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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Empfang
von über zwei kapazitiv gekoppelte
Informationsübertragungsleitungen durchgehenden Informationen, insbesondere für
Kraftfahrzeuge.
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Man kennt bereits aus dem heutigen Stand der Technik
Vorrichtungen zum Empfang derartiger Informationen, die in
elektronischen Modulen integriert sind, die z.B. in
Informationsübertragungsnetzen von Kraftfahrzeugen benutzt
werden, und die einen Komparator aufweisen, von dem jeder
Eingang Signale einer Informationsübertragungsleitung empfängt,
und der derart polarisiert ist, daß die Vorrichtung in
Abwesenheit von Informationen in der Leitung eine privilegierte
Information ausgibt, die Rezessivzustand genannt wird. Ein
Beispiel einer solchen Vorrichtung ist von dem Schriftstück EP-
A-0 318 354 illustriert.
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In der heutigen Technik ist jeder Eingang des Komparators mit
einer Informationsübertragungsleitung durch einen Kondensator,
mit höchstens einer Zuleitung durch einen Widerstand und mit
der Erde durch einen anderen Widerstand verbunden.
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Die Polarisierungswiderstände der Eingänge dieses Komparators
sind derart berechnet, daß man verschiedene
Polarisierungsspannungen an den Eingangsklernmen dieses
Komparators erhält, wobei ein Paaren von Widerständen und
Kondensatoren beibehalten wird, sowie man eine ähnliche
Zeitkonstante auf den beiden Informationsübertragungsleitungen
beibehält.
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Der Vorteil dieser Struktur ist die automatische Rückkehr in
den Rezessivzustand nach Entladung der kapazitiven Netze, wobei
der Weiterlauf der Übertragungen durch andere dem Netz
angeschlossene Module erlaubt wird.
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Jedoch weisen diese Vorrichtungen eine gewisse Anzahl Nachteile
derart auf, daß die Eingangsspannung eine bedeutende Schwelle
darstellt, von der am Ausgang des Komparators die Bildung einer
zeitweisen Verzerrung der Signale herrührt. Dies zeigt sich
z.B. durch eine Veränderung der zyklischen Beziehung der
Signale im Falle einer Kodierung der Impulslängen-Modulation
(PWM), die nachteilig für ein gutes Erkennen der Signale und
für die gute Synchronisation der Nachrichten ist.
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Außerdem sind die Zeitkonstanten der an den Klemmen dieses
Komparators gebildeten Kreisläufe RC abhängig von der
Übertragungsfrequenz und der Kodierung der Bits.
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Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, diese Probleme zu
lösen durch Vorschlagen einer Vorrichtung zum Empfang von
Informationen, die einfach und zuverlässig ist, und deren
Ausgangssignale ohne Fehler sind.
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Hierzu hat die Erfindung eine Vorrichtung zum Empfang von über
zwei kapazitiv gekoppelte Informationsübertragungsleitungen
durchgehenden Informationen, insbesondere für Kraftfahrzeuge
zum Gegenstand, derart, daß sie einen Komparator aufweist, von
dem jeder Eingang Signale einer Informationsübertragungsleitung
über einen Kondensator empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel zur Zwangskommutierung zwischen den
Informationsübertragungsleitungen und den Eingängen des
Komparators zwischengeschaltet sind, wobei der Ausgang von
diesem mit einem Eingang einer Türe OU verbunden ist, deren
anderer Eingang ein Reinitialisierungssignal eines
Protokolldekoders empfängt und deren Ausgang einerseits direkt
und andererseits durch einen Umschalter mit den Mitteln der
Zwangskommutierung verbunden ist, um den Komparator zu
reinitialisieren, wenn dieser in einem dominierenden Zustand
infolge eines Störsignals blockiert ist.
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Die Erfindung wird besser verstanden mit Hilfe der
nachfolgenden ausschließlich beispielhaft gegebenen
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen des Anhangs
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- Figur 1 stellt ein synoptisches Schema einer
erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung dar;
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- Figur 2 stellt eine Ausführungsart der ersten
Stromgeneratoren dar, die zur Bildung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gehören;
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- Figur 3 stellt eine Ausführungsart der zweiten
Stromgeneratoren dar, die zur Bildung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gehören; und
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- Figur 4 stellt einen Reinitialisierungskreislauf einer
erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung dar.
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Wie man in Figur 1 sehen kann, weist eine Vorrichtung zum
Empfang von Informationen, die über zwei
Informationsübertragungsleitungen, 1 und 2, durchgehen, und
über die Informationen und ihre jeweilige Ergänzung durchgehen,
einen Komparator 3 auf, der z.B. von einem Komparator der
klassischen Art gebildet ist, dessen Nicht-Umschalter- und
Umschalter-Eingang mit den Informationsübertragungsleitungen 1
und 2 durch Kondensatoren 4 und 5 jeweils verbunden ist.
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Mittel der Zwangskommutierung 6 sind ebenso zwischen den
Informationsübertragungsleitungen 1 und 2 und den Eingängen des
Komparators 3 zwischengeschaltet, und genauer zwischen den
Kondensatoren 4 und 5 und den entsprechenden Eingängen des
Komparators.
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Der Ausgang S des Komparators ist mit einer Eingangsklemme
einer Türe OU 7 verbunden, die an ihrer anderen Eingangsklemme
ein Reinitialisierungssignal R von einem Protokolldekoder
empfängt, dessen Funktion nachfolgend genauer in Einzelheiten
beschrieben wird. Der Ausgang dieser Tür OU 7 ist direkt und
durch einen Umschalter 8, d.h. durch jeweils C1 und C2 mit den
Mitteln der Zwangskommutierung verbunden, um den Komparator 3
zu reinitialisieren, wenn dieser z.B, infolge eines Störsignals
blockiert ist, wie es genauer in Einzelheiten nachfolgend
beschrieben wird.
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Die Mittel der Zwangskommutierung weisen für jeden Eingang des
Komparators einen ersten Stromgenerator 9 und 10 unmd einen
zweiten steuerbaren Stromgenerator 11 und 12 jeweils für den
Umschalt- und Nicht-Umschalt-Eingang dieses Komparators auf.
Diese Eingänge sind ebenfalls jeweils durch Widerstände 13 und
14 mit der Erde verbunden.
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Die ersten Stromgeneratoren 9 und 10 dienen dazu, eine
Polarisierung an jedem Eingang des Komparators zu schaffen,
während die zweiten Stromgeneratoren 11 und 12 Stromgeneratoren
sind, die steuerbar durch den direkten und den umgeschalteten
Ausgang der Tür OU 7, d.h. die zuvor beschriebenen Klemmen C1
und C2 sind, und die dazu dienen, eine Hysterese an den Klemmen
dieses Komparators zu schaffen.
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Dies erlaubt, einen Komparator mit schwachem Offset und starker
zentrierter Hysterese herzustellen, wobei das Umschalten des
Ausgangs dieses Komparators mit Genauigkeit in Abhängigkeit der
verschiedenen Parameter der Mittel der Zwangskommutierung
bestimmt wird.
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Da das Offset schwach ist, sind die Auslöseschwellen um die
Polarisierungsspannung symmetrisch, und unabhängig von dem
Umschaltsinn weisen die Signale am Ausgang des Komparators
ähnliche Übertragungszeiten auf und somit analoge Formen zu
denen der über die Informationsübertragungsleitungen
durchgehenden Signale.
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Im Falle von Störsignalen kann der Komparator in einen
dominierenden Zustand umschalten und in Abwesenheit einer
Offsetspannung in dieser Position bleiben
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Dieses Phänomen kann sich auf allen anderen Modulen des
Übertragungsnetzes z.B. des Kraftfahrzeugs ereignen. Diese
Module werden somit ermitteln, daß die
Informationsübertragungsleitung besetzt ist (Gesamtfehler) und
werden daher keine Nachrichten senden können, so daß die
Informationsübertragung blockiert werden kann.
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Um diese Situation zu vermeiden sendet ein in dem
Informationsübertragungsnetz des Kraftfahrzeugs integrierter
Protokolldekoder am Ende einer bestimmten Zeitspanne, die
größer ist als die Zeitspanne der Hauptebene, die am längsten
von dem Übertragungsprotokoll erlaubt ist, ein
Reinitialisierungssignal auf die Kontrollklemme der
Vorrichtung, die von einer der Eingangsklemmen der Tür OU 7
gebildet ist, um den Komparator in den Rezessivzustand
umschalten zu lassen mittels der zweiten Stromgeneratoren der
Mittel der Zwangskommutierung und somit zu erlauben, eine
Übertragung zu reinitialisieren.
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In der Tat sind diese zweiten Generatoren der Mittel der
Zwangskommutierung einerseits mit den Ausgängen C1 und C2
verbunden, die jeweils der direkte und der umgeschaltete
Ausgang dieses Komparators sind, und andererseits mit dem
Nicht-Umschalt- und Umschalt-Eingang dieses Komparators, um
diesen umzuschalten unter der Steuerung der Signale in C1 und
C2, wie es z.B. der Fall ist, wenn der Protokolldekoder ein
Reinitialisierungssignal R auf die entsprechende Eingangsklemme
der Tür OU 7 sendet.
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In der Figur 2 hat man eine Ausführungsart der ersten
Stromgeneratoren dargestellt, die zur Bildung der hinsichtlich
der Figur 1 beschriebenen Mittel der Zwangskommutierung
gehören.
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Diese ersten Stromgeneratoren weisen eine gewisse Anzahl
Transistoren 15, 16 und 17 auf, sowie die bereits zuvor
genannten Polarisierungswiderstände 13 und 14 und einen anderen
Polarisierungswiderstand 18.
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Figur 3 stellt, was sie anbetrifft, eine Ausführungsart der
zweiten Stromgeneratoren dar, die zur Bildung der Mittel der
Zwangskommutierung gehören. Diese zweiten Stromgeneratoren
weisen ebenfalls eine gewisse Anzahl Transistoren 19, 20, 21,
22 und 23 und Widerstände 24, 25, 26, 27 und 28 auf, wobei die
Widerstände 27 und 28 mit den jeweils hinsichtlich der Figur 1
beschriebenen Ausgängen C1 und C2 verbunden sind, zur Steuerung
dieser Generatoren und somit zur Umschaltung des Komparators.
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Da die Struktur dieser Stromgeneratoren klassisch ist und keine
besonderen Schwierigkeiten aufweist, werden sie hier nicht in
Einzelheiten beschrieben.
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Wie zuvor erwähnt, erlauben die Mittel der Zwangskommutierung,
einen Komparator mit schwachem Offset und starker zentrierter
Hysterese herzustellen, der erlaubt, Ausgangssignale ohne
Fehler zu erhalten.
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Das Offset ist von der Paarung der Widerstände und der
Ungenauigkeit der Stromgeneratoren gegeben.
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Außerdem können, wenn die Stromgeneratoren auf demselben Chip
integriert sind, deren Werte sehr nahe liegen.
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In der Praxis kann ein Offset-Wert unter 30 Millivolt benutzt
werden, und der Hysterese-Wert kann praktisch gleich 150
Millivolt sein.
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Wie zuvor erwähnt, erlaubt der Ausgang des Komparators 3, der
die Tür OU 7 gleichzeitig mit einem Reinitialisierungseingang,
der von dem Protokolldekoder kommt, antreibt, wenn der
Komparator blockiert ist z.B aufgrund eines Störsignals und in
Abwesenheit von Übertragung, diesen Komparator zu
reinitialisieren, indem der eine oder der andere der Eingänge
des Komparators durch den zweiten entsprechenden steuerbaren
Stromgenerator 11 oder 12 gezwungen wird, und die
Informationsübertragung wiederaufzunehmen.
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Diese Reinitialisierung wird z.B. dank eines in Figur 4
dargestellten Kreislaufs ausgeführt. Dieser Kreislauf empfängt
ein Eingangssignal S und ein Taktsignal H, und er weist einen
Zählteil, einen Reinitialisierungsteil und einen Teil zur
Wiederbildung der Signale auf.
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Der Zählteil weist einen oder mehrere in Kaskade angebrachte
Zähler 29 auf, die mit Reinitialisierungsmitteln verbunden
sind, die Kippschaltungen 30 und 31 aufweisen, die am Eingang
die Signale S und H empfangen und deren Ausgänge Q mit den
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Eingängen einer Tür OU 32 verbunden sind. Der Ausgang dieser
Tür ist mit dem Zähler 29 verbunden. Die Kippschaltung 30
empfängt ebenfalls am Eingang das Taktsignal H durch einen
Umschalter 33.
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So wird bei jeder Zustandänderung des Signals S ein
Relnitialisierungssignal zu den Zählmitteln ausgesandt.
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Der Zähler 29 empfängt an seinem Takteingang H ein
Ausgangssignal einer Tür ET 34, die am Eingang das Signal H und
das Ausgangssignal des Zählers 29 durch einen Umschalter 35
empfängt, um diesen Zähler zu blockieren, wenn der vorbestimmte
Zählwert erreicht ist.
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Der Ausgang des Zählers 29 ist ebenfalls mit dem Eingang einer
Tür ET 36 verbunden, deren anderer Eingang das durch die
Kippschaltung 31 umgeschaltete Eingangssignal S empfängt. Dies
erlaubt, ein Reinitialisierungssignal am Ausgang R dieser Tür
36 zu erzeugen, in dem Fall, wo das Signal S zu lang bei 0
bleibt, und erlaubt, den Komparator zu entblockieren, um ihn in
einen Rezessivzustand zurückzuführen.
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Selbstverständlich können andere Ausführungsarten dieser Mittel
angestrebt werden.