NL1002130C2 - Transcutane energie- en informatie-overdrachtsapparaat. - Google Patents

Description

TRANSCUTANE ENERGIE- EN INFORMATIE-OVERDRACHTSAPPARAAT

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een apparaat voor het transcutaan verschaffen van een eerste vermogenssignaal aan en 5 communicatie van een eerste en een tweede informatiesignaal met een implanteerbare inrichting, waarbij het apparaat omvat: a. een externe eenheid inclusief eerste vermogensmiddelen voor het opwekken van het eerste vermogenssignaal, eerste signaleringsmid-delen voor het opwekken van het eerste informatiesignaal, en 10 eerste ontvangmiddelen voor het ontvangen van het tweede informatiesignaal ; en b. een interne eenheid inclusief tweede vermogensmiddelen voor het ontvangen van het eerste vermogenssignaal, tweede signaleringsmid-delen voor het opwekken van het tweede informatiesignaal, tweede ont- 15 vangmiddelen voor het ontvangen van het eerste informatiesignaal.

Een dergelijke inrichting is bekend uit Amerikaans octrooischrift US-A-4.681.111, waarin een inrichting wordt beschreven voor het verzenden naar en ontvangen van een signaal dat gelijktijdig analoge en digitale informatie omvat. De gegevensuitwisseling vindt plaats tussen 20 een implanteerbare inrichting en een externe inrichting. Tevens toont de bekende inrichting middelen voor het overdragen van elektrisch vermogen van de externe inrichting naar de implanteerbare inrichting.

De bekende inrichting heeft als nadeel, dat de transmissie van gegevens en vermogen niet onafhankelijk kan plaatsvinden.

25 De introductie van implanteerbare hart-hulpinrichtingen zoals kunstharten, ventriculaire hulpinrichtingen en dergelijke, heeft geleid tot een daarmee gepaard gaande behoefte aan een vermogensbron die voldoet aan de significante vermogenseisen voor dergelijke inrichtingen, maar die toch zinvolle beweeglijkheid van de patiënt mogelijk 30 maakt.

Eén dergelijk vermogensoverdrachtssysteem draagt vermogen transcutaan over naar een Linker-Ventrikel-Hulpinrichting (LVAD), maar heeft geen voorziening voor datacommunicaties. Gegeven de complexiteit van veel hart-hulpinrichtingen bestaat er een noodzaak voor het ont-35 vangen van data van de inrichting, die ECG, bloeddruk, en inrichtings-tatusinformatie kunnen omvatten, alsmede voor het zenden van pro-grammerings- en besturingsinformatie naar de inrichting, die nodig is voor het in stand houden van het systeembedrijf. Het is gewenst om 1002130 2 energie-overdracht en datacommunicatie in een unitair systeem te combineren.

Een ander vermogensoverdrachtssysteem maakt een bidirectionele data-overdracht met 300 tot 1200 baud mogelijk. Dit systeem beperkt 5 echter de data-overdrachtssnelheden door de datakoppeling en vermo-gensomzetschakeling van elkaar afhankelijk te maken. Een data-over-drachtssnelheid van 1200 baud is niet snel genoeg om de continue bewaking met hoge resolutie van veelvoudige signalen zoals ECG's, bloeddruk, motorbesturings-golfvormen enzovoorts, die worden gebruikt in 10 geavanceerde, geïmplanteerde hart-hulpsystemen mogelijk te maken.

Doelstelling van de onderhavige uitvinding is derhalve een inrichting te verschaffen, waarbij de transmissie van gegevens en vermogen onafhankelijk kan plaatsvinden. Dit maakt het mogelijk dat de bidirectionele overdracht van gegevens met een hogere snelheid kan 15 plaatsvinden.

De doelstelling wordt bereikt door een apparaat van de bij aanhef gedefinieerde soort, met het kenmerk, dat de externe eenheid verder eerste koppelingsmiddelen omvat die zijn verbonden met de eerste ver-mogensmiddelen en de signaleringsmiddelen en de eerste ontvangmidde-20 len, waarbij de eerste koppelingsmiddelen dienen voor het onafhankelijk koppelen van het eerste vermogenssignaal en het eerste informa-tiesignaal, en de interne eenheid verder tweede koppelingsmiddelen die zijn verbonden met de tweede vermogensmiddelen en de tweede signaleringsmiddelen en de tweede ontvangmiddelen voor het onafhankelijk 25 koppelen van het eerste vermogenssignaal en het tweede informatiesig-naal.

De onderhavige uitvinding maakt gebruik van een externe koppelaar in samenwerking met een subcutaan geplaatste koppelaar voor zowel vermogens- als data-overdracht. De data-overdrachtstechniek die in de 30 onderhavige uitvinding is gebruikt kan in staat zijn tot data-over-drachtssnelheden die 19200 bits per seconde overschrijden zonder het vermogens-overdrachtsschema in gevaar te brengen. Het voorgestelde transcutane energie- en data-overdrachtssyteem verschaft data-over-drachtssnelheden die vereist zijn voor het programmeren en bewaken van 35 geavanceerde geïmplanteerde hart-hulpsystemen.

De eerste vermogensmiddelen dragen het vermogenssignaal over met een vermogensfrequentie, en de eerste signaleringsmiddelen kunnen het eerste informatiesignaal overdragen met een frequentie die groter is TOO 213Π 3 dan de vermogensfrequentie. De eerste vermogensmiddelen kunnen tevens een voedingseenheid omvatten. De tweede signaleringsmiddelen kunnen het tweede informatiesignaal eveneens overdragen met een frequentie die groter is dan de vermogensfrequentie. De overdrachtsfrequenties 5 van de eerste en tweede informatiesignalen hoeven echter niet hetzelfde te zijn en kunnen in feite verschillend zijn voor het verschaffen van bijvoorbeeld volledige-duplex-communicatie.

De externe eenheid kan een vermogensomzetter omvatten voor het omzetten van een vermogensingangssignaal met een eerste vooraf gese-10 lecteerde frequentie naar een eerste vermogenssignaal met een vermogensfrequentie; een externe koppelaar die is gekoppeld met het gemeenschappelijke overdrachtskanaal voor het overdragen van het eerste vermogenssignaal en voor het communiceren van de eerste en tweede informatiesignalen; een externe signaalconditioneerinrichting die is 15 geplaatst tussen de externe koppelaar en de vermogensomzetter voor het symmetrisch zenden/ontvangen van de eerste en tweede informatiesignalen; en een externe databesturingseenheid die is verbonden met de externe signaalconditioneerinrichting voor het symmetrisch besturen van de eerste en tweede informatiesignalen.

20 De interne eenheid kan een interne koppelaar omvatten die is gekoppeld met het gemeenschappelijke overdrachtskanaal voor het ontvangen van het eerste vermogenssignaal en voor het communiceren van de eerste en tweede informatiesignalen; een spanningsregelaar die is verbonden tussen de interne koppelaar en de implanteerbare inrichting, 25 voor het omzetten van het eerste vermogenssignaal in een tweede vermogenssignaal dat aan de implanteerbare inrichting wordt afgegeven; een interne signaalconditioneerinrichting die is geplaatst tussen de interne koppelaar en de spanningsregelaar voor het symmetrisch zenden/ontvangen van de eerste en tweede informatiesignalen; en een in-30 terne databesturingseenheid die is verbonden tussen de interne signaalconditioneerinrichting en de implanteerbare inrichting, voor het symmetrisch besturen van de eerste en tweede informatiesignalen. Symmetrisch besturen omvat amplitude-verschuivings-modulatie ("amplitude-shift-keying-modulation", ASK-modulatie) van een datasignaal op een 35 hoogfrequent draaggolfsignaal van een vooraf geselecteerde draaggolf-frequentie, in het onderhavige geval bij voorkeur 8 megahertz (MHz).

De externe en interne koppelaars kunnen elk een primaire respectievelijk secundaire afgestemde kring omvatten. Elke afgestemde kring 10021 30 4 heeft een resonantiefrequentie die bijvoorbeeld circa 160 kilohertz (kHz) kan zijn. Bovendien kunnen de externe en interne signaalconditi-oneerinrichtingen een eerste respectievelijk tweede frequentie-selec-tief filter omvatten. Elk frequentie-selectief filter kan respectieve 5 bovenste en onderste afsnijfrequenties hebben van circa 7*9 MHz en circa 8.1 MHz, met een middenfrequentie van circa 8 MHz.

Externe en interne databesturingseenheden kunnen eerste respectievelijk tweede onderdrukkingsmiddelen hebben, voor het onderdrukken van deterministische ruis in de eerste en tweede informatiesignalen.

10 Ook kan de spanningsregelaar shuntingmiddelen omvatten voor het beperken van het vermogenssignaal tot de interne koppelaar wanneer de sig-naalstroom circa nul ampère is. De shuntingmiddelen kunnen worden gesynchroniseerd om samen te vallen met nuldoorgangen van de stroom, zodat schakelverliezen en elektromagnetische interferentie daardoor 15 worden geminimaliseerd.

Figuur 1 is een algemeen blokschema van de onderhavige uitvinding.

Figuur 2 is een gedetailleerd blokschema van de externe elektronica.

20 Figuur 3 is een gedetailleerd blokschema van de geïmplanteerde elektronica.

Figuur 4 is een schematisch diagram van een gedeelte van de externe elektronica.

Figuur 5 is een gedetailleerd blokschema van de H-brug-bestu- 25 ringseenheid.

Figuur 6 is een vereenvoudigd schema van de externe onderdruk-kingspulsgenerator.

Figuur 7 is een vereenvoudigd schema van de externe ASK-demodula- tor.

30 Figuur 8 is een schema van de externe ASK-modulator.

Figuur 9 is een schema van een gedeelte van de interne elektronica.

Figuur 10 is een vereenvoudigd schema van de interne onderdruk-kingspulsgenerator.

35 Figuur 11 is een vereenvoudigd schema van de interne ASK-demodu- lator.

Figuur 12 is een schema van de interne ASK-modulator.

1002130 5

Figuur 1 is een blokschema van de interne en externe componenten van een transcutane energie- en data-overdrachtsapparaat volgens één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In het algemeen kan het apparaat de externe eenheid 1 omvatten die zich buiten het lichaam kan 5 bevinden, en de interne eenheid 2, die bijvoorbeeld in het lichaam van de patiënt kan zijn geïmplanteerd.

De eerste vermogensmiddelen van de externe eenheid 1 kunnen de vermogensomzetter 4 omvatten. De eerste vermogensmiddelen kunnen ook de voedingseenheid 3 omvatten. De externe eenheid 1 kern eerste signa-10 leringsmiddelen omvatten voor het opwekken van een eerste informatie-signaal 23, welke signaleringsmiddelen de externe signaalconditioneer-inrichting 16 kunnen omvatten, in aanvulling op specifieke componenten van de externe databesturingseenheid 5» zoals bijvoorbeeld de ASK-modulator 39 en het lijnaandrijforgaan 40, beide in figuur 2. De eer-15 ste signaleringsmiddelen kunnen ook de externe besturingseenheid 9 omvatten. De eerste ontvangmiddelen kunnen het tweede informatiesig-naal 24 ontvangen en kunnen de externe signaalconditioneerinrichting 16 omvatten, en componenten van de databesturingseenheid 5 zoals bijvoorbeeld de HF-detector 37 en de ASK-demodulator 38, beide in figuur 20 2. De eerste ontvangmiddelen kunnen ook de externe besturingseenheid 9 omvatten. Ook kan de externe eenheid 1 eerste koppelingsmiddelen omvatten voor het onafhankelijk koppelen van het vermogenssignaal en het eerste informatiesignaal 23· Dergelijke koppelingsmiddelen kunnen de externe koppelaar 10 zijn, die daarbinnen de primaire afgestemde kring 25 31 in figuur 2 kan hebben.

De tweede vermogensmiddelen van de interne eenheid 2 kunnen de interne spanningsregelaar 12 omvatten die het vermogenssignaal ontvangt dat door de externe eenheid 1 is overgedragen. De interne eenheid 2 kan ook tweede signaleringsmiddelen omvatten voor het opwekken 30 van het tweede informatiesignaal 24, welke signaleringsmiddelen de interne signaalconditioneerinrichting 17 en componenten van de interne databesturingseenheid 18, zoals bijvoorbeeld ASK-modulator 59 en de lijnaandrijforgaan 60, beide in figuur 3, kunnen omvatten. De tweede signaleringsmiddelen kunnen ook de implanteerbare inrichting 20 omvat-35 ten. De tweede ontvangmiddelen kunnen het eerste informatiesignaal 23 ontvangen en kunnen de interne signaalconditioneerinrichting 17 omvatten, en componenten van de databesturingseenheid 18, zoals bijvoorbeeld de HF-detector 58 en de ASK-demodulator 57, beide in figuur 3· 1002130 6

De tweede ontvangmiddelen kunnen ook de implanteerbare inrichting 20 omvatten. Ook kan de interne eenheid 2 tweede koppelingsmiddelen omvatten voor het onafhankelijk koppelen van het vermogenssignaal en het tweede informatiesignaal 24. Dergelijke koppelingsmiddelen kunnen de 5 interne koppelaar 11 zijn, die daarbinnen de secundaire afgestemde kring 46 in figuur 3 kan hebben.

In de externe eenheid 1 kan de voedingseenheid 3 een door de patiënt gedragen gelijkstroombatterijriem of een stationaire voedingseenheid zijn die fysiek is gescheiden van de patiënt. De gelijkstroom-10 batterijriem kan voldoende vermogen verschaffen met een geschikte gelijkspanning, zoals 12 volt gelijkspanning. De stationaire voedingseenheid zou ingangsvermogen kunnen waarborgen van commerciële 50/60 Hz wisselstroomvermogensbronnen, en de wisselstroomingangsspanning kunnen omzetten in een geschikte gelijkspanning, bijvoorbeeld 12 volt gelijk-15 spanning, wat gelijk is aan de spanning die is geproduceerd door de batterijriem.

De vermogensomzetter 4 kan elektrische stroom van de voedingseenheid 3 omzetten in een vermogensfrequentie, dat wil zeggen hoogfrequente wisselstroom, het huidige eerste vermogenssignaal 6. Een eerste 20 informatiesignaal 23 kan worden ontvangen van de externe besturingseenheid 9 door de externe databesturingseenheid 5 via de externe koppeling 21. De vooraf geselecteerde data in het eerste informatiesignaal 23 kunnen, op hun beurt, zijn gemoduleerd op een hoogfrequent (HF) draaggolfsignaal door een geschikte modulatietechniek, zoals 25 bijvoorbeeld amplitude-verschuivings-modulatie (ASK-modulatie) binnen de besturingseenheid 5· Het verdient de voorkeur dat de frequentie van het hoogfrequente draaggolfsignaal groter is dan de vermogensfrequentie, of frequentie van het vermogenssignaal. In één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt één enkele draaggolffrequentie 30 gebruikt voor overdracht tussen de eenheden 1 en 2. Het verdient de voorkeur dat de draaggolffrequentie ongeveer 8 MHz is, hoewel andere frequenties evengoed geschikt kunnen zijn. Er kunnen echter verschillende frequenties worden gebruikt voor overdracht door elk van de externe eenheid 1 en interne eenheid 2, indien dit is gewenst, bij-35 voorbeeld voor het verschaffen van volledige-duplex-informatiesignaal-communicatie.

' Het data-gemoduleerde hoogfrequente draaggolfsignaal kan worden ontvangen van de besturingseenheid 5 door de externe signaalconditio- 1002130 7 neerinrichting 16 en kan worden gemengd met het vermogenssignaal 6 door de externe signaalconditioneerinrichting 16, waardoor dit het uitgaande samengestelde externe signaal 7 wordt. De signaalconditioneerinrichting 16 kan een informatiesignaal symmetrisch zenden/ontvan-5 gen. Dat wil zeggen, de signaalconditioneerinrichting kan zowel werken voor het opwekken van een data-gemoduleerd hoogfrequent draaggolfsig-naal dat het eerste informatiesignaal 23 draagt voor overdracht naar de interne eenheid 2 als voor het ontvangen van een data-gemoduleerd hoogfrequent draaggolfsignaal dat het tweede informatiesignaal 24 10 draagt dat kan worden ontvangen van de interne eenheid 2. Dergelijk symmetrisch zenden/ontvangen kan onafhankelijk zijn van de vermogens-signaaloverdracht door de externe eenheid 1.

Het signaal 7 kan worden afgegeven aan de externe koppelaar 10, die een afgestemde kring met een inductiespoel daarin kan hebben, en 15 kan in de externe koppelaar 10 een eerste magnetisch veld 8 tot stand brengen dat reageert op signaal 7· Het magnetische veld 8 kan dus representatief zijn voor het eerste vermogenssignaal 6 of eerste informatiesignaal 23 dat het data-gemoduleerde draaggolfsignaal draagt, of beide. Veld 8 kan symmetrisch worden overgedragen tussen de externe 20 eenheid 1 en de interne eenheid 2 binnen het gemeenschappelijke over-drachtskanaal. Het gemeenschappelijke overdrachtskanaal kan een samenstelsel van overdrachtsmedia doorlopen die niet-ferriete cutane en pericutane entiteiten zoals lucht, kleding, weefsel, lichaamsvloeistoffen en dergelijke kan omvatten.

25 Binnen de interne eenheid 2 kan het magnetische veld 8 een inko mend samengesteld intern signaal 13 binnen de interne koppelaar 11 induceren. Het signaal 13 kan representatief zijn voor het signaal 7 omdat de externe koppelaar 10 en interne koppelaar 11 samen kunnen werken als een transformator zonder ijzerkern. Het signaal 13 kan een 30 data-gemoduleerd hoogfrequent draaggolfsignaal omvatten dat is gesu-perponeerd op een hoogfrequente wisselstroom. De spanningsregelaar 12 zet het eerste vermogenssignaal, of hoogfrequente wisselstroom van signaal 13, om in een tweede vermogenssignaal zoals bijvoorbeeld het gereguleerde Vcc-spanningssignaal 205, dat gebruikt kan worden voor 35 het bekrachtigen van de implanteerbare inrichting 20. De implanteerbare inrichting 20 kan de hart-hulpinrichting l4 en de interne microbe-sturingseenheid 15 omvatten.

1002130 8

Verder kunnen data die nog steeds in de vorm van een data-gemodu-leerd hoogfrequent draaggolfsignaal kunnen zijn, door de interne sig-naalconditioneerinrichting 17 worden onttrokken aan het signaal 13-Net als de externe signaalconditioneerinrichting 16 kan de interne 5 signaalconditioneerinrichting 17 symmetrisch de eerste en tweede in-formatiesignalen zenden/ontvangen. Dat wil zeggen, de signaalconditioneerinrichting 17 kan werken zowel voor het opwekken van het tweede informatiesignaal 24 in het data-gemoduleerde hoogfrequente draaggolf-signaal voor overdracht naar de externe eenheid 1 als voor het ontvan-10 gen van het eerste informatiesignaal 23 in het data-gemoduleerde hoogfrequente draaggolfsignaal dat kan worden ontvangen van de externe eenheid 1. Dergelijk symmetrisch zenden/ontvangen kan onafhankelijk van de vermogenssignaaloverdracht door de externe eenheid 1 zijn.

Dit data-gemoduleerde hoogfrequente draaggolfsignaal kan worden 15 gedemoduleerd binnen de interne databesturingseenheid 18 die op haar beurt de gedemoduleerde datastroom overdraagt naar de interne microbe-sturingseenheid 15 via de interne koppeling 22. De interne microbestu-ringseenheid 15 kan de ontvangen data overdragen naar de hart-hulpin-richting 14.

20 Data kan symmetrisch worden overgedragen tussen de interne een heid 2 en de externe eenheid 1. Dat wil zeggen, een eerste of tweede informatiesignaal kan worden overgedragen respectievelijk worden ontvangen door de inrichting 20. Bijvoorbeeld, de inrichting 14 kan data afgeven aan de interne microbesturingseenheid 15, die op haar beurt 25 deze als data overdraagt naar de interne databesturingseenheid 18 via de interne koppeling 22. De interne microbesturingseenheid 15 zelf kan aanvullende data afgeven aan de interne databesturingseenheid 18 via de interne koppeling 22. De databesturingseenheid 18 kan de uitgaande data moduleren door elk willekeurig geschikt schema, zoals bijvoor-30 beeld ASK-modulatie. Het verdient in feite de voorkeur dat de interne data-besturingseenheid 18 uitgaande data op dezelfde wijze moduleert als de externe databesturingseenheid 5·

Net als de externe databesturingseenheid 5 worden data ASK-gemo-duleerd op een hoogfrequent draaggolfsignaal met een frequentie van 35 bijvoorbeeld 8 MHz, door de interne databesturingseenheid 18. Het data-gemoduleerde draaggolfsignaal kan worden afgegeven aan de interne signaalconditioneerinrichting 17 en kan achtereenvolgens worden ingevoerd in de interne koppelaar 11 waarin een tweede magnetisch veld 19 10021 30 9 dat representatief is voor de uitgaande data kan worden opgewekt. Het tweede magnetische veld 19 raakt de externe koppelaar 10 waardoor een elektrische stroom hierin wordt geïnduceerd, welke stroom representatief kan zijn voor de ASK-gemoduleerde draaggolf die van de interne 5 eenheid 2 is overgedragen. De signaalconditioneerinrichting 16 kan het ASK-gemoduleerde draaggolfsignaal naar de externe databesturingseen-heid 5 sturen voor demodulatie, zodat de gedemoduleerde datastroom kan worden afgegeven aan de externe besturingseenheid 9· De externe besturingseenheid 9 kan worden gebruikt voor het verschaffen van programme-10 rings-, besturings-, diagnostische en dataverzamelfuncties in samenwerking met de implanteerbare inrichting 20.

Figuur 2 illustreert verder een onderhavige uitvoeringsvorm van de externe eenheid 1 zoals deze is aangegeven in figuur 1. Zoals in figuur 1 kan de voedingseenheid 3 gelijkstroomvermogen aan de vermo-15 gensomzetter 4 leveren. In de vermogensomzetter 4 kan de H-brug-inver-ter 27 de spanning die is geleverd door de gelijkstroomvoedingseenheid 3 omzetten in een wisselspanning van een vooraf geselecteerde frequentie, wat de vermogensfrequentie is. De frequentie van de wisselspanning is zodanig gekozen dat deze althans nagenoeg op de resonantiefre-20 quentie van de primaire afgestemde kring 31 is die zich binnen de externe koppelaar 10 in figuur 1 kan bevinden. De primaire afgestemde kring 31 kan bestaan uit de primaire stroomsterke condensator 30 en de primaire uitwendige spoel 29·

De primaire afgestemde kring 31 vertegenwoordigt een lage-impe-25 dantiepad naar de wisselspanning die oscilleert bij de grondfrequentie van de kring 31. terwijl andere harmonische frequenties althans nagenoeg worden gedempt. De resulterende stroom door de primaire afgestemde kring 31 is althans nagenoeg sinusvormig wanneer deze is geëxciteerd door een spanningsbron met vooraf geselecteerde resonantiefre-30 quentie van de primaire afgestemde kring 31· De vooraf geselecteerde resonantiefrequentie is gekozen voor het verschaffen van een gewenst minimumvermogensoverdrachtsniveau, zoals 70 watt, aan de interne componenten terwijl de laagste geanticipeerde spanning van de voedingseenheid 3. zoals bijvoorbeeld 10 volt, wordt gebruikt. In de onderha-35 vige uitvoeringsvorm ligt de vooraf geselecteerde resonantie- of vermogensfrequentie tussen circa 152 kHz en 168 kHz, bij voorkeur tussen circa 158.4 kHz en 161.8 kHz, en meer bij voorkeur op circa 160 kHz.

10021 30 10

In de vermogensomzetter 4 kan de H-brug-besturingseenheid 32 zowel de arbeidscyclus als de schakelfrequentie van de H-brug-inverter 27 bepalen. Om de componenten van de externe eenheid 1 tegen excessieve stromen te beschermen, en om een efficiënte energie-overdracht naar 5 de componenten van de interne eenheid 2 te behouden, kan de H-brug-besturingseenheid 32 gebruik maken van de ingangssignalen van de over-stroomdetector 33 en de shuntdetector 36. Als de grootheid van de sinusstroom door de stroomsensor 28 een vooraf geselecteerde maximum drempel overschrijdt, kan de overstroomdetector 33 de H-brug-bestu-10 ringseenheid 32 signaleren om de vermogensoverdracht voor één cyclus te stoppen.

De shuntdetector 36 bewaakt de spanning die is opgewekt door de stroomsensor 28 om te bepalen of er een shunt over de interne afgestemde kring 46 is (figuur 3)· Als de shuntdetector 36 aangeeft dat de 15 interne afgestemde kring 46 (figuur 3) geshunt is, kan de H-brug-besturingseenheid 32 de arbeidscyclus van de H-brug-inverter 27 van bijna 100 procent naar een lagere waarde zoals circa 10 procent reduceren. Als daarentegen de interne afgestemde kring 46 (figuur 3) niet is geshunt, kan de H-brug-inverter 27 worden aangedreven met een ar-20 beidscyclus van bijna 100 procent. Om een accurate aandrijffrequentie naar de H-brug-inverter 27 te behouden maakt de H-brug-besturingseen-heid 32 gebruik van een klokfrequentie die is afgeleid van een klok-schakeling die een kristaloscillator 26 kan zijn.

De externe koppeling 21 tussen de externe besturingseenheid 9 en 25 de externe databesturingseenheid 5 in figuur 1 kan drie besturingslij-nen omvatten, namelijk tx_rx-signaal 300, data_rx-signaal 301, en data_tx-signaal 302, zoals te zien is in figuur 2. Signaal 300 geeft het overdracht/ontvangbesturingssignaal aan. Signaal 301 geeft het te-ontvangen-data-signaal aan. Signaal 302 geeft het over-te-dragen-data-30 signaal aan. Elk van de signalen 300, 301 en 302 kunnen een waarde aannemen van ofwel logisch nul ofwel logisch een.

In één uitvoeringsvorm overeenkomstig de onderhavige uitvinding, wanneer het signaal 300 een logische een is, moduleert de ASK-modula-tor 39 de draaggolf frequentie van de kristaloscillator 2 6 met het 35 signaal 302. Op overeenkomstige wijze, wanneer het signaal 302 een logische een is, zendt de ASK-modulator 39 een logische nul naar het lijnaandrijforgaan 40. Als het signaal 302 een logische nul is terwijl het signaal 300 een logische een is, maakt de ASK-modulator 39 het 1002130 11 mogelijk dat het kloksignaal 26a van de kristaloscillator 26 het lijn-aandrijforgaan 40 direct aandrijft.

De verschiluitgang van het lijnaandrijforgaan 40 kan worden gekoppeld met de externe signaalconditioneerinrichting 16, die daarbin-5 nen het eerste frequentie-selectieve filter 316 kan hebben, waarbij de middenfrequentie van het frequentie-selectieve filter bij voorkeur ongeveer hetzelfde is als de draaggolffrequentie die voor de modulatie wordt gebruikt, hier circa 8 Mhz. In een uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding verdient het de voorkeur dat de respectieve 10 onderste en bovenste afsnijfrequenties van het filter 316 circa 7 · 84 MHz en 8.16 MHz zijn, en bij voorkeur circa 7-9 MHz en 8.1 MHz, waarbij de middenfrequentie circa 8 MHz is. Omdat het eerste frequentie-selectieve filter 316 in de signaalconditioneerinrichting 16 een hoge impedantie kan hebben met frequenties nabij zijn middenfrequentie, en 15 anders lage impedantie, kan de signaalconditioneerinrichting 16 transparant blijven voor de vermogensoverdrachtsschakeling, bij vermogens-overdrachtsfrequenties, bijvoorbeeld circa l60 kilohertz. Derhalve kan de vermogensoverdrachtsstroom, althans nagenoeg onbelemmerd, serieel door het filter 316 lopen, terwijl het draaggolffrequentie-datasignaal 20 van circa 8 MHz bewerkstelligt dat een detecteerbare spanning wordt ontwikkeld over het filter 316.

In feite werkt het filter 316 als een scherp sperfilter ten opzichte van de vermogensoverdrachtsstroom, waarbij alle stroomfrequen-ties behalve circa 8 MHz worden doorgelaten, en, tegengesteld daaraan, 25 als een banddoorlaatfilter ten opzichte van de datadraaggolfspanning, waarbij enkel een spanning wordt ontwikkeld over het filter 316 als reactie op signalen met frequenties rond 8 MHz.

Tijdens de data-overdracht zet de externe signaalconditioneerinrichting 16 het rechthoekuitgangssignaal van het lijnaandrijforgaan 40 30 om in een sinusspanning voor overdracht via een overdrachtsmedium. De resulterende spanning over de signaalconditioneerinrichting 16 bewerkstelligt dat een hoogfrequente stroom in de uitwendige spoel 29 stroomt. Dit magnetische veld kan worden gekoppeld met een interne koppelaar zoals bijvoorbeeld de interne koppelaar 11 in figuur 1.

35 Tijdens het demodulatieproces, dat wil zeggen wanneer het signaal 300 een logische nul is, loopt hoogfrequente stroom die in de uitwendige spoel 29 kan worden geïnduceerd, via het eerste frequentie-selectieve filter 316 in de signaalconditioneerinrichting 16. De data- 1002130 12 transformator detecteert en scaleert de spanning over het eerste frequentie-selectieve filter 316 en derhalve de signaalconditioneerin-richting 16 en routeert deze naar de hoogfrequente detector 37. De hoogfrequente detector 37 zet analoge ingangssignalen boven een vooraf 5 geselecteerde drempel om in digitale-niveau-pulsen. Wanneer er zich een logische nul op het signaal 300 bevindt, ontvangt de ASK-demodula-tor 38 de digitale-niveau-pulsen en onttrekt het signaal 301 daarvan.

De snelle stijgtijden die door de transistoren in de H-brug-inverter 27 worden gebruikt kunnen bursts van breedband-energie tot 10 stand brengen die met de signaalconditioneerinrichting 16 kunnen wor den gekoppeld. De resulterende transiënte sinusgolven in de signaalconditioneerinrichting 16 wekken deterministische ruis op die foutief geïnterpreteerd zou kunnen worden als een geldig hoogfrequent signaal. Daarom kunnen eerste onderdrukkingsmiddelen voor het onderdrukken van 15 deze, en andere, deterministische ruis worden gebruikt, en kunnen in het bijzonder zijn belichaamd door de onderdrukkingspulsgenerator 35· De generator 35 kan tijdens data-demodulatie worden gebruikt voor het tot stand brengen van een onderdrukkingspuls van voldoende breedte, zoals 75Ο nsec, om de ASK-demodulator 38 samenvallend met de kritieke 20 flanken van het ingangssignaal naar de H-brug-inverter 27 te desacti-veren.

Figuur 3 beschrijft één uitvoeringsvorm van de interne eenheid 2. De interne koppelaar 11 kan de secundaire afgestemde kring 46 omvatten, die op zichzelf de inwendige spoel 44 kan omvatten en de interne 25 stroomsterke condensator 45· Stroom die in de primaire afgestemde kring 31 in figuur 2 circuleert kan een wisselstroom induceren in de secundaire afgestemde kring- 46. Deze wisselstroom kan een inkomend samengesteld intern signaal 13 zijn dat een hoogfrequent wisselstroom-vermogenssignaal en een data-gemoduleerd hoogfrequent draaggolfsignaal 30 kan omvatten. Het signaal 13 kan worden afgegeven aan de interne signaalconditioneerinrichting 17. die hieronder is beschreven, voor onttrekking van bestaande data en kan dan worden gezonden naar de span-ningsregelaar 12, die ook hieronder is beschreven, voor omzetting van het eerste vermogenssignaal in het tweede vermogenssignaal. Het tweede 35 vermogenssignaal, dat het geconditioneerde Vcc-spanningssignaal 205 kan zijn, kan dan aan de implanteerbare inrichting 20 worden afgegeven voor het verschaffen van vermogen voor de hart-hulpinrichting 14.

1002130 13

In de spanningsregelaar 12 kan het Vcc-spanningssignaal 205 worden gehandhaafd op een althans nagenoeg constante amplitude door het reguleren van de hoeveelheid stroom die aan de uitgangscondensator 52 is geleverd. De diodebrug 51 en de uitgangscondensator 52 zetten de 5 wisselstroom om in een gelijkstroom. Wanneer het spanningssignaal 205 bij benadering op een maximum is, kan de stroom worden weggeleid van de uitgangscondensator 52 en kan worden beperkt tot de interne af gestemde kring 46 door shuntingmiddelen die deel kunnen zijn van de spanningsregelaar 12 en die de shuntbesturingseenheid 50 en de shunt-10 schakelaar 49 kunnen omvatten.

Shuntingmiddelen kunnen reageren op nuldoorgangen van signaal 13-De uitgangsspannings-bewakingsinrichting 53 waarschuwt de shuntbesturingseenheid 50 wanneer het spanningssignaal 205 zich op een vooraf geselecteerde maximum spanning bevindt. Wanneer het spanningssignaal 15 205 het vooraf geselecteerde maximum bereikt, zoals bijvoorbeeld 17 volt, kan de shuntbesturingseenheid 50 de shuntschakelaar 49 activeren onmiddellijk nadat de nuldoorgangsdetector 47 aangeeft dat de sinus-stroom in de interne afgestemde kring 46 nul is. Door het inschakelen van de shuntschakelaar 49 terwijl hier een bijna-nulstroom doorheen 20 stroomt, dat wil zeggen door het synchroniseren van het bedrijf van de shuntbesturingseenheid 50 en de shuntschakelaar 49 met nuldoorgangen van het signaal 13, kunnen de shuntingmiddelen schakelverliezen en elektromagnetische interferentie minimaliseren. Nadat het spanningssignaal 205 tot een vooraf geselecteerde minimum waarde daalt, bij-25 voorbeeld 16 volt, kan de shuntbesturingseenheid 50 de shuntschakelaar 49 uitschakelen en het mogelijk maken dat stroom via de diodebrug 51 terugvloeit en dan in de uitgangscondensator 52.

Tijdens de data-overdracht van de interne eenheid 2 naar de externe eenheid 1 kan de interne databesturingseenheid 18 via de interne 30 koppeling 22 informatie ontvangen van de interne microbesturingseen-heid 15, zoals in figuur 1 te zien is. Zoals in figuur 3 te zien is, kan de interne koppeling 22 tussen de interne microbesturingseenheid 15 en de interne databesturingseenheid 18 drie besturingsleidingen omvatten, namelijk sec_tx_rx-signaal 304, sec_data_tx-signaal 305 en 35 sec_data_rx-signaal 306. Signaal 304 vertegenwoordigt het secundaire overdracht/ontvangbesturingssignaal. Het signaal 305 geeft het secundaire over-te-dragen-data-signaal aan. Het signaal 306 heeft het secundaire te-ontvangen-data-signaal aan. Elk van de signalen 304, 305 1002130 14 en 306 kunnen een waarde aannemen van ofwel logisch nul ofwel logisch een.

Wanneer het signaal 304 een logische een is, moduleert de ASK-modulator 59 de draaggolffrequentie van de kristaloscillator 54 met 5 het over te dragen datasignaal. Op overeenkomstige wijze, wanneer het signaal 305 een logische een is, zendt de ASK-modulator 59 een logische nul naar het lijnaandrijforgasm 60. Als het signaal 305 een logische nul is terwijl het signaal 304 een logische een is, maakt de ASK-modulator 59 het mogelijk dat de kristaloscillator 54 het lijnaan-10 drijforgaan 60 direct aandrijft. Het verschiluitgangssignaal van het lijnaandrijforgaan 60 kan worden gezonden naar de interne signaalcon-ditioneerinrichting 17 en kan worden gekoppeld met het tweede frequen-tie-selectieve filter 48 via de interne data-transformator 56.

Net als het eerste frequentie-selectieve filter 316 in figuur 2 15 heeft het de voorkeur dat het tweede frequentie-selectieve filter 48 een middenfrequentie van ongeveer de draaggolffrequentie van de gemoduleerde data heeft, hier circa 8 MHz. In een uitvoeringsvorm overeenkomstig de onderhavige uitvinding heeft het de voorkeur dat de respectieve onderste en bovenste afsnijfrequenties van het filter 48 circa 20 7*84 MHz en 8.16 MHz zijn, en bij voorkeur circa 7-9 MHZ en 8.1 MHz, waarbij de middenfrequentie circa 8 MHz is.

Ook net als het filter 316 in figuur 2 kan het tweede frequentie-selectieve filter 48 een hoge impedantie hebben bij frequenties nabij zijn middenfrequentie, en anders lage impedantie. Daarom kan de sig-25 naalconditioneerinrichting 17 transparant blijven ten opzichte van de vermogensoverdrachtsschakeling, met vermogensoverdrachtsf requenties bijvoorbeeld circa 160 kilohertz. De vermogensoverdrachtsstroom kan, althans nagenoeg onbelemmerd, serieel door het filter 48 lopen, terwijl het draaggolffrequentie-datasignaal van circa 8 MHz bewerkstel-30 ligt dat er een detecteerbare spanning wordt ontwikkeld over het filter 48.

In een effect dat gelijksoortig is aan het filter 316 in figuur 2 werkt het filter 48 in figuur 3 als een scherp sperfilter ten opzichte van de vermogensoverdrachtsstroom, waarbij alle stroomfrequenties 35 behalve circa 8 MHz worden doorgelaten en, tegengesteld daaraan, als een banddoorlaatfilter ten opzichte van de datadraaggolfspanning, waarbij een spanning wordt ontwikkeld over het filter 48 alleen als reactie op signalen met frequenties rond 8 MHz.

1002130 15

Tijdens de data-overdracht zet het tweede frequentie-selectieve filter 48 het rechthoekuitgangssignaal van het lijnaandrijforgaan 60 om in een sinusspanning voor overdracht via het overdrachtsmedium. De resulterende spanning over het tweede frequentie-selectieve filter 48 5 leidt ertoe dat hoogfrequente stroom in de inwendige spoel 44 stroomt, waardoor een magnetisch veld wordt geïnduceerd dat kan worden gekoppeld met de uitwendige spoel 29 in de externe koppelaar 10 in de figuren 1 en 2,

Tijdens het demodulatieproces, dat wil zeggen wanneer data wordt 10 ontvangen van de externe eenheid 1, loopt de hoogfrequente stroom die in de inwendige spoel 44 is geïnduceerd via het tweede frequentie-selectieve filter 48. Omdat het filter 48 een hoge impedantie heeft aan zijn middenfrequentie, bijvoorbeeld 100 ohm, brengt de stroom die door het tweede frequentie-selectieve filter 48 stroomt een spanning 15 daarover tot stand. Bij vermogensoverdrachtsfrequenties vertegenwoordigt het tweede frequentie-selectieve filter 48 een zeer lage impedantie en blijft derhalve transparant voor de vermogensontvangschakeling. De data-transformator 56 scaleert de spanning over het tweede frequentie-selectieve filter 48 en leidt deze naar de hoogfrequente detector 20 58. De hoogfrequente detector 58 zet analoge ingangssignalen boven een vooraf geselecteerde drempelwaarde om in digitale-niveau-pulsen. Tijdens de demodulatie is het signaal 304 een logische nuldoorgang die bewerkstelligt dat de ASK-demodulator de digitale-niveau-pulsen van de hoogfrequente detector 58 ontvangt, en de secundaire te ontvangen data 25 onttrekt, dat wil zeggen signaal 306. Signaal 306 kan worden aangeduid als sec_data_rx-signaal.

Wanneer de stroom door de secundaire afgestemde kring 46 nul amplitude kruist, kan de resulterende voorspannings-omkering van de diodebrug 51 transiënten over het tweede frequentie-selectieve filter 30 48 induceren, die sinusvormig kunnen zijn. Dergelijke transiënte gol ven in het filter 48 zijn deterministische ruis die foutief geïnterpreteerd zouden kunnen worden als een geldig hoogfrequent signaal. Daarom kunnen tweede onderdrukkingsmiddelen voor het onderdrukken van dergelijke deterministische ruis worden toegepast, en kunnen specifiek 35 worden belichaamd door de onderdrukkingspulsgenerator 55· De onder-drukkingspulsgenerator 55 kan worden gesynchroniseerd voor het tot stand brengen van een onderdrukkingspuls van voldoende breedte, zoals bijvoorbeeld 500 nsec, om de ASK-demodulator 57 samenvallend met de 1002130 16 nulstroomdoorgangen van de secundaire afgestemde kring 46 te desacti-veren. De nuldoorgangsdetector 47 kern de onderdrukkingspulsgenerator 55 triggeren voor het bewerkstelligen van ruisonderdrukking.

Figuur 4 illustreert verder een uitvoeringsvorm van externe appa-5 raatschakelingen exclusief de digitale logica die is geïmplementeerd binnen een programmeerbare logische inrichting (PLD). De besturings-signalen 128, 129, 130 en 131 (figuur 5) besturen de uitgangen 64, 67, 68 en 70 van het H-brug-aandrijforgaan 65a en 65b. De MOSFET's 88, 89. 90 en 91. samen met de primaire afgestemde kring 31* omvatten een H-10 brug. De stroomsterke aandrijforgaanuitgangen 64, 67. 68, 70 drijven de gate-ingangen van de MOSFET’s in de H-brug aan. De aandrijforgaan-uitgang 66, de diode D2, en de condensator C5 brengen een niveau-ver-schoven voedingsspanning aan de aandrijfleiding 72 tot stand die ongeveer tweemaal de spanning kan zijn die is verschaft door de voedings-15 eenheid 3 (figuur 1). De spanning aan de aandrijfleiding 72 kan worden gebruikt voor het tot stand brengen van een aandrijf spanning aan de uitgang 64 die voldoende is voor het inschakelen van de N-kanaal-MOS-FET's. Op soortgelijke wijze brengen de aandrijfpen 69, diode D3 en condensator C6 een zelfstartende voeding voor de aandrijfleiding 71 20 tot stand. Het niveau-verschuiven van de uitgangsspanning van de uitgangen 64 en 68 maakt het mogelijk dat de H-brug alle N-kanaal-M0S-FET's met lage weerstand omvat. Dit maximaliseert op zijn beurt de vermogensomzettingsefficiëntie.

De stroomsensor 28 detecteert een spanning die de stroom verte-25 genwoordigt die in de primaire afgestemde kring 31 stroomt. De stroom die door de H-brug circuleert kan worden gescaleerd door de stroom-transformator 7^ en kan via de leidingen 320 en 105 naar de diodebrug 75 worden gerouteerd. De gelijkgerichte stroom ontwikkelt een ten opzichte van aarde gedefinieerde spanning over Rl, die kan worden 30 verbonden met de niet-inverterende ingang 76 van de vergelijker 80. Het inverterende aansluitpunt 77 van de vergelijker 80 is verbonden met een referentiespanningsbron Vrefl, het positieve voedingsaansluit-punt 70 is verbonden met een vijf-volt-bron, het negatieve voedings-aansluitpunt 78 is verbonden met aardpotentiaal, en uitgevoerd naar 35 het aansluitpunt 8l.

Zoals is geconfigureerd kan het uitgangsaansluitpunt 81 hoog zijn wanneer de stroom door de primaire afgestemde kring 31 boven een ingestelde drempel kan zijn, zoals bijvoorbeeld 25 ampère. De ingang 76 1002130 17 kan zijn verbonden met de inverterende vergelijkeringang 82 van de vergelijker 86 via een laagdoorlaatfilter dat is gevormd door R7 en C4. Het niet-inverterende aansluitpunt 83 kan zijn verbonden met een andere spanningsreferentie Vref2t die kan zijn afgeleid vein het Vrefl-5 aansluitpunt 77· De vergelijker 86 omvat een positief voedingsaan-sluitpunt 84 dat is verbonden met een vijf-volt-bron, een negatief voedingsaansluitpunt 85 dat is verbonden met aardpotentiaal, en een aansluitpunt voor de vergelijkeruitgang 87· De vergelijkeruitgang 87 kan hoog worden gehouden wanneer de gemiddelde stroom door de primaire 10 afgestemde kring 31 zich onder een ingestelde drempel bevindt. De vergelijkeringang 82 kan ook worden verbonden met de niet-inverterende ingang 112 van de vergelijker 108. De vergelijker 108 omvat het positieve voedingsaansluitpunt 111 dat is verbonden met een vijf-volt-bron, het negatieve voedingsaansluitpunt 110 dat is verbonden met 15 aardpotentiaal, en het vergelijkeruitgangs-aansluitpunt 109- De inverterende ingang 113 kan worden verbonden met een spanningsreferentie Vref. Het vergelijkeruitgangs-aansluitpunt 109 wordt aangesproken wanneer de gemiddelde stroom door de primaire afgestemde kring 31 zich boven een ingestelde drempel bevindt, zoals bijvoorbeeld 13 ampère.

20 Figuur 4 illustreert de componenten die gebruikt kunnen worden voor data-overdracht en -ontvangst. Tijdens data-ontvangst bewerkstelligt de hoogfrequente stroom die in de uitwendige spoel 29 is geïnduceerd een spanning over de eerste frequentie-selectieve filterleidin-gen 103 en 104, die tevens zijn verbonden met de data-transformator 25 34. De inductor LI die is aangesloten tussen de leidingen 103 en 104 kan een kleine inductor (*> 40nH) met luchtkern zijn die een kleine inductantie heeft vergeleken met de veel grotere uitwendige spoel 29 (= 1.9 uH). Door van LI een kleine luchtkern-inductor te maken kan de weerstand van de spoel worden geminimaliseerd {= 4 milliohm) en heeft 30 derhalve een minimaal effect op de vermogensoverdracht-efficiëntie.

De leiding 92a van de transformator 34 kan worden verbonden met de uitgangsleiding 92b van het lijnaandrijforgaan 101. Het lijnaan-drijforgaan 101 omvat een andere uitgangsleiding 94, die kan zijn verbonden met de transformatorleiding 93 via een ontkoppelingsconden-35 sator Cl. De leiding 103 kan zijn verbonden met een vijf-volt-voe-dingsbron, terwijl de negatieve voedingspen 102 kan zijn verbonden met aarde. Uitgangspennen van het aandrijforgaan 101 worden bestuurd door de activeringspen 106 en de ingangspen 107· Als de activeringspen 106 1002130 18 logisch laag wordt gehouden, kunnen de uitgangsleidingen 92b en 94 in de drie-toestanden-modus worden gebracht, en elektrisch worden ontkoppeld van de transformatorleidingen 92a en 93· Alternatief kunnen de leidingen 92b en 94 worden geïsoleerd van de transformatorleidingen 5 met actieve schakelaars.

De ingangspen 107 wordt aangedreven door ASK_mod op uitgang 182. Wanneer het lijnaandrijforgaan 101 wordt geactiveerd door een logische een van het tx_rx-signaal 300, drijven de verschiluitgangsleidingen 94 en 92b de data-transformator 34 aan via de transformatorleidingen 93 10 en 92a. De data-transformator 34 wekt een gescaleerde sinusvormige uitgangsspanning over de leidingen 103 en 104 op terwijl het lijnaan-drijforgaanblok 40 wordt geïsoleerd van de hoge stromen in het eerste frequentie-selectieve filter 316. De spanning over de eerste frequen-tie-selectieve filteraansluitpunten 103 en 104 is in feite parallel 15 aan de uitwendige spoel 29 bij frequenties die aanzienlijk boven de resonantiefrequentie van de primaire afgestemde kring 31 zijn. De hoogfrequente spanning over de uitwendige spoel 29 kan dan met de inwendige spoel 44 in figuur 3 worden gekoppeld.

De datademodulatieschakeling omvat een hogesnelheids-vergelijker 20 99 met uitgangsleiding 100, positieve voedingspen 98, negatieve voe- dingspen 97. niet-inverterende ingang 95. en inverterende ingang 96. De voedingspen 98 kan worden verbonden met een voeding van vijf volt, terwijl de voedingspen 97 kan worden verbonden met een voeding van min vijf volt. De inverterende ingang 96 kan via een hoogdoorlaatfilter 25 zijn verbonden met 92a. Het hoogdoorlaatfilter dat door C3. R3 en R4 is gevormd reduceert de effecten van signalen nabij de vermogensover-drachtsfrequenties zoals bijvoorbeeld 160 kHz op het bedrijf van de hoogfrequente detector 37· R5 en R6 verhinderen ook dat de spanningen op de ingang 96 het in-fase-gebied van de vergelijker 99 overschrijden 30 terwijl het lijnaandrijforgaan 101 is geactiveerd.

De niet-inverterende ingang 95 kan via het hoogdoorlaatfilter dat is gevormd door C2, R2 en R5 zijn verbonden met de transformatorlei-ding 93· Opnieuw reduceert dit filter de effecten van signalen nabij de vermogensoverdrachtsfrequenties op de hoogfrequente detector 37 en 35 kan correct in-fase-bedrijf van de vergelijker 99 waarborgen. De weerstand R6, die is verbonden tussen de leiding 100 en de ingang 95, verschaft positieve hysteresis aan de niet-inverterende ingang 95. De waarde van R6 stelt de minimum vereiste amplitude van een signaal 1002130 19 tussen de transformatorleidingen 92a en 93 zodanig dat het als een geldig signaal wordt beschouwd. Zoals geconfigureerd kan de leiding 100 hoog blijven totdat het spanningsverschil tussen de ingang 95 en de ingang 96, zoals 500 millivolt, voldoende is om te bewerkstelligen 5 dat de leiding 100 laag wordt gepulseerd.

Figuur 5 is een diagram dat representatief is voor de H-brug-besturingseenheid 32, die bestemd is om de schakelsequentie van de schakelingen die worden gebruikt in een standaard H-brug-inverter-configuratie te besturen. De besturingssignalen 128, 129, 130 en 131 10 besturen de toestand van de H-brug-aandrijforganen 65a en 65b (figuur 4). In het bijzonder besturen de uitgangen Ahigh, besturingssignaal 128, en B_high, besturingssignaal 130 de inschakeltijd of arbeidscy-clus, van elke poot van de H-brug. De uitgangen A_high, besturingssignaal 128 en B_low, besturingssignaal 131, vormen één poot van de aan-15 drijfsequentie terwijl B_high, besturingssignaal 130, en A_low, besturingssignaal 129, de andere poot vormen. De eenheden Drive A 127 en DriveB 126 zijn zodanig ingericht dat voldoende dode tijd, zoals 250 nanoseconden (nsec) kan worden voorzien tussen aandrijfsequenties. Deze dode tijd maakt het voor de H-brug-inverter 27 (figuur 2) moge-20 lijk om van fase te veranderen zonder doorschietstromen tot stand te brengen. De dode tijd kan worden bestuurd door deadclock-signaal 138.

De tijdsequenties voor de H-brug-besturingseenheid 32 zijn afgeleid van de uitgangsfrequentie van de kristaloscillator 26 (figuur 2). In de eerste plaats deelt de klokdeler 124 de uitgangsfrequentie van 25 de kristaloscillator 26, bijvoorbeeld 8 MHz, in de uitgangssignalen die drvclk-signaal 132, dead-clock-signaal 138 en duty-clock-signaal 133 omvatten. Eén cyclus van het drvclk-signaal 132 bestaat uit een vermogensschakelcyclus in de H-brug-besturingseenheid 32. De puls-breedte van het arbeidsklok-uitgangssignaal 133 bestuurt de arbeidscy-30 clus van de H-brug-besturingseenheid 32 terwijl deze zich in lage-arbeidscyclus-modus bevindt.

De frequentie van het drvclk-signaal 132 kan tweemaal de vooraf geselecteerde resonantiefrequentie van de primaire afgestemde kring 31 (figuur 2) zijn. Het omklapregister 123 maakt gebruik van de drvclk-35 signaal 132 ingang voor het tot stand brengen van een uitgang 137 die de vermogensschakelfase van de besturingssignalen 128, 129, 130 en 131 omklapt.

1002130 20

De stroombegrenzings-besturingseenheid 120 gebruikt het drvclk-signaal 132 en het I-lim-signaal op het uitgangsaansluitpunt 8l (figuur 4) voor het tot stand brengen van een signaal aan de uitgang 134. De uitgang 134 kan naar de uitgangsdecodeereenheid 125 worden gerou-5 teerd en schakelt uiteindelijk de actieve besturingssignalen 128 of 130 uit tot de volgende stijgende flank op het drvclk-signaal 132. D e uitschakeleenheid 121 heeft ingangen van het sdtrigger-signaal op het vergelijker-uitgangsaansluitpunt 109 (figuur 4) en het drvclk-signaal I32. Wanneer het sdtrigger-signaal op het aansluitpunt 109 actief is 10 (gemiddelde stroom in de primaire afgestemde kring bevindt zich buiten het bereik), dan kan de uitgang 135 de besturingssignalen 128 en 130 oneindig uitschakelen.

De arbeidscyclus-besturingseenheid 122 bestuurt de arbeidscyclus van de uitgangsregisters. De arbeidscyclus van een vermogenscyclus kan 15 liggen tussen circa 10 procent tot bijna 100 procent. Als het lowhigh-signaal op de vergelijkeruitgang 87. dat wil zeggen de shunt-detector-ingang (figuur 4) een logische een is, kan het uitgangssignaal 136 de uitgangsregisters in een arbeidscyclus van ongeveer 10 procent brengen. Het duty_clock-signaal 133 kan de arbeidscyclus be-20 sturen. Wanneer de vergelijkeruitgang 87 eenmaal aangeeft dat de interne afgestemde kring 4l (figuur 3) niet langer geshunt is, kan de arbeidscyclus-besturingseenheid 122 het mogelijk maken dat een bijna 100 procents vermogenscyclus-vermogensoverdracht opnieuw begint.

De decodeereenheid 125 neemt de uitgangen 134, 135. 136 en 137 en 25 routeert de geschikte logische niveaus naar Drive_A-eenheid 127 en Drive_B-eenheid 126. De eenheden 126 en 127 gebruiken de uitgangen 139 en 140 om de besturingssignalen 128, 129, 130 en 131 in de geschikte toestand te plaatsen.

Figuur 6 vertegenwoordigt een mogelijke implementatie van de 30 onderdrukkingspulsgenerator 35· Wanneer een bovenste M0SFET in de H-brug is in- of uitgeschakeld, dan oscilleert het eerste frequentie-selectieve filter 316 in figuur 2, of slingert uit, als een resultaat van de breedbandenergie die tot stand is gebracht door het schakelen van de MOSFET, waardoor een andere bron van deterministische ruis 35 wordt gevormd. Omdat flanken aan ofwel A_high, dat wil zeggen bestu-ringssignaal 128, ofwel B_high, dat wil zeggen besturingssignaal 130, het schakelen van een bovenste MOSFET in de H-brug initiëren, worden zij gebruikt voor het initiëren van de onderdrukkingspuls. Wanneer de f002130 21 flankdetector 145 flanken detecteert aan ofwel besturingssignaal 128 ofwel besturingssignaal 130, klapt de uitgang 146 om naar een logi-sche-een-toestand voor één cyclus van de tijdschakeling 26, bijvoorbeeld 125 nsec. Een logische een aan de uitgang 146 bewerkstelligt dat 5 het onderdrukkingsregister 148 een logische een plaatst op de onder-drukkingspuls 154. Een logische een aan 146 triggert ook de monosta-biele teller 153 ertoe om met tellen te beginnen. Nadat de monostabie-le teller 153 de gewenste telling bereikt, zoals decimaal 7. kan het onderdrukkingsregister 148 worden teruggesteld en kan de onderdruk-10 kingspuls 154 terugkeren naar een logische nul totdat de volgende flank is gedetecteerd bij besturingssignalen 128 of 130. De breedte van de onderdrukkingspuls 154, bijvoorbeeld 750 nsec, kan worden gekozen om te waarborgen dat het uitslingeren in het eerste frequentie-selectieve filter 316 (figuur 2) niet kan worden geïnterpreteerd als 15 een geldig signaal.

Figuur 7 is een schema van de ASK-demodulator die in het apparaat wordt gebruikt. Een logische nul op de onderdrukkingspuls 154 en een dalende flank van de RF pulsingang op de leiding 100 maakt het de EN-poort 162 mogelijk om de teller 160 te voeden met een stijgende klok-20 pulsflank. RF_pulsingang op de leiding 100 kan de uitgang van de vergelijker 144 van figuur 4 zijn. Wanneer de onderdrukkingspuls 154 van figuur 6 een logische een is, kan het sample_clk-signaal 162a op een logisch-nul-niveau worden gehouden. Hierdoor wordt verhinderd dat de bemonsteringsteller l60 zijn telling tijdens een actieve onderdruk-25 kingspuls 154 incrementeert. Alle willekeurige pulsen op de leiding 100 kunnen worden genegeerd terwijl de onderdrukkingspuls 154 een logische een is. Als de telleruitgangen 165, 166, I67 en 168 allemaal een logisch een zijn, dat wil zeggen decimale telling 16, kan de ingang 176a de teller 160 in die toestand houden totdat een logische een 30 op de uitgang 169a de teller 160 terugstelt naar nul. Wanneer het txrx-signaal 300 een logische een is, dat wil zeggen overdrachtsmo-dus, wordt de 0F-poort 169 vrijgegeven, en de teller 160 kan worden opgeschoond door de uitgang 169a.

De vijf-bit-periode-teller 178 incrementeert zijn uitgang met 35 elke klokpuls op het kloksignaal 26a terwijl het txrx-signaal 300 een logische nul is. Een logische een op de onderdrukkingspuls 154 kan de periodeteller 178 in zijn huidige toestand houden. Wanneer de periode-teller-uitgangen 171, 172, 173 en 174 een logische een zijn en de 1002130 22 uitgang I70 een logische nul is, kan het kloksignaal 175 de demod-registeringang 176 klokken. De ingang 176 is alleen een logische een als de hoogfrequente pulsteller 160 zich op de decimale telling 16 bevindt. Als er bijvoorbeeld 16 of meer hoogfrequente pulsen op de 5 leiding 100 zijn gedetecteerd door de hoogfrequente pulsteller 160 in de tijd die de periodeteller 178 nodig heeft om 31 klokpulsen op signaal 26a te tellen, zal het data_rx-signaal 301 een logische nul zijn. Anders zal het een logische een zijn. Bij de 32ste klokpulsinvoer 26a, zullen de uitgangen 170, 171. 172, 173 en 174 van de periodeteller 178 10 allemaal een logische een zijn en de uitgang 179 kan de OF-poort 169 activeren en de hoogfrequente pulsteller 160 op nul terugstellen. Bij de volgende stijgende flank van het signaal 26a kunnen de periodetel-ler-uitgangen 170, 171, 172, 173 en 174 worden teruggesteld op een logische nul, en een nieuwe bemonsteringsperiode zal beginnen. Tijdens 15 de overdrachtsmodus, terwijl het tx_rx-signaal 300 een logische een is, kunnen de uitgangen 170, 171. 172, 173 en 174 van de periodeteller 178 worden teruggesteld op logisch nul.

De ASK-modulator 39 in figuur 2, die in het apparaat is gebruikt, is getoond in de schematische weergave in figuur 8. De drie-ingangs-20 EN-poort 180 heeft de ingangsklokleiding 26a, het data_tx-signaal 302 en het tx_rx-signaal 300. Een logische een aan de ingang van het tx_rx-signaal 300 activeert de ASK-modulator 39· De over te dragen data, het data_tx-signaal 302, is geïnverteerd, en wordt dan toegevoerd aan de EN-poort 180. De uitgang 182 kan ofwel het kloksignaal 25 26a ofwel een logische nul zijn. In deze configuratie kan een hoogfre quente draaggolf worden overgedragen wanneer het signaal 301 een logische nul is.

Een deel van de interne apparaat-elektronica is getoond in figuur 9. Stroom die door de interne afgestemde kring 46 circuleert kan wor-30 den gescaleerd door de transformator 190 met de uitgangsaansluitpunten 191 en 192. Het aansluitpunt 192 kan worden verbonden met aardpotenti-aal. Het aansluitpunt 191 kan worden verbonden met de weerstand R19 en het inverterende aansluitpunt 198 van de vergelijker 193· Het positieve voedingsaansluitpunt 194 van de vergelijker 193 is aangesloten op 35 een vijf-volt-bron en het negatieve voedingsaansluitpunt 195 hiervan is aangesloten op een min-vijf-volt-potentiaal. Het uitgangsaansluit-punt 196 kan zijn verbonden met de niet-inverterende ingang 197 via de weerstand R17· De niet-inverterende ingang 197 kan ook zijn verbonden 1002180 23 met de weerstand Ril. De weerstandcombinatie van R17 en Rl8 verschaft een kleine, positieve hysteresis, van bijvoorbeeld lOmV, aan de niet-inverterende ingang 197· Het uitgangsaansluitpunt 196 van de nuldoor-gangsdetector 47 verandert van toestand elke keer dat de sinusstroom 5 door de interne afstemde kring 46 nul kruist.

De shuntschakelaar 49 kan worden verbonden over de interne afgestemde kring 46 bij de leidingen 201 en 199· De drain van de shunting M0SFET1 is verbonden met de leiding 201, de source hiervan is verbonden met aardpotentiaal, en de gate hiervan is verbonden met de uit-10 gangspen 204 van het MOSFET-aandrijforgaan 202. De drain van de M0SFET Q2 is verbonden met de leiding 199. de source hiervan is verbonden met aardpotentiaal, en de gate hiervan is verbonden met de uitgangspen 204 van het MOSFET-aandrijforgaan 202. Het positieve voedingsaansluitpunt 203 van het MOSFET-aandrijforgaan is verbonden met het Vcc-spannings-15 signaal 205, het negatieve voedingsaansluitpunt 207 hiervan is verbonden met aardpotentiaal, de ingangspen 206 hiervan is verbonden met het shuntsignaal 315. en de geïnverteerde uitgangspen 204 hiervan is verbonden met de gate-ingangen van Q1 en Q2. Wanneer een logisch laag wordt ontvangen op de ingang 206, worden Q1 en Q2 ingeschakeld. Wan-20 neer Q1 en Q2 zijn ingeschakeld worden de leidingen 199 en 200 van de interne afgestemde kring 46 samen door aarde kortgesloten. Hierdoor wordt verhinderd dat stroom door de diodebrug 51 en in de uitgangscon-densatoren 52 stroomt.

Een positief voedingsaansluitpunt 211 van de spanningsvergelijker 25 209. van de uitgangsspannings-bewakingsinrichting 53. is verbonden met het Vcc-spanningssignaal 205. het negatieve voedingsaansluitpunt 210 hiervan is verbonden met aardpotentiaal, en de uitgangspen 2l4 hiervan is verbonden met de weerstanden R15 en Rl6. De inverterende ingang 213 kan zijn verbonden met een referentiespanning Vref4. De niet-inverte-30 rende ingang 212 is verbonden met de hysteresis-weerstand Rl6 en de uitgang van de spanningsdeler die is gevormd door R12 en Rl4. Als het spanningssignaal 205 stijgt, kan de uitgangspen 214 op een logisch lage toestand blijven totdat het signaal 205 zijn maximale gewenste niveau zoals 17 volt bereikt. Wanneer het signaal 205 zijn maximum 35 bereikt, kan de pen 2l4 naar een logisch-een-niveau schakelen en de shunt-besturingseenheid 50 signaleren om de shunt-schakelaar 49 te activeren. De uitgangspen 2l4 kan op een logische een blijven totdat de energie die in de uitgangscondensatoren 52 is opgeslagen is afge- 1002130 24 voerd door de belasting en het spanningssignaal 205 tot zijn minimum waarde, zoals 16 volt, daalt. Wanneer de pen 214 eenmaal op een logische nul valt, kan de shunt-besturingseenheid 50 de shunt-schakelaar 49 bij de volgende nulstroom-doorgangsflank op het uitgangsaansluit-5 punt 196 desactiveren.

In figuur 9 zijn tevens de componenten getoond die worden gebruikt voor data-overdracht en -ontvangst. Tijdens data-ontvangst bewerkstelligt de hoogfrequente stroom die in de inwendige spoel 44 is geïnduceerd een spanning over de tweede frequentie-selectieve filter-10 leidingen 200 en 201, die met aansluitpunten van de data-transformator 56 zijn verbonden. De inductor LI die is verbonden tussen de leidingen 200 en 201 kan een kleine luchtkern-inductor (=60nH) zijn die een kleine inductantie heeft in vergelijking tot de veel grotere inwendige spoel 44 (*15uH). Ook door van LI een kleine luchtkern-inductor te 15 maken kan de weerstand van de spoel worden geminimaliseerd en derhalve een klein effect hebben op de vermogensoverdracht-efficiëntie. De datatransformatorleiding 221 kan zijn verbonden met de uitgangslijn 229 van het lijnaandrijforgaan 224. Het lijnaandrijforgaan 224 omvat tevens de uitgangslijn 223 die kan zijn verbonden met de datatransfor-20 mator-leiding 222 via een ontkoppelingscondensator C5. Het voedings-eenheid-aansluitpunt 227 kan zijn verbonden met een vijf-volt-voe-dingsbron terwijl de negatieve voedingspen 225 kan zijn verbonden met aarde. De uitgang van het lijnaandrijforgaan 224 is bestuurd door de activeringspen 226 en de ingangspen 228. Als de activeringspen 226 25 logisch laag wordt gehouden, kunnen de uitgangslijnen 229 en 223 in drie-toestand-modus worden gebracht en elektrisch worden ontkoppeld van de datatransformator-leidingen 221 en 222. Alternatief kunnen de lijnen 229 en 223 worden geïsoleerd van de transformatorleidingen met actieve schakelaars. De ingangspen 228 kan worden aangedreven door het 30 sec_data_tx-signaal 305·

Wanneer het lijnaandrijforgaan 214 is geactiveerd, drijven de verschiluitgangslijnen 229 en 223 de transformator Tl via de leidingen 221 en 222 aan. De datatransformator 56 wekt een gescaleerde sinusvor-mige uitgangsspanning over de leidingen 200 en 201 op terwijl het 35 lijnaandrijfblok 60 wordt geïsoleerd van de hoge stromen in het tweede frequentie-selectieve filter 48. De spanning over de frequentie-selectieve filter-aansluitleidingen 200 en 201 is in feite parallel aan de inwendige spoel 44 bij frequenties die aanzienlijk boven de resonan- 1002130 25 tiefrequentie van de interne afgestemde kring 46 liggen. De hoogfrequente spanning over de inwendige spoel 44 kan dan worden gekoppeld met de uitwendige spoel 29.

De hoogfrequente detector 58 omvat de hogesnelheids-vergelijker 5 2l8 met uitgangspen 215, positieve voedingspen 220, negatieve voe- dingspen 219, niet-inverterende ingang 217 en de inverterende ingang 216. De voedingspen 220 kan worden aangesloten op een vijf-volt-voe-ding, terwijl de voedingspen 219 kan worden aangesloten op een min-vijf-volt-voeding. De inverterende ingang 216 kan worden verbonden met 10 de leiding 222 via een hoogdoorlaatfilter. Het hoogdoorlaatfilter dat is gevormd door C6, R8 en Ril reduceert de effecten van signalen nabij de vermogensoverdrachtsfrequenties, bijvoorbeeld 160 kHz, op het bedrijf van de hoogfrequente detector 58. R8 en Ril vermijden ook dat de spanningen op de ingang 216 het in-fase-gebied van de versterker 218 15 overschrijden terwijl het lijnaandrijforgaan 60 is geactiveerd.

De niet-inverterende ingang 217 kan zijn verbonden met de leiding 221 via het hoogdoorlaatfilter dat is gevormd door C7, R9 en R10. Opnieuw reduceert dit filter de invloed van signalen nabij de vermo-gensoverdrachtsfrequenties op de hoogfrequente vergelijker 218 en 20 waarborgt althans nagenoeg correct in-fase-bedrijf van de versterker 2l8. De weerstand R12, die is aangesloten tussen de uitgang 215 en de ingang 217, verschaft positieve hysteresis aan de niet-inverterende ingang 217- De waarde van R12 stelt de minimale vereiste amplitude van een signaal tussen de leidingen 221 en 222 zodanig dat het kan worden 25 beschouwd als een geldig signaal.

Met verwijzing naar figuur 3, wanneer de stroom door de interne afgestemde kring 46 door nul kruist, keert de spanning'over de diode-brug 51 o®· Deze voorspannings-omkering induceert deterministische ruis over het tweede frequentie-selectieve filter 48, die kan worden 30 tegengegaan door tweede onderdrukkingsmiddelen, zoals bijvoorbeeld belichaamd door de onderdrukkingspulsgenerator die in figuur 10 is getoond. Omdat flanken op het zero_x_signaal aan het uitgangsaansluit-punt 196 nulstroomdoorgangen in de interne afgestemde kring 46 (figuur 3) vertegenwoordigen, kan het zerox-signaal op het uitgangsaansluit-35 punt 196 worden gebruikt voor het initiëren van een onderdrukkingspuls ten behoeve van data-ontvangst. Wanneer de flankdetector 235 in figuur 10 een flank op het uitgangsaansluitpunt 196 detecteert, klapt de 1002130 26 uitgang 236 om naar een logische-een-toestand voor één cyclus van het kristaloscillatorsignaal 54a, bijvoorbeeld 125 nsec.

Een logische een aan de uitgang 236 bewerkstelligt dat het onder-drukkingsregister 237 een logische een op zijn uitgang 238 plaatst. 5 Een logische een aan de uitgang 236 triggert de monostabiele teller 239 o™ n>et tellen te beginnen. Nadat de monostabiele teller 239 de gewenste telling bereikt, zoals bijvoorbeeld decimaal 5. kan het on-derdrukkingsregister 237 worden teruggesteld en de onderdrukkingspuls 238 kan terugkeren naar een logische nul totdat de volgende flank 10 wordt gedetecteerd aan het uitgangsaansluitpunt 196. De breedte van de onderdrukkingspuls 238, bijvoorbeeld 500 nsec, kan worden gekozen om te waarborgen dat het uitslingeren in het tweede frequentie-selectieve filter 48 (figuur 3) niet zal worden geïnterpreteerd als een geldig signaal.

15 Figuur 11 is een schema van de ASK-demodulator die in het appa raat is gebruikt. Een logische nul aan de onderdrukkingspulsingang 238 en een dalende flank aan de RF_pulsingang aan de uitgangspen 215 activeert de EN-poort 245 naar de hoogfrequente pulsteller 249 met een stijgende klokpulsflank. De RFpulsingang aan de uitgangspen 215 is de 20 uitgang van de vergelijker 218 van figuur 9- Wanneer de onderdruk-kingspulsingang 238 van figuur 10 een logische een is, kan de uitgang 245a op een logisch-nul-niveau worden gehouden. Dit verhindert dat de hoogfrequente pulsteller 249 zijn telling incrementeert tijdens een actieve onderdrukkingspuls aan 238. Alle eventuele pulsen aan de uit-25 gangspen 215 kunnen worden genegeerd terwijl de onderdrukkingspulslijn 238 een logische een is. Als de telleruitgangen 255. 256. 257 en 258 allemaal een logische een zijn, dat wil zeggen decimale telling 16, kan de ingang 250a de hoogfrequente pulsteller 249 in die toestand houden totdat een logische een aan de uitgang 254a de teller 249 te-30 rugstelt op nul. Wanneer de sec_tx_rx-lijn 304 een logische een is, dat wil zeggen overdrachtsmodus, kan de OF-poort 254 worden geactiveerd, en de teller 249 kan worden opgeschoond door de uitgang 254a.

De vijf-bit-periode-teller 264 incrementeert zijn uitgang met elke klokpuls op 54 terwijl het sec_tx_rx-signaal 304 een logische nul 35 is. Een logische een op de onderdrukkingslijn 238 kan de periodeteller 264 in zijn huidige toestand houden. Wanneer de periodeteller-uitgan-gen 260, 26I, 262 en 263 een logische een zijn, en de uitgang 259 een logische nul is, dan kan het kloksignaal 253 het demod-register 251 1002130 27 klokken. De ingang 250 is alleen een logische een wanneer de hoogfrequente pulsteller 249 zich op decimale telling 16 bevindt. Als er bijvoorbeeld 16 of meer hoogfrequente pulsen op de uitgangspen 215 worden gedetecteerd door de hoogfrequente pulsteller 249 in de tijd 5 die de periodeteller 264 nodig heeft om 31 klokpulsen op signaal 54a te tellen, zal de sec_data_rx-uitgang een logische nul zijn. Anders zal deze een logische een zijn. Bij het 32ste klokpulssignaal 54a zullen de periodeteller-uitgangen 259. 260, 26l, 262 en 263 allemaal een logische een zijn, en de uitgang 265 kan de OF-poort 254 active-10 ren, waarbij de hoogfrequente pulsteller 249 wordt teruggesteld naar nul. Bij de volgende stijgende flank van het signaal 54a kunnen de periodeteller-uitgangen 259. 260, 26l, 262 en 263 worden teruggesteld naar een logische nul, en een nieuwe bemonsteringsperiode zal beginnen. Tijdens de overdrachtsmodus, terwijl sec_tx_rx 304 een logische 15 een is, kunnen de uitgangen 259« 260, 26l, 262 en 263 van de periode-teller 264 worden teruggesteld op logisch nul.

De interne ASK-modulator 59 die met de interne koppeling 22 is gebruikt is getoond in de schematische weergave in figuur 12. De drie-ingangs-EN-poort 275 heeft ingangsklok 54, sec_data_tx 305 en 20 sectxrx 304. Een logische een op de ingang sec_tx_rx 304 activeert de ASK modulator 59· De over de dragen data, het sec_data_tx-signaal 305 kan worden geïnverteerd en dan worden toegevoerd aan de EN-poortingang 276. De EN-poortuitgang 277 kan ofwel het kloksignaal op lijn 54a ofwel een logische nul zijn. In deze configuratie kan een 25 hoogfrequente draaggolf worden overgedragen wanneer het signaal 305 een logische nul is.

Terwijl specifieke uitvoeringsvormen voor het uitvoeren van de uitvinding in detail zijn beschreven, zal het de vakman duidelijk zijn dat diverse modificaties en alternatieven van deze details ontwikkeld 30 zouden kunnen worden in het licht van de totale leer van de openbaring. Op overeenkomstige wijze zijn de specifieke inrichtingen die hier zijn geopenbaard alleen illustratief, en niet beperkend bedoeld ten opzichte van de reikwijdte van de uitvinding, die de volledige breedte van de volgende conclusies, en alle uitvoeringsvormen daarvan 35 beslaat.

1002190

Claims (18)

1. Apparaat voor het transcutaan verschaffen van een eerste ver-mogenssignaal aan en communicatie van een eerste en een tweede infor-5 matiesignaal met een implanteerbare inrichting, waarbij het apparaat omvat: a. een externe eenheid inclusief eerste vermogensmiddelen voor het opwekken van het eerste vermogenssignaal, eerste signaleringsmid-delen voor het opwekken van het eerste informatiesignaal, en 10 eerste ontvangmiddelen voor het ontvangen van het tweede informatiesignaal ; en b. een interne eenheid inclusief tweede vermogensmiddelen voor het ontvangen van het eerste vermogenssignaal, tweede signaleringsmid-delen voor het opwekken van het tweede informatiesignaal, tweede ont- 15 vangmiddelen voor het ontvangen van het eerste informatiesignaal, met het kenmerk, dat de externe eenheid verder eerste koppelingsmiddelen omvat die zijn verbonden met de eerste vermogensmiddelen en de signa-leringsmiddelen en de eerste ontvangmiddelen, waarbij de eerste koppelingsmiddelen dienen voor het onafhankelijk koppelen van het eerste 20 vermogenssignaal en het eerste informatiesignaal, en de interne eenheid verder tweede koppelingsmiddelen die zijn verbonden met de tweede vermogensmiddelen en de tweede signaleringsmiddelen en de tweede ontvangmiddelen voor het onafhankelijk koppelen van het eerste vermogenssignaal en het tweede informatiesignaal.

2. Apparaat volgens conclusie 1, waarbij de eerste vermogensmid delen het vermogenssignaal met een vermogensfrequentie opwekken, waarbij de eerste signaleringsmiddelen het eerste informatiesignaal opwekken met een frequentie die groter is dan deze vermogensfrequentie, waarbij de tweede signaleringsmiddelen het tweede informatiesignaal 30 opwekken met een frequentie die groter is dan deze vermogensfrequen-tie, en waarbij de frequentie van de eerste signaleringsmiddelen verschillend is van de frequentie van de tweede signaleringsmiddelen.

3· Apparaat volgens conclusie 1, waarbij de eerste vermogensmiddelen het vermogenssignaal overdragen met een eerste vermogensfrequen-35 tie, en waarbij de eerste en tweede signaleringsmiddelen het eerste en tweede informatiesignaal opwekken bij een frequentie die groter is dan deze eerste vermogensfrequentie, waarbij de frequentie van de eerste 1002130 signaleringsmiddelen ongeveer gelijk is aan de frequentie van de tweede signaleringsmiddelen.

4. Apparaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de externe eenheid omvat: 5 a. een vermogensomzetter voor het omzetten van een vermogensin- gangssignaal met een eerste vooraf geselecteerde frequentie naar het eerste vermogenssignaal met de vermogensfrequentie; b. een externe koppelaar die is verbonden met de vermogensomzetter en die is gekoppeld met een gemeenschappelijk overdrachtskanaal 10 voor het overdragen van het vermogenssignaal en voor het communiceren van de eerste en tweede informatiesignalen; c. een externe signaalconditioneerinrichting die is geplaatst tussen de externe koppelaar en de vermogensomzetter voor het symmetrisch zenden/ontvangen van de eerste en tweede informatiesignalen; en 15 d. een externe databesturingseenheid die is verbonden met de externe signaalconditioneerinrichting voor het symmetrisch besturen van de eerste en tweede informatiesignalen.

5. Apparaat volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de interne eenheid omvat: 20 a. een interne koppelaar die is gekoppeld met een gemeenschappe lijk overdrachtskanaal voor het ontvangen van het eerste vermogenssignaal en voor het communiceren van de eerste en tweede informatiesignalen; b. een spanningsregelaar die is verbonden tussen de interne kop- 25 pelaar en de implanteerbare inrichting, waarbij de spanningsregelaar voor het omzetten van het eerste vermogenssignaal in een tweede vermogenssignaal een vooraf geselecteerde stroom heeft en het tweede vermogenssignaal aan de implanteerbare inrichting afgeeft; c. een interne signaalconditioneerinrichting die is geplaatst 30 tussen de interne koppelaar en de spanningsregelaar voor het symmetrisch zenden/ontvangen van de eerste en tweede informatiesignalen; en d. een interne databesturingseenheid die is verbonden tussen de interne signaalconditioneerinrichting en de implanteerbare inrichting, waarbij de interne databesturingseenheid dient voor het symmetrisch 35 besturen van de eerste en tweede informatiesignalen.

6. Apparaat volgens conclusie 4 of 5. waarbij de externe databesturingseenheid verder eerste onderdrukkingsmiddelen omvat voor het 1002130 onderdrukken van deterministische ruis in tenminste één van de eerste en tweede informatiesignalen.

7. Apparaat volgens conclusie 5 of 6, waarbij de interne data-besturingseenheid verder tweede onderdrukkingsmiddelen omvat voor het 5 onderdrukken van deterministische ruis in tenminste één van de eerste en tweede informatiesignalen.

8. Apparaat volgens een van de conclusies 5 t/m 7. waarbij de spanningsregelaar verder shuntingmiddelen omvat voor het begrenzen van het vermogenssignaal naar de interne koppelaar wanneer de vooraf gese- 10 lecteerde stroom ongeveer nul ampère is, waarbij de shuntingmiddelen zijn gesynchroniseerd om samen te vallen met nuldoorgangen van de vooraf geselecteerde stroom, zodat schakelverliezen en elektromagnetische interferentie daardoor zijn geminimaliseerd.

9· Apparaat volgens een van de conclusies 4 t/m 8, waarbij de 15 externe koppelaar een primaire afgestemde kring omvat en de interne koppelaar een secundaire afgestemde kring omvat.

10. Apparaat volgens een van de conclusies 5 t/m 9. waarbij de externe signaalconditioneerinrichting een eerste frequentie-selectief filter omvat, en waarbij de interne signaalconditioneerinrichting een 20 tweede frequentie-selectief filter omvat, waarbij elk van de frequen-tie-selectieve filters een bovenste afsnij frequentie en een onderste afsnijfrequentie en een middenfrequentie hebben.

11. Apparaat volgens een van de conclusies 4 t/m 10, waarbij het symmetrisch besturen amplitude-verschuivings-modulatie van een data- 25 signaal op een hoogfrequent draaggolfsignaal van een vooraf geselecteerde draaggolffrequentie omvat.

12. Apparaat volgens een van de conclusies 4 t/m 11, waarbij de eerste vooraf geselecteerde frequentie circa nul Hertz is en waarbij het vermogensingangssignaal een gelijkstroomvermogensingangssignaal 30 is.

13. Apparaat volgens een van de conclusies 4 t/m 11, waarbij de eerste vooraf geselecteerde frequentie circa 60 Hertz is en het vermogensingangssignaal een wisselstroomvermogensingangssignaal is.

14. Apparaat volgens een van de conclusies 2 t/m 13, waarbij de 35 vermogensfrequentie circa 160 kilohertz is.

15. Apparaat volgens een van de conclusies 9 t/m 14, waarbij de primaire en secundaire afgestemde kringen een resonantiefrequentie hebben. 1002130

16. Apparaat volgens een van de conclusies 10 t/m 15, waarbij de respectieve onderste en bovenste afsnijfrequenties van de eerste en tweede frequentie-selectieve filters circa 7-9 megahertz en circa 8.1 megahertz zijn, en de middenfrequentie van de eerste en tweede fre- 5 quentie-selectieve filters circa 8 megahertz is.

17. Apparaat volgens een van de conclusies 11 t/m 16, waarbij de vooraf geselecteerde draaggolffrequentie circa 8 megahertz is.

18. Apparaat volgens een van de conclusie 15 t/m 17« waarbij de resonantiefrequentie circa l60 kilohertz is. 1002130