WO2014029585A1 - Schaltung zur signalübertragung und zur galvanischen trennung - Google Patents

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WO2014029585A1
WO2014029585A1 PCT/EP2013/065779 EP2013065779W WO2014029585A1 WO 2014029585 A1 WO2014029585 A1 WO 2014029585A1 EP 2013065779 W EP2013065779 W EP 2013065779W WO 2014029585 A1 WO2014029585 A1 WO 2014029585A1
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signal
processing unit
signal processing
differential
path
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PCT/EP2013/065779
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Matthias Brudermann
Daniel KOLLMER
Christoph WERLE
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Endress+Hauser Flowtec Ag
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/004—Capacitive coupling circuits not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
    • H04L25/0266—Arrangements for providing Galvanic isolation, e.g. by means of magnetic or capacitive coupling

Definitions

  • the present invention relates to a circuit for signal transmission and galvanic isolation between a first and a second digital
  • the proposed invention relates to a field device of process automation technology and to a method for
  • LVDS Low Voltage Differential Signaling
  • Signal line is a positive signal and the negative signal line a negative signal is transmitted.
  • the negative signal is the same, but in polarity
  • field devices for monitoring and / or controlling a process in an industrial plant have also become known. These field devices use, for example, for measured value transmission so-called fieldbus protocols.
  • One of these fieldbus protocols is the so-called Profibus protocol.
  • Fieldbuses for example the so-called Profibus DP, are used particularly in potentially explosive environments.
  • the electronics of the field devices must then be designed according to the process environment. In this case, a separation into primary and secondary circuits with respect to the energy supply, as well as a limitation of the available energy is common.
  • the galvanic separation is in the case usually via optical isolators or transformers.
  • the Profibus protocol can transmit frequencies up to 12MBaud, it is relatively expensive optical
  • the object is achieved by a circuit for signal transmission and galvanic isolation and by a field device of the process automation technology as well as by a method for signal transmission and galvanic isolation.
  • the object is achieved by a circuit for signal transmission and galvanic isolation between a first and a second digital data processing unit.
  • Section comprising a positive and a negative signal line.
  • the first signal path with its positive and negative signal line serves to transmit a differential signal between the first and the second
  • the differential signal is composed of a positive signal which is transmitted via the positive signal line and a negative signal which is the same but of opposite polarity to the positive signal.
  • At least one capacitor is provided in the positive signal line and at least one capacitor is provided in the negative signal line.
  • the capacitor in the positive or the negative signal line serves for galvanic isolation between the first and the second signal processing unit.
  • a second portion and a third portion in the first signal path are between the first and the second
  • the second and the third sections serve to transmit a non-differential signal between the first and the second signal processing unit.
  • the first section is arranged between the second and the third section.
  • the data transmission between the first and the second signal processing unit takes place in sections by means of a non-differential and a differential signal.
  • the transmitted digital, preferably binary data are thus transmitted in the form of a non-differential signal over the second section. While the data on the first section are transmitted as a differential signal and finally transmitted via the third section again as a non-differential signal.
  • the second section serves to transmit a non-differential signal output from the first signal processing unit to a transmitting unit.
  • the transmitting unit serves to convert the non-differential signal transmitted by the first signal processing unit into the differential signal and to transmit it via the first section. This transmission unit is thus arranged between the second and the first section of the first signal path.
  • Receiving unit which serves to receive the differential signal transmitted from the transmitting unit via the first portion and to convert it into a non-differential signal.
  • the non-differential signal is then transmitted to the second signal processing unit via the third section.
  • This receiving unit is thus arranged between the first section and the third section of the first signal path.
  • a second signal path is provided between the second and the first signal processing unit.
  • the second signal path has a fourth section which serves to transmit a differential signal between the second and the first signal processing unit.
  • the fourth portion of the second signal path has a positive and a negative signal line, which serves to transmit the differential signal.
  • at least one capacitor in the positive signal line and at least one capacitor in the negative signal line is provided, wherein the capacitors for electrical isolation between the second signal processing unit and the first
  • the capacitors are each according to the
  • the first signal path thus serves for the transmission of signals from the first signal processing unit to the second signal processing unit during the second signal path for
  • a fifth and a sixth section are provided in the second signal path between the second and the first signal processing unit.
  • the fifth and the sixth sections each serve to transmit a non-differential signal between the second and the first signal processing unit, the fourth section being arranged between the fifth and the sixth section.
  • the fifth section serves to transmit a non-differential signal output by the second signal processing unit to a transmitting unit, this in the second
  • Signal processing unit outputted non-differential signal to convert the differential signal and transmit or transmit over the fourth section.
  • the transmitting unit in the second signal path is thus arranged between the fourth and the fifth section.
  • Receiving unit provided in the second signal path, which serves to receive the differential signal transmitted from the transmitting unit via the fourth portion and to convert it into a non-differential signal.
  • This non-differential signal is transmitted to the first signal processing unit via the sixth section.
  • the first signal processing unit is an operating electronics, in particular a microprocessor, a field device.
  • the second signal processing unit is a communication unit for
  • the differential signal is a so-called LVDS signal, that is low voltage differential signaling signal.
  • the first signal path is used to send signals from the first to the second
  • the second signal path is used to send signals from the second to the first
  • Data can thus be transmitted via the first signal path from the first to the second signal processing unit. Furthermore, data can be transmitted via the second signal path from the second signal processing unit to the first signal processing unit.
  • data exchanged between the first and second signal processing units is initially present in non-differential form in the various portions of the first and second signal paths, then converted to a differential signal and finally converted back to a non-differential signal.
  • the section in which the data is transmitted in the form of the differential signal serves both for the galvanic isolation and for the fulfillment of the intrinsic safety requirements, in particular for the intrinsic safety type of protection.
  • the third signal path serves to transmit a signal which serves to select the first or the second signal path for signal transmission between the first and the second signal processing unit. Thus, the direction of the.
  • the object is achieved by a field device in the
  • Signal processing unit to an operating electronics or to a part of the operating electronics of the field device, which performs the functions of the
  • Communication unit which serves to convert the operating electronics output signals to a fieldbus line.
  • the object is achieved by a method for signal transmission and galvanic isolation between a first and a second
  • a first signal path between the first and the second signal processing unit is provided, wherein the first signal path has a first portion having a positive and a negative signal line, wherein at least one capacitor in the positive signal line and at least one capacitor in the negative Signal line is provided.
  • the capacitors are used for electrical isolation between the first signal processing unit and the second signal processing unit or for electrical isolation between the first and the second signal processing unit used.
  • the capacitors are each designed in accordance with the provisions of the type of protection against ignition protection and serve to transmit a differential signal from the first and the second signal processing unit via the first signal path, in particular in the first section of the signal path.
  • Fig. 2 is a sketch of another embodiment of the proposed circuit.
  • Fig. 1 shows the schematic representation of an embodiment of the proposed circuit.
  • a first and a second signal processing unit S1, S2 are connected to each other via a first signal path Q1 and a second signal path Q2 and a third signal path Q3.
  • the first and the second signal path Q1 or Q2, serve for data transmission between the first and the second
  • the data may, for example, be field device data such as, for example, a measured value or one or more parameters of the field device.
  • the third signal path Q3 serves to select the first or the second signal path Q1 or Q2.
  • a corresponding switching signal for example via a galvanic barrier PT, is transmitted via the third signal path Q3.
  • the galvanic barrier PT can be a so-called print transformer.
  • corresponding signals are transmitted from the first signal processing unit S1 via a signal output Tx1 and via a second portion of the first signal path to a transmitting unit D1.
  • the transmitting unit D1 converts the non-differential signal output from the first signal processing unit into a differential signal.
  • the differential signal is then transmitted to a receiving unit D2 via a first section A1 of the first signal path Q1.
  • the first section A1 in the first signal path Q1 according to the embodiment in FIG. 1 has a positive signal line L1 + and a negative one
  • Signal line L1- which serves to transmit the differential signal. Via the positive signal line L1 +, the positive sub-signal and the negative signal line L1 - the negative sub-signal of the differential signal is transmitted.
  • L1- capacitors C1 1, C12, C21, C22 for galvanic isolation are also integrated.
  • the positive signal line has two series-connected capacitors C1 1 and C12
  • the negative signal line L1- also has two series-connected capacitors C12 and C22.
  • the capacitors are designed according to the requirements of the intrinsic safety type of protection.
  • the differential signal received by the receiving unit via the first section A1 is converted back to a non-differential signal and to a
  • the second signal path Q2 For data transmission from the second signal processing unit S2 to the first signal processing unit S1, the second signal path Q2 is used. For data transmission, a non-differential signal at the signal output Tx2 of the second
  • Signal processing unit S2 transmitted via a fifth portion A5 of the second signal path Q2 to a transmitting unit D4.
  • the transmitting unit D4 serves to convert the non-differential signal into a differential signal, which is a differential signal is transmitted to a receiving unit D3 via a fourth section A4 of the second signal path Q2.
  • the differential signal is in turn converted back to a non-differential signal by the receiving unit D3 and to a receiving channel Rx2 of the first one via a sixth section A6 of the second signal path Q2
  • Signal processing unit S1 transferred.
  • the capacitors C41 and C42 and the Capacitors C14 and C24 connected in series with each other.
  • the capacitors C41 and C42 and the Capacitors C14 and C24 connected in series with each other.
  • Signal paths Q1 serve these capacitors for galvanic isolation. Further, the capacitors C41, C42, C14, C24 are also equipped according to the ignition protection reliability.
  • the proposed circuit may preferably be in a field device of
  • the second signal processing unit S2 may be a communication unit of a field device which is connected to a fieldbus.
  • the communication unit is a so-called RS485 transceiver.
  • the third signal path Q3 may be a signal path for
  • the circuit shown in FIG. 1 consists essentially of four low-voltage differential signaling components in the form of the transceiver units D1, D2, D3 and D4.
  • the transmitting unit D1 or the transmitting unit D4 in the first and in the second signal path Q1, Q2 can transmit for example a so-called TTL signal with a voltage level of 0 or 3.3V, which TTL signal by means of the four capacitors C1 1, C12, C21 and C22 to the Receiving unit D2 or D3 is transmitted.
  • the capacitors used make it possible for the proposed circuit to be used in a potentially explosive area.
  • the negative signal line L1 +, L1-, L2 +, L2- can also be used only in accordance with the type of protection intrinsic safety capacitor for galvanic isolation between the first and the second signal processing unit.
  • the differential signal is converted back into a TTL signal.
  • the resistors R1 in the first Section of the first signal path Q1 and the fourth section A4 of the second signal path Q2 are used for signal conditioning and adaptation of
  • Fig. 2 shows an embodiment of the proposed circuit, which substantially coincides with that of Figure 1.
  • a tap is additionally provided which is connected to ground via a diode Z1, Z2, preferably a Zener diode, for limiting the voltage.
  • Z1, Z2, preferably a Zener diode instead of a diode, other means for limiting the voltage can be provided.
  • These voltage limiting means are thus arranged in a section of the signal path in which there is a non-differential signal. The means for limiting the voltage are thus gem.
  • Signal processing units D1 and D3 arranged, or provided a corresponding tap in the section A2 or A6.
  • Voltage limiting for example, the Zener diodes Z1, Z2, an energy restriction, or power limitation of the transmitted via the signal lines electrical energy or power done.
  • an ATEX or Ex-i corresponding energy or power restriction can thus be achieved, so that the circuit meets the requirements of the intrinsic safety type of protection.
  • Intrinsic safety can be achieved only by the voltage limiting means, preferably the Zener diodes Z1, Z2, and the capacitors C1 1, ..., C24.
  • the means for limiting the voltage here the zener diodes Z1, Z2, thus serve to limit the power.
  • the zener diodes may have a zener voltage of 3.6 volts, in order to deflect an overcurrent over ground in the event of a fault, and thus to achieve permanent protection of the downstream components, such as, for example, transceiver units D1, D2. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Schaltung zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung zwischen einer ersten und einer zweiten digitalen Signalverarbeitungseinheit (S1, S2), wobei ein erster Signalpfad (Q1) zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S1, S2) vorgesehen ist, wobei der erste Signalpfad (Q1) einen ersten Abschnitt (A1) aufweist, der eine positive und eine negative Signalleitung (L1+, L1-) umfasst, und dazu dient, ein differentielles Signal zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S1, S2) zu übertragen, wobei zumindest ein Kondensator (C11, C12) in der positiven Signalleitung (L1+) und zumindest ein Kondensator (C21, C22) in der negativen Signalleitung (L1-) vorgesehen ist, und wobei die Kondensatoren (C11, C12, C21, C22) zur galvanischen Trennung zwischen der ersten Signalverarbeitungseinheit (S1 ) und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S2) dienen, und dass die Kondensatoren (C11, C12, C21, C22) jeweils gemäß den Bestimmungen der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestaltet sind.

Description

Schaltung zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung zwischen einer ersten und einer zweiten digitalen
Signalverarbeitungseinheit. Ferner bezieht sich die vorgeschlagene Erfindung auf ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik sowie auf ein Verfahren zur
Signalübertragung und zur galvanischen Trennung zwischen einer ersten und einer zweiten Signalverarbeitungseinheit. Heutzutage werden zur Signalübertragung unter anderem beispielsweise differenzielle Signale, wie beispielsweise ein sogenanntes LVDS Signal verwendet. LVDS steht dabei für Low Voltage Differential Signaling. Diese Art der differenziellen Datenübertragung erfolgt über eine positive und eine negative Signalleitung, wobei über die positive
Signalleitung ein positives Signal und über die negative Signalleitung ein negatives Signal übertragen wird. Das negative Signal ist dabei gleich, jedoch in der Polarität
entgegengesetzt zu dem positiven Signal. Eine derartige differenzielle Datenübertragung ist beispielsweise in dem Datenblatt AN-5048 der Firma Fairchild Semiconductor dokumentiert. Aus der Europäischen Patentschrift EP081 1217B1 ist eine Schaltung zur elektrischen Isolierung von Schnittstellen für differenzielle Signale bekannt geworden. In die positive und negative Signalleitung ist dabei jeweils ein Kondensator integriert.
Neben der galvanischen Trennung gilt es jedoch in explosionsgefährdeten Bereichen Schutzmaßnahmen zu treffen, um eine Explosion zu verhindern oder die Folgen einer Explosion möglichst gering zu halten. Neben dem primären Explosionsschutz, bei dem der Einsatz von leichtbrennbaren Stoffen vermieden wird, bezieht sich der sekundäre Explosionsschutz auf das Vermeiden von potenziellen Zündquellen. Ferner ist der sogenannte konstruktive Explosionsschutz bekannt geworden, bei dem beispielsweise explosionsfeste Bestandteile verwendet werden. So ist beispielsweise die Zündschutzart Eigensicherheit für elektrische beziehungsweise elektronische Betriebsmittel bekannt geworden. Diese auch als Ex i bekannte Zündschutzart ist in der EN60079-1 1 spezifiziert.
Ferner ist aus der US-Patentanmeldung US20100054345A1 ebenfalls eine Schnittstelle zur differenziellen Signalübertragung mit einer galvanischen Trennung in Form eines Isolators bekannt geworden.
Aus dem Bereich der Prozessautomatisierung sind zudem Feldgeräte zur Überwachung und/oder Steuerung eines Prozesses in einer industriellen Anlage bekannt geworden. Diese Feldgeräte verwenden beispielsweise zur Messwertübertragung sogenannte Feldbusprotokolle. Eines dieser Feldbusprotokolle ist das sogenannte Profibus-Protokoll. Insbesondere in explosionsgefährdeten Umgebungen kommen dabei Feldbusse, zum Beispiel der sog. Profibus DP zum Einsatz. Die Elektronik der Feldgeräte muss dann entsprechend der Prozessumgebung ausgelegt werden. Dabei ist eine Trennung in Primär- und Sekundärkreise bezüglich der Energieversorgung, sowie eine Begrenzung der zur Verfügung stehenden Energie üblich. Die galvanische Trennung erfolgt im dem Fall meist über optische Isolatoren oder Transformatoren. Da aber das Profibusprotokoll Frequenzen bis zu 12MBaud übertragen kann, sind relativ kostspielige optische
Isolatoren erforderlich, beziehungsweise erfüllen diese optischen Isolatoren die
Anforderung an eine der Zündschutzarten nicht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine preisgünstige Signalübertragung mit gutem Wirkungsgrad sowie genügend hoher erreichbarer Datenrate anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltung zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung sowie durch ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik als auch durch ein Verfahren zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung gelöst.
Hinsichtlich der Schaltung wird die Aufgabe durch eine Schaltung zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung zwischen einer ersten und einer zweiten digitalen Datenverarbeitungseinheit gelöst.
Dabei ist ein erster Signalpfad zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit vorgesehen, wobei der erste Signalpfad einen ersten
Abschnitt aufweist, der eine positive und eine negative Signalleitung umfasst. Der erste Signalpfad mit seiner positiven und negativen Signalleitung dient dabei zur Übertragung eines differenziellen Signals zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit. Das differenzielle Signal setzt sich dabei aus einem positiven Signal, das über die positive Signalleitung übertragen wird und einem negativen Signal, das gleich, jedoch von umgekehrter Polarität zu dem positiven Signal ist, zusammen.
Ferner ist zumindest ein Kondensator in der positiven Signalleitung und zumindest ein Kondensator in der negativen Signalleitung vorgesehen. Der Kondensator in der positiven beziehungsweise der negativen Signalleitung dient dabei zur galvanischen Trennung zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit. Diese Kondensatoren sind jeweils gemäß den Bestimmungen der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestaltet. Die Kriechstrecke in Luft beziehungsweise die Kriechstrecke unter einer Schutzschicht der verwendeten Kondensatoren ist dabei entsprechend der Zündschutzart
Eigensicherheit ausgeführt. Die entsprechenden Werte für die Kriechstrecke in Luft beziehungsweise die Kriechstrecke unter der Schutzschicht sind in der Norm EN60079- 1 1 in Abhängigkeit der Spannung aufgeführt. Durch die geforderte relativ große Bauform der Kondensatoren ist die Einhaltung der Kriechstrecken beziehungsweise der
Luftstrecken zwischen den galvanisch getrennten Stromkreisen, welche Stromkreise beispielsweise die erste und die zweite Signalverarbeitungseinheit umfassen möglich.
In einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung sind ein zweiter Abschnitt und ein dritter Abschnitt in dem ersten Signalpfad zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit vorgesehen. Der zweite und der dritte Abschnitt dienen dabei jeweils dazu, ein nicht-differenzielles Signal zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit zu übertragen. Der erste Abschnitt ist dabei zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt angeordnet. Die Datenübertragung zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit erfolgt dabei abschnittsweise vermittels eines nicht-differenziellen und eines differenziellen Signals. Die übertragenen digitalen, vorzugsweise binären Daten werden somit in Form eines nicht-differenziellen Signals über den zweiten Abschnitt übertragen. Während die Daten über den ersten Abschnitt als differenzielles Signal übertragen werden und schließlich über den dritten Abschnitt wieder als nicht-differenzielles Signal übertragen werden.
In einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung dient der zweite Abschnitt dazu, ein von der ersten Signalverarbeitungseinheit ausgegebenes nicht-differenzielles Signal an eine Sendeeinheit zu übertragen. Die Sendeeinheit dient dazu, dass von der ersten Signalverarbeitungseinheit übertragene nicht-differenzielle Signal in das differenzielle Signal zu wandeln und über den ersten Abschnitt zu übertragen. Diese Sendeeinheit ist somit zwischen dem zweiten und dem ersten Abschnitt des ersten Signalpfades angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung ist eine
Empfangseinheit vorgesehen, die dazu dient, das von der Sendeeinheit über den ersten Abschnitt übertragene differenzielle Signal zu empfangen und in ein nicht-differenzielles Signal zu wandeln. Das nicht-differenzielle Signal wird dann über den dritten Abschnitt an die zweite Signalverarbeitungseinheit übertragen. Diese Empfangseinheit ist also zwischen dem ersten Abschnitt und dem dritten Abschnitt des ersten Signalpfades angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung ist ein zweiter Signalpfad zwischen der zweiten und der ersten Signalverarbeitungseinheit vorgesehen. Der zweite Signalpfad weist einen vierten Abschnitt auf, der dazu dient, ein differenzielles Signal zwischen der zweiten und der ersten Signalverarbeitungseinheit zu übertragen. Der vierte Abschnitt des zweiten Signalpfades weist eine positive und eine negative Signalleitung auf, die zur Übertragung des differenziellen Signals dient. Dabei ist zumindest ein Kondensator in der positiven Signalleitung und zumindest ein Kondensator in der negativen Signalleitung vorgesehen ist, wobei die Kondensatoren zur galvanischen Trennung zwischen der zweiten Signalverarbeitungseinheit und der ersten
Signalverarbeitungseinheit dienen. Die Kondensatoren sind jeweils gemäß den
Bestimmungen der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestaltet. Der erste Signalpfad dient also zur Hinübertragung von Signalen von der ersten Signalverarbeitungseinheit an die zweite Signalverarbeitungseinheit während der zweite Signalpfad zur
RückÜbertragung von Daten von der zweiten Signalverarbeitungseinheit an die erste Signalverarbeitungseinheit dient. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung sind daher ein fünfter und ein sechster Abschnitt in dem zweiten Signalpfad zwischen der zweiten und der ersten Signalverarbeitungseinheit vorgesehen. Der fünfte und der sechste Abschnitt dienen jeweils dazu ein nicht-differenzielles Signal zwischen der zweiten und der ersten Signalverarbeitungseinheit zu übertragen, wobei der vierte Abschnitt zwischen dem fünften und dem sechsten Abschnitt angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung dient der fünfte Abschnitt dazu, ein von der zweiten Signalverarbeitungseinheit ausgegebenes nicht- differenzielles Signal an eine Sendeeinheit zu übertragen, diese in dem zweiten
Signalpfad vorhandene Sendeeinheit dient dazu, dass von der zweiten
Signalverarbeitungseinheit ausgegebene nicht-differenzielle Signal in das differenzielle Signal zu wandeln und über den vierten Abschnitt zu übertragen beziehungsweise zu übermitteln. Die Sendeeinheit in dem zweiten Signalpfad ist also zwischen dem vierten und dem fünften Abschnitt angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung ist eine
Empfangseinheit im zweiten Signalpfad vorgesehen, die dazu dient, das von der Sendeeinheit über den vierten Abschnitt übertragene differenzielle Signal zu empfangen und in ein nicht-differenzielles Signal umzuwandeln. Dieses nicht-differenzielle Signal wird über den sechsten Abschnitt an die erste Signalverarbeitungseinheit übertragen. Die
Empfangseinheit im zweiten Signalpfad ist also zwischen dem vierten Abschnitt und dem sechsten Abschnitt angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung handelt es sich bei der ersten Signalverarbeitungseinheit um eine Betriebselektronik, insbesondere einen Mikroprozessor, eines Feldgerätes. In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung handelt es sich bei der zweiten Signalverarbeitungseinheit um eine Kommunikationseinheit zur
Kommunikation, das heißt Datenübertragung, über einen Feldbus. Durch die
vorgeschlagene Schaltung wird es ermöglicht, auch in explosionsgefährdeten Bereichen in einer industriellen Anlage hohe Datenraten insbesondere im Bereich zwischen 9,6KBaud bis 12Baud und darüber hinaus, das heißt, bis zu und über 20Mbit zu übertragen (Mbit steht dabei für Megabit). Zudem muss bei der Datenübertragung über den Feldbus somit keine Datenreduktion in dem Feldgerät zum Zwecke der galvanischen Trennung erfolgen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen von eigensicheren Schaltungen zur Datenübertragung war es aufgrund der verwendeten optischen Komponenten oftmals nicht möglich, in diesen explosionsgefährdeten Bereiche derart hohe Datenraten bei der Datenübertragung zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung handelt es sich bei dem differenziellen Signal um ein sogenanntes LVDS Signal, das heißt Low Voltage Differential Signaling - Signal.
In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung dient der erste Signalpfad zum Senden von Signalen von der ersten an die zweite
Signalverarbeitungseinheit.
In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung dient der zweite Signalpfad zum Senden von Signalen von der zweiten an die erste
Signalverarbeitungseinheit. Daten können somit über den ersten Signalpfad von der ersten an die zweite Signalverarbeitungseinheit übertragen werden. Ferner können Daten über den zweiten Signalpfad von der zweiten Signalverarbeitungseinheit an die erste Signalverarbeitungseinheit übertragen werden. Somit liegen Daten, die zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit ausgetauscht werden, in den verschiedenen Abschnitten des ersten und zweiten Signalpfades zunächst in nicht- differenzieller Form vor, werden dann in ein differenzielles Signal gewandelt und schließlich zurück in ein nicht-differenzielles Signal umgewandelt. Der Abschnitt, in dem die Daten in Form des differenziellen Signals übertragen werden, dient dabei sowohl zur galvanischen Trennung als auch zur Erfüllung der Anforderungen an die Eigensicherheit, insbesondere an die Zündschutzart Eigensicherheit. In einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung ist ein dritter
Signalpfad zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit vorgesehen. Der dritte Signalpfad dient dabei zur Übertragung eines Signals, dass zur Auswahl des ersten beziehungsweise des zweiten Signalpfads zur Signalübertragung zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit dient. Durch diesen dritten Signalpfad und durch das darüber übertragene Signal kann somit die Richtung der
Datenübertragung ausgewählt werden.
Hinsichtlich des Feldgerätes wird die Aufgabe durch ein Feldgerät in der
Prozessautomatisierungstechnik mit einer Schaltung nach einem der vorherigen
Ansprüche gelöst. Wie bereits erwähnt, kann es sich dann bei der ersten
Signalverarbeitungseinheit um eine Betriebselektronik beziehungsweise um einen Teil der Betriebselektronik des Feldgerätes, welches das Ausführen der Funktionen des
Feldgerätes dient und bei der zweiten Signalverarbeitungseinheit um eine
Kommunikationseinheit, die zum Umsetzen der Betriebselektronik ausgegebenen Signale auf eine Feldbusleitung dient.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung zwischen einer ersten und einer zweiten
Signalverarbeitungseinheit gelöst, wobei ein erster Signalpfad zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit vorgesehen ist, wobei der erste Signalpfad einen ersten Abschnitt aufweist, der eine positive und eine negative Signalleitung aufweist, wobei zumindest ein Kondensator in der positiven Signalleitung und zumindest ein Kondensator in der negativen Signalleitung vorgesehen ist. Die Kondensatoren dienen zur galvanischen Trennung zwischen der ersten Signalverarbeitungseinheit und der zweiten Signalverarbeitungseinheit beziehungsweise zur galvanischen Trennung zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit verwendet. Zudem sind die Kondensatoren jeweils gemäß den Bestimmungen der Zündschutzarteigensicherheit ausgestaltet und dienen dazu, ein differenzielles Signal von der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit über den ersten Signalpfad insbesondere im ersten Abschnitt des Signalpfades zu übertragen.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 : eine Skizze einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung,
Fig. 2 eine Skizze einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung. Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung. Eine erste und eine zweite Signalverarbeitungseinheit S1 , S2 sind dabei über ein ersten Signalpfad Q1 und ein zweiten Signalpfad Q2 sowie ein dritten Signalpfad Q3 miteinander verbunden. Der erste und der zweite Signalpfad Q1 beziehungsweise Q2, dienen dabei zur Datenübertragung zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit. Bei den Daten kann es sich bspw. um Feldgerätedaten wie bspw. einen Messwert oder einen oder mehrere Parameter des Feldgerätes handeln. Der dritte Signalpfad Q3 dient dabei zur Auswahl des ersten oder des zweiten Signalpfades Q1 beziehungsweise Q2. Über den dritten Signalpfad Q3 wird ein entsprechendes Schaltsignal, beispielsweise über eine galvanische Barriere PT übertragen. Bei der galvanischen Barriere PT kann es sich um einen sogenannten Printübertrager handeln. Zur Datenübertragung von Daten von der ersten Signalverarbeitungseinheit S1 an die zweite Signalverarbeitungseinheit S2 werden entsprechende Signale von der ersten Signalverarbeitungseinheit S1 über einen Signalausgang Tx1 und über einen zweiten Abschnitt des ersten Signalpfades an eine Sendeeinheit D1 übertragen. Die Sendeeinheit D1 wandelt das von der ersten Signalverarbeitungseinheit ausgegebene nicht- differenzielle Signal in ein differenzielles Signal. Das differenzielle Signal wird dann über einen ersten Abschnitt A1 des ersten Signalpfades Q1 an eine Empfangseinheit D2 übertragen. Der erste Abschnitt A1 in dem ersten Signalpfad Q1 weist gemäß der Ausführungsform in Figur 1 eine positive Signalleitung L1 + und eine negative
Signalleitung L1- auf, die zur Übertragung des differenziellen Signals dient. Über die positive Signalleitung L1 + wird das positive Teilsignal und die negative Signalleitung L1 - das negative Teilsignal des differenziellen Signals übertragen. In die positive als auch in die negative Signalleitung L1 +, L1- sind ferner Kondensatoren C1 1 , C12, C21 , C22 zur galvanischen Trennung integriert. So weist die positive Signalleitung zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren C1 1 und C12 auf und die negative Signalleitung L1- weist ebenfalls zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren C12 und C22 auf. Die Kondensatoren sind dabei gemäß den Anforderungen der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestaltet. Das von der Empfangseinheit über den ersten Abschnitt A1 empfangene differenzielle Signal wird in ein nicht-differenzielles Signal zurückgewandelt und an einen
Empfangskanal Rx1 der zweiten Signalverarbeitungseinheit S2 über einen dritten Abschnitt A3 des ersten Signalpfades Q1 weitergeleitet.
Zur Datenübertragung von der zweiten Signalverarbeitungseinheit S2 an die erste Signalverarbeitungseinheit S1 dient der zweite Signalpfad Q2. Zur Datenübertragung wird ein nicht-differenzielles Signal an dem Signalausgang Tx2 der zweiten
Signalverarbeitungseinheit S2 über einen fünften Abschnitt A5 des zweiten Signalpfades Q2 an eine Sendeeinheit D4 übertragen. Die Sendeeinheit D4 dient zur Wandlung des nicht-differenziellen Signals in ein differenzielles Signal, welches ein differenzielles Signal über einen vierten Abschnitt A4 des zweiten Signalpfades Q2 an eine Empfangseinheit D3 übertragen wird. Von der Empfangseinheit D3 wird das differenzielle Signal wiederum in ein nicht-differenzielles Signal zurückgewandelt und über einen sechsten Abschnitt A6 des zweiten Signalpfades Q2 an einem Empfangskanal Rx2 der ersten
Signalverarbeitungseinheit S1 übertragen. Entsprechend dem ersten Signalpfad Q1 , insbesondere dem ersten Abschnitt des ersten Signalpfades, sind in dem vierten Abschnitts des zweiten Signalpfades in der positiven Signalleitung L2+ und in der negativen Signalleitung L2- des vierten Abschnitts A4 des zweiten Signalpfades Q2, die Kondensatoren C41 beziehungsweise C42 und die Kondensatoren C14 beziehungsweise C24 in Reihe zur einander geschaltet. Wie im ersten Abschnitt A1 des ersten
Signalpfades Q1 dienen diese Kondensatoren zur galvanischen Trennung. Ferner sind die Kondensatoren C41 , C42, C14, C24 ebenso gemäß der Zündschutzeigensicherheit ausgestattet. Die vorgeschlagene Schaltung kann bevorzugt in einem Feldgerät der
Automatisierungstechnik eingesetzt werden. So kann es sich beispielsweise bei der zweiten Signalverarbeitungseinheit S2 um eine Kommunikationseinheit eines Feldgerätes handeln, die an einen Feldbus angeschlossen ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Kommunikationseinheit um einen sogenannten RS485 Transceiver. In dieser Ausgestaltung kann es sich bei dem dritten Signalpfad Q3 um einen Signalpfad zur
Übertragung eines Schaltsignals zum Umschalten des Transceivers zwischen Senden und Empfangen handeln.
Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung besteht dabei im Wesentlichen aus vier Low Voltage Differential Signaling Bausteine in Form der Sende-Empfangseinheiten D1 , D2, D3 beziehungsweise D4. Die Sendeeinheit D1 beziehungsweise die Sendeeinheit D4 im ersten beziehungsweise im zweiten Signalpfad Q1 , Q2 kann beispielsweise ein sogenanntes TTL Signal mit einem Spannungspegel von 0 beziehungsweise 3,3V übertragen, welches TTL Signal vermittels der vier Kondensatoren C1 1 , C12, C21 beziehungsweise C22 an die Empfangseinheit D2 bzw. D3 übertragen wird. Die verwendeten Kondensatoren ermöglichen es, dass die vorgeschlagene Schaltung in einem explosionsgefährdeten Bereich eingesetzt werden kann.
Anstelle der jeweils in Reihe geschalteten Kondensatoren in der positiven
beziehungsweise der negativen Signalleitung L1 +, L1-, L2+, L2- kann auch nur ein gemäß der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestalteter Kondensator zur galvanischen Trennung zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit verwendet werden. Von der Empfangsschaltung D2 beziehungsweise D3 wird das differenzielle Signal wieder in ein TTL Signal umgewandelt. Die Widerstände R1 in dem ersten Abschnitt des ersten Signalpfades Q1 beziehungsweise dem vierten Abschnitt A4 des zweiten Signalpfades Q2 dienen zur Signalkonditionierung und Anpassung der
Bandbreite bei der Signalübertragung der verwendeten LVDS Bausteine. Entsprechend können höhere Datenraten bei einer Anpassung dieser Widerstände R1 , R2 erreicht werden. Die vorgeschlagene Schaltung ermöglicht es, ohne ein Derating eine
Datenübertragung von der ersten an die zweite Signalverarbeitungseinheit S1 , S2 beziehungsweise von der zweiten an die erste Signalverarbeitungseinheit S2, S1 vorzunehmen und dieselbe Datenübertragungsrate bei der Kommunikation über den Feldbus, nicht gezeigt, zu verwenden.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorgeschlagenen Schaltung, die im Wesentlichen mit derjenigen aus Figur 1 übereinstimmt. In dem Abschnitt A2 bzw. A6 ist jedoch zusätzlich ein Abgriff vorgesehen, der mit über eine Diode Z1 , Z2, vorzugsweise einer Zenerdiode, zur Spannungsbegrenzung mit Masse verbunden ist. Anstelle einer Diode können auch andere Mittel zur Spannungsbegrenzung vorgesehen sein. Diese Mittel zur Spannungsbegrenzung sind somit in einem Abschnitt des Signalpfades angeordnet in dem nicht-differentielles Signal vorliegt. Die Mittel zur Spannungsbegrenzung sind somit gem. Figur 2 zwischen der ersten Signalverarbeitungseinrichtung S1 und der
Signalverarbeitungseinheiten D1 bzw. D3 angeordnet, bzw. ein entsprechender Abgriff in dem Abschnitt A2 bzw. A6 vorgesehen.
Zusammen mit den Kondensatoren C1 1 C24 kann somit vermittels der Mittel zur
Spannungsbegrenzung, bspw. den Zenerdioden Z1 , Z2, eine Energiebeschränkung, bzw. Leistungsbeschränkung der über die Signalleitungen übertragenen elektrischen Energie bzw. Leistung erfolgen. Insbesondere kann somit eine ATEX bzw. Ex-i entsprechende Energie- bzw. Leistungsbeschränkung erreicht werden, so dass die Schaltung die Anforderungen der Zündschutzart Eigensicherheit erfüllt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die vorgeschlagene Schaltung bzw. ein Feldgerät mit einer solchen Schaltung keine weiteren Mittel zur Energie- bzw.
Leistungsbegrenzung aufweist, sondern die Anforderungen der Zündschutzart
Eigensicherheit ausschließlich durch die Mittel zur Spannungsbegrenzung, vorzugsweise den Zenerdioden Z1 , Z2, und den Kondensatoren C1 1 ,...,C24 erreicht werden. Im Fehlerfall dienen die Mittel zur Spannungsbegrenzung, hier die Zenerdioden Z1 , Z2, somit zur Leistungsbegrenzung. Bspw. können die Zenerdioden eine Zenerspannung von 3,6 Volt aufweisen, um im Fehlerfall, einen Überstrom über Masse abzulenken und somit eine Dauerhafte Sicherung der nachgeordneten Bauteile wie bspw. Sende- /Empfangseinheiten D1 , D2 zu erreichen. Bezugszeichenliste
S1 Erste Signalverarbeitungseinheit
S2 Zweite Signalverarbeitungseinheit
Q1 Erste Signalpfad
Q2 Zweite Signalpfad
Q3 Dritte Signalpfad
A1 Erster Abschnitt
A2 Zweiter Abschnitt
A3 Dritter Abschnitt
A4 Vierter Abschnitt
A5 Fünfter Abschnitt
A6 Sechster Abschnitt
Tx1 Erster Signalausgang
Tx2 Zweiter Signalausgang
Rx1 Erster Signaleingang
Rx2 Zweiter Signaleingang
D1 Sendeeinheit
D2 Empfangseinheit
D3 Empfangseinheit
D4 Sendeeinheit
C1 1 Kondensator
C12 Kondensator
C21 Kondensator
C22 Kondensator
C41 Kondensator
C42 Kondensator
C14 Kondensator
C24 Kondensator
PT Galvanische Barriere
L1 + Positive Signalleitung
L1- Negative Signalleitung
L2+ Positive Signalleitung
L2- Negative Signalleitung
R1 Erster Widerstand
R2 Zweiter Widerstand

Claims

Patentansprüche
1. Schaltung zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung zwischen einer ersten und einer zweiten digitalen Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2),
wobei ein erster Signalpfad (Q1 ) zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) vorgesehen ist,
wobei der erste Signalpfad (Q1 ) einen ersten Abschnitt (A1 ) aufweist, der eine positive und eine negative Signalleitung (L1 +, L1 -) umfasst, und dazu dient, ein differentielles Signal zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) zu übertragen,
wobei zumindest ein Kondensator (C1 1 , C12) in der positiven Signalleitung (L1 +) und zumindest ein Kondensator (C21 , C22) in der negativen Signalleitung (L1-) vorgesehen ist, und
wobei die Kondensatoren (C1 1 , C12, C21 , C22) zur galvanischen Trennung zwischen der ersten Signalverarbeitungseinheit (S1 ) und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S2) dienen, und dass die Kondensatoren (C1 1 , C12, C21 , C22) jeweils gemäß den
Bestimmungen der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestaltet sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1 ,
wobei ein zweiter Abschnitt (A2) und ein dritter Abschnitt (A3) in dem ersten Signalpfad (Q1 ) zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) vorgesehen sind, die jeweils dazu dienen, ein nicht-differentielles Signal zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) zu übertragen,
wobei der erste Abschnitt (A1 ) zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt (A2, A3) angeordnet ist.
3. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der zweite Abschnitt (A2) dazu dient, ein von der ersten Signalverarbeitungseinheit (S1 ) ausgegebenes nicht-differentielles Signal an eine Sendeeinheit (D1 ) zu übertragen, die dazu dient, das von der ersten Signalverarbeitungseinheit (S1 ) übertragene nicht- differentielle Signal in das differentielle Signal zu wandeln und über den ersten Abschnitt (A1 ) zu übertragen.
4. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei eine Empfangseinheit (D2) vorgesehen ist, die dazu dient, das von der Sendeinheit (D1 ) über den ersten Abschnitt (A1 ) übertragene differentielle Signal zu empfangen und in ein nicht-differentielles Signal zu wandeln und über den dritten Abschnitt (A3) an die zweite Signalverarbeitungseinheit (S2) zu übertragen.
5. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein zweiter Signalpfad (Q2) zwischen der zweiten und der ersten
Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) vorgesehen ist,
wobei der zweite Signalpfad (Q2) einen vierten Abschnitt (A4) aufweist, der dazu dient, ein differentielles Signal zwischen der zweiten und der ersten Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) zu übertragen,
wobei der vierte Abschnitt (A4) des zweiten Signalpfades (Q2) eine positive und eine negative Signalleitung (L2+, L2-) aufweist,
wobei zumindest ein Kondensator (C41 , C42) in der positiven Signalleitung (L2+) und zumindest ein Kondensator (C14, C24) in der negativen Signalleitung (L2-) vorgesehen ist, wobei die Kondensatoren (C41 , C42, C14, C24) zur galvanischen Trennung zwischen der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S2) und der ersten Signalverarbeitungseinheit (S2) dienen, und dass die Kondensatoren (C41 , C42, C14, C24) jeweils gemäß den Bestimmungen der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestaltet sind.
6. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein fünfter Abschnitt (A5) und ein sechster Abschnitt (A6) in dem zweiten
Signalpfad (Q2) zwischen der zweiten und der ersten Signalverarbeitungseinheit (S2, S1 ) vorgesehen sind, die jeweils dazu dienen, ein nicht-differentielles Signal zwischen der zweiten und der ersten Signalverarbeitungseinheit (S2, S1 ) zu übertragen,
wobei der vierte Abschnitt (A4) zwischen dem fünften und dem sechsten Abschnitt (A5, A6) angeordnet ist.
7. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der fünfte Abschnitt (A5) dazu dient, ein von der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S2) ausgegebenes nicht-differentielles Signal an eine Sendeeinheit (D4) zu übertragen, die dazu dient, das von der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S2) übertragene nicht- differentielle Signal in das differentielle Signal zu wandeln und über den vierten Abschnitt (A4) zu übertragen.
8. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei eine Empfangseinheit (D3) vorgesehen ist, die dazu dient, das von der Sendeinheit (D4) über den vierten Abschnitt (A4) übertragene differentielle Signal zu empfangen und in ein nicht-differentielles Signal zu wandeln und über den sechsten Abschnitt (A6) an die erste Signalverarbeitungseinheit (S1 ) zu übertragen.
9. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei es sich bei der ersten Signalverarbeitungseinheit (S1 ) um eine Betriebselektronik, insbesondere einen Mikroprozessor, eines Feldgerätes handelt.
10. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei es sich bei der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S2) um eine
Kommunikationseinheit zur Kommunikation, d.h. Datenübertragung, über einen Feldbus handelt.
1 1. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei es sich bei dem differentiellen Signal um ein LVDS-Signal handelt.
12. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Signalpfad (Q1 ) zum Senden von Signalen von der ersten an die zweite Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) dient, und
wobei der zweite Signalpfad (Q2) zum Senden von Signalen von der zweiten an die erste Signalverarbeitungseinheit (S2, S1 ) dient.
13. Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein dritter Signalpfad (Q3) zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) vorgesehen ist,
welcher dritte Signalpfad (Q3) zur Übertragung eines Signals, das zur Auswahl des ersten bzw. des zweiten Signalpfades (Q1 , Q2) zur Signalübertragung zwischen der ersten und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) dient.
14. Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik mit einer Schaltung nach einem der vorherigen Ansprüche.
15. Verfahren zur Signalübertragung und zur galvanischen Trennung zwischen einer ersten und einer zweiten Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2),
wobei ein erster Signalpfad (Q1 ) zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) vorgesehen ist,
wobei der erste Signalpfad (Q1 ) einen ersten Abschnitt (A1 ) aufweist, der eine positive und eine negative Signalleitung (L1 +, L1 -) aufweist,
wobei zumindest ein Kondensator (C1 1 , C12) in der positiven Signalleitung (L1 +) und zumindest ein Kondensator (C21 , C22) in der negativen Signalleitung (Ll -)vorgesehen ist, wobei die Kondensatoren (C1 1 , C12, C21 , C22) zur galvanischen Trennung zwischen der ersten Signalverarbeitungseinheit (S1 ) und der zweiten Signalverarbeitungseinheit (S2) verwendet werden, und wobei die Kondensatoren (C1 1 , C12, C21 , C22) jeweils gemäß den Bestimmungen der Zündschutzart Eigensicherheit ausgestaltet sind, und dass ein differentielles Signal zwischen der ersten und der zweiten
Signalverarbeitungseinheit (S1 , S2) über den ersten Abschnitt (A1 ) des ersten Signalpfad (Q1 ) übertragen wird.
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