten der Transistoren auf der Sekundärseite zum Laden oder Entladen eines Kondensators ge steuert wird. Wird der Impulstransformator anstelle des herkömmlichen Optokopplers verwendet, wird die Zeitverzögerung bei der Signalübertragung verringert und somit der Leistungsverbrauch weiter verringert. Insbesondere wenn ein Kurzimpulssignal mit einer gleichen Impulsbreite übertragen wird, kann der Leistungsverbrauch, der erforderlich ist, wenn der Impulstransformator verwendet wird, auf wenigstens etwa ein Fünftel des Leistungsverbrauchs verringert werden, der erforderlich ist, wenn der herkömmliche Optokoppler verwendet wird.
Somit ermöglicht die hier beschriebene Erfindung den Vorteil der Schaffung einer Signalübertragungsvorrichtung mit verbesserter Reaktionsfähigkeit und verringertem Leistungsverbrauch.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, wenn er die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung liest und versteht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration für eine Signalübertragung zwischen zwei Schaltungen zeigt, die eine Signalübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung enthält.
2 ist ein Stromlaufplan, der ein erstes Konfigurationsbeispiel einer in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt.
3 ist ein Zeitablaufplan, der Signalformen von Signalen zeigt, die in der Signalübertragungsschaltung von 2 verwendet werden.
4 ist ein Stromlaufplan, der ein zweites Konfigurationsbeispiel der Signalübertragungsschaltung in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt.
5 ist ein Stromlaufplan, der ein drittes Konfigurationsbeispiel der Signalübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt.
6 ist ein Blockschaltplan, der eine Konfiguration für eine Signalübertra gung zwischen zwei Schaltungen mit einer herkömmlichen Signalübertragungsvorrichtung zeigt.
7 ist ein Stromlaufplan einer in 6 gezeigten herkömmlichen Signalübertragungsschaltung.
8 ist ein Zeitablaufplan, der Signalformen von Signalen zeigt, die in der herkömmlichen Signalübertragungsschaltung von 6 verwendet werden.
9 ist ein Stromlaufplan einer herkömmlichen Signalübertragungsschaltung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
1 ist ein Blockschaltplan, der die Verbindung zwischen einem Signalsendeschaltungsabschnitt 11, der eine Erfassungsschaltung 40 umfasst, und einem Signalempfangsschaltungsabschnitt 12 über eine Signalübertragungsschaltung 17 in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, sind für den Signalsendeschaltungsabschnitt 11 und für der Signalempfangsschaltungsabschnitt 12 eine erste bzw. eine zweite Leistungsquelle bereitgestellt, die getrennt und unabhängig voneinander sind. Die erste und die zweite Leistungsquelle können Zellen, Batterien oder ähnliches sein, oder sie können aus 3-Anschluss-Spannungsregler-ICs zusammengesetzt sein.
Der Signalsendeschaltungsabschnitt 11 und der Signalempfangsschaltungsabschnitt 12 sind vorzugsweise voneinander isoliert, um zu verhindern, dass in dem Signalsendeschaltungsabschnitt 11 erzeugtes Rauschen in den Signalempfangsschaltungsabschnitt 12 eindringt und umgekehrt. Wenn sich der Signalsendeschaltungsabschnitt 11 und der Signalempfangsschaltungsabschnitt 12 gegenseitig nicht stören, ist es nicht unbedingt erforderlich, dass sie voneinander isoliert sind. In einem derartigen Fall ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die erste und die zweite Leistungsquelle getrennt und unabhängig voneinander sind.
Der Signalsendeschaltungsabschnitt 11 mit der ersten Leistungsquelle umfasst eine Signalerzeugungsschaltung 13, die ein zu übertragendes Übertragungssignal erzeugt, und die Erfassungsschaltung 40. Die Erfassungsschaltung 40 umfasst eine Vorderflanken-Erfassungsschaltung 14 und eine Hinterflanken-Erfassungsschaltung 15, die beide mit der Signalerzeugungsschaltung 13 zum Empfangen des erzeugten Übertragungssignals verbunden sind.
Die Vorderflanken-Erfassungsschaltung 14 erfasst die Vorderflanke des Übertragungssignals. Wenn sie die Vorderflanke des Übertragungssignals erfasst, gibt die Vorderflanken-Erfassungsschaltung 14 ein Kurzimpuls-Eingangssignal mit einer geringen Impulsbreite, vorzugsweise im Bereich von 0,1 μs bis 3 μs, aus. Die Hinterflanken-Erfassungsschaltung 15 erfasst die Hinterflanke des Übertragungssignals. Wenn sie die Hinterflanke des Übertragungssignals erfasst, gibt die Hinterflanken-Erfassungsschaltung 15 ein Kurzimpuls-Eingangssignal mit einer geringen Impulsbreite, vorzugsweise im Bereich von 0,1 μs bis 3 μs, aus.
Der Signalempfangsschaltungsabschnitt 12 ist mit dem Signalsendeschaltungsabschnitt 11 über die Signalübertragungsschaltung 17 verbunden. Der Signalempfangsschaltungsabschnitt 12 umfasst eine Signalverarbeitungsschaltung 16, die über die Signalübertragungsschaltung 17 Signale von der Vorderflanken-Erfassungsschaltung 14 und von der Hinterflanken-Erfassungsschaltung 15 empfängt.
2 zeigt ein erstes Beispiel der Konfiguration der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung 17.
Wie in 2 gezeigt wird, umfasst ein Impulstransformator (PT) 21 als die Signalübertragungsschaltung eine Primärwicklung 22 auf der Primärseite und Sekundärwicklungen 23 und 24 auf der Sekundärseite. Die Primär- und Sekundärwicklungen der Signalübertragungsschaltung 17 müssen elektrisch gegeneinander isoliert sein. Die Primärwicklung 22 empfängt an ihrem einen Anschluss ein Kurzimpuls-Eingangssignal S_a, das von der Vorderflanken-Erfassungsschaltung 14 gesendet wurde, und an dem anderen Anschluss ein Kurzimpuls-Eingangssignal S_b, das von der Hinterflanken-Erfassungsschal tung 15 gesendet wurde. Die Sekundärwicklung 23 ist an ihrem einen Anschluss mit einer Basis eines Transistors 25 zum Aufladen und an dem anderen Anschluss mit einem Emitter des Transistors 25 verbunden. Die Sekundärwicklung 24 ist an ihrem einen Anschluss mit einer Basis eines Transistors 26 zum Entladen und an dem anderen Anschluss mit einem Emitter des Transistors 26 verbunden. An eine Verbindung c des anderen Anschlusses der Sekundärwicklung 23 und des Emitters des Transistors 25 wird eine Quellspannung V_cc der zweiten Leistungsquelle angelegt. Die Kollektoren der Transistoren 25 und 26 sind mit einem Ausgangsanschluss 27 verbunden. Eine Verbindung d des anderen Anschlusses der Sekundärwicklung 24 und des Emitters des Transistors 26 ist mit einem Anschluss eines Kondensators 28 verbunden und außerdem geerdet. Der andere Anschluss des Kondensators 28 ist mit dem Ausgangsanschluss 27 verbunden. Auf diese Weise ist die Signalübertragungsschaltung 17, die aus dem Impulstransformator 21 besteht, der drei Wicklungen zur Signalübertragung von seiner Primärseite zu seiner Sekundärseite verwendet, konstruiert.
Anhand von 3 wird nun die Funktionsweise der Signalübertragungsschaltung von 2 beschrieben. 3 ist ein Zeitablaufplan, das Signalformen von in der Signalübertragungsschaltung 17 verwendeten Signalen zeigt.
Ein von der Signalerzeugungsschaltung 13 ausgegebenes Übertragungssignal S_h wird in die Vorderflanken-Erfassungsschaltung 14 und in die Hinterflanken-Erfassungsschaltung 15 eingegeben. Wenn sie die Vorderflanke des Übertragungssignals S_h erfasst, gibt die Vorderflanken-Erfassungsschaltung 14 das Impulseingangssignal S_a mit einer geringen Impulsbreite aus. Wenn sie die Hinterflanke des Übertragungssignals S_h erfasst, gibt die Hinterflanken-Erfassungsschaltung 15 das Impulseingangssignal S_b mit einer geringen Impulsbreite aus.
Das Impulseingangssignal S_a oder S_b wird dann in die Primärseite des Impulstransformators 21 eingegeben. Wenn das Impulseingangssignal S_a oder S_b in die Primärseite des Impulstransformators 21 eingegeben wird, wird auf der Sekundärseite des Impulstransformators 21 auf der Grundlage des Impulseingangssignals S_a oder S_b ein Basissignal S_t1 oder S_t2 induziert. Die Transistoren 25 und 26 werden als Reaktion auf das induzierte Signal AN- oder AUSgeschaltet, so dass der Kondensator 28 geladen oder entladen werden kann.
Impulssignale wie etwa die in 3 gezeigten Basissignale S_t1 und S_t2 werden jeweils in die Basen der Transistoren 25 und 26 eingegeben. Der Transistor 25 ist AN, wenn das Basissignal S_t1 auf einem TIEF-Pegel ist. Wenn der Transistor 25 AN ist, wird an den Kondensator 28 die Quellspannung V_cc der zweiten Leistungsquelle angelegt. Dadurch wird der Kondensator 28 geladen. Der Kondensator 28 hält den Spannungspegel der Quellspannung V_cc der zweiten Leistungsquelle, bis der Transistor 26 ANgeschaltet wird. Dadurch wird von dem Ausgangsanschluss 27 das Ausgangssignal S_g mit einem HOCH-Pegel ausgegeben. Der Transistor 25 ist vom PNP-Typ, während der Transistor 26 vom NPN-Typ ist.
Der Transistor 26 empfängt das Basissignal St₂. Der Transistor 26 ist AN, wenn das Basissignal S_t2 auf dem HOCH-Pegel ist. Dadurch können in dem Kondensator 28 gespeicherte Ladungen entladen werden, so dass die Spannung des Kondensators 28 auf den Massespannungspegel abgesenkt wird. Somit wird von dem Ausgangsanschluss 27 das Ausgangssignal S_g mit dem TIEF-Pegel ausgegeben.
Als ein Ergebnis wird von dem Ausgangsanschluss 27 das Ausgangssignal S_g, das dasselbe wie das von der Signalerzeugungsschaltung 13 ausgegebene Übertragungssignal S_h ist, ausgegeben. Somit kann das Übertragungssignal S_h an die Signalverarbeitungsschaltung 16 des Signalempfangsschaltungsabschnitts 12 mit der zweiten Leistungsquelle übertragen werden.
4 ist ein Stromlaufplan, der ein zweites Beispiel der Konfiguration der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung 17 zeigt.
Die Signalübertragungsschaltung von 4 ist die gleiche wie die Signalübertragungsschaltung von 2, außer dass zwei Impulstransformatoren 31 und 32 anstelle des Impulstransformators 21 genutzt werden. Die grundlegende Funktionsweise der Signalübertragungsschaltung von 4 ist die gleiche wie die der Signalübertragungsschaltung von 2.
Das in 3 gezeigte Impulseingangssignal S_a wird in einen Anschluss e einer Primärwicklung des Impulstransformators 31 eingegeben, während das in 3 gezeigte Impulseingangssignal S_b in einen Anschluss h einer Primär wicklung des Impulstransformators 32 eingegeben wird. Die anderen Anschlüsse der Primärwicklungen der Impulstransformatoren 31 und 32, d. h. die Anschlüsse f und g, sind miteinander verbunden und geerdet. Auf der Sekundärseite des Impulstransformators 31 oder 32 wird das Basissignal S_1t oder S_t2 induziert, das dem Impulseingangssignal S_a oder S_b entspricht. Damit kann die Basis des Transistors 25 oder 26 mit dem in 3 gezeigten Basissignal S_t1 oder S_t2 versorgt werden. Die Transistoren 25 und 26 werden als Reaktion auf die jeweiligen Basissignale S_t1 und S_t2 AN- oder AUSgeschaltet, was ermöglicht, dass der Kondensator 28 geladen oder entladen wird. Als ein Ergebnis wird von dem Ausgangsanschluss 27 das Ausgangssignal S_g, das dasselbe wie das Übertragungssignal S_h ist, ausgegeben.
5 ist ein Stromlaufplan, der ein drittes Beispiel der Konfiguration der in 1 gezeigten Signalübertragungsschaltung 17 zeigt.
Die Signalübertragungsschaltung von 5 ist die gleich wie die Signalübertragungsschaltung von 4, außer dass die Anschlüsse f und g der Primärwicklungen der Impulstransformatoren 31 und 32 nicht geerdet sind. Die grundlegende Funktionsweise der Signalübertragungsschaltung von 5 ist die gleiche wie die der Signalübertragungsschaltung von 2.
An der Sekundärseite des Impulstransformators 31 oder 32 wird ein dem Impulseingangssignal S_a oder S_b entsprechendes Signal induziert. Dadurch kann die Basis des Transistors 25 oder 26 mit den in 3 gezeigten Basissignalen S_t1 oder S_t2 versorgt werden. Die Transistoren 25 und 26 werden als Reaktion auf die jeweiligen Basissignale S_t1 und S_t2 AN- oder AUSgeschaltet, was ermöglicht, dass der Kondensator 28 geladen oder entladen werden kann. Als ein Ergebnis wird von dem Ausgangsanschluss 27 das Ausgangssignal S_g, das das gleiche wie das Übertragungssignal S_h ist, ausgegeben.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird in dem Signalsendeschaltungsabschnitt und in dem Signalempfangsschaltungsabschnitt, die jeweils unabhängige Massen und elektrisch gegeneinander isolierte Leistungsquellen haben, auf folgende Weise ein Übertragungssignal von dem Signalsendeschaltungsabschnitt zu dem Signalempfangsschaltungsabschnitt übertragen. Das heißt, als Reaktion auf die Erfassung der Vorderflanke des Übertragungssignals wird das Impulseingangssignal S_a mit einer geringen Im pulsbreite ausgegeben, während als Reaktion auf die Erfassung der Hinterflanke des Übertragungssignals das Impulseingangssignal S_b mit einer geringen Impulsbreite ausgegeben wird. An der Sekundärseite des Impulstransformators wird ein dem Impulseingangssignal S_a oder S_b entsprechendes Signal induziert. Die Primär- und Sekundärseite des Impulstransformators sind vorzugsweise gegeneinander isoliert. Ein Schalterabschnitt wie etwa ein mit der Sekundärseite verbundener Transistor wird als Reaktion auf das induzierte Signal AN- oder AUSgeschaltet. Das Übertragungssignal kann auf diese Weise wiederhergestellt werden.
Somit dient die Verwendung des Impulstransformators zum Verringern der Zeitverzögerung bei der Signalübertragung, die üblicherweise auftritt, wenn ein Optokoppler verwendet wird, und verwirklicht sie die Verringerung des Leistungsverbrauchs. Insbesondere dann, wenn ein Kurzimpulssignal mit einer gleichen Impulsbreite übertragen wird, kann der bei der Verwendung des Impulstransformators erforderliche Leistungsverbrauch auf wenigstens etwa ein Fünftel dessen verringert werden, der erforderlich ist, wenn der herkömmliche Optokoppler verwendet wird.
Bei der Signalübertragung über den zuvor beschriebenen Impulstransformator sind die über den Impulstransformator übertragbaren Impulse begrenzt. Die Begrenzung ist durch das Produkt der angelegten Spannung und der Impulsbreite bestimmt, das als ET-Produkt bezeichnet wird. Ein Transformator mit einem großen ET-Produkt von 20 bis 30 V·μs ist kommerziell verfügbar. Wenn jedoch eine Spannung von 5 V an einen Impulstransformator mit 30 V·μs angelegt wird, beträgt die maximal mögliche Impulsbreite für den Impulstransformator 6 μs. Dies zeigt, dass nur ein kurzer Impuls über den Impulstransformator übertragen werden kann.
Somit kann in Übereinstimmung mit der Erfindung ein Impulssignal mit einer geringen Impulsbreite mit dem Impulstransformator anstelle des herkömmlichen Optokopplers übertragen werden. Durch die Verwendung des Impulstransformators können der Stromverlust und dadurch der Leistungsverbrauch verringert werden. Ferner kann die Zeitverzögerung bei der Signalübertragung verringert werden. Insbesondere kann der Leistungsverbrauch auf ein Zehntel des herkömmlichen Leistungsverbrauchs verringert werden (wenn der relative Tastgrad 50% beträgt). Die Zeitverzögerung bei der Signalübertragung kann auf einige Zehntel Nanosekunden verringert werden.
Für den Fachmann auf dem Gebiet sind viele weitere Abwandlungen offensichtlich, die leicht von ihm vorgenommen werden können, ohne den Umfang dieser Erfindung zu verlassen. Entsprechend soll der Umfang der hier beigefügten Ansprüche nicht auf die hier dargelegte Beschreibung beschränkt sein, sondern sollen die Ansprüche eher allgemein ausgelegt werden.

Claims

Signalübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Übertragungssignals zwischen wenigstens zwei Schaltungen, die verschiedene Leistungsquellen besitzen, mit: einem Signalvorderflanken-Erfassungsabschnitt (14), der ein erstes Signal mit geringer Impulsbreite ausgibt, wenn er eine Vorderflanke des Übertragungssignals erfasst; einem Signalhinterflanken-Erfassungsabschnitt (15), der ein zweites Signal mit geringer Impulsbreite ausgibt, wenn er eine Hinterflanke des Übertragungssignals erfasst; einem Transformatorabschnitt (12, 13, 32) mit einer Primärwicklung (22) und einer Sekundärwicklung (23, 24), wobei das erste und das zweite Signal mit geringer Impulsbreite, die von dem Signalvorderflanken-Erfassungsabschnitt (14) bzw. von dem Signalhinterflanken-Erfassungsabschnitt (15) ausgegeben werden, von der Primärwicklung (22) an die Sekundärwicklung (23, 24) übertragen werden; und einem Signalwiederherstellungsabschnitt (25, 26, 28), der das Übertragungssignal aus dem ersten und dem zweiten Signal mit geringer Impulsbreite, die an die Sekundärwicklung (23, 24) des Transformatorabschnitts (12, 31, 32) übertragen werden, wiederherstellt, wobei die Primärwicklung (22) und die Sekundärwicklung (24) voneinander elektrisch isoliert sind, der Signalwiederherstellungsabschnitt Kapazitätsmittel (28), erste Schaltermittel (26) zum Entladen der Kapazitätsmittel (28) und zweite Schaltermittel (25) zum Laden der Kapazitätsmittel (28) enthält, der Signalwiederherstellungsabschnitt so konfiguriert und beschaffen ist, dass er das Laden und Entladen der Kapazitätsmittel (28) dadurch ausführt, dass er die ersten und die zweiten Schaltermittel (26, 25) schließt und öffnet, um das Übertragungssignal wiederherzustellen, die ersten und die zweiten Schaltermittel direkt mit entsprechenden Anschlüssen der Sekundärwicklung verbunden sind und ein Ausgang der Kapazitätsmittel das wiederhergestellte Übertragungssignal bildet.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Signal mit geringer Impulsbreite in einen Anschluss der Primärwicklung (22) eingege ben wird und das zweite Signal mit geringer Impulsbreite in den anderen Anschluss der Primärwicklung (22) eingegeben wird.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweiten Schaltermittel (25) ein PNP-Transistor sind.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die ersten Schaltermittel (26) ein NPN-Transistor sind.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Signalübertragungsvorrichtung so konfiguriert und beschaffen ist, dass die ersten Schaltermittel mit einem ersten Signal versorgt werden und in Reaktion auf dieses erste Signal schalten, um die Kapazitätsmittel zu entladen, und die zweiten Schaltermittel mit einem zweiten Signal versorgt werden und in Reaktion auf dieses zweite Signal schalten, um die Kapazitätsmittel zu laden.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der das erste und das zweite Signal das erste bzw. das zweite Signal mit geringer Impulsbreite sind, die von der Sekundärwicklung empfangen werden.