NL2039860A - Zendmodule en werkwijze voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem - Google Patents

Abstract

Samenvatting Er is een zendmodule en een werkwijze voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem beschikbaar gesteld. De zendmodule omvat: een eerste zendtrap voor een eerste signaal dat naar een bus te zenden is; een tweede zendtrap voor een tweede signaal dat als een differentieel signaal ten opzichte van het eerste signaal naar de bus te zenden is; een derde zendtrap voor het eerste signaal; en een vierde zendtrap voor het tweede signaal. De vier zendtrappen zijn in een volledige brug geschakeld, waarbij de eerste en vierde zendtrap in serie zijn geschakeld en de derde en tweede zendtrap in serie zijn geschakeld. Elke zendtrap heeft ten minste twee stroomtrappen met elk een schakelbare weerstand, waarbij de schakelbare weerstanden van een zendtrap verschillende weerstandwaarden hebben. Fig.

Description

Beschrijving

Zendmodule en werkwijze voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem

De onderhavige uitvinding betreft een zendmodule en een werkwijze voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem, waarbij in het bijzonder een spanningsbron van Vcc = 3,3 V voor zend-/ontvangstinrichtingen wordt gebruikt.

Stand van de techniek

Differentiële signalen worden bijvoorbeeld gebruikt in CAN-bussystemen of in Ethernet- bussystemen volgens de standaard 10-BASE-T1S voor gegevensoverdracht op een bus.

Aan de bus zijn apparaten in voertuigen en/of andere technische installaties aangesloten. De signalen signaleren serieel de gegevens die voor een communicatie tussen de apparaten over de bus moeten worden overgedragen. De apparaten vormen aan de bus deelnemerstations, die ook knooppunten worden genoemd. Elk deelnemerstation heeft ten minste één zend-/ontvangstinrichting die ook transceiver wordt genoemd.

Voor een gegevensoverdracht met CAN zijn bijvoorbeeld in de internationale standaard

ISQ11898-1:2015 Classical CAN en CAN FD gestandaardiseerd. CAN FD wordt momenteel vaak met 2 Mbit/s gegevens-bitrate en 500 kbit/s arbitrage-bitrate ingezet.

Zogenaamde CAN SIC zend-/ontvangstinrichtingen maken het gebruik van CAN FD met tot 8 Mbit/s mogelijk. Voor hogere gegevenssnelheden van momenteel tot 20 Mbit/s is inmiddels CAN XL beschikbaar. Bij alle genoemde CAN-gebaseerde bussystemen wordt voor een zendingssignaal TxD afzonderlijk een bussignaal CAN_H en idealiter gelijktijdig een bussignaal CAN_L op een bus gedreven. Hierbij wordt ten minste in de eerste communicatieperiode in de bussignalen CAN_H, CAN_L een busstatus actief gedreven.

De andere busstatus wordt niet gedreven en stelt zich in als gevolg van een afsluitweerstand voor busleidingen respectievelijk busaders van de bus. Als gevolg van de verschillend gedreven toestanden kunnen in een reëel bussysteem met aftakleidingen, mismatches enz. de signaalvormen van de bussignalen CAN_H, CAN L van de ideale signaalvorm afwijken. Dit kan leiden tot fouten bij de evaluatie van de van de bus ontvangen bussignalen.

Momenteel wordt bij CAN-bussystemen voor de zend-/ontvangstinrichtingen (transceivers) een spanningsbron van Vee = 5 V gebruikt om de verschillende spanningsniveaus voor de differentiële signalen op de bus te genereren.

Ter kostenverlaging wordt overwogen om voor de zend-/ontvangstinrichtingen een spanningsbron van Vcc = 3,3 V te gebruiken. Een dergelijke verlaging van de voedingsspanning zou voordelig zijn, aangezien de spanning van 3,3 V in veel hedendaagse microcontrollers wordt gebruikt. Bovendien kunnen ook veel andere componenten met deze spanning worden gevoed.

De verlaging van de voedingsspanning van 5 V naar 3,3 V biedt alleen dan het gewenste voordeel als reeds bestaande apparaten voor een CAN-bus met een voedingsspanning van 5 V verder inzetbaar zijn. Hierbij moeten 5V-deelnemerstations (5V-knooppunten) en 3,3V-deelnemerstations (3,3V-knooppunten) in willekeurige aantallen gelijktijdig op een bus kunnen communiceren.

Daarbij moet worden opgemerkt dat de huidige CAN-bus vanwege de differentiële signalen CAN_H, CAN_L gemiddeld een spanning van Vcc/2, dus 2,5 V heeft. Deze wordt bereikt doordat elk busdeelnemerstation via een genormeerd weerstandsnetwerk met behulp van een stroombron probeert de bus min of meer precies op 2,5 V te houden. De busspanning volgt in wezen de laagste knooppuntspanning {spanning aan het deelnemerstation), ligt dus typisch iets onder 2,5 V.

Bij het zenden kan een CAN-deelnemerstation (knooppunt), meer specifiek zijn zend- /ontvangstinrichting, schakelen tussen een dominante toestand en een recessieve toestand. Voor de dominante toestand drijft het de CAN_H-niveau op ca. 3,5 V en de

CAN L-niveau op ca. 1,5 V. Het verschil tussen CAN_H-niveau en CAN_L-niveau ligt dan in een bereik van 2 V. Van de internationale standaard 1S011898-1:2015 worden minimaal 1,5 V geëist. De overgang van de recessieve naar de dominante toestand of terug vindt daarbij zo symmetrisch mogelijk plaats rond de virtuele nullijn, die bij Vcc/2 ligt. Daardoor blijft de som van de niveaus van CAN_H en CAN_L zo veel mogelijk bij 5 V.

Een groot probleem is dat kleine afwijkingen in het mV-bereik al duidelijke elektromagnetische emissies tot gevolg hebben, die EMC-storingen (EMC = elektromagnetische compatibiliteit) van andere elektrische apparaten veroorzaken.

Daarom bestaan er voorschriften voor maximaal toegestane elektromagnetische emissies, waaraan elke zend-/ontvangstinrichting {transceiver} moet voldoen. Echter, deze eisen aan de elektromagnetische emissies vormen een zeer grote uitdaging.

In vergelijking met CAN FD moet bij transceivers voor CAN-SIC of transceivers voor CAN-

XL in de arbitragefase, die ook SIC-modus of SIC-bedrijfsmodus wordt genoemd, naast de toestanden recessief (rec} en dominant (dom) een derde toestand, de toestand sic, worden gegenereerd. Om aan de emissie-eisen van de norm IEC62228-3 te voldoen, moet een common-mode spanning van de busleidingen voor de signalen CAN _H, CAN _L in drie zendtoestanden, namelijk recessief, dominant, sic, binnen nauwe grenzen worden gehouden. De common-mode spanning ontstaat bij een gelijkstroomdrossel, die met name bij een certificeringsmeting voor het testen van de naleving van de norm 1EC62228-3 wordt gebruikt. De gelijkstroomdrossel wordt ook wel common-mode choke {CMC} genoemd. De gelijkstroomdrossel heeft als taak om differentiële signalen (DM=differentieel modus) zo veel mogelijk zonder beïnvloeding door te laten en common-mode signalen (CM=common mode) zo veel mogelijk volledig te onderdrukken. Echter, in de praktijk genereert de gelijkstroomdrossel uit een differentieel signaal zonder common-mode component aan de ingang een differentieel signaal met een ongewenst common-mode signaal aan de uitgang. Dit is ongunstig, omdat dit aan de buszijde direct in de CAN-bus wordt gevoed en zichtbaar is voor andere CAN-modules.

De uitdagingen zijn in gemengde werking des te groter wanneer op de bus ten minste één deelnemerstation met een zend-/ontvangstinrichting (transceiver) aanwezig is, die in de dominante toestand andere spanningsniveaus voor CAN_H en CAN_L aandrijft dan zend-/ontvangstinrichtingen (transceivers) van andere deelnemerstations. De redenen hiervoor zijn als volgt.

Wanneer parameters van de Physical Layer worden gewijzigd, is het herstellen van interoperabiliteit tussen de deelnemerstations meestal zeer arbeidsintensief. Daarom is het wenselijk dat een 3,3V-CAN-bus net zo functioneert als de 5V-CAN-bus, behalve dat de spanningen op de bus verschillen. De Physical Layer komt overeen met de bitoverdrachtslaag of laag 1 van het bekende OSl-model (Open Systems Interconnection

Model}.

Dus moet een 3,3V-knooppunt (deelnemerstation) voor de dominante toestand op de bus het signaal CAN_H naar ongeveer 3V en het signaal CAN_L duidelijk onder 1V brengen om het gespecificeerde minimale niveauverschil van 1,5 V te overschrijden.

Een bijzonderheid bij gemengde werking is dat een 5V-knooppunt in de recessieve fase de bus op 2,5 V instelt, terwijl een 3V-knooppunt op ca. 1,65 V op de bus mikt. Door een verhoging van de CAN_L-spanning bij 3,3V-CAN in de richting van 1V kan de spanning in de recessieve toestand naar ca. 1,9 V worden verhoogd. Er blijft echter een verschil van ca. 500-600mV bestaan tussen de 5V- en 3,3V-knooppunten. De bus neemt in een dergelijke configuratie een spanning ergens tussen 1,9 V en 2,5 V aan en er vloeit constant een stroom richting 3,3V-knooppunt, die echter in de orde van enkele microampère ligt.

Wanneer echter een deelnemerstation (knooppunt) begint te zenden en in de dominante toestand gaat, doet het deelnemerstation (knooppunt) dat niet vanuit "zijn" nullijn, maar vanuit die van de gemengde werking. Als gevolg verandert de som van de niveaus van CAN_H en CAN_L bij het omschakelen, en opnieuw bij het terugschakelen.

Dit leidt voorspelbaar tot hoge EMC-emissies. Hierdoor is een gemengde werking niet zo eenvoudig mogelijk.

Openbaring van de uitvinding

Het is daarom taak van de onderhavige uitvinding om een zendmodule en een werkwijze voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem te verschaffen, die de eerder genoemde problemen oplossen. In het bijzonder moeten de zendmodule en de werkwijze voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem de compensatie van storende grootheden mogelijk maken, die invloed hebben op het emissiegedrag van de zendmodule.

De taak wordt opgelost door een zendmodule voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem met de kenmerken van conclusie 1. De zendmodule heeft een eerste zendtrap voor het genereren van zendstromen voor een eerste signaal, dat naar een bus van het bussysteem te zenden is, een tweede zendtrap voor het genereren van zendstromen voor een tweede signaal, dat als een differentieel signaal ten opzichte van het eerste signaal naar de bus te zenden is, een derde zendtrap voor het genereren van zendstromen voor het eerste signaal, en een vierde zendtrap voor het genereren van zendstromen voor het tweede signaal, waarbij de eerste tot vierde zendtrap in een volledige brug zijn geschakeld, waarbij de eerste en vierde zendtrap in serie zijn geschakeld en de derde en tweede zendtrap in serie zijn geschakeld, waarbij elke van de eerste tot vierde zendtrap ten minste twee stroomtrappen omvat, die parallel aan elkaar zijn geschakeld, waarbij elke van de ten minste twee stroomtrappen een schakelbare weerstand omvat, waarbij de schakelbare weerstanden van een zendtrap verschillende weerstandwaarden hebben, waarbij de eerste tot vierde zendtrap elk een verpolingsdiode omvatten voor bescherming tegen een positieve terugkoppeling in een aansluiting voor de busspanningsvoorziening en een negatieve terugkoppeling van een aansluiting voor massa, waarbij de verpolingsdiode van de eerste zendtrap en de derde zendtrap elk een geschakelde verpolingsdiode is, die overbrugd of kortgesloten kan worden, en waarbij de verpolingsdiode van de tweede zendtrap en de vierde zendtrap elk een pn-gebaseerde verpolingsdiode is, die een parasiet van een transistor is en vast bedraad is, zodat de verpolingsdiode niet overbrugd of kortgesloten kan worden.

De beschreven zendmodule maakt ook met een spanningsvoorziening van 3,3 V een werking in een bussysteem volgens de internationale standaarden voor CAN mogelijk.

Bovendien is ook een werking in een bussysteem mogelijk, waarin 3,3V- deelnemerstations en 5V-deelnemerstations aanwezig zijn en dus een gemengde werking plaatsvindt. Daarbij is zelfs bij een gemengde werking in een CAN-bussysteem eenvoudig verzekerd dat de vereiste grenswaarden voor de emissie van een zend- /ontvangstinrichting ook voor CAN XL kunnen worden nageleefd. De zendmodule voldoet daarbij in het bijzonder aan de norm 1EC62228-3, die in acht te nemen grenswaarden voor de busstaten dom, sic en rec vastlegt.

Bijvoorbeeld kan de eerder beschreven zendmodule in de toestand sic de impedantie tussen de busleidingen voor de signalen CAN Hen CAN _L zeer goed aanpassen aan de karakteristieke golfweerstand of impedantie van de gebruikte busleiding. Voor de impedantie Zw van de gebruikte busleiding geldt daarbij Zw = 100 Ohm of Zw = 120

Ohm. Daardoor voorkomt de zendmodule reflecties en laat het dus de werking in het bussysteem bij hogere bitsnelheden toe.

De beschreven zendmodule maakt door een verdeling van zijn vier zendtrappen inn delen een in tijd gespreide en gecontroleerde schakelhandeling mogelijk en kan in het bijzonder de vereiste 3V-CAN-niveaus weergeven. Daarbij is een inschakeling volgens de

Gauss-foutfunctie realiseerbaar. Dit maakt een instelling van een zacht gedrag bij de inschakelhandeling mogelijk, Bovendien voorkomt de mogelijke variatie van tijdstappen bij het inschakelen het optreden van een smalbandige frequentielijn in het uitstralingsfreguentiespectrum.

Alternatief is het mogelijk om met de beschreven zendmodule een gespreide en gecontroleerde schakelhandeling uit te voeren over vaste tijdstappen en gevarieerde spanningsstappen. Ook daardoor kan het emissiegedrag van de zendmodule zodanig worden beïnvloed dat de voorgeschreven grenswaarden worden nageleefd.

Bovendien kan de beschreven zendmodule effecten verminderen als gevolg van asymmetrisch gedrag van de zendtrappen, die in de zendstaten dom, sic, rec kunnen optreden en de emissie verslechteren. De zendmodule voorkomt een ongelijk gedrag van componenten in zendtrappen A, B (Effect 1) van een volledige brug, zodat in de dom-toestand een verandering van de common-mode-spanning in vergelijking met de rec-toestand wordt geminimaliseerd of voorkomen. Bovendien kan de zendmodule een ongelijk gedrag van componenten in zendtrappen A/D en C/B van de volledige brug voorkomen {Effect 2}, zodat in de sic-toestand een verandering van de common-mode- spanning in vergelijking met de rec-toestand wordt geminimaliseerd of voorkomen. Dit is bijzonder voordelig, omdat alleen als vanuit het common-mode-niveau van de rec- toestand de common-niveaus in de dom-toestand en in de sic-toestand overeenkomen met die van de rec-toestand, een voldoende emissieresultaat kan worden bereikt, maar de oorzaken die tot het gedrag van Effect 1 leiden, anders kunnen zijn dan die tot Effect 2 leiden.

Voordelige verdere uitvoeringsvormen van de zendmodule zijn beschreven in de afhankelijke conclusies.

De uitgangsaansluitingen van de volledige brug kunnen zijn voorzien voor aansluiting op een afsluitweerstand van de bus.

In een uitvoeringsvorm heeft de eerste tot vierde zendtrap elk een verpolingsdiode voor bescherming tegen een positieve terugkoppeling in een aansluiting voor de busspanningsvoorziening en een negatieve terugkoppeling van een aansluiting voor massa, waarbij de verpolingsdiode van de eerste zendtrap en de derde zendtrap elk een geschakelde verpolingsdiode is, die overbrugd of kortgesloten kan worden, en waarbij de verpolingsdiode van de tweede zendtrap en de vierde zendtrap elk een pn- gebaseerde verpolingsdiode is, die een parasiet van een transistor is en vast bedraad is, zodat de verpolingsdiode niet overbrugd of kortgesloten kan worden.

In een uitvoeringsvorm zijn de uitgangsaansluitingen van de volledige brug voorzien voor aansluiting op een afsluitweerstand van de bus.

Het is denkbaar dat de verpolingsdioden zijn ingericht voor het instellen van een busmiddenspanning van ongeveer 1,9 V bij een werking van de zendmodule met een spanningsvoorziening van ongeveer 3,3 V.

In een uitvoeringsvorm heeft de eerste zendtrap en de derde zendtrap elk een verpolingsschakeling, welke de verpolingsdiode, een eerste transistor, een tweede transistor en een weerstand omvat, waarbij de tweede transistor een inschakelweerstandwaarde heeft, die veel kleiner is dan een weerstandwaarde van de weerstand. Hierbij kan de drain-aansluiting van de eerste transistor zijn verbonden met de anode van de verpolingsdiode, waarbij de source-aansluitingen van de eerste en tweede transistor zijn verbonden met de kathode van de verpolingsdiode, waarbij de gate-aansluiting van de eerste transistor is verbonden met de drain-aansluiting van de tweede transistor en via de weerstand met de aansluiting voor massa, waarbij de gate- aansluiting van de tweede transistor is verbonden met de aansluiting voor de busspanningsvoorziening.

Optioneel heeft het pad van gate-aansluiting naar source-aansluiting van de eerste transistor een filter voor bescherming tegen pulsachtige storingen.

Mogelijk is een aantal n van de ten minste twee stroomtrappen voor elke van de eerste tot vierde zendtrap hetzelfde, waarbij n een natuurlijk getal groter dan 1 is.

In een uitvoeringsvorm heeft elke van de ten minste twee stroomtrappen een CMOS- transistor voor het schakelen van de weerstand van de stroomtrap.

Volgens een uitvoeringsvoorbeeld is de CMOS-transistor van de stroomtrappen van de eerste zendtrap een PMOS-transistor, waarbij de CMOS-transistor van de stroomtrappen van de tweede zendtrap een NMOS-transistor is, waarbij de CMOS- transistor van de stroomtrappen van de derde zendtrap een PMOS-transistor is, en waarbij de CMOS-transistor van de stroomtrappen van de vierde zendtrap een NMOS- transistor is.

Hierbij kan elke van de eerste tot vierde zendtrap bovendien een verpolingsdiode omvatten voor bescherming tegen een positieve terugkoppeling in een aansluiting voor de busspanningsvoorziening en een negatieve terugkoppeling van een aansluiting voor massa, en ten minste één kaskode voor de bescherming van de CMOS-transistoren.

Volgens een ander uitvoeringsvoorbeeld zijn ten minste twee kaskoden parallel aan elkaar geschakeld, waarbij een aantal y van de kaskoden voor elke van de eerste tot vierde zendtrap hetzelfde is, waarbij y een natuurlijk getal groter dan 1 is, en waarbij de inschakelweerstand van de ten minste twee kaskoden verschillend is.

De zendmodule kan bovendien ten minste één eerste stroombegrenzingsmodule als stroombron omvatten, die tussen een aansluiting voor de busspanningsvoorziening en de volledige brug is geschakeld, en ten minste één tweede stroombegrenzingsmodule als stroomput, die tussen een aansluiting voor massa en de volledige brug is geschakeld.

Volgens een uitvoeringsvoorbeeld zijn ten minste twee eerste stroombegrenzingsmodules parallel aan elkaar geschakeld, waarvan de inschakelweerstand verschillend is, waarbij ten minste twee tweede stroombegrenzingsmodules parallel aan elkaar zijn geschakeld, waarvan de inschakelweerstand verschillend is, en waarbij het aantal x van de eerste stroombegrenzingsmodules gelijk is aan het aantal x van de tweede stroombegrenzingsmodules, waarbij x een natuurlijk getal groter dan 1 is.

De zendmodule kan bovendien een aansturingscircuit omvatten voor het aansturen van schakelbare componenten van de eerste tot vierde zendtrap afhankelijk van een digitaal zendingssignaal en van een voor de zendmodule ingestelde bedrijfsmodus. Mogelijk is het aansturingscircuit ingericht voor het in tijd gespreid en gecontroleerd schakelen van de weerstandwaarden van de ten minste twee stroomtrappen.

De eerder beschreven zendmodule kan deel uitmaken van een zend- /ontvangstinrichting voor een deelnemerstation voor een serieel bussysteem, die bovendien een ontvangstmodule omvat voor het ontvangen van signalen van de bus.

De zend-/ontvangstinrichting kan deel uitmaken van een deelnemerstation voor een serieel bussysteem, die bovendien een communicatiebesturingsinrichting omvat voor het besturen van de communicatie in het bussysteem en voor het genereren van een digitaal zendingssignaal voor het aansturen van de eerste tot vierde zendtrap.

Mogelijk is het deelnemerstation ingericht voor de communicatie in een bussysteem waarin ten minste tijdelijk een exclusieve, botsingsvrije toegang van een deelnemerstation tot de bus van het bussysteem is gewaarborgd.

De eerder genoemde taak wordt bovendien opgelost door een werkwijze voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem met de kenmerken van conclusie 19. De werkwijze wordt uitgevoerd met een zendmodule, waarbij de werkwijze de stappen omvat: genereren, met een eerste zendtrap, van zendstromen voor een eerste signaal dat naar een bus van het bussysteem te zenden is; genereren, met een tweede zendtrap, van zendstromen voor een tweede signaal dat als een differentieel signaal ten opzichte van het eerste signaal naar de bus te zenden is; genereren, met een derde zendtrap, van zendstromen voor het eerste signaal; en genereren, met een vierde zendtrap, van zendstromen voor het tweede signaal, waarbij de eerste tot vierde zendtrap in een volledige brug zijn geschakeld, waarbij de eerste en vierde zendtrap in serie zijn geschakeld en de derde en tweede zendtrap in serie zijn geschakeld, waarbij elke van de eerste tot vierde zendtrap ten minste twee stroomtrappen omvat díe parallel aan elkaar zijn geschakeld, waarbij elke van de ten minste twee stroomtrappen een schakelbare weerstand omvat, en waarbij de schakelbare weerstanden van een zendtrap verschillende weerstandwaarden hebben, waarbij de eerste tot vierde zendtrap elk een verpolingsdiode gebruiken voor bescherming tegen een positieve terugkoppeling in een aansluiting voor de busspanningsvoorziening en een negatieve terugkoppeling van een aansluiting voor massa, waarbij de verpolingsdiode van de eerste zendtrap en de derde zendtrap elk een geschakelde verpolingsdiode is, die overbrugd of kortgesloten kan worden, en waarbij de verpolingsdiode van de tweede zendtrap en de vierde zendtrap elk een pn- gebaseerde verpolingsdiode is, die een parasiet van een transistor is en vast bedraad is, zodat de verpolingsdiode niet overbrugd of kortgesloten kan worden.

De werkwijze biedt dezelfde voordelen als eerder genoemd met betrekking tot de zendmodule.

Andere mogelijke implementaties van de uitvinding omvatten ook niet expliciet genoemde combinaties van eerder of hierna beschreven kenmerken of uitvoeringsvormen met betrekking tot de uitvoeringsvoorbeelden. Hierbij zal de vakman ook individuele aspecten als verbeteringen of aanvullingen aan de respectieve basisvorm van de uitvinding toevoegen.

Tekeningen

Hieronder wordt de uitvinding nader beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening en aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden. Deze tonen:

Fig. 1 een vereenvoudigd blokschema van een bussysteem volgens een eerste uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 2 een diagram ter illustratie van de opbouw van een bericht dat door een eerste deelnemerstation van het bussysteem volgens het eerste uitvoeringsvoorbeeld kan worden verzonden;

Fig. 3 een tijdsverloop van een digitaal zendingssignaal in de werking van het bussysteem bij het eerste en/of tweede deelnemerstation, dat met ten minste één eerste deelnemerstation op dezelfde bus van het bussysteem is aangesloten;

Fig. 4 een tijdsverloop van bussignalen CAN_H en CAN_L bij het tweede deelnemerstation volgens het eerste uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 5 een tijdsverloop van een differentiële spanning VDIFF van de bussignalen CAN _H en CAN _L bij het eerste en tweede deelnemerstation volgens het eerste uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 6 een tijdsverloop van een digitaal ontvangstsignaal dat het eerste of tweede deelnemerstation genereert uit een van de bus ontvangen signaal, dat gebaseerd is op het zendingssignaal van Fig. 3;

Fig. 7 een tijdsverloop van bussignalen CAN_H en CAN_L, die door het eerste deelnemerstation volgens het eerste uitvoeringsvoorbeeld op de bus kunnen worden gegenereerd, uitgaande van bet zendingssignaal van Fig. 3;

Fig. 8 een voorbeeld van een tijdsverloop van een digitaal zendingssignaal, dat in een arbitragefase (SIC-bedrijfsmodus van een zendmodule) in bussignalen CAN_H, CAN L voor een bus van het bussysteem van Fig. 1 moet worden omgezet;

Fig. 9 het tijdsverloop van de bussignalen CAN_H, CAN_L bij de overgang van een recessieve busstatus naar een dominante busstatus en terug naar de recessieve busstatus, die in de arbitragefase (SIC-bedrijfsmodus) vanwege het zendingssignaal van

Fig. 8 op de bus worden verzonden;

Fig. 10 een schakelschema van een zendmodule voor een deelnemerstation van het bussysteem volgens het eerste uitvoeringsvoorbeeld;

Fig. 11 een tijdsdiagram ter weergave van de inschakeling van verschillende stroomtrappen van een zendtrap voor een eerste specifiek voorbeeld van de zendmodule van Fig. 10;

Fig. 12 een detail van een zendtrap voor een tweede specifiek voorbeeld van de zendmodule van Fig. 10; en

Fig. 13 een schakelschema van een zendmodule voor een deelnemerstation van het bussysteem volgens een tweede uitvoeringsvoorbeeld.

In de figuren zijn gelijke of functioneel gelijke elementen, tenzij anders aangegeven, voorzien van dezelfde referentienummers.

Beschrijving van de uitvoeringsvoorbeelden

Fig. 1 toont een bussysteem 1, dat bijvoorbeeld ten minste gedeeltelijk een CAN- bussysteem, een CAN-FD-bussysteem, enz., kan zijn. Het bussysteem 1 kan in een voertuig, met name een motorvoertuig, een vliegtuig, enz, of in een ziekenhuis enz. worden gebruikt.

In Fig. 1 heeft het bussysteem 1 een groot aantal deelnemerstations 10, 20, 30, die elk zijn aangesloten op een bus 40 of busleiding met een eerste busader 41 en een tweede busader 42. De busaders 41, 42 kunnen bij een CAN-bussysteem ook CANH en CANL worden genoemd voor het geleiden van signalen CAN_H, CAN_L op de bus 40.

Via de bus 40 kunnen berichten 45, 46, 47 in de vorm van signalen tussen de afzonderlijke deelnemerstations 10, 20, 30 worden overgedragen. De deelnemerstations 10, 20, 30 zijn bijvoorbeeld besturingsapparaten of weergaveapparaten van een motorvoertuig.

Zoals in Fig. 1 getoond, hebben de deelnemerstations 10, 30 elk een communicatiebesturingsinrichting 11 en een zend-/ontvangstinrichting 12. De zend- /ontvangstinrichting 12 heeft een zendmodule 121 en een ontvangstmodule 122. Het deelnemerstation 10 gebruikt een voedingsspanning van 3,3 V, minimaal 3,0 V. Ten minste één van de deelnemerstations 20, 30 gebruikt een voedingsspanning van 5 V. Ter illustratie tonen de volgende uitvoeringen een voorbeeld van een netwerk of bussysteem 1, waarbij het deelnemerstation 20 een voedingsspanning van 5V heeft en de deelnemerstations 10 en 30 een van 3,3V, minimaal 3,0 V, hebben. Andere constellaties zijn ook denkbaar.

Het deelnemerstation 20 heeft een communicatiebesturingsinrichting 21 en een zend- /ontvangstinrichting 22. De zend-/ontvangstinrichting 22 heeft een zendmodule 221 en een ontvangstmodule 222.

De zend-/ontvangstinrichtingen 12 van de deelnemerstations 10, 30 en de zend- /ontvangstinrichting 22 van het deelnemerstation 20 zijn elk direct op de bus 40 aangesloten, ook al is dit in Fig. 1 niet weergegeven.

De communicatiebesturingsinrichtingen 11, 21 dienen elk voor het besturen van een communicatie van het respectieve deelnemerstation 10, 20, 30 over de bus 40 met ten minste één ander deelnemerstation van de deelnemerstations 10, 20, 30, die op de bus 40 zijn aangesloten.

De communicatiebesturingsinrichtingen 11 maken en lezen eerste berichten 45, 47, die bijvoorbeeld gemodificeerde CAN-berichten 45, 47 zijn. Hierbij zijn de gemodificeerde

CAN-berichten 45, 47 bijvoorbeeld opgebouwd op basis van het CAN XL-formaat. De zend-/ontvangstinrichting 12 dient voor het zenden en ontvangen van de berichten 45, 47 van de bus. De zendmodule 121 ontvangt een door de communicatiebesturingsinrichting 11 voor een van de berichten 45, 47 gemaakt digitaal zendingssignaal TxD en zet dit om in signalen op de bus 40, zoals nader beschreven met betrekking tot Fig. 3, Fig. 4 en Fig. 7. Het digitale zendingssignaal TxD kan ten minste tijdelijk of gedeeltelijk een pulsbreedtemodulatiesignaal zijn. Het ontvangstmodule 121 ontvangt op de bus 40 verzonden signalen overeenkomstig de berichten 45 tot 47 en genereert daaruit een digitaal ontvangstsignaal RxD, waarvoor een voorbeeld in Fig. 6 is getoond, Het ontvangstmodule 122 stuurt het ontvangstsignaal RxD naar de communicatiebesturingsinrichting 11.

Daarnaast kan de communicatiebesturingsinrichting 11 optioneel zijn ingericht voor het maken en lezen van tweede berichten 46, die bijvoorbeeld CAN FD-berichten 46 zijn. De zend-/ontvangstinrichting 12 kan dienovereenkomstig zijn ingericht.

De communicatiebesturingsinrichting 21 kan zijn uitgevoerd als een conventionele CAN- controller volgens ISO 11898-1:2015, d.w.z. als een CAN FD tolerante Classical CAN- controller of een CAN FD Controller of een CAN SIC Controller. De communicatiebesturingsinrichting 21 maakt en leest tweede berichten 46, bijvoorbeeld

CAN FD-berichten of CAN SIC-berichten, De zend-/ontvangstinrichting 22 dient voor het zenden en ontvangen van de berichten 46 van de bus 40. De zendmodule 221 ontvangt een door de communicatiebesturingsinrichting 21 gemaakt digitaal zendingssignaal TxD en zet dit om in signalen voor een bericht 46 op de bus 40, zoals nader beschreven met betrekking tot Fig. 3 en Fig. 4. Het ontvangstmodule 222 ontvangt op de bus 40 verzonden signalen overeenkomstig de berichten 45 tot 47 en genereert daaruit een digitaal ontvangstsignaal RxD, waarvoor een voorbeeld in Fig. 6 is getoond. De zend-

Jontvangstinrichting 22 is mogelijk uitgevoerd als een conventionele CAN FD-transceiver of CAN-SIC-transceiver.

Voor het zenden van de berichten 45, 46, 47 met CAN SIC of CAN XL worden beproefde eigenschappen overgenomen, die verantwoordelijk zijn voor de robuustheid en gebruiksvriendelijkheid van CAN en CAN FD, met name raamstructuur met identifier en arbitrage volgens de bekende CSMA/CR-methode, zoals hierna nog nader beschreven.

Met de twee deelnemerstations 10, 30 is een vorming en vervolgens overdracht van berichten 45, 46, 47 met verschillende CAN-formaten, met name het CAN FD-formaat of het CAN SiC-

formaat of het CAN XL-formaat, evenals de ontvangst van dergelijke berichten 45, 46, 47 realiseerbaar. Dit is hierna nader beschreven voor een bericht 45,

Fig. 2 toont voor het bericht 45 een frame 450, dat met name een CAN XL-frame is, zoals het door de communicatiebesturingsinrichting 11 voor de zend-/ontvangstinrichting 12 wordt geleverd om op de bus 40 te zenden. Hierbij maakt de communicatiebesturingsinrichting 11 het frame 450 in het huidige uitvoeringsvoorbeeld compatibel met CAN FD. Alternatief is het frame 450 compatibel met een willekeurige opvolgerstandaard voor CAN FD.

Volgens Fig. 2 is het frame 450 voor de CAN-communicatie op de bus 40 onderverdeeld in verschillende communicatiefasen 451, 452, namelijk een arbitragefase 451 (eerste communicatiefase) en een gegevensfase 452 (tweede communicatiefase). Het frame 450 heeft, na een startbit SOF, een arbitrageveld 453, een stuurveld 454, een eerste schakelveld 455, een gegevensveld 456, een controlesomveld 457, een tweede schakelveld 458 en een frame-eindveld 459, waarin een markering EOF {EOF = End of

Frame) aanwezig is. Het controlesomveld 457, het tweede schakelveld 458 en het frame-eindveld 459 vormen een frame-eindfase 457, 458, 459 van het frame 450. In het frame-eindveld 459 kan een bevestigingsveld (ACK = Acknowledge} aanwezig zijn, dat ten minste één ACK-bit bevat en niet in de figuren wordt getoond.

In tegenstelling tot het frame 450 van Fig. 2 zijn in een CAN FD-frame, dat het deelnemerstation 20 voor het tweede bericht 46 gebruikt, geen schakelvelden 455, 458 aanwezig.

Voor alle eerder genoemde CAN-versies geldt dat in de arbitragefase 451 met behulp van een identificator {ID} in het arbitrageveld 453 bit voor bit tussen de deelnemerstations 10, 20, 30 wordt onderhandeld welk deelnemerstation 10, 20, 30 het bericht 45, 46, 47 met de hoogste prioriteit wil verzenden en daarom voor de volgende tijd voor het verzenden in de aansluitende gegevensfase 452 exclusieve toegang tot de bus 40 van het bussysteem 1 krijgt. In de arbitragefase 451 wordt een Physical Layer zoals bij CAN en CAN-FD gebruikt. De Physical Layer komt overeen met de bitoverdrachtslaag of laag 1 van het bekende OSi-model (Open Systems Interconnection

Model}.

Tijdens de fase 451 wordt de bekende CSMA/CR-methode gebruikt, die gelijktijdige toegang van de deelnemerstations 10, 20, 30 tot de bus 40 toestaat, zonder dat het hoger geprioriteerde bericht 45, 46, 47 wordt vernietigd. Hierdoor kunnen relatief eenvoudig extra busdeelnemerstations 10, 20, 30 aan het bussysteem 1 worden toegevoegd, wat zeer voordelig is.

De CSMA/CR-methode heeft tot gevolg dat er zogenaamde recessieve toestanden op de bus 40 moeten zijn, die door andere deelnemerstations 10, 20, 30 met dominante niveaus of dominante toestanden op de bus 40 kunnen worden overschreven. In de recessieve toestand heersen er bij het individuele deelnemerstation 10, 20, 30 hoogohmige verhoudingen, wat in combinatie met de parasieten van de busbekabeling langere tijdconstanten tot gevolg heeft. Dit leidt tot een beperking van de maximale bitsnelheid van de huidige CAN-FD-Physical-Layer tot momenteel ongeveer 2 megabit per seconde in reële voertuigtoepassingen.

Aan het einde van de arbitragefase 451 wordt overgeschakeld naar de gegevensfase 452. Bij CAN XL vindt de omschakeling plaats met behulp van het eerste schakelveld 455 van Fig. 2.

In de gegevensfase 452 worden bij CAN XL naast een deel van het eerste schakelveld 455 de nuttige gegevens van het CAN-XL-frame 450 of het bericht 45 uit het gegevensveld 456 evenals het controlesomveld 457 en een deel van het tweede schakelveld 458 verzonden. Bij CAN FD worden de nuttige gegevens van het CAN-FD- frame of het bericht 46 uit het gegevensveld 456 evenals het controlesomveld 457 verzonden.

Aan het einde van de gegevensfase 452 wordt weer teruggeschakeld naar de arbitragefase 451. Bij CAN XL vindt de omschakeling plaats met behulp van het tweede schakelveld 458 van Fig. 2.

Een zender van het bericht 45 begint pas met het verzenden van bits van de gegevensfase 452 op de bus 40 wanneer het deelnemerstation 10 als de zender de arbitrage heeft gewonnen en het deelnemerstation 10 als zender daarmee exclusieve toegang tot de bus 40 van het bussysteem 1 heeft.

In het frame-eindveld EOF is een bitsequentie voorzien, die het einde van het frame 450 markeert. Daarmee dient de bitsequentie van het eindveld (EOF) om het einde van het frame 450 aan te duiden. Het eindveld (EOF) zorgt ervoor dat aan het einde van het frame 450 een aantal van 7 recessieve bits wordt verzonden. Samen met een optioneel aanwezige ACK Delimiter in het niet getoonde bevestigingsveld wordt aan het einde van het frame 450 een aantal van 8 recessieve bits verzonden. De genoemde bitvolgorde van recessieve bits is een bitvolgorde die binnen het frame 450 niet kan voorkomen.

Hierdoor kan door de deelnemerstations 10, 30 het einde van het frame 450 veilig worden herkend.

Het deelnemerstation 10 voert vanaf een tijdstip of een tijd t1, nauwkeuriger beginnend met de tijd t1, gedurende een tijdsduur T_M1 een meting van het buspotentiaal of de busspanning uit, die op de bus 40 aanwezig is. De meting wordt uitgevoerd nadat een gebeurtenis E1 heeft plaatsgevonden. De gebeurtenis E1 is dat een vooraf bepaald aantal direct opeenvolgende recessieve bits aan het einde van het frame 450, nauwkeuriger in het eindveld (EOF), is opgetreden.

Optioneel kan het deelnemerstation vanaf een tijd t2, nauwkeuriger beginnend met de tijd 12, gedurende een tijdsduur T_M2 een meting van het buspotentiaal of de busspanning uitvoeren, die op de bus 40 aanwezig is. De meting wordt uitgevoerd nadat een gebeurtenis E2 heeft plaatsgevonden. De gebeurtenis E2 is dat aan het einde van de eerste communicatiefase (arbitragefase 451) het deelnemerstation is bepaald dat in de volgende tweede communicatiefase (gegevensfase 452) de exclusieve toegang tot de bus 40 heeft en dus zijn bericht mag verzenden.

Deze metingen worden aan de hand van de figuren hieronder beschreven.

Na het eindveld {EOF}, dat 7 bits heeft, volgt in het frame 450 een tussenframe-interval {IFS — Inter Frame Space), dat in Fig. 2 niet is weergegeven. Dit tussenframe-interval (IFS) is bij CAN FD volgens de 1S011898-1:2015 uitgevoerd. Het tussenframe-interval (IFS —

Inter Frame Space) heeft minimaal 3 bits.

Overigens zijn de genoemde velden en bits bekend uit de I5011898-1:2015 en worden hier daarom niet nader beschreven.

Zo gebruiken de deelnemerstations 10, 30 in de arbitragefase 451 als eerste communicatiefase gedeeltelijk, met name tot en met het FDF-bit (inclusief}, een van CAN/CAN-FD bekend formaat volgens de 15011898-1:2015. Echter, in vergelijking met CAN of CAN FD is in de gegevensfase 452 als tweede communicatiefase een verhoging van de netto- gegevensoverdrachtsnelheid, met name tot boven 10 megabit per seconde, mogelijk.

Bovendien is een verhoging van de grootte van de nuttige gegevens per frame, met name tot ongeveer 2 kbyte of een willekeurige andere waarde, mogelijk.

Fig. 3, Fig. 5 en Fig. 6 illustreren als voorbeeld de signalen die tijdens de werking van het bussysteem 1 bij de deelnemerstations 10, 20, 30 worden gegenereerd. Fig. 4 illustreert als voorbeeld de signalen die tijdens de werking van het bussysteem 1 door het deelnemerstation 20 op de bus 40 worden verzonden. Zoals eerder vermeld, gebruikt het deelnemerstation 20 een voedingsspanning van 5 V. Fig. 7 toont de bussignalen die elk van de deelnemerstations 10, 30 in plaats van de in Fig. 4 getoonde bussignalen genereert. Zoals eerder vermeld, gebruiken de deelnemerstations 10, 30 een voedingsspanning van ongeveer 3,3 V minimaal 3,0 V.

Tijdens de werking van het bussysteem 1 kan elk van de zendmodules 121, 221 van Fig. 1 een zendingssignaal TxD van de bijbehorende communicatiebesturingsinrichting 11 serieel omzetten in overeenkomstige signalen CAN_H, CAN_L voor CAN of CAN FD voor de busdraden 41, 42 en deze signalen bij de aansluitingen voor CAN_H en CAN_L op de bus 40 verzenden. De respectieve communicatiebesturingsinrichting 11, 21 zendt het zendingssignaal TxD van Fig. 3 over de tijd t (serieel) naar de bijbehorende zendmodule 121, 221, zoals in Fig. 1 getoond.

Zoals als voorbeeld in Fig. 3 getoond, heeft het zendingssignaal TxD de spanningsniveaus

H (High = Hoog) en L (Low = Laag) met een overeenkomstige spanning U. De afzonderlijke bits van het signaal TxD hebben een bittijd t_bt1, zoals in Fig. 3 voor de arbitragefase 451 getoond. Bij CAN FD en CAN XL kunnen de bits van het signaal TxD in de gegevensfase 452 met een kortere bittijd t_bt2 worden verzonden, zoals in Fig. 4 geïllustreerd.

De volgorde van de toestanden H, L van het zendingssignaal TxD van Fig. 3 en de daaruit resulterende toestanden 401, 402 voor de signalen CAN_H, CAN_L in Fig. 4 evenals het daaruit resulterende verloop van de spanning VDIFF van Fig. 5 dienen alleen ter illustratie van de functie van het deelnemerstation 10. De volgorde van de gegevensstaten voor de busstaten 401, 402 is naar behoefte kiesbaar.

Volgens het voorbeeld van Fig. 4 hebben de signalen CAN_H en CAN_L ten minste in de arbitragefase 451 de dominante en recessieve busniveaus of busstaten 401, 402, zoals bekend van CAN. Omdat het deelnemerstation 20 een voedingsspanning van 5 V gebruikt, drijft het voor de dominante toestand 401 het CAN_H-niveau naar ca. 3,5 Ven het CAN _L-niveau naar ca. 1,5 V, zoals in Fig. 4 getoond. De recessieve toestand 402 stelt zich in op 2,5 V, wat gelijk is aan de busmiddenspanning Vem = 2,5 V.

Zoals in Fig. 5 voor de differentiaalspanning VDIFF = CAN_H — CAN _L op de bus 40 getoond, ligt het verschil tussen CAN_H-niveau en CAN_L-niveau voor de dominante toestand 401 dan in een bereik van 2 V.

De ontvangstmodules 122, 222 vormen uit de van de bus 40 ontvangen signalen CAN _H en CAN _L, die in Fig. 4 getoond zijn, respectievelijk de differentiaalspanning VDIFF van

Fig. 5 een ontvangstsignaal RxD volgens Fig. 6. Voor de generatie van het digitale ontvangstsignaal RxD van Fig. 6 gebruikt de respectieve ontvangstmodule 122, 222 ontvangstgolven zoals bekend. Het ontvangstsignaal RxD is in Fig. 6 zonder looptijdvertraging getoond. De ontvangstmodule 122 geeft dit ontvangstsignaal RxD door aan de bijbehorende communicatiebesturingsinrichting 11, 21, zoals in Fig. 1 getoond.

Volgens de ISO 11898-1:2015 vergelijkt de communicatiebesturingsinrichting 11, 21 haar, volgens een frame 450 en een zendingssignaal TxD (Fig. 3), zelf verzonden bits op het bemonsteringspunt AP (Sample-Point) (Fig. 4 en Fig. 5) met de op de bus 40 waargenomen bits volgens het ontvangstsignaal RxD (Fig. 6}. Een verschil wordt als een fout beschouwd, behalve bij de arbitrage en het ACK-bit.

In tegenstelling tot Fig. 4 toont Fig. 7 de signalen CAN_H en CAN_L, die de deelnemerstations 10, 30 in de arbitragefase 451 en de gegevensfase 452 op de bus 40 genereren. Ten minste in de arbitragefase 451 worden de dominante en recessieve busniveaus of busstaten 401, 402 gebruikt, zoals reeds in Fig. 4 getoond. Aangezien in het genoemde voorbeeld de deelnemerstations 10, 30 een voedingsspanning van 3,3 V gebruiken, sturen zij voor de dominante toestand 401 het CAN_H-niveau naar ca. 2,9 V en het CAN _L-niveau naar ca. 0,9 V, zoals in Fig. 7 getoond. De recessieve toestand 402 stelt zich in op 1,9 V, wat gelijk is aan de busmiddenspanning Vem = 1,9 V. In de gegevensfase 452 kan bij CAN XL een andere fysieke laag 452_P worden gebruikt dan de fysieke laag 451_P in de arbitragefase 451. Dienovereenkomstig kunnen de CAN_H- niveaus naar waarden voor de toestanden LV1, LVO worden gestuurd, zoals in Fig. 7 getoond. In de arbitragefase 451 wordt een fysieke laag zoals bij CAN en CAN-FD gebruikt. De fysieke laag komt overeen met de bitoverdrachtslaag of laag 1 van het bekende OSl-model {Open Systems Interconnection Model).

De zendmodule 121 genereert voor het zendingssignaal TxD van Fig. 3 de signalen

CAN _H, CAN_L in Fig. 7 voor de busaders 41, 42 zodanig dat de toestand LVO voor een toestand LW (Laag = Low) wordt gevormd. Bovendien wordt de toestand LV1 voor een toestand Hl (Hoog = High) gevormd.

Om de datasnelheid voor CAN XL te verhogen, kunnen de zend-/ontvangstinrichtingen 12 voor CAN SIC zijn ingericht.

Zoals in Fig. 8 en Fig. 9 nader getoond, genereert de zendmodule 121 bij CAN SIC voor het zendingssignaal TxD van Fig. 8 de signalen CAN_H, CAN_L volgens Fig. 9 voor de busaders 41, 42 met een busmiddenspanning Vcm_sic = 1,9 V en zodanig dat er bovendien een toestand 403 (sic) aanwezig is. De toestand 403 (SIC) kan verschillend lang zijn, zoals getoond met de toestand 403_0 (sic) bij de overgang van de toestand 402 {rec} naar de toestand 401 (dom) en de toestand 403_1 {sic} bij de overgang van de toestand 401 (dom) naar de toestand 402 (rec). De toestand 403_0 (sic) is korter in tijd dan de toestand 403_1 (sic). Om signalen volgens Fig. 9 te genereren, wordt de zendmodule 121 in een SIC-bedrijfsmodus (SIC-Mode) geschakeld.

Het doorlopen van de korte sic-toestand 403_0 is in de CiA610-3 niet vereist en de toestand is afhankelijk van de aard van de implementatie. De tijdsduur van de "lange" toestand 403_1 (sic) is voor CAN-SIC evenals voor de SIC-bedrijfsmodus bij CAN-XL gespecificeerd als t_sic < 530ns, beginnend met de stijgende flank aan het zendingssignaal TxD van Fig. 8.

Het deelnemerstation 10, in het bijzonder de zend-ontvangstinrichting 12, voert vanaf een tijdstip of een tijd t3, nauwkeuriger beginnend met de tijd 13, nadat een gebeurtenis £3 heeft plaatsgevonden, gedurende een tijdsduur T_M3 een meting uit van het buspotentiaal of de busspanning die op de bus 40 aanwezig is. De gebeurtenis E3 is dat de toestand 401 (dom) wordt verlaten of van de toestand 401 (dom) naar de toestand 403 {sic} wordt geschakeld. Afhankelijk van het meetresultaat stelt het deelnemerstation 10 in dat als busmiddenspanning Vcm ofwel 2,5 V (Fig. 4) of 1,9 V (Fig. 7) als busvoorspanning op de bus 40 wordt ingevoerd. De instelling op de busvoorspanning aan de bus 40 of het potentiaal 2,5 V kan met name tijdens bit 7 van het frame-eindveld EOF of een van de volgende 4 recessieve bits plaatsvinden.

De zendmodule 121 moet in de "lange" toestand 403_1 (sic) de impedantie tussen de busaders 41 {CANH) en 42 {CANL) zo goed mogelijk aanpassen aan de karakteristieke golfweerstand Zw van de gebruikte busleiding. Hierbij geldt Zw=1000hm of 1200hm.

Deze aanpassing voorkomt reflecties en maakt zodoende de werking bij hogere bitsnelheden mogelijk. Ter vereenvoudiging wordt hierna altijd gesproken van de toestand 403 (sic) of sic-toestand 403.

De zendmodule 121 kan worden gebruikt voor het genereren van signalen voor de bus 40 voor de volgende CAN-typen: CAN-FD, CAN-SIC en CAN-XL.

Communicatiefasen/Bitrate Busstaten (Bus Zendmodule- type states) staten dom, rec

CAN:SIC dom, si, rec

CAN-XL Arbitrage of Arbitrage en dom, sic, rec dom, sic, rec

Gegevensveld voor het geval dat er geen omschakeling naar de

Snelle bedrijfsmodus plaatsvindt

Gegevensfase Lo, L1 Lo, L1

Tabel 1: CAN_Typen voor zendmodule 121

De zendmodule-toestand sic kan dus niet alleen bij CAN-SIC of CAN-XL (x[_sic} worden gegenereerd. De zendmodule-toestand sic kan ook bij CAN-FD worden gegenereerd. In

CAN-FD kan de tijd voor de zendmodule-toestand sic echter korter zijn dan bij CAN-SIC of CAN-XL.

Fig. 10 toont de basisopbouw van de zendmodule 121 voor een van de deelnemerstations 10, 30. De zendmodule 12 kan signalen CAN_H, CAN_L volgens Fig. 9 met de toestanden 401, 402, 403 en signalen CAN _H, CAN_L volgens Fig. 7 met de toestanden LO, L1 genereren.

De zendmodule 121 heeft vier zendtrappen, namelijk een eerste zendtrap 121A, een tweede zendtrap 121B, een derde zendtrap 121C en een vierde zendtrap 121D. Zoals in

Fig. 10 getoond, zijn de zendtrappen 121A tot 121D als volledige brug geschakeld.

Bovendien heeft de zendmodule 121 stroombegrenzingsmodules 1211, 1212. De aansturing van de stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 en van nader te specificeren componenten van de zendtrappen 121A tot 121D gebeurt via ten minste één besturingseenheid 124. Ten minste één besturingseenheid 124 stuurt ten minste éen signaal naar besturingsaansluitingen 125, waarop de stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 en/of de componenten van de zendtrappen 121A tot 121D zijn aangesloten. Voor de overzichtelijkheid zijn in Fig. 10 niet alle leidingverbindingen hiervoor weergegeven.

De zendmodule 121 is aangesloten op de bus 40, meer specifiek op de eerste busader 41 voor CAN_H of CAN-XL_H en de tweede busader 42 voor CAN_L of CAN-XL_L. Elke van de zendtrappen 121A tot 121D is aangesloten op de bus 40.

Via ten minste één aansluiting 43 wordt de spanningsvoorziening verzorgd om de eerste en tweede busader 41, 42 van elektrische energie te voorzien, in het bijzonder met de spanning CAN-Supply van 3,3V. De verbinding met massa of CAN_GND is gerealiseerd via een aansluiting 44. De eerste en tweede busader 41, 42 zijn met een afsluitweerstand 49 beëindigd. De afsluitweerstand 49 is in de volledige brug als externe lastweerstand geschakeld. De weerstand 49 is in de brugtak tussen de aansluitingen voor de busaders 41, 42 geschakeld.

De eerste zendtrap 121A van Fig. 10 heeft een verpolingsschakeling D_A, een transistor

HVP_A en een parallelschakeling 121A1, waarbij een eerste tot n-de stroomtrap parallel is geschakeld, waarbij n een natuurlijk getal > 1 is, Bovendien is er een aansturingscircuit

T_A aanwezig. De eerste stroomtrap heeft een serieschakeling van een weerstand R_A1 en een transistor P_A1. De n-de stroomtrap heeft een serieschakeling van een weerstand R_An en een transistor P_An. De transistor HVP_A kan een CMOS-transistor zijn, in het bijzonder een PMOS-transistor. De transistors P_A1 tot P_An zijn CMOS- transistors, in het bijzonder PMOS-transistors. De afkorting "CMOS" verwijst naar een halfgeleiderelement waarbij zowel p-kanaal- als n-kanaal-MOSFETs op een gemeenschappelijk substraat worden gebruikt. De afkorting CMOS staat voor de Engelse term “Complementary metal-oxide-semiconductor”, wat vertaald betekent “complementaire / zich aanvullende metaal-oxide-halfgeleider”. De afkorting "MOSFET" staat voor metaal-oxide-veldeffecttransistor. Het aansturingscireuit T_A stuurt de transistors P_A1 tot P_An van de eerste tot n-de stroomtrap aan volgens het zendingssignaal TxD en de ingestelde bedrijfsmodus SIC, FAST_TX van de zendmodule 121.

De tweede zendtrap 121B van Fig. 10 heeft een verpolingsdiode D_B, een transistor

HVN_B en een parallelschakeling 121B1, waarbij een eerste tot n-de stroomtrap parallel is geschakeld, waarbij n het natuurlijke getal > 1 is. Bovendien is er een aansturingscircuit T_B aanwezig. De eerste stroomtrap S1 heeft een serieschakeling van een weerstand R_B1 en een transistor N_B1. De n-de stroomtrap heeft een serieschakeling van een weerstand R_Bn en een transistor N_Bn. De transistor HVP_B kan een CMOS-transistor zijn, in het bijzonder een NMOS-transistor. De transistors N_B1 tot N_Bn zijn CMOS-transistors, in het bijzonder NMOS-transistors. Het aansturingscircuit T_B stuurt de transistors N_B1 tot N_Bn van de eerste tot n-de stroomtrap aan volgens het zendingssignaal TxD en de ingestelde bedrijfsmodus SIC,

FAST _TX van de zendmodule 121.

De derde zendtrap 121C van Fig. 10 heeft een verpolingsschakeling D_C, een transistor

HVP_C en een parallelschakeling 121C1, waarbij een eerste tot n-de stroomtrap parallel is geschakeld, waarbij n het natuurlijke getal > 1 is. Bovendien is er een aansturingscircuit T_C aanwezig. De eerste stroomtrap heeft een serieschakeling van een weerstand R_C1 en een transistor P_C1. De n-de stroomtrap heeft een serieschakeling van een weerstand R_An en een transistor P_An. De transistor HVP_C kan een CMOS-transistor zijn, in het bijzonder een PMOS-transistor. De transistors P_C1 tot P_Cn zijn CMOS-transistors, in het bijzonder PMOS-transistors. Het aansturingscircuit

T_C stuurt de transistors P_C1 tot P_Cn van de eerste tot n-de stroomtrap aan volgens het zendingssignaal TxD en de ingestelde bedrijfsmodus SIC, FAST_TX van de zendmodule 121.

De vierde zendtrap 121D van Fig. 10 heeft een verpolingsdiode D_D, een transistor

HVN_D en een parallelschakeling 121D1, waarbij een eerste tot n-de stroomtrap parallel is geschakeld, waarbij n het natuurlijke getal > 1 is. Bovendien is er een aansturingscircuit T_D aanwezig. De eerste stroomtrap heeft een serieschakeling van een weerstand R_D1 en een transistor N_D1. De n-de stroomtrap heeft een serieschakeling van een weerstand R_Dn en een transistor P_Dn. De transistor HVP_D kan een CMOS-transistor zijn, in het bijzonder een NMOS-transistor. De transistors N_D1 tot N_Dn zijn CMOS-transistors, in het bijzonder NMOS-transistors. Het aansturingscircuit T_D stuurt de transistors N_D1 tot N_Dn van de eerste tot n-de stroomtrap aan volgens het zendingssignaal TxD en de ingestelde bedrijfsmodus SIC,

FAST TX van de zendmodule 121 aan.

De stroomtrappen S1 tot Sn van de zendtrappen 121A tot 121D zijn dus als weerstandstrappen uitgevoerd. De weerstandstrappen worden ingesteld door de keuze van de weerstandwaarde van de respectieve stroomtrap, bijvoorbeeld door de keuze van de weerstanden R_A1 tot R_An voor de zendtrap 121A, enzovoort. Als gevolg van de instelling van de weerstandwaarden van de weerstanden worden stroomtrappen ingesteld. Het getal n is willekeurig kiesbaar. In het bijzonder kan het getal n en dus het aantal trappen of het aantal weerstandstrappen of stroomtrappen tussen 1 en 60 worden gekozen. Alternatief kan echter voor n een groter getal dan 60 worden gekozen.

Elke van de verpolingsdioden D_B, D_D beschermt de bijbehorende zendtrap 121B, 121D tegen een positieve terugkoppeling op de aansluiting 44 (CAN-Supply) en een hegatieve terugkoppeling op de aansluiting 43 (CAN_GND). Elke van de verpolingsdioden D_B, D_D kan ook als blokkeringsdiode worden aangeduid. Elke van de verpolingsdioden D_B, D_D kan een pn-gebaseerde diode zijn, die een parasitaire pn- overgang van een (silicium)transistor is, die vast bedraad is, zodat de transistor nooit wordt aangestuurd en de diode niet kortgesloten/overbrugd kan worden. In het bijzonder is de doorlaatspanning van elke van de verpolingsdioden D_B, D_D ongeveer 0,7 V.

Elke van de verpolingsschakelingen D_A, D_C beschermt de bijbehorende zendtrap 121A, 121C tegen een positieve terugkoppeling op de aansluiting 44 (CAN-Supply) en een negatieve terugkoppeling op de aansluiting 43 (CAN_GND). Elke van de verpolingsschakelingen D_A, D_C kan ook als blokkeringsschakeling worden aangeduid.

De eerste verpolingsschakeling D_A heeft een diode D1, een eerste transistor TR1, een tweede transistor TR2, een weerstand R1 en optioneel een capaciteit C1. De diode D1 komt parasitair voort uit de transistor TRI. De transistor TR2 heeft zijn eigen parasitaire diode, die in Fig. 10 niet is weergegeven. De transistors TR1, TR2 zijn PMOS-transistors.

De anode van de diode D1 is verbonden met de drain-aansluiting van de eerste transistor TR1. De kathode van de diode D1 is verbonden met de source-aansluiting van de eerste transistor TR1 en met de source-aansluiting van de tweede transistor TR2. De gate-aansluiting van de eerste transistor TR1 is verbonden met de drain-aansluiting van de tweede transistor TR2, met een aansluiting van de weerstand R1, en met een aansluiting van de optionele capaciteit C1. De andere aansluiting van de weerstand R1 is op massa, in het bijzonder de aansluiting 44 (GND), aangesloten. Bovendien is de andere aansluiting van de optionele capaciteit C1 op massa, in het bijzonder de aansluiting 44 (GND), aangesloten. De gate-aansluiting van de tweede transistor TR2 is verbonden met de voedingsspanning VCC op de aansluiting 43. De diode D1 is in bedrijf geleidend en wordt met behulp van de transistors TR1, TR2 en de weerstand R1 kortgesloten, met andere woorden overbrugd.

Zoals vermeld, is de gate-aansluiting van de eerste transistor TR1 op massa, in het bijzonder de aansluiting 44 (GND), gelegd. Als de source-aansluiting van de transistors

TR1, TR2 in spanning stijgt, in het bijzonder door de voeding met VCC_min=3,0V, wordt het kanaal parallel aan de diode D1, dus over de transistor TR1, geleidend. Hierdoor vervalt de doorlaatspanning van de diode D1. Bij een voeding met VCC_min=3,0V kunnen onder alle te beschouwen omstandigheden de niveaus volgens Fig. 7 worden gegenereerd.

Net als met de verpolingsdioden D_B, D_D is ook met de verpolingsschakeling D_A de terugkoppelingsbescherming gegeven. Zoals beschreven, is de transistor TR2 een PMOS- transistor. De transistor TR2 geleidt wanneer op zijn gate-aansluiting, die met de aansluiting 43 is verbonden, ten minste een drempelspanning onder het potentiaal op de source-aansluiting van de transistor TR2 aanwezig is. Stijgt de spanning op de kathode van de diode D1, wat gelijk is aan het potentiaal van de source-aansluiting van de tweede transistor TR2, met ongeveer een transistor-drempelspanning boven de spanning VCC op de aansluiting 43, dan wordt de transistor TR2 geleidend, stijgt de spanning op de gate van de transistor TR1 en blokkeert de transistor TR1. Als gevolg daarvan wordt de parasitaire diode D1 effectief. Hierdoor is de terugkoppelingsbescherming gegeven.

Hiervoor zijn de transistors TR1, TR2 zodanig uitgevoerd dat de inschakelweerstandwaarde van de tweede transistor TR2 veel kleiner is dan de weerstandwaarde van de weerstand R1. Het geldt dus: Ron_TR2 << R1.

Optioneel zijn de gate-source-paden van de transistors TR1, TR2 gefilterd, in het bijzonder met een RC-filter, dat wordt gevormd door de weerstand Ri en de capaciteit

C1. Hierdoor is de verpolingsschakeling D_A robuust tegen pulsachtige storingen, in het bijzonder DP}, ISO-pulsen, enz.

De tweede verpolingsschakeling D_C heeft een diode D2, een eerste transistor TR3, een tweede transistor TR4, een weerstand R2 en optioneel een capaciteit C2. De diode D2 ontstaat parasitair uit de transistor TR3. De transistor TR4 heeft zijn eigen parasitaire diode, die in Fig. 10 niet is getekend. De transistors TR3, TR4 zijn PMOS-transistors. De anode van de diode D2 is verbonden met de drain-aansluiting van de eerste transistor

TR3. De kathode van de diode D2 is verbonden met de source-aansluiting van de eerste transistor TR3 en met de source-aansluiting van de tweede transistor TR4. De gate- aansluiting van de eerste transistor TR3 is verbonden met de drain-aansluiting van de tweede transistor TR4, met een aansluiting van de weerstand R2 en met een aansluiting van de optionele capaciteit C2. De andere aansluiting van de weerstand R2 is op massa, in het bijzonder de aansluiting 44 (GND), aangesloten. Bovendien is de andere aansluiting van de capaciteit C2 op massa, in het bijzonder de aansluiting 44 (GND), aangesloten. De gate-aansluiting van de tweede transistor TR4 is verbonden met de voedingsspanning VCC op de aansluiting 43. De diode D2 is in bedrijf geleidend en wordt met behulp van de transistors TR3, TR4 en de weerstand R2 kortgesloten, met andere woorden overbrugd.

Zoals vermeld, is de gate-aansluiting van de eerste transistor TR3 op massa, in het bijzonder de aansluiting 44 (GND), gelegd. Verhoogt de source-aansluiting van de transistors TR3, TR4 in spanning, in het bijzonder door de voeding met VCC_min=3,0V, dan wordt het kanaal parallel aan de diode D2, dus over de transistor TR3, geleidend.

Hierdoor vervalt de doorlaatspanning van de diode D2. Bij een voeding met

VCC_min=3,0V kunnen onder alle te beschouwen omstandigheden de niveaus volgens

Fig. 7 worden gegenereerd.

Net als met de verpolingsdioden D_B, D_D is ook met de verpolingsschakeling D_C de terugkoppelingsbescherming gegeven. Zoals beschreven, is de transistor TR4 een PMOS-

transistor. De transistor TR4 geleidt wanneer op zijn gate-aansluiting, die met de aansluiting 43 is verbonden, ten minste een drempelspanning onder het potentiaal op de source-aansluiting van de transistor TR4 aanwezig is. Stijgt de spanning op de kathode van de diode D2, wat gelijk is aan het potentiaal van de source-aansluiting van de tweede transistor TR4, met ongeveer een transistor-drempelspanning boven de spanning VCC op de aansluiting 43, dan wordt de transistor TR4 geleidend, stijgt de spanning op de gate van de transistor TR3 en blokkeert de transistor TR3. Als gevolg daarvan wordt de parasitaire diode D2 effectief. Hierdoor is de terugkoppelingsbescherming gegeven.

Hiervoor zijn de transistors TR3, TR4 zodanig ontworpen dat de inschakelweerstandwaarde van de tweede transistor TR4 veel kleiner is dan de weerstandwaarde van de weerstand R3. Het geldt dus: Ron_TR4 << R2.

Optioneel zijn de gate-source-paden van de transistors TR3, TR4 gefilterd, in het bijzonder met een RC-filter, dat wordt gevormd door de weerstand R2 en de capaciteit

C2. Hierdoor is de verpolingsschakeling D_C robuust tegen pulsachtige storingen, in het bijzonder DPI, ISO-pulsen, enz.

Elke van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1, meer specifiek de bijbehorende aansturingsschakeling T_A, T_B, T_C, T_D, stelt een weerstandwaarde in voor de bijbehorende zendtrap 121A, 1218, 121C, 121D afhankelijk van de bedrijfsmodus (SLOW of SIC, FAST _TX} van de zendmodule 121 en het zendingssignaal

TxD. De weerstandwaarde van de afzonderlijke zendtrap 121A, 121B, 121C, 121D is dus afhankelijk van de bedrijfsmodus (SLOW of SIC, FAST_TX) van de zendmodule 121 en het zendingssignaal TxD instelbaar. Dit wordt hieronder nog nader beschreven aan de hand van Fig. 11 en Fig. 12 evenals Tabel 2 en Tabel 3.

Elke van de transistors HVP_A, HVN_B, HVP_C, HVN_D is een HV-kaskode en kan ook als

HV-standoff-apparaat worden aangeduid. De transistor HVP_A beschermt de CMOS- transistors P_A1 tot P_An van de toegewezen parallelschakeling 121A1, doordat de transistor HVP_A hoge spanningsvallen opvangt. Elke van de transistors HVN_B, HVP_C,

HVN_D heeft dezelfde functie voor de CMOS-transistors van de respectievelijke toegewezen parallelschakeling 121B1, 121C1, 121D1. Elke van de transistors HVP_A,

HVN_B, HVP_C, HVN_D is met zijn stuurklem aangesloten op de aansluiting 125. Zo is elke van de transistors HVP_A, HVN_B, HVP_C, HVN_D door de ten minste één sturing 124 bestuurbaar,

De stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 zijn elk als transistor uitgevoerd. De stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 in het voorbeeld van Fig. 10 zijn elk CMOS- transistors. De stroombegrenzingsmodule 1211 van Fig. 10 is een PMOS-transistor, Zo vormt de stroombegrenzingsmodule 1211 een stroombron. De stroombegrenzingsmodule 1212 van Fig. 10 is een NMOS-transistor. Zo vormt de stroombegrenzingsmodule 1212 een stroomput. De stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 zijn bedoeld voor de bescherming van de zendmodule 121 en de externe componenten, in het bijzonder andere componenten van het deelnemerstation 10 en/of de bus 40. De opstelling van de stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 in de schakeling van de zendtrap 121 is geschikt voor de dom-toestand 401 en voor de sic-toestand 403 van Fig. 9, In de dom-toestand 401 stroomt volgens ontwerp en specificatie tweemaal zoveel elektrische stroom als in de sic-toestand, echter stroomt de stroom in de dom- toestand 401 slechts over één pad van de zendmodule 121. Daarentegen stroomt in de sic-toestand de stroom in twee paden van de zendmodule 121. De twee paden zijn gelijk ontworpen of geconfigureerd, Zo ontstaat aan de stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 dezelfde spanningsval.

Bij de zendmodule 121 is de zendtrap 121A tussen de aansluiting 43 voor de spanningsvoorziening en de aansluiting 41 {CANH) voor het signaal CAN_H geschakeld.

De zendtrap 121C is tussen de aansluiting 43 voor de spanningsvoorziening en de aansluiting 42 (CANL) en de aansluiting 43 voor massa respectievelijk de aansluiting 44 {CAN_GND) geschakeld. De zendtrap 121D is tussen de aansluiting 41 {CANH) voor het signaal CAN_H en de aansluiting 43 voor massa respectievelijk de aansluiting 44 {CAN_GND) geschakeld. De zendtrap 121B is tussen de aansluiting 42 {CANL) voor het signaal CAN _L en de aansluiting 43 voor massa respectievelijk de aansluiting 44 {CAN_GND) geschakeld. Zo is bij de zendmodule 121 enerzijds de zendtrap 121A in het

CANH-pad geschakeld. Anderzijds is de zendtrap 121D in het CANH-pad geschakeld. In het CANL-pad is enerzijds de zendtrap 121C geschakeld. Anderzijds is de zendtrap 1218 in het CANL-pad geschakeld.

Zo bestaat de zendmodule 121 in het CANH-pad en in het CANL-pad uit een parallelschakeling 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 van een bepaald aantal stroomtrappen.

Een enkele stroomtrap is gerealiseerd door een serieschakeling bestaande uit een

CMOS-schakelaar en een weerstand, zoals eerder beschreven. De parallelschakeling van alle stroomtrappen is in het CANH-pad en in het CANL-pad in serie met een HV-kaskode

HVP_A, HVN _B, HVP_C, HVN_D en een verpolingsdiode D_A, D_B, D_C, D_D geschakeld, zoals eerder beschreven. De HV-kaskoden HVP_A, HVN_B, HVP_C, HVN_D maken de naleving van grenswaarden (maximum rating parameters) mogelijk, zoals spanning op

CANH en CANL -27V tot +40V,

De werking van de schakeling van Fig. 10 afhankelijk van de bedrijfsmodus van de zendmodule 121 en de busstatus 401 {dom), 403 {sic}, 402 {rec} in de SIC-bedrijfsmodus (arbitragefase 451) en LO, L1 in de gegevensfase 452 wordt aan de hand van de volgende tabel 2 toegelicht. Tabel 2 geeft afhankelijk van de toestand van de zendmodule 121 en de bedrijfsmodus van de fasen 451, 452 de vereiste impedantie afhankelijk van de toestand van de zendmodule 121 evenals de impedantie van de zendtrappen 121A /1218 en impedantie van de zendtrappen 121C /121D aan.

Bedrijfsmodus van de CAN-FD, CAN-SIC, CAN-XL CAN-XL (x[_fasttx) zendmodule 121 (x{_sic} (Zend- {Zend-bedrijfsmodus in bedrijfsmodus in arbitragefase 451) gegevensfase 452)

Bustoestand dom Sic LO LI

VDIFE in Volt (v) I

Vereiste ongeveer ongeveer ongeveer impedantie in

Niet 120, ter 120, ter 120, ter ohm (Q) tussen / / / / / gespecifi- | afstemming | oneindig | afstemmin | afstemmin busader 41 ceerd met Zw van g met Zw g met Zw {CANH) en 42 41, 42 van 41, 42 van 41, 42 © | (CANL 3 Zendtrappen & | 121A /121B: ongeveer ongeveer ongeveer

E oneindig oneindig

Typische waarden 30 120 60 in Ohm {Q)

Zendtrappen 121C/121D: ongeveer ongeveer oneindig oneindig oneindig

Typische waarden 120 60 in Ohm (Q

Resulterende impedantie in ohm {0} tussen ongeveer ongeveer oo ongeveer ongeveer busader 41 60 120 oneindig 120 120 {CANH) en 42 {CANL)

Tabel 2: Vereiste impedantie afhankelijk van zendtoestand

Als de impedantie "oneindig" is, is de zendmodule 121 of de respectieve zendtrap 121A, 121B, 121C, 121D uitgeschakeld of niet geleidend geschakeld.

De verdeling van elke parallelschakeling 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 van Fig. 10 in n- delen of de n stroomtrappen maakt een in de tijd gespreide en gecontroleerde schakelhandeling tussen de busstaten 401, 402, 403 in de arbitragefase (SIC- bedrijfsmodus) 451 of de busstaten LO, L1 van de gegevensfase 452 mogelijk. Hiervoor zijn de weerstandwaarden van de weerstanden van de n stroomtrappen ingesteld, zoals geïllustreerd in Fig. 11 in een specifiek voorbeeld.

Fig. 11 toont een voorbeeld van het stroomniveau per schakeltrap of stroomtrap 51 tot

S12. In het getoonde voorbeeld worden dus twaalf stroomtrappen S1, S2 tot S6 tot S12 voor elk van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 gebruikt, Dus geldt n = 12.

De waarde van de stroom | (verticale as in Fig. 10) of 11, 12, 16, 112 enz. wordt ingesteld door de keuze van de seriële weerstandwaarde van de respectieve stroomtrap S1 tot

S12. De afzonderlijke stroomtrappen S1 tot S12 {horizontale as in Fig. 11) hebben dus verschillende weerstandwaarden.

Voor het genereren van de busstaten 401, 402, 403 in de arbitragefase (SIC- bedrijfsmodus) 451 of de busstaten LO, L1 van de gegevensfase 452 worden de afzonderlijke stroomtrappen S1 tot S12 met behulp van de CMOS-transistoren van de stroomtrappen S1 tot S12 in de tijd verschoven in- of uitgeschakeld. Hierdoor vloeit in het CANH-pad of CANL-pad, waarin de overkoepelende zendtrap 121A, 1218, 121C, 121D is geschakeld, een overeenkomstige elektrische stroom |.

in het algemeen is het voordelig om de spreiding (staggertrappen} en weerstanden per schakeltrap of stroomtrap S1 tot S12 zodanig te ontwerpen dat de vorm van het differentiële signaal VDIFF de Gaussische foutfunctie volgt. Hiermee wordt analytisch de minste emissie gegenereerd.

Voor de overgang van een toestand 402 {recessief} naar een toestand 401 {dominant}, wat overeenkomt met een stijgende flank van de differentiële spanning VDIFF van Fig. 5, wordt door het in de tijd verschoven inschakelen van de weerstanden van de parallelschakelingen 121A1, 12181, 121C1, 121D1 de stroom in het CANH-pad en in het

CANL-pad voor het genereren van een dominant niveau op de bus 40 stapsgewijs verhoogd. De overgang van een toestand 401 (dominant) naar een toestand 402 (recessief), wat overeenkomt met een dalende flank van de differentiële spanning VDIFF van Fig. 5, vindt overeenkomstig plaats door het in de tijd verschoven uitschakelen van de weerstanden van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1, waardoor de stroom in het CANH- en CANL-pad stapsgewijs wordt verlaagd. De totale stroom, die wordt gegeven door de som van de stromen 11 tot 112 of 11 tot In van alle stroomtrappen S1 tot Sn, vloeit tijdens de toestand 401 (dominant). Hier zijn alle stroomtrappen S1 tot Sn van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 ingeschakeld en de totale stroom voor het genereren van het dominante niveau van nominaal VDIFF = 2V vloeit door de busweerstand of afsluitweerstand 49.

Door de tijdsinstelling en door de keuze van de stroomniveaus van de afzonderlijke stroomtrappen S1 tot S12 door de instelling van de weerstandwaarden van hun weerstanden, zoals eerder beschreven, is het mogelijk om de bussignalen CAN _H,

CAN_L bij de overgang tussen de toestanden 401, 402 op elkaar af te stemmen, zodat de symmetrische verloop van CAN_H en CAN. L volgens Fig. 7, of voor de zendmodule 221 volgens Fig. 4, wordt gerealiseerd. De structuur van de zendmodule 121 maakt een in de tijd verschoven inschakelen van de afzonderlijke stroomtrappen van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 mogelijk. Door deze tijdsbesturing is het mogelijk om de signaalvorm van CAN_H en CAN_L zo aan te passen als vereist volgens Fig. 7 of Fig. 9 of Fig. 4. Het is mogelijk om de signaalverlopen voor CAN Hen

CAN _L gericht te vormen (shaping). Over het geheel genomen kunnen de busstaten 401, 402, 403 in de arbitragefase (SIC-bedrijfsmodus) 451 of de busstaten LO, L1 van de gegevensfase 452 afhankelijk van de specificaties worden gevormd.

De weerstanden van de afzonderlijke stroomtrappen S1 tot Sn van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 en dus hun respectieve aandeel in de totale stroom kunnen op verschillende manieren worden gekozen om een zo laag mogelijke emissie te bereiken, met name een lage emissie van de zendmodule 121.

Voordelig voor een lage emissie is het om aan het begin en het einde van een schakelhandeling tussen busstaten 401, 402 weinig stroom | {hoge weerstandwaarde) toe te voegen of weg te schakelen en in het midden van de schakelhandeling veel stroom {lage weerstandwaarde) toe te voegen of weg te schakelen. Daarom is de in Fig. 11 getoonde instelling van de stromen van de stroomtrappen S1 tot $12 zeer voordelig.

In tegenstelling tot een realisatie met identieke weerstanden in de stroomtrappen 51 tot

Sn van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1, vermijdt de configuratie volgens Fig. 10 een stroomverhoging tijdens het uitschakelen, de overgang van de toestand 401 (dominant) naar de toestand 402 (recessief).

De granulariteit van de tijdsverspreiding (staggering} voor het in- of uitschakelen van de afzonderlijke stroomtrappen S1 tot 512 ligt in een bereik van ongeveer 2ns. Dergelijke kleine trappen of stappen voor de tijdsverspreiding veroorzaken weinig common-mode- storingen en hebben weinig negatieve invloed op de emissie. Daarbij worden de spanningsstappen, die over de weerstanden of weerstandstrappen van de stroomtrappen S1, S2 tot S6 tot S12 worden ingesteld, vastgehouden en de tijdsverspreiding gevarieerd, zodat bij het inschakelproces een zo zacht mogelijk gedrag ontstaat {volgens Gaussische foutfunctie). De variatie van de tijdstappen of tijdtrappen voorkomt bovendien het optreden van een smalbandige frequentielijn in het uitstralingsfrequentiespectrum.

Alternatief kunnen de spreidingsstappen (staggering-stappen) worden uitgevoerd over vaste tijdstappen en gevarieerde spanningsstappen.

Door de getoonde structuur van de zendmodule 121 wordt een symmetrisch schakelen van de bussignalen CAN_H en CAN_L (Fig. 7 of 9 of 4) bij steile schakelranden tussen de busstaten 401, 402, 403 in de arbitragefase (SIC-bedrijfsmodus} 451 of de busstaten LO,

Lt van de gegevensfase 452 mogelijk gemaakt.

Enerzijds worden door de getoonde structuur van de zendmodule 121 door het gebruik van snelle CMOS-schakelaars of CMOS-transistoren veel steilere schakelranden tussen de busstaten 401, 402, 403 in de arbitragefase (SIC-bedrijfsmodus) 451 of de busstaten

LO, L1 van de gegevensfase 452 gerealiseerd. Anderzijds wordt tijdens de schakelhandelingen de voor het naleven van de emissiegrenswaarden noodzakelijke symmetrie van het tijdsverloop van de bussignalen CAN _H en CAN _L bereikt. Een afstemming (matching) van de karakteristieken wordt bereikt door de keuze of het gebruik van de weerstanden van de parallelschakelingen 121A1, 12181, 121C1, 121D1.

Daarmee is de afstemming (matching) van de karakteristieken minder afhankelijk van parameters van de gebruikte transistoren van de parallelschakelingen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1.

De CMOS-transistoren van de zendtrappen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 worden als schakelaars bediend, d.w.z. met een maximale spanning tussen de gate-aansluiting en de source-aansluiting. De afstemming {matching} van de afzonderlijke zendtrappen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 hangt dus voornamelijk af van de afstemming (matching) van de weerstanden R_Altot R_An, R_BltotR_Bn, R_CltotR_ Cn, R_ Ditot R_Dnen niet meer van de transistoren P_Ai tot P_An en P_C1 tot P_Cn (PMOS) aan de busader 41 (CANH) en de transistoren N_D1 tot N_Dn en N_B1 tot N_Bn (NMOS) aan de busader 42 (CANL).

De dominante toestand 401 {dom} wordt bepaald door een afstemming (matching) van de weerstanden R_A1 tot R_An {zendtrap 121A) met de weerstanden R_B1 tot R_Bn {zendtrap 121B). Hierbij en ook in het volgende betekent de term "afstemming" volgens een mogelijkheid een actieve trimstap. Volgens een andere mogelijkheid betekent "afstemming" dat de weerstandwaarden zo goed mogelijk bij elkaar passen, wat standaard zonder afstemmingsstap of trimstap gebeurt.

De Sic-toestand (sic) wordt bepaald door een afstemming (matching) van de weerstanden R_A1 tot R_ An {zendtrap 121A) met de weerstanden R_C1 tot R_Cn {zendtrap 121C) en een afstemming {matching} van de weerstanden R_D1 tot R_Dn (zendtrap 121D) met de weerstanden R_B1 tot R_Bn (zendtrap 121B).

In de bedrijfsmodus XL-Fast wordt de toestand LO bepaald door een afstemming {matching} van de weerstanden R_A1 tot R_An {zendtrap 121A} met de weerstanden

R_B1 tot R_Bn {zendtrap 121B). De toestand L1 wordt bepaald door een afstemming {matching} van de weerstanden R_C1 tot R_Cn (zendtrap 121C) met de weerstanden

R_D1 tot R_Dn {zendtrap 121D).

De inschakelweerstand Ron van de respectieve transistoren van de zendtrappen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1 moet aanzienlijk kleiner zijn dan de in serie geschakelde weerstand van de afzonderlijke stroomtrappen van de zendtrappen 121A1, 121B1, 121C1, 121D1.

Fig. 12 toont een specifiek voorbeeld van de opbouw van de zendtrap 1218 van Fig. 10.

Dienovereenkomstig heeft de zendtrap 121B in de parallelschakeling 121B1 drie stroomtrappen S 1, S 1/1, S IH. De eerste stroomtrap S_| heeft een weerstand R_B1 len een in serie geschakelde transistor N_B1 I. De tweede stroomtrap S_II heeft een weerstand R_B1_H en een in serie geschakelde transistor N_B1_H. De derde stroomtrap

S_IH heeft een weerstand R_B1 lll en een in serie geschakelde transistor N_B1 IL.

Voor de volgende beschrijving van de schakeling van Fig. 10 met de configuratie volgens

Fig. 11 wordt aangenomen dat ook elke van de zendtrappen 121A, 121C, 121D in hun respectieve parallelschakeling 121A1, 121C1, 121D1 drie stroomtrappen S_1, 5 HI, S_ IH volgens het voorbeeld van Fig. 12 heeft.

De volgende tabel 3 toont de aansturing van de drie transistoren N_B1_1, N_B1_1l,

N_B1 ill van de zendtrap 121B van Fig. 12 evenals de overeenkomstige transistoren van de zendtrappen 121A, 121C, 121D van Fig. 10, elk afhankelijk van de zendtrappen 121A / 121B en de zendtrappen 121C, 121D.

Bedrijfsmodus CAN-FD, CAN-SIC, CAN-XL CAN-XL (x[_fasttx) van de {x[_sic) zendmodule (Zend- 121 {Zend-bedrijfsmodus in bedrijfsmodus in arbitragefase 451) gegevensfase 452)

Bustoestand dom rec L1 121A /121B: Typische ongeveer ongeveer ongeveer

Waarde in Ohm (Q) 30 120 oneindig 60

Transistor | aan aan uit | aan uit

Transistor li uit aan uit

Transistor Ill aan uit uit uit 121C /121D: Typische / ongeveer oo oo ongeveer

Transistor |i ott uit uit aan

Transistor lil uit uit uit uit uit

Tabel 3: Vereiste impedantie afhankelijk van zendtoestand

Op deze manier kunnen met de zendmodule 121 de vereiste steilere flanken aan de bussignalen CAN_H en CAN_L worden gegenereerd en kunnen de emissiegrenswaarden worden nageleefd.

Alternatief kunnen meer dan drie stroomtrappen in de respectieve zendtrappen 121A, 121B, 121C, 121D worden gebruikt, zoals eerder beschreven.

Fig. 13 toont een zendmodule 1210 volgens een tweede uitvoeringsvorm. De zendmodule 1210 is in veel opzichten op dezelfde manier opgebouwd als de zendmodule 121 volgens de eerste uitvoeringsvorm. Daarom worden hieronder alleen de verschillen met de eerste uitvoeringsvorm beschreven.

In tegenstelling tot de eerste uitvoeringsvorm heeft de zendmodule 1210 volgens de huidige uitvoeringsvorm zendtrappen 121A0, 121B0, 121C0, 121D0. De zendtrappen 121A0, 121B0, 121CO, 121D0 zijn als een volledige brug geschakeld. De afsluitweerstand 49 is in de brugtak tussen de aansluitingen voor de busaders 41, 42 geschakeld.

Bovendien heeft de zendmodule 1210, in plaats van de stroombegrenzingsmodules 1211, 1212, een eerste tot x-de stroombegrenzingsmodule 1211 1 tot 1211x en een eerste tot x-de stroombegrenzingsmodule 1212 1 tot 1212 _x. Hierbij is x een natuurlijk getal > 1.

De stroombegrenzingsmodules 1211 1 tot 1211 x, 1212 1 tot 1212 x zijn elk als transistor uitgevoerd. De stroombegrenzingsmodules 1211 1 tot 1211 x, 1212 1 tot 1212 x in het voorbeeld van Fig. 13 zijn elk CMOS-transistoren. De stroombegrenzingsmodules 1211 1 tot 1211_x van Fig. 13 zijn elk een PMOS-transistor.

Zo vormen de stroombegrenzingsmodules 1211 1 tot 1211 _x elk een stroombron. De stroombegrenzingsmodules 1212_1 tot 1212 x van Fig. 13 zijn elk een NMOS-transistor.

Zo vormen de stroombegrenzingsmodules 1212 1 tot 1212 x elk een stroomput.

In tegenstelling tot de zendtrap 121A van de eerste uitvoeringsvorm, die de transistor

HVP_A heeft, heeft de zendtrap 121A0 een eerste tot y-de transistor HVP_A1 tot

HVP_Ay, waarbij y een natuurlijk getal > 1 is. Elk van de eerste tot y-de transistors

HVP_A1 tot HVP_Ay is een CMOS-transistor, in het bijzonder een PMOS-transistor, zoals eerder voor de transistor HVP_A in verband met Fig. 10 beschreven.

In tegenstelling tot de zendtrap 121B van de eerste uitvoeringsvorm, die de transistor

HVN_B heeft, heeft de zendtrap 121B0 een eerste tot y-de transistor HVN_B1 tot

HVN_By, waarbij y het natuurlijke getal > 1 is. Elk van de eerste tot y-de transistors

HVN_B1 tot HVN_By is een CMOS-transistor, in het bijzonder een NMOS-transistor, zoals eerder voor de transistor HVP_B in verband met Fig. 10 beschreven.

In tegensteliing tot de zendtrap 121C van de eerste uitvoeringsvorm, die de transistor

HVP_C heeft, heeft de zendtrap 121C0 een eerste tot y-de transistor HVP_C1 tot

HVP_Cy, waarbij y het natuurlijke getal > 1 is. Elk van de eerste tot y-de transistors

HVP_C1 tot HVP_Cy is een CMOS-transistor, in het bijzonder een PMOS-transistor, zoals eerder voor de transistor HVP_C in verband met Fig. 10 beschreven.

In tegenstelling tot de zendtrap 121D van de eerste uitvoeringsvorm, die de transistor

HVN_D heeft, heeft de zendtrap 121D0 een eerste tot y-de transistor HVN_D1 tot

HVN_ Dy, waarbij y het natuurlijke getal > 1 is. Elk van de eerste tot y-de transistors

HVN_D1 tot HVN_ Dy is een CMOS-transistor, in het bijzonder een NMOS-transistor, zoals eerder voor de transistor HVP_D in verband met Fig. 10 beschreven.

Naast de functies van de zendmodule 121 volgens de eerste uitvoeringsvorm heeft de zendmodule 1210 van Fig. 13 de volgende functies.

De zendmodule 1210 is door zijn ontwerp in staat om effecten als gevolg van asymmetrisch gedrag van de zendtrappen te verminderen, die in de zendtoestanden dom (401), sic {403), rec (402) kunnen optreden en de overshoot verhogen en daardoor de emissie verslechteren. De zendmodule 1210 voorkomt een ongelijk gedrag van componenten in de zendtrappen 121A0, 121B0 (Effect 1} van de volledige brug van Fig. 13, zodat in de dom-toestand 401 een verandering van de common-mode-spanning in vergelijking met de rec-toestand 402 wordt geminimaliseerd of voorkomen.

Om Effect 1 te voorkomen, is de weerstand Ron (inschakelweerstand) van de kaskoden in de zendtrappen 121A0, 121B0 veranderbaar, in het bijzonder door aansturing met de respectieve aansturingsschakeling T_A, T_B. Dit gebeurt door een verandering van de tot y parallel geschakelde transistors HVP_A1 tot HVP_Ay en/of de tot y parallel geschakelde transistors HVN_B1 tot HVN_By. Om de symmetrie van de twee serieschakelingen van de zendtrappen 121A0, 121D0 en de zendtrappen 121C0, 121B0 in de sic-toestand 403 niet te veranderen, moeten ook de kaskoden van de zendtrappen 121D0, 121C0 dezelfde verandering ondergaan. Daarom worden ook de tot y parallel geschakelde transistors HVN_D1 tot HVP_Dy en/of de tot y parallel geschakelde transistors HVP_C1 tot HVP_Cy dienovereenkomstig gewijzigd. Hiervoor is elke van de transistors HVP_A1 tot HVP_Ay, HVN_B1 tot HVN_By, HVP_C1 tot HVP_Cy, HVN_D1 tot

HVP_Dy aan zijn stuurklem (gate-aansluiting) aangesloten op een aansluiting 125. Zo is elke van deze transistors door de ten minste één sturingseenheid 124 bestuurbaar. De ingreep voor de correctie van het common-mode-niveau in de dom-toestand 401 gebeurt door een gelijke of dezelfde verandering van HVP_A1 tot HVP_Ay en HVP_C1 tot

HVP_Cy of door een gelijke of dezelfde verandering van HVP_D1 tot HVN_Dy en HVP_B1 tot HVN_By.

Bovendien kan de zendmodule 1210 een ongelijk gedrag van componenten in zendtrappen 121A0 /121D0 en 121C0 / 121B0 van de volledige brug voorkomen (Effect 2}, zodat in de sic-toestand een verandering van de common-mode-spanning in vergelijking met de rec-toestand 402 wordt geminimaliseerd of voorkomen.

Hiervoor is de weerstand Ron (inschakelweerstand) van de stroombegrenzings- transistoren of stroombegrenzingsmodules 1211, 1212 veranderbaar. Dit gebeurt door de tot x parallel geschakelde stroombegrenzingsmodules 1211_1 tot 1211_x en/of de tot x parallel geschakelde stroombegrenzingsmodules 1212 1tot 1212 x, in het bijzonder door aansturing door de ten minste één sturingseenheid 124. De ingreep voor de correctie van het common-mode-niveau in de sic-toestand 403 gebeurt door de tot x parallel geschakelde stroombegrenzingsmodules 1211 1 tot 1211_x of de tot x parallel geschakelde stroombegrenzingsmodules 1212 1 tot 1212 x. Bijvoorbeeld geldt x = 4. In dit geval kunnen vier verschillende niveaus van de weerstand Ron {inschakelweerstand) van de stroombegrenzings-transistoren of stroombegrenzingsmodules 1211, 1212) worden ingesteld.

Deze preventie van Effect 2 is bijzonder voordelig, omdat alleen als, uitgaande van het common-mode-niveau van de rec-toestand 402, de common-niveaus in de dom- toestand 401 en in de sic-toestand 403 overeenkomen met die van de rec-toestand 402, een voldoende emissieresultaat kan worden bereikt, maar de oorzaken die tot het gedrag van Effect 1 leiden, kunnen anders zijn dan die tot Effect 2 leiden.

Door het ontwerp van de zendmodule 1210 kan worden voorkomen dat met name substraatstroomverliezen in de verpolingsschakelingen D_A en D_C ertoe leiden dat het common-mode-niveau in de dom-toestand 401 niet meer klopt. In de sic-toestand zijn de verpolingsschakeling D_A en de verpolingsdiode D_B minder sterk bekrachtigd en bovendien zijn beide verpolingsschakelingen D_A, D_C en beide verpolingsdioden D_B,

D_D van de vier zendtrappen 121A0, 121B0, 121C0, 121D0 actief. De zendmodule 1210 kan voorkomen dat er verschillende common-mode-niveaus in de dom-toestand en in de sic-toestand aanwezig zijn. Bovendien kan worden voorkomen dat kwalitatief gelijke effecten door ongelijk gedrag in de kaskoden worden gegenereerd.

Hierdoor kan de zendmodule 1210 de effecten op de emissiewaarden van de zend- /ontvangstinrichting 12 positief beïnvloeden, die voornamelijk door de zendmodule 1210 worden beïnvloed.

Alle eerder beschreven uitvoeringsvormen van de zendmodule 121, 1210, de zend- /ontvangstinrichtingen 12, 22, de deelnemerstations 10, 20, 30, het bussysteem 1 en de daarin uitgevoerde werkwijze volgens het eerste en tweede uitvoeringsvoorbeeld en hun modificaties kunnen afzonderlijk of in alle mogelijke combinaties worden gebruikt.

Bovendien zijn met name de volgende modificaties denkbaar.

Het eerder beschreven bussysteem 1 volgens het eerste en tweede uitvoeringsvoorbeeld is beschreven aan de hand van een op het CAN-protocol gebaseerd bussysteem. Het bussysteem 1 volgens het eerste en/of tweede uitvoeringsvoorbeeld kan echter ook een ander type communicatienetwerk zijn, waarbij de signalen als differentiële signalen worden overgedragen. Het is voordelig, maar niet noodzakelijk, dat bij het bussysteem 1 ten minste voor bepaalde tijdsperioden een exclusieve, botsingsvrije toegang van een deelnemerstation 10, 20, 30 tot de bus 40 is gewaarborgd.

Het bussysteem 1 volgens het eerste en/of tweede uitvoeringsvoorbeeld en hun modificaties is met name een CAN-bussysteem of een CAN-HS-bussysteem of een CAN

FD-bussysteem of een CAN SIC-bussysteem of een CAN XL-bussysteem. Het bussysteem 1 kan echter een ander communicatienetwerk zijn, waarbij de signalen als differentiële signalen en serieel over de bus worden overgedragen.

Zo is de functionaliteit van de eerder beschreven uitvoeringsvoorbeelden bijvoorbeeld toepasbaar bij zend-/ontvangstinrichtingen 12, 22 die in een CAN-bussysteem of een

CAN-HS-bussysteem of een CAN FD-bussysteem of een CAN SIC-bussysteem of een CAN

XL-bussysteem kunnen worden gebruikt.

Het is mogelijk dat voor de twee busstaten 401, 402 ten minste tijdelijk geen dominante en recessieve busstaat wordt gebruikt, maar in plaats daarvan een eerste busstaat en een tweede busstaat worden gebruikt, die beide worden aangedreven. Een voorbeeld van een dergelijk bussysteem is een CAN XL-bussysteem.

Het aantal en de opstelling van de deelnemerstations 10, 20, 30 in het bussysteem 1 volgens het eerste en tweede uitvoeringsvoorbeeld en hun modificaties is willekeurig. In het bijzonder zijn er alleen deelnemerstations 10 of alleen deelnemerstations 30 aanwezig in de bussystemen 1 van het eerste of tweede uitvoeringsvoorbeeld.

Claims (19)

2-39. Conclusies

1) Zendmodule (121; 1210) voor het zenden van differentiële signalen in een serieel bussysteem {1), met een eerste zendtrap (121A; 121A0) voor het genereren van zendstromen {11 tot In) voor een eerste signaal (CAN_H), dat naar een bus (40) van het bussysteem (1) te zenden is, een tweede zendtrap (121B; 121B0) voor het genereren van zendstromen (11 tot In} voor een tweede signaal (CAN_L}, dat als een differentieel signaal ten opzichte van het eerste signaal (CAN_H) naar de bus {40} te zenden is,

een derde zendtrap {121C; 121C0) voor het genereren van zendstromen {11 tot In) voor het eerste signaal (CAN_H), en een vierde zendtrap (121D; 121D0} voor het genereren van zendstromen (11 tot In) voor het tweede signaal (CAN _L}, en waarbij de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 121D0) in een volledige brug zijn geschakeld, waarbij de eerste en vierde zendtrap (121A, 121D; 121A0, 121D0) in serie zijn geschakeld en de derde en tweede zendtrap (121C, 121B; 121C0, 121B0} in serie zijn geschakeld,

waarbij elke van de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 121D0} ten minste twee stroomtrappen (51 tot Sn) omvat, die parallel aan elkaar zijn geschakeld,

waarbij elke van de ten minste twee stroomtrappen (S1 tot Sn) een schakelbare weerstand (R_Al tot R_An; R_Bl tot R_Bn; R_Ci tot R_Cn; R_Dl tot

R_Dn) omvat,

waarbij de schakelbare weerstanden (R_A1 tot R_An; R_B1 tot R_Bn; R_Cltot R_Cn; R_D1 tot R_Dn} van een zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 121D0) verschillende weerstandwaarden hebben, waarbij de eerste tot vierde zendtrap {121A tot 121D; 121A0 tot 121D0)

elk een verpolingsdiode (D1; D_B; D2; D_D)} omvatten voor bescherming tegen een positieve terugkoppeling in een aansluiting (43) voor de busspanningsvoorziening en een negatieve terugkoppeling van een aansluiting {44) voor massa,

waarbij de verpolingsdiode (D1; D2) van de eerste zendtrap (121A; 121A0)

en de derde zendtrap (121C; 121C0) elk een geschakelde verpolingsdiode (D1;

D2) is, die overbrugd of kortgesloten kan worden, en waarbij de verpolingsdiode (D_B; D_D) van de tweede zendtrap (1218; 121B0} en de vierde zendtrap {121D; 121D0) elk een pn-gebaseerde verpolingsdiode {D_B; D_D) is, die een parasiet van een transistor is en vast bedraad is, zodat de verpolingsdiode (D_B; D_D) niet overbrugd of kortgesloten kan worden.

2) Zendmodule (121; 1210) volgens conclusie 1, waarbij de uitgangsaansluitingen (41, 42) van de volledige brug zijn voorzien voor aansluiting op een afsluitweerstand (49} van de bus {40}.

3) Zendmodule (121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de verpolingsdioden (D1; D_B; D2; D_D) zijn ingericht voor het instellen van een busmiddenspanning (Vem) van ongeveer 1,9 V bij een werking van de zendmodule (121; 1210} met een spanningsvoorziening van ongeveer 3,3 V.

4) Zendmodule (121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de eerste zendtrap (121A; 121A0) en de derde zendtrap (121C; 121C0) elk een verpolingsschakeling {D_A; D_C) omvatten, welke de verpolingsdiode {D1; D2), een eerste transistor {TR1; TR3), een tweede transistor {TR2; TR4) en een weerstand (R1; R2) omvatten, waarbij de tweede transistor (TR2; TR4) een inschakelweerstandwaarde heeft, die veel kleiner is dan een weerstandwaarde van de weerstand (R1; R2).

5) Zendmodule (121; 1210) volgens conclusie 4, waarbij de drain-aansluiting van de eerste transistor {TR1; TR3} is verbonden met de anode van de verpolingsdiode (D1; D2), waarbij de source-aansluitingen van de eerste en tweede transistor (TR1, TR2; TR3, TR4) zijn verbonden met de kathode van de verpolingsdiode (D1; D2), waarbij de gate-aansluiting van de eerste transistor (TR1; TR3} is verbonden met de drain-aansluiting van de tweede transistor (TR2; TR4) en via de weerstand (R1; R2) met de aansluiting (44) voor massa, waarbij de gate-aansluiting van de tweede transistor (TR2; TR4) is verbonden met de aansluiting (43) voor de busspanningsvoorziening.

6) Zendmodute (121; 1210) volgens conclusie 4 of 5, waarbij het pad van gate- aansluiting naar source-aansluiting van de eerste transistor {TR1; TR3) een filter {R1, C1; R2, C2) omvat voor bescherming tegen pulsachtige storingen.

7) Zendmodule {121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een aantal n van de ten minste twee stroomtrappen (S1 tot Sn) voor elke van de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 121D0) hetzelfde is, waarbij n een natuurlijk getal groter dan 1 is.

8) Zendmodule {121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij elke van de ten minste twee stroomtrappen {S1 tot Sn) een CMOS-transistor omvat voor het schakelen van de weerstand (R_Al tot R_An; R_B1 tot R_Bn; R C1 tot R_Cn; R_D1 tot R_Dn)} van de stroomtrap {S1 tot Sn).

9) Zendmodule (121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies,

waarbij de CMOS-transistor van de stroomtrappen ({S1 tot Sn) van de eerste zendtrap {121A; 121A0} een PMOS-transistor is,

waarbij de CMOS-transistor van de stroomtrappen (S1 tot Sn) van de tweede zendtrap (121B; 121B0) een NMOS-transistor is,

waarbij de CMOS-transistor van de stroomtrappen (51 tot Sn} van de derde zendtrap (121C; 121C0) een PMOS-transistor is, en waarbij de CMOS-transistor van de stroomtrappen (S1 tot Sn) van de vierde zendtrap (121D; 121D0) een NMOS-transistor is.

10) Zendmodute (121; 1210) volgens een der conclusies 8 of 9, waarbij elke van de eerste tot vierde zendtrap {121A tot 121D; 121A0 tot 121D0) bovendien ten minste één kaskode {HVP_A; HVN_B; HVP_C; HVN_D) omvat voor de bescherming van de CMOS-transistoren.

11) Zendmodule (1210) volgens conclusie 10,

waarbij ten minste twee kaskoden (HVP_A; HVN_B; HVP_C; HVN_D) parallel aan elkaar zijn geschakeld,

waarbij een aantal y van de kaskoden (HVP_A; HVN_B; HVP_C; HVN_D) voor elke van de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 121D0)

hetzelfde is, waarbij y een natuurlijk getal groter dan 1 is, en waarbij de inschakelweerstand van de ten minste twee kaskoden (HVP_A; HVN_B; HVP_C; HVN_D) verschillend is.

12) Zendmodule (121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies, bovendien met ten minste één eerste stroombegrenzingsmodule (1211) als stroombron,

die tussen de aansluiting {43} voor de busspanningsvoorziening en de volledige brug is geschakeld, en ten minste één tweede stroombegrenzingsmodule {1212} als stroomput,

die tussen de aansluiting {44} voor massa en de volledige brug is geschakeld.

13) Zendmodule (1210) volgens conclusie 12,

waarbij ten minste twee eerste stroombegrenzingsmodules (1211 1 tot 1211 x) parallel aan elkaar zijn geschakeld, waarvan de inschakelweerstand verschillend is,

waarbij ten minste twee tweede stroombegrenzingsmodules {1212 1 tot 1211 x) parallel aan elkaar zijn geschakeld, waarvan de inschakelweerstand verschillend is, en waarbij het aantal x van de eerste stroombegrenzingsmodules (1211_1 tot 1211_x) gelijk is aan het aantal x van de tweede stroombegrenzingsmodules

{1212 1tot 1211 x), waarbij x een natuurlijk getal groter dan 1 is.

14) Zendmodule (121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies, bovendien met een aansturingscircuit (T_A; T_B; T_C; T_D) voor het aansturen van schakelbare componenten van de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot

121D0) afhankelijk van een digitaal zendingssignaal (TxD) en van een voor de zendmodule (121; 1210) ingestelde bedrijfsmodus (SIC; FAST_TX).

15) Zendmodule (121; 1210) volgens conclusie 14, waarbij het aansturingscircuit {T_A; T_B; T_C; T_D) is ingericht voor het in tijd gespreid en gecontroleerd schakelen van de weerstandwaarden van de ten minste twee stroomtrappen (51 tot Sn}.

16) Zend-/ontvangstinrichting (12; 22) voor een deelnemerstation (20) voor een serieel bussysteem {1}, met een zendmodule (121; 1210) volgens een der voorgaande conclusies, en een ontvangstmodule {122) voor het ontvangen van signalen van de bus (40).

17) Deelnemerstation (10; 20; 30} voor een serieel bussysteem (1), met een zend-/ontvangstinrichting (12; 22} volgens conclusie 16, en een communicatiebesturingsinrichting {11; 21) voor het besturen van de communicatie in het bussysteem (1) en voor het genereren van een digitaal zendingssignaal (TxD) voor het aansturen van de eerste tot vierde zendtrap {121A tot 121D; 121A0 tot 121D0}.

18) Deelnemerstation (10; 20; 30} volgens conclusie 17, waarbij het deelnemerstation (10; 20; 30} is ingericht voor de communicatie in een bussysteem {1} waarin ten minste tijdelijk een exclusieve, botsingsvrije toegang van een deelnemerstation {10, 20, 30} tot de bus {40} van het bussysteem (1) is gewaarborgd.

19) Werkwijze voor het zenden van differentiéle signalen in een serieel bussysteem {1), waarbij de werkwijze wordt uitgevoerd met een zendmodule (121; 1210), en waarbij de werkwijze de stappen omvat,

genereren, met een eerste zendtrap (121A; 121A0), van zendstromen (11 tot In) voor een eerste signaal (CAN_H), dat naar een bus (40) van het bussysteem (1) te zenden is,

genereren, met een tweede zendtrap (121B; 121B0), van zendstromen {11 tot In) voor een tweede signaal (CAN _L}, dat als een differentieel signaal ten opzichte van het eerste signaal {CAN_H) naar de bus (40) te zenden is, genereren, met een derde zendtrap (121C; 121C9), van zendstromen (11 tot In) voor het eerste signaal (CAN _H}, en genereren, met een vierde zendtrap (121D; 121D0) van zendstromen {11 tot In) voor het tweede signaal (CAN_L),

waarbij de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 12100) in een volledige brug zijn geschakeld, waarbij de eerste en vierde zendtrap {121A, 121D; 121A0, 121D0) in serie zijn geschakeld en de derde en tweede zendtrap (121C, 121B; 121C0, 121B0} in serie zijn geschakeld,

waarbij elke van de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 12140 tot 121D0) ten minste twee stroomtrappen (S1 tot Sn} omvat, die parallel aan elkaar zijn geschakeld,

waarbij elke van de ten minste twee stroomtrappen (51 tot Sn) een schakelbare weerstand (R_Al tot R_An; R_Bl tot R_Bn; R_C1 tot R_Cn; R_D1 tot R_Dn) omvat, waarbij de schakelbare weerstanden (R_Al tot R_An; R_Bl tot R_Bn; R_C1 tot R_Cn; R_D1 tot R_Dn) van een zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 121D0} verschillende weerstandwaarden hebben, waarbij de eerste tot vierde zendtrap (121A tot 121D; 121A0 tot 121D0)

elk een verpolingsdiode (D1; D_B; D2; D_D) gebruiken voor bescherming tegen een positieve terugkoppeling in een aansluiting (43) voor de busspanningsvoorziening en een negatieve terugkoppeling van een aansluiting {44} voor massa,

waarbij de verpolingsdiode (D1; D2) van de eerste zendtrap (121A; 121A0)

en de derde zendtrap {121C; 121C0) elk een geschakelde verpolingsdiode (D1; D2) is, die overbrugd of kortgesloten kan worden, en waarbij de verpolingsdiode {D_B; D_D} van de tweede zendtrap (121B; 121B0} en de vierde zendtrap (121D; 12100) elk een pn-gebaseerde verpolingsdiode (D_B; D_D) is, die een parasiet van een transistor is en vast bedraad is, zodat de verpolingsdiode (D_B; D_D) niet overbrugd of kortgesloten kan worden.