DE10202480A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung eines Signals von einer Signalquelle zu einer Signalsenke in einem System - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung eines Signals von einer Signalquelle zu einer Signalsenke in einem SystemInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Übertragung eines Signals (S1s, S2s) von einer ersten elektronischen Einheit (1), die eine Signalquelle (10) aufweist, zu einer zweiten elektronischen Einheit (2), die eine Signalsenke (20) aufweist, in einem System (100), das wenigstens zwei elektronische Einheiten (1, 2) aufweist, wobei das zu übertragende Signal (S1s) mittels einer Sendeeinheit (11) in eine leitungsungebundene elektromagnetische Welle umgesetzt und dass die leitungsgebundene elektromagnetische Welle von einer Empfangseinheit (21) empfangen und in ein Empfangssignal (S2s) umgesetzt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertra
gung eines Signals von einer ersten elektronischen Einheit,
die eine Signalquelle aufweist, zu einer zweiten elektroni
schen Einheit, die eine Signalsenke aufweist, in einem Sys
tem, das wenigstens zwei elektronische Einheiten aufweist.
Das zu übertragende Signal ist dabei ein analoges Signal oder
ein digitales Signal.
Zur Signalübertragung von einer ersten elektronischen Einheit
zu einer zweiten elektronischen Einheit in einem System sind
verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. In Syste
men, bei denen keine galvanische Entkopplung zwischen den
beiden elektronischen Einheiten, zwischen denen ein Signal
austausch stattfinden soll, erforderlich ist, besteht übli
cherweise eine Leitungsverbindung zwischen der ersten elekt
ronischen Einheit und der zweiten elektronischen Einheit. Bei
komplexen Systemen, wie beispielsweise einem Motherboard ei
nes Computers, bei welchen ein Signalaustausch zwischen kom
plexen integrierten Bausteinen erfolgen muss, ist üblicher
weise ein Datenbus vorhanden, der die einzelnen Bausteine,
z. B. Speicher, Prozessoren und Controller, miteinander ver
bindet. Zur Signalübertragung sind hierzu zusätzliche Bau
steine erforderlich, die zwischen die Signalquellen bzw. Sig
nalsenken und den Bus geschaltet sind. Diese Bausteine erzeu
gen aus den zu übertragenden Signalen Signale mit ausreichend
hohen Pegeln, die zur Übertragung über den Bus geeignet sind.
Um die einzelnen miteinander kommunizierenden Bausteine eines
komplexen Systems durch ein Bussystem miteinander zu verbin
den, werden diese Bausteine üblicherweise auf mehrlagige Pla
tinen aufgebracht, wobei zwischen einzelnen Schichten dieser
mehrlagigen Platinen elektrisch leitende Verbindungen zur Re
alisierung des Bussystems eingebracht sind. Derartige mehrla
gige Platinen sind aufwendig und kostenintensiv in der Her
stellung. Zudem kommt es bei der Übertragung von Signalen
über ein Bussystem zur Signalverzehrungen und Reflexionen an
den Busleitungen. Eine platzsparende Anordnung der einzelnen
miteinander kommunizierenden Bausteine auf der Platine ist
vielfach durch die Notwendigkeit von Leitungsverbindungen
zwischen den einzelnen Bausteinen eingeschränkt.
Zur Signalübertragung zwischen zwei elektronischen Einheiten,
die galvanisch entkoppelt sind, ist es bekannt, Optokoppler,
Lichtleiter, einen Impulstransformator, einen Stromkoppler
oder einen kapazitiven Koppler zu verwenden.
Bei einem Optokoppler sind Sender und Empfänger in einem Bau
stein integriert, die galvanische Trennung zwischen Sender
und Empfänger erfolgt durch elektrisch isolierende und op
tisch leitende Isoliermaterialien. Zur Signalübertragung von
den elektronischen Einheiten zu dem Optokoppler und von dem
Optokoppler zu den elektronischen Einheiten werden üblicher
weise Leitungsverbindungen eingesetzt. Nachteilig bei der
Verwendung eines Optokopplers ist dessen begrenzte Übertra
gungskapazität, die begrenzte Spannungsfestigkeit und das
Vorhandensein von Koppelkapazitäten zwischen dessen Eingang
und dessen Ausgang. Weiterhin unterliegt die in einem Opto
koppler üblicherweise als Sender eingesetzte Leuchtdiode ei
nem Alterungsprozess, der das ordnungsgemäße Funktionieren
des Optokopplers im Laufe der Zeit beeinträchtigt.
Bei Einsatz eines Lichtleiters zur Datenübertragung sind eine
Sendeeinheit und eine Empfangseinheit örtlich voneinander ge
trennt und durch den optisch leitenden Lichtleiter, bei
spielsweise eine Glasfaser, miteinander verbunden. Die Ver
wendung von Lichtleitern zur Datenübertragung ist vergleichs
weise teuer. Zudem unterliegt auch hier eine auf der Sende
seite eingesetzte Diode einem Alterungsprozess, der das ord
nungsgemäße Funktionieren im Laufe der Zeit nachteilig beein
flusst.
Zur Signalübertragung zwischen zwei galvanisch entkoppelten
elektronischen Einheiten ist es außerdem bekannt, einen Im
pulstransformator einzusetzen, der zwei elektrisch voneinan
der isolierte Wicklungen auf einem magnetisch gut leitenden
Kern oder zwei nur durch Luft gekoppelte Wicklungen aufweist.
Nachteilig bei der Verwendung eines Impulstransformators ist,
dass dessen Übertragungsrate begrenzt ist und, dass er unter
Umständen ein sehr großes Volumen aufweist und sehr schwer
ist. Zudem erlaubt ein Impulstransformator keine Übertragung
eines Gleichspannungssignals.
Ein typisches Beispiel für ein System mit zwei galvanisch
entkoppelten elektronischen Einheiten stellt ein Schaltnetz
teil dar, bei dem Primärseite und Sekundärseite galvanisch
voneinander getrennt sind, bei dem aber eine Information be
züglich der an der Sekundärseite anliegenden Ausgangsspannung
an die Primärseite übertragen werden muss. Weitere Beispiele
sind Schaltmodule mit einem Hochspannungsschalter und einer
Bedien- und/oder Ansteuerschaltung, bei denen die Bedien-
und/oder Ansteuerschaltung von dem Hochspannungsschalter gal
vanisch getrennt ist, um das Anliegen einer Hochspannung an
der Bedien- und/oder Ansteuerschaltung zu verhindern. Auch
bei sogenannten Hochspannungskaskaden sind miteinander kommu
nizierende Bauelemente galvanisch voneinander zu trennen.
Ein weiteres Beispiel eines Systems, bei dem eine Entkopplung
zwischen einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit erfor
derlich ist, ist eine Halbbrückenschaltung mit einer Reihen
schaltung eines als Halbleiterschaltelement ausgebildeten
High-Side-Schalters und eines als Halbleiterschaltelement
ausgebildeten Low-Side-Schalters. Sind die beiden Halbleiter
schaltelemente vom selben Leitungstyp, also beispielsweise
als n-leitende Transistoren, wie n-Kanal-MOSFET, n-Kanal-IGBT
oder npn-Bipolartransistoren ausgebildet, so ergibt sich das
Problem, dass zur Ansteuerung des High-Side-Schalters ein An
steuersignal erforderlich ist, das auf ein Potential an dem
den beiden Schaltern gemeinsamen Knoten bezogen ist, wobei
dieses Potential abhängig von dem Schaltzustand des Low-Side-
Schalters annäherungsweise zwischen einem Bezugspotential der
Schaltung und einem Versorgungspotential der Schaltung
schwankt. Ausgangssignale einer Signalverarbeitungsschaltung,
nach deren Maßgabe der High-Side-Schalter und der Low-Side-
Schalter leiten sollen, sind üblicherweise auf das Bezugspo
tential der Schaltung, üblicherweise Masse, bezogen, so dass
die Ausgangssignale der Signalverarbeitungsschaltung nicht
unmittelbar zur Ansteuerung des High-Side-Schalters verwendet
werden können. Um den Pegel dieser Ausgangssignale an den er
forderlichen Pegel zur Ansteuerung des High-Side-Schalters
anzupassen ist es bekannt, die "Low-Side"-Signale der Signal
verarbeitungsschaltung durch den erwähnten Optokoppler oder
den erwähnten Impulstransformator zu übertragen.
Weiterhin kann bei der Halbbrücke das Ansteuersignal zu dem
High-Side-Schalter mittels Stromkopplung oder kapazitiver
Kopplung übertragen werden. Bei der Stromkopplung wird das
Ansteuersignal als getaktetes Stromsignal übertragen, wobei
das getaktete Signal direkt verarbeitet werden kann oder zu
vor einer Umwandlung in ein Spannungssignal unterzogen wird.
Bei der kapazitiven Kopplung wird das Signal von der Verar
beitungsschaltung über eine entkoppelnde Kapazität übertra
gen, welche in der Lage ist, die maximal zwischen der "Low-
Side"-Verarbeitungsschaltung und dem High-Side-Schalter auf
tretende Spannung zu sperren.
Zur Verteilung eines Taktsignals auf einem Chip unter Ver
zicht auf eine Leitungsverbindung ist in Kihong Kim, Hyun
Yoon, Kenneth K.O.: "On-Chip Wireless Interconnection with In
tegrated Antennas", IEEE Dokument 0-7803-6441-4/00 beschrie
ben, auf einem Chip einen Sender zur Aussendung eines Mikro
wellensignals und mehrere Empfänger zum Empfang des Mikrowel
lensignals vorzusehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Übertragung eines Signals von einer ersten
elektronischen Einheit zu einer zweiten elektronischen Einheit
in einem System, das wenigstens zwei elektronische Einheiten
aufweist, zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren eine
galvanische Trennung zwischen der ersten elektronischen Ein
heit und der zweiten elektronischen Einheit und eine hohe
Übertragungsrate ermöglicht und das platzsparend realisierbar
ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß der Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass zur Übertra
gung eines Sendesignals von einer ersten elektronischen Ein
heit, die eine Signalquelle aufweist, zu einer zweiten elekt
ronischen Einheit, die eine Signalsenke aufweist, das zu
übertragende Signal mittels einer Sendeeinheit in eine lei
tungsungebundene elektromagnetische Welle umgesetzt wird und
dass die von der Sendeeinheit ausgesendete leitungsungebunde
ne elektromagnetische Welle von einer Empfangseinheit empfan
gen und in ein Empfangssignal für die Signalsenke in der
zweiten elektronischen Einheit umgesetzt wird. Die Sendeein
heit und die Empfangseinheit sind aufeinander abgestimmt, die
Empfangseinheit ist also dazu ausgebildet, die von der Sende
einheit ausgesendeten elektromagnetischen Wellen zu empfangen
und zu demodulieren. Bei annäherungsweise störungsfreier
Übertragung entspricht das durch Demodulation aus dem Hochfre
quenzsignal in der Empfangseinheit erhaltene Empfangssignal
dem Sendesignal.
Die Verwendung leitungsungebundener elektromagnetischer Wel
len zur Signalübertragung ermöglicht zum einen eine galvani
sche Entkopplung zwischen der ersten elektronischen Einheit,
in der das Sendesignal erzeugt wird und von der das Signal
übertragen werden soll, und der zweiten elektronischen Ein
heit zu der das Sendesignal nach Modulation auf das Hochfre
quenzsignal übertragen wird. Mit heutigen Technologien sind
Hochfrequenzschaltungen für die Sendeeinheit und die Emp
fangseinheit als Halbleiterbauelemente aus Silizium oder ei
nem anderen Halbleitermaterial kostengünstig und platzsparend
realisierbar. Zudem ermöglichen diese Hochfrequenzschaltun
gen, die vorzugsweise im Gigahertz-Bereich arbeiten, eine ho
he Datenübertragungsrate. Der elektromagnetischen Welle kön
nen abhängig vom Einsatzzweck analoge Signale oder digitale
Signale aufmoduliert werden, das erfindungsgemäße Verfahren
ist dadurch vielseitig einsetzbar.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der
ersten elektronischen Einheit, die die Signalquelle aufweist,
eine Sendeeinheit und der zweiten elektronischen Einheit, die
die Signalsenke aufweist, eine Empfangseinheit zugeordnet.
Die Sendeeinheit kann dabei Bestandteil der ersten elektroni
schen Einheit und die Empfangseinheit kann Bestandteil der
zweiten elektronischen Einheit sein, wobei die Hochfrequenz
schaltung zur Realisierung der Sendeeinheit in demselben Chip
wie die zugehörige Signalquelle und wobei die Hochfrequenz
schaltung zur Realisierung der Empfangseinheit in demselben
Chip wie die Signalsenke realisiert sein kann. Die Signal
quelle ist vorzugsweise über eine Leitungsverbindung an die
Sendeeinheit und die Signalsenke ist vorzugsweise über eine
Leitungsverbindung an die Empfangseinheit angeschlossen.
Die Sendeeinheit ist insbesondere eine herkömmliche integ
rierte Hochfrequenzschaltung, die dazu ausgebildet ist ein
ihr zugeführtes analoges oder digitales Signal einem hochfre
quenten Trägersignal aufzumodulieren und das modulierte Hoch
frequenzsignal auszusenden. Die in der Sendeeinheit durchge
führte Modulation ist eine beliebige, zur Umsetzung eines
analogen oder digitalen Signals in ein Hochfrequenzsignal
geeignete Modulation.
Vorzugsweise wird bei der Übertragung eines digitalen Signals
das digitale Signal in der Sendeeinheit vor der Modulation
auf die Trägerwelle kodiert, um dem zu übertragenden Signal
Redundanz hinzuzufügen und das Signal weniger anfällig gegen
über Störungen auf dem Übertragungskanal zu machen. Geeignet
zur Kodierung von digitalen Signalen vor deren Modulation auf
das hochfrequente Trägersignal sind Blockcodes oder Faltungs
codes, die beispielsweise in Proakis: "Digital Communicati
ons", third edition, McGraw-Hill, 1995, Kapitel 8 umfassend
beschrieben sind.
Die Sendeleistung der Hochfrequenzschaltung auf der Sendesei
te ist auf die Entfernung abgestimmt, über die das Signal in
dem System übertragen werden muss. Diese Entfernung liegt
zwischen einigen Millimetern, wenn ausschließlich eine galva
nische Kopplung erreicht werden soll, und einigen Metern.
Die Empfangseinheit ist vorzugsweise eine herkömmliche integ
rierte Hochfrequenzschaltung, die in der Lage ist, ein
hochfrequentes leitungsungebundenes elektromagnetisches Sig
nal zu empfangen und zu demodulieren. Der Frequenzbereich der
Empfangseinheit ist dabei auf den Frequenzbereich der zugehö
rigen Sendeeinheit abgestimmt. Erfolgt bei der Übertragung
eines digitalen Signals sendeseitig eine Kodierung des Sende
signals vor der Modulation auf das hochfrequente Trägersig
nal, so erfolgt in der Empfangseinheit nach der Demodulation
des Hochfrequenzsignals eine auf die sendeseitige Kodierung
abgestimmte Dekodierung, um das Empfangssignal zu erhalten,
bzw. das Sendesignal zurückzugewinnen.
Da Leitungsverbindungen zwischen den miteinander kommunizie
renden elektronischen Einheiten bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren nicht erforderlich sind, können die elektronischen
Einheiten mit den zugehörigen Sende- und Empfangseinheiten
räumlich nahezu beliebig in dem System angeordnet sein. Soll
lediglich eine Signalübertragung bei einer galvanischen Tren
nung zwischen der ersten elektronischen Einheit und der zwei
ten elektronischen Einheit realisiert werden, so können die
Sendeeinheit und die Empfangseinheit auch in einem gemeinsa
men Gehäuse, jedoch auf zwei unterschiedlichen Chips, reali
siert werden, wobei dann beispielsweise jeweils eine Lei
tungsverbindung zwischen der Signalquelle und dem gemeinsamen
Gehäuse, in dem die Sendeeinheit und die Empfangseinheit un
tergebracht sind, und zwischen der Signalsenke und dem ge
meinsamen Gehäuse untergebracht ist.
Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung
von leitungsungebundenen elektromagnetischen Signalen in ei
nem System miteinander kommunizierenden elektronischen Ein
heiten sind beliebige elektronische Einheiten, die dazu aus
gebildet sind, Signale zu erzeugen und/oder zu verarbeiten.
Beispiele sind Controller, Speicherbausteine oder CPUs in ei
nem Computer oder primärseitige und sekundärseitige Schal
tungskomponenten in einem Schaltnetzteil.
Vorzugsweise sind mehrere Signalquellen an eine gemeinsame
Sendeeinheit und mehrere Signalsenken an eine gemeinsame Emp
fangseinheit angeschlossen. Die Signale der einzelnen an die
selbe Sendeeinheit angeschlossenen Signalquellen werden dabei
gemäß einer Ausführungsform in unterschiedlichen Frequenzbän
dern des von der Sendeeinheit ausgesendeten Hochfrequenzsig
nals übertragen, wie dies aus der Trägerfrequenztechnik bzw.
von Verfahren zur Datenübertragung mittels Frequency Division
Multiple Access (FDMA) bekannt ist. Solche FDMA-Verfahren
sind unter anderem in Proakis a.a.O., Seiten 842 bis 844, be
schrieben, worauf Bezug genommen ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, aus mehreren zu übertragenden di
gitalen Signalfolgen vor der Modulation auf das Trägersignal
eine digitale Signalfolge mit einer höherer Frequenz als die
einzelnen Signalfolgen zu bilden, die die Information der
einzelnen zu übertragenden Signale enthält. Dabei werden pe
riodisch jeweils gleichlange Datenfolgen der einzelnen Signa
le unterschiedlichen Zeitfenstern der höherfrequenten Signal
folge zugeordnet, wie dies von Verfahren zur Datenübertragung
mittels Time Division Multiple Access (TDMA) bekannt ist.
Solche TDMA-Verfahren sind unter anderem in Proakis, a.a.O.,
Seiten 842 bis 844, beschrieben.
Zur Übertragung von mehreren Signalen in einem System ist ge
mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorgesehen, mehrere Sendeeinheiten zu verwenden,
die an die jeweiligen Signalquellen angeschlossen sind. Um
eine gegenseitige Störung der von den Sendeeinheiten ausge
sandten hochfrequenten Signale zu verhindern, ist vorgesehen,
dass sich die einzelnen hochfrequenten Signale in ihrer Trä
gerfrequenz unterscheiden, wobei die Empfangseinheiten derart
ausgebildet sind, dass sie selektiv nur Hochfrequenzsignale
aus einem bestimmten Frequenzbereich empfangen, der mit der
jeweiligen Sendeeinheit oder den jeweiligen Sendeeinheiten
abgestimmt ist, um nur Signale einer ausgewählten Sendeein
heit oder mehrerer ausgewählter Sendeeinheiten zu empfangen
und in ein Empfangssignal für die angeschlossene Signalsenke
oder die angeschlossenen Signalsenken umzusetzen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Über
tragung von mehreren Signalfolgen mittels mehrerer Sendeein
heiten, das insbesondere zur Übertragung mehrerer digitaler
Datenfolgen in einem System geeignet ist, ist vorgesehen, die
einzelnen Datenfolgen vor ihrer Modulation auf ein leitungs
ungebundenes hochfrequentes Signal mit unterschiedlichen Se
quenzen zu multiplizieren, wobei die Frequenz dieser Sequen
zen höher als die Frequenz der Datenfolgen ist. Die Datenfol
gen werden durch die Multiplikation mit den höherfrequenten
Sequenzen "gespreizt". Die aus der Multiplikation der Daten
folgen mit den jeweiligen Sequenzen resultierenden Spreizsig
nale werden anschließend in der Sendeeinheit einem hochfre
quenten Trägersignal aufmoduliert, wobei die Trägerfrequenz
dieses Trägersignals bei allen Sendeeinheiten gleich sein
kann. Die Datenfolgen lassen sich in den Empfangseinheiten
nach Demodulation der hochfrequenten Trägersignale unter Ver
wendung der bei der Spreizung eingesetzten Sequenzen zurück
gewinnen, indem das Spreizsignal mit der bereits bei der
Spreizung verwendeten Sequenz nochmals bitweise multipliziert
wird. Die Sequenzen, mit denen die einzelnen zu übertragenden
Signale gespreizt werden unterscheiden sich und sind so auf
einander abgestimmt, dass sich Spreizsignale, die vor der
Übertragung mit einer anderen als der zur Signalrückgewinnung
verwendeten Sequenz multipliziert wurden, dem erhaltenen
Nutzsignal als Rauschen überlagern. Die Verwendung solcher
Spreizsignale zur Datenübertragung ist aus Verfahren zur di
gitalen Datenübertragung mittels Coded Division Multiple Ac
cess (CDMA) bekannt. Das CDMA-Verfahren ist unter anderem in
Proakis a.a.O., Seiten 852 bis 862 beschrieben.
Bei der Umsetzung der zu übertragenden Datenfolgen in
hochfrequente Funksignale können beliebige bekannte Kodie
rungs- und Modulationsverfahren eingesetzt werden, um die Da
tenfolge beispielsweise möglichst bandbreiteneffizient zu
übertragen und/oder um das zu übertragende Signal möglichst
störsicher gegenüber Rauscheinflüssen zu machen.
Durch die Verwendung elektromagnetischer Wellen zur Übertra
gung von Signalen zwischen elektronischen Einheiten in einem
System kann auf Leitungsverbindungen zwischen diesen elektro
nischen Einheiten weitgehend verzichtet werden. Dadurch kön
nen einfachere Leiterplatten zur Montage der einzelnen Bau
steine verwendet werden, es kann insbesondere auf die Verwen
dung von Mehrlagenplatinen verzichtet werden. Darüber hinaus
können die Signale auch über größere Entfernungen in dem Sys
tem übertragen werden, wobei weitgehend Freiheit bei der An
ordnung der elektronischen Einheiten und der zugehörigen Sen
de- bzw. Empfangseinheiten besteht. Die Sendeleistung, mit
der das Hochfrequenzsignal ausgesendet wird, ist auf die Ent
fernung abgestimmt, über die das Signal übertragen werden
soll. Darüber hinaus können die einzelnen elektronischen Ein
heiten auf der Leiterplatte "dichter gepackt" werden, da kein
Platz für Leitungsverbindungen zwischen den einzelnen elekt
ronischen Einheiten benötigt wird.
Bei einem erfindungsgemäßen System zur Lösung der oben ge
nannten Aufgabe ist wenigstens eine erste und eine zweite
elektronische Einheit vorhanden, wobei die erste elektronische
Einheit eine Signalquelle zur Bereitstellung eines Sendesig
nals und eine Sendeeinheit zur Umsetzung des Sendesignals in
eine leitungsungebundene elektromagnetische Welle aufweist.
Die zweite elektronische Einheit weist eine Empfangseinheit
und eine Signalsenke auf, wobei die Empfangseinheit zum Emp
fangen der leitungsungebundenen elektromagnetischen Welle und
zur Umsetzung der leitungsungebundenen elektromagnetischen
Welle in ein Empfangssignal ausgebildet ist.
Die Sende- und Empfangseinheiten sind vorzugsweise jeweils in
einem Halbleiterchip integriert, wobei die Sendeeinheit in
demselben Halbleiterchip wie die Signalquelle und die Emp
fangseinheit in demselben Halbleiterchip wie die Signalsenke
integriert sein kann.
Zur Vermeidung einer Störabstrahlung ist das gesamte System
vorzugsweise von einem elektromagnetisch abschirmenden Gehäu
se umgeben.
Vorzugsweise weist das System mehrere Sendeeinheiten und meh
rere Empfangseinheiten auf, wobei einer Empfangseinheit meh
rere Signalquellen zugeordnet sein können und wobei einer
Empfangseinheit mehrere Signalsenken zugeordnet sein können.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Sendeeinheiten so aufeinander abgestimmt sind, dass sie
die ihnen zugeführten zu übertragenden Signale in Hochfre
quenzsignale mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen umsetzen,
so dass sich die einzelnen Hochfrequenzsignale nicht gegen
seitig stören. Dabei sind die Empfangseinheiten auf eine oder
mehrere Sendeeinheiten abgestimmt, um Hochfrequenzsignale nur
von dieser/diesen Sendeeinheit/Sendeeinheiten zu empfangen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei
spielen anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren
zeigt
Fig. 1 ein System mit einer ersten elektronischen Einheit
zum Senden eines Signals und einer zweiten elektro
nischen Einheit zum Empfangen eines Signals,
Fig. 2 ein System mit einer ersten elektronischen Einheit
zum Senden und Empfangen eines Signals und einer
zweiten elektronischen Einheit zum Senden und Emp
fangen eines Signals,
Fig. 3 ein System mit einer ersten elektronischen Einheit,
die mehrere Signalquellen/Signalsenken aufweist und
einer zweiten elektronischen Einheit, die mehrere
Signalquellen/Signalsenken aufweist,
Fig. 4 ein System mit mehreren Signalquellen/Signalsenken,
denen jeweils eine Sendeeinheit und eine
Empfangseinheit zugeordnet ist,
Fig. 5 ein System, bei dem eine Signalquelle eine Signal
verarbeitungseinheit zur Bereitstellung eines An
steuersignals für einen High-Side-Schalter und ei
nen Low-Side-Schalter einer Halbbrücke ist und bei
dem die Signalsenke eine Treiberschaltung für den
High-Side-Schalter ist.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben,
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems
100 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Signalübertragung. Das System 100 weist eine erste elektroni
sche Einheit 1 mit einer Signalquelle 10 und einer Sendeein
heit 11 und eine zweite elektronische Einheit 2 mit einer
Empfangseinheit 21 und einer Signalsenke 20 auf. Das System
100 ist vorzugsweise von einem elektromagnetisch abschirmen
den Gehäuse umgeben.
Die Signalquelle 10 stellt ein Sendesignal S1s zur Verfügung,
das in der Sendeeinheit 11 einem leitungsungebundenen
hochfrequenten elektromagnetischen Signal aufmoduliert und
von der Sendeeinheit 11 ausgesendet wird. Die Sendeeinheit 11
ist vorzugsweise ein herkömmlicher Hochfrequenzsender, der
dazu ausgebildet ist, ein analoges oder digitales Sendesignal
S1s in ein hochfrequentes Funksignal umzusetzen und das
hochfrequente Signal auszusenden. Die Sendeleistung, mit der
die Sendeeinheit das Signal aussendet ist an die Entfernung
angepasst, über die das Signal bis zu der Empfangseinheit ü
bertragen wird.
Das von der Sendeeinheit 11 ausgesendete hochfrequente Signal
wird von der Empfangseinheit 21 der zweiten elektronischen
Einheit 2 empfangen, demoduliert und in ein Empfangssignal S2e
umgesetzt, welches der Signalsenke 20 zugeführt ist. Bei stö
rungsfreier Übertragung entspricht das Empfangssignal S2e da
bei dem Sendesignal S1s. Die Empfangseinheit 21 ist vorzugs
weise ein herkömmlicher Hochfrequenzempfänger, dessen Emp
fangsfrequenz auf die Sendefrequenz der Sendeeinheit abge
stimmt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auf eine Leitungs
verbindung zwischen der Signalquelle 10 und der Signalsenke
20 verzichtet werden. Die Sendeeinheit 11 und die Empfangs
einheit 21 sind als integrierte Schaltungen, beispielsweise
in Siliziumtechnologie, kostengünstig herstellbar, so dass
sich der zusätzliche Schaltungsaufwand gegenüber einer Lei
tungsverbindung im Rahmen hält.
Das erfindungsgemäße Verfahren, nämlich die Übertragung eines
Sendesignals S1s unter Verwendung eines hochfrequenten Funk
signals ermöglicht zum einen eine Signalübertragung bei
gleichzeitiger galvanischer Entkopplung der beiden kommuni
zierenden elektronischen Einheiten 1, 2. Zum anderen sind
bei einer Übertragung der Signale unter Verwendung von Hoch
frequenzsignalen im Gigahertz-Bereich erheblich höhere Daten
raten als bei Systemen, bei denen ein Datenbus zur Datenüber
tragung dient, möglich.
Die beiden elektronischen Einheiten 1, 2 können räumlich von
einander getrennt innerhalb des Systems 100 angeordnet sein,
wobei in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die
Sendeeinheit 11 Bestandteil der ersten elektronischen Einheit
1 und die Empfangseinheit 21 Bestandteil der zweiten elektro
nischen Einheit 2 ist. Dabei kann gemäß einer weiteren Aus
führungsform der Erfindung die Sendeeinheit 11 in demselben
Halbleiterchip wie die Signalquelle 10 und die Empfangsein
heit 21 in demselben Halbleiterchip wie die Signalsenke 20
angeordnet sein, zumindest aber können die Sendeeinheit 11
und die Signalquelle 10 in einem Gehäuse angeordnet und die
Empfangseinheit 21 und die Signalsenke 20 in einem weiteren
Gehäuse untergebracht sein.
Die Übertragung des Sendesignals S1s mittels eines Funksig
nals zu der Empfangseinheit 21 kann auch lediglich einer gal
vanischen Entkopplung der beiden elektronischen Einheiten 1,
2 dienen. Hierbei können die Sendeeinheit 11 und die Emp
fangseinheit 21 in einer in Fig. 1 nicht näher dargestellten
Weise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, wobei
eine Leitungsverbindung zwischen der Signalquelle 10 zu der
Sendeeinheit 11 in dem gemeinsamen Gehäuse und eine Leitungs
verbindung von der Signalsenke 20 zu der Empfangseinheit 21
in dem gemeinsamen Gehäuse bestehen kann. Die Sendeeinheit 11
und die Empfangseinheit 21 sind dabei räumlich voneinander
getrennt in diesem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, wobei
vorzugsweise ein für elektromagnetische Wellen durchlässiges
Isolationsmaterial zwischen der Sendeeinheit 11 und der Emp
fangseinheit 21 angeordnet ist.
Die Sendeeinheit 11 und die Empfangseinheit 21 sind frequenz
mäßig so aufeinander abgestimmt, dass die Empfangseinheit das
von der Sendeeinheit ausgesendete elektromagnetische Signal
empfangen und in das Empfangssignal S2e umsetzen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient beispielsweise zur Da
tenübertragung zwischen Bausteinen auf einem Motherboard ei
nes Computers oder zwischen beliebigen Schaltungskomponenten
auf einer Platine. Weitere Anwendungsbeispiele sind die Über
tragung von analogen Signalen von einer Sekundärseite zu ei
ner Primärseite in einem Schaltnetzteil, zwischen einer An
steuerschaltung und einer Einheit mit einem Schalter und ei
ner Treiberschaltung in einem Schaltmodul oder zwischen be
liebigen galvanisch zu entkoppelnden Einheiten, zwischen de
nen ein Signalaustausch erforderlich ist. Die elektronischen
Einheiten sind dementsprechend beispielsweise Controller,
Speicher, CPUs, Regler, Ansteuerschaltungen oder dergleichen.
Ein weiteres Beispiel zur Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist die Ansteuerung zweier zu einer Halbbrücke
verschalteter Transistoren, von denen einer als Highside-
Schalter und der andere als Lowside-Schalter dient. Die An
steuerschaltungen des Highside-Schalters und des Lowside-
Schalters sind dabei vorzugsweise galvanisch voneinander ge
trennt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient dabei dazu, ei
nen Signalaustausch zwischen der Ansteuerschaltung für den
Highside-Schalter und der Ansteuerschaltung für den Lowside-
Schalter zu ermöglichen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein zu übertragendes
digitales Signal in der Sendeeinheit 11 vor der Modulation
auf das hochfrequente Trägersignal vorzugsweise mittels eines
Blockcodes oder eines Faltungscodes kodiert, um den Signal-
Rauschabstand für die Übertragung über den Funkkanal zu erhö
hen. Die Sendeeinheit 11 verwendet vorzugsweise beliebige be
kannte Kodierungs- und Modulationsverfahren zur Umsetzung des
Sendesignals S1s in das Hochfrequenzsignal.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems,
bei welchem eine erste elektronische Einheit 3 eine Signal
quelle und -senke 30 aufweist, an die eine Sendeeinheit 31
und eine Empfangseinheit 32 angeschlossen sind. Eine zweite
elektronische Einheit 4 weist eine Signalquelle und -senke 40
auf, an die eine Sendeeinheit 41 und eine Empfangseinheit 42
angeschlossen ist. Die Signalquelle und -senke 30 stellt ein
erstes Sendesignal S1s zur Verfügung, welches der Sendeein
heit 31 zugeführt ist. Die Sendeeinheit 31 setzt dieses Sen
designal S1s in ein leitungsungebundenes elektromagnetisches
Hochfrequenzsignal um und sendet dieses aus. In der zweiten
elektronischen Einheit 4 steht eine Empfangseinheit 42 zur
Verfügung, die das von der Sendeeinheit 31 ausgesendete
elektromagnetische Signal empfängt und in ein Empfangssignal
S2e umsetzt, welches der Signalquelle und -senke 40 zugeführt
ist. In entsprechender Weise wandelt die Sendeeinheit 41 der
elektronischen Einheit 4 ein Sendesignal S2s der Signalquelle
und -senke 40 in ein hochfrequentes elektromagnetisches Funk
signal um, welches von der Empfangseinheit 32 der ersten
elektronischen Einheit 3 empfangen und in ein Empfangssignal
S1e umgesetzt wird, welches der Signalquelle und -senke 30
zugeführt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist ein Datenaus
tausch, also die Übertragung eines Signals von der ersten
elektronischen Einheit 3 zu der zweiten elektronischen Einheit
4, und umgekehrt, möglich. Auch bei diesen System können Sig
nale über größere Entfernungen zwischen den elektronischen
Einheiten 3, 4 übertragen werden. Es kann aber auch eine Sig
nalübertragung durchgeführt werden, bei welcher lediglich ei
ne galvanische Entkopplung zwischen der ersten elektronischen
Einheit 3 und der zweiten elektronischen Einheit 4 erforder
lich ist. Die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten 31,
32, 41, 42 können dann wie bereits oben beschrieben in einem
gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden, wobei Leitungsver
bindungen zwischen den Signalquellen und -senken 30, 40 zu
den Sende- und Empfangseinheiten 31, 32, 41, 42 in dem ge
meinsamen Gehäuse bestehen.
Die Trägerfrequenzen der von der Sendeeinheit 31 und der Sen
deeinheit 41 unterscheiden sich bei einem Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass sich die von den
beiden Sendeeinheiten 31, 41 ausgesendeten Hochfrequenzsigna
le nicht gegenseitig störend beeinflussen. Die Empfangsein
heit 42 ist dabei auf die Sendefrequenz der Sendeeinheit 31
und die Empfangseinheit 32 ist auf die Sendefrequenz der Sen
deeinheit 41 abgestimmt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die Sendesignale S1s, S2s mittels eines
CDMA-Verfahrens übertragen, bei dem die Hochfrequenzsignale
dieselbe Trägerfrequenz aufweisen können und bei dem die zu
übertragenden Signale S1s, S2s vor der Umsetzung in Hochfre
quenzsignale mittels unterschiedlicher Sequenzfolgen "ge
spreizt" werden. Die zur Spreizung der Sendesignale S1s, S2s
verwendeten Sequenzen werden in den Empfangseinheiten 32, 42
zur Erzeugung der Empfangssignale S1e, S2e herangezogen.
Fig. 3 zeigt ein System mit einer ersten elektronischen Ein
heit 5, die drei Signalquellen und -senken 50A, 50B, 50C auf
weist, die jeweils an eine Sendeeinheit 51 und eine Empfangs
einheit 52 angeschlossen sind. Eine zweite elektronische Ein
heit 6 des Systems gemäß Fig. 3 weist zwei Signalquellen und
-senken 60A, 60B auf, die jeweils an eine Sendeeinheit 61 und
eine Empfangseinheit 62 angeschlossen sind. Die Sendeeinhei
ten 51, 61 sind so ausgebildet, dass sie Sendesignale von den
Signalquellen 50A, 50B, 50C bzw. 60A, 60B in ein Hochfre
quenzsignal umsetzen, wobei dieses Hochfrequenzsignal die In
formation der Signale von den einzelnen Signalquellen 50A,
50B, 50C bzw. 60A, 60B, 60C überträgt. Die Umsetzung der zu
übertragenden Signale von den Signalquellen und -senken auf
die von den Sendeeinheiten 51, 61 ausgesendeten Hochfrequenz
signale und deren Übertragung und die anschließende Rückge
winnung der Sendesignale erfolgt vorzugsweise mittels FDMA-
oder TDMA-Verfahren, wobei die hierzu erforderlichen Schal
tungskomponenten in den Sende- und Empfangseinheiten 51, 61,
52, 62 implementiert sind.
Die einzelnen Signalquellen 50A, 50B, 50C bzw. 60A, 60B kön
nen räumlich weit voneinander entfernt und auch weit von den
jeweiligen Sende- und Empfangseinheiten 51, 61, 52, 62 ent
fernt sein, wobei zwischen den Signalquellen und -senken 50A,
50B, 50C bzw. 60A, 60B und den Sende- und Empfangseinheiten
51, 61, 52, 62 Leitungsverbindungen vorhanden sind.
Fig. 4 zeigt ein System 100 mit vier elektronischen Einhei
ten 3, 4, 7, 8, wobei jede elektronische Einheit eine Signal
quelle und -senke 30, 40, 70, 80 aufweist, die jeweils an ei
ne Sendeeinheit 31, 41, 71, 81 und eine Empfangseinheit 32,
42, 72, 82 angeschlossen sind.
Bei dem System gemäß Fig. 4 und auch bei den Systemen gemäß
der Fig. 2 und 3, bei denen mehr als ein hochfrequentes
Funksignal zur Signalübertragung verwendet wird, ist gemäß
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorge
sehen, dass sich die einzelnen Hochfrequenzsignale in ihrer
Trägerfrequenz unterscheiden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig.
4 ist vorgesehen, dass die zu übersendenden Signale mittels
CDMA-Verfahren übertragen werden. In einem System mit mehre
ren Signalquellen können auch einige Signale mittels CDMA-
Verfahren und andere Signale mittels Hochfrequenzsignalen mit
unterschiedlichen Trägerfrequenzen übertragen werden.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Systems, bei dem eine Signalquelle Teil einer Signalverarbei
tungsschaltung CON zur Bereitstellung eines Ansteuersignals
für einen High-Side-Schalter T1 und einen Low-Side-Schalter
T2 einer Halbbrücke ist.
Der High-Side-Schalter und der Low-Side-Schalter sind jeweils
als n-leitender IGBT ausgebildet, deren Kollektor-Emitter-
Strecken in Reihe zwischen ein Versorgungspotential Vhv und
ein Bezugspotential GND, üblicherweise Masse, geschaltet
sind. Als Freilaufdioden sind jeweils eine erste Diode D1 und
eine zweite Diode D2 parallel zu den Kollektor-Emitter-
Strecken der IGBT T1, T2 geschaltet. Die Schalter T1, T2 kön
nen selbstverständlich auch als n-leitende MOSFET oder als
npn-Bipolartransistoren ausgebildet sein, wobei dann auf se
parate Freilaufdioden verzichtet werden kann.
Die Halbbrückenschaltung dient zum Ansteuern einer nicht nä
her dargestellten Last, die an eine Ausgangsklemme OUT, die
den beiden IGBT T1, T2 gemeinsam ist, anschließbar ist.
Zur leitenden Ansteuerung des Low-Side-Schalters T1 ist an
dessen Gate-Anschluss G ein Ansteuersignal anzulegen, das hö
her als das Potential an dessen Kollektor-Anschluss K, der
auf Bezugspotential GND liegt, ist. Dieses Ansteuersignal AS2
wird durch die Verarbeitungsschaltung CON abhängig von einem
Eingangssignal IN erzeugt und durch eine der Verarbeitungs
schaltung CON nachgeschaltete und dem Gate-Anschluss G des
Low-Side-Schalters T2 vorgeschaltete Treiberschaltung DRV2
verstärkt. Die von der Verarbeitungsschaltung erzeugten bzw.
verarbeiteten Signale sind auf Bezugspotential GND bezogen,
so dass das Ansteuersignal für den Low-Side-Schalter T2 die
sem direkt, bzw. über eine einfache Treiberschaltung DRV2
verstärkt zugeführt werden kann.
Zur leitenden Ansteuerung des High-Side-Schalters T2 ist an
dessen Gate G ein Ansteuersignal anzulegen, das höher ist als
das Potential an dessen Kollektoranschluss K ist. Dieses Kol
lektorpotential ist vom Schaltzustand des Low-Side-Schalters
T1 abhängig und kann annäherungsweise zwischen Bezugspotenti
al GND und Versorgungspotential Vhv schwanken. Von der Verar
beitungsschaltung erzeugte Ansteuersignale sind daher nicht
geeignet, den High-Side-Schalter T1 unmittelbar anzusteuern,
sondern müssen vielmehr in deren Pegel an die Erfordernisse
des High-Side-Schalters T1 angepasst werden.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Verarbeitungs
schaltung CON eine Sendeeinheit aufweist, die ein von einem
Ansteuersignal AS1 für den High-Side-Schalter abhängiges
Funksignal aussendet, wobei eine Treiberschaltung DRV1, die
an den Gate-Anschluss G des High-Side-Schalters T2 ange
schlossen ist, eine Empfangseinheit zum Empfang des Funksig
nals aufweist. Dieses Funksignal wird in der Treiberschaltung
DRV1 in ein zur Ansteuerung des High-Side-Schalters G geeig
netes Ansteuersignal umgesetzt. Die Treiberschaltung DRV1 ist
in dem Beispiel zwischen den Emitteranschluss E des High-
Side-Schalters T1 und eine Bootstrap-Schaltung geschaltet, um
auf das Emitterpotential des High-Side-Schalters bezogene An
steuersignale bereitzustellen. Die Bootstrap-Schaltung mit
einer zwischen das Logik-Versorgungspotential Vcc und einen
Versorgungsanschluss der Treiberschaltung DRV1 geschalteten
Diode und einem zwischen den Emitter des High-Side-Schalters
T1 und den Versorgungsanschluss geschalteten Kondensator Cb
sorgt dafür, dass das Potential an dem Versorgungsanschluss
stets um den Wert der an dem Kondensator Cb anliegenden Span
nung oberhalb des Emitterpotentials liegt, um nach Maßgabe
des empfangenen Funksignals Ansteuersignale bereitzustellen,
die oberhalb des Emitterpotentials des High-Side-Schalters T1
sind, um diesen leitend anzusteuern.
Die Übertragung eines Ansteuersignals AS1 von der Verarbei
tungsschaltung CON zu der Treiberschaltung DRV1 über eine
Funkschnittstelle zur galvanischen Entkopplung bietet gegen
über bekannten Methoden, bei denen Optokoppler, Impulstrans
formatoren, kapazitive Koppler oder Stromkoppler verwendet
werden, eine Reihe von Vorteilen.
So werden gegenüber einem Stromkopplungsverfahren oder einem
kapazitiven Kopplungsverfahren integrierte Hochvolt-
Bauelemente eingespart, da sowohl die Verarbeitungsschaltung
CON, also die Sendeeinheit, als auch die Treiberschaltung
DRV1, also die Empfängerschaltung, als Niedervoltbauelemente
ausgebildet sein können. Die maximale Spannung, die über die
Bootstrap-Schaltung zwischen den Versorgungsklemmen der Trei
berschaltung DRV1 anliegt entspricht der Logik-
Versorgungsspannung VCC.
Gegenüber der Verwendung eines Impulstransformators werden
Verfahrensschritte eingespart, mittels derer ein Hochvolt-
Transformator in der Verarbeitungsschaltung oder der Treiber
schaltung realisiert werden müsste.
Schließlich kann gegenüber der Verwendung eines Optokopplers
auf spezielle Halbleitermaterialien, die zur Herstellung des
Optokopplers benötigt würden, verzichtet werden. Zudem wird
Verarbeitungsgeschwindigkeit gewonnen, da Optokoppler übli
cherweise eine geringere Signalübertragungsgeschwindigkeit
aufweisen.
Zudem werden gegenüber allen bekannten Verfahren Anschluss
pins eingespart, da die Informationen über die Funkschnitt
stelle übertragen werden.
Wie Fig. 5 zu entnehmen ist, ist die das Hochfrequenzsignal
erzeugende Sendeeinheit einschließlich einer Sendeantenne in
einem ersten Chip integriert, der neben der Verarbeitungsein
heit CON auch die Treiberschaltung DRV2 für den Low-Side-
Schalter T2 enthält. Die das Hochfrequenzsignal empfangende
Empfangseinheit ist einschließlich einer Empfangsantenne in
einem zweiten Chip integriert, der auch die Treiberschaltung
DRV2 für den High-Side-Schalter umfasst.
Der High-Side-IGBT T1, der Low-Side-IGBT T2 und die beiden
Freilaufdioden sind jeweils in separaten Chips integriert.
Für die Kodierung und Modulation der in der Verarbeitungsein
heit erzeugten und übertragenen Signale sind beliebige der
oben bereits erläuterten Kodierungs- und Modulationsverfahren
einsetzbar.
1-8
Elektronische Einheiten
S1s, S2s, S3s, S4s Sendesignale
S1e, S2e, S3e, S4e Empfangssignale
S1s, S2s, S3s, S4s Sendesignale
S1e, S2e, S3e, S4e Empfangssignale
10
,
20
Signalquellen
30
,
40
,
70
,
80
Signalquellen und -senken
50
A,
50
B,
50
C Signalquellen und -senken
60
A,
60
B Signalquellen und -senken
11
,
31
,
41
Sendeeinheiten
51
,
61
,
71
,
81
Sendeeinheiten
21
,
32
,
42
Empfangseinheiten
52
,
62
,
72
,
82
Empfangseinheiten
Cb Bootstrap-Kondensator
Db Bootstrap-Diode
D1, D2 Freilaufdioden
DRV1 Treiberschaltung
DRV2 Empfangs- und Treiberschaltung
GND Bezugspotential
IN Eingangssignal
OUT Ausgangssignal
T1 Low-Side-Schalter
T2 High-Side-Schalter
Vcc Logik-versorgungspotential
Vhv Versorgungspotential
Cb Bootstrap-Kondensator
Db Bootstrap-Diode
D1, D2 Freilaufdioden
DRV1 Treiberschaltung
DRV2 Empfangs- und Treiberschaltung
GND Bezugspotential
IN Eingangssignal
OUT Ausgangssignal
T1 Low-Side-Schalter
T2 High-Side-Schalter
Vcc Logik-versorgungspotential
Vhv Versorgungspotential
Claims (19)
1. Verfahren zur Übertragung eines Signals (S1s, S2s) von ei
ner ersten elektronischen Einheit (1), die eine Signalquelle
(10) aufweist, zu einer zweiten elektronischen Einheit (2),
die eine Signalsenke (20) aufweist, in einem System (100),
das wenigstens zwei elektronische Einheiten (1, 2) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zu übertragende Signal (S1s) mittels einer Sendeeinheit
(11) in eine leitungsungebundene elektromagnetischen Welle
umgesetzt und dass die leitungsungebundene elektromagnetische
Welle von einer Empfangseinheit (21) empfangen und in ein
Empfangssignal (S2s) umgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Sendeeinheit (11)
Teil der ersten elektronischen Einheit (10) ist und/oder bei
dem die Empfangseinheit (21) Teil der zweiten elektronischen
Einheit (20) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mehr als ein
Signal (S1s, S2s; S1s, S2s, S3s, S4s) zwischen elektronischen
Einheiten (3, 4; 3, 4, 7, 8) in einem System (100) mit we
nigstens zwei elektronischen Einheiten (3, 4; 3, 4, 7, 8)
übertragen wird, wobei jedes zu übertragende Signal (S1s,
S2s) mittels einer Sendeeinheit (31, 41; 31, 41, 71, 81) in
eine leitungsungebundene elektromagnetische Welle umgesetzt
und ausgesendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mehr als ein
Signal zwischen elektronischen Einheiten, die jeweils mehr
als eine Signalquelle (50A, 50B, 50C; 60A, 60B) aufweisen,
übertragen wird, wobei wenigstens zwei Signale mittels einer
Sendeeinheit (51, 61) in eine leitungsungebundene elektromag
netische Welle umgesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die elektromag
netischen Wellen eine unterschiedliche Trägerfrequenz aufwei
sen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Signale der unter
schiedlichen Signalquellen (50A, 50B, 50C) mittels eines
FDMA-Verfahrens übertragen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Signale der unter
schiedlichen Signalquellen (50A, 50B, 50C) mittels eines
TDMA-Verfahrens übertragen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Signale der
unterschiedlichen elektronischen Einheiten (3, 4; 3, 4, 7, 8)
mittels eines CDMA-Verfahrens übertragen werden.
9. System mit wenigstens einer ersten und einer zweiten
elektronischen Einheit (1, 2), wobei die erste elektronische
Einheit eine Signalquelle (10) zur Bereitstellung eines Sen
designals (S1s) und eine Sendeeinheit (11) zur Umsetzung des
Sendesignals (S1s) in eine leitungsungebundene elektromagne
tische Welle aufweist und wobei die zweite elektronische Ein
heit (2) eine Empfangseinheit (21) zum Empfangen der lei
tungsungebundenen elektromagnetischen Welle und zur Umsetzung
der leitungsungebundenen elektromagnetischen in ein Empfangs
signal und eine Signalsenke (20) aufweist.
10. System nach Anspruch 9, das von einem elektromagnetisch
abschirmenden Gehäuse umgeben ist.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, bei dem mehr als eine
Signalquelle (50A, 50B, 50C, 60A, 60B) an eine Sendeeinheit
(51, 61) angeschlossen ist und/oder bei dem mehr als eine
Signalsenke (50A, 50B, 50C, 60A, 60B) an eine Empfangseinheit
(52, 62) angeschlossen ist.
12. System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die
Sendeeinheit (10) einen Sender zur Aussendung von elektromag
netischen Wellen im Gigahertz-Bereich aufweist und bei dem
die Empfangseinheit einen Empfänger zum Empfang elektromagne
tischer Wellen im Gigahertz-Bereich aufweist.
13. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem
die erste elektronische Einheit eine Signalverarbeitungsein
heit (CON) und die zweite elektronische Einheit eine Treiber
schaltung (DRV1) ist, wobei die Treiberschaltung an einen
High-Side-Schalter (T1) einer den High-Side-Schalter (T1) und
einen Low-Side-Schalter (T2) umfassenden Halbbrücke ange
schlossen ist.
14. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden
Ansprüche zur Signalübertragung in einem Computer.
15. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden
Ansprüche zur Signalübertragung zwischen elektronischen Bau
steinen auf einer Platine.
16. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden
Ansprüche zur Signalübertragung zwischen primärseitigen und
sekundärseitigen Schaltungskomponenten in einem Schaltnetz
teil.
17. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden
Ansprüche zur Signalübertragung zwischen galvanisch entkop
pelten elektronischen Einheiten.
18. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden
Ansprüche in einem Schaltmodul zur Signalübertragung zwischen
einer Verarbeitungseinheit und einer Einheit mit einem Schal
ter und einer den Schalter ansteuernden Treiberschaltung.
19. Verwendung eines Verfahrens nach Anspruch 18 zur Signal
übertragung zwischen einer Verarbeitungseinheit (CON) und ei
ner Treiberschaltung (DRV1) eines High-Side-Schalters (T1)
einer den High-Side-Schalter (T1) und den Low-Side-Schalter
(T2) umfassenden Halbbrücke.
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