DE102008001436B4 - Driver for a transmit signal and method for driving a transmit signal - Google Patents
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Abstract
Treiber für ein Sendesignal (70) an einen Übertrager (41), der primärseitig symmetrische Einspeisepunkte (42, 43) und eine Mittenanzapfung (44) aufweist, wobei der Treiber beinhaltet: einen Anschluss (84) zum Einspeisen eines Ist-Signals (47) als Maß eines Stroms durch die Mittenanzapfung (44) des Übertragers (41); einen Subtrahierer (48) zum Erzeugen eines Differenzsignals (51) in Abhängigkeit des Ist-Signals (47) und eines Soll-Signals (49); einen Multiplexer (52), der eingerichtet ist, das Differenzsignal (51) für verschiedene Teilperioden des Sendesignals (70) an verschiedene seiner Ausgänge (71, 72) weiterzuleiten, je Ausgang des Multiplexers (52) eine steuerbare Stromsenke (56, 57), deren Steuereingang mit dem Ausgang des Multiplexers (52) zum Umwandeln des Differenzsignals (51) in ein Stromsignal (59, 60) verbunden ist; je steuerbarer Stromsenke (56, 57) einen Anschluss (85, 86) zum Ausgeben der Stromsignale an Steuereingänge stromgesteuerter Stromquellen (61, 62), deren Hauptstrompfade mit jeweils einem der symmetrischen Einspeisepunkte (42, 43) des Übertragers (41) verbunden sind.Driver for a transmit signal (70) to a transmitter (41) having primary side balanced input points (42, 43) and a center tap (44), the driver including: a terminal (84) for injecting an actual signal (47) as a measure of a current through the center tap (44) of the transformer (41); a subtractor (48) for generating a difference signal (51) in response to the actual signal (47) and a desired signal (49); a multiplexer (52) which is set up to forward the difference signal (51) to different ones of its outputs (71, 72) for different sub-periods of the transmission signal (70), one controllable current sink (56, 57) per output of the multiplexer (52), the control input of which is connected to the output of the multiplexer (52) for converting the difference signal (51) into a current signal (59, 60); each controllable current sink (56, 57) has a connection (85, 86) for outputting the current signals to control inputs of current-controlled current sources (61, 62), the main current paths of which are each connected to one of the symmetrical feed-in points (42, 43) of the transformer (41).
Description
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Treiber für ein Sendesignal, insbesondere eines Sendesignals für einen Ultraschallsensor. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Treiben eines Sendesignals.The present invention relates to a driver for a transmission signal, in particular a transmission signal for an ultrasonic sensor. In addition, the invention relates to a method for driving a transmission signal.
Das Dokument
Eine der Erfindung zugrunde liegende Problematik wird beispielhaft an einer Treiberstufe für einen Ultraschallsender erläutert.
Die Steuerungseinrichtung
Die Treiberstufe
Eine Stromquelle
Eine Mittenabzweigung der Primärwicklung des Übertragers
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt einen Treiber für ein Sendesignal an einen Übertrager, der primärseitig symmetrische Einspeisepunkte und eine Mittenanzapfung aufweist. Der Treiber beinhaltet einen Anschluss zum Einspeisen eines Ist-Signals als Maß eines Stroms durch die Mittenanzapfung des Übertragers; einen Subtrahierer zum Erzeugen eines Differenzsignals in Abhängigkeit des Ist-Signals und eines Soll-Signals; einen Multiplexer, der eingerichtet ist, das Differenzsignal für verschiedene Teilperioden des Sendesignals an verschiedene seiner Ausgänge weiterzuleiten. Je Ausgang des Multiplexers ist eine steuerbare Stromsenke vorgesehen, deren Steuereingang mit dem Ausgang des Multiplexers zum Umwandeln des Differenzsignals in ein Stromsignal verbunden ist. Je steuerbarer Stromsenke ist ein Anschluss vorgesehen, der zum Ausgeben der Stromsignale an Steuereingänge stromgesteuerter Stromquellen dient, deren Hauptstrompfade mit jeweils einem der symmetrischen Einspeisepunkte des Übertragers verbunden sind.According to a first aspect, the present invention relates to a driver for a transmission signal to a transmitter, which has symmetrical feed points on the primary side and a center tap. The driver includes a terminal for feeding an actual signal as a measure of a current through the center tap of the transformer; a subtractor for generating a difference signal depending on the actual signal and a target signal; a multiplexer arranged to pass the difference signal to different ones of its outputs for different sub-periods of the transmission signal. Each output of the multiplexer, a controllable current sink is provided, whose control input is connected to the output of the multiplexer for converting the difference signal into a current signal. For each controllable current sink, a connection is provided which serves to output the current signals to control inputs of current-controlled current sources whose main current paths are each connected to one of the symmetrical feed-in points of the transformer.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt einen Treiber für ein Sendesignal. Ein Übertrager weist primärseitig symmetrische Einspeisepunkte und eine Mittenanzapfung auf. Eine Messeinrichtung ist mit der Mittenanzapfung zum Bestimmen eines Ist-Signals als Maß eines Stroms durch die Mittenanzapfung gekoppelt. Ein Subtrahierer dient zum Erzeugen eines Differenzsignals in Abhängigkeit des Ist-Signals und eines Soll-Signals. Ein Multiplexer ist eingerichtet das Differenzsignal für verschiedene Teilperioden des Sendesignals an verschiedene seiner Ausgänge weiterzuleiten. Je Ausgang des Multiplexers ist eine steuerbare Stromquelle mit deren Steuereingang mit dem Ausgang des Multiplexers zum Umwandeln des Differenzsignals in ein Stromsendesignal verbunden, wobei Hauptstrompfade der steuerbaren Stromquellen mit jeweils einem der primärseitigen symmetrischen Einspeisepunkte zum Einspeisen des Stromsendesignals in den Übertrager verbunden sind.The present invention relates in a second aspect to a driver for a transmission signal. A transformer has primary side symmetrical feed points and a center tap. A measuring device is coupled to the center tap for determining an actual signal as a measure of a current through the center tap. A subtractor is used to generate a difference signal as a function of the actual signal and a desired signal. A multiplexer is set up to forward the difference signal for different subperiods of the transmission signal to various of its outputs. Each output of the multiplexer, a controllable current source is connected to the control input to the output of the multiplexer for converting the difference signal into a current transmit signal, wherein main current paths of the controllable current sources are each connected to one of the primary side symmetrical feed points for feeding the current transmit signal into the transmitter.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem dritten Aspekt ein Verfahren zum Treiben eines Sendesignals, bei welchem das Sendesignal in einen Strom durch eine Primärseite eines Übertragers umgewandelt wird. Der Strom fließt synchron zu Teilperioden des Sendesignals alternierend von einem der wenigstens zwei primärseitige Einspeisepunkte zu einer primärseitigen Mittenanzapfung. Die Amplitude des Stroms wird geregelt, indem ein Ist-Signal als Maß des Stroms an der primärseitigen Mittenanzapfung des Übertragers abgegriffen wird; ein Differenzsignal in Abhängigkeit des Ist-Signals und eines Soll-Signals generiert wird; und synchron zu den Teilperioden des Sendesignals alternierend eine von wenigstens zwei steuerbaren Stromquellen, die jeweils mit einem der primärseitigen Einspeisepunkte gekoppelt sind, mit dem Differenzsignal derart angesteuert wird, dass der Strom durch die Stromquellen in den jeweiligen der primärseitigen Einspeisepunkte eingespeist wird.The present invention according to a third aspect relates to a method for driving a transmission signal in which the transmission signal is converted into a current through a primary side of a transformer. The current flows synchronously to partial periods of the transmission signal alternately from one of the at least two primary-side feed points to a primary-side center tap. The amplitude of the current is regulated by tapping an actual signal as a measure of the current at the primary-side center tap of the transformer; a difference signal is generated as a function of the actual signal and of a desired signal; and synchronously with the sub-periods of the transmission signal alternately one of at least two controllable current sources, which are each coupled to one of the primary-side feed points, with the difference signal is driven such that the current is fed by the current sources in the respective primary-side feed points.
Der erfindungsgemäße Treiber bildet zusammen mit einem für ihn vorgesehenen Übertrager eine Regelschleife. Hierdurch wird gewährleistet, dass die in den Übertrager eingespeisten Stromsignale einem Sollwert entsprechen. Zudem können falls nötig weitere externe Stromquellen in den Strompfad zwischen dem Treiber und dem Übertrager geschaltet werden. Diese weiteren Stromquellen benötigten aufgrund der Rückkopplung über die Regelungsschleife keinen Abgleich.The driver according to the invention together with a transformer provided for it forms a control loop. This ensures that the current signals fed into the transformer correspond to a desired value. In addition, if necessary, additional external power sources can be switched into the current path between the driver and the transformer. These additional power sources did not need matching due to the feedback through the control loop.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:The present invention will be explained below with reference to preferred embodiments and attached figures. In the figures show:
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION
Der verwendete Übertrager
Ein Stromfluss kann in der Primärwicklung zwischen einem der Einspeisepunkte
Die Treiberstufe
In den Anschluss
Das Ist-Signal
Die Subtrahiererschaltung
Das Sendesignal
Der Signalgenerator
Die Ausgänge
Je nach Teilperiode des Sendesignals
Der Betrag und ggf. Dauer des Stromflusses wird durch das Differenzsignal
Das Ist-Signal
Falls Signale von der Sekundärseite des Übertragers
Die steuerbare Stromquelle
Die Mittenabzweiung
Einer Subtrahiererschaltung
Die Subtrahiererschaltung
Der Ausgang
Die Feldeffekttransistoren
Extern von der Treiberstufe
Das Stromsignal
Die externen bipolaren Transistoren
Die Mindestspannung der Spannungsversorgung
Das Potential des Ist-Signals
Weitere Stromverstärkerstufen, z. B. Darlington-Schaltungen, können anstelle oder zusätzlich zu den bipolaren Transistoren
Die externe Quelle
Das Senden des Sendesignals des Signalgenerators
Wenn Signale von der Sekundärseite des Übertragers
Die vorhergehenden Ausführungsformen lassen sich kombinieren.The preceding embodiments can be combined.
Weitere Ausgestaltungen sehen Übertrager vor, deren Primärwicklung mehrere Wicklungen aufweist, die sternförmig mit der Mittenabzapfung verbunden sind. Die Anzahl der Teilperioden des Sendesignals wird dann entsprechend der Anzahl der Wicklungen gewählt. Der Treiber wird angepasst, so dass die Anzahl der Ausgänge des Multiplexers und die Anzahl der steuerbaren Stromquellen der Anzahl der Wicklungen entsprechen.Further embodiments provide transformers whose primary winding has a plurality of windings which are connected in a star shape to the center tap. The number of sub-periods of the transmission signal is then selected according to the number of windings. The driver is adapted so that the number of outputs of the multiplexer and the number of controllable current sources correspond to the number of windings.
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