阅读说明：本技术 用于在数字信号采样时限制损耗功率的装置 (Device for limiting power loss during digital signal sampling ) 是由 安德烈亚斯·帕策尔特 克里斯蒂安·佛斯 于 2020-01-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于在数字信号采样时限制损耗功率的装置。所述装置包括布置在数字信号的信号路径中的电路,其中,所述电路设置成,响应于表明采样暂停的控制信号,减小沿着信号路径的电流。(The invention relates to an arrangement for limiting the power loss when sampling a digital signal. The apparatus comprises a circuit arranged in a signal path of the digital signal, wherein the circuit is arranged to reduce a current along the signal path in response to a control signal indicating a sampling pause.)

用于在数字信号采样时限制损耗功率的装置

技术领域

本发明涉及用于在数字信号采样时限制损耗功率的装置。

背景技术

在数字信号采样时，在特定的时间点上测量代表数字信号的电压或代表数字信号的电流并且分配给代表值域的信号值、例如高电平或低电平。

发明内容

对此，本发明丰富了现有技术，因为根据本发明的装置在数字信号采样时降低损耗功率，这通过在采样暂停时减小沿着信号路径的电流实现。

对此，根据本发明的装置包括布置在数字信号的信号路径中的电路，其中，所述电路设置成，响应于表明采样暂停的控制信号，减小沿着信号路径的电流。

在此，在说明书和权利要求书中使用的“信号路径”的概念尤其要理解为在产生数字信号的电路(发送器)与接收数字信号的电路(接收器)之间的(在采样期间)能够导电的连接，通过所述连接进行采样。例如，电路可以位于数字输入端的上游，并且仅当确实读入施加在输入端处的信号之后，才“传导”数字信号。尤其可以周期性地(例如通过计时器控制地)读入位于输入端处的信号，从而在读入时间点期间存在(采样)暂停，这时不读入信号。

此外，在说明书和权利要求中使用的“控制信号”的概念尤其要理解为一种电信号，所述电信号例如控制电子的构件(例如晶体管)，通过所述构件能够使电路从(基本)“传导”数字信号的第一模式切换到减小流向输入端的电流的第二模式。控制信号例如在(采样)暂停期间具有第一电压并且在读入时间点处具有第二电压(所述第二电压例如比第一电压高)。

此外，在说明书和权利要求书中使用的“采样”的概念尤其要理解为测量数字信号以及将数字信号分配给信号值。在本文中，在说明书和权利要求书中使用的“采样暂停”的概念尤其要理解为一种时间间隔，在所述时间间隔期间不测量数字信号并且不将数字信号分配给信号值，或在所述时间间隔期间不进一步使用已进行的分配(亦即忽略并且继续覆盖)。

电路优选具有限流电路并且通过开关元件改变所述限流电路，所述开关元件通过控制信号来控制。

限流电路优选具有输入电阻，其中，通过所述输入电阻限制穿过限流电路的电流以便降低损耗功率。

数字信号优选包括在低的电流电平范围/电压电平范围和高的电流电平范围/电压电平范围中的电流电平/电压电平。在此，装置设置成，当采样值位于高的电流电平范围/电压电平范围中时，产生表明采样暂停的控制信号，当采样值位于低的电流电平范围/电压电平范围中时，不产生表明采样暂停的控制信号。

所述装置优选设置成，在特定的时间点采样数字信号、检测采样值并且当采样值位于高的电流电平范围/电压电平范围中时产生表明采样暂停的控制信号，其中，通过所述装置降低数字信号在采样暂停期间沿着信号路径的电流电平/电压电平，以便限制损耗功率。

优选地，通过所述装置降低数字信号在采样暂停期间沿着信号路径的电流电平，以便限制损耗功率。

此外，该装置优选包括微控制器和存储元件，并且设置成，响应于微控制器的请求信号而在存储元件中存储采样值并且在存储之后表明采样暂停，直到微控制器产生下一个请求信号。

装置优选设置成，当表明采样暂停并且在存储元件中存储的采样值对应于高电平时，产生表明采样暂停的控制信号。

装置优选包括开关元件，当在开关元件的控制输入端上施加表明采样暂停的控制信号时，所述开关元件在信号路径与地线之间接通导电的连接。

装置优选设置成，在控制信号表明采样暂停期间，产生采样值并且基于采样值确定所述装置是否错误地工作。

附图说明

以下在详细的说明中借助实施例解释本发明，其中，参照附图，在所述附图中：

图1示出根据本发明的装置的方框图；

图2示出另一个根据本发明的装置的方框图；

图3示出在根据本发明的装置中所包括的限流电路的电路图；

图4示出检测错误的过程；

图5示出在产生控制信号时的处理方式；以及

图6示出在产生控制信号时的另一种处理方式。

在此，相同的或功能相似的元件在附图中通过相同的附图标记来表示。

具体实施方式

图1示出根据本发明的装置10的方框图。所述装置10包括接收器12(例如微控制器)和在接收器12的输入端14上游的电路16。电路16设置成，响应于接收器12的、表明采样暂停P的控制信号S而减小沿着信号路径18的电流I，这通过借助开关16a中断信号路径18实现。由此，在由发送器20输出的数字信号D采样时降低损耗功率。

当不能/不适合在采样暂停P中切断发送器20(例如传感器)时，所述设置是尤其有利的，例如因为所述发送器20需要恒定的能量供给，以便正确地行使功能。此外，如在图2中所示，并联于开关16a布置有电阻，从而电流在采样暂停P期间也不会完全停止并且输入端14在采样暂停P时不会无电流。接着，可以将读入的采样值储存在接收器12的存储元件30中，其中，在每次采样时以新的(当前的)数值覆盖存储元件30。此外，接收器12可以随时从存储元件30中读取采样值并且进一步处理。

图3示出在根据本发明的装置10中所包括的限流电路22的一种可能的构造方案的电路图。限流电路22包括安置在信号路径中的第一晶体管24，借助于控制信号S断开或闭合所述晶体管。如果将足够高的开关电压施加到第二晶体管26的基极上，则所述第二晶体管导通，由此降低在第一晶体管24的基极上施加的电压。通过降低基极电压，第一晶体管24变为高阻的并且穿过第一晶体管24的电流I减小(采样暂停P)。

与之相反，如果在采样阶段A期间降低施加在第二晶体管26的基极上的电压，则第二晶体管26变为高阻的，由此，施加在第一晶体管24的基极上的电压升高。由此，第一晶体管24变为低阻的并且穿过第一晶体管24的电流I升高。在此，穿过第一晶体管24的出现的电流I借助电阻28的参数适配于接收器12的输入端14。因此，将例如220伏的输入电压转换成11伏的输出电压，由此，利用低功率的构件实现输入端14。

此外，如在图4中所示，检查接收器12的输入端14是否正确地行使功能。例如，如果尽管在采样暂停P与采样阶段A之间转换，接收器12读入的信号Iein仍没有呈现变化，则可以由此得出，接收器12的输入端14没有正确地行使功能。这尤其在接收器12与安全相关时是有利的。

此外，如在图5中所示，如果采样值Iein对应于低电平，则可以(借助控制信号S)抑制各个采样暂停P的显示。由此，可以减少切换耗费而不会显著增加损耗功率，因为在低电平时出现的损耗功率显著低于高电平时，在低电平时数字信号D的电流电平/电压电平位于低的电流电平范围/电压电平范围中，在高电平时数字信号位于高的电流电平范围/电压电平范围中。此外，如在图6中所示，当读入高电平且存储在接收器12的存储器30中时，可以立即终止采样阶段A，由此，可以进一步降低损耗功率。

附图标记列表

10 装置

12 接收器(微控制器)

14 输入端

16 电路

18 信号路径

20 发送器(传感器)

22 限流电路

24 晶体管

26 晶体管

28 电阻

30 存储元件

A 采样阶段

D 数字信号

I 电流

P 采样暂停

S 控制信号

U1 输入电压

U2 输出电压