DE19601866B4 - Transkutane Energie- und Informationsübertragungseinrichtung - Google Patents

Transkutane Energie- und Informationsübertragungseinrichtung Download PDF

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Abstract

Einrichtung zum transkutanen Liefern eines ersten Leistungssignals (6) an eine implantierbare Einrichtung (20) und zum Übertragen eines ersten und zweiten Informationssignals (23, 24) an und von der implantierbaren Einrichtung (20), wobei die Einrichtung umfasst:
(a) eine externe Einheit (1), umfassend eine erste Leistungseinrichtung (3, 4) zum Erzeugen des ersten Leistungssignals (6), eine erste Signalisierungseinrichtung (5, 39, 40) zum Erzeugen des auf einen ersten Träger, welcher eine höhere Trägerfrequenz als eine Leistungsfrequenz des ersten Leistungssignals aufweist, aufmodulierten ersten Informationssignals (23), eine erste Empfangseinrichtung (16, 37, 38) zum Empfangen des zweiten Informationssignals (24), eine erste Kopplungseinrichtung (16, 31), die mit der ersten Leistungseinrichtung (3, 4) und der ersten Signalisierungseinrichtung (5, 39, 40) sowie der ersten Empfangseinrichtung (16, 37, 38) verbunden ist, wobei die erste Kopplungseinrichtung (16, 31) zum unabhängigen Verkoppeln des ersten Leistungssignals (6) und des ersten Informationssignals (23) ausgestaltet ist, um ein erstes Verbundsignal (7) zu...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein transkutanes Energieübertragungssystem, worin Leistung und Daten zu einer implantierten Herzunterstützungseinrichtung unter Verwendung einer externen Sendespule und einer subkutan lokalisierten Empfangsspule übertragen werden.
  • Das Vorhandensein und die zunehmende Verwendung von implantierbaren Herzunterstützungseinrichtungen, wie beispielsweise von künstlichen Herzen, ventrikulären Unterstützungseinrichtungen u.dgl. hat zu einem gleichzeitigen Bedürfnis nach einer Leistungs- bzw. Stromquelle geführt, welche die signifikanten Leistungserfordernisse solcher Einrichtungen erfüllt und trotzdem dem Patienten eine sinnvolle und wesentliche Beweglichkeit ermöglicht.
  • Zwar ist z.B. ein solches Leistungsübertragungssystem vorgeschlagen worden, welches transkutan Leistung bzw. Strom zu einer Links-Ventrikel-Unterstützungseinrichtung (diese wird hier entsprechend dem englischen Ausdruck "Left Ventricle Assist Device" auch abgekürzt mit LVAD bezeichnet) überträgt, aber keine Vorkehrungen für Datenübertragungen hat. Legt man die Kompliziertheit von vielen Herzunterstützungeinrichtungen zugrunde, so besteht ein Bedürfnis, von der Herzunterstützungseinrichtung Daten zu empfangen, welche EKG-, Blutdruck- und Herzunterstützungseinrichtungsstatusinformationen umfassen können, wie auch Programmierungs- und Steuer- bzw. Regelinformationen zu der Herzunterstützungseinrichtung zu senden, wie sie zur Aufrechterhaltung des Systembetriebs benötigt werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Energieübertragung und die Datenübertragung zu einem einheitlichen System zu vereinigen.
  • Es ist weiter ein Leistungs- bzw. Stromübertragungssystem vorgeschlagen worden, das eine bidirektionelle (d.h. in zwei Richtungen erfolgende) Datenübertragung mit 300 bis 1200. Baud ermöglicht. Jedoch werden in diesem System die Datenübertragungsgeschwindigkeiten dadurch begrenzt, daß die Datenverbindungs- und die Leistungs- bzw. Stromumwandlungsschaltungen unabhängig voneinander gemacht sind. Eine Datenübertragungs- bzw. -senderate von 120 Baud ist nicht schnell genug, um eine kontinuierliche Überwachung von vielen Signalen, wie EKG-, Blutdruck-, Motorsteuer- bzw. -regelwellenformen- o.dgl. -Informationen, wie sie in fortgeschrittenen implantierten Herzunterstützungssystemen verwendet werden, mit hoher Auflösung zu ermöglichen.
    •
  • Aus der US 5,314,457 ist eine Einrichtung zum Übertragen eines Leistungssignals und eines Stromsignals zu einer implantierbaren Einrichtung bekannt, welche zusammen als Verbundsignal übertragen werden.
  • Aus der US 4,679,560 ist eine weitere Einrichtung zum Übertragen eines Leistungssignals und eines Stromsignals zu einer implantierbaren Einrichtung bekannt, wobei sowohl die implantierbare Einrichtung als auch eine externe Einrichtung einen Schwingkreis mit jeweils einer Spule und einer Kapazität umfassen.
  • Die Erfindung hat eine Einrichtung gemäß Anspruch 1 zum Gegenstand. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein externer Koppler in Verbindung mit einem subkutan lokalisierten Koppler sowohl für die Leistungs- bzw. Strom- als auch die Datenübertragung verwendet. Die durch die vorliegende Erfindung verwendete Datenübertragungstechnik ist in der Lage, Datenübertragungsraten, welche 19200 Bits pro Sekunde übersteigen, zu verwirklichen, ohne das Leistungs- bzw. Stromübertragungssystem zu gefährden oder in sonstiger Weise zu beeinträchtigen. Das mit der Erfindung vorgeschlagene transkutane Energie- und Datenübertragungssystem (der Begriff "System", wie er vorliegend verwendet wird, umfaßt die Begriffe "System, Einrichtung, Anordnung, Anlage, Gerät o.dgl.") stellt derart hohe Datenübertragungsgeschwindigkeiten zur Verfügung, wie sie für das Programmieren und Überwachen von fortgeschrittenen implantierten Herzunterstützungssystemen erforderlich sind.
  • Mit der Erfindung wird eine Einrichtung zum transkutanen Übertragen bzw. Senden eines ersten Leistungs- bzw. Stromsignals zu einer implantierbaren Einrichtung und zum Übertragen erster und zweiter Informationssignale zusammen mit der implantierba ren Einrichtung zur Verfügung gestellt. Es sei hier darauf hingewiesen, daß der Betriff "Übertragen" in der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen sowohl im unidirektionellen Sinn, d.h. im Sinne von "Senden", als auch im bidirektionellen Sinn, d.h. im Sinne eines Sendens und Empfangens, verwendet wird, was sich jeweils aus dem Zusammenhang ergibt und wobei, wenn es eine bevorzugte Übertragungsrichtung gibt, diese, oft durch "bzw. Senden" oder "bzw. Empfangen" angegeben ist.
  • Die mit der Erfindung zur Verfügung gestellte Einrichtung umfasst eine externe Einheit, die eine erste Leistungs- bzw. Stromeinrichtung zum Erzeugen des ersten Leistungs- bzw. Stromsignals hat; sowie eine erste Signaliesierungseinrichtung zum Erzeugen des auf einen ersten Träger, welcher eine höhere Trägerfrequenz als eine Leistungsfrequenz des ersten Leistungssignals aufweist, aufmodulierten ersten Informationssignals; weiter eine erste Empfangseinrichtung zum Empfangen des zweiten Informationssignals; und eine erste Kopplungseinrichtung die mit der ersten Leistungs- bzw. Stromeinrichtung, der ersten Signaliesierungseinrichtung und der ersten Empfangseinrichtung zum unabhängigen Koppeln des ersten Leistungs- bzw. Stromsignals und des ersten Informationssignals verbunden sind, um ein erstes Verbundsignal zu erzeugen.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung umfasst außerdem eine interne Einheit, die eine zweite Leistungs- bzw. Stromeinrichtung zum Empfangen des ersten Leistungs- bzw. Stromsignals hat; sowie eine zweite Signalisierungseinrichtung zum Erzeugen des zweiten Informationssignals; weiter eine zweite Empfangseinrichtung zum Empfangen des ersten Informationssignals; wobei die externe Einheit und die interne Einheit Übertragungsmittel zum Übertragen des ersten Verbundsignals an die interne Einheit bzw. des zweiten Informationssignals an die externe Einheit über einen gemeinsamen Übertragungskanal umfassen.
  • Die erste Leistungs- bzw. Stromeinrichtung überträgt bzw. sendet das Leistungs- bzw. Stromsignal mit einer vorbestimmten Leistungs- bzw. Stromfrequenz, und die erste Signalisierungseinrichtung sendetdas erste Informationssignal mit einer Frequenz, die größer als die Leistungs- bzw. Stromfrequenz ist.
  • Die erste Leistungs- bzw. Stromeinrichtung kann außerdem eine Leistungs- bzw. Stromversorgungseinrichtung umfassen. Die zweite Signalisierungseinrichtung kann das zweite Informationssignal auch mit einer Frequenz, die größer als die Leistungs- bzw. Stromfrequenz ist, übertragen bzw. senden. Jedoch ist es nicht erforderlich, daß die Übertragungs- bzw. Sendefrequenz des ersten und zweiten Informationssignals die gleichen sind, und tatsächlich können sie unterschiedlich sein, um z.B. eine vollständige Duplex- bzw. Doppelübertragung vorzusehen.
  • Die externe Einheit kann folgendes umfassen: einen Leistungs- bzw. Stromumsetzer zum Umsetzen eines Leistungs- bzw. Stromeingangssignals einer ersten vorgewählten Frequenz in ein erstes Leistungs- bzw. Stromsignal einer vorbestimmten Leistungs- bzw. Stromfrequenz; sowie einen externen Koppler, der an den gemeinsamen Übertragungskanal zum Übertragen bzw. Senden des ersten Leistungs- bzw. Stromsignals und zum Übertragen des ersten und zweiten Informationssignals angekoppelt ist; weiter eine externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung, die zwischen den externen Koppler und den Leistungs- bzw. Stromumsetzer zum symmetrischen Senden/Empfangen des ersten und zweiten Informationssignals zwischengefügt ist; und eine externe Signalsteuereinrichtung, im Folgenden auch als externe Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung bzw. externes Datensteuer- und/oder -leitmittel bezeichnet, die mit der externen Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung zum symmetrischen Steuern und/oder Leiten des ersten und zweiten Informationssignals verbunden ist.
  • Die interne Einheit kann einen internen Koppler umfassen, der an den gemeinsamen übertragungskanal zum Empfängen des ersten Leistungs- bzw. Stromsignals und zum Übertragen des ersten und zweiten Informationssignals angekoppelt ist; sowie einen Spannungsregulator bzw. -regler, der zwischen den internen Koppler und die implantierbare Einrichtung zum Umwandeln des ersten Leistungs- bzw. Stromsignals in ein zweites Leistungs- bzw. Stromsignal, welches an die implantierbare Einrichtung geliefert wird; zwischengefügt bzw. geschaltet ist; weiter eine interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung, die zum symmetrischen Senden/Empfangen des ersten und zweiten Informationssignals zwischen den internen Koppler und den Spannungsregulator bzw. -regler geschaltet ist; und eine zwischen die interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung und die implantierbare Einrichtung geschaltete interne Signalsteuereinrichtung, im Folgenden auch als interne Datensteuerungs- und/oder -leiteinrichtung bzw. Datensteuerungs- und/oder -leitmittel bezeichnet, welche das erste und zweite Informationssignal symmetrisch steuert bzw. leitet. Das symmetrische Steuern bzw. Leiten umfaßt bevorzugt die Amplituden- Modulation eines Datensignals auf einem Hochfrequenzträgersignal einer vorgewählten Trägerfrequenz, welche gegenwärtig bevorzugt etwa 8 MegaHertz (MHz) ist.
  • Der externe und interne Koppler kann je einen primären bzw. sekundären abgestimmten Kreis umfassen, insbesondere kann der externe Koppler einen primären abgestimmten Kreis (abgestimmter Primärkreis) und der interne Koppler einen sekundären abgestimmten Kreis (abgestimmter Sekundärkreis) aufweisen. Jeder abgestimmte Kreis hat eine Resonanzfrequenz, die z.B. etwa 160 KiloHertz (kHz) sein kann. Außerdem kann die erste und zweite Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung ein erstes bzw. zweites frequenzselektives Filter umfassen oder sein. Je des frequenzselektive Filter kann eine jeweilige obere und untere Grenzfrequenz bzw. Abschneidefrequenz von vorzugsweise etwa 7,9 MHz und etwa 8,1 MHz haben, und zwar bei einer mittigen Frequenz von etwa 8 MHz.
  • Die externe und interne Datensteuerungs- und/oder -leiteinrichtungen können eine erste bzw. zweite Unterdrückungseinrichtung zum Unterdrücken von deterministischem Rauschen in dem ersten und zweiten Informationssignal haben. Außerdem kann die Spannungsregulator- bzw. -regeleinrichtung eine Nebenschlußeinrichtung zum Begrenzen des Leistungs- bzw. Stromsignals zu dem internen Koppler, wenn der Signalstrom etwa 0 Ampere ist, umfassen. Die Nebenschlußeinrichtung kann so synchronisiert sein, daß sie mit den Nulldurchgängen des Stroms so übereinstimmt bzw. übereinstimmend arbeitet, daß dadurch Schaltverluste und elektromagnetische Interferenz minimiert werden.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhengigem Patentansprüchen angegeben.
    •
  • Die vorstehenden sowie weitere Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher beschrieben und erläutert; es zeigen:
  • 1 ein generelles Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein detailliertes Blockschaltbild der externen Elektronik einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung;
  • 3 ein detailliertes Blockschaltbild der implantierten Elektronik einer bevorzugten Ausführungsform der Einrich tung nach der Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Teils der externen Elektronik einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 ein detailliertes Blockschaltbild einer H-Brükken-Steuer- und/oder Regeleinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 eine vereinfachte schematische Darstellung eines externen Austast-Impulsgenerators in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 eine vereinfachte schematische Darstellung eines externen Amplituden-Umtastungs-Demodulators in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 eine schematische Darstellung eines externen Amplituden-Umtastungs-Modulators in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 eine schematische Darstellung eines Teils der internen Elektronik einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 10 eine vereinfachte schematische Darstellung eines internen Austast-Impulsgenerators in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 11 eine vereinfachte schematische Darstellung eines internen Amplituden-Umtastungs-Demodulators in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 12 eine schematische Darstellung eines internen Amplituden-Umtastungs-Modulators in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der nun folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sei zunächst auf 1 Bezug genommen, die ein Blockschaltbild der internen und externen Komponenten einer transkutanen Energie- und Datenübertragungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Generell kann die Einrichtung eine externe Einheit 1 umfassen, welche außerhalb des Körpers eines Patienten angeordnet sein kann, und eine interne Einheit 2, welche z.B. in dem Körper eines Patienten implantiert sein kann.
  • Die erste Leistungs- bzw. Stromeinrichtung der externen Einheit 1 kann einen Leistungs- bzw. Stromumsetzer 4 umfassen. Die erste Leistungs- bzw. Stromeinrichtung kann außerdem eine Leistungs- bzw. Stromversorgung bzw. -energiequelle 3 umfassen. Die externe Einheit 1 kann eine erste Signalisierungseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Informationssignals 23 haben, welche eine externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 zusätzlich zu speziellen Komponenten der externen Datensteuerungs- und/oder -leiteinrichtung 5, wie z.B. zu einem Amplituden-Umtastungs-Modulator 39 und einem Leitungstreiber 40, die beide in 2 gezeigt sind, umfassen kann. Die erste Signalisierungseinrichtung kann außerdem eine externe Steuer- bzw. Regeleinheit 9 umfassen. Die erste Empfangseinrichtung kann das zweite Informationssignal 24 empfangen und kann eine externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 sowie Komponenten der Datensteuer- und/oder -regeleinrichtung 5, wie z.B. einen Hochfrequenzdetektor 37 und einen Amplituden-Umtastungs-Demodulator 38, die beide in 2 gezeigt sind, umfassen. Die erste Empfangseinrichtung kann außerdem eine externe Steuer- bzw. Regeleinheit 9 umfassen. Weiterhin kann die externe Einheit 1 eine erste Kopplungseinrichtung (oder ein erstes Kopplungsmittel) zum unabhängigen Koppeln des Leistungs- bzw. Stromsignals und des ersten Informationssignals 23 umfassen. Eine solche Kopplungseinrichtung kann ein externer Koppler 10 sein, der einen abgestimmten Primärkreis 31, wie in 2 gezeigt ist, enthalten kann.
  • Die zweite Leistungs- bzw. Stromeinrichtung der internen Einheit 2 kann einen internen Spannungsregulator bzw. -regler 12 umfassen, welcher das von der externen Einheit 1 gesendete Leistungs- bzw. Stromsignal empfängt. Die interne Einheit 2 kann außerdem eine zweite Signalisierungseinrichtung zum Erzeugen des zweiten Informationssignals 24 umfassen, welche Signalisierungseinrichtung eine interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 und Komponenten der internen Datensteuerungs- und/oder -leiteinrichtung 18, wie z.B. einen Amplituden-Umtastungs-Modulator 59 und einen Leitungstreiber 60, die beide in 3 gezeigt sind, umfassen. Die zweite Signalisierungseinrichtung kann außerdem die implantierbare Einrichtung 20 umfassen. Die zweite Empfangseinrichtung kann das erste Informationssignal 23 empfangen und kann eine interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 sowie Komponenten der Datensteuerungs- und/oder -leiteinrichtung 18, wie z.B. einen Hochfrequenzdetektor 58 und einen Amplituden-Umtastungs-Demodulator 57, die beide in 3 gezeigt sind, umfassen. Die zweite Empfangseinrichtung kann weiterhin die implantierbare Einrichtung 20 umfassen. Darüberhinaus kann die interne Einheit 2 eine zweite Kopplungseinrichtung (bzw. ein zweites Kopplungsmittel) zum unabhängigen Koppeln des Leistungs- bzw. Stromsignals und des zweiten Informationssignals 24 umfassen. Eine derartige Kopplungseinrichtung kann ein interner Koppler 11 sein, welcher einen abgestimmten Sekundärkreis 46, der in 3 gezeigt ist, enthalten kann.
  • In der externen Einheit 1 kann die Leistungs- bzw. Stromversorgung 3 eine vom Patienten getragene Gleichstrombatterie bzw. -batterieanordnung, beispielsweise ein Batteriegürtel oder -gurt sein, oder eine stationäre Leistungs- bzw. Stromversorgung, die physisch von dem Patienten getrennt ist. Die Gleichstrombatterie bzw. -batterieanordnung, insbesondere der Batteriegürtel oder -gurt, kann genügend Leistung bzw. Strom bei einer geeigneten Gleichspannung, wie beispielsweise 12 V Gleichspannung, liefern. Die stationäre Leistungs- bzw. Stromversorgung könnte Eingangsleistung von einer kommerziellen Wechselstromquelle von beispielsweise 50/60 Hz aufnehmen und die Wechselstrom-Eingangsspannung in eine geeignete Gleichspannung, z.B. 12 V Gleichspannung, welche der von der Batterie bzw. Batterieanordnung, beispielsweise dem Batteriegürtel oder -gurt, erzeugten Spannung entspricht, umwandeln.
  • Der Leistungs- bzw. Stromumsetzer 4 kann den elektrischen Strom von der Leistungs- bzw. Stromquelle 3 in ein erstes Leistungs- bzw. Stromsignal 6 mit einer vorbestimmten Leistungs- bzw. Stromfrequenz, d.h. in einen hochfrequenten Wechselstrom, umwandeln. Ein erstes Informationssignal 23 kann von der externen Steuer- bzw. Regeleinheit 9 durch die externe Datensteuerungs- und/oder -leiteinrichtung 5 über eine externe Verbindung 21 empfangen werden. Die vorgewählten Daten in dem ersten Informationssignal 23 können ihrerseits auf ein Hochfrequenz-(HF)-Trägersignal mittels einer geeigneten Modulationstechnik, wie z.B. Amplituden-Umtastungs-Modulation (ASK-Modulation, wobei die Abkürzung ASK für die englischen Worte "Amplitude-Shift-Keying" steht), innerhalb der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 5 moduliert werden. Es wird bevorzugt, daß die Frequenz des HF-Trägersignals ("HF" wird hier als Abkürzung für "Hochfrequenz" verwendet, die alle geeigneten Hochfrequenzbereiche umfassen kann) größer als die Leistungs- bzw. Stromfrequenz oder die Frequenz des Leistungs- bzw. Stromsignals ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine einzige Trägerfrequenz für die Übertragung zwischen den Einheiten 1 und 2 verwendet. Es wird weiterhin bevorzugt, daß die Trägerfrequenz etwa 8 MHz ist, obwohl auch andere Frequenzen in gleicher Weise geeignet sein können. Jedoch können auch unterschiedliche Frequenzen für die Übertragung durch jede von der externen Einheit 1 und der internen Einheit 2 verwendet werden, wenn das gewünscht wird, und zwar z.B. zu dem Zweck, eine Vollduplex-Informationssignal-Übertragung vorzusehen.
  • Das datenmodulierte HF-Trägersignal kann von der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 5 durch die externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 empfangen und durch die externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 mit dem Leistungs- bzw. Stromsignal 6 gemischt werden, so daß daraus ein nach außen weggehendes externes zusammengesetztes Signal oder Verbundsignal 7 wird. Die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 kann ein Informationssignal symmetrisch senden/empfangen. Das heißt, die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung kann sowohl in der Weise arbeiten, daß sie ein datenmoduliertes HF-Trägersignal, welches das erste Informationssignal 23 enthält, zur Übertragung zu der internen Einheit 2 erzeugt, als auch ein datenmoduliertes HF-Trägersignal, welches das zweite Informationssignal 24 enthält, das von der internen Einheit 2 herkommen werden kann, empfängt. Ein solches symmetrisches Senden/Empfangen kann unabhängig von der Leistungs- bzw. Stromsignalübertragung durch die externe Einheit 1 sein.
  • Das Signal 7 kann an den externen Koppler 10 gegeben werden, welcher einen abgestimmten Kreis mit einer darin befindlichen Induktionsspule haben und in Ansprechung auf das Signal 7 ein erstes Magnetfeld 8 in dem externen Koppler 10 erzeugen kann. Das Magnetfeld 8 kann demgemäß für das erste Leistungs- bzw. Stromsignal 6 oder das erste Informationssignal 23, welches in dem datenmodulierten Trägersignal enthalten ist, oder für beide, repräsentativ sein. Das Magnetfeld 8 kann symmetrisch zwischen der externen Einheit 1 und der internen Einheit 2 innerhalb des gemeinsamen Übertragungskanals übertragen werden. Der gemeinsame Übertragungskanal kann eine Zusammensetzung von Übertragungsmedien durchqueren, welche nichtferritische kutane und perikutane Elemente, wie Luft, Kleidung, Gewebe bzw. Körpergewebe, Körperfluide u.dgl. umfassen kann.
  • Innerhalb der internen Einheit 2 kann das Magnetfeld 8 ein eintreffendes internes zusammengesetztes Signal oder Verbundsignal 13 innerhalb des internen Kopplers 11 induzieren. Das Signal 13 kann für das Signal 7 repräsentativ sein, weil der externe Koppler 10 und der interne Koppler 11 als ein Luftkern-Transformator zusammenwirken können. Das Signal 13 kann ein datenmoduliertes HF-Trägersignal enthalten, das auf einen hochfrequenten Wechselstrom aufgeprägt ist. Der Spannungsregulator bzw. -regler 12 wandelt das erste Leistungs- bzw. Stromsignal oder den Hochfrequenz-Wechselstrom des Signals 13 in ein zweites Leistungs- bzw. Stromsignal um, wie z.B. ein geregeltes Vcc-Spannungssignal 205, welches dazu verwendet werden kann, die implantierbare Einrichtung 20 zu betreiben. Die implantierbare Einrichtung 20 kann eine Herzunterstützungseinrichtung 14 und eine interne Mikrosteuer- bzw. -regeleinheit 15 umfassen oder sein.
  • Außerdem können Daten, die noch in der Form eines datenmodulierten HF-Trägersignals sein können, durch die interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 gewonnen werden. Ähnlich der externen Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 kann die interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 symmetrisch ein erstes und zweites Informationssignal senden/empfangen. Das heißt, die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 kann sowohl dahingehend arbeiten, daß sie das zweite Informationssignal 24 in dem datenmodulierten HF-Trägersignal zur Übertragung zu der externen Einheit 1 erzeugt, als auch dahingehend, daß sie das erste Informationssignal 23 in dem datenmodulierten HF-Trägersignal, welches von der externen Einheit 1 her empfangen werden kann, empfängt. Ein solches symmetrisches Senden/Empfangen kann unabhängig von der Leistungs- bzw. Stromsignalübertragung mittels der externen Einheit 1 sein.
  • Dieses datenmodulierte HF-Trägersignal kann innerhalb der internen Datensteuer- bzw. -regeleinrichtung 18 demoduliert werden, welche ihrerseits den demodulierten Datenstrom über die interne Verbindung 22 zu der internen Mikrosteuer- bzw. Regeleinrichtung 15 überträgt. Die interne Mikrosteuer- bzw. Regeleinrichtung 15 kann die empfangenen Daten zu der Herzunterstützungseinrichtung 14 übertragen und/oder selbst verarbeiten, z.B., um die letzere zu steuern und/oder zu regeln.
  • Die Daten können zwischen der internen Einheit 2 und der externen Einheit 1 symmetrisch übertragen werden. Das heißt, ein erstes oder zweites Informationssignal kann von der Einrichtung 20 gesendet bzw. empfangen werden. Zum Beispiel kann die Einrichtung 14 Daten an die interne Mikrosteuer- bzw. -regeleinrichtung 15 liefern, welche ihrerseits diese Daten über die interne Verbindung 22 an die interne. Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 18 überträgt. Die interne Mikrosteuer- bzw. -regeleinrichtung 15 selbst kann zusätzliche Daten über die interne Verbindung 22 an die interne Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 18 liefern. Die interne Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 18 kann die nach außen gehenden Daten mittels irgendeines geeigneten Systems, wie beispielsweise Amplituden-Umtastungs-Modulation, modulieren. Tatsächlich wird es bevorzugt, daß die interne Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 18 hinausgehende Daten in der gleichen Art und Weise moduliert, wie die externe Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 5.
  • Entsprechend wie in der externen Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 5 werden die Daten von der internen Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 18 mittels Amplituden-Umtastungs-Modulation auf ein HF-Trägersignal mit einer Frequenz von beispielsweise 8 MHz moduliert. Das datenmodulierte Trägersignal kann an die interne Signalformungs- und/oder -verarbeitung 17 geliefert werden, welche es ihrerseits in den internen Koppler 11 eingeben kann, in dem ein zweites Magnetfeld 19, das für die hinausgehenden Daten repräsentativ ist, erzeugt werden kann. Das zweite Magnetfeld 19 trifft auf den externen Koppler 10, so daß es demgemäß in demselben einen elektrischen Strom induziert, welcher Strom für den amplituden-umtastungsmodu lierten Träger repräsentativ sein kann, der von der internen Einheit 2 her übertragen worden ist. Die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 kann das amplituden-umtastungs-modulierte Trägersignal zu der externen Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 5 zur Demodulation leiten, derart, daß der demodulierte Datenstrom zu der externen Steuer- bzw. Regeleinheit 9 geliefert werden kann. Die externe Steuer- bzw. Regeleinheit 9 kann dazu verwendet werden, Programmierungs-Steuer- und/oder -Regel-, Diagnostik- und Datensammel-Funktionen in Verbindung mit der implantierbaren Einrichtung 20 vorzusehen bzw. auszuführen.
  • Die 2 veranschaulicht weiter eine bevorzugte Ausführungsform der in 1 dargestellten externen Einheit 1. Wie in 1 kann die Leistungs- bzw. Stromversorgung 3 Gleichstromleistung zur Energieversorgung des Umsetzers 4 liefern. Im Leistungs- bzw. Stromumsetzer 4 kann der H-Brücken-Inverter 27 die von der Gleichstrom-Leistungs- bzw. Stromversorgung 3 zugeführte Spannung in eine Wechselspannung einer vorgewählten Frequenz, welches die Leistungs- bzw. Stromfrequenz ist, umwandeln. Die Frequenz der Wechselspannung wird so gewählt, daß sie im wesentlichen die Resonanzfrequenz des abgestimmten Primärkreises 31 ist, welcher sich innerhalb des externen Kopplers 10 in 1 befinden kann. Der abgestimmte Primärkreis 31 kann aus einem primären Hochstromkondensator 30 und einer primären externen Spule 29 zusammengesetzt sein bzw, die vorgenannten Elemente enthalten.
  • Der abgestimmte Primärkreis 31 stellt einen Niedrigimpedanzweg für die Wechselspannung dar, die mit der Grundfrequenz des Kreises 31 schwingt, während er im wesentlichen andere harmonische Frequenzen dämpft. Der resultierende Strom durch den abgestimmten Primärkreis 31 ist im wesentlichen sinusförmig, wenn er durch eine Spannungsquelle mit der vorgewählten Resonanzfrequenz des abgestimmten Primärkreises 31 erregt wird. Die vorgewählte Resonanzfrequenz wird so gewählt, daß ein gewünschtes minimales Leistungs- bzw. Stromübertragungsniveau, wie beispielsweise 70 Watt, zu den internen Komponenten geliefert wird, während die niedrigste vorgesehene Spannung von der Leistungs- bzw. Stromquelle 3, wie z.B. 10 V, verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die vorgewählte Resonanz- oder Leistungs- bzw. Stromfrequenz zwischen etwa 152 kHz und 168 kHz, vorzugsweise zwischen 158,4 kHz und 161,8 kHz, und mehr bevorzugt etwa 160 kHz.
  • In dem Leistungs- bzw. Stromumsetzer 4 kann die H-Brückensteuer- bzw. -regeleinrichtung 32 sowohl das Tastverhältnis als auch die Schaltfrequenz des H-Brückeninverters 27 bestimmen. Um die Komponenten der externen Einheit 1 vor übermäßigen Strömen zu schützen und eine leistungsfähige Energieübertragung zu den Komponenten der internen Einheit 2 aufrechtzuerhalten, können in der H-Brückensteuer- bzw. -regeleinrichtung 32 die Eingangsgrößen von dem Überstromdetektor 33 und dem Nebenschlußdetektor 36 verwendet werden. Wenn die Größe des Sinusstroms durch den Stromsensor 28 einen vorgewählten maximalen Schwellwert übersteigt, kann es der Überstromdetektor 33 der H-Brückensteuer- bzw. -regeleinrichtung 32 signalisieren, daß sie die Leistungs- bzw. Stromübertragung für einen Zyklus beendet bzw. unterbricht.
  • Der Nebenschlußdetektor 36 überwacht die durch den Stromsensor 28 erzeugte Spannung, um zu bestimmen, ob ein Nebenschluß über den abgestimmten internen Kreis 46 (3) vorhanden ist.
  • Wenn der Nebenschlußdetektor 36 anzeigt, daß der interne abgestimmte Kreis 46 (3) nebengeschlossen ist, kann die H-Brückensteuer- bzw. -regeleinrichtung 32 das Tastverhältnis des H-Brückeninverters 27 von nahezu 100 Prozent auf einen gewissen niedrigeren Wert, wie z.B. etwa 10 Prozent, reduzieren. Wenn der interne abgestimmte Kreis 46 (3) nicht nebengeschlossen ist, kann umgekehrt der H-Brückeninverter 27 mit nahezu 100 Prozent Tastverhältnis betrieben werden. Um eine genaue Betriebsfrequenz an dem H-Brückeninverter 27 aufrechtzuerhalten, wird bei der H-Brückensteuer- bzw. -regeleinrichtung 32 eine Taktfrequenz verwendet, die von einer Taktschal tung bzw. Takterzeugungsschaltung, welche ein Kristalloszillator 26 sein kann, abgeleitet ist.
  • Die externe Verbindung 21 zwischen der externen Steuer- bzw. Regeleinheit 9 und der externen Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 5 in 1 kann drei Steuerleitungen umfassen, nämlich für das TX-RX-Signal oder Sende-Empfangs-Signal 300, das DATEN-RX-Signal oder Daten-Empfangs-Signal 301 und das DATEN-TX-Signal oder Daten-Sende-Signal 302, wie aus 2 ersichtlich ist. Das Signal 300 bezeichnet das Sende/Empfangs-Steuersignal. Das Signal 301 bezeichnet das Daten-zu-empfangen-Signal. Das Signal 302 bezeichnet das Daten-zu-senden-Signal. Jedes der Signale 300, 301 und 302 kann vorliegend einen Wert von entweder einer logischen Null oder einer logischen Eins annehmen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung moduliert, wenn das Signal 300 eine logische Eins ist, der Amplituden-Umtastungs-Modulator 39 die Trägerfrequenz von dem Kristalloszillator 26 mit dem Signal 302. Entsprechend sendet der Amplituden-Umtastungs-Modulator 39, wenn das Signal 302 eine logische Eins ist, eine logische Null zu dem Leitungstreiber 40. Wenn das Signal 302 eine logische Null ist, während das Signal 300 eine logische Eins ist, gestattet es der Amplituden-Umtastungs-Modulator 39 dem Taktsignal 26a des Kristalloszillators 26, den Leitungstreiber 40 direkt zu treiben bzw. zu betreiben.
  • Der Differentialausgang des Leitungstreibers 40 kann an die externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 angekoppelt sein, welche ein erstes frequenzselektives Filter 316 enthalten kann, wobei die Mittelfrequenz (d.h. die mittige Frequenz) des frequenzselektiven Filters vorzugsweise etwa die gleiche wie die für die Modulation verwendete Trägerfrequenz, hier etwa 8 MHz, ist. In einer der Ausführungsformen gemäß der Erfindung wird es bevorzugt, daß die jeweilige untere und obere Grenz- bzw. Abschneidefrequenz des Filters 316 etwa 7,84 MHz und 8,16 MHz, und vorzugsweise etwa 7,9 MHz und 8,1 MHz sind, wobei die Mittelfrequenz etwa 8 MHz ist. Da das erste frequenzselektive Filter 316 in der Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 eine hohe Impedanz bei Frequenzen in der Nähe seiner Mittelfrequenz und niedrige Impedanz anderweitig haben kann, kann die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 für die Leistungs- bzw. Stromübertragungsschaltung bei Leistungs- bzw. Stromübertragungsfrequenzen, z.B. bei etwa 160 kHz, transparent bleiben. Demgemäß kann der Leistungsübertragungsstrom im wesentlichen unbehindert seriell durch das Filter 316 hindurchgehen, während das angenähert 8 MHz aufweisende Trägerfrequenzdatensignal bewirkt, daß eine detektierbare Spannung über dem Filter 316 erzeugt wird.
  • Im Ergebnis wirkt das Filter 316 als ein Durchgangs- bzw. Schlitzfilter bezüglich des Leistungsübertragungsstroms, von dem alle Stromfrequenzen, ausgenommen etwa 8 MHz, durchgelassen werden, und umgekehrt als ein Bandpaßfilter mit Bezug auf die Datenträgerspannung, worin nur in Ansprechung auf Signale mit Frequenzen um 8 MHz herum eine Spannung über dem Filter 316 erzeugt wird.
  • Während der Datenübertragung wandelt die externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 die Rechteckwellenausgangsgröße des Leitungstreibers 40 in eine Sinusspannung zur Übertragung durch ein Übertragungsmedium um. Die resultierende Spannung über der Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 bewirkt, daß ein Hochfrequenzstrom in der externen Spule 29 fließt. Das hierdurch erzeugte Magnetfeld kann an einen internen Koppler, wie z.B. an den internen Koppler 11 in 1, angekoppelt werden.
  • Während des Demodulationsvorgangs, d.h., wenn das Signal 300 eine logische Null ist, wandert der Hochfrequenzstrom, welcher in der externen Spule 29 induziert werden kann, durch das erste frequenzselektive Filter 316 in der Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16. Der Datentransformierer 34 fühlt die Spannung über dem ersten frequenzselektiven Filter 316 der Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 ab und ändert sie maßstäblich, und dann gibt sie die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 an den HF-Detektor 37 weiter. Der HF-Detektor 37 wandelt Analogeingangsgrößen oberhalb eines vorgewählten Schwellwerts in Digitalniveauimpulse um. Bei einer logischen Null des Signals 300 empfängt der Amplituden-Umtastungs-Demodulator 38 die Digitalniveauimpulse und gewinnt das Signal 301 daraus.
  • Die mittels der Transistoren in dem H-Brückeninverter 27 angewandten schnellen Anstiegszeiten können Stöße an Breitbandenergie erzeugen, die an die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 angekoppelt werden können. Die resultierenden Übergangs- bzw. Wandersinuswellen in der Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 16 können deterministisches Rauschen erzeugen, welches als ein gültiges HF-Signal mißinterpretiert werden könnte. Daher kann eine erste Unterdrückungseinrichtung (bzw. ein erstes Unterdrückungsmittel) angewandt werden, um dieses und anderes deterministisches Rauschen zu unterdrücken, und es kann speziell durch einen Austastimpulsgenerator 35 verwirklicht sein. Der Generator 35 kann während der Datendemodulation dazu verwendet werden, einen Austastimpuls von genügender Breite, wie beispielsweise 750 ns, zu erzeugen, um den Amplituden-Umtastungs-Demodulator 38 koinzident mit den kritischen Flanken der Eingangsgröße zu dem H-Brückeninverter 27 zu sperren.
  • Die 3 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der internen Einheit 2. Der interne Koppler 11 kann einen abgestimmten Sekundärkreis 46 umfassen, welcher als solcher eine interne Spule 44 und einen internen Hochstromkondensator 45 umfassen kann. Der Strom, der in dem abgestimmten Primärkreis 31 in 2 zirkuliert, kann einen Wechselstrom in dem abgestimmten Sekundärkreis 46 induzieren. Dieser Wechselstrom kann das hereinkommende interne Verbundsignal 13 sein, welches das Hochfrequenz-Wechselstrom-Leistungssignal und ein datenmodu liertes HF-Trägersignal umfaßt. Das Signal 13 kann an die unten beschriebene interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 zum Herausziehen der vorhandenen Daten geliefert werden, und dann an den, ebenfalls unten beschriebenen, Spannungsregulator bzw. -regler 12 zum Umwandeln des ersten Leistungs- bzw. Stromsignals in das zweite Leistungs- bzw. Stromsignal gegeben werden. Das zweite Leistungs- bzw. Stromsignal, welches ein konditioniertes bzw. geformtes Vcc-Spannungssignal 205 sein kann, kann dann an die implantierbare Einrichtung 20 zum Liefern von Leistung bzw. Strom für die Herzunterstützungseinrichtung 14 und die Mikrosteuer- bzw. -regeleinrichtung 15 geliefert werden.
  • In dem Spannungsregulator bzw. -regler 12 kann das Vcc-Spannungssignal 205 auf einer im wesentlichen konstanten Amplitude durch Regeln des Betrags des an den Ausgangskondensator 52 abgegebenen Stroms gehalten werden. Die Diodenbrücke 51 und der Ausgangskondensator 52 wandeln den Wechselstrom in einen Gleichstrom um. Wenn das Spannungssignal 205 angenähert auf einem Maximum ist, kann der Strom vom Ausgangskondensator 52 weggeleitet und auf einen abgestimmten internen Kreis 46 beschränkt werden, und zwar durch eine Nebenschlußeinrichtung (bzw. ein Nebenschlußmittel), welche ein Teil des Spannungsreglers 12 sein und eine Nebenschlußsteuer- bzw. -regeleinrichtung 50 und einen Nebenschlußschalter 49 umfassen kann.
  • Die Nebenschlußeinrichtung kann auf Nulldurchgänge des Signals 13 ansprechen. Der Ausgangsspannungsüberwacher 53 alarmiert die Nebenschlußsteuer- bzw. -regeleinrichtung 50, wann immer das Spannungssignal 205 auf einer vorgewählten Maximalspannung ist. Wenn das Spannungssignal 205 das vorgewählte Maximum erreicht, wie z.B. 17 V, kann die Nebenschlußsteuereinrichtung 50 den Nebenschlußschalter 49 unmittelbar, nachdem der Nulldurchgangsdetektor 47 angibt, daß der Sinusstrom in dem abgestimmten internen Kreis 46 Null ist, aktivieren. Durch Einschalten des Nebenschlußschalters 49, während ein nahezu Nullstrom durch denselben hindurchgeht, d.h. durch Synchronisieren des Betriebs der Nebenschlußsteuereinrichtung 50 und des Nebenschlußschalters 49 mit den Nulldurchgängen des Signals 13, kann die Nebenschlußeinrichtung Schaltverluste und elektromagnetische Interferenz minimieren. Nachdem das Spannungssignal 205 auf einen vorgewählten Minimalwert, z.B. 16 V, abgefallen ist, kann die Nebenschlußsteuereinrichtung 50 den Nebenschlußschalter 49 ausschalten, so daß es dem Strom ermöglicht wird, durch die Diodenbrücke 51 und dann in den Ausgangskondensator 52 zu fließen.
  • Während der Datenübertragung von der internen Einheit 2 zu der externen Einheit 1 kann die interne Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 18 Informationen von der internen Mikrosteuer- bzw. -regeleinrichtung 15 durch die interne Verbindung 22 empfangen, wie aus 1 ersichtlich ist. Wie man in 3 sieht, kann die interne Verbindung 22 zwischen der internen Mikrosteuer- bzw. -regeleinrichtung 15 und der internen Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung 18 drei Steuerleitungen umfassen, nämlich eine solche mit dem SEC-TX-RX-Signal oder Sekundär-Senden-Empfangen-Signal 304, eine solche mit dem SEC-DATEN-TX-Signal oder Sekundär-Daten-Senden-Signal 305, und eine solche mit dem SEC-DATEN-RX-Signal oder Sekundär-Daten-Empfangen-Signal 306. Das Signal 304 repräsentiert das Sekundär-Sende-Empfangs-Steuersignal. Das Signal 305 bedeutet das Sekundär-Daten-zu-senden-Signal. Das Signal 306 bezeichnet das Sekundär-Daten-zu-empfangen-Signal. Jedes der Signale 304, 305 und 306 kann einen Wert von entweder einer logischen Null oder einer logischen Eins annehmen.
  • Wenn das Signal 304 eine logische Eins ist, moduliert der Amplituden-Umtastungs-Modulator 59 die Trägerfrequenz von dem Kristalloszillator 54 mit dem zu sendenden Datensignal. Entsprechend sendet der Amplituden-Umtastungs-Modulator 59 dann, wenn das Signal 305 eine logische Eins, eine logische Null zu dem Leitungstreiber 60. Wenn das Signal 305 eine logische Null ist, während das Signal 304 eine logische Eins ist, gestattet es der Amplituden-Umtastungs-Modulator 59 dem Kristalloszilla tor 54, den Leitungstreiber 60 direkt zu betreiben. Der Differentialausgang des Leitungstreibers 60 kann an die interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 geliefert und durch den internen Datentransformierer 56 an das zweite frequenzselektive Filter 48 angekoppelt werden.
  • Entsprechend dem ersten frequenzselektiven Filter 316 in 2 wird es bevorzugt, daß das zweite frequenzselektive Filter 48 eine Mittelfrequenz von etwa der Trägerfrequenz der modulierten Daten, hier etwa 8 MHz, hat. In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung wird es bevorzugt, daß die jeweilige untere und obere Grenz- bzw. Abschneidefrequenz des Filters 48 etwa 7,84 MHz und 8,16 MHz, und besonders bevorzugt etwa 7,9 MHz und 8,1 MHz sind, wobei die Mittelfrequenz etwa 8 MHz ist.
  • Außerdem kann das frequenzselektive Filter 48, ähnlich wie das Filter 316 in 2, eine hohe Impedanz bei Frequenzen in der Nähe seiner Mittelfrequenz (mittigen Frequenz) haben, und ansonsten eine niedrige Impedanz. Daher kann die Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung 17 für die Leistungs- bzw. Stromübertragungsschaltung bei Leistungs- bzw. Stromübertragungsfrequenzen, beispielsweise etwa 160 kHz, transparent bleiben. Der Leistungsübertragungsstrom kann im wesentlichen unbehindert seriell durch das Filter 48 hindurchgehen, während das angenähert 8 MHz betragende Trägerfrequenzdatensignal bewirkt, daß eine detektierbare Spannung über dem Filter 48 erzeugt wird.
  • In einer dem Filter 316 der 2 gleichartigen Wirkung wirkt das Filter 48 in 3 als ein Durchgangs- bzw. Schlitzfilter mit Bezug auf den Leistungsübertragungsstrom, durch das alle Frequenzen mit Ausnahme der Frequenzen um etwa 8 MHz hindurchgelassen werden, und es wirkt umgekehrt als ein Bandpaßfilter mit Bezug auf die Datenträgerspannung, in dem nur in Ansprechung auf Signale mit Frequenzen um 8 MHz herum eine Spannung über dem Filter 48 erzeugt wird.
  • Während der Datenübertragung wandelt das zweite frequenzselektive Filter 48 die Rechteckwellenausgangsgröße des Leitungstreibers 60 zur Übertragung durch das Übertragungsmedium in eine Sinusspannung um. Die resultierende Spannung über dem zweiten frequenzselektiven Filter 48 bewirkt, daß Hochfrequenzstrom in der internen Spule 44 fließt, welcher ein Magnetfeld induziert, das in dem externen Koppler 10 in den 1 und 2 an die externe Spule 29 angekoppelt werden kann.
  • Während des Demodulationsvorgangs, d.h., wenn Daten von der externen Einheit 1 empfangen werden, geht der in der internen Spule 44 induzierte HF-Strom durch das zweite frequenzselektive Filter 48. Da das Filter 48 eine hohe Impedanz bei seiner Mittelfrequenz (d.h. seiner mittigen Frequenz) hat, z.B. 100 Ohm, erzeugt der durch das zweite frequenzselektive Filter 48 fließende Strom eine Spannung über demselben. Bei Leistungsübertragungsfrequenzen weist das zweite frequenzselektive Filter 48 eine sehr niedrige Impedanz auf und bleibt demgemäß transparent für die Leistungs- bzw. Stromempfangsschaltung. Der Datentransformierer 56 ändert die Spannung über dem zweiten frequenzselektiven Filter 48 maßstäblich und leitet sie zu dem HF-Detektor 58. Der HF-Detektor 58 wandelt Analogeingangsgrößen oberhalb eines vorgewählten Schwellwerts in Digitalniveauimpulse um. Während der Demodulation ist das Signal 304 eine logische Null, was bewirkt, daß der Amplituden-Umtastungs-Demodulator die Digitalniveauimpulse von dem HF-Detektor 58 empfängt und die zu empfangenden sekundären Daten daraus gewinnt, d.h. das Signal 306. Das Signal 306 kann als Sekundär-Daten-Empfangs-Signal bzw. SEC-DATEN-RX-Signal bezeichnet werden.
  • Wenn der Strom durch den abgestimmten Sekundärkreis 46 die Nullamplitude kreuzt, kann die resultierende Vorspannungsumkehrung der Diodenbrücke 51 Ausgleichs- bzw. Einschwingvorgänge über dem zweiten frequenzselektiven Filter 48 induzieren, die sinusförmig sein können. Solche Ausgleichs- bzw. Übergangswellen im Filter 48 sind deterministisches Rauschen, das als ein gültiges HF-Signal mißinterpretiert werden könnte. Daher kann eine zweite Unterdrückungseinrichtung (oder ein zweites Unterdrückungsmittel) zum Unterdrücken von solchem deterministischen Rauschen vorgesehen sein, und es kann speziell durch den Austast-Impulsgenerator 55 verwirklicht sein. Der Austast-Impulsgenerator 55 kann so synchronisiert sein, daß er einen Austast-Impuls von genügender Breite, wie z.B. 500 ns, zur Sperrung des Amplituden-Umtastungs-Demodulators 57 koinzident mit den Nullstromdurchgängen des abgestimmten Sekundärkreises 46 erzeugt. Der Nulldurchgangsdetektor 47 kann den Austast-Impulsgenerator 55 zum Bewirken der Rauschunterdrükkung triggern.
  • 4 veranschaulicht weiter eine Ausführungsform der Schaltung einer externen Einrichtung mit Ausnahme der digitalen Logik, die innerhalb einer programmierbaren Logikeinrichtung (die abgekürzt als PLD entsprechend den englischen Worten "Programmable Logic Device" bezeichnet wird) ausgeführt ist. Steuersignale 128, 129, 130 und 131 (5) steuern die Ausgangsgrößen 64, 67, 68 und 70 des H-Brückentreibers 65a und 65b. MOSFETs 88, 89, 90 und 91 umfassen bzw. bilden zusammen mit dem abgestimmten Primärkreis 31 eine H-Brücke. Hochstromtreiberausgangsgrößen 64, 67, 68, 70 betreiben die Toreingänge der MOSFETs in der H-Brücke. Der Treiberausgang 66, die Diode D2 und der Kondensator C5 erzeugen eine niveauverschobene Versorgungsspannung auf der Treiberleitung 72, die angenähert das Zweifache der Spannung sein kann, die von der Leistungs- bzw. Stromversorgung 3 (1) geliefert wird. Die Spannung auf der Treiberleitung 72 kann dazu verwendet werden, eine Treiberspannung am Ausgang 64 zu erzeugen, die ausreicht, N-Kanal-MOSFETs einzuschalten. In entsprechender Weise erzeugen der Treiberstift 69, die Diode D3 und der Kondensator C6 eine ladeprogrammierte Versorgung oder Bootstrapped-Versorgung für die Treiberleitung 71. Die Niveauverschiebung der Ausgangsspannung der Ausgänge 64 und 68 ermöglicht es, daß die H-Brücke, lauter N-Kanal-MOSFETs mit niedrigem Ein-Widerstand enthält. Dieses wiederum maximiert den Leistungsumwandlungswirkungsgrad.
  • Der Stromsensor 28 fühlt eine Spannung ab, die den Strom repräsentiert, welcher in dem abgestimmten Primärkreis 31 fließt. Der durch die H-Brücke zirkulierende Strom kann durch den Stromtransformator 74 maßstäblich geändert werden und durch Leitungen 320 und 105 zu der Diodenbrücke 75 geleitet werden. Der gleichgerichtete Strom erzeugt eine auf Masse bezogene Spannung über R1, welche mit dem nichtinvertierenden Eingang 76 des Komparators 80 verbunden werden kann. Der Komparator 80 ist wie folgt geschaltet: Sein invertierender Anschluß 77 ist mit einer Bezugsspannungsquelle Vref1 verbunden, der positive Versorgungsanschluß 70 ist mit einer Fünf-Volt-Quelle verbunden, der negative Versorgungsanschluß 78 ist mit Massenpotential verbunden, und der Ausgang ist mit dem Anschluß 81 verbunden.
  • Wie vorstehend konfiguriert, kann der Ausgangsanschluß 81 hoch sein, wann immer der Strom durch den abgestimmten Primärkreis 31 oberhalb eines eingestellten Schwellwerts, wie z.B. 25 A, sein kann. Der Eingang 76 kann mit dem invertierenden Komparatoreingang 82 des Komparators 86 durch ein Tiefpaßfilter verbunden sein, das von R7 und C4 gebildet ist. Der nichtinvertierende Anschluß 83 kann mit einer anderen Bezugsspannung Vref2 verbunden sein, welche von dem Anschluß 77 der Bezugsspannung Vref1 abgeleitet sein kann. Der Komparator 86 weist einen positiven Zuführungsanschluß 84 auf, der mit einer Fünf-Volt-Quelle verbunden ist, sowie einen negativen Zuführungsanschluß 85, der mit Massepotential verbunden ist, und einen Anschluß für den Komparatorausgang 87. Der Komparatorausgang 87 kann als hoch angenommen werden, wenn der mittlere Strom durch den abgestimmten Primärkreis 31 unter einem eingestellten Schwellwert ist. Der Komparatoreingang 82 kann außerdem an dem nichtinvertierenden Eingang 112 des Komparators 108 angeschlossen sein. Der Komparator 108 weist einen positiven Versorgungsanschluß 111 auf, der mit einer Fünf-Volt-Quelle ver bunden ist, sowie einen negativen Versorgungsanschluß 110, der mit Massepotential verbunden ist, und einen Komparatorausgangsanschluß 109. Der invertierende Eingang 113 kann mit einer Bezugsspannung Vref3 verbunden sein. Der Komparatorausgangsanschluß 109 wird geltend gemacht, wenn der mittlere Strom durch den abgestimmten Primärkreis 31 oberhalb eines eingestellten Schwellwerts ist, wie z.B. 13 A.
  • Die 4 veranschaulicht die Komponenten, die für die Datensendung und den Datenempfang verwendet werden können. Während des Datenempfangs erzeugt der in der externen Spule 29 induzierte Hochfrequenzstrom eine Spannung über den Leitungen 103 und 104 des ersten frequenzselektiven Filters, welche auch mit dem Datentransformator Bzw. -transformer 34 verbunden sind. Der zwischen die Leitungen 103 und 104 geschaltete Induktor L1 kann ein Induktor mit kleinem Eisenkern (≈ 40 nH) sein, der im Vergleich mit der viel größeren externen Spule 29 (≈ 1,9 uH) eine kleine Induktanz hat. Dadurch, daß L1 zu einem kleinen Luftkerninduktor gemacht wird, kann der Widerstand der Spule minimiert werden (≈ 4 mOhm) und hat demgemäß nur eine minimale Wirkung auf den Leistungsübertragungswirkungsgrad.
  • Die Leitung 92a des Transformators 34 kann mit der Ausgangsleitung 92b des Leitungstreibers 101 verbunden sein. Der Leitungstreiber 101 weist eine weitere Ausgangsleitung 94 auf, die mit der Transformatorleitung 93 durch einen Entkopplungskondensator C1 verbunden sein kann. Die Leitung 103 kann mit einer Fünf-Volt-Speisequelle verbunden sein, während der negative Anschlußstift 102 mit Masse verbunden sein kann. Die Ausgangsstifte des Treiber 101 werden mittels des Freigabestifts Bzw. -anschlusses 106 und des Eingangsstifts Bzw. -anschlusses 107 gesteuert. Wenn der Freigabeanschluß 106 logisch niedriggehalten wird, können die Ausgangsleitungen 92b und 94 in eine Dreizustandsbetriebsart gebracht werden und elektrisch von den Transformatorleitungen 92a und 93 getrennt werden. Alternativ können die Leitungen 92b und 94 mit aktiven Schaltern von den Transformatorleitungen isoliert werden.
  • Der Eingangsstift bzw. -anschluß 107 wird durch den Amplituden-Umtastungs-Modulator ASK-MOD am Ausgang 182 betrieben. Wenn der Leitungstreiber 101 durch eine logische Eins von dem Senden-Empfangen-Signal 300 bzw. dem TX-RX-Signal 300 freigegeben wird, betreiben die Differentialausgangsleitungen 94 und 92b den Datentransformator 34 durch die Transformatorleitungen 93 und 92a. Der Datentransformator 34 erzeugt keine maßstabsgerechte bzw. proportionale sinusförmige Ausgangsspannung zwischen den Leitungen 103 und 104, während er den Block des Leitungstreibers 40 vor den hohen Strömen in dem ersten frequenzselektiven Filter 316 isoliert. Die Spannung zwischen den Anschlüssen 103 und 104 des ersten frequenzselektiven Filters ist effektiv parallel zu der externen Spule 29 bei Frequenzen gut oberhalb der Resonanzfrequenz des abgestimmten Primärkreises 31. Die Hochfrequenzspannung über der externen Spule 29 kann dann an die interne Spule 44 in 3 angekoppelt werden.
  • Die Datendemodulationsschaltung enthält einen Hochgeschwindigkeitskomparator 99 mit einer Ausgangsleitung 100, einem positiven Anschlußstift 98, einem negativen Anschlußstift 97, einem nichtinvertierenden Eingang 95 und einem invertierenden Eingang 96. Der Anschlußstift 98 kann an eine Fünf-Volt-Versorgung angeschlossen sein, während der Anschlußstift 97 mit einer Minus-Fünf-Volt-Versorgung verbunden sein kann. Der invertierende Eingang 96 kann durch ein Hochpaßfilter an 92a gelegt sein. Das durch C3, R3 und R4 gebildete Hochpaßfilter reduziert die Wirkungen der Signale in der Nähe der Leistungs- bzw. Stromübertragungsfrequenzen, wie z.B. 160 kHz bei dem Betrieb des HF-Detektors 37. R5 und R6 verhindern außerdem, daß die Spannungen am Eingang 96 den üblichen Betriebsbereich des Komparators 99 übersteigen, während der Leitungstreiber 101 freigegeben ist.
  • Der nichtinvertierende Eingang 95 kann durch das Hochpaßfilter, das von C2, R2 und R5 gebildet ist, mit der Transforma torleitung 93 verbunden sein. Wiederum ist es so, daß dieses Filter die Wirkungen der Signale in der Nähe der Leistungs- bzw. Stromübertragungsfrequenzen auf den HF-Detektor 37 reduziert und den Betrieb des Komparators 99 in angemessener üblicher Betriebsart sicherstellen kann. Der Widerstand R6, der zwischen die Leitung 100 und den Eingang 95 geschaltet ist, sieht eine positive Hysterese an dem nichtinvertierenden Eingang 95 vor. Der Wert von R6 stellt die minimal erforderliche Amplitude eines Signals zwischen den Transformatorleitungen 92a und 93 derart ein, daß dieses als ein gültiges Signal betrachtet wird. Gemäß der Konfiguration kann die Leitung 100 hoch bleiben, bis das Spannungsdifferential zwischen dem Eingang 95 und dem Eingang 96, wie z.B. 500 mV, genügend ist, um zu bewirken, daß die Leitung 100 niedriggepulst wird.
  • Die 5 ist ein Schaltbild, das die H-Brückensteuer- bzw. -regeleinrichtung 32 darstellt, welche so ausgebildet ist, daß sie die Schaltfolge der in einer Standard-H-Brückeninverterkonfiguration verwendeten Schalter steuert. Die Steuersignale 128, 129, 130 und 131 steuern den Zustand der H-Brückentreiber 65a und 65b (4). Speziell ist es so, daß die Ausgänge A-HOCH des Steuersignals 128 und B-HOCH des Steuersignals 130 die Ein-Zeit oder das Tastverhältnis von jedem Schenkel der H-Brücke steuern. Die Ausgänge A-HOCH des Steuersignals 128 und B-NIEDRIG des Steuersignals 131 bilden einen Schenkel der Treiberfolge, während die Ausgänge B-HOCH des Steuersignals 130 und A-NIEDRIG des Steuersignals 129 den anderen Schenkel bilden. Die Einheiten TREIBER-A 127 und TREIBER-B 127 sind derart angeordnet und eingerichtet, daß eine adäquate Totzeit, wie beispielsweise 250 Nanosekunden (ns) zwischen den Treiberfolgen vorgesehen werden kann. Diese Totzeit ermöglicht es dem H-Brückeninverter 27 (2), die Phase zu ändern, ohne irgendwelche durchschießende Ströme zu erzeugen. Die Totzeit kann durch das TOT-TAKTSIGNAL 138 gesteuert werden.
  • Die Zeitgebungs- bzw. -steuerfolgen für die H-Brückensteuereinrichtung 32 werden von der Ausgangsfrequenz des Kristallos zillators 26 (2) abgeleitet. Zunächst teilt der Taktteiler 124 die Ausgangsfrequenz des Kristalloszillators 26, z.B. 8 MHz, in die Ausgangssignale, welche das DRVCLK-Signal 132, das TOT-TAKTSIGNAL 138 und das TAST-TAKTSIGNAL 133 umfassen. Ein Zyklus des DRVCLK-Signals 132 bildet einen Leistungs- bzw. Stromschaltzyklus in der H-Brückensteuereinrichtung 32. Die Impulsbreite des Tast-Taktausgangssignals 133 steuert das Tastverhältnis der H-Brückensteuereinrichtung 32, während sie in der Niedrig-Tastverhältnis-Betriebsart ist.
  • Es sei hier darauf hingewiesen, daß im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Patentansprüche der Begriff "steuern" als Abkürzung für den Begriff "steuern bzw. regeln" verwendet wird, was auch für den substantivischen Ausdruck "Steuer-" gilt, der eine Zusammenfassung für den Begriff "Steuer- bzw. Regel-" ist, sowie für irgendwelche anderen Begriffe, die den Begriff des Steuerns in irgendeiner Form enthalten.
  • Die Frequenz des DRVCLK-Signals 132 kann das Zweifache der vorgewählten Resonanzfrequenz des abgestimmten Primärkreises 31 (2) sein. In den Trigger- bzw. Auslöseregister 123 wird der DRVCLK-Signal-132-Eingang dazu benutzt, eine Ausgangsgröße 137 zu erzeugen, welche die Leistungs- bzw. Stromschaltphase der Steuersignale 128, 129, 130 und 131 triggert bzw. auslöst.
  • In der Strombegrenzungssteuereinheit 120 wird das DRVCLK-Signal 132 und ein I-LIM-Signal am Ausgangsanschluß 81 (4) benutzt, um ein Signal am Ausgang 134 zu erzeugen. Der Ausgang 134 kann zur Ausgangs-Dekodiereinheit 125 geführt sein und schaltet schließlich aktive Steuersignale 128 oder 130 bis zu der nächsten Anstiegsflanke in dem DRVCLK-Signal 132 aus.
  • Die Abschalteinheit 121 erhält als Eingangsgrößen das SD-TRIGGER-SIGNAL auf dem Komparatorausgangsanschluß 109 (4) und das DRVCLK-Signal 132. Wenn das SD-TRIGGER-SIGNAL am Anschluß 109 aktiv ist (mittlerer Strom im abgestimmten Pri märkreis außerhalb des Bereichs), kann die Ausgangsgröße 135 die Steuersignale 128 und 130 unbegrenzt abschalten.
  • Die Tastverhältnissteuereinheit 122 steuert das Tastverhältnis der Ausgangsregister. Das Tastverhältnis eines Leistungs- bzw. Stromzyklus kann zwischen etwa 10 Prozent bis zu nahezu 100 Prozent sein. Wenn das NIEDRIG-HOCH-Signal am Komparatorausgang 87, d.h. der Nebenschlußdetektoreingang (4), eine logische Eins ist, kann das Ausgangssignal 136 die Ausgangsregister in ein Tastverhältnis von angenähert 10 Prozent bringen. Das TAST-TAKT-SIGNAL 133 kann das Tastverhältnis steuern. Wenn der Komparatorausgang 87 einmal angibt bzw. anzeigt, daß der interne abgestimmte Kreis 41 (3) nicht länger nebengeschlossen ist, kann die Tastverhältnissteuereinheit 122 es erlauben, daß wieder eine Leistungs- bzw. Stromübertragung mit einem Tastverhältnis von nahezu 100 Prozent aufgenommen wird.
  • Die Dekodiereinheit 125 nimmt die Ausgänge 134, 135, 136 und 137 auf und führt die angemessenen Logikniveaus der TREIBER-A-Einheit 127 und der TREIBER-B-Einheit 126 zu. In den Einheiten 126 und 127 werden die Ausgangsgrößen 129 und 140 dazu genommen, die Steuersignale 128, 129, 130 und 131 in den angemessenen Zustand zu bringen.
  • Die 6 stellt eine mögliche Ausführungsform des Austast-Impulsgenerators 35 dar. Wenn ein oberer MOSFET (d.h. ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) in der H-Brücke ein- oder ausgeschaltet wird, schwingt ein erstes frequenzselektives Filter 316 in 2 oder schwingt aus, und zwar infolge der Breitbandenergie, die durch das Schalten des MOSFETs erzeugt wird, so daß dadurch eine weitere Quelle von deterministischem Rauschen gebildet wird. Weil die Flanken entweder auf A-HOCH, d.h. das Steuersignal 128, oder auf B-HOCH, d.h. das Steuersignal 130, das Schalten eines oberen MOSFETS in der H-Brücke einleiten, werden sie dazu benutzt, den Austastimpuls einzuleiten. Wenn der Flankendetektor 145 Flanken auf einem der Steuersignale 128 oder 130 detektiert, triggert der Aus gang 146 für einen Zyklus die Zeitgebungs- bzw. Zeitsteuerungsschaltung 26, z.B. für 125 ns, in den Zustand einer logischen Eins. Eine logische Eins am Ausgang 146 bewirkt, daß das Austastregister 148 eine logische Eins auf dem Austastimpulsausgang 154 erzeugt. Eine logische Eins bei 146 triggert außerdem den monostabilen Zähler 153 bzw. den Monoflop-Zähler 153, damit dieser mit Zähler beginnt. Nachdem der monostabile Zähler bzw. Monoflop-Zähler 153 den gewünschten Zählwert erreicht hat, wie beispielsweise eine dezimale 7, kann das Austastregister 148 zurückgestellt werden und der Austastimpuls 154 kann auf eine logische Null zurückkehren, bis die nächste Flanke in dem Steuersignal 128 oder 130 detektiert wird. Die Breite des Austastimpulses 154, z.B. 750 ns, kann so gewählt werden, daß unkontrollierte Schwingen in dem ersten frequenzselektiven Filter 316 (2) nicht als ein gültiges Signal interpretiert werden kann.
  • Die 7 ist ein schematisches Schaltbild des in der Ausführungsform der Erfindung verwendeten Amplituden-Umtastungs-Demodulators. Eine logische Null auf dem Austast-Impulsausgang 154 und eine abfallende Flanke auf dem HF-IMPULS-Eingang auf der Leitung 100 gibt das UND-Tor 162 frei, um dem Zähler 160 eine ansteigende Taktflanke zuzuführen. Die HF-IMPULS-Eingangsgröße auf der Leitung 100 kann die Ausgangsgröße des Komparators 144 von 4 sein. Wenn der Austastimpuls 154 von 6 eine logische Eins ist, kann das ABFRAGE-CLK-Signal 162a auf dem Niveau einer logischen Null gehalten werden. Dieses verhindert es, daß der Abfragewertzähler 160 seinen Zählwert während eines aktiven Austastimpulses 154 inkrementiert. Irgendwelche Impulse auf der Leitung 100 können ignoriert werden, während der Abtastimpuls 154 eine logische Eins ist. Wenn die Zählerausgänge 165, 166, 167 und 168 alle eine logische Eins sind, d.h. beispielsweise ein dezimaler Zählwert von 16, kann der Eingang 176a den Zähler 160 in jenem Zustand halten, bis eine logische Eins am Ausgang 169a den Zähler 160 auf Null zurückstellt. Wenn das TX-RX-Signal 300 bzw. das Sende-Empfang-Signal 300 eine logische Eins ist, d.h. Sendebetriebsart, wird das ODER-Tor 169 freigegeben, und der Zähler 160 kann mittels des Ausgangs 169a gelöscht werden.
  • Der Fünf-Bit-Perioden-Zähler 178 inkrementiert seinen Ausgang mit jedem Taktimpuls in dem Taktsignal 26a, während das TX-RX-Signal 300 bzw. das Sende-Empfang-Signal 300 eine logische Null ist. Eine logische Eins auf dem Austastimpulsausgang 154 kann den Perioden-Zähler 178 in seinem gegenwärtigen Zustand halten. Wenn die Ausgänge 171, 172, 173 und 174 des Perioden-Zählers eine logische Eins sind und der Ausgang 170 eine logische Null ist, kann das Taktsignal 175 den Demodulationsregistereingang 176 takten. Die Eingangsgröße 176 ist nur dann eine logische Eins, wenn in der vorliegenden Ausführungsform der HF-Impulszähler 160 auf einem dezimalen Zählwert von 16 ist. Wenn z.B. 16 oder mehr HF-Impulse durch den HF-Impulszähler 160 in der Zeit auf der Leitung 100 detektiert werden, die der Perioden-Zähler 178 braucht, um 31 Taktimpulse im Signal 26a zu zählen, ist das Daten-RX-Signal 301 eine logische Null. Andernfalls ist es eine logische Eins. Bei der zweiunddreißigsten Taktimpulseingabe vom Signal 26a gibt der Perioden-Zähler 178 die Ausgangsgrößen 170, 171, 172, 173 und 174 ab, welche alle eine logische Eins sind, und die Ausgangsgröße 179 kann das ODER-Tor 169 freigeben und den HF-Impulszähler 160 auf Null zurückstellen. Bei der nächsten Anstiegsflanke des Signals 26a können sich die Perioden-Zähler-Ausgangsgrößen 170, 171, 172, 173 und 174 sich auf eine logische Null zurückstellen, und eine neue Abfrageperiode beginnt. Während der Sendebetriebsart, während welcher das TX-RX-Signal 300 eine logische Eins ist, können die Ausgangsgrößen 170, 171, 172, 173 und 174 des Perioden-Zählers 178 auf eine logische Null zurückgesetzt werden.
  • Der Amplituden-Umtastungs-Modulator 39 der 2, welcher in der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, ist in schematischer Darstellung in 8 gezeigt. Das Drei-Eingangs-UND-Tor 180 erhält die Eingangsgrößen von der Taktleitung 26a sowie das DATEN-TX-Signal 302 und das TX-RX- Signal 300. Eine logische Eins am Eingang für das TX-RX-Signal 300 aktiviert den Amplituden-Umtastungs-Modulator 39. Die zu übertragenden Daten, das DATEN-TX-Signal 302, werden invertiert und dann auf das UND-Tor 180 gegeben. Die Ausgangsgröße 182 kann entweder ein Taktsignal 26a oder eine logische Null sein. In dieser Konfiguration kann ein HF-Träger gesendet werden, wenn das Signal 301 eine logische Null ist.
  • Ein Teil der Elektronik der internen Einrichtung der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist in 9 gezeigt. Der durch den abgestimmten internen Kreis 46 zirkulierende Strom kann mittels des Transformators 190, welcher die Ausgangsanschlüsse 191 und 102 aufweist, maßstäblich geändert werden. Der Anschluß 192 kann an Massepotential gelegt sein. Der Anschluß 191 kann mit dem Widerstand R19 und dem invertierenden Anschluß 198 des Komparators 193 verbunden sein. Von dem Komparator 193 ist der positive Zuleitungsanschluß 194 mit einer Fünf-Volt-Quelle verbunden, während der negative Zuleitungsanschluß 195 mit einem Minus-Fünf-Volt-Potential verbunden ist. Der Ausgangsanschluß 196 kann durch den Widerstand R17 mit dem nichtinvertierenden Eingang 197 verbunden sein. Der nichtinvertierende Eingang 197 kann außerdem mit dem Widerstand R11 verbunden sein. Die Widerstandskombination von R17 und R18 sorgt für eine kleine, z.B. 10 mV, positive Hysteresis an dem nichtinvertierenden Eingang 197. Der Ausgangsanschluß 196 des Nulldurchgangsdetektors 47 ändert seinen Zustand jedesmal, wenn der sinusförmige Strom durch den abgestimmten internen Kreis 46 durch Null geht.
  • Der Nebenschlußschalter 49 mit an den Leitungen 201 und 199 quer über den abgestimmten internen Kreis 46 verbunden sein. Bei dem nebenschließenden MOSFET Q1 ist dessen Drainelektrode mit der Leitung 201 verbunden, die Sourceelektrode ist mit Massepotential verbunden, und die Gateelektrode ist an den Ausgangsstift 204 des MOSFET-Treibers 202 geführt. Bei dem MOSFET Q2 ist die Drainelektrode mit der Leitung 199 verbunden, und seine Sourcelektrode ist mit Massepotential verbun den, und seine Gateelektrode ist zu dem Ausgangsstift 204 des MOSFET-Treibers 202 geführt. Bei dem MOSFET-Treiber ist der positive Zuleitungsanschluß 203 mit dem Vcc-Spannungssignal 205 verbunden, der negative Zuleitungsanschluß 207 ist mit Massepotential verbunden, der Eingangsstift bzw. -anschluß 206 ist mit dem Nebenschlußsignal 315 verbunden, und der Stift bzw. Anschluß des invertierten Ausgangs 204 ist mit den Toreingängen von Q1 und Q2 verbunden. Wenn an den Eingängen 206 ein logisches Niedrig empfangen wird, werden Q1 und Q2 eingeschaltet. Wenn Q1 und Q2 eingeschaltet sind, werden die Leitungen 199 und 200 des abgestimmten internen Kreises 46 miteinander an Masse kurzgeschlossen. Dieses verhindert, daß der Strom durch die Diodenbrücke 51 und in die Ausgangskondensatoren 52 fließt.
  • Der Spannungskomparator 209 des Ausgangsspannungsüberwachers 53 ist so geschaltet, daß sein positiver Zuleitungsanschluß 211 mit dem Vcc-Spannungssignal 205 verbunden ist, sein negativer Zuleitungsanschluß 210 mit Massepotential verbunden ist, und der Ausgangsstift bzw. -anschluß 214 mit den Widerständen R15 und R16 verbunden ist. Der invertierende Eingang 213 kann mit einer Bezugsspannung Vref4 verbunden sein. Der nichtinvertierende Eingang 212 ist mit dem Hysterese-Widerstand R16 und dem Ausgang des Spannungsteilers, der von R12 und R14 gebildet ist, verbunden. Wenn das Spannungssignal 205 ansteigt, kann der Ausgangsstift bzw. -anschluß 214 in einem logisch niedrigen Zustand bleiben, bis das Signal 205 sein gewünschtes Maximalniveau erreicht, wie beispielsweise 17 V. Wenn das Signal 205 sein Maximum erreicht, kann der Stift bzw. Anschluß 214 auf das Niveau einer logischen Eins schalten und es der Nebenschlußsteuereinrichtung 50 signalisieren, den Nebenschlußschalter 49 zu aktivieren. Der Ausgangsstift bzw. -anschluß 214 kann auf einer logischen Eins bleiben, bis die in den Ausgangskondensatoren 52 gespeicherte Energie durch die Last abgeführt wird und das Spannungssignal 205 auf seinen Minimalwert, wie beispielsweise 16 V, fällt. Wenn der Stift bzw. Anschluß 214 einmal auf eine logische Null abfällt, kann die Nebenschlußsteuereinrichtung 50 den Nebenschlußschalter 49 bei der nächsten Nullstromdurchgangsflanke am Ausgangsanschluß 196 entaktivieren.
  • Außerdem sind in 9 die Komponenten gezeigt, die für das Senden und den Empfang der Daten verwendet werden. Während des Datenempfangs erzeugt der in der internen Spule 44 induzierte Hochfrequenzstrom eine Spannung zwischen den Leitungen 200 und 201 des zweiten frequenzselektiven Filters, welche mit den Anschlüssen des Datentransformators 56 verbunden sind. Der zwischen die Leitungen 200 und 201 geschaltete Induktor L1 kann ein kleiner Luftkerninduktor (≈ 60 nH) sein, der eine kleine Induktanz im Vergleich mit der viel größeren internen Spule 44 (≈ 15 uH) hat. Außerdem kann dadurch, daß L1 als ein kleiner Luftkerninduktor vorgesehen ist, der Widerstandswert der Spule minimiert werden und demgemäß nur eine geringe Wirkung auf den Wirkungsgrad der Leistungs- bzw. Stromübertragung haben. Die Leitung 221 des Datentransformators kann mit der Ausgangsleitung 229 des Leitungstreibers 224 verbunden sein. Der Leitungstreiber 224 weist außerdem die Ausgangsleitung 223 auf, welche durch einen Entkopplungskondensator C5 mit der Datentransformatorleitung 222 verbunden sein kann. Der Leistungs- bzw. Stromzuführungsanschluß 227 kann mit einer Fünf-Volt-Versorgungsquelle verbunden sein, während der negative Zuführungsstift bzw. -anschluß 225 mit Masse verbunden sein kann. Der Ausgang des Leitungstreibers 224 wird mittels des Freigabestifts bzw. -anschlusses 226 und des Eingangsstifts bzw. -anschlusses 228 gesteuert. Wenn der Freigabestift bzw. -anschluß 226 auf einem logisch niedrigen Wert gehalten wird, können die Ausgangsleitungen 229 und 223 in eine Drei-Zustands-Betriebsart gebracht und elektrisch von den Datentransformatorleitungen 221 und 222 getrennt werden. Alternativ können die Leitungen 229 und 223 mit aktiven Schaltern von den Transformatorleitungen isoliert werden. Der Eingangsstift bzw. -anschluß 228 kann mittels des SEC-DATEN-TX-Signals 305 betrieben werden.
  • Wenn der Leitungstreiber 214 freigegeben ist, betreiben die Differentialausgangsleitungen 229 und 223 den Transformator T1 über die Leitungen 221 und 222. Der Datentransfarmator 56 erzeugt eine maßstabsgerechte bzw. proportionale sinusförmige Ausgangsspannung zwischen den Leitungen 200 und 201, während er den Block des Leitungstreibers 60 vor hohen Strömen in dem zweiten frequenzselektiven Filter 48 isoliert. Die Spannung zwischen den Anschlußleitungen 200 und 201 des frequenzselektiven Filters ist effektiv parallel zu der internen Spule 44 bei Frequenzen gut oberhalb der Resonanzfrequenz des abgestimmten internen Kreises 46. Die Hochfrequenzspannung über der internen Spule 44 kann dann an die externe Spule 29 angekoppelt werden.
  • Der HF-Detektor 58 enthält den Hochgeschwindigkeitskomparator 218 mit dem Ausgangsstift bzw. -anschluß 215, dem positiven Anschlußstift 220, dem negativen Anschlußstift 219, dem nichtinvertierenden Eingang 217 und dem invertierenden Eingang 216. Der Anschlußstift 220 kann an eine Fünf-Volt-Zuführung gelegt sein, während der Anschlußstift 219 mit einer Minus-Fünf-Volt-Zuführung verbunden sein kann. Der invertierende Eingang 216 kann durch ein Hochpaßfilter mit der Leitung 222 verbunden sein. Das von C6, R8 und R11 gebildete Hochpaßfilter vermindert die Wirkungen des Signals in der Nähe der Leistungs- bzw. Stromübertragungsfrequenzen, z.B. 160 kHz, auf den Betrieb des HF-Detektors 58. Außerdem verhindern R8 und R11, daß die Spannungen am Eingang 216 den üblichen Betriebsbereich des Verstärkers 218 übersteigen, während der Leitungstreiber 60 freigegeben ist.
  • Der nichtinvertierende Eingang 217 kann durch das von C7, R9 und R10 gebildete Hochpaßfilter mit der Leitung 221 verbunden sein. Wiederum ist es so, daß dieses Filter den Einfluß von Signalen in der Nähe der Leistungs- bzw. Stromübertragungsfrequenzen auf den HF-Komparator 218 reduziert und im wesentlichen einen angemessenen Betrieb des Verstärkers 218 in der üblichen Betriebsart sicherstellt. Der zwischen den Ausgang 215 und den Eingang 217 geschaltete Widerstand R12 sieht eine positive Hysterese am nichtinvertierenden Eingang 217 vor. Der Wert von R12 stellt die erforderliche Minimalamplitude eines Signals zwischen den Leitungen 221 und 222 derart ein, daß es als ein gültiges Signal betrachtet werden kann.
  • Es sei auf 3 und 10 Bezug genommen, wonach, wenn der Strom durch den abgestimmten internen Kreis 46 durch Null geht, sich die Spannung über der Diodenbrücke 51 umkehrt. Diese Vorspannungsumkehr induziert deterministisches Rauschen über dem zweiten frequenzselektiven Filter 28, dem durch eine zweite Unterdrückungseinrichtung (bzw. ein zweites Unterdrükkungsmittel) entgegengewirkt werden kann, die z.B. durch den in 10 gezeigten Austast-Impulsgenerator verkörpert ist. Da die Flanken in dem NULL-X-Signal am Ausgangsanschluß 196 Null-Stromdurchgänge in dem abgestimmten internen Kreis 46 (3) repräsentieren, kann das NULL-X-Signal am Ausgangsanschluß 196 dazu benutzt werden, einen Austastimpuls zum Zwecke des Datenempfangs einzuleiten. Wenn der Flankendetektor 235 in 10 eine Flanke am Ausgangsanschluß 196 detektiert, kippt die Ausgangsgröße 236 während eines Zyklus des Kristalloszillatorsignals 54a, z.B. 125 ns, in den Zustand einer logischen Eins.
  • Eine logische Eins am Ausgang 236 bewirkt, daß das Austastregister 237 eine logische Eins an seinem Ausgang 238 erzeugt. Eine logische Eins am Ausgang 236 triggert den monostabilen Zähler bzw. Monoflop-Zähler 239 dahingehend, daß dieser mit Zählen beginnt. Nachdem der monostabile Zähler bzw. Monoflop-Zähler 239 den gewünschten Zählwert, z.B. eine dezimale 5, erreicht hat, kann das Austastregister 237 zurückgestellt werden, und der Austastimpuls 238 kann auf eine logische Null zurückkehren, bis die nächste Flanke am Ausgangsanschluß 196 detektiert wird. Die Breite des Austastimpulses 238, z.B. 500 ns, kann so gewählt werden, daß sichergestellt wird, daß das unkontrollierte Schwingen im zweiten frequenzselektiven Filter 48 (3) nicht als ein gültiges Signal interpretiert wird.
  • Die 11 ist ein schematisches Schaltbild des Amplituden-Umtastungs-Demodulators, der in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Eine logische Null am Austastimpulseingang 238 und eine abfallende Flanke am HF-IMPULS-Eingang an dem Ausgangsstift 215 befähigt das UND-Tor 245, den HF-Impulszähler 249 mit einer Anstiegstaktflanke zu beaufschlagen. Die HF-IMPULS-Eingangsgröße am Ausgangsstift 215 ist die Ausgangsgröße des Komparators 218 von 9. Wenn die Austast-Impulseingangsgröße 238 von 10 eine logische Eins ist, kann die Ausgangsgröße 245a auf dem Niveau einer logischen Null gehalten werden. Dadurch wird verhindert, daß der HF-Impulszähler 249 seinen Zählwert während eines aktiven Austastimpulses auf der Leitung 238 inkrementiert. Irgendwelche Impulse an dem Ausgangsstift bzw. -anschluß 215 können ignoriert werden, während die Austastimpulsleitung 238 auf einer logischen Eins ist. Wenn die Zählerausgangsgrößen 255, 256, 257 und 258 alle eine logische Eins sind, d.h. beispielsweise der dezimale Zählwert 16 ist, kann die Eingangsgröße 250a den HF-Impulszähler 249 in jenem Zustand halten, bis eine logische Eins am Ausgang 254a den Zähler 249 auf Null zurückstellt. Wenn die SEC-TX-RX-Leitung 304 auf einer logischen Eins ist, d.h. Sendebetriebsart, kann das ODER-Tor 254 freigegeben werden, und der Zähler 249 kann mittels der Ausgangsgröße 254a gelöscht werden.
  • Der Fünf-Bit-Perioden-Zähler 264 inkrementiert seine Ausgangsgröße bei jedem Taktimpuls auf 54, während das SEC-TX-RX-Signal 304 eine logische Null ist. Eine logische Eins auf der Austastleitung 238 kann den Periodenzähler 264 in seinem gegenwärtigen Zustand halten. Wenn die Perioden-Zähler-Ausgangsgrößen 260, 261, 262 und 263 eine logische Eins sind und die Ausgangsgröße 259 eine logische Null ist, kann das Taktsignal 253 das Demodulationsregister 251 takten. Die Eingangsgröße 250 ist nur dann eine logische Eins, wenn der HF-Impulszähler 249 in der vorliegenden Ausführungsform auf einem Dezimalzählwert von 16 ist. Beispielsweise ist es, wenn vorliegend 16 oder mehr HF-Impulse am Ausgangsstift bzw. -anschluß 215 durch den HF-Impulszähler 249 in der Zeit detektiert werden, welche der Perioden-Zähler 264 braucht, um vorliegend 31 Taktimpulse im Signal 54a zu zählen, so, daß die SEC-DATEN-RX-Ausgangsgröße eine logische Null ist. Andernfalls ist sie eine logische Eins. Vorliegend beim zweiunddreißigsten Taktimpulssignal 54a werden die Perioden-Zähler-Ausgangsgrößen 259, 260, 261, 262 und 263 alle eine logische Eins, und die Ausgangsgröße 265 kann das ODER-Tor 254 freigeben, wodurch der HF-Impulszähler 249 auf Null zurückgestellt wird. Bei der nächsten Anstiegsflanke des Signals 54a können die Zählerausgangsgrößen 259, 260, 261, 262 und 263 des Perioden-Zählers auf eine logische Null zurückgesetzt werden, und eine neue Abfrageperiode beginnt. Während der Sendebetriebsart, während welcher das SEC-TX-RX-Signal 304 eine logische Eins ist, können die Ausgangsgrößen 259, 260, 261, 262 und 263 des Periodenzählers 264 auf eine logische Null zurückgesetzt werden.
  • Der interne Amplituden-Umtastungs-Modulator 59, der in Verbindung mit der internen Verbindung 22 verwendet wird, ist in schematischer Darstellung in 12 gezeigt. Das Drei-Eingangs-UND-Tor 275 erhält die Eingangsgrößen Takt 54, SEC-DATEN-TX 305 und SEC-TX-RX 304. Eine logische Eins der Eingangsgröße SEC-TX-RX 304 aktiviert den Amplituden-Umtastungs-Modulator 59. Die zu sendenden Daten, das SEC-DATEN-TX-Signal 305, können invertiert und dann auf den UND-Toreingang 276 gegeben werden. Die UND-Torausgangsgröße 277 kann entweder das Taktsignal auf der Leitung 54a oder eine logische Null sein. In der vorliegenden Konfiguration kann ein HF-Träger gesendet werden, wenn das Signal 305 eine logische Null ist.
  • Mit der Erfindung wird eine Einrichtung zum transkutanen Übertragen eines Leistungssignals zu einer implantierbaren Einrichtung und zum Übertragen eines ersten und zweiten Informationssignals zu bzw. von mit der implantierbaren Einrichtung zur Verfügung gestellt. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann eine externe Einheit aufweisen, die eine erste Leistungseinrichtung zum Erzeugen des Leistungssignals hat; sowie eine erste Signalisierungseinrichtung zum Erzeugen des ersten Informationssignals; und eine erste Empfangseinrichtung zum Empfangen des zweiten Informationssignals; und außerdem eine erste Kopplungseinrichtung zum unabhängigen Koppeln des Lei- stungssignals und des ersten Informationssignals. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann weiterhin eine interne Einheit umfassen, die folgendes hat: eine zweite Leistungseinrichtung zum Empfangen des Leistungssignals; sowie eine zweite Signalisierungseinrichtung zum Erzeugen des zweiten Informationssignals; und eine zweite Empfangseinrichtung zum Empfangen des ersten Informationssignals; und außerdem eine zweite Kopplungseinrichtung zum unabhängigen Koppeln des Leistungssignals und des zweiten Informationssignals.
  • Die erste Leistungseinrichtung überträgt das Leistungssignal bei einer Leistungsfrequenz, und die erste Signalisierungseinrichtung kann das erste Informationssignal bei einer Frequenz übertragen, die größer als die Leistungsfrequenz ist. Die erste Leistungseinrichtung kann außerdem eine Leistungsversorgung bzw. Leistungsquelle aufweisen. Die zweite Signalisierungseinrichtung kann das zweite Informationssignal auch bei einer Frequenz übertragen, die größer als die Leistungsfrequenz ist.
  • Die externe Einheit kann einen Leistungsumsetzer zum Umsetzen eines Leistungseingangssignals einer ersten vorgewählten Frequenz in ein Leistungssignal der Leistungsfrequenz aufweisen; sowie einen externen Koppler zum Übertragen des Leistungssignals und zum Übertragen, insbesondere Senden bzw. Empfangen, des ersten und zweiten Informationssignals; weiter eine externe Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung zum symmetrischen Senden/Empfangen des ersten und zweiten Informationssignals; und eine externe Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung zum symmetrischen Steuern bzw. Leiten des ersten und zweiten Informationssignals.
  • Die interne Einheit kann einen internen Koppler zum Empfangen des Leistungssignals und zum Übertragen, insbesondere Senden bzw. Empfangen, des ersten und zweiten Informationssignals aufweisen; sowie einen Spannungsregulator bzw. -regler zum Umwandeln des ersten Leistungssignals in das genannte zweite Leistungssignal, welches an die implantierbare Einrichtung geliefert wird; und eine interne Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung zum symmetrischen Senden/Empfangen des ersten und zweiten Informationssignals; sowie außerdem eine interne Datensteuer- und/oder -leiteinrichtung, welche das erste und zweite Informationssignal symmetrisch steuert bzw. leitet. Das symmetrische Steuern bzw. Leiten umfaßt vorzugsweise eine Amplituden-Umtastungs-Modulation eines Datensignals auf ein Hochfrequenzträgersignal von einer vorgewählten Trägerfrequenz, welche gegenwärtig bevorzugt etwa 8 MHz ist.
  • Der externe und interne Koppler können je einen abgestimmten Primärkreis bzw. Sekundärkreis aufweisen. Jeder abgestimmte Kreis hat eine Resonanzfrequenz, die beispielsweise etwa 160 kHz beträgt. Außerdem können die erste und zweite Signalformungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung ein erstes bzw. zweites frequenzselektives Filter aufweisen. Jedes frequenzselektive Filter kann Grenzfrequenzen von zwischen etwa 7,9 MHz und 8,1 MHz bei einer mittigen Frequenz von etwa 8 MHz haben.

Claims (20)

  1. Einrichtung zum transkutanen Liefern eines ersten Leistungssignals (6) an eine implantierbare Einrichtung (20) und zum Übertragen eines ersten und zweiten Informationssignals (23, 24) an und von der implantierbaren Einrichtung (20), wobei die Einrichtung umfasst: (a) eine externe Einheit (1), umfassend eine erste Leistungseinrichtung (3, 4) zum Erzeugen des ersten Leistungssignals (6), eine erste Signalisierungseinrichtung (5, 39, 40) zum Erzeugen des auf einen ersten Träger, welcher eine höhere Trägerfrequenz als eine Leistungsfrequenz des ersten Leistungssignals aufweist, aufmodulierten ersten Informationssignals (23), eine erste Empfangseinrichtung (16, 37, 38) zum Empfangen des zweiten Informationssignals (24), eine erste Kopplungseinrichtung (16, 31), die mit der ersten Leistungseinrichtung (3, 4) und der ersten Signalisierungseinrichtung (5, 39, 40) sowie der ersten Empfangseinrichtung (16, 37, 38) verbunden ist, wobei die erste Kopplungseinrichtung (16, 31) zum unabhängigen Verkoppeln des ersten Leistungssignals (6) und des ersten Informationssignals (23) ausgestaltet ist, um ein erstes Verbundsignal (7) zu erzeugen, und (b) eine interne Einheit (2), umfassend eine zweite Leistungseinrichtung (12) zum Empfangen des ersten Leistungssignals (6), eine zweite Signalisierungseinrichtung (18, 59, 60) zum Erzeugen des zweiten Informationssignals (24) und eine zweite Empfangseinrichtung (17, 57, 58) zum Empfangen des ersten Informationssignals (23), wobei die externe Einheit (1) und die interne Einheit (2) Übertragungsmittel (10, 11) zum Übertragen des ersten Verbundsignals (7) an die interne Einheit (2) bzw. des zweiten Informationssignals (24) an die externe Einheit (1) über einen gemeinsamen Übertragungskanal (8, 19) umfassen.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Signalisierungseinrichtung (18, 59, 60) das zweite Informationssignal auf einen zweiten Träger, welcher eine höhere Trägerfrequenz als die Leistungsfrequenz aufweist, erzeugt, und dass die Trägerfrequenz des ersten Trägers unterschiedlich von der Trägerfrequenz des zweiten Trägers ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Signalisierungseinrichtung (18, 59, 60) das zweite Informationssignal auf einen zweiten Träger, welcher eine höhere Trägerfrequenz als die Leistungsfrequenz aufweist, erzeugt, wobei die Trägerfrequenz des ersten Trägers angenähert gleich der Trägerfrequenz des zweiten Trägers ist.
  4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsfrequenz•etwa 180 kHz ist.
  5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Einheit Folgendes umfasst: (a) einen Leistungsumsetzer (4) zum Umsetzen eines Leistungseingangssignals einer ersten vorgewählten Frequenz in das erste Leistungssignal der Leistungsfrequenz, (b) einen externen Koppler (10), der mit dem Leistungsumsetzer (4) verbunden und an den gemeinsamen Übertragungskanal zum Übertragen des Leistungssignals und zum Übertragen des ersten und zweiten Informationssignals angekoppelt ist, (c) eine externe Signalverarbeitungseinrichtung (16), die zum symmetrischen Senden/Empfangen des ersten und zweiten Informationssignals zwischen den externen Koppler (10) und den Leistungsumsetzer (4) geschaltet ist, und (d) eine externe Signalsteuereinrichtung (5), die zum symmetrischen Steuern des ersten und zweiten Informationssignals mit der externen Signalverarbeitungseinrichtung (16) verbunden ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Signalsteuereinrichtung (5) weiter eine erste Unterdrückungseinrichtung (35) zum Unterdrücken von deterministischem Rauschen in dem ersten und/oder zweiten Informationssignal umfasst.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Signalsteuereinrichtung (5) weiter eine zweite Unterdrückungseinrichtung zum Unterdrücken von deterministischem Rauschen in dem ersten und/oder zweiten Informationssignal umfasst.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorgewählte Frequenz etwa 0 Hz ist und dass das Leistungseingangssignal ein Gleichstrom-Leistungseingangssignal ist.
  9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorgewählte Frequenz etwa 50 oder 60 Hz ist und dass das Leistungseingangssignal ein Wechselstrom-Leistungseingangssignal ist.
  10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Einheit (2) Folgendes umfasst: (a) einen an den gemeinsamen Übertragungskanal angekoppelten internen Koppler (11) zum Empfangen des ersten Leistungssignals und zum Übertragen des ersten und zweiten Informationssignals, (b) einen Spannungsregler (12), der zwischen den internen Koppler (11) und die implantierbare Einrichtung (20) geschaltet ist, wobei der Spannungsregler (12) zum Umwandeln des ersten Leistungssignals in ein zweites Leistungssignal, das einen vorgewählten Strom hat, und zum Liefern des zweiten Leistungssignals an die implantierbare Einrichtung (20) geeignet ist, (c) eine interne Signalverarbeitungseinrichtung (17) , die zum symmetrischen Senden/Empfangen des ersten und zweiten Informationssignals zwischen den internen Koppler (11) und den Spannungsregler (12) geschaltet ist, und (d) eine interne Signalsteuereinrichtung (18), die zwischen die interne Signalverarbeitungseinrichtung (17) und die implantierbare Einrichtung (20) geschaltet ist, wobei die interne Signalsteuereinrichtung (18) zum symmetrischen Steuern des ersten und zweiten Informationssignals geeignet ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Signalsteuereinrichtung (18) weiter eine Unterdrückungseinrichtung (55) zum Unterdrücken von deterministischem Rauschen in dem ersten und/oder zweiten Informationssignal umfasst.
  12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsregler (12) weiter eine Nebenschlusseinrichtung (49) zum Begrenzen des Leistungssignals zu dem internen Koppler (11), wenn der vorgewählte Strom annähernd 0 Ampere ist, umfasst, wobei die Nebenschlusseinrichtung (49) koinzident mit den Nulldurchgängen des vorgewählten Stroms synchronisiert ist, so dass Schaltverluste und elektromagnetische Indifferenzen dadurch minimiert werden.
  13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 5-9 ausgestaltet ist.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Koppler (10) einen abgestimmten Primärkreis (29, 30) aufweist oder ein solcher ist und dass der interne Koppler (11) einen abgestimmten Sekundärkreis (44, 45) aufweist oder ein solcher ist.
  15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der abgestimmte Primär- und Sekundärkreis (29, 30; 44, 45) eine Resonanzfrequenz hat.
  16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz etwa 160 kHz ist.
  17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Signalverarbeitungseinrichtung (16) ein, erstes frequenzselektives Filter (316) aufweist, und dass die interne Signalverarbeitungseinrichtung (17) ein zweites frequenzselektives Filter (48) aufweist, wobei jedes der frequenzselektiven Filter (48, 316) eine obere Grenzfrequenz und eine untere Grenzfrequenz sowie eine mittige Frequenz aufweist.
  18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die untere und obere Grenzfrequenz des ersten und zweiten frequenzselektiven Filters (48, 316) etwa 7,9 MHz bzw. etwa 8,1 MHz ist, und dass die mittige Frequenz des ersten und zweiten frequenzselektiven Filters (48, 316) etwa 8 MHz ist.
  19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das symmetrische Steuern die Amplitudenumtastungsmodulation eines Datensignals auf den ersten oder zweiten Träger mit einer vorgewählten Trägerfrequenz umfasst.
  20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgewählte Trägerfrequenz etwa 8 MHz ist.
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Families Citing this family (176)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2156236C (en) * 1995-08-16 1999-07-20 Stephen J. Borza Biometrically secured control system for preventing the unauthorized use of a vehicle
US5935078A (en) * 1996-01-30 1999-08-10 Telecom Medical, Inc. Transdermal communication system and method
US5728154A (en) * 1996-02-29 1998-03-17 Minnesota Mining And Manfacturing Company Communication method for implantable medical device
US5861018A (en) * 1996-05-28 1999-01-19 Telecom Medical Inc. Ultrasound transdermal communication system and method
US5755748A (en) * 1996-07-24 1998-05-26 Dew Engineering & Development Limited Transcutaneous energy transfer device
US5733313A (en) 1996-08-01 1998-03-31 Exonix Corporation RF coupled, implantable medical device with rechargeable back-up power source
US5713939A (en) * 1996-09-16 1998-02-03 Sulzer Intermedics Inc. Data communication system for control of transcutaneous energy transmission to an implantable medical device
DE19646745C2 (de) 1996-11-01 1999-07-08 Nanotron Ges Fuer Mikrotechnik Übertragungsverfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE19646747C1 (de) 1996-11-01 1998-08-13 Nanotron Ges Fuer Mikrotechnik Verfahren zur drahtlosen Übertragung einer einem Signal aufgeprägten Nachricht
DE19646748C2 (de) 1996-11-01 2003-03-20 Nanotron Ges Fuer Mikrotechnik Sicherungssystem
DE19646746C2 (de) 1996-11-01 2003-09-18 Nanotron Technologies Gmbh Übertragungsverfahren zur drahtlosen Kommunikation mit einem implantierten medizinischen Gerät
US5814089A (en) * 1996-12-18 1998-09-29 Medtronic, Inc. Leadless multisite implantable stimulus and diagnostic system
US5941906A (en) * 1997-10-15 1999-08-24 Medtronic, Inc. Implantable, modular tissue stimulator
US6046676A (en) * 1997-11-14 2000-04-04 International Business Machines Corporation Self powered electronic memory identification tag with dual communication ports
US5995874A (en) * 1998-02-09 1999-11-30 Dew Engineering And Development Limited Transcutaneous energy transfer device
ATE207224T1 (de) * 1998-03-03 2001-11-15 Infineon Technologies Ag Datenträger zum kontaktlosen empfangen von amplitudenmodulierten signalen
US6058330A (en) * 1998-03-06 2000-05-02 Dew Engineering And Development Limited Transcutaneous energy transfer device
US6477424B1 (en) * 1998-06-19 2002-11-05 Medtronic, Inc. Medical management system integrated programming apparatus for communication with an implantable medical device
US8489200B2 (en) 1998-07-06 2013-07-16 Abiomed, Inc. Transcutaneous energy transfer module with integrated conversion circuitry
ES2306525T3 (es) 1998-08-26 2008-11-01 Sensors For Medicine And Science, Inc. Dispositivos de deteccion basados en optica.
US6304766B1 (en) 1998-08-26 2001-10-16 Sensors For Medicine And Science Optical-based sensing devices, especially for in-situ sensing in humans
CA2348072C (en) 1998-10-27 2005-09-20 Richard P. Phillips Transcutaneous energy transmission system with full wave class e rectifier
US6321118B1 (en) 1999-01-28 2001-11-20 Advanced Bionics Corporation Method and apparatus for power link detection with implantable medical devices
GB9910323D0 (en) * 1999-05-06 1999-06-30 Univ Ulster Cardiac defibrillation
US6285909B1 (en) 1999-05-27 2001-09-04 Cardiac Pacemakers, Inc. Preserving patient specific data in implantable pulse generator systems
US6442434B1 (en) * 1999-10-19 2002-08-27 Abiomed, Inc. Methods and apparatus for providing a sufficiently stable power to a load in an energy transfer system
US6400990B1 (en) * 2000-02-18 2002-06-04 Pacesetter, Inc. Patient activated telemetry control unit using bidirectional asymmetric dual-mode telemetry link to communicate with an implanted device
US8155752B2 (en) 2000-03-17 2012-04-10 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Implantable medical device with single coil for charging and communicating
US6631296B1 (en) * 2000-03-17 2003-10-07 Advanced Bionics Corporation Voltage converter for implantable microstimulator using RF-powering coil
US6579315B1 (en) 2000-04-25 2003-06-17 The Penn State Research Foundation Artificial heart power supply system
US6478820B1 (en) 2000-04-25 2002-11-12 The Penn State Research Foundation Artificial heart with synchronous rectification
US6451055B1 (en) * 2000-04-25 2002-09-17 The Penn State Research Foundation Artificial heart data communication system
US6395027B1 (en) 2000-04-25 2002-05-28 The Penn State Research Foundation Artificial heart with arrhythmia signalling
US6458164B1 (en) 2000-04-25 2002-10-01 The Penn State Research Foundation Artificial heart with energy recovery
US6400974B1 (en) 2000-06-29 2002-06-04 Sensors For Medicine And Science, Inc. Implanted sensor processing system and method for processing implanted sensor output
US7553280B2 (en) 2000-06-29 2009-06-30 Sensors For Medicine And Science, Inc. Implanted sensor processing system and method
US6556871B2 (en) 2001-01-04 2003-04-29 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for receiving telemetry data from an implantable medical device
US6622044B2 (en) * 2001-01-04 2003-09-16 Cardiac Pacemakers Inc. System and method for removing narrowband noise
US7369897B2 (en) * 2001-04-19 2008-05-06 Neuro And Cardiac Technologies, Llc Method and system of remotely controlling electrical pulses provided to nerve tissue(s) by an implanted stimulator system for neuromodulation therapies
AU2002256413B2 (en) * 2001-05-04 2007-06-07 Sensors For Medicine And Science, Inc. Electro-optical sensing device with reference channel
US7015769B2 (en) * 2002-06-20 2006-03-21 Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research System and method for automatic tuning of a magnetic field generator
US6772011B2 (en) 2002-08-20 2004-08-03 Thoratec Corporation Transmission of information from an implanted medical device
US20040055610A1 (en) * 2002-09-25 2004-03-25 Peter Forsell Detection of implanted wireless energy receiving device
US20040064030A1 (en) * 2002-10-01 2004-04-01 Peter Forsell Detection of implanted injection port
US7065409B2 (en) * 2002-12-13 2006-06-20 Cardiac Pacemakers, Inc. Device communications of an implantable medical device and an external system
US7009511B2 (en) 2002-12-17 2006-03-07 Cardiac Pacemakers, Inc. Repeater device for communications with an implantable medical device
US7127300B2 (en) * 2002-12-23 2006-10-24 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for enabling data communication between an implantable medical device and a patient management system
US7395117B2 (en) * 2002-12-23 2008-07-01 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable medical device having long-term wireless capabilities
US20040128161A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-01 Mazar Scott T. System and method for ad hoc communications with an implantable medical device
US6978182B2 (en) * 2002-12-27 2005-12-20 Cardiac Pacemakers, Inc. Advanced patient management system including interrogator/transceiver unit
US20040199082A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-07 Ostroff Alan H. Selctable notch filter circuits
US7570994B2 (en) * 2003-04-25 2009-08-04 Medtronic Physio-Control Corp. Apparatus and method for maintaining a defibrillator battery charge and optionally communicating
NZ528542A (en) * 2003-09-29 2006-09-29 Auckland Uniservices Ltd Inductively-powered power transfer system with one or more, independently controlled loads
US9259584B2 (en) 2003-10-02 2016-02-16 Medtronic, Inc. External unit for implantable medical device coupled by cord
EP1673143B1 (de) * 2003-10-02 2012-08-22 Medtronic, Inc. Benutzeroberfläche für externes ladegerät eines implantierbaren medizinischen gerätes
US8140168B2 (en) 2003-10-02 2012-03-20 Medtronic, Inc. External power source for an implantable medical device having an adjustable carrier frequency and system and method related therefore
US7342508B2 (en) * 2003-12-26 2008-03-11 Medtronic Minimed, Inc. Telemetry system and method with variable parameters
EP1557949A1 (de) * 2004-01-23 2005-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rauscharme differenzielle Vorspannungsschaltung und Vorrichtung zur Verarbeitung von Differenzsignalen
US7471986B2 (en) * 2004-02-20 2008-12-30 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for transmitting energy to and establishing a communications network with one or more implanted devices
US7794499B2 (en) * 2004-06-08 2010-09-14 Theken Disc, L.L.C. Prosthetic intervertebral spinal disc with integral microprocessor
US20060020302A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-26 Medtronic, Inc. Medical device telemetry arbitration system based upon user selection
WO2006012371A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-02 Medtronic, Inc. Concurrent delivery of treatment therapy with telemetry in an implantable medical device
US20060020303A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-26 Medtronic, Inc. Medical device telemetry arbitration system using signal strength
US20060089856A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-27 Cardiac Pacemakers Integrated pharmaceutical dispensing and patient management monitoring
US8150509B2 (en) * 2004-10-21 2012-04-03 Cardiac Pacemakers, Inc. Systems and methods for drug therapy enhancement using expected pharmacodynamic models
US7585280B2 (en) 2004-12-29 2009-09-08 Codman & Shurtleff, Inc. System and method for measuring the pressure of a fluid system within a patient
US7775966B2 (en) 2005-02-24 2010-08-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Non-invasive pressure measurement in a fluid adjustable restrictive device
US7545272B2 (en) 2005-02-08 2009-06-09 Therasense, Inc. RF tag on test strips, test strip vials and boxes
US8066629B2 (en) 2005-02-24 2011-11-29 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Apparatus for adjustment and sensing of gastric band pressure
US7775215B2 (en) 2005-02-24 2010-08-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. System and method for determining implanted device positioning and obtaining pressure data
US7699770B2 (en) 2005-02-24 2010-04-20 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Device for non-invasive measurement of fluid pressure in an adjustable restriction device
US7658196B2 (en) 2005-02-24 2010-02-09 Ethicon Endo-Surgery, Inc. System and method for determining implanted device orientation
US8016744B2 (en) 2005-02-24 2011-09-13 Ethicon Endo-Surgery, Inc. External pressure-based gastric band adjustment system and method
US7927270B2 (en) 2005-02-24 2011-04-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. External mechanical pressure sensor for gastric band pressure measurements
US20060211945A1 (en) * 2005-03-15 2006-09-21 Codman & Shurtleff, Inc. Pressure sensing methods
US10362947B2 (en) * 2005-03-15 2019-07-30 Integra LifeSciences Switzerland Sarl Pressure sensing devices
US7510533B2 (en) * 2005-03-15 2009-03-31 Codman & Shurtleff, Inc. Pressure sensing valve
US7308292B2 (en) 2005-04-15 2007-12-11 Sensors For Medicine And Science, Inc. Optical-based sensing devices
US7502594B2 (en) * 2005-04-27 2009-03-10 Codman Neuro Sciences Sárl Power regulation feedback to optimize robustness of wireless transmissions
US7752059B2 (en) * 2005-07-05 2010-07-06 Cardiac Pacemakers, Inc. Optimization of timing for data collection and analysis in advanced patient management system
US8870742B2 (en) 2006-04-06 2014-10-28 Ethicon Endo-Surgery, Inc. GUI for an implantable restriction device and a data logger
US8152710B2 (en) 2006-04-06 2012-04-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Physiological parameter analysis for an implantable restriction device and a data logger
US8660660B2 (en) * 2006-11-14 2014-02-25 Second Sight Medical Products, Inc. Power scheme for implant stimulators on the human or animal body
US9399130B2 (en) 2007-04-25 2016-07-26 Medtronic, Inc. Cannula configured to deliver test stimulation
US9561053B2 (en) 2007-04-25 2017-02-07 Medtronic, Inc. Implant tool to facilitate medical device implantation
US20080294219A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Osypka Thomas P Power Management System for an Implantable Medical Device
DE202007018529U1 (de) * 2007-07-07 2008-12-04 Chamalow S.A. Implantierbarer Funkfrequenzdefibrillator R.F.
US7842004B2 (en) * 2007-10-31 2010-11-30 Codman & Shurtleff, Inc. Wireless pressure setting indicator
US9204812B2 (en) * 2007-10-31 2015-12-08 DePuy Synthes Products, LLC Wireless pressure sensing shunts
US8454524B2 (en) 2007-10-31 2013-06-04 DePuy Synthes Products, LLC Wireless flow sensor
US8480612B2 (en) 2007-10-31 2013-07-09 DePuy Synthes Products, LLC Wireless shunts with storage
US8187163B2 (en) 2007-12-10 2012-05-29 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods for implanting a gastric restriction device
US8100870B2 (en) 2007-12-14 2012-01-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Adjustable height gastric restriction devices and methods
US8377079B2 (en) 2007-12-27 2013-02-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Constant force mechanisms for regulating restriction devices
US8142452B2 (en) 2007-12-27 2012-03-27 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Controlling pressure in adjustable restriction devices
US8591395B2 (en) 2008-01-28 2013-11-26 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Gastric restriction device data handling devices and methods
US8192350B2 (en) 2008-01-28 2012-06-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods and devices for measuring impedance in a gastric restriction system
US8337389B2 (en) 2008-01-28 2012-12-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods and devices for diagnosing performance of a gastric restriction system
US7844342B2 (en) 2008-02-07 2010-11-30 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Powering implantable restriction systems using light
US8221439B2 (en) 2008-02-07 2012-07-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Powering implantable restriction systems using kinetic motion
US8114345B2 (en) 2008-02-08 2012-02-14 Ethicon Endo-Surgery, Inc. System and method of sterilizing an implantable medical device
US8591532B2 (en) 2008-02-12 2013-11-26 Ethicon Endo-Sugery, Inc. Automatically adjusting band system
US8057492B2 (en) 2008-02-12 2011-11-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Automatically adjusting band system with MEMS pump
US8034065B2 (en) 2008-02-26 2011-10-11 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Controlling pressure in adjustable restriction devices
US8187162B2 (en) 2008-03-06 2012-05-29 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Reorientation port
US8233995B2 (en) 2008-03-06 2012-07-31 Ethicon Endo-Surgery, Inc. System and method of aligning an implantable antenna
WO2010042055A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Milux Holding S.A. Charger for implant
US8571678B2 (en) * 2009-02-03 2013-10-29 Medtronic, Inc. Adaptation of modulation parameters for communications between an implantable medical device and an external instrument
BR112012009703A8 (pt) 2009-10-28 2017-10-10 Koninklijke Philips Electronics Nv Sistema de suporte de pressão e método para prover um fluxo de gás a um paciente
US9042995B2 (en) * 2010-02-03 2015-05-26 Medtronic, Inc. Implantable medical devices and systems having power management for recharge sessions
US8909351B2 (en) 2010-02-03 2014-12-09 Medtronic, Inc. Implantable medical devices and systems having dual frequency inductive telemetry and recharge
US20110218622A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Micardia Corporation Induction activation of adjustable annuloplasty rings and other implantable devices
US8594806B2 (en) 2010-04-30 2013-11-26 Cyberonics, Inc. Recharging and communication lead for an implantable device
JP5577506B2 (ja) 2010-09-14 2014-08-27 ソーラテック コーポレイション 遠心式ポンプ装置
US9166655B2 (en) 2010-10-28 2015-10-20 Cochlear Limited Magnetic induction communication system for an implantable medical device
WO2012087807A2 (en) 2010-12-20 2012-06-28 Abiomed, Inc. Transcutaneous energy transfer system with multiple secondary coils
US8766788B2 (en) 2010-12-20 2014-07-01 Abiomed, Inc. Transcutaneous energy transfer system with vibration inducing warning circuitry
WO2012087816A2 (en) 2010-12-20 2012-06-28 Abiomed, Inc. Method and apparatus for accurately tracking available charge in a transcutaneous energy transfer system
WO2012132850A1 (ja) 2011-03-28 2012-10-04 Ntn株式会社 回転駆動装置およびそれを用いた遠心式ポンプ装置
DK3485819T3 (da) 2011-04-14 2022-10-17 Abiomed Inc Transkutan energioverførselsspole med integreret radiofrekvensantenne
US9136728B2 (en) 2011-04-28 2015-09-15 Medtronic, Inc. Implantable medical devices and systems having inductive telemetry and recharge on a single coil
DE112012002922T5 (de) 2011-07-11 2014-03-27 Vascor, Inc. Transkutane Leistungsübertragung und Kommunikation für implantierte Herzunterstützungs- und andere Vorrichtungen
US9950179B2 (en) * 2011-10-28 2018-04-24 Medtronic, Inc. Medical devices for trial stimulation
US9002468B2 (en) 2011-12-16 2015-04-07 Abiomed, Inc. Automatic power regulation for transcutaneous energy transfer charging system
US8974366B1 (en) 2012-01-10 2015-03-10 Piezo Energy Technologies, LLC High power ultrasound wireless transcutaneous energy transfer (US-TET) source
US11621583B2 (en) 2012-05-21 2023-04-04 University Of Washington Distributed control adaptive wireless power transfer system
US8827889B2 (en) 2012-05-21 2014-09-09 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Method and system for powering implantable devices
WO2014018967A1 (en) 2012-07-27 2014-01-30 Thoratec Corporation Self-tuning resonant power transfer systems
WO2014018971A1 (en) 2012-07-27 2014-01-30 Thoratec Corporation Resonant power transfer systems with protective algorithm
EP2878061B1 (de) 2012-07-27 2023-10-25 Tc1 Llc Wärmemanagement für implantierbare drahtlose leistungsübertragungssysteme
WO2014018972A1 (en) 2012-07-27 2014-01-30 Thoratec Corporation Computer modeling for resonant power transfer systems
WO2014018973A1 (en) 2012-07-27 2014-01-30 Thoratec Corporation Resonant power transmission coils and systems
US9805863B2 (en) 2012-07-27 2017-10-31 Thoratec Corporation Magnetic power transmission utilizing phased transmitter coil arrays and phased receiver coil arrays
WO2014018969A2 (en) 2012-07-27 2014-01-30 Thoratec Corporation Resonant power transfer system and method of estimating system state
US10383990B2 (en) 2012-07-27 2019-08-20 Tc1 Llc Variable capacitor for resonant power transfer systems
US9343923B2 (en) 2012-08-23 2016-05-17 Cyberonics, Inc. Implantable medical device with backscatter signal based communication
US9935498B2 (en) 2012-09-25 2018-04-03 Cyberonics, Inc. Communication efficiency with an implantable medical device using a circulator and a backscatter signal
US8968174B2 (en) 2013-01-16 2015-03-03 Thoratec Corporation Motor fault monitor for implantable blood pump
US9371826B2 (en) 2013-01-24 2016-06-21 Thoratec Corporation Impeller position compensation using field oriented control
US9556873B2 (en) 2013-02-27 2017-01-31 Tc1 Llc Startup sequence for centrifugal pump with levitated impeller
US9680310B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Thoratec Corporation Integrated implantable TETS housing including fins and coil loops
WO2014145895A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Thoratec Corporation Malleable tets coil with improved anatomical fit
US9225194B2 (en) 2013-04-24 2015-12-29 Cyberonics, Inc. Implantable medical device charging apparatus having both parallel and series resonators
US10695476B2 (en) 2013-11-11 2020-06-30 Tc1 Llc Resonant power transfer systems with communications
EP3069358B1 (de) 2013-11-11 2019-06-12 Tc1 Llc Resonante stromübertragungsspule mit einem scharnier
WO2015070205A1 (en) 2013-11-11 2015-05-14 Thoratec Corporation Resonant power transfer systems with communications
US10610692B2 (en) 2014-03-06 2020-04-07 Tc1 Llc Electrical connectors for implantable devices
KR20140094674A (ko) * 2014-06-30 2014-07-30 최창준 직류 전력선 통신 제어장치
US10149933B2 (en) 2014-07-25 2018-12-11 Minnetronix, Inc. Coil parameters and control
DE102015112097A1 (de) 2014-07-25 2016-01-28 Minnetronix, Inc. Leistungsskalierung
US9623161B2 (en) 2014-08-26 2017-04-18 Tc1 Llc Blood pump and method of suction detection
US10186760B2 (en) 2014-09-22 2019-01-22 Tc1 Llc Antenna designs for communication between a wirelessly powered implant to an external device outside the body
US9583874B2 (en) 2014-10-06 2017-02-28 Thoratec Corporation Multiaxial connector for implantable devices
US10342908B2 (en) 2015-01-14 2019-07-09 Minnetronix, Inc. Distributed transformer
DE102016100534A1 (de) 2015-01-16 2016-07-21 Vlad BLUVSHTEIN Datenübertragung in einem transkutanen Energieübertragungssystem
WO2018031714A1 (en) 2016-08-11 2018-02-15 Foundry Innovation & Research 1, Ltd. Systems and methods for patient fluid management
CN107405083B (zh) 2015-02-12 2020-11-03 方德里创新研究第一有限公司 用于心力衰竭监测的可植入式设备和相关方法
WO2016130944A1 (en) 2015-02-12 2016-08-18 Thoratec Corporation System and method for controlling the position of a levitated rotor
DE102016106657A1 (de) 2015-04-14 2016-10-20 Minnetronix, Inc. Repeater-resonanzkreis
EP3331426A1 (de) 2015-08-03 2018-06-13 Foundry Innovation&Research 1, Ltd. Vorrichtungen und verfahren zur messung von abmessungen, druck und sauerstoffsättigung der vena cava
EP3340925B1 (de) * 2015-08-28 2020-09-23 Tc1 Llc Blutpumpensteuergeräte und verfahren zur verwendung für verbesserte energieeffizienz
US10148126B2 (en) 2015-08-31 2018-12-04 Tc1 Llc Wireless energy transfer system and wearables
US10177604B2 (en) 2015-10-07 2019-01-08 Tc1 Llc Resonant power transfer systems having efficiency optimization based on receiver impedance
US10117983B2 (en) 2015-11-16 2018-11-06 Tc1 Llc Pressure/flow characteristic modification of a centrifugal pump in a ventricular assist device
EP3407966B1 (de) * 2016-01-27 2021-03-24 The Regents of the University of California Drahtloses implantat zur wiederherstellung der motorik nach rückenmarksverletzungen
DE102016212626A1 (de) * 2016-07-12 2018-01-18 Dualis Medtech Gmbh Energie- und Datenübertragungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer solchen
US11206992B2 (en) 2016-08-11 2021-12-28 Foundry Innovation & Research 1, Ltd. Wireless resonant circuit and variable inductance vascular monitoring implants and anchoring structures therefore
US11701018B2 (en) 2016-08-11 2023-07-18 Foundry Innovation & Research 1, Ltd. Wireless resonant circuit and variable inductance vascular monitoring implants and anchoring structures therefore
EP4084271A1 (de) 2016-09-21 2022-11-02 Tc1 Llc Systeme und verfahren zur ortung von implantierten vorrichtungen zur drahtlosen stromübertragung
DE202017007291U1 (de) 2016-11-29 2020-11-30 Foundry Innovation & Research 1, Ltd. Drahtlose Resonanzschaltung und auf variabler Induktivität beruhende Gefäßimplantate zur Überwachung des Gefäßsystems und Fluidstatus eines Patienten sowie Systeme, die diese verwenden
WO2018136592A2 (en) 2017-01-18 2018-07-26 Tc1 Llc Systems and methods for transcutaneous power transfer using microneedles
EP3400974A1 (de) * 2017-05-11 2018-11-14 Berlin Heart GmbH Herzpumpeneinrichtung und betriebsverfahren für eine herzpumpeneinrichtung
EP3629921A1 (de) 2017-05-31 2020-04-08 Foundry Innovation & Research 1, Ltd. Implantierbare sensoren zur gefässüberwachung
WO2018220143A1 (en) 2017-05-31 2018-12-06 Foundry Innovation And Research 1, Ltd Implantable ultrasonic vascular sensor
EP3735733B1 (de) 2018-01-04 2024-01-17 Tc1 Llc Systeme und verfahren für elastische drahtlose energieübertragungsvorrichtungen
US11895745B2 (en) * 2019-12-02 2024-02-06 Viza Electronics Pte. Ltd. Remote power delivery for distributed lighting with integrated data transmission

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2446039A1 (de) * 1973-09-27 1975-04-03 Pacesetter Syst Batterieladesystem fuer implantierte gewebestimulatoren
US4679560A (en) * 1985-04-02 1987-07-14 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Wide band inductive transdermal power and data link
EP0412424A2 (de) * 1989-08-08 1991-02-13 Pacesetter, Inc. Digitales Telemetriesystem mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit für eine implantierbare Vorrichtung
US5314457A (en) * 1993-04-08 1994-05-24 Jeutter Dean C Regenerative electrical

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3195540A (en) * 1963-03-29 1965-07-20 Louis C Waller Power supply for body implanted instruments
US3727616A (en) * 1971-06-15 1973-04-17 Gen Dynamics Corp Electronic system for the stimulation of biological systems
US3942535A (en) * 1973-09-27 1976-03-09 G. D. Searle & Co. Rechargeable tissue stimulating system
EP0001708B1 (de) * 1977-10-17 1981-10-21 Medtronic, Inc. Herzschrittmacher und -Überwachungseinrichtung
US4143661A (en) * 1977-12-12 1979-03-13 Andros Incorporated Power supply for body implant and method for operation
US4275739A (en) * 1979-01-26 1981-06-30 The Johns Hopkins University Charge control switch responsive to cell casing deflection
US4384829A (en) * 1980-11-28 1983-05-24 Andros Incorporated Pump and actuator mechanism
US4457673A (en) * 1980-11-28 1984-07-03 Novacor Medical Corporation Pump and actuator mechanism
US4561443A (en) * 1983-03-08 1985-12-31 The Johns Hopkins University Coherent inductive communications link for biomedical applications
US4548208A (en) * 1984-06-27 1985-10-22 Medtronic, Inc. Automatic adjusting induction coil treatment device
US4681111A (en) * 1985-04-05 1987-07-21 Siemens-Pacesetter, Inc. Analog and digital telemetry system for an implantable device
US4665896A (en) * 1985-07-22 1987-05-19 Novacor Medical Corporation Power supply for body implant and method of use
CA2007439C (en) * 1990-01-09 1996-08-13 John Miller Transcutaneous energy transfer device
FR2657479B1 (fr) * 1990-01-19 1994-07-08 Bertin & Cie Dispositif de transmission bidirectionnelle d'informations a recepteur alimente par l'emetteur.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2446039A1 (de) * 1973-09-27 1975-04-03 Pacesetter Syst Batterieladesystem fuer implantierte gewebestimulatoren
US4679560A (en) * 1985-04-02 1987-07-14 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Wide band inductive transdermal power and data link
EP0412424A2 (de) * 1989-08-08 1991-02-13 Pacesetter, Inc. Digitales Telemetriesystem mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit für eine implantierbare Vorrichtung
US5314457A (en) * 1993-04-08 1994-05-24 Jeutter Dean C Regenerative electrical

Also Published As

Publication number Publication date
GB2297037B (en) 1998-12-23
FR2733897A1 (fr) 1996-11-15
NL1002130A1 (nl) 1996-07-19
DE19601866A1 (de) 1996-08-14
US5630836A (en) 1997-05-20
FR2733897B1 (fr) 2000-02-11
NL1002130C2 (nl) 1999-02-15
CA2167342C (en) 2001-03-06
CA2167342A1 (en) 1996-07-20
GB9600945D0 (en) 1996-03-20
GB2297037A (en) 1996-07-24

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