DE102016012660A1 - Wiring for a differential signal transmission via a current-compensated choke coil with additional winding - Google Patents

Abstract

Signalübertragungsvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Schnittstellenbaustein (12) zum Senden und/oder Empfangen eines differentiellen elektrischen Datensignals über eine zweipolige Signalleitung (14); eine elektrische Drosselspule (18) mit einer ersten Spulenwicklung (22), mit einem ersten Primäranschluss (26) und Sekundäranschluss (28), und mit einer zweiten Spulenwicklung (24), mit einem zweiten Primäranschluss (30) und Sekundäranschluss (32), sowie einem magnetisierbaren Kern (20) zur gemeinsamen Führung der durch die jeweilige Spulenwicklung (22, 24) erzeugbaren magnetischen Flüsse, wobei die Spulenwicklungen (22, 24) dieselbe Anzahl von Windungen aufweisen und bezüglich ihrer Wickelrichtung so angeordnet sind, dass sich bei einer Einspeisung gleich großer Ströme erzeugten Magnetfelder kompensieren; und den Schnittstellenanschluss (36) zur Signalübertragung zwischen der Signalübertragungsvorrichtung (10) und dem Kraftfahrzeug, wobei die Primäranschlüsse (26, 30) mit dem Schnittstellenbaustein (12) und die Sekundäranschlüsse (28, 32) mit dem Schnittstellenanschluss (36) elektrisch gekoppelt sind. Die Drosselspule weist eine dritte Spulenwicklung (143) auf, welche dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem auf der Signalleitung vorhandenen Gleichtaktsignal ein Messsignal (21) bereitzustellen und an einem dritten Primäranschluss (42) der dritten Spulenwicklung (14) über eine Rückführungseinheit (48) mit dem Schnittstellenbaustein (12) gekoppelt ist.A signal transmission device (10) for a motor vehicle, comprising an interface module (12) for transmitting and / or receiving a differential electrical data signal via a two-pole signal line (14); an electrical choke coil (18) having a first coil winding (22), a first primary terminal (26) and secondary terminal (28), and a second coil winding (24), a second primary terminal (30) and secondary terminal (32), and a magnetizable core (20) for jointly guiding the magnetic fluxes that can be generated by the respective coil winding (22, 24), wherein the coil windings (22, 24) have the same number of turns and are arranged with respect to their winding direction so that they are equal when fed in large currents generated magnetic fields compensate; and the interface port (36) for signal transmission between the signal transmission device (10) and the motor vehicle, wherein the primary ports (26, 30) are electrically coupled to the interface device (12) and the secondary ports (28, 32) are electrically coupled to the interface port (36). The choke coil has a third coil winding (143) which is designed to provide a measurement signal (21) in response to a common-mode signal present on the signal line and to a third primary terminal (42) of the third coil winding (14) via a feedback unit (48 ) is coupled to the interface module (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalübertragungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a signal transmission device in a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Für den Einsatz in Kraftfahrzeugen sind Signalübertragungsvorrichtungen bekannt, welche zur Übertragung von elektrischen Datensignalen eine differentielle Übertragung auf einer zweipoligen Signalleitung bereitstellen. Differentielle Übertragung bedeutet hierbei, dass ein zu übertragendes Signal auf eine der beiden Leitungen der zweipoligen Signalleitung nicht invertiert und auf die andere Signalleitung invertiert aufgekoppelt wird. Eine solche Art der Signalübertragung zeichnet sich durch eine hohe Störfestigkeit aus. Diese kann durch geeignete Entstörungsmaßnahmen, beispielsweise durch den Einsatz einer sogenannten stromkompensierten Drossel(-spule), auch als Gleichtaktdrossel (englisch Common-Mode-Choke) bezeichnet, weiter verbessert werden. Sie hat die Aufgabe, das als Gegentaktsignal vorliegende Nutzsignal möglichst unbeeinflusst passieren zu lassen und das als Störsignal zu betrachtende Gleichtaktsignal bestmöglich zu bedampfen. Gleichtaktdrosselspulen werden üblicherweise mit einem Ferritkern oder einem Eisenpulverkern verwendet. Der Kern dient hierbei der Führung der von den Strömen durch die Wicklungen der Drosselspule erzeugten Magnetfelder.For use in motor vehicles signal transmission devices are known, which provide a differential transmission on a two-pole signal line for the transmission of electrical data signals. Differential transmission here means that a signal to be transmitted is not inverted on one of the two lines of the two-pole signal line and coupled in inverted fashion to the other signal line. Such a type of signal transmission is characterized by a high immunity to interference. This can be further improved by suitable interference suppression measures, for example by the use of a so-called current-compensated inductor (coil), also called a common-mode choke. It has the task of allowing the useful signal present as a push-pull signal to pass as uninfluenced as possible and to damp the best possible way the common-mode signal to be regarded as an interference signal. Common mode choke coils are commonly used with a ferrite core or an iron powder core. The core serves to guide the magnetic fields generated by the currents through the windings of the choke coil.

Wird die Drosselspule mit einem Gleichtaktsignal (Common-Mode/CM) beaufschlagt, so wird in dem Ferritkern ein magnetischer Fluss angeregt, der durch die Überlagerung von zwei magnetischen Teilflüssen gebildet wird, die jeweils durch eine der beiden Wicklungen auf der stromkompensierten Drosselspule erzeugt werden. Unter der Voraussetzung der korrekten Anschlussbelegung für die bestimmungsgemäße Verwendung als stromkompensierte Drosselspule sind die durch ein Gleichtaktsignal angeregten Teilmagnetfelder in die gleiche Richtung gerichtet und verstärken sich gegenseitig in ihrer Wirkung durch Addition. Der aus der Summe der beiden Teilflüsse resultierende magnetische Fluss wird in dem Ferritkern frequenzabhängig durch Wirbelstromverluste und/oder Ummagnetisierungsverluste bedampft. Somit wird auch das diesen magnetischen Fluss erzeugende Gleichtaktsignal bedampft.When a common-mode (CM) signal is applied to the choke coil, a magnetic flux is generated in the ferrite core, which is formed by the superimposition of two magnetic partial fluxes, each generated by one of the two windings on the current-compensated choke coil. Assuming the correct terminal assignment for the intended use as a current-compensated choke coil, the partial magnetic fields excited by a common-mode signal are directed in the same direction and reinforce each other in their effect by addition. The magnetic flux resulting from the sum of the two partial flows is vapor-deposited in the ferrite core as a function of frequency by eddy-current losses and / or magnetic reversal losses. Thus, the common-mode signal generating this magnetic flux is also vapor-deposited.

Wird die Drosselspule hingegen mit einem Gegentaktsignal (Differential-Mode/DM) beaufschlagt, so werden durch die beiden Wicklungen der stromkompensierten Drosselspule zwei magnetische Teilfelder erzeugt, die in ihrer Richtung einander entgegengerichtet sind. Der magnetische Fluss hebt sich damit in dem Ferritkern im Idealfall auf. Das hat zur Folge, dass das Gegentaktsignal (Nutzsignal) nicht beziehungsweise nur sehr gering beeinflusst wird, denn in der Praxis hängt der Grad der Kompensation der beiden Teilmagnetfelder von der Kopplung der beiden Spulenwicklungen der stromkompensierten Drosselspule zueinander ab.If, on the other hand, the choke coil is subjected to a push-pull signal (differential mode / DM), then two magnetic subfields are generated by the two windings of the current-compensated choke coil, which are directed counter to one another in their direction. The magnetic flux thus ideally lifts up in the ferrite core. This has the consequence that the push-pull signal (useful signal) is not or only very slightly affected, because in practice the degree of compensation of the two partial magnetic fields depends on the coupling of the two coil windings of the current-compensated choke coil to each other.

In bestimmten Anwendungsfällen kann es wünschenswert sein, bei einer differentiellen Signalübertragung die Filterwirkung einer Gleichtaktdrossel zu erzielen und gleichzeitig ein auf der Signalleitung vorhandenes Gleichtaktsignal für eine weitergehende Auswertung bereitzustellen. Eine solche Funktion lässt sich derzeit nur mit einem hohen schaltungstechnischen Aufwand mit entsprechend hohen Kosten und hohem Platzbedarf erzielen.In certain applications, it may be desirable to achieve the filtering effect of a common mode choke in a differential signal transmission while providing a common mode signal present on the signal line for further evaluation. Such a function can currently be achieved only with a high circuit complexity with correspondingly high costs and high space requirements.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Signalübertragungsvorrichtung, sowie eine Beschaltung für die Signalübertragungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welche eine einfachere Bereitstellung eines in einem Übertragungssystem mit differentieller Signalübertragung vorhandenen Gleichtaktsignals ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a signal transmission device, as well as a circuit for the signal transmission device in a motor vehicle, which allows a simpler provision of a present in a transmission system with differential signal transmission common mode signal.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Signalübertragungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a signal transmission device having the features of patent claim 1. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Signalübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche einen Schnittstellenbaustein zum Senden und/oder Empfangen eines elektrischen Datensignals über eine zweipolige Signalleitung mittels einer differentiellen Signalübertragung sowie eine elektrische Drosselspule mit einer einen ersten Primäranschluss und einen ersten Sekundäranschluss umfassenden ersten Spulenwicklung und einer einen zweiten Primäranschluss und einen zweiten Sekundäranschluss umfassenden zweiten Spulenwicklung sowie einem magnetisierbaren Kern zur gemeinsamen Führung der durch die jeweilige Spulenwicklung erzeugbaren magnetischen Flüsse. Dabei weisen die erste Spulenwicklung und die zweite Spulenwicklung dieselbe Anzahl der jeweils um den Kern gewickelten Windungen auf und sind bezüglich ihrer Wickelrichtung so angeordnet, dass sich bei einer Einspeisung gleich großer Ströme an dem ersten Primäranschluss und an dem zweiten Sekundäranschluss die von der ersten Spulenwicklung und der zweiten Spulenwicklung in dem Kern erzeugten Magnetfelder kompensieren. Des Weiteren umfasst die Signalübertragungsvorrichtung einen Schnittstellenanschluss zur Signalübertragung zwischen der Signalübertragungsvorrichtung und dem Kraftfahrzeug, wobei die beiden Primäranschlüsse elektrisch mit dem Schnittstellenbaustein und die beiden Sekundäranschlüsse elektrisch mit dem Schnittstellenanschluss gekoppelt sind.The invention relates to a signal transmission device for a motor vehicle, which has an interface module for transmitting and / or receiving an electrical data signal via a two-pole signal line by means of a differential signal transmission and an electric choke coil with a first primary terminal and a first secondary terminal comprehensive first coil winding and a second primary terminal and a second secondary terminal comprehensive second coil winding and a magnetizable core for the common leadership of the producible by the respective coil winding magnetic fluxes. In this case, the first coil winding and the second coil winding on the same number of wound around the core turns and are arranged with respect to their winding direction so that when feeding equal currents at the first primary terminal and the second secondary terminal from the first coil winding and compensate the second coil winding in the core generated magnetic fields. Furthermore, the signal transmission device comprises an interface connection for signal transmission between the signal transmission device and the motor vehicle, wherein the two primary connections are electrically coupled to the interface module and the two secondary connections are electrically coupled to the interface connection.

Erfindungsgemäß wird die Signalübertragungsvorrichtung dadurch weitergebildet, dass die Drosselspule eine dritte Spulenwicklung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem auf der Signalleitung vorhandenen Gleichtaktsignal ein Messsignal bereitzustellen. According to the invention, the signal transmission device is further developed in that the choke coil has a third coil winding which is designed to provide a measuring signal in dependence on a common-mode signal present on the signal line.

Weiterhin erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die dritte Spulenwicklung an einem dritten Primäranschluss der dritten Spulenwicklung über eine Rückführungseinheit mit dem Schnittstellenbaustein gekoppelt ist. Dies ist vorteilhaft, da beispielsweise der Schnittstellenbaustein über einen differentiellen Eingang verfügen kann, kann aus dem Gleichtaktsignal, welches auf der dritten Spulenwicklung sein kann, ein differentielles Signal erzeugt werden. Insbesondere kann die Rückführungseinheit einen ohmschen Widerstand aufweisen, welcher systemabhängig in einem Bereich zwischen 100 Ω und 100000 Ω ausgebildet sein kann. Insbesondere kann der ohmsche Widerstand an einem ersten Ende des ohmschen Widerstands mit dem dritten Primäranschluss der dritten Spulenwicklung und mit einem ersten Anschluss des Schnittstellenbausteins gekoppelt sein und an einem zweiten Ende des ohmschen Widerstands kann der ohmsche Widerstand mit einer Masse und mit einem zweiten Anschluss des Schnittstellenbausteins gekoppelt sein.Furthermore, according to the invention it is provided that the third coil winding is coupled to a third primary terminal of the third coil winding via a feedback unit with the interface module. This is advantageous since, for example, the interface module can have a differential input, a differential signal can be generated from the common-mode signal, which may be on the third coil winding. In particular, the feedback unit may have an ohmic resistance, which may be system-dependent in a range between 100 Ω and 100000 Ω. In particular, the ohmic resistor may be coupled to the third primary terminal of the third coil winding and to a first terminal of the interface module at a first end of the ohmic resistor, and the ohmic resistor may be connected to a ground and to a second terminal of the interface module at a second end of the ohmic resistor be coupled.

Somit kann die Bereitstellung des Messsignals mit nur einer einzigen Drosselspule erfolgen. Eine zusätzliche Drosselspule wird nicht benötigt. Der dadurch reduzierbare Bauteileaufwand führt somit sowohl zu geringeren Kosten als auch zu einem geringeren Platzbedarf, was insbesondere eine kompaktere Bauweise der Signalübertragungsvorrichtung, welche Teil eines Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug sein kann, ermöglicht. Somit kann mit einem einzigen Bauelement aus einem Gleichtaktsignal ein Gegentaktsignal erzeugt werden.Thus, the provision of the measurement signal can take place with only a single choke coil. An additional choke coil is not needed. The resulting reduced component cost thus leads both to lower costs and to a smaller footprint, which in particular allows a more compact design of the signal transmission device, which may be part of a control device for a motor vehicle. Thus, a push-pull signal can be generated from a common mode signal with a single device.

Mittels dieser Ausgestaltungsform kann die Signalübertragungsvorrichtung für Kommunikationssysteme im Kraftfahrzeug eingesetzt werden.By means of this embodiment, the signal transmission device can be used for communication systems in the motor vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen den beiden Sekundäranschlüssen und dem Schnittstellenanschluss eine Leitungsabschlussimpedanz gekoppelt. Die Leitungsabschlussimpedanz kann hierbei auf den Wellenwiderstand einer Leitung abgestimmt sein, welche an dem Schnittstellenanschluss anschließbar ist. Damit können unerwünschte Reflexionen des Signals vermieden werden.According to an advantageous development, a line termination impedance is coupled between the two secondary terminals and the interface terminal. In this case, the line termination impedance can be matched to the characteristic impedance of a line which can be connected to the interface connection. This can be avoided unwanted reflections of the signal.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die dritte Spulenwicklung an einem dritten Sekundäranschluss der dritten Spulenwicklung über eine Auskoppeleinheit mit der Leitungsabschlussimpedanz gekoppelt ist. Insbesondere findet durch die Auskoppeleinheit ein Gleichtaktabgriff über zwei ohmsche Widerstände statt. Die ohmschen Widerstände sind systembedingt auszuwählen. Insbesondere können die ohmschen Widerstände der Auskoppeleinheit in einem Bereich zwischen 100 Ω und 100000 Ω ausgebildet sein. Insbesondere ist einer der ohmschen Widerstände an einem ersten Ende des ohmschen Widerstands mit der ersten Spulenwicklung und der Leitungsabschlussimpedanz gekoppelt und der zweite der ohmschen Widerstände ist an einem ersten Ende des zweiten ohmschen Widerstands mit der zweiten Spulenwicklung und der Leitungsabschlussimpedanz gekoppelt. Insbesondere sind die beiden Widerstände an ihrem jeweiligen zweiten Ende mit einer Kapazität gekoppelt.It has also proved to be advantageous if the third coil winding is coupled to the third coil winding at a third secondary terminal of the third coil winding via a coupling-out unit with the line termination impedance. In particular, a common mode tap via two ohmic resistors takes place by the decoupling unit. The ohmic resistances must be selected according to the system. In particular, the ohmic resistances of the decoupling unit can be formed in a range between 100 Ω and 100000 Ω. In particular, one of the ohmic resistors at a first end of the ohmic resistor is coupled to the first coil winding and the line termination impedance, and the second one of the ohmic resistors is coupled to the second coil winding and the line termination impedance at a first end of the second ohmic resistor. In particular, the two resistors are coupled at their respective second end to a capacitor.

Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, wenn die Rückführungseinheit in dem Schnittstellenbaustein integriert ist. Dies führt zu einer Bauteilreduzierung innerhalb der Signalübertragungsvorrichtung.It has also proven to be advantageous if the feedback unit is integrated in the interface module. This leads to a component reduction within the signal transmission device.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Auskoppeleinheit in die Leitungsabschlussimpedanz integriert sein.According to a further advantageous embodiment, the decoupling unit can be integrated into the line termination impedance.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen den Schnittstellenbaustein und den beiden Primäranschlüssen ein Filterelement gekoppelt. Bei dem Filterelement kann es sich vorzugsweise um ein Tiefpassfilterelement oder ein Bandpassfilterelement handeln.According to an advantageous development, a filter element is coupled between the interface module and the two primary terminals. The filter element may preferably be a low-pass filter element or a bandpass filter element.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Anschluss der dritten Spulenwicklung mit einem elektrischen Bezugsanschluss, insbesondere einer Masse, der Signalübertragungsvorrichtung elektrisch leitend verbunden. Dadurch kann mit einem einzigen Bauelement aus einem Gleichtaktsignal ein sogenanntes „Single-ended-Signal” erzeugt werden, welches einseitig einen vorgebbaren Potentialbezug aufweist und über eine einpolige Signalleitung übertragbar ist.According to a further advantageous embodiment, a terminal of the third coil winding with an electrical reference terminal, in particular a ground, the signal transmission device is electrically connected. As a result, with a single component from a common-mode signal, a so-called "single-ended signal" can be generated, which has a prescribable potential reference on one side and can be transmitted via a single-pole signal line.

Bevorzugt kann die Drosselspule als Ringkerndrossel oder als Stabkerndrossel ausgebildet sein.Preferably, the choke coil can be designed as a toroidal core choke or rod core choke.

In vorteilhafter Weise sind die erste Spulenwicklung und/oder die zweiten Spulenwicklung und/oder die dritte Spulenwicklung als Lagenwicklung oder als segmentierte Wicklung oder als ineinander verschachtelte Wicklungen angeordnet. In Abhängigkeit von jeweils vorliegenden Anforderungen hinsichtlich Koppelfaktoren zwischen den einzelnen Spulenwicklungen sowie einer geforderten Isolationsfestigkeit zwischen den einzelnen Spulenwicklungen kann eine entsprechende Optimierung des Wicklungsaufbaus erfolgen. Die Spulenwicklungen können jeweils direkt auf den Kern oder auf einen Spulenkörper aufgewickelt sein.Advantageously, the first coil winding and / or the second coil winding and / or the third coil winding are arranged as a layer winding or as a segmented winding or as nested windings. Depending on existing requirements with regard to coupling factors between the individual coil windings and a required insulation resistance between the individual coil windings, a corresponding optimization of the winding structure can take place. The coil windings can each be wound directly onto the core or onto a bobbin.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 in vereinfachter schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Signalübertragungsvorrichtung; und 1 in a simplified schematic representation of a first embodiment of a signal transmission device according to the invention; and

2 in vereinfachter schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Signalübertragungsvorrichtung. 2 in a simplified schematic representation of a second embodiment of a signal transmission device according to the invention.

In den Fig. werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Die Erfindung geht aus von einer Signalübertragungsvorrichtung 10, welche Teil eines in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Steuergeräts sein kann und eine in der 1 dargestellte Struktur aufweist. Die Signalübertragungsvorrichtung 10 umfasst einen Schnittstellenbaustein 12, welcher vorzugsweise als sogenannter Transceiver (Kurzwort für eine Kombination aus Transmitter/Sender und Receiver/Empfänger) ausgebildet ist. Derartige Transceiver sind insbesondere als integrierte Bausteine verfügbar. Über eine zweipolige Signalleitung 14 sowie ein optionales Filterelement 16 ist an den Schnittstellenbaustein 12 eine elektrische Drosselspule 18 in Form einer stromkompensierten Drossel angeschlossen. Die Drosselspule 18 umfasst einen Kern 20, welcher innerhalb einer ersten Spulenwicklung 22 der Drosselspule 18 und innerhalb einer zweiten Spulenwicklung 24 der Drosselspule 18 angeordnet ist. Mit anderen Worten sind die erste Spulenwicklung 22 und die zweite Spulenwicklung 24 auf den Kern 20 aufgewickelt.The invention is based on a signal transmission device 10 which may be part of a control unit used in a motor vehicle and one in the 1 having shown structure. The signal transmission device 10 includes an interface module 12 , which is preferably designed as a so-called transceiver (short for a combination of transmitter / transmitter and receiver / receiver). Such transceivers are available in particular as integrated components. Via a two-pole signal line 14 and an optional filter element 16 is at the interface block 12 an electric choke coil 18 connected in the form of a current-compensated choke. The choke coil 18 includes a core 20 which is within a first coil winding 22 the choke coil 18 and within a second coil winding 24 the choke coil 18 is arranged. In other words, the first coil winding 22 and the second coil winding 24 to the core 20 wound.

Die erste Spulenwicklung 22 weist einen ersten Primäranschluss 26 sowie einen ersten Sekundäranschluss 28 auf. Entsprechend weist die zweite Spulenwicklung 24 einen zweiten Primäranschluss 30 sowie einen zweiten Sekundäranschluss 32 auf. Die beiden Primäranschlüsse, also der erste Primäranschluss 26 und der zweite Primäranschluss 30 sind über das Filterelement 16 mit dem Schnittstellenbaustein 12 elektrisch gekoppelt. Auf der anderen Seite ist die Drosselspule 18 mit dem ersten Sekundäranschluss 28 und dem zweiten Sekundäranschluss 32 über eine optionale Leitungsabschlussimpedanz 34 mit einem Schnittstellenanschluss 36 elektrisch gekoppelt. Der Schnittstellenanschluss 36 kann insbesondere durch einen Steckverbinder ausgebildet sein, welcher eine trennbare elektrische Verbindung zu dem Kraftfahrzeug herstellt.The first coil winding 22 has a first primary connection 26 and a first secondary connection 28 on. Accordingly, the second coil winding 24 a second primary connection 30 and a second secondary connection 32 on. The two primary connections, ie the first primary connection 26 and the second primary connection 30 are over the filter element 16 with the interface module 12 electrically coupled. On the other side is the choke coil 18 with the first secondary connection 28 and the second secondary connection 32 via an optional line termination impedance 34 with an interface connection 36 electrically coupled. The interface connector 36 may be formed in particular by a connector which produces a separable electrical connection to the motor vehicle.

Zur Bereitstellung eines auf der Signalleitung 14 vorhandenen Gleichtaktsignals weist die Signalübertragungsvorrichtung 10 eine Auskoppeleinheit 38 auf, welche der Umwandlung eines Gleichtaktsignals in ein Gegentaktsignal dient und mit passiven Bauelementen realisierbar ist. Insbesondere findet durch die Auskoppeleinheit 38 ein Gleichtaktabgriff über einen zweiten und dritten ohmsche Widerstand 54, 56 statt. Die beiden zweiten und dritten ohmschen Widerstände 54, 56 sind systembedingt auszuwählen. Insbesondere können die zweiten und dritten ohmschen Widerstände 54, 56 der Auskoppeleinheit 38 in einem Bereich zwischen 100 Ω und 100000 Ω ausgebildet sein. Insbesondere ist der zweite ohmsche Widerstand 54 an einem ersten Ende des zweiten ohmschen Widerstands 54 mit der ersten Spulenwicklung 22 und der Leitungsabschlussimpedanz 34 gekoppelt und der dritte ohmsche Widerstand 56 ist an einem ersten Ende des dritten ohmschen Widerstands 56 mit der zweiten Spulenwicklung 24 und der Leitungsabschlussimpedanz 34 gekoppelt. Insbesondere sind die zweiten und dritten ohmschen Widerstände 54, 56 an ihrem jeweiligen zweiten Ende mit einer Kapazität 58 gekoppelt. Der zweite und dritte ohmsche Widerstand 54, 56 wird für die Auskopplung des Gleichtaktsignals benötigt.To provide one on the signal line 14 existing common-mode signal has the signal transmission device 10 a decoupling unit 38 on which the conversion of a common-mode signal is used in a push-pull signal and can be realized with passive components. In particular, by the decoupling unit 38 a common mode tap across a second and third ohmic resistor 54 . 56 instead of. The two second and third ohmic resistors 54 . 56 are to be selected due to the system. In particular, the second and third ohmic resistances 54 . 56 the decoupling unit 38 be formed in a range between 100 Ω and 100000 Ω. In particular, the second ohmic resistance 54 at a first end of the second ohmic resistor 54 with the first coil winding 22 and the line termination impedance 34 coupled and the third ohmic resistance 56 is at a first end of the third ohmic resistance 56 with the second coil winding 24 and the line termination impedance 34 coupled. In particular, the second and third ohmic resistors 54 . 56 at its respective second end with a capacity 58 coupled. The second and third ohmic resistance 54 . 56 is needed for the extraction of the common-mode signal.

In dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Drosselspule 18 eine dritte Spulenwicklung 40 mit einem dritten Primäranschluss 42 und einem dritten Sekundäranschluss 44 auf. In dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist der dritte Primäranschluss 42 über die Rückführungsleitung 46 zur Übertragung eines Messsignals an den Schnittstellenbaustein 12 gekoppelt.In the first embodiment, the choke coil 18 a third coil winding 40 with a third primary connection 42 and a third secondary connection 44 on. In the illustrated first embodiment, the third primary port is 42 via the return line 46 for transmitting a measuring signal to the interface module 12 coupled.

Die Rückführungsleitung 46 ist wiederum mit einer Rückführungseinheit 48 mit dem Schnittstellenbaustein 12 gekoppelt. Insbesondere kann die Rückführungseinheit 48 einen ersten ohmschen Widerstand 50 aufweisen, welcher systemabhängig in einem Bereich zwischen 100 Ω und 100000 Ω ausgebildet sein kann. insbesondere kann der erste ohmsche Widerstand 50 an einem ersten Ende des ersten ohmschen Widerstands 50 mit dem ersten Ende der Rückführungsleitung 46 und mit einem ersten Anschluss des Schnittstellenbausteins 12 gekoppelt sein und an einem zweiten Ende des ersten ohmschen Widerstands 50 kann der erste ohmsche Widerstand 50 mit einer Masse 52 und mit einem zweiten Anschluss des Schnittstellenbausteins 12 gekoppelt sein. Somit kann die Rückführungseinheit 48 aus einem Gleichtaktsignal ein differentielles Signal erzeugen. Dies ist von Vorteil, wenn der Schnittstellenbaustein einen differentiellen Eingang (erster und zweiter Anschluss des Schnittstellenbausteins 12) verfügt. Die Beschaltung kann auch anderweitig umgesetzt werden, wenn der Halbleiterbaustein einen „single-ended” Eingang aufweist.The return line 46 is again with a feedback unit 48 with the interface module 12 coupled. In particular, the feedback unit 48 a first ohmic resistance 50 which can be system-dependent formed in a range between 100 Ω and 100000 Ω. In particular, the first ohmic resistance 50 at a first end of the first ohmic resistance 50 with the first end of the return line 46 and with a first connection of the interface module 12 be coupled and at a second end of the first ohmic resistance 50 may be the first ohmic resistance 50 with a mass 52 and with a second connection of the interface module 12 be coupled. Thus, the feedback unit 48 generate a differential signal from a common-mode signal. This is advantageous if the interface module has a differential input (first and second connection of the interface module 12 ). The wiring can also be implemented elsewhere if the semiconductor device has a "single-ended" input.

Das Messsignal kann somit potentialfrei auf der Rückführungsleitung 46 zur Verfügung gestellt werden. Somit wird über die dargestellte Anordnung das Gleichtaktsignal der zweipoligen Signalleitung 14 in ein Gegentaktsignal in Form des Messsignals umgewandelt. Dieses wird zu dem Schnittstellenbaustein 12 in Form eines Transceivers zurückgeführt für eine weitere Verarbeitung. Somit wird nur noch eine Drosselspule 18 benötigt, wodurch auf eine Zusatzdrosselspule als Bauteil verzichtet werden kann.The measuring signal can thus potential-free on the return line 46 to provide. Thus, the arrangement shown, the common mode signal of the two-pole signal line 14 converted into a push-pull signal in the form of the measurement signal. This becomes the interface module 12 in the form of a transceiver returned for further processing. Thus, only one choke coil 18 needed, which can be dispensed with an additional throttle coil as a component.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Signalübertragungsvorrichtung 10, welches in der 2 dargestellt ist, erfolgt die Rückführung des Messsignals in der „single-ended” Variante. Der dritte Sekundäranschluss 44 der dritten Spulenwicklung 40 ist mit der Rückführungsleitung 46 gekoppelt. Die Rückführungsleitung 46 ist wiederum direkt mit dem Schnittstellenbaustein 12 gekoppelt. Innerhalb des Schnittstellenbausteins 12 ist die Rückführungseinheit 48 integriert. An dem dritten Primäranschluss 42 ist die dritte Spulenwicklung 40 mit der Masse 52 gekoppelt.According to a second embodiment of a signal transmission device according to the invention 10 which is in the 2 is shown, the feedback of the measuring signal is carried out in the "single-ended" variant. The third secondary connection 44 the third coil winding 40 is with the return line 46 coupled. The return line 46 is again directly with the interface block 12 coupled. Within the interface block 12 is the recycling unit 48 integrated. At the third primary connection 42 is the third coil winding 40 with the crowd 52 coupled.

Die Auskoppeleinheit 38 kann, wie in 2 ebenfalls dargestellt mit in der Leitungsabschlussimpedanz 34 integriert sein, wobei die Kapazität 58 der Auskoppeleinheit 38 insbesondere mit der Masse 52 gekoppelt sein kann.The decoupling unit 38 can, as in 2 also shown with in the line termination impedance 34 be integrated, with capacity 58 the decoupling unit 38 especially with the mass 52 can be coupled.

Durch den durch den Gleichtakt erzeugten magnetischen Fluss im Kern 20 wird ein Signal in der Rückführungsleitung 46 erzeugt. Dieses kann an dem Schnittstellenbaustein 12 weitergegeben werden und von diesem ermittelt werden (bezogen auf die Masse 52). Es ist ebenfalls eine Vertauschung des dritten Primäranschluss 42 und des dritten Sekundäranschluss 44 möglich. Mit anderen Worten kann der dritte Primäranschluss 42 mit dem Schnittstellenbaustein gekoppelt sein und der dritte Sekundäranschluss 44 kann mit der Masse 52 gekoppelt sein.By the magnetic flux generated by the common mode in the core 20 becomes a signal in the return line 46 generated. This can be done on the interface block 12 be passed on and determined by this (based on the mass 52 ). It is also an interchange of the third primary connection 42 and the third secondary connection 44 possible. In other words, the third primary connection 42 be coupled with the interface module and the third secondary connection 44 can with the crowd 52 be coupled.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So kann insbesondere die Art und der Aufbau der Drosselspule 18 umfassend die erste Spulenwicklung 22, die zweite Spulenwicklung 24 und die dritte Spulenwicklung 40, beliebig gestaltet sein, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.The illustrated embodiments are merely illustrative of the invention and are not limitative of it. In particular, the type and structure of the choke coil 18 comprising the first coil winding 22 , the second coil winding 24 and the third coil winding 40 be arbitrarily designed without departing from the spirit of the invention.

Somit wurde voranstehend gezeigt, wie die als Gleichtaktdrossel (stromkompensierte Drossel) eingesetzte Drosselspule 18 mit einem Detektorpfad ausgestaltet sein kann, um aus der Signalleitung 14 ein Gleichtaktsignal auszukoppeln, ohne die eigentliche Filterwirkung der Drosselspule 18 zu beeinträchtigen. Durch die Erfindung kann somit mit einem einzigen Bauelement aus einem Gleichtaktsignal ein Gegentaktsignal erzeugt werden. Des Weiteren kann durch die Erfindung mit einem einzigen Bauelement aus einem Gleichtaktsignal ein „Single-ended-Signal” erzeugt werden. Dadurch können sowohl die Kosten als auch der Platzbedarf auf dem Steuergerät signifikant verringert werden.Thus, it has been shown above how the choke coil used as a common mode choke (current-compensated reactor) 18 may be configured with a detector path to from the signal line 14 decouple a common mode signal, without the actual filtering effect of the choke coil 18 to impair. The invention can thus be generated with a single component of a common-mode signal push-pull signal. Furthermore, by the invention with a single component of a common-mode signal, a "single-ended signal" can be generated. As a result, both the cost and the space required on the control unit can be significantly reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

SignalübertragungsvorrichtungSignal transmission device

1212

SchnittstellenbausteinInterface module

1414

Signalleitungsignal line

1616

Filterelementfilter element

1818

Drosselspuleinductor

2020

Kerncore

2222

Erste SpulenwicklungFirst coil winding

2424

Zweite SpulenwicklungSecond coil winding

2626

Erster PrimäranschlussFirst primary connection

2828

Erster SekundäranschlussFirst secondary connection

3030

Zweiter PrimäranschlussSecond primary connection

3232

Zweiter SekundäranschlussSecond secondary connection

3434

LeitungsabschlussimpedanzLine termination impedance

3636

SchnittstellenanschlussInterface connector

3838

Auskoppeleinheitdecoupling

4040

Dritte SpulenwicklungThird coil winding

4242

Dritter PrimäranschlussThird primary connection

4444

Dritter SekundäranschlussThird secondary connection

4646

RückführungsleitungReturn line

4848

RückführungseinheitFeedback unit

5050

Erster ohmscher WiderstandFirst ohmic resistance

5252

MasseDimensions

5454

Zweiter ohmscher WiderstandSecond ohmic resistance

5656

Dritter ohmscher WiderstandThird ohmic resistance

Claims (7)

Signalübertragungsvorrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Signalübertragungsvorrichtung (10) umfasst: – einen Schnittstellenbaustein (12) zum Senden und/oder Empfangen eines elektrischen Datensignals über eine zweipolige Signalleitung (14) mittels einer differentiellen Signalübertragung, – eine elektrische Drosselspule (18) mit einer einen ersten Primäranschluss (26) und einen ersten Sekundäranschluss (28) umfassenden ersten Spulenwicklung (22) und einer einen zweiten Primäranschluss (30) und einen zweiten Sekundäranschluss (32) umfassenden zweiten Spulenwicklung (24) sowie einem magnetisierbaren Kern (20) zur gemeinsamen Führung der durch die jeweilige Spulenwicklung (22, 24) erzeugbaren magnetischen Flüsse, wobei die erste Spulenwicklung (22) und die zweite Spulenwicklung (24) dieselbe Anzahl der jeweils um den Kern (20) gewickelten Windungen aufweisen und bezüglich ihrer Wickelrichtung so angeordnet sind, dass sich bei einer Einspeisung gleich großer Ströme an dem ersten Primäranschluss (26) und an dem zweiten Sekundäranschluss (32) die von der ersten Spulenwicklung (22) und der zweiten Spulenwicklung (24) in dem Kern (20) erzeugten Magnetfelder kompensieren, und – einen Schnittstellenanschluss (36) zur Signalübertragung zwischen der Signalübertragungsvorrichtung (10) und dem Kraftfahrzeug, wobei der erste und der zweite Primäranschluss (26, 30) elektrisch mit dem Schnittstellenbaustein (12) und der erste und der zweite Sekundäranschluss (28, 32) elektrisch mit dem Schnittstellenanschluss (36) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die elektrische Drosselspule (18) eine dritte Spulenwicklung (40) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem auf der Signalleitung (14) vorhandenen Gleichtaktsignal ein Messsignal bereitzustellen, und – die dritte Spulenwicklung (14) an einem dritten Primäranschluss (42) der dritten Spulenwicklung (14) über eine Rückführungseinheit (48) mit dem Schnittstellenbaustein (12) gekoppelt ist.Signal transmission device ( 10 ) for a motor vehicle, wherein the signal transmission device ( 10 ) comprises: an interface module ( 12 ) for transmitting and / or receiving an electrical data signal via a two-pole signal line ( 14 ) by means of a differential signal transmission, - an electric choke coil ( 18 ) with a first primary connection ( 26 ) and a first secondary connection ( 28 ) comprising a first coil winding ( 22 ) and a second primary connection ( 30 ) and a second secondary connection ( 32 ) second coil winding ( 24 ) and a magnetizable core ( 20 ) for the common guidance of the respective coil winding ( 22 . 24 ) generated magnetic fluxes, wherein the first Coil winding ( 22 ) and the second coil winding ( 24 ) the same number of each around the core ( 20 ) wound windings and are arranged with respect to their winding direction so that when feeding equal sized currents at the first primary terminal ( 26 ) and at the second secondary connection ( 32 ) from the first coil winding ( 22 ) and the second coil winding ( 24 ) in the core ( 20 ) compensated magnetic fields, and - an interface port ( 36 ) for signal transmission between the signal transmission device ( 10 ) and the motor vehicle, the first and the second primary connection ( 26 . 30 ) electrically connected to the interface module ( 12 ) and the first and second secondary links ( 28 . 32 ) electrically connected to the interface connector ( 36 ), characterized in that - the electric choke coil ( 18 ) a third coil winding ( 40 ), which is designed, depending on one on the signal line ( 14 ) provide a measuring signal, and - the third coil winding ( 14 ) at a third primary connection ( 42 ) of the third coil winding ( 14 ) via a recycling unit ( 48 ) with the interface module ( 12 ) is coupled. Signalübertragungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und zweiten Sekundäranschluss (28, 32) und dem Schnittstellenanschluss (36) eine Leitungsabschlussimpedanz (34) gekoppelt ist.Signal transmission device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that between the first and second secondary terminals ( 28 . 32 ) and the interface connector ( 36 ) a line termination impedance ( 34 ) is coupled. Signalübertragungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Spulenwicklung (40) an einem dritten Sekundäranschluss (44) der dritten Spulenwicklung (40) über eine Auskoppeleinheit (38) mit der Leitungsabschlussimpedanz (34) gekoppelt ist.Signal transmission device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the third coil winding ( 40 ) at a third secondary connection ( 44 ) of the third coil winding ( 40 ) via a decoupling unit ( 38 ) with the line termination impedance ( 34 ) is coupled. Signalübertragungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführungseinheit (48) in dem Schnittstellenbaustein (12) integriert ist.Signal transmission device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the return unit ( 48 ) in the interface module ( 12 ) is integrated. Signalübertragungsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskoppeleinheit (38) in der Leitungsabschlussimpedanz (34) integriert ist.Signal transmission device ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the decoupling unit ( 38 ) in the line termination impedance ( 34 ) is integrated. Signalübertragungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schnittstellenbaustein (12) und dem ersten und zweiten Primäranschluss (26, 30) ein Filterelement (16) gekoppelt ist.Signal transmission device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the interface module ( 12 ) and the first and second primary connections ( 26 . 30 ) a filter element ( 16 ) is coupled. Signalübertragungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Spulenwicklung (40) an einem dritten Sekundäranschluss (44) der dritten Spulenwicklung (40) und einer Auskoppeleinheit (38) mit einer Masse (52) verbunden sind.Signal transmission device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the third coil winding ( 40 ) at a third secondary connection ( 44 ) of the third coil winding ( 40 ) and a decoupling unit ( 38 ) with a mass ( 52 ) are connected.

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