DE102014204984A1 - Circuit arrangement and method for avoiding crosstalk of signals of different signal channels - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Schaltungsanordnung (19) zur Vermeidung des Übersprechens von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle in einem Kraftfahrzeug, wobei zur Übertragung der Signale wenigstens eine Signalleitung (5) elektrisch leitfähig mit mindestens einem elektrischen Anschluss zumindest eines integrierten Schaltkreises (20) verbunden ist und wenigstens eine Klemmschaltung (21) vorgesehen ist, welche elektrisch leitfähig mit der Signalleitung (5) verbunden ist und zur Begrenzung einer Signalspannung (VS) auf eine begrenzte Signalspannung (VSC) als gesteuerte und/oder geregelte Stromsenke ausgestaltet ist, wobei die begrenzte Signalspannung (VSC) einen maximalen Betrag aufweist, der im Wesentlichen wenigstens einer vorgesehene Referenzspannung (Vref) entspricht. Weiterhin beschreibt die Erfindung ein Verfahren zur Vermeidung des Übersprechens von Signalen.The invention describes a circuit arrangement (19) for avoiding the crosstalk of signals of different signal channels in a motor vehicle, wherein at least one signal line (5) is electrically conductively connected to at least one electrical connection of at least one integrated circuit (20) for transmitting the signals and at least one Clamping circuit (21) is provided, which is electrically conductively connected to the signal line (5) and designed to limit a signal voltage (VS) to a limited signal voltage (VSC) as a controlled and / or regulated current sink, wherein the limited signal voltage (VSC) has a maximum amount that substantially corresponds to at least one intended reference voltage (Vref). Furthermore, the invention describes a method for avoiding crosstalk of signals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 7. The present invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 7.

In an sich bekannten integrierten Schaltkreisen kann es zu Leckströmen über ein gemeinsames Substrat des integrierten Schaltkreises kommen. Insbesondere integrierte Schaltkreise, welche zum Konvertieren, Routing und/oder Multiplexen bzw. De-Multiplexen von Signalen eingesetzt werden, benötigen eine weitestgehende Unabhängigkeit einzelner Signalkanäle. Eine gegenseitige Beeinflussung (Übersprechen) dieser Signalkanäle kann aufgrund der Leckströme jedoch nicht vollständig vermieden werden und wird von Herstellern in der Spezifikation des jeweiligen integrierten Schaltkreises üblicherweise mit angegeben. Der angegebene Wert zur Quantifizierung des Übersprechverhaltens bezieht sich in der Regel auf einen normalen Betriebzustand des integrierten Schaltkreises, wobei häufig keine qualitativen bzw. quantitativen Angaben im Falle spezieller Voraussetzungen gemacht werden, z.B. wenn eine Spannung eines Eingangssignals eines integrierten Schaltkreises größer als eine Spannung der Spannungsversorgung ist. In known integrated circuits, leakage currents may occur across a common substrate of the integrated circuit. In particular, integrated circuits which are used for converting, routing and / or multiplexing or de-multiplexing signals require the greatest possible independence of individual signal channels. However, mutual interference (crosstalk) of these signal channels can not be completely avoided due to the leakage currents and is usually indicated by manufacturers in the specification of the respective integrated circuit. The specified value for quantifying the crosstalk behavior usually refers to a normal operating state of the integrated circuit, and frequently no qualitative or quantitative information is given in the case of special requirements, e.g. when a voltage of an input signal of an integrated circuit is greater than a voltage of the power supply.

Das Übersprechen eines Signalkanals auf weitere, insbesondere angrenzende Signalkanäle, kann dazu führen, dass die Signalpegel von Signalen der weiteren Signalkanäle beeinflusst werden. Dies kann beispielsweise durch ein Signal außerhalb eines zulässigen Spannungs- bzw. Strombereichs hervorgerufen werden, was insbesondere für die Nutzung analoger Signale zu berücksichtigen ist, während das Übersprechen weniger Auswirkungen auf die Erfassung und Auswertung digitaler Signale hat. Während Fehler der Überschreitung des Spannungs- bzw. Strombereichs prinzipiell detektierbar sind, werden Beeinflussungen der weiteren Signalkanäle bzw. Signale unter Umständen nicht erkannt. Das Verhalten eines den entsprechenden integrierten Schaltkreis nutzenden Systems würde somit unvorhersehbar geändert, was im Besonderen für sicherheitskritische Systeme, wie z.B. Kraftfahrzeugbremssysteme, problematisch ist. The crosstalk of a signal channel to further, in particular adjacent signal channels, can lead to the signal levels of signals of the other signal channels are affected. This can be caused, for example, by a signal outside a permissible voltage or current range, which has to be considered in particular for the use of analog signals, while the crosstalk has less impact on the acquisition and evaluation of digital signals. While errors of exceeding the voltage or current range are detectable in principle, influences of the other signal channels or signals may not be detected. The behavior of a system using the corresponding integrated circuit would thus be changed unpredictably, which is particularly relevant for safety-critical systems, such as e.g. Automotive brake systems, is problematic.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit bereitzustellen, mittels der die Anforderungen moderner sicherheitskritischer Systeme in Kraftfahrzeugen an ein Übersprechen von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle in einem integrierten Schaltkreis erfüllt werden können und die möglichst preiswert umsetzbar ist.The object of the invention is therefore to provide a way by which the requirements of modern safety-critical systems in motor vehicles to crosstalk of signals of different signal channels in an integrated circuit can be met and which is feasible as inexpensively.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst.This object is achieved by a circuit arrangement according to claim 1 and a method according to claim 7.

Die Erfindung beschreibt eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung des Übersprechens von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle in einem Kraftfahrzeug, wobei zur Übertragung der Signale wenigstens eine Signalleitung elektrisch leitfähig mit mindestens einem elektrischen Anschluss zumindest eines integrierten Schaltkreises verbunden ist und wenigstens eine Klemmschaltung vorgesehen ist, welche elektrisch leitfähig mit der Signalleitung verbunden ist und zur Begrenzung einer Signalspannung auf eine begrenzte Signalspannung als gesteuerte und/oder geregelte Stromsenke ausgestaltet ist, wobei die begrenzte Signalspannung einen maximalen Betrag aufweist, der im Wesentlichen wenigstens einer vorgesehene Referenzspannung entspricht. The invention describes a circuit arrangement for avoiding the crosstalk of signals of different signal channels in a motor vehicle, wherein for transmitting the signals at least one signal line is electrically conductively connected to at least one electrical connection of at least one integrated circuit and at least one clamping circuit is provided, which is electrically conductive with the Signal line is connected and is designed to limit a signal voltage to a limited signal voltage as a controlled and / or regulated current sink, wherein the limited signal voltage has a maximum amount, which corresponds substantially to at least one provided reference voltage.

Mit dieser Anordnung können in vorteilhafter Weise Signalspannungen vermieden werden, welche den Betrag der vorgesehenen Referenzspannung überschreiten bzw. durch welche undefinierte Spannungszustände an schaltungstechnisch bzw. funktionell nachfolgenden integrierten Schaltkreisen (IC), insbesondere anlogen ICs bzw. Mixed-Signal-ICs, hervorgerufen werden könnten. Damit können die Anforderungen moderner sicherheitskritische Systeme in Kraftfahrzeugen an ein Übersprechen von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle in vorteilhafter Weise erfüllt werden.With this arrangement, signal voltages can be avoided in an advantageous manner, which exceed the amount of the intended reference voltage or could be caused by which undefined voltage conditions on circuitry or functionally subsequent integrated circuits (IC), in particular anlog ICs or mixed-signal ICs , Thus, the requirements of modern safety-critical systems in motor vehicles to crosstalk of signals of different signal channels can be met in an advantageous manner.

Die Erfindung kann gemäß jeweiliger Anforderungen beispielsweise für einen Spannungsbereich von etwa 0 bis 5 V dimensioniert werden, wobei vorteilhafterweise keine oder lediglich geringe funktionelle Anpassungen bestehender Schaltungsanordnungen, welche entsprechend der Erfindung erweitert werden sollen, durchgeführt werden müssen. Durch die Klemmschaltung erfolgt dabei vorteilhafterweise im Wesentlichen keine Beeinflussung des Signals bzw. Signalkanals im nicht spannungsbegrenzten Betrieb.The invention can be dimensioned according to respective requirements, for example, for a voltage range of about 0 to 5 V, advantageously no or only minor functional adjustments of existing circuit arrangements, which are to be extended according to the invention, must be performed. By the clamping circuit advantageously takes place substantially no influence on the signal or signal channel in the non-voltage-limited operation.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Klemmschaltung derart ausgebildet, dass die Steuerung und/oder Regelung der Stromsenke in Abhängigkeit eines Ergebnisses eines Vergleichs, insbesondere einer Differenz, der Signalspannung und der Referenzspannung erfolgt. Bevorzugt ist die Steuerung bzw. Regelung der Stromsenke derart ausgestaltet, dass sich in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs der Signalspannung und der Referenzspannung ein entsprechender Strom durch die Klemmschaltung ergibt.According to an advantageous embodiment of the invention, the clamping circuit is designed such that the control and / or regulation of the current sink in response to a result of a comparison, in particular a difference, the signal voltage and the reference voltage. Preferably, the control or regulation of the current sink is configured such that, depending on the result of the comparison of the signal voltage and the reference voltage, a corresponding current results through the clamping circuit.

Somit kann in vorteilhafter Weise eine Spannungsbegrenzung für Spannungen realisiert werden, die geringer sind als beispielsweise für Klemmschaltungen, welche Halbleiterdioden verwenden. Dadurch werden auch Reaktionen auf schnelle Signaländerungen ermöglicht.Thus, advantageously, a voltage limitation can be realized for voltages which are lower than, for example, for clamping circuits which use semiconductor diodes. This also allows reactions to fast signal changes.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Klemmschaltung zwei Transistoren, wobei die Basen der zwei Transistoren miteinander und mit einem Kollektor eines ersten der beiden Transistoren elektrisch verbunden sind, wobei die Referenzspannung an einem Kollektor oder Emitter eines der zwei Transistoren anliegt. According to a preferred embodiment of the invention, the clamping circuit comprises two transistors, wherein the bases of the two transistors are electrically connected to each other and to a collector of a first of the two transistors, wherein the reference voltage is applied to a collector or emitter of one of the two transistors.

In vorteilhafter Weise wird somit eine Begrenzung der Signalspannung auf eine erste Referenzspannung realisiert.Advantageously, a limitation of the signal voltage to a first reference voltage is thus realized.

Bevorzugt weisen die zwei Transistoren eine etwa gleiche Basis-Emitter-Spannung auf. Somit wird eine Temperaturkompensation erzielt, welche insbesondere für Kraftfahrzeug vorteilhaft ist, da diese unterschiedlichsten Bedingungen ausgesetzt sind.Preferably, the two transistors have an approximately equal base-emitter voltage. Thus, a temperature compensation is achieved, which is particularly advantageous for motor vehicles, since they are exposed to a variety of conditions.

Bevorzugt umfasst die Klemmschaltung zumindest einen Kondensator, wobei eine erste Elektrodenseite des Kondensators elektrisch leitfähig zumindest mit den Basen der zwei Transistoren verbunden ist und eine zweite Elektrodenseite des Kondensators bevorzugt elektrisch leitfähig mit einem Bezugspotential verbunden ist. Preferably, the clamping circuit comprises at least one capacitor, wherein a first electrode side of the capacitor is electrically conductively connected at least to the bases of the two transistors and a second electrode side of the capacitor is preferably electrically conductively connected to a reference potential.

Durch den Kondensator kann über eine bestimmte Zeit, in Abhängigkeit von dessen Dimensionierung, ein höherer Strom durch die Klemmschaltung ermöglicht werden, um in vorteilhafter Weise Spannungsspitzen der Signalspannung begrenzen zu können. Weiterhin werden durch den Kondensator hochfrequente Spannungen, wie beispielsweise Rauschen, gefiltert. Through the capacitor, a higher current can be made possible by the clamping circuit over a certain time, depending on its dimensioning, in order to be able to limit voltage peaks of the signal voltage in an advantageous manner. Furthermore, high-frequency voltages, such as noise, are filtered by the capacitor.

Die Klemmschaltung umfasst bevorzugt wenigstens einen Widerstand, welcher elektrisch leitfähig zumindest mit den Basen der zwei Transistoren verbunden ist. The clamping circuit preferably comprises at least one resistor, which is electrically conductively connected at least to the bases of the two transistors.

Die Verlustleistung der Klemmschaltung wird somit in vorteilhafterweise begrenzt, wodurch ein Schutz der Klemmschaltung, beispielsweise gegenüber Überhitzung, realisiert werden kann. The power loss of the clamping circuit is thus limited in an advantageous manner, whereby a protection of the clamping circuit, for example against overheating, can be realized.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Klemmschaltung zwei weitere Transistoren, wobei die Basen der zwei weiteren Transistoren miteinander und mit einem Kollektor eines der zwei weiteren Transistoren elektrisch verbunden sind.According to a further preferred embodiment of the invention, the clamping circuit comprises two further transistors, wherein the bases of the two further transistors are electrically connected to one another and to a collector of one of the two further transistors.

In vorteilhafter Weise kann durch die Klemmschaltung somit eine Begrenzung der Signalspannung auf eine zweite Referenzspannung realisiert werden. Die Begrenzung erfolgt dabei bevorzugt für eine Signalspannung entgegengesetzter Polarität mit beispielsweise etwa betragsgleicher Referenzspannung zur ersten Referenzspannung. In an advantageous manner, a limitation of the signal voltage to a second reference voltage can thus be realized by the clamping circuit. The limitation is preferably carried out for a signal voltage of opposite polarity with, for example, about the same amount of reference voltage to the first reference voltage.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist somit, dass zur Realisierung einer Vermeidung von Übersprechen von Signalen eine geringe Anzahl an elektronischen Bauelementen benötigt wird, weshalb auch ein geringer Platzbedarf besteht und eine preiswerte Herstellung möglich ist. Die Klemmschaltung kann daher vorteilhaft auch als integrierter Schaltung implementiert werden.A further advantage of the invention is thus that a small number of electronic components is needed to realize the avoidance of crosstalk of signals, which is why a small footprint is required and an inexpensive production is possible. The clamping circuit can therefore also be advantageously implemented as an integrated circuit.

Die Erfindung beschreibt weiterhin ein Verfahren zur Vermeidung des Übersprechens von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle in einem Kraftfahrzeug, wobei die Signale über wenigstens eine Signalleitung an mindestens einen elektrischen Anschluss zumindest eines integrierten Schaltkreises übertragen werden und mittels wenigstens einer als Stromsenke gesteuerte und/oder geregelte Klemmschaltung eine Begrenzung einer Signalspannung auf eine begrenzte Signalspannung erfolgt und die begrenzte Signalspannung einen maximalen Betrag aufweist, der im Wesentlichen wenigstens einer vorgesehene Referenzspannung entspricht. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Steuerung und/oder Regelung der Klemmschaltung in Abhängigkeit eines Ergebnisses eines Vergleichs, insbesondere einer Differenz, der Signalspannung und der Referenzspannung.The invention further describes a method for avoiding the crosstalk of signals of different signal channels in a motor vehicle, wherein the signals are transmitted via at least one signal line to at least one electrical connection of at least one integrated circuit and by means of at least one controlled as a current sink and / or regulated clamping circuit, a limitation a signal voltage is applied to a limited signal voltage and the limited signal voltage has a maximum amount which substantially corresponds to at least one intended reference voltage. According to a preferred development of the method according to the invention, the control and / or regulation of the clamping circuit takes place as a function of a result of a comparison, in particular of a difference, the signal voltage and the reference voltage.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
In Prinzipdarstellung zeigen:Further preferred embodiments will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to figures.
In a schematic diagram show:

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Übersprechen von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle eines integrierten Schaltkreises, 1 An embodiment of the circuit arrangement according to the invention for avoiding crosstalk of signals of different signal channels of an integrated circuit,

2 einen idealen Verlauf einer spannungsbegrenzten Signalspannung sowie sowie einen entsprechenden Verlauf für eine Ausführungsform der erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, 2 an ideal course of a voltage-limited signal voltage as well as a corresponding course for an embodiment of the circuit arrangement according to the invention,

3 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für die Begrenzung von positiven, negativen und bipolaren Signalspannungen und 3 Embodiments of the circuit arrangement according to the invention for the limitation of positive, negative and bipolar signal voltages and

4 Verläufe für die Begrenzung von positiven, negativen und bipolaren Signalspannungen entsprechend der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen gemäß 3. 4 Gradients for the limitation of positive, negative and bipolar signal voltages according to the embodiments of the circuit arrangements according to the invention 3 ,

Um eine kurze und einfache Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu ermöglichen, werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und jeweils nur die für die Erfindung wesentlichen Details erläutert. In order to allow a brief and simple description of the embodiments, the same elements are provided with the same reference numerals and only the details essential to the invention are explained.

Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 19 zur Spannungsbegrenzung wenigstens eines elektrischen Anschlusses (PIN) des integrierten Schaltkreises 20. Der beispielsgemäße elektrische Anschluss des integrierten Schaltkreises 20 bildet in bekannter Weise eine Schnittstelle zur schaltkreisexternen Signalleitung 5. Klemmschaltung 21 übernimmt gemäß dieser Anordnung die Funktion einer über die Spannungsdifferenz zwischen Signalspannung V_S und Referenzspannung V_ref gesteuerten bzw. geregelten Stromsenke. Bei Überschreiten des Betrags der Referenzspannung V_ref wird, mit größer werdender Differenz zwischen Signalspannung V_S von Signalleitung 5 und Referenzspannung V_ref, der Strom I1 durch Klemmschaltung 21 größer, wodurch Signalspannung V_S auf einen maximalen Betrag, welcher etwa der Referenzspannung V_ref entspricht, begrenzt. Signalspannung V_S und Referenzspannung V_ref sind dabei bevorzugt auf das gemeinsame Bezugspotential 7 bezogen. The 1 shows an embodiment of the circuit arrangement according to the invention 19 for limiting the voltage of at least one electrical connection (PIN) of the integrated circuit 20 , The exemplary electrical connection of the integrated circuit 20 forms in a known manner an interface to the switching circuit external signal line 5 , clamping circuit 21 accepts the function of a controlled via the voltage difference between signal voltage V _S and reference voltage V _ref or regulated current sink according to this arrangement. When the magnitude of the reference voltage V _ref is exceeded, as the difference between the signal voltage V _{S and the} signal line increases 5 and reference voltage V _ref , the current I1 by clamping circuit 21 greater, whereby signal voltage V _S to a maximum amount, which corresponds approximately to the reference voltage V _ref limits. Signal voltage V _S and reference voltage V _ref are preferred to the common reference potential 7 based.

Der Emitter des ersten pnp-Transistors 1 von Klemmschaltung 21 ist mit Signalleitung 5 elektrisch verbunden, während der Emitter des zweiten pnp-Transistors 2 mit Referenzpotential V_ref verbunden ist. Der Kollektor von Transistor 1 ist, ebenso wie der Kollektor von Transistor 2 über Widerstand 4, mit Bezugspotential 7 elektrisch verbunden. Die Basen von Transistor 1 und Transistor 2 weisen aufgrund ihrer elektrischen Verbindung gleiche Basisspannungen auf und sind weiterhin mit dem Kollektor von Transistor 2 und über Kondensator 3 mit Bezugspotential 7 elektrisch verbunden. The emitter of the first pnp transistor 1 from clamping circuit 21 is with signal line 5 electrically connected while the emitter of the second pnp transistor 2 connected to reference potential V _ref . The collector of transistor 1 is, as well as the collector of transistor 2 about resistance 4 , with reference potential 7 electrically connected. The bases of transistor 1 and transistor 2 have due to their electrical connection equal base voltages and continue to be with the collector of transistor 2 and over capacitor 3 with reference potential 7 electrically connected.

Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der 1 sind die Transistoren 1 und 2 in der Weise angeordnet, dass diese eine im Wesentlichen gleiche Temperatur bzw. Sperrschichttemperatur aufweisen. Die Transtoren 1 und 2 weisen somit bevorzugt im Wesentlichen gleiche Kennlinienverläufe auf. According to the described embodiment of the 1 are the transistors 1 and 2 arranged in such a way that they have a substantially same temperature or junction temperature. The Transtoren 1 and 2 Thus, they preferably have substantially the same characteristic curves.

Aufgrund der leitenden Verbindung des Emitters und Kollektors von Transistor 2 sind die Basis-Emitter-Spannung und die Kollektor-Emitter-Spannung von Transistor 2 etwa gleich, weshalb Transistor 2 niederohmig ist. Wenn Signalspannung V_S kleiner als Referenzspannung V_ref ist, ist die Basis-Emitter-Spannung von Transistor 1 unterhalb der Durchlassspannung, weshalb sich dieser in einem hochohmigen Betriebszustand befindet. Ist Signalspannung V_S jedoch größer oder gleich der Referenzspannung V_ref, ist die Basis-Emitter-Spannung von Transistor 1 größer als die Durchlassspannung, woraus Strom I1 resultiert, welcher umso größer ist, je höher die Differenz der Signalspannung V_S zur Referenzspannung V_ref ist. Durch den differenzabhängigen Strom I1 wird Signalspannung V_S auf Referenzspannung V_ref spannungsbegrenzt. Dadurch können in vorteilhafter Weise, in Abhängigkeit der Polarität der Signalspannung V_S, Über- und/oder Unterspannungen und/oder undefinierte Spannungszustände an dem integrierten Schaltkreis 20 vermieden werden. Due to the conductive connection of the emitter and collector of transistor 2 are the base-emitter voltage and the collector-emitter voltage of transistor 2 about the same, which is why transistor 2 is low impedance. When signal voltage V _{S is} less than reference voltage V _ref , the base-emitter voltage of transistor 1 below the forward voltage, which is why this is in a high-impedance operating condition. However, signal voltage V _S is greater than or equal to the reference voltage V _ref , the base-emitter voltage of transistor 1 greater than the forward voltage, resulting in current I1, which is greater, the higher the difference of the signal voltage V _S to the reference voltage V _ref . Due to the difference-dependent current I1, signal voltage V _S is voltage-limited to reference voltage V _ref . As a result, in an advantageous manner, depending on the polarity of the signal voltage V _S , over and / or under voltages and / or undefined voltage states on the integrated circuit 20 be avoided.

Widerstand 4 ist applikationsspezifisch in der Weise ausgelegt, dass ein ausreichend großer Basisstrom für den entsprechenden Strom I1 gewährleistet ist und eine thermische Überlastung von Klemmschaltung 21 vermieden wird. Kondensator 4 dient als Filter von Störungen bzw. Rauschen von Signalspannung V_S und kann im Falle von Spannungsspitzen von Signalspannung V_S innerhalb kurzer Zeit einen hohen Basisstrom bereitstellen, wodurch ein ausreichender Strom I1 bereitgestellt werden kann.resistance 4 is designed application-specific in such a way that a sufficiently large base current for the corresponding current I1 is ensured and a thermal overload of clamping circuit 21 is avoided. capacitor 4 serves as a filter of noise of signal voltage V _S and can provide a high base current in the case of voltage spikes of signal voltage V _S within a short time, whereby a sufficient current I1 can be provided.

Weiterhin ist gemäß 1 eine in ihrer Struktur an sich bekannte, beispielsgemäße Eingangsschaltung 22 mit hochohmigen Eingangswiderstand vorgesehen. Diese ist optional und kann durch alternative funktionelle Baugruppen, welche gleiche technische Wirkungen aufweisen können, ergänzt bzw. ersetzt werden. Furthermore, according to 1 a known in its structure, according to the exemplary input circuit 22 provided with high impedance input resistor. This is optional and can be supplemented or replaced by alternative functional assemblies, which may have the same technical effects.

Durch den integrierten Schaltkreis 20 kann bereits eine integrierte Klemmschaltung des schaltkreisinternen Signalkanals von Signalleitung 5 umfasst sein. Erfindungsgemäß wird eine Beeinflussung der verschiedenen Signalkanäle des integrierten Schaltkreises 20 dadurch begrenzt bzw. vermieden, dass zumindest eine externe Klemmschaltung 21 schaltungstechnisch bzw. funktionell vor wenigstens einem elektronischen Anschluss des integrierten Schaltkreises 20 vorgesehen ist, unabhängig davon ob eine integrierte Klemmschaltung vorgesehen ist. Through the integrated circuit 20 already has an integrated clamping circuit of the circuit-internal signal channel of signal line 5 includes his. According to the invention, an influencing of the various signal channels of the integrated circuit 20 thereby limited or avoided that at least one external clamping circuit 21 circuit-wise or functionally before at least one electronic connection of the integrated circuit 20 is provided, regardless of whether an integrated clamping circuit is provided.

Im Falle des Vorhandenseins einer durch den integrierten Schaltkreis 20 umfassten internen Klemmschaltung des gleichen Signalkanals von Signalleitung 5, welcher durch Klemmschaltung 21 geschützt werden soll, weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 19 bzw. Klemmschaltung 21 bevorzugt eine Referenzspannung V_ref auf, welche so ausgelegt ist, dass die Spannungsbegrenzung wertemäßig eher einsetzt als die Spannungsbegrenzung der internen Klemmschaltung. Schaltungsanordnung 19 kann somit vorteilhafterweise in bestehende Systemkonzepte eingefügt werden, ohne das wesentliche Änderungen bzw. Neu-Entwürfe an Schaltungskonzepten, insbesondere des integrierten Schaltkreises 20, vorgenommen werden müssen.In the case of the presence of a through the integrated circuit 20 included internal clamping circuit of the same signal channel of signal line 5 , which by clamping circuit 21 to be protected, the circuit arrangement according to the invention 19 or clamping circuit 21 Preferably, a reference voltage V _ref , which is designed so that the voltage limit in terms of value rather than the voltage limit of the internal clamping circuit. circuitry 19 can thus be advantageously inserted into existing system concepts, without the significant changes or redesigns of circuit concepts, in particular of the integrated circuit 20 , must be made.

2a) zeigt den idealen Verlauf einer begrenzten Signalspannung V_SC ab einer Referenzspannung V_ref. Die begrenzte Signalspannung V_S folgt der steigenden Signalspannung V_S bis zur Referenzspannung V_ref und bleibt bei weiter steigender Signalspannung V_S identisch zur Referenzspannung V_ref. Der ideale Verlauf kann mathematisch folgendermaßen ausgedrückt werden: V_SC = V_S für V_S <= V_ref V_SC = V_ref für V_S > V_ref 2a) shows the ideal course of a limited signal voltage V _SC from a reference voltage V _ref . The limited signal voltage V _S follows the rising signal voltage V _S to the reference voltage V _ref and remains at a further increasing signal voltage V _S identical to the reference voltage V _ref . The ideal course can be expressed mathematically as follows: V _SC = V _S for V _S <= V _ref V _SC = V _ref for V _S > V _ref

Im Vergleich zum idealen Verlauf der 2a) zeigt die 2b) einen simulierten Verlauf für Klemmschaltung 21 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1. Die hohe Güte der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für positive Signalspannungen V_S, im Sinne einer Annäherung an einen optimalen Verlauf, ist an dem im Wesentlichen deckungsgleichen Verlauf der 2b) im Vergleich zur 2a) ersichtlich, wobei sich lediglich eine geringfügige Abweichung zum idealen Verhalten insbesondere im Übergangsbereich der begrenzten Signalspannung V_SC <= V_ref = 5V und V_SC > V_ref = 5V ergibt. Compared to the ideal course of the 2a) show the 2 B) a simulated curve for clamping circuit 21 according to the embodiment of the 1 , The high quality of the circuit arrangement according to the invention for positive signal voltages V _S , in the sense of an approximation to an optimal course, is due to the substantially congruent course of the 2 B) in comparison to 2a) can be seen, with only a slight deviation from the ideal behavior in particular in the transition region of the limited signal voltage V _SC <= V _ref = 5V and V _SC > V _ref = 5V results.

Die 3a) bis c) zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Begrenzung positiver, negativer oder bipolarer Signalspannungen V_S. Das Ausführungsbeispiel der 3a) wurde bereits in Verbindung mit 1 erläutert. Das Ausführungsbeispiel zur Begrenzung negativer Signalspannungen V_S gemäß der 3b) umfasst die npn-Transistoren 8 und 9, deren Basen sowie der Kollektor von Transistor 9 über Widerstand 11 mit Referenzpotential V_ref und über Kondensator 10 mit Bezugspotential 7 verbunden sind. Referenzpotential V_ref ist weiterhin mit dem Kollektor von Transistor 8 verbunden, während der Emitter von Transistor 8 mit der nicht explizit dargestellten Signalleitung 5 und der Emitter von Transistor 9 mit Bezugspotential 7 verbunden ist. Die von den einzelnen elektronischen Bauelementen ausgeführten Funktionen wurden bereits für die 1 beschrieben und bleiben für das Ausführungsbeispiel der 2 im Wesentlichen identisch, wobei jedoch die gegensätzlichen Spannungen zu berücksichtigen sind.The 3a) to c) show preferred embodiments of the circuit arrangement according to the invention for limiting positive, negative or bipolar signal voltages V _S. The embodiment of 3a) has already been in connection with 1 explained. The embodiment for limiting negative signal voltages V _S according to the 3b) includes the npn transistors 8th and 9 , their bases as well as the collector of transistor 9 about resistance 11 with reference potential V _ref and capacitor 10 with reference potential 7 are connected. Reference potential V _ref is still connected to the collector of transistor 8th connected while the emitter of transistor 8th with the signal line not explicitly shown 5 and the emitter of transistor 9 with reference potential 7 connected is. The functions performed by the individual electronic components have already been used for the 1 described and remain for the embodiment of 2 essentially identical, but taking into account the opposite stresses.

Um eine Spannungsbegrenzung für bipolare Signale zu erhalten kann eine im Wesentlichen gemeinsame Anwendung der Ausführungsbeispiele der 3a) und 3b) erfolgen, wie es dem Ausführungsbeispiel der 3c) entspricht. Entsprechend wurden die Bezugszeichen der 1 und 2 herangezogen, um ein besseres Verständnis des Ausführungsbeispiels der 3c) zu erzielen, wobei dies nicht einschränkend ausgelegt werden sollte. Die Referenzspannungen V_ref1 und V_ref2 geben die positive und negative Begrenzung der bipolaren Signalspannung vor. Anstelle der Widerstände 4 und 11 kann ein entsprechend ausgelegter Widerstand 12 vorgesehen sein, welcher die Kollektoren der Transistoren 2 und 9 verbindet. In order to obtain a voltage limitation for bipolar signals, an essentially common application of the exemplary embodiments of FIGS 3a) and 3b) take place, as is the embodiment of the 3c) equivalent. Accordingly, the reference numerals of 1 and 2 used to better understand the embodiment of the 3c) but this should not be construed restrictively. The reference _voltages V _ref1 and V _ref2 specify the positive and negative limits of the bipolar signal voltage. Instead of the resistors 4 and 11 can be a suitably designed resistor 12 be provided, which is the collector of the transistors 2 and 9 combines.

Die Übertragungskennlinien, welche durch die Schaltungen der Ausführungsbeispiele der 3a) bis c) realisiert werden, sind in den 4a) bis c) in ebendieser Reihenfolge dargestellt. Beispielsgemäß erfolgt gemäß 3a) bzw. 4a) eine Begrenzung der positiven Signalspannung V_SC auf maximal 5,2 V, gemäß 3b) bzw. 4b) werden keine negativeren Signalspannungen V_SC mit Werten kleiner –0.2 V zugelassen und entsprechend der bipolaren Klemmschaltung der 3c) bzw. der entsprechenden Kennlinie der 4c) sind lediglich begrenzte Signalspannungen V_SC im Bereich zwischen 5,2 V und –0,2 V zugelassen. The transfer characteristics generated by the circuits of the embodiments of the 3a) to c) are realized in the 4a) to c) in the same order. For example, according to 3a) respectively. 4a) a limitation of the positive signal voltage V _SC to a maximum of 5.2 V, according to 3b) respectively. 4b) No more negative signal voltages V _{SC are} permitted with values less than -0.2 V and according to the bipolar clamping circuit of the 3c) or the corresponding characteristic of the 4c) Only limited signal voltages V _SC in the range between 5.2 V and -0.2 V are allowed.

Claims (8)

Schaltungsanordnung (19) zur Vermeidung des Übersprechens von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle in einem Kraftfahrzeug, wobei zur Übertragung der Signale wenigstens eine Signalleitung (5) elektrisch leitfähig mit mindestens einem elektrischen Anschluss zumindest eines integrierten Schaltkreises (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Klemmschaltung (21) vorgesehen ist, welche elektrisch leitfähig mit der Signalleitung (5) verbunden ist und zur Begrenzung einer Signalspannung (V_S) auf eine begrenzte Signalspannung (V_SC) als gesteuerte und/oder geregelte Stromsenke ausgestaltet ist, wobei die begrenzte Signalspannung (V_SC) einen maximalen Betrag aufweist, der im Wesentlichen wenigstens einer vorgesehene Referenzspannung (V_ref) entspricht. Circuit arrangement ( 19 ) for avoiding the crosstalk of signals of different signal channels in a motor vehicle, wherein for the transmission of the signals at least one signal line ( 5 ) electrically conductive with at least one electrical connection of at least one integrated circuit ( 20 ), characterized in that at least one clamping circuit ( 21 ) is provided, which is electrically conductive with the signal line ( 5 ) and is designed to limit a signal voltage (V _S ) to a limited signal voltage (V _SC ) as a controlled and / or regulated current sink, wherein the limited signal voltage (V _SC ) has a maximum amount, the substantially at least one provided reference voltage (V _ref ) corresponds. Schaltungsanordnung (19) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschaltung (21) derart ausgebildet ist, dass die Steuerung und/oder Regelung der Stromsenke in Abhängigkeit eines Ergebnisses eines Vergleichs, insbesondere einer Differenz, der Signalspannung (V_S) und der Referenzspannung (V_ref) erfolgt.Circuit arrangement ( 19 ) according to claim 1, characterized in that the clamping circuit ( 21 ) is designed such that the control and / or regulation of the current sink in response to a result of a comparison, in particular a difference, the signal voltage (V _S ) and the reference voltage (V _ref ) takes place. Schaltungsanordnung (19) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschaltung (21) zwei Transistoren (1, 2, 8, 9) umfasst, wobei die Basen der zwei Transistoren (1, 2, 8, 9) miteinander und mit einem Kollektor eines ersten der beiden Transistoren (1, 2, 8, 9) elektrisch verbunden sind, wobei die Referenzspannung an einem Kollektor oder Emitter eines der zwei Transistoren(1, 2, 8, 9) anliegt. Circuit arrangement ( 19 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the clamping circuit ( 21 ) two transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ), the bases of the two transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ) with each other and with a collector of a first of the two transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ) are electrically connected, wherein the reference voltage at a collector or emitter of one of the two transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ) is present. Schaltungsanordnung (19) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschaltung (21) zumindest einen Kondensator umfasst, wobei eine erste Elektrodenseite des Kondensators (3, 10) elektrisch leitfähig zumindest mit den Basen der zwei Transistoren (1, 2, 8, 9) verbunden ist und eine zweite Elektrodenseite des Kondensators (3, 10) elektrisch leitfähig mit einem Bezugspotential verbunden ist. Circuit arrangement ( 19 ) according to claim 3, characterized in that the clamping circuit ( 21 ) comprises at least one capacitor, wherein a first electrode side of the capacitor ( 3 . 10 ) electrically conductive at least with the bases of the two transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ) and a second electrode side of the capacitor ( 3 . 10 ) is electrically conductively connected to a reference potential. Schaltungsanordnung (19) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschaltung wenigstens einen Widerstand (4, 11, 12) umfasst, welcher elektrisch leitfähig zumindest mit den Basen der zwei Transistoren (1, 2, 8, 9) verbunden ist. Circuit arrangement ( 19 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the clamping circuit comprises at least one resistor ( 4 . 11 . 12 ) which is electrically conductive at least with the bases of the two transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ) connected is. Schaltungsanordnung (19) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschaltung (21) zwei weitere Transistoren (1, 2, 8, 9) umfasst, wobei die Basen der zwei weiteren Transistoren (1, 2, 8, 9) miteinander und mit einem Kollektor eines der zwei weiteren Transistoren (1, 2, 8, 9) elektrisch verbunden sind.Circuit arrangement ( 19 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the clamping circuit ( 21 ) two further transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ), wherein the bases of the two further transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ) with each other and with a collector of one of the two further transistors ( 1 . 2 . 8th . 9 ) are electrically connected. Verfahren zur Vermeidung des Übersprechens von Signalen unterschiedlicher Signalkanäle in einem Kraftfahrzeug, wobei die Signale über wenigstens eine Signalleitung (5) an mindestens einen elektrischen Anschluss zumindest eines integrierten Schaltkreises (20) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer als Stromsenke gesteuerte und/oder geregelte Klemmschaltung (21) eine Begrenzung einer Signalspannung (V_S) auf eine begrenzte Signalspannung (V_SC) erfolgt und die begrenzte Signalspannung einen maximalen Betrag aufweist, der im Wesentlichen wenigstens einer vorgesehene Referenzspannung (V_ref) entspricht. Method for avoiding the crosstalk of signals of different signal channels in a motor vehicle, wherein the signals are transmitted via at least one signal line ( 5 ) to at least one electrical connection of at least one integrated circuit ( 20 ), characterized in that by means of at least one controlled as a current sink and / or regulated clamping circuit ( 21 ), a limitation of a signal voltage (V _S ) to a limited signal voltage (V _SC ) takes place and the limited signal voltage has a maximum magnitude which substantially corresponds to at least one intended reference voltage (V _ref ). Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung und/oder Regelung der Klemmschaltung (21) in Abhängigkeit eines Ergebnisses eines Vergleichs, insbesondere einer Differenz, der Signalspannung (V_S) und der Referenzspannung (V_ref) erfolgt.Method according to claim 7, characterized in that the control and / or regulation of the clamping circuit ( 21 ) in response to a result of a comparison, in particular a difference, the signal voltage (V _S ) and the reference voltage (V _ref ) takes place.

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