[发明专利]用于向电负载供电并接收从电负载发送的期望信号的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于向能够经由接口连接到电路的电负载供电并且用于接收借助于由电负载执行的、经由接口从电路发送的载波信号的幅度调制从电负载发送的期望信号的电路，所述载波信号用于向电负载供电，所述电路具有：

载波信号发生器，其包括直流电压源和直流电压源下游的DC-AC转换器，以及

解调器，其用于提取载波信号上的、由电负载调制的期望信号。

例如，这种类型的电路使用在现场设备中。其中，它们可以被使用在例如发射机的上级单元中，经由能够连接到其的接口向例如传感器的电负载供电，并且接收从所述电负载发送的期望信号。关于这方面的信息，例如传感器的特征值和/或由传感器确定的测量值，可以从电负载传送到上级单元。

背景技术

为此，图1示出了现有技术中已知的电路1的框图，该电路用于向能够经由接口3连接到电路1的电负载5供电，并且用于接收借助于由电负载执行的、经由接口3从电路1发送的载波信号的幅度调制从电负载发送的期望信号，所述载波信号用于向电负载5供电。

为了更好地理解电路1，在这里将电路1与连接到其上的接口3和连接到接口的电负载5一起描述。

这里的接口3被设计为能够无线传输功率和期望信号的感应接口3。该接口3包括连接到电路1的电路侧电感L1，电感L1与连接到电负载5的电负载侧电感L2一起形成变送器。

例如，该接口3可以被集成到插头连接器中，包括电路1的上级单元可以经由该插头连接器同时机械地并且电连接到电负载5。具有感应接口的插头连接器，虽然它们被申请人以名称MEMOSENS经销，但是仍然是这种连接器的一个例子。这些插头连接器包括能够相互机械连接的两个组件，形成感应变送器的电感L1、L2分别被包敷在这两个组件中，并且这两个组件和电感L2、L1一起被布置在与其连接的相应其它组件中。

电路1包括载波信号发生器，载波信号发生器具有直流电压源U_DC以及直流电压源U_DC下游的DC-AC转换器7，在该DC-AC转换器7的输出端被提供载波信号，载波信号具有通过DC-AC转换器7设定的载波信号频率。

电负载5包括经由接口3而将被供电的元件9，例如传感器S经由整流器11连接到电负载侧电感L2的两个端子。

此外，电负载5包括调制器13，该调制器13用于调制经由接口3发送的载波信号的幅度。调制器13包括与待供电的元件9并联连接的负载15，该负载15在由将从电负载5发送的数字期望信号预定的时间处、经由所述负载15上游的可控开关(这里未详细示出)进行连接。

负载13的连接生成不连续的电压降，即跨电路侧电感L1下降的电压。因此，并联连接到电路侧电感L1的解调器17用于提取期望的信号，在该解调器17的输入端处所述期望信号是跨所述电路侧电感L1下降的电压。解调器17包括整流器19、整流器下游的带通滤波器21、和带通滤波器21下游的具有可调节比较器阈值的比较器23，在其输出端处提供反映接收到的期望信号的信息信号。

然而，这种形式的期望信号传输要求由负载15的连接产生的电压降不下降到低于能够经由并联连接到负载15的解调器17可靠检测到的最小值。

电压降的原因是在负载连接之后跨负载流动的电负载电流与通过将被供电的元件9流动的电流并行。关于这个电流流动，DC-AC转换器7、接口3、和负载15形成串联连接的阻抗。使得在连接所述负载15之后跨负载15流动的电负载电流产生跨电路侧电感L1的下降的电压的最大电压降，DC-AC转换器7必须具有最佳高阻抗。因此，在现有技术中，具有高阻抗的放大器例如图1中示出的E类放大器被用作DC-AC转换器7。这些放大器通常包括经由切换步骤锁定的谐振器，其上游是连接在串联臂中的欧姆电阻R和串联连接至此的扼流线圈LD。经由电阻器R和扼流线圈LD的串联电路的相应高阻抗，由此确保经由负载15的连接还生成足够大的电压降，此时电负载5的将被供电的元件9消耗相当大量的功率。

然而，不利的是，由于放大器中的该阻抗的电阻部分而实现了相对应的高功率损耗。该功率损耗没有提供用于为电负载5供电，并且相应地使电路1的效率降低。