(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信装置を備えるデータバスシステムにおける接地オフセットの補償のための回路であって、前記通信装置は、電圧供給源によって動作電圧を夫々供給され、接地に接続され、前記通信装置がデータバスラインに接続されるのに介するデータバス接続を有し、且つ、データバス接続に結合された接続を有する受信段を含む回路であって、
前記動作電圧と接地との間に結合された少なくとも１つの電圧分割装置を備え、
前記少なくとも１つの電圧分割装置の出力は、前記受信段から取り出されるべき電圧が接続と別の接続との間から見いだされるように、少なくとも１つの通信装置の前記受信段の別の接続に結合され、
前記少なくとも１つの電圧分割装置の電圧分割比は、前記少なくとも１つの通信装置の前記接地のオフセットが別の通信装置の前記接地に対して本質的に補償されるように選択される、回路。
【請求項２】
請求項１に記載の回路において、前記電圧分割比が調整され得ることを特徴とする、回路。
【請求項３】
前記電圧分割装置が、前記動作電圧及び前記データバス接続の間に接続される少なくとも第１抵抗器と、前記データバス接続及び接地の間に接続される少なくとも第２抵抗器とを有する請求項２に記載の回路において、前記第１及び／又は第２抵抗器の抵抗値が変更され得ることを特徴とする、回路。
【請求項４】
前記電圧分割装置が、前記動作電圧及び前記データバス接続の間に接続される少なくとも第１抵抗器と、前記データバス接続及び接地の間に接続される少なくとも第２抵抗器とを有する請求項２に記載の回路において、更なる抵抗器が、前記第１及び／又は第２抵抗器と直列に接続され、当該更なる抵抗器が、必要に応じスイッチング手段によってブリッジされ得ることを特徴とする、回路。
【請求項５】
前記電圧分割装置が、前記動作電圧及び前記データバス接続の間に接続される少なくとも第１抵抗器と、前記データバス接続及び接地の間に接続される少なくとも第２抵抗器とを有する請求項２に記載の回路において、更なる抵抗器が、前記第１及び／又は第２抵抗器と並列に接続され、当該更なる抵抗器が、必要に応じてスイッチング手段によってオン又はオフにスイッチされ得ることを特徴とする、回路。
【請求項６】
前記電圧分割装置が、前記データバス接続及び接地の間に接続される少なくとも第２抵抗器を有する請求項２に記載の回路において、電流供給源が前記第１及び／又は第２抵抗器に並列に接続されることを特徴とする、回路。
【請求項７】
請求項２に記載の回路において、データバス接続が前記電圧分割装置に結合される前記通信装置の接地オフセットが、別の通信装置の前記接地と比較して補償されるように前記電圧分割比を調整する調整装置を特徴とする、回路。
【請求項８】
請求項３に記載の回路において、データバス接続が前記電圧分割装置に結合される前記通信装置の接地オフセットが、別の通信装置の前記接地と比較して補償されるように前記電圧分割比を調整する調整装置を特徴とする、回路。
【請求項９】
請求項４または請求項５に記載の回路において、データバス接続が前記電圧分割装置に結合される前記通信装置の接地オフセットが、別の通信装置の前記接地と比較して補償されるように前記電圧分割比を調整する調整装置を特徴とする、回路。
【請求項１０】
請求項６に記載の回路において、データバス接続が前記電圧分割装置に結合される前記通信装置の接地オフセットが、別の通信装置の前記接地と比較して補償されるように前記電圧分割比を調整する調整装置を特徴とする、回路。
【請求項１１】
請求項８に記載の回路において、前記調整装置が、前記第１及び／又は第２抵抗器の抵抗値を制御することを特徴とする、回路。
【請求項１２】
請求項９に記載の回路において、前記調整装置が、前記スイッチング手段を制御することを特徴とする、回路。
【請求項１３】
請求項１０に記載の回路において、前記調整装置が、前記電流供給源を制御することを特徴とする、回路。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れか一項に記載の回路において、前記電圧分割装置の前記電圧分割比は、前記データバス接続における無負荷電圧が前記動作電圧の約半分に対応するように設定されることを特徴とする、回路。
【請求項１５】
請求項１ないし１４の何れか一項に記載の回路において、終端抵抗器が、前記データバス接続と前記データバスラインとの間において接続されることを特徴とする、回路。
【請求項１６】
複数の通信装置を備えるデータバスシステムであって、当該通信装置は、電圧供給源によって動作電圧を夫々供給され、接地に接続され、且つ前記通信装置がデータバスラインに接続されるのに介するデータバス接続を有するデータバスシステムにおいて、請求項１ないし１５の何れか一項に記載の回路を特徴とする、データバスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信装置を有する接地オフセットの補償用配置に関し、特に、前記通信装置が、電圧供給源により動作電圧を各々供給され、接地に接続され、且つ当該通信装置がデータバスに接続されるのに用いられるデータバス接続を有する接地オフセットの補償用配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
接地オフセットは、接地点が同一電力消費部又は様々な電力消費部に割り当てられ得るような異なる接地点間における電位差を意味することを理解される。接地点間における電気的接続がオーミック抵抗を有する場合、接地オフセットが存在する。通常、これは、大きい距離が原因による顕著なオーミック抵抗があるような、比較的遠くはなれた接地点を有する場合に起こる。しかし、比較的小さい距離であったとしても、好ましくない状況の下に、接地オフセットは存在し得る。通常、好ましくない状況は、接地点が車体に存在する車両において見られる。金属製の車体は、確かに電気的に伝導性であるが、実験によると、多数の部位において過渡的な抵抗器が存在し、前記抵抗器が接地オフセットを生じさせることを報告している。
【０００３】
接地オフセットは、電気的システムの機能に多大な影響を与え得る電位の変化を導く。特に敏感であるのは、伝送された信号の電圧レベルが接地オフセットによって多大に変化されもはや認識されない場合の、データバスシステムである。接地オフセットが特定の大きさを超えるような場合に関して、受信器がデータバスラインにおける受信に関し必要である電圧レベルをもはや確認しないので、接地オフセットは、特に、単線データバスシステムにおいて通信の破損を比較的早く導く。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許公報第３６１４２０８Ｃ２号において、バス結合装置へ電力出力を接続する配置が開示され、当該配置において、シュミットトリガ特性及びブロック入力を有する中間回路が、バス結合装置及び電力出力回路の間におけるデータラインへ挿入され、更に高オーミック・バリア抵抗値が、バス結合装置から中間回路に走る前記データラインにおいて含まれる。高オーミックバリア抵抗値の結果として、疑似分離電位がバス結合へのロジックと電力増幅器を備える出力回路との間において得られる。このことは、回路全体の大きなＥＭＣ安定性を与える。
【０００５】
国際特許出願公開第ＷＯ９５／３４１５２号は、車両において用いられる通信ネットワーク送受信器を開示する。送受信器の伝送器は、電気的接地オフセット回路を有し、当該電気的接地オフセットは、独立した直流接地帰還ラインに接続され、これにより伝送されるべき信号の電圧電位をこの接地帰還ラインにおける接地電位に対して調整する。この独立した直流電圧接地帰還ラインは、データラインに沿って、相補型接地オフセット回路が存在する受信器に導き、これにより、実際に前記受信器に存在する接地比率に関して受信された信号の電圧電位を変換し戻すようにしている。この構成は、単線バスシステムではなく、２線バスシステムに関して適している。
【０００６】
英国特許出願公開第２２８４９５４Ａ号は、バイアス電圧を発生するデータバスドライバを開示し、通信ネットワークの中央ノードにおける当該ドライバは、バイアスレベル信号を各々の周辺ノードにデータバスラインを介してスイッチし、これにより、異なる接地電位を相殺するようにしている。
【０００７】
米国特許出願公開第５，５１３，２１８Ａ号は、ラインの接地電圧をシミュレートすると共にこの電圧を伝送器の接地に供給するのに用いられる、いわゆる積分器を有する接地オフセット補償回路を開示する。当該積分器は、ラインの接地電位に従うことが可能であるように、少ない電流供給源及び非常に大きい電流シンクを有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、簡素な構造を有し、特に単線データバスシステムに関しても適切である、接地オフセットの補償のための回路を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、導入部に記述される種類の配置における少なくとも１つの電圧分割装置において達成され、ここにおいて、当該電圧分割装置の出力が、少なくとも１つの通信装置のデータバス接続に結合され、当該電圧分割装置の電圧分割比率が、前記通信装置の接地のオフセットが別の通信装置の接地に対して本質的に補償されるように選択され、この時前記通信装置のデータバス接続が当該電圧分割装置に結合されている。
【００１０】
本発明は、接地オフセットが理由により、通信装置間におけるデータバスラインにわたり等化電流が流れるという認識を利用する。この等化電流は、本発明による電圧分割装置と、接地オフセットが本質的に補償されるように少なくとも十分な夫々に選択された電圧分割比率と、の設定によって低減される。
【００１１】
本発明発明は、単線バスシステムに関して特に有利に適するが、分割終端を備える２線バスシステムに関しても推奨される。
【００１２】
電圧分割比率が調整され得ることは、好都合である。
【００１３】
電圧分割装置が、動作電圧及びデータバス接続の間において接続される少なくとも第１抵抗器とデータバス接続及び接地の間における少なくとも第２抵抗器とを有する場合、前記第１及び／又は第２抵抗器の抵抗値は、変更可能であるべきである。
【００１４】
代わりには、更なる抵抗器は、第１及び／又は第２抵抗器と直列に接続され得、当該更なる抵抗器は、更なるスイッチング手段によって随意的にブリッジされ得る。
【００１５】
更なる代わりの実施例において、随意的に接続され得る又は切断され得る更なる抵抗器が、第１及び／又は第２抵抗器と平行に接続され得る。
【００１６】
また電流供給源が第１及び／又は第２抵抗器に平行に接続されることも考えられ得る。
【００１７】
調整装置が電圧分割比率を調整するのに備えられることは好都合である。この調整装置は、これにより、第１及び／若しくは第２抵抗器の抵抗値を制御すること、又は平行抵抗をブリッジする若しくは直列接続抵抗器をオン及びオフの切り替えをするスイッチング手段を制御することが可能である。また当該調整装置は、これにより、上述の電流供給源を制御することが可能である。
【００１８】
好ましくは、電圧分割装置の電圧分割比率は、関連する通信装置のバス接続における無負荷電圧が、動作電圧の約半分に対応するように設定され得る。
【００１９】
特に電流を制限するために、終端抵抗器は、データバス接続とデータバスラインとのに挿入され得る。
【００２０】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載の実施例から明らかであり、これら実施例を参照にして説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、例えば２つの通信端末を有する典型的な単線バスシステムを示す。単線バスシステムは、通信端末を接続するデータバスラインが１つのみの導体を有し、したがって、単一の「配線」のみを備え、個々の通信端末は更に接地に接続されるということにおいて抜群に適している。例えば、斯様なバス思想は、接地が金属製の車体によって形成される車両において用いられる。
【００２２】
図１に示される第１通信端末２は、外部電圧ＵＢＡＴが供給され、通信ノード２のモジュールに関し必要である内部動作電圧Ｕ０を発生する電力供給源又は電圧変換器４を有する。特に車両において、外部電圧ＵＢＡＴは、バッテリにより習慣的に利用可能にされる。電力供給源又は電圧変換器４は夫々、更に、接地Ｇ１に接続される。更に、送信トランジスタＴ１が概略的に示され、当該送信トランジスタＴ１のコレクタは、動作電圧Ｕ０を供給され、当該送信トランジスタＴ１のベースは、伝送信号が存在する接続ＴｘＤに接続される。送信トランジスタＴ１のエミッタは、第１抵抗器Ｒ１を介して接地Ｇ１にスイッチされる。更に、送信トランジスタＴ１のエミッタは、終端抵抗器Ｒ２を介してデータバス接続６に接続され、当該送信トランジスタＴ１によって増幅された伝送信号は前記終端抵抗Ｒ２に供給される。送信トランジスタＴ１は、上述の伝送信号が発生されるような、文中において詳記されない伝送段の一部分を形成する。より更に、図１に示されない受信段に供給される受信信号が取り出される接続ＲｘＤ０は、データバス接続６に結合される。
【００２３】
第１通信端末２は、データバス接続６によってデータバスライン８に接続され、前記データバスライン８は、１つの導体又は１つの「配線」の夫々を有する。
【００２４】
第２通信端末１０は、対応するデータバス接続１２を介してこのデータバスライン８に接続される。第２通信端末１０は、図１の表示において第１通信端末２と同様の構造を有する。また第２通信端末１０は、第１通信端末２と同じ外部電圧ＵＢＡＴが通常供給される電力供給源又は電圧変換器１４の夫々を有する。電力供給源又は電圧変換器１４の夫々は、接地Ｇ２にスイッチされると共に内部動作電圧Ｕ０を発生し、当該内部動作電圧Ｕ０は、送信トランジスタＴ２のコレクタに供給され、送信トランジスタＴ２のベースは、伝送信号が供給される接続ＴｘＤに結合される。送信トランジスタＴ２のエミッタは、第３抵抗器Ｒ３を介して接地Ｇ２にスイッチされる。更に、終端抵抗器Ｒ４は、送信トランジスタＴ２のエミッタをデータバス接続１２に接続する。また図１に示される送信トランジスタＴ２は、第２通信端末１０において伝送信号が発生される伝送段（詳記されず）の一部分を形成する。送信トランジスタＴ２によって増幅された伝送信号がデータバス接続１２を介して伝送されるだけでなく、受信段（詳記されず）に供給される受信信号も接続ＲｘＤ０を介して得られる。
【００２５】
２つの通信端末２及び１０の間に接地オフセット、すなわち接地Ｇ１及び接地Ｇ２の間の電位差が存在する場合、このオフセットは、図２に概略的に示されるような置換電圧供給源Ｖ１によって表され得る。図２に示される状況において、接地オフセットの結果として第１通信端末２と接地Ｇ１との間に電圧が生じる。この結果は、第１通信端末２からデータバスライン８を介して第２通信端末１０に流れる等化電流Ｉ０であり、バイアス電圧が抵抗器Ｒ３及びＲ４の両端に発生され、前記電圧は、前記電圧接続ＲｘＤ０における入力信号を損なう。この場合において、有効なデータ信号の認識に関する受信しきい値を越える電圧が、受信段（図示されず）の入力に印加されるので、２つの通信端末２及び１０の間における通信は妨害される又は完全に妨げられることもある。
【００２６】
図３は、無負荷電圧が、簡単な電圧分割器によって、動作電圧の半分Ｕ０／２にまで増加されている配置を示す。これは、第１通信端末２において第５抵抗器Ｒ５を電力供給源又は電圧変換器４の夫々と終端抵抗器Ｒ２との間に接続し、第２通信端末１０において第６抵抗器Ｒ６を電力供給源又は電圧変換器１４の夫々と終端抵抗器Ｒ４との間に接続することによって達成される。したがって、第１通信端末２における抵抗器Ｒ１及びＲ５並びに第２通信端末１０における抵抗器Ｒ３及びＲ６は、簡単な電圧分割器を形成する。これにより、受信段（図示せず）から取り出されるべき電圧は、図１に示される配置におけるようなＲｘＤ０と接地との間にもはや見られないが、取り出されるべき電圧は、ＲｘＤ０と、一方で抵抗器Ｒ１及びＲ５の間又はＲ３及びＲ６の間におけるノードに結合され、他方で受信段（図３に示されない）へ結合され、したがって終端抵抗器Ｒ２又はＲ４の夫々に結合される別の接続ＲｘＤ１との間において存在する。接地オフセットの問題が感知され続けることは確かであるが、ここにおいて、第２通信端末１０において考慮されるべき追加的な電圧ＵＢＩＡＳは、終端抵抗器Ｒ４を介して低下する。
【００２７】
図４は、接地オフセットの補償のための簡単な構想を図表的に示す。
【００２８】
この目的に関して、示される配置における接地Ｇ２が第１通信端末２の接地Ｇ１と比較して低い電位の状態にあり、したがって「下方に」オフセットされる通信端末１０は、第６抵抗器Ｒ６と並列に接続されると共に関連する第１、第２及び第３スイッチＳ１、Ｓ２及びＳ３によってスイッチオンされ得る追加的な第７、第８及び第９抵抗器Ｒ７、Ｒ８及びＲ９を有する。斯様にして、調整され得る電圧分割器は、第２通信端末１０において形成され、当該電圧分割器は、接地オフセットによって引き起こされる等化電流Ｉ０としたがってＵＢＩＡＳとが低減される又は完全に除去され得るように、追加的な抵抗器Ｒ７、Ｒ８及びＲ９を選択的にオン及びオフにスイッチすることによって調整され得る。追加的な抵抗器Ｒ７ないしＲ９をオンにスイッチすることは、「下方」第３抵抗器Ｒ３に印加される電圧Ｕ３に応じて有効にされる。通常、最小しきい値は、この電圧Ｕ３に関して決定される。この場合、追加的な抵抗器Ｒ７ないしＲ９は、電圧Ｕ３が少なくともこのしきい値より若干でも上であるように接続されるべきである。斯様にして、第２通信端末１０に関する接地Ｇ２は、第１通信端末２の「上方に」オフセットされた接地Ｇ１と同じ電位に上昇され、斯様に従うように一致される。この点に関して完全性を期すために、追加的な抵抗器の３段実装の代わりに、少数若しくは多数の追加的な抵抗器又はただ１つの追加的な抵抗器も、所望のように設けられ得ることが確認される。
【００２９】
更に、図４は、受信段を、参照符号１６で示され、１つの入力がＲｘＤ０に結合され他方の入力がＲｘＤ１に結合される演算増幅器として概略的に示す。
【００３０】
示される実施例の当該例において、第２通信端末における電圧分割比は、スイッチＳ１ないしＳ３を選択的に開く又は閉じることによって調整される。この目的に関して、例えば測定点２２を介して第３抵抗器Ｒ３における電圧Ｕ３を測定して、予め設定されたしきい値に応じて、スイッチＳ１ないしＳ３をそれに応じて開く又は閉じる制御装置２０が設けられる。このことは、変動する接地オフセットの場合において特に有利であり得る。
【００３１】
他の対策は、電圧分割比を設定し、これにより接地オフセットを補償することも着想される。例えば、追加抵抗器Ｒ７ないしＲ９の代わりに、図５に示される制御装置２０によって制御される電流供給源２４が挿入され得る。
【００３２】
より更に、この点において、例えば図４及び５に示されるような電圧分割比を調整する可能性は、第２通信端末１０においてのみでなく、好ましくは対応する形式で第１通信端末２においても追加的に行われる必要があることを確認するべきである。というのも、一般的に、動作中の通信端末のどれがこの問題に関して動作中にも変化し得る「オフセット」接地を有するかということは、先験的に周知で無いからである。
【００３３】
最後に、以上において記載された構想が、例えば、いわゆる分割終端を備える２線バスシステムに関する接地オフセットの補償に関しても用いられ得ることを指摘しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、２つの通信端末を有する単線バスシステムの回路図を示す。
【図２】図２は、接地オフセットを表す置換電圧供給源を追加的に備える、図１と同じ回路図を示す。
【図３】図３は、通信端末が、データバス接続に無負荷電圧を増加する単純電圧分割器を追加的に有する、図１と同じバスシステムを示す。
【図４】図４は、本発明の第１の好ましい実施例に従い電圧分割比率が調整され得る拡張された電圧分割器を備える通信端末の一部分の回路図を示す。
【図５】図５は、本発明の第２の好ましい実施例に従い電圧分割比率を正す制御可能な電流供給源を有する通信端末の一部分の回路図を示す。
【図１】
0004637820.tif 000002
【図２】
0004637820.tif 000003
【図３】
0004637820.tif 000004
【図４】
0004637820.tif 000005
【図５】
0004637820.tif 000006