EP2412126A1 - Communication system comprising a frequency-selective terminating resistor - Google Patents

Communication system comprising a frequency-selective terminating resistor

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EP2412126A1
EP2412126A1 EP09779211A EP09779211A EP2412126A1 EP 2412126 A1 EP2412126 A1 EP 2412126A1 EP 09779211 A EP09779211 A EP 09779211A EP 09779211 A EP09779211 A EP 09779211A EP 2412126 A1 EP2412126 A1 EP 2412126A1
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EP
European Patent Office
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frequency spectrum
receiver
pass filter
bus
master
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09779211A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Wiesgickl
Stefan Wiesgickl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40254—Actuator Sensor Interface ASI

Definitions

  • the invention relates to a system for communication on at least two channels, the system comprising a system bus, a first receiver, a second receiver and a master, which is connected via the system bus to the first receiver and the second receiver.
  • the devices are connected via their communication line with a master module.
  • This master usually controls the logical and temporal behavior of the data flow on the communication line, thereby enabling a bundled, structured data flow.
  • the data connection via a system bus, such as AS-Interface is usually chosen instead of a parallel wiring, which is very time-consuming and error-prone, in particular during installation and maintenance.
  • the communication via such system buses usually takes place within a predefined communication channel, which is described by a defined communication frequency spectrum.
  • the devices can communicate with each other or with the master.
  • the communication frequency spectrum is between 40 kHz and 500 kHz.
  • the system bus must not have a terminating resistor for this frequency spectrum.
  • a bus system used usually has fixed framework conditions. 200904339
  • the AS-Interface bus system is designed, for example, such that no bus terminating resistor is necessary or permissible up to a maximum specified length extension. Thus, only a defined frequency spectrum may be used for the specified AS-Interface bus system, for which no terminating resistor must be present on the communication bus.
  • the transmission capacity is to be increased in the case of the AS-Interface bus system, this is only possible by using a higher frequency range for reasons of compatibility with the existing bus system.
  • the achievable transmission rate / quality in a higher frequency range is far removed from the optimum without bus termination.
  • the invention is therefore based on the object to increase the transmission capacity of a bus system.
  • the solution of the object is achieved by a system for communication on at least two channels, wherein the system a system bus, a master, which is connected via the system bus to a first receiver, a second receiver and a first termination unit, the first receiver, which is formed on a first channel in a first frequency spectrum over the system bus to communicate with the master, the second receiver, which is adapted to a second channel in a second frequency spectrum, which is above the first frequency spectrum, via the system bus to the master
  • the final high-pass filter is dimensioned in such a way that it reads through the second frequency spectrum almost unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum.
  • the system bus represents an "open system" for communication on the first channel and a system bus with a terminating resistor for the second channel
  • a channel is defined here in each case by a frequency spectrum.
  • a system which is usually designed for one channel, can be expanded by a second channel. Larger amounts of data can thus be transferred. As a result, better qualities, faster cycles, larger data blocks can be achieved for the communication. This represents a huge improvement to the system.
  • the respective frequency spectra can be received via the first and second receivers.
  • the high-pass filter is designed such that it reads through the second frequency spectrum almost unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum, the second frequency spectrum can be absorbed by the terminating resistor. Unwanted reflections can thus be avoided. As a result, the quality of the communication on the second channel can be improved enormously and the requirements of the first channel can also be met.
  • the second receiver is preceded by a second high-pass filter on the input side. 200904339
  • the master for the second channel has a third high-pass filter.
  • the third high-pass filter is dimensioned such that it derives the second frequency spectrum approximately unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum.
  • system is provided for an AS-Interface bus system.
  • the first channel is used by the usual frequency spectrum of AS-Interface. This is in a frequency spectrum of about 40 kHz to 400 kHz.
  • An additional transmission channel, second channel now uses an overlying frequency spectrum, which is preferably between about 4 MHz to 20 MHz.
  • the system thus forms for the first channel a system bus without a terminating resistor and for the second channel, through the terminating unit, a system bus with a terminating resistor.
  • the transmission quality and the transmission data can be increased.
  • the manufacturer, installer, end user, etc. are thereby offered completely new possibilities for the design of an AS-Interface bus system. 200904339
  • system bus is formed by a two-wire line.
  • improved communication can take place on a first frequency spectrum and a second frequency spectrum.
  • the first frequency spectrum is between 40 kHz to 500 kHz.
  • the second frequency spectrum is between 4 MHz to 20 MHz.
  • the system bus has a terminating resistor for the second channel
  • the second frequency spectrum can be used. An increase in quality and communication improvement is achieved hereby.
  • the first high-pass filter and, if present, the second and third high-pass filters have a cutoff frequency of more than 2 MHz.
  • the first high-pass filter and, if present, the second and third high-pass filters are formed by a series resonant circuit.
  • Resonance frequency of the series resonant circuit between 6 MHz and 10 MHz, preferably at 8 MHz.
  • a series resonant circuit at 8 MHz forms an optimum high-pass filter.
  • Bus system with a termination unit 2 shows a schematic embodiment of another AS-Interface bus system
  • FIG. 3 shows a schematic embodiment of the termination unit 5 shown in FIG.
  • the system is in this case formed by an AS-Interface bus system which comprises a master 2, a first receiver 3, a second receiver 4 and the termination unit 5.
  • the respective devices are connected to each other via a system bus 1.
  • the termination unit 5 in this case has a high-pass filter 6 and a downstream terminating resistor 7.
  • the first frequency spectrum is used.
  • the master 2 wishes to communicate with the second receiver 4, it uses the second channel and thus the second frequency spectrum.
  • the first frequency spectrum is between 40 kHz and 500 kHz.
  • the second frequency spectrum can be, for example, between 4 MHz to 20 MHz.
  • the terminating resistor 5 With the aid of the high-pass filter 6, the second frequency spectrum is separated from the first frequency spectrum and derived to a terminating resistor 7.
  • the terminating resistor 7 can thus absorb the signals of the second frequency spectrum and avoid reflections.
  • both a communication on the first channel and a communication on the second channel can take place.
  • the AS-Interface bus system comprises a master 2, a first receiver 3, a second receiver 4, a slave 10 and a termination unit 5.
  • the respective components are connected to one another via a system bus 1.
  • the system bus 1 is realized by a two-wire cable. On the system bus 1 one communication takes place on two channels.
  • the first communication channel to a first frequency spectrum, which is below a second frequency spectrum of the second channel.
  • the master 2 can communicate with the second receiver 4 via the second frequency spectrum and communicate with the first receiver 3 via the first frequency spectrum.
  • the termination unit 5, which has a high-pass filter 6 and a downstream terminating resistor 7, enables the bus system 1 for the first 200904339
  • the Communication channel forms a system without terminating resistor and forms a system with a terminating resistor 7 for the second communication channel.
  • the first communication channel in this case represents the usual communication channel of the AS-Interface bus system, which is usually between 50 kHz to 500 kHz.
  • the termination unit 5 thus enables additional communication through the second communication channel on the system bus 1. For example, higher data rates and better quality can be achieved.
  • a third high-pass filter 9 is integrated within the master 2 here.
  • the second communication channel can be specifically derived.
  • the second receiver 4 also has a second high-pass filter 8. This allows him, as well as the master 2, specifically derive the second frequency spectrum.
  • a required data processing can be enormously simplified as well as an increase in quality.
  • a slave 10 to which sensors and / or actuators are usually connected in this case has a first receiver 3 and a second receiver 8.
  • a communication on the first channel and also on the second channel between the master 2 and the slave 10 can take place via the system bus 1. Higher data rates can thus be realized.
  • FIG. 3 shows a schematic embodiment of the termination unit 5 shown in FIG. 2, which is connected to a system bus 1 of the AS-Interface bus system.
  • the system bus 1 is formed slaughteradrig and has a + line 12 and a line 13.
  • the termination unit 5 in this case has a high-pass filter and a terminating resistor 7.
  • the high-pass filter is formed in this case as a series resonant circuit 17, so that the termination unit 5 is formed by a heavily damped series resonant circuit.
  • the series resonant circuit 17 is in this case formed by a capacitor 11 with 68 pF and a coil 14 with 8 uH. 200904339
  • the terminating resistor 7 is in this case formed by a first resistor 15 with 82 ohms and a second resistor 16 with 470 ohms.
  • a series resonant circuit 17 is formed with approximately 8 MHz resonance frequency.
  • the second communication spectrum is derived by the series resonant circuit 14 and can be absorbed by the terminating resistor 7.
  • the first frequency spectrum will not influence this.
  • An embodiment of the first, second or third high-pass filter by the series resonant circuit 17 has the advantage that the high-frequency second frequency spectrum, the second channel, can be optimally derived.

Abstract

The invention relates to a system for communication on at least two channels, said system comprising at least one system bus (1), a first receiver (3), a second receiver (4) and a master (2) which is connected to the first receiver (3) and the second receiver (4) via the system bus. In order to increase the transmission rate on such a bus system, the system furthermore comprises a terminating unit (5), the master (2) being likewise connected to the terminating unit (5) via the system bus (1) and the terminating unit (5) having a first high-pass filter (6) and a terminating resistor (7) connected downstream of the first high-pass filter (6). The first high-pass filter (6) is dimensioned such that it allows the second frequency spectrum to pass without hardly any attenuation and substantially blocks the first frequency spectrum.

Description

200904339 200904339
Beschreibungdescription
Kommunikationssystem mit frequenzselektivem AbschlusswiderstandCommunication system with frequency-selective terminating resistor
Die Erfindung betrifft ein System zur Kommunikation auf mindestens zwei Kanälen, wobei das System einen Systembus, einen ersten Empfänger, einen zweiten Empfänger und einen Master, welcher über den Systembus mit dem ersten Empfänger und dem zweiten Empfänger verbunden ist, umfasst.The invention relates to a system for communication on at least two channels, the system comprising a system bus, a first receiver, a second receiver and a master, which is connected via the system bus to the first receiver and the second receiver.
Innerhalb der industriellen Automatisierungstechnik ist es erwünscht, Daten einzelner Geräte, wie beispielsweise Sensoren oder Aktoren, strukturiert zu erfassen und ebenso diese Geräte gezielt anzusteuern, so dass letztendlich innerhalb eines vom Endanwender definierten Systems ein geordneter Da- tenfluss vorliegt. Hierfür werden die Geräte über deren Kommunikationsleitung mit einer Master Baugruppe angebunden. Dieser Master steuert meist das logische und zeitliche Ver- halten des Datenflusses auf der Kommunikationsleitung und ermöglicht hierdurch einen gebündelten strukturierten Daten- fluss. Um innerhalb des Systems eine einfache und übersichtliche Datenanbindung der einzelnen Geräte zu ermöglichen, wird meist anstelle einer Parallelverdrahtung, welche insbe- sondere bei der Installation und Wartung sehr zeitaufwändig und fehlerträchtig ist, die Datenanbindung über einen Systembus, wie beispielsweise AS-Interface, gewählt.Within industrial automation technology, it is desirable to acquire data of individual devices, such as sensors or actuators, in a structured manner and also to control these devices in a targeted manner, so that ultimately an ordered data flow exists within a system defined by the end user. For this purpose, the devices are connected via their communication line with a master module. This master usually controls the logical and temporal behavior of the data flow on the communication line, thereby enabling a bundled, structured data flow. In order to enable a simple and clear data connection of the individual devices within the system, the data connection via a system bus, such as AS-Interface, is usually chosen instead of a parallel wiring, which is very time-consuming and error-prone, in particular during installation and maintenance.
Die Kommunikation über derartige Systembusse erfolgt übli- cherweise innerhalb eines vordefinierten Kommunikationskanals, welcher durch ein definiertes Kommunikationsfrequenzspektrum beschrieben ist. Auf diesem vordefinierten Kommunikationskanal können die Geräte untereinander bzw. mit dem Master kommunizieren. Im Fall von AS-Interface liegt das Kom- munikationsfrequenzspektrum beispielsweise zwischen 40 kHz bis 500 kHz. Der Systembus darf hierbei für dieses Frequenzspektrum keinen Abschlusswiderstand aufweisen. Somit weist ein verwendetes Bussystem üblicherweise fixe Rahmenbedingun- 200904339The communication via such system buses usually takes place within a predefined communication channel, which is described by a defined communication frequency spectrum. On this predefined communication channel, the devices can communicate with each other or with the master. In the case of AS-Interface, for example, the communication frequency spectrum is between 40 kHz and 500 kHz. The system bus must not have a terminating resistor for this frequency spectrum. Thus, a bus system used usually has fixed framework conditions. 200904339
gen auf, welche eingehalten werden müssen. Das AS-Interface- Bussystem ist beispielsweise derart ausgelegt, dass bis zu einer maximal spezifizierten Längenausdehnung keinen Busabschlusswiderstand notwenig bzw. zulässig ist. Somit darf für das spezifizierte AS-Interface-Bussystem nur ein definiertes Frequenzspektrum verwendet werden, für welches auf dem Kommunikationsbus kein Abschlusswiderstand vorliegen darf.conditions which must be complied with. The AS-Interface bus system is designed, for example, such that no bus terminating resistor is necessary or permissible up to a maximum specified length extension. Thus, only a defined frequency spectrum may be used for the specified AS-Interface bus system, for which no terminating resistor must be present on the communication bus.
Soll nun beispielsweise bei dem AS-Interface-Bussystem die Übertragungskapazität erhöht werden, ist dies aus Kompatibilitätsgründen zum bestehenden Bussystem nur durch Nutzung eines höheren Frequenzbereichs möglich. Die erreichbare Über- tragungsrate/-qualität in einem höheren Frequenzbereich ist aber ohne Busabschluss weit entfernt vom Optimum.If, for example, the transmission capacity is to be increased in the case of the AS-Interface bus system, this is only possible by using a higher frequency range for reasons of compatibility with the existing bus system. However, the achievable transmission rate / quality in a higher frequency range is far removed from the optimum without bus termination.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Übertragungskapazität eines Bussystems zu erhöhen.The invention is therefore based on the object to increase the transmission capacity of a bus system.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein System zur Kommunikation auf mindestens zwei Kanälen, wobei das System einen Systembus, einen Master, welcher über den Systembus mit einem ersten Empfänger, einem zweiten Empfänger und einer ersten Abschlusseinheit verbunden ist, den ersten Empfänger, welcher dazu ausgebildet ist auf einem ersten Kanal in einem ersten Frequenzspektrum über den Systembus mit dem Master zu kommunizieren, den zweiten Empfänger, welcher dazu ausgebildet ist auf einen zweiten Kanal in einem zweiten Frequenzspektrum, welches oberhalb des ersten Frequenzspektrum liegt, über den Systembus mit dem Master zu kommunizieren, die Ab- Schlusseinheit, welche einen ersten Hochpassfilter und einen dem ersten Hochpassfilter nachgeschalteten Abschlusswiderstand aufweist, umfasst, wobei der erste Hochpassfilter derart dimensioniert ist, dass er das zweite Frequenzspektrum annähernd ungeschwächt durchläset und das erste Frequenz- spektrum weitgehend blockiert.The solution of the object is achieved by a system for communication on at least two channels, wherein the system a system bus, a master, which is connected via the system bus to a first receiver, a second receiver and a first termination unit, the first receiver, which is formed on a first channel in a first frequency spectrum over the system bus to communicate with the master, the second receiver, which is adapted to a second channel in a second frequency spectrum, which is above the first frequency spectrum, via the system bus to the master The final high-pass filter is dimensioned in such a way that it reads through the second frequency spectrum almost unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen . 200904339Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims. 200904339
Dadurch, dass an dem Systembus eine Abschlusseinheit angebracht ist, welche einen ersten Hochpassfilter und einen dem ersten Hochpassfilter nachgeschalteten Abschlusswiderstand aufweist, stellt der Systembus für eine Kommunikation auf dem ersten Kanal ein "offenes System" dar und für den zweiten Kanal ein Systembus mit einem Abschlusswiderstand dar. Ein Kanal wird hierbei jeweils durch ein Frequenzspektrum definiert. Somit kann über das erste Frequenzspektrum, welches keinen Abschlusswiderstand aufweist und über das zweite Frequenzspektrum, welches einen Abschlusswiderstand aufweist, kommuniziert werden. Der Hochpassfilter trennt beide Frequenzspektren derart, dass zum einen die Anforderungen an die herkömmliche Kommunikation des Systembusses erfüllt werden können und dennoch eine weitere Kommunikation auf dem Systembus ermöglicht wird. Durch die erfindungsgemäße Abschlusseinheit kann ein System, welches üblicherweise für einen Kanal ausgelegt ist, um einen zweiten Kanal erweitert werden. Größere Datenmengen können somit übertragen werden. Hierdurch können für die Kommunikation bessere Qualitäten, schnellere Zyklen, größere Datenblöcke erzielt werden. Dies stellt eine enorme Verbesserung für das System dar. Über den ersten und zweiten Empfänger können die jeweiligen Frequenzspektren empfangen werden. Dadurch, dass der Hochpassfilter derart ges- taltet ist, dass er das zweite Frequenzspektrum annähernd ungeschwächt durchläset und das erste Frequenzspektrum weitgehend blockiert, kann das zweite Frequenzspektrum durch den Abschlusswiderstand absorbiert werden. Unerwünschte Reflexionen können somit vermieden werden. Hierdurch können die Qua- lität der Kommunikation auf dem zweiten Kanal enorm verbessert werden und ebenso die Anforderungen des ersten Kanals eingehalten werden .By having a termination unit attached to the system bus which has a first high-pass filter and a terminating resistor connected downstream of the first high-pass filter, the system bus represents an "open system" for communication on the first channel and a system bus with a terminating resistor for the second channel A channel is defined here in each case by a frequency spectrum. Thus, it is possible to communicate via the first frequency spectrum, which has no terminating resistor, and via the second frequency spectrum, which has a terminating resistor. The high-pass filter separates both frequency spectra in such a way that, on the one hand, the requirements for the conventional communication of the system bus can be met and, nevertheless, further communication on the system bus is made possible. By means of the termination unit according to the invention, a system, which is usually designed for one channel, can be expanded by a second channel. Larger amounts of data can thus be transferred. As a result, better qualities, faster cycles, larger data blocks can be achieved for the communication. This represents a huge improvement to the system. The respective frequency spectra can be received via the first and second receivers. By virtue of the fact that the high-pass filter is designed such that it reads through the second frequency spectrum almost unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum, the second frequency spectrum can be absorbed by the terminating resistor. Unwanted reflections can thus be avoided. As a result, the quality of the communication on the second channel can be improved enormously and the requirements of the first channel can also be met.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist dem zweiten Emp- fänger eingangsseitig ein zweiter Hochpassfilter vorgeschaltet. 200904339In one embodiment of the invention, the second receiver is preceded by a second high-pass filter on the input side. 200904339
Auf diese Weise werden die tieffrequenten Signale des ersten Signals geblockt. Durch einen zweiten Hochpassfilter, welcher vorzugsweise derartig dimensioniert ist, dass er das zweite Frequenzspektrum annähernd ungeschwächt ableitet und das ers- te Frequenzspektrum weitgehend blockiert, wird eine derartige Filterung ermöglicht. Dies hat den Vorteil, dass der zweite Empfänger lediglich die für ihn vorgesehenen Frequenzspektren empfängt .In this way, the low-frequency signals of the first signal are blocked. By means of a second high-pass filter, which is preferably dimensioned such that it derives the second frequency spectrum approximately unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum, such a filtering is made possible. This has the advantage that the second receiver only receives the frequency spectrums intended for it.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Master für den zweiten Kanal einen dritten Hochpassfilter auf.In a further embodiment of the invention, the master for the second channel has a third high-pass filter.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der dritte Hochpassfilter derart dimensioniert ist, dass er das zweite Frequenzspektrum annähernd ungeschwächt ableitet und das erste Frequenzspektrum weitgehend blockiert. Durch diese Maßnahme ergeben sich die gleichen Vorteile, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform.In this case, it is advantageous if the third high-pass filter is dimensioned such that it derives the second frequency spectrum approximately unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum. By this measure, the same advantages as in the previous embodiment.
In eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist das System für ein AS-Interface-Bussystem vorgesehen.In a further embodiment of the invention, the system is provided for an AS-Interface bus system.
Der erste Kanal wird hierbei durch das gewöhnliche Frequenz- spektrum von AS-Interface genutzt. Dies liegt in einem Frequenzspektrum von ca. 40 kHz bis 400 kHz. Ein zusätzlicher Übertragungskanal, zweiter Kanal, nutzt nun ein darüber liegendes Frequenzspektrum, welches vorzugsweise zwischen ca. 4 MHz bis 20 MHz liegt. Das System bildet somit für den ers- ten Kanal einen Systembus ohne einen Abschlusswiderstand und für den zweiten Kanal, durch die Abschlusseinheit, einen Systembus mit einem Abschlusswiderstand. Hierdurch kann die Übertragungsqualität und die Übertragungsdaten gesteigert werden. Dies stellt eine enorme Verbesserung für das herkömm- liehe AS-Interface-Bussystem dar. Dem Hersteller, Installateur, Endanwender, etc. werden hierdurch komplett neue Möglichkeiten für die Gestaltung eines AS-Interface-Bussystems eröffnet . 200904339The first channel is used by the usual frequency spectrum of AS-Interface. This is in a frequency spectrum of about 40 kHz to 400 kHz. An additional transmission channel, second channel, now uses an overlying frequency spectrum, which is preferably between about 4 MHz to 20 MHz. The system thus forms for the first channel a system bus without a terminating resistor and for the second channel, through the terminating unit, a system bus with a terminating resistor. As a result, the transmission quality and the transmission data can be increased. This represents a tremendous improvement for the conventional AS-Interface bus system. The manufacturer, installer, end user, etc. are thereby offered completely new possibilities for the design of an AS-Interface bus system. 200904339
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Systembus durch eine zweiadrige Leitung ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the system bus is formed by a two-wire line.
Insbesondere bei zweiadrigen Leitungen kann mit Hilfe der Abschlusseinheit eine verbesserte Kommunikation auf einem ersten Frequenzspektrum und einem zweiten Frequenzspektrum erfolgen .In particular with two-wire lines, with the aid of the termination unit, improved communication can take place on a first frequency spectrum and a second frequency spectrum.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt das erste Frequenzspektrum zwischen 40 kHz bis 500 kHz.In a further embodiment of the invention, the first frequency spectrum is between 40 kHz to 500 kHz.
Innerhalb eines derartigen Frequenzspektrums kann eine optimale Kommunikation auf einem Systembus ohne Abschlusswider- stand erfolgen.Within such a frequency spectrum, optimum communication can take place on a system bus without terminating resistor.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt das zweite Frequenzspektrum zwischen 4 MHz bis 20 MHz.In a further embodiment of the invention, the second frequency spectrum is between 4 MHz to 20 MHz.
Dadurch, dass der Systembus für den zweiten Kanal einen Abschlusswiderstand aufweist kann das zweite Frequenzspektrum genutzt werden. Eine Qualitätssteigerung und Kommunikationsverbesserung wird hierdurch erreicht.Because the system bus has a terminating resistor for the second channel, the second frequency spectrum can be used. An increase in quality and communication improvement is achieved hereby.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Hochpassfilter und falls vorhanden der zweite und dritte Hochpassfilter eine Grenzfrequenz von über 2 MHz auf.In a further embodiment of the invention, the first high-pass filter and, if present, the second and third high-pass filters have a cutoff frequency of more than 2 MHz.
Hierdurch kann eine Trennung hinsichtlich des ersten und des zweiten Frequenzspektrums erfolgen und somit gezielt auf die Anforderungen der jeweiligen Frequenzspektren eingegangen werden. Die Geräte, welche das zweite Frequenzspektrum empfangen sollen, werden durch ein Vorschalten des Hochpassfilters lediglich mit den erwünschten Daten versorgt. Das glei- che gilt für den Abschlusswiderstand, welcher „nur" für das zweite Frequenzspektrum vorgesehen ist. 200904339In this way, a separation with respect to the first and the second frequency spectrum can be carried out and thus specifically addressed the requirements of the respective frequency spectra. The devices which are to receive the second frequency spectrum are supplied by an upstream of the high-pass filter only with the desired data. The same applies to the terminating resistor, which is provided "only" for the second frequency spectrum. 200904339
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bzw. sind der erste Hochpassfilter und falls vorhanden der zweite und dritte Hochpassfilter durch einen Serienschwingkreis ausgebildet.In a further embodiment of the invention, the first high-pass filter and, if present, the second and third high-pass filters are formed by a series resonant circuit.
Hierdurch kann eine Trennung zwischen dem ersten Frequenzspektrum und dem zweiten Frequenzspektrum erfolgen, was eine Weiterverarbeitung der Signale stark vereinfacht.This allows a separation between the first frequency spectrum and the second frequency spectrum, which greatly simplifies further processing of the signals.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt eineIn a further embodiment of the invention is a
Resonanzfrequenz des Serienschwingkreises zwischen 6 MHz und 10 MHz, vorzugsweise bei 8 MHz.Resonance frequency of the series resonant circuit between 6 MHz and 10 MHz, preferably at 8 MHz.
Für das AS-Interface-Bussystem bildet insbesondere ein Se- rienschwingkreis bei 8 MHz einen optimalen Hochpassfilter.For the AS-Interface bus system, in particular, a series resonant circuit at 8 MHz forms an optimum high-pass filter.
Im Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.In the following, the invention and embodiments of the invention will be described and explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the figures.
Es zeigen:Show it:
FIG 1 Eine schematische Darstellung eines AS-Interface-1 shows a schematic representation of an AS-Interface
Bussystems mit einer Abschlusseinheit, FIG 2 eine schematische Ausgestaltung eines weiteren AS- Interface-Bussystems undBus system with a termination unit, 2 shows a schematic embodiment of another AS-Interface bus system and
FIG 3 eine schematische Ausgestaltung der unter FIG 2 gezeigten Abschlusseinheit 5.3 shows a schematic embodiment of the termination unit 5 shown in FIG.
FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung eines AS-Interface- Bussystems mit einer Abschlusseinheit 5. Das System wird hierbei durch ein AS-Interface-Bussystem gebildet, welches einen Master 2, einen ersten Empfänger 3, einen zweiten Empfänger 4 sowie die Abschlusseinheit 5 umfasst. Die jeweiligen Geräte sind hierbei über einen Systembus 1 miteinander verbunden. Die Abschlusseinheit 5 weist hierbei einen Hochpassfilter 6 sowie einen nachgeschalteten Abschlusswiderstand 7 auf. Auf dem Systembus 1 kann nun eine Kommunikation über ei- 2009043391 shows a schematic representation of an AS-Interface bus system with a termination unit 5. The system is in this case formed by an AS-Interface bus system which comprises a master 2, a first receiver 3, a second receiver 4 and the termination unit 5. The respective devices are connected to each other via a system bus 1. The termination unit 5 in this case has a high-pass filter 6 and a downstream terminating resistor 7. On the system bus 1, a communication via an 200904339
nen ersten Kanal zwischen dem Master 2 und dem ersten Empfänger 3 erfolgen. Hierfür wird das erste Frequenzspektrum verwendet. Möchte der Master 2 mit dem zweiten Empfänger 4 kommunizieren, so verwendet er den zweiten Kanal und somit das zweite Frequenzspektrum. Bei AS-Interface-Bussystemen liegt das erste Frequenzspektrum zwischen 40 kHz bis 500 kHz. Das zweite Frequenzspektrum kann hierbei beispielsweise zwischen 4 MHz bis 20 MHz liegen. Für das erste Frequenzspektrum ist es zwingend erforderlich, dass ein Bussystem ohne einen Ab- Schlusswiderstand vorliegt. Das zweite Frequenzspektrum benötigt jedoch einen Abschlusswiderstand um die erforderlichen Qualität hinsichtlich der Kommunikation zu erfüllen. Dieses Paradoxon wird durch den erfindungsgemäßen Abschlusswiderstand 5 gelöst. Mit Hilfe des Hochpassfilters 6 wird das zweite Frequenzspektrum von dem ersten Frequenzspektrum getrennt und auf einen Abschlusswiderstand 7 abgeleitet. Der Abschlusswiderstand 7 kann somit die Signale des zweiten Frequenzspektrums absorbieren und Reflektionen vermeiden. Somit kann auf dem Systembus 1 sowohl eine Kommunikation auf dem ersten Kanal als auch eine Kommunikation auf dem zweiten Kanal erfolgen.NEN first channel between the master 2 and the first receiver 3 done. For this the first frequency spectrum is used. If the master 2 wishes to communicate with the second receiver 4, it uses the second channel and thus the second frequency spectrum. For AS-Interface bus systems, the first frequency spectrum is between 40 kHz and 500 kHz. The second frequency spectrum can be, for example, between 4 MHz to 20 MHz. For the first frequency spectrum, it is imperative that a bus system be present without a terminating resistor. However, the second frequency spectrum needs a terminator to meet the required quality of communication. This paradox is solved by the terminating resistor 5 according to the invention. With the aid of the high-pass filter 6, the second frequency spectrum is separated from the first frequency spectrum and derived to a terminating resistor 7. The terminating resistor 7 can thus absorb the signals of the second frequency spectrum and avoid reflections. Thus, on the system bus 1 both a communication on the first channel and a communication on the second channel can take place.
FIG 2 zeigt eine schematische Ausgestaltung eines weiteren AS-Interface-Bussystems . Hierbei umfasst das AS-Interface- Bussystem einen Master 2, einen ersten Empfänger 3, einen zweiten Empfänger 4, einen Slave 10 und eine Abschlusseinheit 5. Über einen Systembus 1 sind die jeweiligen Komponenten miteinander verbunden. Der Systembus 1 ist hierbei durch eine zweiadrige Leitung realisiert. Auf dem Systembus 1 findet ei- ne Kommunikation auf zwei Kanälen statt. Hierbei weist der erste Kommunikationskanal ein erstes Frequenzspektrum auf, welches unterhalb eines zweiten Frequenzspektrums des zweiten Kanals liegt. Der Master 2 kann über das zweite Frequenzspektrum mit dem zweiten Empfänger 4 kommunizieren und über das erste Frequenzspektrum mit dem ersten Empfänger 3 kommunizieren. Die Abschlusseinheit 5, welche einen Hochpassfilter 6 sowie einen nachgeschalteten Abschlusswiderstand 7 aufweist, ermöglicht es, dass das Bussystem 1 für den ersten 2009043392 shows a schematic embodiment of another AS-Interface bus system. Here, the AS-Interface bus system comprises a master 2, a first receiver 3, a second receiver 4, a slave 10 and a termination unit 5. The respective components are connected to one another via a system bus 1. The system bus 1 is realized by a two-wire cable. On the system bus 1 one communication takes place on two channels. Here, the first communication channel to a first frequency spectrum, which is below a second frequency spectrum of the second channel. The master 2 can communicate with the second receiver 4 via the second frequency spectrum and communicate with the first receiver 3 via the first frequency spectrum. The termination unit 5, which has a high-pass filter 6 and a downstream terminating resistor 7, enables the bus system 1 for the first 200904339
Kommunikationskanal ein System ohne Abschlusswiderstand bildet und für den zweiten Kommunikationskanal ein System mit einem Abschlusswiderstand 7 bildet. Der erste Kommunikationskanal stellt hierbei den gewöhnlichen Kommunikationskanal des AS-Interface-Bussystems dar, welcher üblicherweise zwischen 50 kHz bis 500 kHz liegt. Durch die Abschlusseinheit 5 wird somit eine zusätzliche Kommunikation durch den zweiten Kommunikationskanal auf dem Systembus 1 ermöglicht. Höhere Datenraten sowie eine bessere Qualität können beispielsweise hier- durch realisiert werden.Communication channel forms a system without terminating resistor and forms a system with a terminating resistor 7 for the second communication channel. The first communication channel in this case represents the usual communication channel of the AS-Interface bus system, which is usually between 50 kHz to 500 kHz. The termination unit 5 thus enables additional communication through the second communication channel on the system bus 1. For example, higher data rates and better quality can be achieved.
Zur zusätzlichen Qualitätsverbesserung ist hierbei innerhalb des Masters 2 ein dritter Hochpassfilter 9 integriert. Mit Hilfe dieses dritten Hochpassfilters 9 kann gezielt der zwei- te Kommunikationskanal abgeleitet werden. Der zweite Empfänger 4 weist ebenso ein zweiter Hochpassfilter 8 auf. Dies ermöglicht ihn, ebenso wie dem Master 2, gezielt das zweite Frequenzspektrum abzuleiten. Eine erforderliche Datenverarbeitung kann hierdurch enorm vereinfacht, sowie eine Quali- tätssteigerung erzielt werden. Ein Slave 10, an welchem üblicherweise Sensoren und/order Aktoren angeschlossen werden weist hierbei einen ersten Empfänger 3 sowie einen zweiten Empfänger 8 auf. Über den Systembus 1 kann somit eine Kommunikation auf dem ersten Kanal und ebenso auf dem zweiten Ka- nal zwischen dem Master 2 und dem Slave 10 stattfinden. Höhere Datenraten können somit realisiert werden.For additional quality improvement, a third high-pass filter 9 is integrated within the master 2 here. By means of this third high-pass filter 9, the second communication channel can be specifically derived. The second receiver 4 also has a second high-pass filter 8. This allows him, as well as the master 2, specifically derive the second frequency spectrum. A required data processing can be enormously simplified as well as an increase in quality. A slave 10 to which sensors and / or actuators are usually connected in this case has a first receiver 3 and a second receiver 8. Thus, a communication on the first channel and also on the second channel between the master 2 and the slave 10 can take place via the system bus 1. Higher data rates can thus be realized.
FIG 3 zeigt eine schematische Ausgestaltung der unter FIG 2 gezeigten Abschlusseinheit 5, welche an einem Systembus 1 des AS-Interface-Bussystemens angeschlossen ist. Hierbei ist der Systembus 1 zweiadrig ausgebildet und weist eine +Leitung 12 sowie eine -Leitung 13 auf. Die Abschlusseinheit 5 weist hierbei einen Hochpassfilter sowie einen Abschlusswiderstand 7 auf. Der Hochpassfilter ist in diesem Fall als ein Serien- Schwingkreis 17 ausgebildet, so dass die Abschlusseinheit 5 durch einen stark gedämpften Serienschwingkreis ausgebildet ist. Der Serienschwingkreis 17 wird hierbei durch einen Kondensator 11 mit 68 pF und eine Spule 14 mit 8 uH ausgebildet. 2009043393 shows a schematic embodiment of the termination unit 5 shown in FIG. 2, which is connected to a system bus 1 of the AS-Interface bus system. Here, the system bus 1 is formed zweiadrig and has a + line 12 and a line 13. The termination unit 5 in this case has a high-pass filter and a terminating resistor 7. The high-pass filter is formed in this case as a series resonant circuit 17, so that the termination unit 5 is formed by a heavily damped series resonant circuit. The series resonant circuit 17 is in this case formed by a capacitor 11 with 68 pF and a coil 14 with 8 uH. 200904339
Der Abschlusswiderstand 7 wird hierbei durch einen ersten Widerstand 15 mit 82 Ohm und einen zweiten Widerstand 16 mit 470 Ohm ausgebildet. Hierdurch wird ein Serienschwingkreis 17 mit ca. 8 MHz Resonanzfrequenz ausgebildet. Durch diesen Se- rienschwingkreis 17 kann somit eine bessere Entkopplung des Abschlusswiderstandes 7 von dem ersten Frequenzspektrum erfolgen. Das zweite Kommunikationsspektrum wird durch den Serienschwingkreis 14 abgeleitet und kann von dem Abschlusswiderstand 7 absorbiert werden. Das erste Frequenzspektrum wird hierbei nicht beeinflussen. Durch diese Maßnahmen sind höhere Datenraten für einen additiven Kommunikationskanal möglich.The terminating resistor 7 is in this case formed by a first resistor 15 with 82 ohms and a second resistor 16 with 470 ohms. As a result, a series resonant circuit 17 is formed with approximately 8 MHz resonance frequency. By means of this series resonant circuit 17, a better decoupling of the terminating resistor 7 from the first frequency spectrum can thus be achieved. The second communication spectrum is derived by the series resonant circuit 14 and can be absorbed by the terminating resistor 7. The first frequency spectrum will not influence this. These measures allow higher data rates for an additive communication channel.
Eine Ausbildung des ersten, zweiten oder dritten Hochpassfilters durch den Serienschwingkreis 17 bringt den Vorteil, dass das hochfrequente zweite Frequenzspektrum, des zweiten Kanals, optimal abgeleitet werden kann. An embodiment of the first, second or third high-pass filter by the series resonant circuit 17 has the advantage that the high-frequency second frequency spectrum, the second channel, can be optimally derived.

Claims

20090433910Patentansprüche 20090433910Patentansprüche
1. System zur Kommunikation auf mindestens zwei Kanälen, wobei das System umfasst: - einen Systembus (1) , einen Master (2), welcher über den Systembus (1) mit einem ersten Empfänger (3), einem zweiten Empfänger (4) und einer Abschlusseinheit (5) verbunden ist, den ersten Empfänger (3) , welcher dazu ausgebildet ist auf einem ersten Kanal in einem ersten Frequenzspektrum über den Systembus (1) mit dem Master (2) zu kommunizieren,A system for communicating on at least two channels, the system comprising: a system bus (1), a master (2) connected via the system bus (1) to a first receiver (3), a second receiver (4) and a termination unit (5), the first receiver (3), which is designed to communicate on a first channel in a first frequency spectrum via the system bus (1) with the master (2),
- den zweiten Empfänger (4), welcher dazu ausgebildet ist auf einem zweiten Kanal in einem zweiten Frequenzspekt- rum, welches oberhalb des ersten Frequenzspektrums liegt, über den Systembus (1) mit dem Master zu kommunizieren, die Abschlusseinheit (5), welche einen ersten Hochpassfilter (6) und einen dem ersten Hochpassfilter (6) nachgeschalteten Abschlusswiderstand (7) aufweist, wobei der erste Hochpassfilter (6) derart dimensioniert ist, dass er das zweite Frequenzspektrum annähernd ungeschwächt durch- lässt und das erste Frequenzspektrum weitgehend blockiert .- The second receiver (4), which is adapted to rum on a second channel in a second Frequenzspekt-, which is above the first frequency spectrum, via the system bus (1) to communicate with the master, the termination unit (5), which a first high-pass filter (6) and a first high-pass filter (6) downstream terminating resistor (7), wherein the first high-pass filter (6) is dimensioned such that it passes through the second frequency spectrum approximately unattenuated and largely blocks the first frequency spectrum.
2. System nach Anspruch 1, wobei dem zweiten Empfänger (4) eingangsseitig ein zweiter Hochpassfilter (8) vorgeschaltet ist.2. System according to claim 1, wherein the second receiver (4) on the input side, a second high-pass filter (8) is connected upstream.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Master (2) für den zweiten Kanal ein dritter Hochpassfilter3. System according to any one of the preceding claims, wherein the master (2) for the second channel, a third high-pass filter
(9) aufweist.(9).
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System einen Slave (10) aufweist, der sowohl über den ersten Empfänger (3) als auch über den zweiten Empfänger (4) mit dem Master kommunizieren kann. 2009043394. System according to any one of the preceding claims, wherein the system comprises a slave (10) which can communicate with the master both via the first receiver (3) and via the second receiver (4). 200904339
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5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System für ein AS-Interface Bussystem vorgesehen ist.5. System according to any one of the preceding claims, wherein the system is provided for an AS-Interface bus system.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Systembus (1) durch eine zweiadrige Leitung ausgebildet ist.6. System according to any one of the preceding claims, wherein the system bus (1) is formed by a two-wire line.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Frequenzspektrum zwischen 40 kHz bis 500 kHz liegt.7. System according to any one of the preceding claims, wherein the first frequency spectrum is between 40 kHz to 500 kHz.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Frequenzspektrum zwischen 4 bis 20 MHz liegt.8. System according to any one of the preceding claims, wherein the second frequency spectrum is between 4 to 20 MHz.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Hochpassfilter (6) und falls vorhanden der zweite und dritte Hochpassfilter (8, 9) eine Grenzfrequenz von über 2 MHz aufweist.9. System according to any one of the preceding claims, wherein the first high-pass filter (6) and, if present, the second and third high-pass filter (8, 9) has a cut-off frequency of over 2 MHz.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Hochpassfilter (6) und falls vorhanden der zweite und dritte Hochpassfilter (8, 9) durch einen Serienschwingkreis (17) ausgebildet ist bzw. sind.10. System according to any one of the preceding claims, wherein the first high-pass filter (6) and, if present, the second and third high-pass filters (8, 9) by a series resonant circuit (17) is or are formed.
11. System nach Anspruch 10, wobei eine Resonanzfrequenz des Serienschwingkreises (17) zwischen 6 bis 10 MHz, vorzugsweise bei 8 MHz liegt. 11. The system of claim 10, wherein a resonant frequency of the series resonant circuit (17) between 6 to 10 MHz, preferably at 8 MHz.
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