-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erzeugen einen Empfänger zum Empfangen von Meldungen von einem Sender. Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erzeugen ein Sender/Empfänger-System zum Senden von Meldungen von dem Sender zu dem Empfänger. Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erzeugen ein Verfahren zum Empfangen von Meldungen.
-
Sensoren sind häufig außerhalb der ECU (electrical control unit; elektrische Steuereinheit), z. B. eines Autos, angeordnet. Somit müssen die Sensoren über Drähte von mehreren Metern verbunden werden. Diese Drähte sind ein wesentlicher Kostenfaktor bei Automobilsystemen und tragen ferner zu dem Gewicht des Autos bei. Somit ist die Anzahl von Drähten, um einen Sensor anzuschließen, häufig auf das Minimum von zwei Leitungen begrenzt. Diese Leitungen werden verwendet, um den Sensor zu beliefern und die Daten zurück zu der ECU zu senden, durch eine Modulation des Stromverbrauchs des Sensors.
-
Die
DE 39 12 439 A1 zeigt ein Signalübertragungssystem, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen.
-
Die
DE 103 404 431 B4 zeigt eine Energieversorgungsleitungskommunikationseinrichtung für ein Fahrzeug.
-
Die
DE 10 2008 041 030 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche dazu vorgesehen sind, mindestens eine Messgröße zu erfassen.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Empfänger zum Empfangen von Meldungen von einem Sender, ein Sender/Empfänger-System, ein Verfahren zum Empfangen von Meldungen von einem Sender, ein computerlesbares, digitales nichtflüchtiges Speicherungsmedium mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erzeugen einen Empfänger zum Empfangen von Meldungen von einem Sender. Der Empfänger weist eine Steuerung und eine Treiberstufe auf. Die Treiberstufe ist ausgebildet, um eine Versorgungsspannung zu dem Sender basierend auf einem Steuersignal bereitzustellen. Die Steuerung ist ausgebildet, um das Steuersignal bereitzustellen, um Änderungen der Versorgungsspannung zu kompensieren, die durch eine Modulation des Stromverbrauchs des Senders verursacht werden, derart, dass die Versorgungsspannung in einem vordefinierten Bereich bleibt. Ferner ist die Steuerung ausgebildet, um eine Reihe aus aufeinanderfolgenden Werten des Steuersignals zu bewerten, um eine Meldung herzuleiten, die durch den Sender erzeugt wird, durch Modulieren seines (des Senders) Stromverbrauchs.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Empfängers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
2 ein schematisches Blockdiagramm eines Empfängers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
3 eine schematische Schaltung einer möglichen Implementierung für einen analogen Teil einer Treiberstufe eines Empfängers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
-
4a eine mögliche Implementierung für ein digitales Modell einer Treiberstufe des Empfängers von 2;
-
4b eine vereinfachte Version des digitalen Modells, das in 4a gezeigt ist;
-
5 ein schematisches Blockdiagramm eines Sender/Empfänger-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
-
7 eine Ersatzschaltung einer Treiberstufe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Bevor Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detaillierter unter Verwendung der beiliegenden Zeichnungen erklärt werden, wird herausgestellt, dass dieselben Elemente oder Elemente mit derselben Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen sind und dass eine wiederholte Beschreibung von Elementen, die mit denselben Bezugszeichen versehen sind, weggelassen ist. Daher sind Beschreibungen von Elementen, die mit denselben Bezugszeichen versehen sind, untereinander austauschbar.
-
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Empfängers 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger 100 ist mit einem Sender 103 gekoppelt. Der Empfänger 100 zum Empfangen von Meldungen von dem Sender 103 weist eine Steuerung 105 auf. Ferner weist der Empfänger 100 eine Treiberstufe 107 zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung Vtr zu dem Sender 103 basierend auf einem Steuersignal 109 auf. Die Steuerung 105 ist ausgebildet, um das Steuersignal 109 bereitzustellen, um Änderungen der Versorgungsspannung Vtr zu kompensieren, verursacht durch eine Modulation des Stromverbrauchs des Senders 103, derart, dass die Versorgungsspannung Vtr in einem vordefinierten Bereich verbleibt. Ferner ist die Steuerung 105 ausgebildet, um eine Reihe aus aufeinanderfolgenden Werten des Steuersignals 109 zu bewerten, um eine Meldung herzuleiten, erzeugt durch den Sender durch Modulieren seines Stromverbrauchs.
-
Wie in dem einleitenden Teil dieser Anmeldung erwähnt wurde, besteht ein Bedarf nach einer niedrigen Anzahl von Drähten zwischen einem Sender und einem Empfänger. Durch Modulieren seines Stromverbrauchs kann der Sender 103 eine Meldung zu dem Empfänger 100 übertragen, die die Modulation des Stromverbrauchs erfasst. Der Empfänger 100 in 1 leitet die Meldung von dem Sender 103 nicht durch Messen des Stromverbrauchs des Senders 103 her, sondern durch Bewerten des Steuersignals 109 für die Treiberstufe 107, benötigt, um die Versorgungsspannung Vtr in dem vordefinierten Bereich zu halten. Die Modulation des Stromverbrauchs des Senders 103 würde zu einer Verringerung oder Erhöhung der Versorgungsspannung Vtr führen, aber die Steuerung 105 kompensiert dies durch Bereitstellen des Steuersignals 109 derart, dass die Versorgungsspannung Vtr in einem vordefinierten Bereich verbleibt. Daher stellt die Steuerung 105 der Treiberstufe 107 abhängig davon oder ansprechend darauf unterschiedliche Werte des Steuersignals 109 bereit, dass die Strommodulation durch den Sender 103 ausgeführt wird. Daher gewinnt die Steuerung 105 durch Bewerten der Reihe aus aufeinanderfolgenden Werten des Steuersignals 109 (die der Treiberstufe 107 bereitgestellt wurden) eine Information über die Strommodulation, die durch den Sender 103 ausgeführt wird, und daher eine Information über die Meldung, die durch den Sender 103 erzeugt wird. Daher leitet die Steuerung 105 die Meldung her, die durch den Sender 103 erzeugt wird, basierend auf dem Steuersignal 109, das zu der Treiberstufe 107 gesendet wird, zum Kompensieren der Änderungen der Versorgungsspannung Vtr. Daher besteht kein Bedarf mehr zum Überwachen eines Stromverbrauchs oder eines Versorgungsstroms zu dem Sender 103 (bereitgestellt durch die Treiberstufe 107). Daher wird eine Reduzierung der Komplexität der Steuerung 105 im Vergleich zu Konzepten erreicht, bei denen die Versorgungsspannung Vtr und ein tatsächlicher Versorgungsstrom zu dem Sender überwacht werden (z. B. unter Verwendung von zwei Analog-zu-Digital-Wandlern) und verwendet werden zum Herleiten einer Meldung, die durch den Sender gesendet wird.
-
Als ein Beispiel, im Vergleich zu einem System, bei dem auf einer ECU-Empfängerseite der Strom eines Sensors durch einen Nebenschluss geleitet und in einen ADC-Eingang gespeist wird, können dieser Nebenschluss und dieser ADC zum Messen des Stromverbrauchs des Sensors weggelassen werden, wenn Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Dies führt zu einem weiteren Vorteil, der ein reduzierter Leistungsverbrauch ist, durch Vermeiden des Spannungsabfalls über den Nebenschluss. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Steuerung 105 einen Rückkopplungs-ADC (der ADC kann auf einen einzelnen Komparator reduziert werden (1-Bit-ADC)) zum Messen der Versorgungsspannung Vtr aufweisen. Oder anders ausgedrückt kann die Steuerung 105 (nur) einen ADC zum Überwachen der Versorgungsspannung Vtr des Senders 103 aufweisen. Verglichen damit wird bei bekannten Konzepten der Versorgungsspannungsregler digital gesteuert durch Messen der Rückkopplung (der Versorgungsspannung eines Sensors) mit einem ersten Analog-zu-Digital-Wandler, und die Strommessung des Sensors benötigt einen zweiten Analog-zu-Digital-Wandler (alternativ könnte die Spannung analog gesteuert werden, z. B. unter Verwendung eines OPAMP (Operationsverstärkers) und Messen des Stroms mit einem ADC). Diese Empfänger bedienen häufig mehrere Sensorkanäle und sind somit empfindlich im Hinblick auf die Kosten von Teilen, die in jedem Kanal benötigt werden. Daher ermöglichen Ausführungsbeispiele einen Empfang eines Stromsignals (einer strommodulierten Meldung) ohne einen Nebenschluss (shunt) und ohne einen Strommessungs-ADC. Ein weiterer Vorteil von Ausführungsbeispielen ist, dass das Minimum der Versorgungsspannung, das durch den Spannungsabfall an dem Nebenschluss erforderlich ist (z. B. R·I = 50 mA·10 Ohm = 500 mV) und die verbrauchte Leistung verringert werden.
-
Wie oben erwähnt wurde, kann bei einem Ausführungsbeispiel der Rückkopplungs-ADC ein einzelner Komparator sein, wobei eine Schwellenspannung des Komparators gleich einer gewünschten Versorgungsspannung des Senders 103 sein kann. Der Komparator (als Teil einer Steuerschleife) kann kontinuierlich ein (digitales) Korrektursignal ausgeben, wobei das Korrektursignal bestimmt, ob die Versorgungsspannung des Senders 103 aktuell über oder unter der gewünschten Versorgungsspannung ist. Basierend auf dem Korrektursignal kann die Steuerung 105 das Steuersignal 109 zum Einstellen des Vorsorgungsstroms des Senders 103 erzeugen, derart, dass die Versorgungsspannung des Senders 103 (zumindest annähernd) konstant bleibt, sogar während einer Strommodulation, die durch den Sender 103 ausgeführt wird. Aufgrund der Tatsache, dass es annähernd unmöglich ist, die Versorgungsspannung derart einzustellen, dass sie mit der Schwellenspannung des Komparators übereinstimmt, alterniert das Korrektursignal von dem Komparator schnell. Die Treiberstufe 107 und die Steuerung 105 können derart ausgewählt sein, dass die Frequenz, bei der das Korrektursignal alterniert, zumindest 2 mal, 5 mal, 10 mal oder 50 mal größer ist als eine Maximalmodulationsfrequenz der Strommodulation, die durch den Sender 103 ausgeführt wird.
-
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die Steuerung 105 ausgebildet sein, um das Steuersignal 109 derart bereitzustellen, dass während einer Strommodulation des Senders 103 die Versorgungsspannung Vtr maximal um 5%, 10%, 20% oder 25% variiert. Bei einem Ausführungsbeispiel sollen kurze Transienten der Versorgungsspannung Vtr (z. B. direkt nach einer Änderung des Stromverbrauchs des Senders 103) nicht berücksichtigt werden. Anders ausgedrückt sollen nur Dauerzustände des Stromverbrauchs des Senders 103 berücksichtigt werden.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung 105 ausgebildet sein, um das Steuersignal 109 derart bereitzustellen, dass die Versorgungsspannung Vtr für unterschiedliche Werte des Stromverbrauchs des Senders 103 konstant bleibt (oder für unterschiedliche Versorgungsströme in den Sender 103).
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Steuerung 105 ausgebildet sein, um ansteigende oder abfallende Flanken des Stromverbrauchs des Senders 103 als Informationseinheiten (z. B. Bits) der Meldung zu interpretieren, die durch den Sender 103 erzeugt wird. Oder anders ausgedrückt leitet die Steuerung 105 nicht notwendigerweise einen absoluten Wert des Stromverbrauchs des Senders 103 her, z. B. in Fällen, in denen der Sender 103 seine Meldung unter Verwendung eines flankenausgelösten Codierungsmechanismus überträgt, z. B. wie Manchester-Codierung. In diesem Fall muss die Steuerung 105 nur eine Änderung des Stromverbrauchs des Senders 103 erfassen (z. B. über einer bestimmten Schwelle) durch eine bestimmte Differenz zwischen einem letzten Wert des Steuersignals 109 und einem aktuellen Wert des Steuersignals 109, um die Versorgungsspannung Vtr des Senders 103 in dem vordefinierten Bereich zu halten.
-
Ferner kann bei einem Ausführungsbeispiel die Steuerung 105 ausgebildet sein, um eine Abnahme oder Zunahme bei dem Stromverbrauch des Senders 103 als eine abfallende Flanke oder eine ansteigende Flanke des Stromverbrauchs zu interpretieren, wenn eine Differenz zwischen einem Wert des Steuersignals 109 vor der Abnahme oder Zunahme des Stromverbrauchs und ein Wert des Steuersignals 109 zum Kompensieren der Abnahme oder Zunahme des Stromverbrauchs über einer gegebenen Schwelle ist. Oder anders ausgedrückt kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Steuerung 105 nur eine Änderung des Stromverbrauchs des Senders 103 interpretieren, als eine Informationseinheit der Meldung, die durch den Sender 103 erzeugt wird, wenn die Änderung des Stromverbrauchs über einer gegebenen Schwelle ist. Daher kann vermieden werden, dass die Steuerung 105 eine Zunahme oder Abnahme des Stromverbrauchs des Senders 103 als eine ansteigende oder abfallende Flanke für die Meldung erfasst, obwohl die Zunahme oder Abnahme durch Verzerrungen verursacht wird, die z. B. durch elektromagnetische Interferenzen bei dem Verdrahtungskabel verursacht werden, das die Leitungen enthält, die den Sender mit der ECU verbinden, oder durch Driftwirkungen, die z. B. durch eine Variation einer Temperatur des Senders 103 erzeugt werden.
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Steuerung 105 ausgebildet sein, um einen vergleichsweise hohen Stromverbrauch des Senders 103 als eine erste Informationseinheit (z. B. ein 1-Bit) der Meldung zu interpretieren, die durch den Sender 103 erzeugt wird, und einen vergleichsweise niedrigen Stromverbrauch des Senders 103 als eine zweite Informationseinheit (z. B. ein 0-Bit) der Meldung, die durch den Sender 103 erzeugt wird. Anders ausgedrückt kann die Steuerung 105 absolute Werte des Stromverbrauchs des Senders 103 durch Bewerten des Steuersignals 109 bestimmen und kann einen Stromverbrauch des Senders 103 über einer gegebenen Schwelle als eine erste Informationseinheit der Meldung und einen Stromverbrauch unter der gegebenen Schwelle als eine zweite Informationseinheit der Meldung interpretieren. Die gegebene Schwelle kann variabel sein und kann sich mit der Temperatur ändern. Dies kann auch auf mehrere Pegel ausgedehnt werden (z. B. QAM; Quadraturamplitudenmodulation).
-
Oder anders ausgedrückt kann die Steuerung 105 ausgebildet sein, um unterschiedliche Pegel eines Stromverbrauchs des Senders zwischen einem minimalen und einem maximalen Stromverbrauch als unterschiedliche Informationseinheiten der Meldung zu interpretieren, die durch den Sender 103 erzeugt wird. Daher kann bei einem Ausführungsbeispiel die Steuerung 105 ausgebildet sein, um zusätzliche Pegel eines Stromverbrauchs zwischen dem Minimum und dem Maximum zu erfassen, um mehr Informationen innerhalb eines Zeitschlitzes zu empfangen.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der vergleichsweise hohe Stromverbrauch (für die erste Informationseinheit) zumindest 10%, 20%, 50%, 100%, 400% größer sein als der vergleichsweise niedrige Stromverbrauch (für die zweite Informationseinheit). Als ein Beispiel ist bei psi5 der minimale DC-Strom eines Sensors als 6 mA spezifiziert und der zusätzliche Strom zum Signalisieren eines hohen Zustands ist 20 mA–30 mA, was eine Modulation um 400%–600% ergibt.
-
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Empfängers 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger 200 ist mit einem Sender 203 gekoppelt. Eine Funktionalität des Empfängers 200 ist ähnlich zu der Funktionalität des Empfängers 100 aus 1, wobei der Empfänger 200 die optionalen Merkmale aufweist, die nachfolgend beschrieben sind. Es wird darauf hingewiesen, dass weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein, einige oder alle der zusätzlichen Merkmale umfassen können, die nachfolgend in Verbindung mit dem Empfänger 200 beschrieben sind.
-
Der Empfänger 200 weist eine Steuerung 205 und eine Treiberstufe 207 zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung Vtr an dem Sender 203 basierend auf Steuersignalen 209a, 209b auf. Die Steuerung 205 ist ausgebildet, um die Steuersignale 209a, 209b bereitzustellen, um Änderungen der Versorgungsspannung Vtr zu kompensieren, die durch eine Modulation des Stromverbrauchs (eines Versorgungsstroms ISensor) des Senders 203 verursacht werden, derart, dass die Versorgungsspannung Vtr des Senders 203 in einem vordefinierten Bereich bleibt. Ferner ist die Steuerung 205 ausgebildet, um eine Reihe aus aufeinanderfolgenden Werten der Steuersignale 209a, 209b zu bewerten, um eine Meldung herzuleiten, die durch den Sender 203 erzeugt wird, durch Modulieren seines Stromverbrauchs.
-
Die Steuerung 205 weist einen Rückkopplungs-Analog-zu-Digital-Wandler (Rückkopplungs-ADC) 211 zum Erhalten einer digitalen Darstellung 213 der Versorgungsspannung Vtr auf, die durch die Treiberstufe 207 bereitgestellt wird. Wie oben erwähnt wurde, kann der Rückkopplungs-ADC 211 ein 1-Bit-ADC (ein Komparator) sein.
-
Die Steuerung 205 (oder eine digitale Steuereinheit 215 der Steuerung 205) ist ausgebildet, um die digitale Darstellung 213 der Versorgungsspannung Vtr zu bewerten, um die Steuersignale 209a, 209b einzustellen. Durch Bewerten der digitalen Darstellung 213 der Versorgungsspannung Vtr kann die Steuerung 205 die Steuersignale 209a, 209b zum Steuern der Treiberstufe 207 bei einem Ausführungsbeispiel ausschließlich basierend auf der digitalen Darstellung 213 der Versorgungsspannung Vtr einstellen.
-
Ferner kann die Steuerung 205 durch Überwachen (z. B. Speichern) einer Reihe von aufeinanderfolgenden Werten der Steuersignale 209a, 209b Informationen erhalten, die den Stromverbrauch des Senders 203 beschreiben und daher eine Meldung, die durch den Sender 203 zu dem Empfänger 200 gesendet wird. Die Steuerung 205 kann kontinuierlich die Versorgungsspannung Vtr des Senders 203 unter Verwendung des Rückkopplungs-ADC 211 überwachen und kann kontinuierlich die Steuersignale 209a, 209b einstellen und kann ferner die Steuersignale 209a, 209b bewerten, die an der Treiberstufe 207 bereitgestellt werden, zum Herleiten von Meldungen, die durch den Sender 203 gesendet werden. Aus 2 ist ersichtlich, dass zum Treiben der Meldungen von dem Sender 203 ein Analog-zu-Digital-Wandler völlig ausreichend ist und ein Analog-zu-Digital-Wandler zum Herleiten des Stromverbrauchs des Senders 203 nicht notwendig ist. Daher kann, im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, bei denen der Stromverbrauch des Senders 203 zusammen mit der Versorgungsspannung des Senders 203 gemessen wird, ein ADC oder eine analoge Steuerschleife weggelassen werden, da die Steuerung 205 die Meldung, die durch den Sender 203 erzeugt wird, nicht basierend auf einer Messung des Stromverbrauchs des Senders 203 herleitet, sondern basierend auf den Steuersignalen 209a, 209b zum Kompensieren von Änderungen der Versorgungsspannung Vtr, die durch die Strommodulation des Senders 203 verursacht werden.
-
Als ein Beispiel kann die Steuerung 205 derart ausgebildet sein, dass unterschiedliche Werte der Steuersignale 209a, 209b unterschiedlichen Werten des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 entsprechen und die Steuerung 205 (oder die digitale Steuereinheit 215) ausgebildet sein kann, um die Reihe aus aufeinanderfolgenden Werten der Steuersignale 209a, 209b auf die entsprechenden Werte des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 abzubilden, um eine Reihe von aufeinanderfolgenden Werten des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 herzuleiten, die die Meldung darstellen, die durch den Sender 203 erzeugt wird. Bei einem Beispiel können unterschiedliche Werte des Versorgungsstroms ISensor unterschiedlichen Informationseinheiten (z. B. Bits) der Meldung entsprechen, die durch den Sender 203 erzeugt wird. Anders ausgedrückt kann die Steuerung 205 wissen (z. B. durch Verwenden eines digitalen Modells, einer Nachschlagtabelle oder durch Kalibrierung), welche Werte der Steuersignale 209a, 209b welchen Werten des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 entsprechen und kann daher die Meldung herleiten, die durch den Sender 203 basierend auf dieser Information erzeugt wird.
-
Als ein Beispiel für das Abbilden von Werten der Steuersignale 209a, 209b auf Werte des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 kann die Steuerung 205 ein digitales Modell 217 der Treiberstufe 207 aufweisen (oder eines analogen Teils der Treiberstufe 207). Das digitale Modell 217 kann ausgebildet sein, um den Versorgungsstrom des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 basierend auf den Steuersignalen 209a, 209b zu schätzen (z. B. zu berechnen). Der geschätzte Versorgungsstrom Iestimate des Senders 203 kann durch die Steuerung 205 (oder die digitale Steuereinheit 215) verwendet werden, um die Meldung herzuleiten, die durch den Sender 203 erzeugt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das digitale Modell 217 eine Berechnungsregel aufweisen zum Berechnen des geschätzten Versorgungsstroms Iestimate basierend auf den Steuersignalen 209a, 209b. Eine detailliertere Beschreibung von Beispielen des digitalen Modells 217 wird nachfolgend unter Verwendung der 4a und 4b gegeben. Das Modell kann die Transientenantwort des Treibers umfassen, z. B. eine Tiefpasscharakteristik sowie eine nichtlineare Gleichung, z. B. die Quadratgesetz-Abhängigkeit des Drainstroms eines MOS-Transistors von der angelegten Gate-Source-Spannung. Die Genauigkeit des Modells kann auf einen Pegel begrenzt sein, der ausreichend ist, um das Signal zu empfangen. Dies kann eine Annäherung der Nichtlinearität sein, z. B. durch eine grobe Nachschlagtabelle, oder die Einschränkung der Anpassung des Transientenverhaltens auf Signale, die in dem Frequenzbereich der Meldung sind, die empfangen werden muss.
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Steuerung 205, anstatt das digitale Modell 217 zu verwenden, eine Nachschlagtabelle aufweisen, wobei die Nachschlagtabelle eine Mehrzahl von Tabelleneintragspaaren aufweist, wobei jedes Tabelleneintragspaar einen Wert der Steuersignale 209a, 209b und den entsprechenden Wert des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 aufweist. Die Steuerung 205 kann ausgebildet sein, um einen Wert der Steuersignale 209a, 209b auf den zugeordneten Wert des Versorgungsstroms ISensor des Senders 203 in der Nachschlagtabelle abzubilden, zum Herleiten der Informationseinheit der Meldung, die durch den Sender 203 erzeugt wird, entsprechend dem Stromwert der Steuersignale 209a, 209b. Zum Beispiel kann die Nachschlagtabelle durch einen Verkäufer des Empfängers 200 kalibriert werden und innerhalb der Steuerung 205 gespeichert sein. Die Nachschlagtabelle kann ferner zwei unabhängige Variablen aufweisen, z. B. das Steuersignal selbst und den vorangehenden Abtastwert des Steuersignals, um ein dynamisches Verhalten abzudecken. Andererseits könnte das Modell in zwei unabhängige Abschnitte aufgespalten sein, z. B. eine nichtlineare Gleichung oder eine Nachschlagtabelle gefolgt von einem Filter, um das dynamische Verhalten des Treibers zu modellieren.
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist die Steuerung 205 (oder die digitale Steuereinheit 215) ausgebildet, um die Steuersignale 209a, 209b als digitale Steuersignale bereitzustellen. Die Treiberstufe 207 ist ausgebildet, um die digitalen Steuersignale zu bewerten, um die Versorgungsspannung Vtr basierend auf den digitalen Steuersignalen bereitzustellen. Ferner können die digitalen Steuersignale direkt dem digitalen Modell 217 zum Berechnen des geschätzten Versorgungsstroms Iestimate des Senders 203 bereitgestellt werden. Die Treiberstufe 207 weist einen ersten Treiber-Digital-zu-Analog-Wandler (Treiber-DAC) 219a und einen zweiten Treiber-DAC 219b auf. Die Treiber-DACs 219a, 219b können ferner als Gate-Treiber-DACs zweckgebunden sein. Ferner weist die Treiberstufe 207 eine erste spannungsgesteuerte Stromquelle 221a und eine zweite spannungsgesteuerte Stromquelle 221b zum Bereitstellen der Versorgungsspannung Vtr an dem Sender 203 auf. Die Treiber-DACs 219a, 219b sind ausgebildet, um Steuerspannungen Vc1, Vc2 zu den spannungsgesteuerten Stromquellen 221a, 221b basierend auf den digitalen Steuersignalen 209a, 209b bereitzustellen. Anders ausgedrückt sind die Treiber-DACs 219a, 219b ausgebildet, um die Steuerspannungen Vc1, Vc2 zum Steuern der spannungsgesteuerten Stromquelle 221a, 221b basierend auf den digitalen Steuersignalen 209a, 209b herzuleiten.
-
Obwohl die Steuerung 205 bei dem in 2 gezeigten Beispiel die zwei Steuersignale 209a, 209b bereitstellt, kann die Steuerung 205 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch nur ein Steuersignal bereitstellen und die Treiberstufe 207 kann die Steuerspannung Vc1 für die erste Spannung-Strom-Quelle 221a und die Steuerspannung Vc2 für die zweite Stromsteuerspannungsquelle 221b basierend auf dem einen Steuersignal herleiten.
-
Ferner kann gemäß weiteren Ausführungsbeispielen die Treiberstufe 207 nur einen Treiber-DAC und nur eine Spannungssteuerungsstromquelle zum Bereitstellen der Versorgungsspannung Vtr für den Sender 203 aufweisen und daher kann die Steuerung 205 der Treiberstufe 207 auch nur ein Steuersignal bereitstellen.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel des Empfängers 200, gezeigt in 2, ist die erste spannungsgesteuerte Stromquelle 221a unter Verwendung eines ersten Transistors 223a implementiert. Die zweite spannungsgesteuerte Stromquelle 221b ist unter Verwendung eines zweiten Transistors 223b implementiert. Der erste Transistor 223a ist ein PMOS-Transistor und der zweite Transistor 223b ist ein NMOS-Transistor. Ein Drain-Anschluss 225a des ersten Transistors 223a ist mit einem Drain-Anschluss 225b des zweiten Transistors 223b gekoppelt. Die Versorgungsspannung Vtr des Senders 203 ist an dem Drain-Anschluss 225a des ersten Transistors 223a bereitgestellt. Die Treiberstufe 207 ist ausgebildet, um ein Gate-Potential an einem Gate-Anschluss 227 des ersten Transistors 223a zu variieren, zum Steuern des Drain-Source-Stroms Ip des ersten Transistors 220a und daher der Versorgungsspannung Vtr des Senders 203. Der Treiber-DAC 219a ist mit dem Gate-Anschluss 227a des ersten Transistors 223a zum Anlegen der ersten Steuerspannung Vc1 als das Gate-Potential des ersten Transistors 223a verbunden. Ferner ist die Versorgungsspannung Vtr eine Funktion eines Drain-Source-Stroms In des zweiten Transistors 223b. Der zweite Treiber-DAC 219b ist mit einem Gate-Anschluss 227b des zweiten Transistors 223b zum Anlegen der zweiten Steuerspannung Vc2 als das Gate-Potential des zweiten Transistors 223b verbunden. Daher ist die Versorgungsspannung Vtr eine Funktion des Drain-Source-Stroms Ip des ersten Transistors 223a und des Drain-Source-Stroms In des zweiten Transistors 223b. Die Treiberstufe 207 steuert die Drain-Source-Ströme Ip, In durch Variieren der Gate-Potentiale der Transistoren 223a, 223b basierend auf den Steuersignalen 209a, 209b.
-
Ferner ist der Rückkopplungs-ADC 211 mit dem Drain-Anschluss 225a des ersten Transistors 223a zum Erfassen der Versorgungsspannung Vtr gekoppelt (z. B. direkt verbunden).
-
Als ein Beispiel kann nach einer Erfassung eines erhöhten Stromverbrauchs des Senders 203 die Treiberstufe 207 das Gate-Potential (und daher die erste Steuerspannung Vc1) des ersten Transistors 223a derart senken, dass der Drain-Source-Strom Ip (oder ein absoluter Durchschnittswert des Drain-Source-Stroms Ip) erhöht wird, und kann ferner das Gate-Potential (und daher die zweite Steuerspannung Vc2) des zweiten Transistors 223b derart senken, dass der Drain-Source-Strom In (oder ein absoluter Durchschnittswert des Drain-Source-Stroms In) des zweiten Transistors 223b verringert ist. Nach einer Erfassung einer Verringerung des Stromverbrauchs des Senders 203 kann die Treiberstufe 207 die Gate-Potentiale der Transistoren 223a, 223b derart erhöhen, dass der Drain-Source-Strom Ip (oder ein absoluter Durchschnittswert des Drain-Source-Stroms Ip) des ersten Transistors 223a abnimmt und der Drain-Source-Strom In (oder ein absoluter Durchschnittswert des Drain-Source-Stroms In) des zweiten Transistors 223b zunimmt.
-
Wie vorangehend erwähnt wurde, kann gemäß weiteren Ausführungsbeispielen die zweite spannungsgesteuerte Stromquelle 221b weggelassen sein und daher kann der zweite Transistor 223b weggelassen sein, derart, dass die Versorgungsspannung Vtr (nur) eine Funktion des Drain-Source-Stroms Ip des ersten Transistors 223a ist.
-
Kurz gesagt verwendet der Empfänger 200 den PMOS- und NMOS-Transistor 223a, 223b, die als gesteuerte Stromquellen 221a, 221b wirken, um den Sensorversorgungsstrom ISensor nach Bedarf der (digitalen) Steuerung 205 (oder nach Bedarf der digitalen Steuereinheit 215) zu erhöhen oder zu verringern. Somit beeinflussen die digitalen Steuersignale 209a, 209b den Sensorversorgungsstrom ISensor und es kann erwartet werden, dass das (digitale) Modell 217 des analogen Teils einfach ist.
-
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können die Gate-Treiber-DACs 219a, 219b identisch sein und die Transistoren 223a, 223b können entsprechende Abmessungen aufweisen, derart, dass eine Änderung des Stromverbrauchs des Senders 203 zu einer Änderung der Steuerspannungen Vc1, Vc2 um dieselbe Spannungsdifferenz führt.
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können die MOS-Transistoren 223a, 223b durch Transistoren anderer Typen ersetzt werden, z. B. durch bipolare Transistoren. Daher kann ein Source-Anschluss einem Emitter-Anschluss entsprechen, ein Drain-Anschluss kann einem Kollektor-Anschluss entsprechen, ein Gate-Anschluss kann einem Basis-Anschluss entsprechen und ein Drain-Source-Strom kann einem Kollektor-Emitter-Strom entsprechen.
-
Als ein Beispiel kann der Sender 203 eine Last aufweisen (z. B. ein oder mehrere Drähte und Sensoren).
-
3a zeigt in einem schematischen Schaltungsdiagramm ein detaillierteres Beispiel einer möglichen Implementierung der (des analogen Teils der) Treiberstufe 207 (der Versorgungsreglerschleife). Die Gate-Treiber (die analogen Teile des Treiber-DAC 219a, 219b) sind als Stromquellen 33la, 331b, 333a, 333b implementiert, die die Gates 227a, 227b der Durchlassbauelement-MOS-Transistoren 223a, 223b laden oder entladen. Die Stromquellen 331a, 331b, 333a, 333b können z. B. als schaltbare MOS-Stromspiegel implementiert sein. Die Treiber-DACs 219a, 219b können Stromsteuerungs-DACs sein.
-
Basierend auf dem ersten Steuersignal 209a kann eine erste Gate-Treiber-Stromquelle 331a, die dem ersten Transistor 223a zugeordnet ist, den Gate-Anschluss 227a des ersten Transistors 223a laden und eine zweite Gate-Treiber-Stromquelle 333a, die dem ersten Transistor 223a zugeordnet ist, kann den Gate-Anschluss 227a des ersten Transistors 223a entladen.
-
Basierend auf dem zweiten Steuersignal 209b kann eine erste Gate-Treiber-Stromquelle 331b, die dem zweiten Transistor 223b zugeordnet ist, den Gate-Anschluss 227b des zweiten Transistors 223b laden und eine zweite Gate-Treiber-Stromquelle 333b, die dem zweiten Transistor 223b zugeordnet ist, kann den Gate-Anschluss 227b des zweiten Transistors 223b entladen.
-
Wie bereits beschrieben wurde, wird die Strommessung des Versorgungsstroms ISensor aus den digitalen Steuerausgangssignalen 209a, 209b hergeleitet und durch das digitale Modell 217 geschätzt, das das Verhalten des analogen Teils (z. B. der Gate-Treiber 219a, 219b und der MOS-Durchlassbauelemente 223a, 223b) der Regler (des Empfängers) beschreibt.
-
4a zeigt in einem schematischen Blockdiagramm eine mögliche Implementierung 217a des digitalen Modells 217 der Ausgangsstufe (der Treiberstufe 207). Eine vereinfachtere Implementierung 217b des digitalen Modells 217 ist in 4b gezeigt.
-
Das digitale Modell 217a, das in 4a gezeigt ist, besteht einfach aus einer digitalen Darstellung des Gate-Treiber-Mechanismus, der digitale Integratoren oder Tiefpassfilter 401a, 401b mit einer Eckfrequenz unter der Frequenz einer Strommodulation aufweist, die von dem Sender 203 (oder von dem Sensor 203) erwartet wird, und Umwandlungskonstanten 403a, 403b, 405a, 405b, die die Strom-DACs 219a, 219b und den Übertragungsleitwert (Transkonduktivität) der Durchlassbauelement-MOS-Transistoren 223a, 223b darstellen.
-
Das digitale Modell 217a empfängt als Eingangssignale das erste digitale Steuersignal 209a und das zweite Steuersignal 209b von der digitalen Steuereinheit 215 (kann auch als digitale Steuerung 215 bezeichnet werden). Die Umwandlungskonstanten 403a, 403b (ILSBn, ILSBp) stellen die Gate-Treiber-DACs 219a, 219b dar, die die digitalen Steuersignale 209a, 209b in die Steuerspannungen Vc1, Vc2 umwandeln (oder in Ladungsströme für die Gates der Transistoren 223a, 223b). Die Integratoren oder Tiefpassfilter 401a, 401b modellieren ein Tiefpassfilter, das zwischen Innenwiderständen der Gate-Treiber-DACs 219a, 219b und den Gate-Kapazitäten der Transistoren 223a, 223b gebildet ist. Die Umwandlungskonstanten 405a, 405b gm_NMOS, gm_POMOS, gm_NMOS) modellieren die Transistoren 223a, 223b.
-
Bei dem digitalen Modell 417a, das in 4a gezeigt ist, werden Nichtlinearitäten der Transistoren 223a, 223b nicht betrachtet, da diese die Decodierung der strommodulierten Meldung des Senders 203 nicht wesentlich beeinflussen.
-
Insbesondere in Fällen, in denen der Sender 203 flankenbasierte Kommunikationsprotokolle verwendet (wie Manchester), sind absolute Werte des Stromverbrauchs des Senders 203 nicht so relevant wie Differenzen zwischen dem Stromverbrauch des Senders 203, daher können sogar die Umwandlungskonstanten 405a, 405b für die Transistoren 223a, 223b weggelassen werden.
-
Wie vorangehend erwähnt wurde, zeigt 4b bei einem Ausführungsbeispiel eine vereinfachte Version 217b des digitalen Modells 217a, gezeigt in 4a. Bei dem digitalen Modell 217b werden alle Umwandlungskonstanten aus dem digitalen Modell 217a in eine gemeinsame Umwandlungskonstante 407 (ILSBp·gm_PMOS/(ILSBn·gm_NMOS)) gesammelt, da das Modell nur proportional zu dem echten physischen Strom sein muss.
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann für eine präzisere Berechnung des geschätzten Sensorversorgungsstroms Iestimate ein detaillierteres MOS-Modell (z. B. I = Beta·(Ugs – Ut)2) anstelle der linearisierten Umwandlungskonstante gm verwendet werden. Dies kann ohne weiteres auf Modelle ausgedehnt werden, wie sie in Schaltungssimulatoren verwendet werden. Dasselbe kann für die Treiberstufe 207 (und ihre Umwandlungskonstanten (ILSBn, ILSBp) ausgeführt werden.
-
Wie vorangehend erwähnt wurde, kann gemäß weiteren Ausführungsbeispielen nur ein Transistor (z. B. der erste Transistor 223a) ausreichend sein, um die Versorgungsspannung Vtr bereitzustellen. Anders ausgedrückt können andere Ausführungsbeispiele unter Verwendung nur eines Durchlassbauelements ausgebildet sein, z. B. der PMOS-Transistor 223a, wenn kein Herunterziehstrom erforderlich ist. In diesem Fall kann das digitale Modell 217a derart modifiziert sein, dass die Umwandlungskonstanten 403b, der Integrator oder das Tiefpassfilter 401b und die Umwandlungskonstante 405b weggelassen sein können.
-
7 zeigt eine Ersatzschaltung einer Treiberstufe 707 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Treiberstufe 707 kann eine alternative Implementierung der Treiberstufe 107 sein. Als ein Beispiel kann die Treiberstufe 207 des Empfängers 200 durch die Treiberstufe 707 ersetzt sein. In diesem Fall kann nur ein digitales Steuersignal durch die digitale Steuereinheit 215 bereitgestellt sein (z. B. das digitale Steuersignal 209a). Ferner kann das digitale Modell 217 gemäß der Treiberstufe 707 angepasst sein.
-
Die Treiberstufe 707 weist einen Stromspiegel 702, eine Kaskode 704 (z. B. eine Hochspannungskaskode 704) und einen Stromsteuerungs-Digital-zu-Analog-Wandler 706 (IDAC) auf, wobei die Treiberstufe 707 mit einem Sender 703 gekoppelt ist.
-
Der Stromspiegel 702 weist einen ersten Eingangsanschluss 708a und einen zweiten Eingangsanschluss 708b auf. Die Eingangsanschlüsse 708a, 708b sind mit einem Versorgungsknoten gekoppelt, z. B. mit der Spannung Vsupply.
-
Ein erster Transistor 721 des Stromspiegels 702 kann in seiner Funktionalität gleich dem Transistor 221a sein. Der erste Transistor 721 des Stromspiegels 702 stellt die Versorgungsspannung für den Sender 703 an seinem Drain-Anschluss bereit und die Treiberstufe 707 ist ausgebildet, um ein Gate-Potential des ersten Transistors 721 basierend auf dem Steuersignal 209 zu variieren, derart, dass die Versorgungsspannung eine Funktion eines Drain-Source-Stroms Irec des Transistors 721 ist.
-
Ferner weist der Stromspiegel 702 einen ersten Ausgangsanschluss 710a und einen zweiten Ausgangsanschluss 710b auf. Die Ausgangsanschlüsse 710a, 710b sind mit dem Eingangsanschluss 712a, 712b der Kaskode 704 gekoppelt.
-
Ein erster Ausgangsanschluss 714a der Kaskode 704 ist mit einem ersten Stromsteuerungsanschluss 716a des Stromsteuerungs-DAC 706 gekoppelt. Ein zweiter Ausgangsanschluss 714b der Kaskode 704 ist mit einem zweiten Stromsteuerungsanschluss 716b des Stromsteuerungs-DAC 706 gekoppelt.
-
Der Stromsteuerungs-DAC 706 ist ausgebildet, um einen ersten (Differential-)Strom I1 von dem Stromspiegel 702 zu der Kaskode 704 zu erzeugen, durch Steuern bzw. Lenken eines Stroms in seinen ersten Stromsteuerungsanschluss 716a. Dieser Strom I1 wird durch den Stromspiegel 702 gespiegelt, wodurch ein zweiter Ausgangsstrom des Stromspiegels 702 Irec erzeugt wird. Der Strom Irec ist in eine erste Komponente, einen zweiten (Differential-)Strom I2 (in die Kaskode 704), und in eine zweite Komponente, den Versorgungsstrom ISensor, für den Sender 703, aufgespalten.
-
Anders ausgedrückt steuert der Stromsteuerungs-DAC 706 die Ströme I1, I2 durch Senken der Ströme I1, I2 in seinen Stromsteueranschlüssen 716a, 716b.
-
Während der Stromspiegel 702 den Strom Irec basierend auf seinem Übertragungsverhältnis (Spiegel-Skalierungsfaktor) abhängig von dem Strom I1 erzeugt, stellt der Stromsteuerungs-DAC 706 den Strom I2 ein durch Bereitstellen eines (negativen) Stroms in dessen zweiten Stromsteuerungsanschluss 716b.
-
Der Stromsteuerungs-DAC 706 erzeugt die Ströme differential an seinen Stromsteuerungsanschlüssen 716a, 716b, d. h. wenn er den Strom an seinem ersten Stromsteuerungsanschluss 716a erhöht, verringert er den Strom an seinem zweiten Stromsteuerungsanschluss 716b, und umgekehrt.
-
Der Strom I1 kann auch als Steuerstrom zum Steuern des Stromspiegels 702 bezeichnet werden. Der Stromspiegel 702 wirkt als eine stromgesteuerte Stromquelle (für den Sender 103), die den Strom Irec bereitstellt, und daher auch den Versorgungsspannung ISensor für den Sender 103.
-
Der Stromsteuerungs-DAC (current steering DAC) 706 kann z. B. ein Array aus Stromquellen sein.
-
Der Stromsteuerungs-DAC 706 stellt die Ströme an seinen Stromsteueranschlüssen 716a, 716b abhängig von der digitalen Rückkopplung ein, die von der Steuerung 205 oder der digitalen Steuereinheit 215 empfangen wird (abhängig von dem digitalen Steuersignal 209a).
-
Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Kaskode 704 einen ersten Transistor 718a und einen zweiten Transistor 718b auf. Der erste Transistor 718a ist zwischen den Ausgangsanschluss 710a des Stromspiegels 702 und den ersten Stromsteuerungsanschluss 716a des Stromsteuerungs-DAC 706 gekoppelt. Der zweite Transistor 718b ist zwischen den zweiten Ausgangsanschluss 710b des Stromspiegels 702 und den zweiten Stromsteuerungsanschluss 716b des Stromsteuerungs-DAC 706 gekoppelt. Gate-Anschlüsse der Transistoren 718a, 718b sind miteinander gekoppelt und können mit einer festen Referenzspannungsquelle 730 gekoppelt sein, die die Gate-Potentiale für die Gate-Anschlüsse der Transistoren 718a, 718b bereitstellt.
-
Die Kaskode 704 stellt konstante Potentiale für den Stromsteuerungsanschluss 716a, 716b (die unabhängig von den Strömen I1, I2 sind) bereit. Ferner wirkt die Kaskode 704 als eine Hochspannungskaskode, dies bedeutet, Spannungen an den Eingangsanschlüssen 712a, 712b der Kaskode 704 können größer sein als es die Spannungen der Stromsteueranschlüsse 716a, 716b des Stromsteuerungs-DAC 706 aushalten können. Dies ermöglicht eine hohe Versorgungsspannung für den Sender 103, z. B. über 3 V und unter 15 V, und eine niedrige Versorgungsspannung für den Stromsteuerungs-DAC 706 (oder für Transistoren des Stromsteuerungs-DAC 706), z. B. unter 3 Volt. Eine niedrigere Versorgungsspannung für den Stromsteuerungs-DAC 706 ermöglicht die Verwendung von Transistoren, die nur niedrigen Versorgungsspannungen (z. B. 1,5 V) entsprechen, aber ein schnelleres Schalten ermöglichen, und daher eine schnellere Anpassung der Ströme I1, I2 nach einer Änderung des Versorgungsstroms ISensor des Senders 103, verursacht durch eine Strommodulation.
-
Ferner kann die Treiberstufe 707 eine Diode 720 zum Schutz aufweisen, eingekoppelt zwischen den zweiten Ausgangsanschluss des Stromspiegels 702 und den zweiten Eingangsanschluss 712b der Kaskode 704.
-
Die Funktionalität der Treiberstufe 707 ist gleich der Funktionalität der Treiberstufe 207. Die Treiberstufe 707 regelt den Strom Irec derart, dass er Isen folgt (der internen Versorgungsspannung des Senders 703). Ein Blockierkondensator des Senders 703 kann derart ausgewählt sein, dass ein Kondensatorstrom Icap vernachlässigbar ist. Der Stromsteuerungs-DAC 706 kann die Ströme I1, I2 derart einstellen, dass die Versorgungsspannung des Senders 703 (immer) in dem vorbestimmten Bereich bleibt. Anders ausgedrückt wird der Stromsteuerungs-DAC 706 über die digitale Rückkopplungsschleife gesteuert, um Variationen der Versorgungsspannung zu reduzieren oder sogar zu minimieren, sogar während einer Strommodulation, die durch den Sender 703 ausgeführt wird, derart, dass der Strom Icap entlang des Blockierkondensators des Senders 703 reduziert oder sogar minimiert ist.
-
Daher kann die geschlossene Schleife (des Senders 703 und der Treiberstufe 707) einen Gewinn nahe 1 aufweisen, bei Frequenzen, die zu dem Sensorsignal beitragen. Als ein Beispiel können 189 kHz die niedrigste Spektralkomponente bei einer Übertragung bei 189 kBit/s sein. Eine Bandbreite der Steuerung 205 kann als 2 MHz ausgewählt sein, derart, dass zumindest einige der Harmonischen berücksichtigt werden (189 kHz·10 ≈ 2 MHz).
-
Die offene Schleife (ohne den Sender 703) sollte einen Gewinn größer 1 aufweisen (z. B. größer 10).
-
Ferner ist eine Bandbreite der Steuerung 205 derart ausgewählt, dass sie ausreichend ist, dem Strom zu folgen.
-
Das oben Erwähnte gilt besonders für den Frequenzbereich des Signals der Meldung, die durch den Sender 203 erzeugt wird, durch Modulieren seines Stromverbrauchs, z. B. als Manchester-Signal.
-
Das Verwenden des Stromspiegels 702 hat die folgenden Vorteile:
Eine schnelle, proportionale Antwort, eine Gate-Spannungsänderung wird mit einer Quadratwurzelfunktion der Diode gekrümmt und die Quadratwurzelfunktion des Ausgangstransistors wird kompensiert.
-
Obwohl bei dem Beispiel von 7 der Stromspiegel 702 mit einem Übertragungsverhältnis oder Spiegelskalierungsfaktor von 1:200 gezeigt ist, sind auch andere Übertragungsraten oder Spiegelskalierungsfaktoren möglich. Ferner kann ein Stromspiegel eingebracht sein, um den Strom I2 ebenfalls zu skalieren.
-
Obwohl die Transistoren, die in 7 gezeigt sind, MOSFET-Transistoren sind, können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen diese Transistoren durch Transistoren anderer Typen ersetzt werden, z. B. durch bipolare Transistoren.
-
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Empfänger/Sender-Systems 501 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Empfänger/Sender-System 501 weist einen Empfänger 500 auf (der z. B. eine elektronische Steuereinheit ist oder in einer elektronischen Steuereinheit von z. B. einem Auto enthalten ist). Ferner weist das Sender/Empfänger-System 501 einen ersten Sender 503a auf (der z. B. einen Sensor aufweist oder Teil eines Sensors ist). Der Sender 503a ist mit dem Empfänger 500 gekoppelt (z. B. direkt verbunden). Eine Funktionalität des Empfängers 500 kann ähnlich zu der Funktionalität des Empfängers 100 sein. Der Empfänger 500 kann andere Funktionalitäten aufweisen, wie z. B. in Verbindung mit dem Empfänger 200 gemäß 2 beschrieben ist. Der Empfänger 500 weist eine Treiberstufe 507 und eine Steuerung 505 auf. Die Funktionalität der Steuerung 505 kann ähnlich zu der Funktionalität der Steuerung 105 sein, wobei die Steuerung 505 weitere Funktionalitäten aufweisen kann. Die Funktionalität der Treiberstufe 507 kann ähnlich zu der Funktionalität der Treiberstufe 107 sein, wobei die Treiberstufe 507 zusätzliche Merkmale aufweisen kann, wie z. B. jene, die in Verbindung mit dem Empfänger 200 beschrieben sind, der in 2 gezeigt ist.
-
Der Sender 503a ist ausgebildet, um eine Meldung für den Empfänger 500 zu erzeugen, durch Modulieren seines Stromverbrauchs.
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Sender/Empfänger-System 501 eine Mehrzahl von Sendern oder Sensoren 503a bis 503n aufweisen, wobei jeder Sender 503a bis 503n ausgebildet ist, um eine Meldung für den Empfänger 500 durch Modulieren seines Stromverbrauchs zu erzeugen. Die Treiberstufe 507 des Empfängers 500 ist ausgebildet, um die Versorgungsspannung Vtr zu jedem der Sender 503a bis 503n bereitzustellen. Jeder Sender 503a bis 503n ist ausgebildet, um eine Meldung durch Modulieren seines Stromverbrauchs während eines gegebenen Zeitschlitzes zu erzeugen, der dem entsprechenden Sender 503a bis 503n zugeordnet ist. Anders ausgedrückt ist üblicherweise nur ein Sender der Mehrzahl der Sender 503a bis 503n zu einer Zeit aktiv und moduliert seinen Stromverbrauch. Wie oben erwähnt wurde, können die Sender 503a bis 503n Sensoren aufweisen oder können selbst Teil von Sensoren sein, wobei eine Meldung, die durch einen solchen Sender 503a bis 503n erzeugt wird, Sensordaten aufweist, die durch einen Sensor des Senders erhalten werden.
-
Ferner kann der Empfänger 500 eine optionale EMC-Schutzdiode 508 zwischen einem Anschluss für die Versorgungsspannung Vtr und einem Masseanschluss aufweisen.
-
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen wird der Strom aus dem zweiten Ausgangsanschluss des IDAC durch zusätzliche Stromspiegel skaliert, bevor er mit dem Ausgang verbunden wird.
-
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
-
Das Verfahren 600 zum Empfangen von Meldungen von einem Sender weist einen Schritt 601 zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung zu dem Sender basierend auf einem Steuersignal auf.
-
Ferner weist das Verfahren 600 einen Schritt 602 zum Bereitstellen des Steuersignals auf, um Änderungen der Versorgungsspannung zu kompensieren, die durch eine Modulation des Stromverbrauchs des Senders derart verursacht werden, dass die Versorgungsspannung in einem vorbestimmten Bereich verbleibt.
-
Ferner weist das Verfahren 600 einen Schritt 603 auf zum Bewerten einer Reihe von aufeinanderfolgenden Werten des Steuersignals, um eine Meldung herzuleiten, die durch den Sender erzeugt wird, durch Modulieren seines Stromverbrauchs.
-
Dieses Verfahren 600 kann durch einen Empfänger ausgeführt werden (z. B. durch die Empfänger 100, 200, 500), gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Empfänger 100 eine Mikrosteuerung oder Teil einer Mikrosteuerung sein.
-
Obwohl einige Aspekte in dem Kontext einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist es deutlich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wo ein Block oder eine Vorrichtung einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschritts entspricht. Analog stellen Aspekte, die in dem Kontext eines Verfahrensschritts beschrieben sind, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Elements oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch (oder unter Verwendung von) einer Hardwarevorrichtung ausgeführt werden, wie z. B. eines Mikroprozessors, eines programmierbaren Computers oder einer elektronischen Schaltung. Bei einigen Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch eine solche Vorrichtung ausgeführt werden.
-
Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speicherungsmediums ausgeführt werden, z. B. einer Diskette, einer DVD, einer Blue-Ray, einer CD, einer ROM, einer PROM, einer EPROM, einer EEPROM oder eines Flash-Speichers, die elektronisch lesbare Steuersignale aufweisen, die darauf gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenarbeiten (oder in der Lage sind, damit zusammenzuarbeiten), dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Daher kann das digitale Speicherungsmedium computerlesbar sein.
-
Einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung weisen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen auf, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuarbeiten, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren ausgeführt wird.
-
Im Allgemeinen können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode wirksam ist zum Ausführen von einem der Verfahren, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer ausgeführt wird. Der Programmcode kann z. B. auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
-
Andere Ausführungsbeispiele weisen das Computerprogramm zum Ausführen von einem der hierin beschriebenen Verfahren auf, gespeichert auf einem maschinenlesbaren Träger.
-
Anders ausgedrückt ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens daher ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen von einem der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist daher ein Datenträger (oder digitales Speicherungsmedium oder ein computerlesbares Medium), der aufgezeichnet darauf das Computerprogramm zum Ausführen von einem der hierin beschriebenen Verfahren aufweist. Der Datenträger, das digitale Speicherungsmedium oder das aufgezeichnete Medium sind üblicherweise flüchtig und/oder nichtflüchtig.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher ein Datenstrom oder eine Sequenz aus Signalen, die das Computerprogramm zum Ausführen von einem der hierin beschriebenen Verfahren darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz aus Signalen kann z. B. ausgebildet sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung übertragen zu werden, z. B. über das Internet.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel weist eine Verarbeitungseinrichtung auf, z. B. einen Computer, oder eine programmierbare Logikvorrichtung, die ausgebildet ist oder angepasst ist, um eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel weist einen Computer auf, der installiert auf demselben das Computerprogramm aufweist zum Ausführen von einem der hierin beschriebenen Verfahren.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung weist eine Vorrichtung oder ein System auf, ausgebildet, um (z. B. elektronisch oder optisch) ein Computerprogramm zum Ausführen von einem der hierin beschriebenen Verfahren an einen Empfänger zu übertragen. Der Empfänger kann z. B. ein Computer, eine mobile Vorrichtung, eine Speichervorrichtung oder ähnliches sein. Das Gerät oder System kann z. B. einen Dateiserver zum Übertragen des Computerprogramms zu dem Empfänger aufweisen.
-
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann eine programmierbare Logikvorrichtung (z. B. ein feldprogrammierbares Gate-Array) verwendet werden, um einige oder alle der Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gate-Array mit einem Mikroprozessor zusammenarbeiten, um eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen. Im Allgemeinen werden die Verfahren vorzugsweise durch jegliche Hardwarevorrichtung ausgeführt.
-
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur darstellend für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass Modifikationen und Variationen der Anordnungen und der Details, die hierin beschrieben sind, für andere Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sind. Es ist daher die Absicht, dass die Erfindung nur durch den Schutzbereich der anhängigen Patentansprüche eingeschränkt ist und nicht durch die spezifischen Details, die als Beschreibung und Erklärung der Ausführungsbeispiele hierin vorgelegt sind.
