总线系统的用户站和减少总线系统中的有线发射的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于总线系统的用户站和一种用于减少总线系统中的有线发射 (Leitungsgebundene Emissionen)的方法，以便满足总线系统对信号对称化的要求。
【背景技术】
[0002] CAN总线是一种对信号对称化具有高要求的差分总线系统。在这种情况下适用:信 号对称化越好，在用户站(诸如汽车收音机(Autoradio))处的干扰辐射和干扰越小。反相的 信号CAN_!^PCAN_L&须这样被控制，使得它们的平均值尽可能小得与中间电压 (MUtenspannung)VCC5/2=2 · 5V 有偏差。
[0003] 目前，信号对称化通过如下方式被获得：向接地GND的与到电位VCC5的开关的电阻 被平衡，使得在总线的显性状态(其中信号的电压差CAN_H-CAN_LW为大约2V的值)下平均 值电压为2.5V。开关电阻的均衡例如通过智能的确定尺寸、通过调整(Abgleich)或者通过 例如在DE10250576A1中所描述的调节电路而发生。
[0004] 然而有问题的是：因为向VCC5的开关(上拉开关(Pu 11 -Up-Scha 11er ))和向GND的 开关(下拉开关(？"1-〇〇￥11-3(^]^1〇,6冊=61'〇1111(1 =接地)具有不同的特性，所以在切换 过程期间的对称化仅是有缺陷的。总电压在转接瞬间展现了电压峰值(尖峰(Spikes))，所 述电压峰值导致了在高频范围、即超过1MHz的范围中的差的辐射性能。在现有技术中，这些 进行干扰的电压峰值通过共模扼流圈（common mode choke)被抑制。然而，这种共模扼流圈 是附加的部件，所述附件的部件造成了费用并且必需大多只是很有限地可支配的附加位 置。
【发明内容】
[0005] 因而，本发明的任务是:提供一种用于总线系统的用户站和一种方法，所述用户站 和方法解决之前所提到的问题。尤其是应该提供一种用于总线系统的用户站和一种方法， 在所述用户站和方法的情况下，在切换过程中的对称化、所辐射的干扰的显著降低、在没有 共模扼流圈的情况下的运行和显性总线状态的对称化是可能的。
[0006] 该任务通过一种根据专利权利要求1所述的用于总线系统的用户站来解决。该用 户站包括用于使总线系统中的切换沿对称的边沿控制装置(Flankensteuerung)，其中该边 沿控制装置具有用于产生在总线系统的总线上的额定电压变化过程的元件和用于将所产 生的额定电压变化过程传输到总线上的电流镜。
[0007] 利用该用户站，对在总线系统的CAN_!^P CAN_L中的电流的较好的控制静态地 (statisch)并且在切换沿期间在从显性状态转换到隐性状态的情况下以及相反地在从隐 性状态转接到显性状态的情况下是可能的。
[0008] 此外，该用户站在有所入射的干扰时还有高的免疫力，这可以通过DPI测试(DPI = Direct Power Injection =直接能量入射）、BCI测试（BCI =大电流注入（Bulk Current Injection)=电流注入到电缆束中）被证明。公知的整流和存储效应已过时。
[0009] 此外，利用该用户站还可在1C终端测试（IC= Integrated Circuit =集成电路）中 实现对称化的可调整性，这涉及0ΤΡ编程(0TP = 0ne Time Programmable (Memory)= -次 性可编程(存储器)）WTP编程被用于1C的参数和功能调整。
[0010] 该用户站的另一优点在于:运行在没有共模扼流圈的情况下成为可能。
[0011] 该用户站的有利的其它的构建方案在从属专利权利要求中被说明。
[0012] 用于产生额定电压变化过程的元件例如可包括密勒电容器，所述密勒电容器一方 面被连接到PM0S晶体管上而另一方面被连接到电阻上。
[0013] 也可能的是：用于产生额定电压变化过程的元件包括两个电流源，所述两个电流 源被连接到PM0S晶体管上。
[0014] 按照本发明的构建方案，边沿控制装置包括两个电流源、密勒电容器、PM0S晶体管 和电阻。在这种情况下，所述两个电流源和所述密勒电容器可以被连接在PM0S晶体管的栅 极上。
[0015] 可能利用在布局(Layout)中相同地被构造的M0S低压晶体管来形成电流镜。
[0016]按照另一可能性，电流镜通过M0S高压晶体管与总线相连。所述M0S高压晶体管是 共源共栅晶体管，利用所述共源共栅晶体管实现边沿控制装置的电路与总线的很大程度的 分呙。
[0017] 此外，该用户站还可具有用于保护电路防止总线系统中的显性电平的电位的反极 性保护二极管(^印〇18〇1111丨2(1;[0(16)和用于保护电路防止信号041'1-]^的反极性保护二极管。
[0018] 之前所描述的用户站可以是总线系统的部分，所述总线系统具有总线和至少两个 用户站，所述至少两个用户站通过总线这样彼此相连，使得它们可以彼此进行通信，其中所 述至少两个用户站中的至少一个是之前所描述的用户站之一。
[0019] 此外，之前所描述的任务还通过一种根据专利权利要求10所述的用于减少总线系 统中的有线发射的方法来解决。在该方法中，用于使总线系统中的切换沿对称的边沿控制 装置利用用于产生额定电压变化过程的元件产生在总线上的额定电压变化过程并且通过 电流镜将该额定电压变化过程传输到总线。
[0020] 该方法提供与之前关于用户站被提到的优点同样的优点。
[0021] 本发明的其它的可能的实施方案也包括之前或者在下文关于实施例方面所描述 的特征或者实施形式的没有明确被提到的组合。在此，本领域技术人员也将添加单个方面 作为对本发明的相应的基本形式的改进方案或者补充方案。
【附图说明】
[0022 ]随后，本发明参考附图并且依据实施例进一步被描述。
[0023]图1示出了按照第一实施例的总线系统的简化的方框电路图； 图2示出了在按照第一实施例的总线系统中的总线信号在时间上的额定电压变化过 程;和 图3示出了按照第一实施例的总线系统的用户站的信号对称化装置的电路图； 在这些附图中，只要不另作说明，相同的或者功能相同的要素就被配备有同样的参考 符号。
【具体实施方式】
[0024]图1示出了例如可以是CAN总线系统、CAN-FD总线系统等等的总线系统1。总线系统 1可以在车辆(尤其是机动车）、飞机等等中或者在医院等等中得到应用。
[0025]在图1中，总线系统1有多个用户站10、20、30,所述用户站10、20、30分别被连接到 具有第一总线芯线(Busader)41和第二总线芯线42的总线40上。总线芯线41、42也可以被称 作CAN_!^PCAN_L并且用于在发送状态下将占主导的电平親合输入(Einkopplung)。消息45、 46、47可以以信号的形式通过总线40在各个用户站10、20、30之间被传输。用户站10、20、30 例如可以是机动车的控制设备或者显示设备。
[0026]如在图1中示出的那样，用户站10、30分别有通信控制装置11、发送装置12和接收 装置13。而用户站20有通信控制装置11和发送/接收装置14。用户站10、30的发送装置12、接 收装置13和用户站20的发送/接收装置14分别直接被连接到总线40上，即使这在图1中没有 被示出也如此。
[0027] 通信控制装置11用于控制相应的用户站10、20、30通过总线40与被连接到总线40 上的用户站1〇、20、30中的另一用户站的通信。发送装置12用于发送信号形式的消息45、47 并且用于减少总线系统1中的有线发射，以便满足总线系统1对信号对称化的要求，如稍后 还更详细地被描述的那样。有线发射可出现在总线40上。通信控制装置11可以如传统的CAN 控制器那样被实施。接收装置13关于其接收功能性可以如传统的CAN收发器那样被实施。发 送/接收装置14可以如传统的CAN收发器那样被实施。
[0028]图2示出了在时间t上的具有切换沿51、52的电压变化过程U，如该电压变化过程U 由在图3中更精确地被示出的发送装置12所产生的那样。切换沿51对应于信号从显性状态 53到隐性状态54的转变。切换沿52对应于信号从隐性状态54到显性状态53的转变。所示出 的电压变化过程有切换沿51、52,如要由发送装置12产生的额定电压变化过程那样。
[0029] 按照图3，发送装置12包括借助于模拟(Nachb i 1 dung )密勒电容器121和电流源122 的边沿控制装置120，包括几乎无延迟的电流镜130、输出电流镜CAN_H 140和输出电流镜 CAN_L 145〇
[0030] 除了密勒电容器121和电流源122之外，边沿控制装置120还包括开关元件123和 PM0S晶体管124。密勒电容器121被连接到PM0S晶体管124的栅极上。此外，电流源122通过开 关元件123还被连接到PM0S晶体管124的栅极上。密勒电容器121在它的另一侧与PM0S晶体 管124的漏极相连。电阻125将在PM0S晶体管124的漏极上的所产生的电压斜坡转换为用于 电流镜131的输入端的电流信号。在此，电阻124预先给定在总线芯线41(CAN_H)和总线芯线 42(CAN_L.)中的最大短路电流。
[0031] 此外，除了NM0S电流库131(匪〇s-strombank)之外，电流镜130还包括随后也被称 为匪0S-HV共源共栅132的NM0S高压共源共栅132和用于低压（low voltage)的PM0S