[go: up one dir, main page]

DE19933135A1 - Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler für bidirektionale Verbindungsleitungen - Google Patents

Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler für bidirektionale Verbindungsleitungen

Info

Publication number
DE19933135A1
DE19933135A1 DE19933135A DE19933135A DE19933135A1 DE 19933135 A1 DE19933135 A1 DE 19933135A1 DE 19933135 A DE19933135 A DE 19933135A DE 19933135 A DE19933135 A DE 19933135A DE 19933135 A1 DE19933135 A1 DE 19933135A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optocoupler
ctl
galvanic isolation
isolation device
lines
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19933135A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Gaedke
Herbert Schuetze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Thomson Brandt GmbH
Original Assignee
Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Thomson Brandt GmbH filed Critical Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority to DE19933135A priority Critical patent/DE19933135A1/de
Priority to CNB008104956A priority patent/CN1196280C/zh
Priority to ES00953025T priority patent/ES2207537T3/es
Priority to AU65623/00A priority patent/AU6562300A/en
Priority to PCT/EP2000/006476 priority patent/WO2001006680A1/en
Priority to AT00953025T priority patent/ATE250300T1/de
Priority to US10/031,582 priority patent/US6775438B1/en
Priority to JP2001511011A priority patent/JP4642298B2/ja
Priority to EP00953025A priority patent/EP1198909B1/de
Priority to DE60005365T priority patent/DE60005365T2/de
Publication of DE19933135A1 publication Critical patent/DE19933135A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
    • H04L25/0266—Arrangements for providing Galvanic isolation, e.g. by means of magnetic or capacitive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
    • H04B10/802—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections for isolation, e.g. using optocouplers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Bidirectional Digital Transmission (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Es wird eine galvanische Isoliervorrichtung für bidirektionale Verbindungsleitungen (CTL 0:1F, D 0:7F) vorgeschlagen, die zuverlässig bei hohen Frequenzen arbeitet und leicht auf einem Chip integriert werden kann. DOLLAR A Gemäß einer ersten Ausführungsform werden zur galvanischen Trennung zwei separate Optokoppler (311, 312) pro bidirektionaler Verbindungsleitung vorgesehen. Eine Steuereinheit (33) wertet die Steuersignale aus, die von einer der beiden Schaltungseinheiten (10, 20) ausgegeben werden und aktiviert daraufhin einen der beiden Optokoppler während der andere gleichzeitig deaktiviert wird, um so eine Übertragung von Signalen über die zugehörige Verbindungsleitung in eine Richtung zu erlauben. DOLLAR A In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird nur ein einziger Optokoppler pro bidirektionaler Verbindungsleitung vorgesehen. Die Steuereinheit (33) ist auch bei dieser Lösung vorgesehen, nur schaltet sie hier über entsprechende Schaltungskomponenten (32) die Wirkrichtung des Optokopplers um, so daß erneut weider eine Übertragung von Signalen über die zugehörige Verbindungsleitung in eine Richtung erreicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Isoliervorrichtung für bidirektionale Verbindungsleitungen/Busleitungen unter Verwendung von Optokopplern.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer galvanischen Isoliervorrichtung für bidirektionale Verbindungsleitungen nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche 1 und 2. Werden mehrere unabhängige Geräte miteinander über Leitungen zusammengeschaltet, so ist es oftmals erforderlich eine galvanische Isolierung der zusammengeschalteten Komponenten voneinander vorzusehen. Dies gilt insbesondere immer dann, wenn die verbundenen Geräte z. B. in einem Gebäude verteilt aufgestellt sind. In dieser Situation können nämlich größere Potentialdifferenzen zwischen den Geräten auftreten, die z. B. bedingt sind durch unterschiedliche Potentiale auf den Stromversorgungsleitungen. Solche Potentialdifferenzen können im Bereich von einigen Millivolt bis zu mehreren Volt auftreten. Potentialdifferenzen dieser Art können mehr oder weniger stabil vorliegen. Sie können variieren z. B. entsprechend des momentanen Gesamtstromverbrauchs im Gebäude. Sie können aber auch kurzzeitig mit zerstörerischer Wirkung ausfallen z. B. bedingt durch Blitzeinschlag im Gebäude selbst oder in der Nachbarschaft des Gebäudes.
Im weniger schweren Fall werden lediglich die Datensignale bzw. Steuersignale, die über die Busverbindungen laufen, verfälscht. Sie können aber bis zur Zerstörung der angeschlossenen Schaltungsteile führen.
Häufig besteht das Problem von unerwünschten Masseschleifen verursacht durch die Verbindungsleitungen. Z. B. kann induzierter Strom durch die Kabelabschirmung der Busverbindung fließen und ebenfalls die übertragenen Datensignale verfälschen. Wenn die induzierte Potentialdifferenz groß genug ist, könnten auch Personen zu Schaden kommen, die zufällig mit dem entsprechenden Busverbindungskabel hantieren.
Deshalb ist die Forderung nach vollständiger galvanischer Trennung der über Leitungen miteinander verbundenen Stationen erforderlich.
Ein Beispiel eines Bussystems, bei dem eine galvanische Trennung der miteinander verbunden Komponenten gefordert ist, ist der in der letzten Zeit immer mehr Bedeutung erlangende Busstandard IEEE 1394. Die genaue Bezeichnung dieses Busstandards lautet: IEEE Std 1394-1995, "IEEE Standard for a high performance serial bus" vom 12.12.1995.
Es handelt sich um ein Bussystem bei dem zwei Datenleitungspaare sowie zwei Stromversorgungsleitungen Masse und VCC sowie eine Kabelabschirmung im Busverbindungskabel enthalten sind. Mit den beiden Datenleitungspaaren ist synchrone serielle Datenübertragung im Vollduplexbetrieb möglich. Eine der wohl herausragendsten Eigenschaften des Bussystemes ist, daß Datenübertragung mit sehr hohen Datenraten von 100 Megabit pro Sekunde bis zu 400 Megabit pro Sekunde möglich ist.
Im Hinblick auf die Realisierung einer galvanischen Trennung von über den Bus miteinander verbundenen Stationen, sind in dem erwähnten Standard im Anhang J.6 zwei konkrete Schaltungsrealisierungen angegeben. In beiden Fällen wird eine galvanische Trennung zwischen Data-Link-Layer-Baustein und Physical-Layer-Baustein vorgenommen. Im einen Fall wird für die galvanische Trennung ein Transformator verwendet, der entsprechend mit Widerständen und Kondensatoren beschaltet ist und im anderen Fall wird für die galvanische Trennung eine kapazitive Entkopplung vorgesehen. Bei diesen Lösungen wurde aber davon ausgegangen, daß Data-Link-Layer-Baustein und Physical-Layer-Baustein als getrennte Chips vorhanden sind. Es hat sich im nachhinein gezeigt, daß die kapazitive Isolation der beiden Bausteine in der Praxis bei den hohen Frequenzen keine zuverlässige Lösung darstellt. Signalverfälschungen und Störeinstrahlungen sind aufgetreten. Bei der galvanischen Isolierung mit Transformator besteht außerdem der Nachteil, daß diese Lösung nicht mehr eingesetzt werden kann, wenn Data- Link-Layer-Baustein und Physical-Layer-Baustein der Busschnittstelle auf einem einzigen Chip integriert werden sollen.
Weiterhin ist es bekannt sogenannte Optokoppler für die galvanische Trennung von miteinander verbundenen Schaltungseinheiten einzusetzen.
Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine galvanische Isoliervorrichtung insbesondere für bidirektionale Verbindungsleitungen anzugeben, die auch bei sehr hohen Frequenzen zuverlässig arbeitet und sehr leicht auf einem Chip integriert werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht die galvanische Isoliervorrichtung für bidirektionale Verbindungsleitungen aus zwei separaten Optokopplern pro bidirektionaler Verbindungsleitung und einer Steuereinheit, die in Abhängigkeit von Steuersignalen, die von einer der beiden Schaltungseinheiten ausgegeben werden, Schaltsignale erzeugt, die über entsprechende Schalter einen der beiden Optokoppler aktivieren und den anderen deaktivieren und so dann eine Übertragung von Signalen über die Verbindungsleitung in eine Richtung zu gestatten. Bei dieser Lösung sind keine schlecht integrierbaren Komponenten wie Transformatoren nötig. Auch die erwähnte Steuereinheit kann einfach aufgebaut sein und läßt sich gut auf einem Chip integrieren.
Die zweite erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 2 kommt mit nur einem Optokoppler pro bidirektionaler Verbindungsleitung aus. Dies wird dadurch erreicht, daß die Steuereinheit so modifiziert wird, daß sie in Abhängigkeit von den Steuersignalen, die von einer der beiden miteinander verbundenen Schaltungseinheiten ausgegeben werden, die Wirkrichtung des Optokopplers in Bezug auf die zugehörige Verbindungsleitung umschaltet. Hierbei sind lediglich für die Schaltvorgänge zwei Schalter mehr vorzusehen. Die Implementierung derartiger Schalter stellt kein Problem für das Chipdesign dar. Deshalb wird mit dieser Lösung eine besonders einfach zu integrierende galvanische Isoliervorrichtung bereitgestellt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den Ansprüchen 1 und 2 genannten Vorrichtungen möglich. Gemäß Anspruch 4 kann die galvanische Isoliervorrichtung sehr vorteilhaft zwischen einem Data-Link-Layer-Baustein und einem Physical-Layer-Baustein einer Busschnittstelle vorgesehen sein. Wird die Lösung bei einer IEEE 1394-Busschnittstelle eingesetzt, so ist es ausreichend, wenn die jeweilige Steuereinheit die Steuersignale auf den beiden Steuerleitungen CTL[0 : 1] des Verbindungsbusses zwischen den beiden Bausteinen auswertet um den entsprechenden Optokoppler zu aktivieren bzw. die Wirkrichtung des Optokopplers umzuschalten.
Für die Umschaltung zwischen den Optokopplern oder zur Umschaltung der Wirkrichtung des Optokopplers können als Schalter insbesondere Tristate-Treiber sinnvoll eingesetzt werden, die von der Steuereinheit entsprechend angesteuert werden.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Verbindungsleitungen zwischen Data-Link-Baustein und Physical-Layer-Baustein entsprechend des IEEE 1394 Standards;
Fig. 2 die prinzipielle Anordnung von Data-Link-Layer- Baustein galvanischer Isoliervorrichtung und Physical-Layer-Baustein;
Fig. 3 den Aufbau der galvanischen Isoliervorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 4 ein Zustandsdiagramm der Steuereinheit der galvanischen Isoliervorrichtung gemäß Fig. 3;
Fig. 5 den Aufbau der galvanischen Isoliervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die Erfindung wird am Beispiel einer galvanischen Isoliervorrichtung für eine IEEE 1394-Busschnittstelle erläutert. Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer IEEE 1394-Busschnittstelle. Diese besteht aus den beiden Bausteinen Data-Link-Layer-Baustein 10 und Physical-Layer-Baustein 20. Diese beiden Bausteine können auf separaten Chips integriert sein. Es ist jedoch erwünscht, diese Bausteine zusammen auf einem einzigen Chip zu integrieren. Die Verbindung zwischen den Bausteinen geschieht mit zwei bidirektionalen Steuerleitungen CTL [0 : 1], und z. B. acht bidirektionalen Datenleitungen D [0 : 7], sowie einer unidirektionalen Steuerleitung LREQ ausgehend vom Data-Link-Layer-Baustein sowie einer vom Physical-Layer-Baustein ausgehenden Steuerleitungen SCLK für den Systemtakt. Der Klarheit wegen wird noch erwähnt, daß die Verbindung zu einer weiteren IEEE 1394-Busschnittstelle über nicht eingezeichnete externe Verbindungsleitungen geschieht, die an den Physical-Layer- Baustein 20 angeschlossen werden. Dementsprechend sind an dem Data-Link-Layer-Baustein 10 Anschlüsse vorhanden, die die IEEE 1394-Busschnittstelle mit einer Applikations-Einheit verbinden. Für weitere Einzelheiten zu dem Aufbau und der Funktionsweise der Bausteine Data-Link-Layer-Baustein und Physical-Layer-Baustein wird auf den schon zuvor erwähnten IEEE 1394-Standard verwiesen.
Gemäß einem Vorschlag in dem IEEE 1394-Standard wird die galvanische Isoliervorrichtung 30 zwischen dem Data-Link- Layer-Baustein 10 und dem Physical-Layer-Baustein 20 vorgesehen. Dies ist in Fig. 2 dargestellt.
Der Aufbau der galvanischen Isoliervorrichtung 30 ist in Fig. 3 für ein erstes Ausführungsbeispiel wiedergegeben. Darin wird mit der Bezugszahl 31 eine Optokoppler-Einheit bezeichnet. In dieser Einheit sind zwei separate Optokoppler 311, 312 enthalten. Diese sind antiparallel geschaltet, so daß das lichtemittierende Glied des einen Optokopplers mit dem Teil der bidirektionalen Verbindungsleitung verbunden ist, der mit dem Data-Link-Layer-Baustein 10 in Verbindung steht und das lichtemittierende Glied des anderen Optokopplers von dem Teil der Verbindungsleitung gespeist wird, der mit dem Physical- Layer-Baustein in Verbindung steht. In dem gezeigten Beispiel ist die Steuerleitung CTL[0] mit der Optokopplereinheit 31 verbunden. Zwischen den beiden Optokopplern sind auf jeder Seite der Optokopplereinheit 31 jeweils ein Tristate-Treiber 32 geschaltet. Die beiden dargestellten Tristate-Treiber 32 werden durch komplementäre Enablesignale EN und EN geschaltet. Hierauf wird nachfolgend noch genauer eingegangen. Die Tristate-Treiber 32 bewirken nun das folgende. Sie können entweder in einen hochohmigen Zustand geschaltet werden oder in einen niederohmigen Zustand in dem sie Signale durchlassen. Wenn jetzt der Tristate-Treiber 32 auf der Seite des Data- Link-Layer-Bausteins 10 niederohmig geschaltet ist, ist ein Signalfluss über die Steuerleitung CTL[0] vom Physical-Layer- Baustein 20 ausgehend über den unteren Optokoppler 312 zum Data-Link-Layer-Baustein 10 möglich. Der umgekehrte Signalfluß ist gleichzeitig gesperrt, da der Tristate-Treiber 32 auf der Seite des Physical-Layer-Bausteins 20 gleichzeitig hochohmig geschaltet ist. Parallel dazu kann natürlich auch gleichzeitig eine Abschaltung des oberen Optokopplers gemacht sein. Im umgekehrten Fall, d. h. wenn der linke Tristate-Treiber 32 hochohmig geschaltet ist und der rechte Tristate-Treiber 32 niederohmig geschaltet ist, ist ein Signalfluß vom Data-Link- Layer-Baustein 10 zum Physical-Layer-Baustein 20 über die Steuer-Leitung CTL[0] möglich. Das Umschalten der Tristate- Treiber 32 geschieht mit Hilfe der Steuersignale EN und EN durch die Steuereinheit 33. Dazu wertet die Steuereinheit 33 die Signalzustände auf den beiden Steuerleitungen CTL[0 : 1] aus. Zur vollständigen Funktion werden der Steuereinheit 33 noch das Taktsignal SCLK oder ein davon abgewandeltes Taktsignal sowie ein Reset-Signal zugeführt.
Im IEEE 1394-Standard ist vorgesehen, daß der Physical-Layer- Baustein 20 die Kontrolle über die bidirektionalen Verbindungsleitungen CTL[0 : 1] und D[0 : 7] hat. Der Data-Link- Layer-Baustein 10 darf nur dann diese bidirektionalen Verbindungsleitungen treiben, wenn der Physical-Layer-Baustein 20 seine Kontrolle über diese Leitungen an den Data-Link- Layer-Baustein 10 abgibt. Eine volle Erläuterung wann und wie der Physical-Layer-Baustein 20 seine Kontrolle über die bidirektionalen Verbindungsleitungen abgibt, findet sich in Anhang J des IEEE 1394-Standards. Ein Zustandsdiagramm für die Steuereinheit 33, daß die Spezifikationen des IEEE 1394- Standards erfüllt, ist in Fig. 4 gezeigt und wird nachfolgend näher erläutert.
Zuvor wird noch darauf hingewiesen, daß die in Fig. 3 gezeigte Struktur mit den Tristate-Treibern 32 und der Optokoppleranordnung 31 für jede der bidirektionalen Verbindungsleitungen zwischen Data-Link-Layer-Baustein 10 und Physical-Layer-Baustein 20 vorhanden sein muß, also für die Steuerleitungen CTL[0 : 1] und die Datenleitungen D[0 : 7]. Für die beiden unidirektionalen Steuerleitungen LREQ und SCLK müssen bei einer vollständigen galvanischen Isoliervorrichtung einfache Optokoppler vorhanden sein, die aber lediglich in eine Richtung wirken müssen entsprechend der Unidirektionalität dieser Leitungen.
Das Zustandsdiagramm der Steuereinheit 33 zeigt 4 Zustände. Nach einem Reset bzw. nach der Initialisierung der Busschnittstelle wird die Steuereinheit 33 in den Zustand IDLE versetzt. In diesem Zustand gibt die Steuereinheit als Ausgangssignale die logischen Zustände EN = 0 und EN = 1 aus. Dies ist gleichbedeutend mit der Umschaltung des linken Tristate- Treibers 32 von Fig. 3 in den niederohmigen Zustand und der Umschaltung des rechten Tristate-Treibers 32 in den hochohmigen Zustand. Der Signalfluß über alle bidirektionale Leitungen geht daher vom Physical-Layer-Baustein 20 zum Data- Link-Layer-Baustein 10. Dieser Zustand wird verlasen, wenn auf beiden Steuerleitungen CTL[0] und CTL[1] der logische Pegel 1 in einem Taktzyklus detektiert wurde. Dann wird die Steuereinheit 33 in den Zustand CHECKO versetzt. Sie wartet dann ab, welchen Zustand die beiden Steuerleitungen im nächsten Taktzyklus aufweisen. Sollten beide Steuerleitungen den Zustand logisch 0 aufweisen, wird die Steuereinheit 33 in den Zustand LINK versetzt. In allen anderen Fällen fällt die Steuereinheit 33 in den IDLE Zustand zurück. Im LINK-Zustand wird als Ausgangssignal die Kombination EN = 1 und EN = 0 ausgegeben. Dies ist gleichbedeutend mit der Abgabe der Kontrolle über die bidirektionalen Verbindungsleitungen an de Data-Link-Layer-Baustein 10. Somit ist dann der linke Tristate-Treiber 32 von Fig. 3 in den hochohmigen Zustand versetzt und der rechte Tristate-Treiber 32 in den niederohmigen Zustand geschaltet. Der Signalfluß für alle bidirektionalen Leitungen geht dann also aus vom Data-Link- Layer-Baustein 10 zu dem Physical-Layer-Baustein 20. Sollte in diesem Zustand auf beiden Steuerleitungen CTL[0 : 1] der Logisch 0-Zustand anstehen, so verläßt die Steuereinheit 33 den LINK- Zustand und wechselt über in den CHECK1-Zustand. In diesem Zustand wird überprüft, ob im nachfolgendem Taktzyklus über beide Steuerleitungen ebenfalls der logische Zustand 0 geliefert wird. Ist dies der Fall, wechselt die Steuereinheit 33 zum IDLE-Zustand zurück. Andernfalls geht sie in den LINK- Zustand über.
Die alternative Ausführungsform einer galvanischen Trennvorrichtung gemäß der Erfindung wird nun anhand der Fig. 5 näher erläutert. Gleichartige Komponenten sind mit den selben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 3. Der Unterschied zu der Lösung gemäß Fig. 3 besteht darin, daß in der Optokoppler-Einheit 31 nur noch ein Optokoppler pro bidirektionaler Verbindungsleitung vorgesehen ist. Dessen Wirkrichtung wird aber in Abhängigkeit der Signale auf den Steuerleitungen CTL [0 : 1] umgeschaltet. Dies geschieht mit vier Tristate-Treibern 32 pro Verbindungsleitung. Die Steuereinheit 33 ist dabei genauso aufgebaut wie im Beispiel der Fig. 3. Sie funktioniert nach dem gleichen Zustandsdiagramm wie in Fig. 4 dargestellt. Im IDLE-Zustand wird sie also über die Leitungen EN und EN die logischen Zustände 0 und 1 ausgeben. Dadurch wird der erste der beiden Tristate-Treiber 32 auf der linken Seite von Fig. 5 hochohmig geschaltet und der zweite Tristate-Treiber dementsprechend niederohmig. Der erste der beiden Tristate-Treiber auf der rechten Seite von Fig. 5 wird dementsprechend ebenfalls hochohmig geschaltet und der andere niederohmig. Der Signalfluss ist dann wie folgt. Das Signal fließt über die Datenleitung D[0] ausgehend vom Physical-Layer-Baustein 20 als Sender zum zweiten Tristate-Treiber 32 auf der linken Seite von Fig. 5 über den Optokoppler zum zweiten Tristate-Treiber 32 auf der rechten Seite von Fig. 5 und von dort zum Data- Link-Layer-Baustein. Im anderen Zustand LINK werden auf den Leitungen EN und EN die logischen Signale 1 und 0 ausgegeben. Dies schaltet den Signalfluß um. Damit arbeitet der Data-Link- Layer-Baustein 10 als Sender. Die Daten passieren den ersten Tristate-Treiber 32 auf der linken Seite von Fig. 5, den Optokoppler in der Optokoppler-Einheit 31, den ersten Tristate-Treiber 32 auf der rechten Seite von Fig. 5 und gelangen von dort an den Eingang des Physical-Layer-Bausteins 20.
Die beschriebenen Ausführungsformen einer galvanischen Isoliervorrichtung können nicht nur für den Busstandard IEEE 1394 vorteilhaft eingesetzt werden. Sie können immer dort Anwendung finden, wenn bidirektionale Verbindungsleitungen mit galvanischer Isolierung versehen werden sollen. Dieses Problem kann auch bei anderen Bussystemen auftreten.

Claims (6)

1. Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler für bidirektionale Verbindungsleitungen, wobei eine Verbindungsleitung zwei Schaltungseinheiten (10, 20) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß zwei separate Optokoppler (311, 312) pro bidirektionaler Verbindungsleitung CTL[0 : 1], D[0 : 7] vorgesehen sind, und daß eine Steuereinheit (33) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von Steuersignalen, ausgegeben von einer der beiden Schaltungseinheiten (10, 20), Schaltsignale (EN, EN) erzeugt, die einen der beiden Optokoppler (311, 312) aktivieren und den anderen deaktivieren, für eine Übertragung von Signalen über die zugehörige Verbindungsleitung (CTL[0 : 1], D[0 : 7]) in eine Richtung.
2. Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler, wobei eine Verbindungsleitung (CTL[0 : 1], D[0 : 7]) zwei Schaltungseinheiten (10, 20) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß pro bidirektionaler Verbindungsleitung (CTL[0 : 1], D[0 : 7]) ein Optokoppler vorgesehen ist, der für beide Richtungen der Signalübertragung über die zugehörige Verbindungsleitung genutzt wird, wobei eine Steuereinheit (33) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von Steuersignalen, ausgegeben von einer der beiden Schaltungseinheiten (10, 20) Schaltsignale (EN, EN) erzeugt, die die Wirkrichtung des Optokopplers in Bezug auf die zugehörige Verbindungsleitung (CTL[0 : 1], D[0 : 7]) umschaltet, für eine Übertragung von Signalen über die zughörige Verbindungsleitung in einer Richtung.
3. Galvanische Isoliervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die bidirektionalen Verbindungsleitungen (CTL [0 : 1], D [0 : 7]) entweder Datenleitungen (D [0 : 7] oder Steuerleitungen (CTL [0 : 1]) betreffen.
4. Galvanische Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schaltungseinheiten (10, 20) die über die Verbindungsleitungen miteinander verbunden werden, die Schaltungsblöcke Data-Link-Layer-Block (10) und Physical- Layer-Block (20) einer Verbindungsschnittstelle, insbesondere IEEE 1394-Busschnittstelle, betreffen.
5. Galvanische Isoliervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die jeweilige Steuereinheit (33) die Steuersignale auf den beiden Steuerleitungen (CTL [0 : 1]) des Verbindungsbusses zwischen Data-Link-Layer-Block (10) und Physical-Layer-Block (20) gemäß IEEE 1394-Standard auswertet.
6. Galvanische Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zur Umschaltung zwischen den Optokopplern oder zur Umschaltung der Wirkrichtung des einen Optokopplers Tristate-Treiber (32) verwendet werden, die von der Steuereinheit (33) in entsprechende Zustände geschaltet werden.
DE19933135A 1999-07-19 1999-07-19 Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler für bidirektionale Verbindungsleitungen Withdrawn DE19933135A1 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19933135A DE19933135A1 (de) 1999-07-19 1999-07-19 Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler für bidirektionale Verbindungsleitungen
CNB008104956A CN1196280C (zh) 1999-07-19 2000-07-07 双向连接线用的带光耦合器的电隔离器件
ES00953025T ES2207537T3 (es) 1999-07-19 2000-07-07 Dispositivo de aislamiento electrico con optoacoplador para lineas de conexion bidireccionales.
AU65623/00A AU6562300A (en) 1999-07-19 2000-07-07 Electrical insulation device with optocoupler for bidirectional connecting lines
PCT/EP2000/006476 WO2001006680A1 (en) 1999-07-19 2000-07-07 Electrical insulation device with optocoupler for bidirectional connecting lines
AT00953025T ATE250300T1 (de) 1999-07-19 2000-07-07 Elektrische isolierungsvorrichtung mit optokoppler für bidirektionelle anschlussleitungen
US10/031,582 US6775438B1 (en) 1999-07-19 2000-07-07 Electrical insulation device with optocoupler for bidirectional connecting lines
JP2001511011A JP4642298B2 (ja) 1999-07-19 2000-07-07 双方向接続ライン用のオプトカプラを備えた電気絶縁装置
EP00953025A EP1198909B1 (de) 1999-07-19 2000-07-07 Elektrische isolierungsvorrichtung mit optokoppler für bidirektionelle anschlussleitungen
DE60005365T DE60005365T2 (de) 1999-07-19 2000-07-07 Elektrische isolierungsvorrichtung mit optokoppler für bidirektionelle anschlussleitungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19933135A DE19933135A1 (de) 1999-07-19 1999-07-19 Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler für bidirektionale Verbindungsleitungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19933135A1 true DE19933135A1 (de) 2001-01-25

Family

ID=7914866

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19933135A Withdrawn DE19933135A1 (de) 1999-07-19 1999-07-19 Galvanische Isoliervorrichtung mit Optokoppler für bidirektionale Verbindungsleitungen
DE60005365T Expired - Lifetime DE60005365T2 (de) 1999-07-19 2000-07-07 Elektrische isolierungsvorrichtung mit optokoppler für bidirektionelle anschlussleitungen

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60005365T Expired - Lifetime DE60005365T2 (de) 1999-07-19 2000-07-07 Elektrische isolierungsvorrichtung mit optokoppler für bidirektionelle anschlussleitungen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6775438B1 (de)
EP (1) EP1198909B1 (de)
JP (1) JP4642298B2 (de)
CN (1) CN1196280C (de)
AT (1) ATE250300T1 (de)
AU (1) AU6562300A (de)
DE (2) DE19933135A1 (de)
ES (1) ES2207537T3 (de)
WO (1) WO2001006680A1 (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8057408B2 (en) 2005-09-22 2011-11-15 The Regents Of The University Of Michigan Pulsed cavitational ultrasound therapy
US10219815B2 (en) 2005-09-22 2019-03-05 The Regents Of The University Of Michigan Histotripsy for thrombolysis
CN101820314B (zh) * 2009-02-27 2013-07-10 深圳拓邦股份有限公司 单线双向通信光耦隔离电路
JP5850837B2 (ja) 2009-08-17 2016-02-03 ヒストソニックス，インコーポレーテッド 使い捨て音響結合媒体容器
AU2010289775B2 (en) 2009-08-26 2016-02-04 Histosonics, Inc. Devices and methods for using controlled bubble cloud cavitation in fractionating urinary stones
US9943708B2 (en) * 2009-08-26 2018-04-17 Histosonics, Inc. Automated control of micromanipulator arm for histotripsy prostate therapy while imaging via ultrasound transducers in real time
US20130343763A1 (en) * 2011-07-11 2013-12-26 Genexis Holding B.V. Device for use on the location of a customer of a broadband network system, broadband network system using such a device and method for constructing such a device
US9144694B2 (en) 2011-08-10 2015-09-29 The Regents Of The University Of Michigan Lesion generation through bone using histotripsy therapy without aberration correction
CN102608927A (zh) * 2012-03-07 2012-07-25 北京瀚景锦河科技有限公司 扩展信号量采集端口的装置
US9049783B2 (en) * 2012-04-13 2015-06-02 Histosonics, Inc. Systems and methods for obtaining large creepage isolation on printed circuit boards
JP2015516233A (ja) 2012-04-30 2015-06-11 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン ラピッドプロトタイピング方法を使用した超音波トランスデューサー製造
US20140100459A1 (en) 2012-10-05 2014-04-10 The Regents Of The University Of Michigan Bubble-induced color doppler feedback during histotripsy
WO2015003154A1 (en) 2013-07-03 2015-01-08 Histosonics, Inc. Articulating arm limiter for cavitational ultrasound therapy system
JP6600304B2 (ja) 2013-07-03 2019-10-30 ヒストソニックス，インコーポレーテッド 衝撃散乱を使用した気泡雲形成のために最適化されたヒストトリプシ励起シーケンス
US10780298B2 (en) 2013-08-22 2020-09-22 The Regents Of The University Of Michigan Histotripsy using very short monopolar ultrasound pulses
US11135454B2 (en) 2015-06-24 2021-10-05 The Regents Of The University Of Michigan Histotripsy therapy systems and methods for the treatment of brain tissue
CN108173543A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 北京航天测控技术有限公司 一种单线通讯总线双向隔离电路
US11881888B2 (en) 2018-03-27 2024-01-23 Micro Motion, Inc. Electronics including a bidirectional isolation circuit
CN109450549A (zh) * 2018-11-26 2019-03-08 中国人民解放军陆军工程大学 光电转换装置和通信系统
AU2019389001A1 (en) 2018-11-28 2021-06-10 Histosonics, Inc. Histotripsy systems and methods
AU2021213168A1 (en) 2020-01-28 2022-09-01 The Regents Of The University Of Michigan Systems and methods for histotripsy immunosensitization
CN115276642A (zh) 2021-04-29 2022-11-01 恩智浦美国有限公司 具有电平转换器的光耦合器电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3633676A1 (de) * 1986-10-03 1988-04-14 Stahl R Schaltgeraete Gmbh Explosionsgeschuetzter multiplexer
DE3018576C2 (de) * 1979-05-16 1991-02-28 Elevator Gmbh, Zug, Ch
DE4330114A1 (de) * 1992-11-24 1994-05-26 Tridonic Bauelemente Ges Mbh D Schaltungsanordnung zum Steuern einer Mehrzahl von Verbrauchern, insbesondere Vorschaltgerät von Lampen
DE19520940A1 (de) * 1995-06-02 1996-12-12 Siemens Ag Anordnung zur galvanisch getrennten Übertragung von Hilfsenergie (Gleichspannung) und Informationen zu einer elektronischen Einheit
DE19730158A1 (de) * 1997-07-14 1999-02-18 Endress Hauser Gmbh Co Meßanordnung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3329570A1 (de) 1983-08-16 1985-03-07 Telefonbau Und Normalzeit Gmbh, 6000 Frankfurt Schaltungsanordnung zur galvanischen entkoppelung von bidirektional betriebenen busleitungen
US4634877A (en) * 1985-06-10 1987-01-06 General Electric Company Optical transmitter receiver switch
DE4444307A1 (de) 1994-12-13 1996-06-20 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Übertragung mindestens eines digitalen Signals
US5663819A (en) * 1995-05-21 1997-09-02 Emanon, Inc. Opto-coupler based secure computer communications interface
US5661583A (en) * 1995-10-25 1997-08-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optical data interface system
JP3529263B2 (ja) * 1997-09-30 2004-05-24 日本電気株式会社 空間伝送用光送受信回路および空間伝送装置
US6556750B2 (en) * 2000-05-26 2003-04-29 Fairchild Semiconductor Corporation Bi-directional optical coupler

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3018576C2 (de) * 1979-05-16 1991-02-28 Elevator Gmbh, Zug, Ch
DE3633676A1 (de) * 1986-10-03 1988-04-14 Stahl R Schaltgeraete Gmbh Explosionsgeschuetzter multiplexer
DE4330114A1 (de) * 1992-11-24 1994-05-26 Tridonic Bauelemente Ges Mbh D Schaltungsanordnung zum Steuern einer Mehrzahl von Verbrauchern, insbesondere Vorschaltgerät von Lampen
DE19520940A1 (de) * 1995-06-02 1996-12-12 Siemens Ag Anordnung zur galvanisch getrennten Übertragung von Hilfsenergie (Gleichspannung) und Informationen zu einer elektronischen Einheit
DE19730158A1 (de) * 1997-07-14 1999-02-18 Endress Hauser Gmbh Co Meßanordnung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE Standard for a High Performance Serial Bus, IEEE Std 1394-1995 v. 30.08.96, S.243-252,347, S.348 *
JP 61-7746 A.,In: Patents Abstracts of Japan, E- 407,May 28,1986,Vol.10,No.145 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1198909A1 (de) 2002-04-24
AU6562300A (en) 2001-02-05
US6775438B1 (en) 2004-08-10
EP1198909B1 (de) 2003-09-17
JP2003505921A (ja) 2003-02-12
ES2207537T3 (es) 2004-06-01
CN1196280C (zh) 2005-04-06
ATE250300T1 (de) 2003-10-15
WO2001006680A1 (en) 2001-01-25
DE60005365T2 (de) 2004-07-22
JP4642298B2 (ja) 2011-03-02
CN1361949A (zh) 2002-07-31
DE60005365D1 (de) 2003-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60005365T2 (de) Elektrische isolierungsvorrichtung mit optokoppler für bidirektionelle anschlussleitungen
DE2047001C3 (de) Anordnungen für die Übertragung von Daten innerhalb einer Datenverarbeitungsanlage
DE3311881C2 (de)
EP1917651B1 (de) Gebäudeleittechnik- oder gefahrenmeldeanlage
EP1194858B1 (de) Datenübertragungseinrichtung
DE602005000495T2 (de) Telefon-Verteilsystem
EP0234453B1 (de) Schaltungsanordnung zur seriellen Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmerstellen
DE2316754A1 (de) Fehlerart-feststellungssystem
EP0364700B1 (de) Buskoppelschaltung
EP1314095A1 (de) Erkennung eines geräte-anschlusszustands beim usb
EP0977406B1 (de) Schaltungsanordnung zum galvanisch getrennten Übertragen von Digitalsignalen
DE69207153T2 (de) Ein-/Ausgangsverfahren, verwendbar für programmierbare Steuerung
EP2110950B1 (de) Schaltung und Verfahren zur Signalspannungsübertragung innerhalb eines Treibers eines Leistungshalbleiterschalters
DE19947501C5 (de) Aktuator-Sensor-Interface-Slave
DE2423195A1 (de) Wartungsvorrichtung
EP1065105B1 (de) Schaltungsanordnung zur Signalkopplung zwischen Schaltungsteilen mit voneinander getrennten Versorgungsleitungen
DE2636957C2 (de) Zahnärztliches Gerät mit mehreren Instrumenten
EP0643515A2 (de) Anordnung zur bidirektionalen Datenübertragung
EP0689291B1 (de) MOS-Treiberschaltung
EP1770456B1 (de) Peripheriebaugruppe für ein Automatisierungsgerät
DE19639379C2 (de) Elektronisches Gerät
EP0235649A1 (de) Schaltungsanordnung zur seriellen Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmerstellen
EP0822471B1 (de) Elektronisches Gerät
DE10200518A1 (de) Spannungsbegrenzer für den Schnittstellenkreis eines Kommunikationsbusses
DE3518827A1 (de) Verfahren zum selektiven ansteuern von elektrischen schaltkreisen sowie schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8141 Disposal/no request for examination