Die Erfindung betrifft einen Wandler zur Bereitstellung einer Datenübertragung in einer Anordnung mit einer vor elektromagnetischer Strahlung geschützten Umgebung, eine Anordnung und ein Verfahren.

Elektronische bzw. elektrische Geräte können im Betrieb elektromagnetische Strahlung aussenden oder von empfangener elektromagnetischer Strahlung beeinflusst werden, auch wenn diese Geräte nicht dafür konzipiert sind, als Sender bzw. Empfänger zu fungieren. Diese Fähigkeit wird Elektromagnetische Verträglichkeit, kurz EMV, genannt. Häufig ist eine gegenseitige Beeinflussung elektronischer Geräte unerwünscht. Um hiergegen Maßnahmen zu entwickeln kann eine Messung elektromagnetischer Strahlung erfolgen. Hierzu ist es wünschenswert, möglichst wenig elektromagnetische Strahlung von dritten Geräten zu empfangen. Des Weiteren kann es von Interesse sein, wie sich eine bestimmte Schaltung ohne Einwirkung von weiterer elektromagnetischer Strahlung verhält.

In solchen Fällen kann eine vor elektromagnetischer Strahlung geschützte Umgebung, im Folgenden auch kurz EMV Umgebung, verwendet werden. Eine solche Umgebung kann beispielsweise ein Testkammer oder eine Prüfkammer sein, die einen gegen elektromagnetische Strahlung bestimmter Wellenlänge, insbesondere einer Wellenlänge von der eine Beeinflussung der zu testenden Komponenten zu erwarten ist, abgeschirmt ist.

Soll ein Gerät im Betrieb getestet werden, kann eine Ansteuerung des Geräts notwendig sein. Diese Ansteuerung kann jedoch an sich wiederum eine EMV Störung hervorrufen. Eine EMV Messung von beispielsweise ISO SPI Komponenten ohne elektromagnetischer Wechselwirkung mit der Test-Umgebung kann problematisch sein. Insbesondere müssten ein SPI Master und ein ISO SPI Slave in der EMV Umgebung positioniert werden. Dies kann zu einer Verzerrung der Messergebnisse führen. Es können Schirmvorrichtungen verwendet werden oder mehrere verschiedene Versuchsaufbauten gewählt werden, um potenzielle Verfälschungen der Messergebnisse, verursacht durch einzelne Versuchsaufbauten zu identifizieren und hierauf reagieren zu können. Eine elektromagnetische Wechselwirkung mit der Test-Umgebung kann im Allgemeinen so jedoch nicht eliminiert werden.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine vorteilhafte Möglichkeit einer Datenübertragung in eine vor elektromagnetischer Strahlung geschützte Umgebung aufzuzeigen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Wandler zur Bereitstellung einer Datenübertragung in einer Anordnung mit einer vor elektromagnetischer Strahlung geschützten Umgebung und einem ersten Sendeempfänger außerhalb der geschützten Umgebung, der eingerichtet ist, ein elektronisches Signal gemäß einem ersten Standard zu erzeugen und auszusenden; einem weiteren Wandler außerhalb der geschützten Umgebung, der eingerichtet ist, eine Wandlung zwischen einem optischen Signal und einem elektronischen Signal gemäß dem ersten Standard zu gewährleisten; und einem zweiten Sendeempfänger, der in der geschützten Umgebung angeordnet ist und der eingerichtet ist, ein elektronisches Signal gemäß einem zweiten Standard zu empfangen; wobei der Wandler in der geschützten Umgebung anordenbar ist und eingerichtet ist, eine Wandlung zwischen dem optischen Signal und dem elektronischen Signal gemäß dem zweiten Standard zu gewährleisten, um eine Datenübertragung zwischen dem ersten Sendeempfänger und dem zweiten Sendeempfänger zu ermöglichen.

Ein solcher Wandler kann insbesondere dann Vorteile bieten, wenn zeitkritische Datensignale zur Übertragung verwendet werden, da die Wandlung innerhalb der vor elektromagnetischer Strahlung geschützten Umgebung in einem einzelnen Gerät erfolgt. Die Wandlung des optischen Signals in das elektronische Signal gemäß dem zweiten Standard vereinfacht die Datenübertragung, da kein zusätzliches Gerät zur Wandlung zwischen dem elektronischen Signal gemäß dem ersten Standard und dem elektronischen Signal gemäß dem zweiten Standard innerhalb der vor elektromagnetischer Strahlung geschützten Umgebung notwendig ist. Dies wird von dem beschriebenen Wandler ausgeführt.

Hierdurch kann der erste Sendeempfänger außerhalb der vor elektromagnetischer Strahlung geschützten Umgebung angeordnet werden, was an sich schon eine Reduzierung der elektromagnetischen Strahlung innerhalb der EMV Umgebung mit sich bringt. Zusätzlich wird die elektromagnetische Strahlung bei der Wandlung im inneren der EMV Umgebung weiter dadurch reduziert, dass der Wandler eine Wandlung von dem optischen Signal in einen zweiten Standard durchführen kann, und somit ein weiteres Gerät in der EMV Umgebung gespart wird. Ein Sendeempfänger kann ein Transceiver sein.

In einer Ausgestaltung ist der erste Sendeempfänger weiter eingerichtet, ein elektronisches Signal gemäß einem ersten Standard zu empfangen und wobei der zweite Sendeempfänger weiter eingerichtet ist, ein elektronisches Signal gemäß einem zweiten Standard zu erzeugen und auszusenden.

Hierdurch kann eine bidirektionale Kommunikation in die vor elektromagnetischer Strahlung geschützte Umgebung hinein und aus der vor elektromagnetischer Strahlung geschützten Umgebung heraus erfolgen.

In einer Ausgestaltung ist der erste Standard ein SPI Standard. Hierdurch kann eine Datenkommunikation mit dem SPI Standard erfolgen. Dies kann eine zeitkritische Kommunikation ermöglichen.

In einer Ausgestaltung ist der zweite Standard ein ISO SPI Standard. Hierdurch kann ermöglicht werden, in der EMV Umgebung ein Gerät zu testen, das einen ISO SPI Standard verwendet. Somit kann ein geeignetes Konzept zur EMV Messung von ISO SPI Komponenten bereitgestellt werden. Dabei kann eine Kommunikation zwischen SPI Master und ISO SPI Slave ohne bemerkbare elektromagnetische Wechselwirkung mit der Test- Umgebung sichergestellt werden. Das SPI Signal kann optisch in die EMV Umgebung übertragen und dort mit der Erfindung zunächst in ein physisches, elektronisches SPI Signal umgewandelt werden. Dann kann das Umwandeln des SPI Signals in ein ISO SPI Signal erfolgen. Ein optischer SPI Transceiver, hier der Wandler, kann das empfangene SPI Signal in ein elektrisches ISO SPI Signal umwandeln.

Es kann eine digitale Kommunikation zwischen einem SPI Master und einem ISO SPI Slave während EMV-Messungen ohne elektromagnetische Wechselwirkung, das heißt insbesondere ohne messbare elektromagnetische Wechselwirkungen, mit der Test- Umgebung zu ermöglichen. Die Test-Umgebung kann unter anderem zusätzlich zu den bereits beschriebenen Komponenten in der gesicherten Umgebung ein Testgerät und Messaufbauten umfassen. Im angedachten Testsetup kann der SPI Master außerhalb der EMV-Messkammer platziert werden. Das SPI Signal wird mit Hilfe eines erwerblichen, gängigen elektrisch- zu optischen SPI Wandler (Transceiver) in die EMV-Messkammer übertragen. Die Erfindung sieht es vor ein entsprechendes Komplementärgerät (Transceiver) zu entwickeln, der dieses optische SPI Signal in der EMV-Messkammer empfangen und in ein elektrische ISO SPI Signal umwandeln kann. So kann mit dem ISO SPI Slave, der sich ebenfalls in der EMV-Messkammer befindet, kommuniziert werden.

In einer Ausgestaltung ist die geschützte Umgebung eine Messkammer, die eingerichtet ist, eine Messumgebung für eine EMV Messung bereitzustellen. In einer solchen Umgebung kann eine Messung nach EMV Vorgaben erfolgen.

In einer Ausgestaltung umfasst der Wandler eine Abschirmung, die eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung abzuschirmen. Hierdurch kann ein Einfluss mittels elektromagnetischer Strahlung des Wandlers innerhalb der EMV Umgebung reduziert werden. Der Wandler kann entsprechende Abschirmmaßnahmen vorsehen, um die elektromagnetische Wechselwirkung mit der Test-Umgebung auf ein nicht detektierbares Maß zu reduzieren. Der Wandler kann auch entsprechende Befilterungen vorsehen.

In einer Ausgestaltung umfasst die Abschirmung ein elektromagnetisch schirmendes Gehäuse und/oder eine Filterbeschaltung und/oder eine Schutzbeschaltung.

Jede der beschriebenen Möglichkeiten kann dazu beitragen, die elektromagnetischer Strahlung des Wandlers zu reduzieren. Werden zwei oder mehr der Möglichkeiten miteinander kombiniert, so kann sich auch die Dämpfung der ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung erhöhen.

In einer Ausgestaltung ist die Abschirmung eingerichtet, eine bei der Datenübertragung entstehende elektromagnetische Strahlung unter eine vorbestimmte Strahlungsstärke zu dämpfen.

Ist die Abschirmung auf eine bestimmte Wellenlänge abgestimmt, so kann eine Dämpfung mit einem hohen Aufwand- Nutzen Wirkungsgrad erfolgen. In einer Ausgestaltung ist der Wandler eingerichtet, das optische Signal in ein elektronisches Signal gemäß dem ersten Standard rückzuwandeln und anschließend das rückgewandelte elektronische Signal gemäß dem ersten Standard in das elektronische Signal gemäß dem zweiten Standard zu wandeln oder das elektronische Signal gemäß dem zweiten Standard in ein elektronische Signal gemäß dem ersten Standard zu wandeln und anschließend das gewandelte elektronische Signal gemäß dem ersten Standard in ein optisches Signal zu wandeln.

Die Wandlung von dem optischen Signal in das elektronische Signal gemäß dem zweiten Standard bzw. umgekehrt kann als Zwischenschritt eine Wandlung in das elektronische Signal gemäß dem ersten Standard umfassen. Dies kann einen Aufbau des Wandlers vereinfachen, bei hochbleibender Reduzierung des EMV Einflusses innerhalb der EMV Umgebung.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Anordnung zur Bereitstellung einer Datenübertragung in eine vor elektromagnetischer Strahlung geschützte Umgebung gelöst. Die Anordnung umfasst einen ersten Sendeempfänger außerhalb der geschützten Umgebung, der eingerichtet ist, ein elektronisches Signal gemäß einem ersten Standard zu erzeugen und auszusenden; einen zweiten Sendeempfänger, der in der geschützten Umgebung angeordnet ist und der eingerichtet ist, ein elektronisches Signal gemäß einem zweiten Standard zu empfangen; einen Wandler, der in der geschützten Umgebung angeordnet ist und eingerichtet ist, eine Wandlung zwischen einem optischen Signal und dem elektronischen Signal gemäß dem zweiten Standard zu gewährleisten, um eine Datenübertragung zwischen dem ersten Sendeempfänger und dem zweiten Sendeempfänger zu ermöglichen; und einen weiteren Wandler außerhalb der geschützten Umgebung, der eingerichtet ist, eine Wandlung zwischen dem optischen Signal und einem elektronischen Signal gemäß dem ersten Standard zu gewährleisten.

Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Durchführung einer EM -Messung in einer vor elektromagnetischer Strahlung geschützte Umgebung gelöst, wobei zur Datenübertragung in die vor elektromagnetischer Strahlung geschützte Umgebung eine Anordnung gemäß dem zweiten Aspekt verwendet wird. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Figur näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen, die einen Teil hiervon bildet und in der als Veranschaulichung eine spezifische Ausführungsform gezeigt ist, in der die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.

Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Anordnung 100 weist eine vor elektromagnetischer Strahlung geschützte Umgebung 102 auf. Die geschützte Umgebung 102, auch kurz EMV Umgebung, ist eingerichtet, eine EMV Messung zu ermöglichen. Das heißt, die geschützte Umgebung 102 ist gegen elektromagnetische Strahlung geschützt, das heißt abgeschirmt. Elektromagnetische Strahlung zumindest eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs wird so stark gedämpft, dass diese nicht aus der geschützten Umgebung 102 heraus und auch nicht in die geschützte Umgebung 102 eindringen kann.

In der geschützten Umgebung 102 kann ein Testobjekt in Hinblick auf EMV Aspekte vermessen oder geprüft werden. Auf eine Darstellung des Testobjekts wurde in Fig. 1 jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.

Außerhalb der geschützten Umgebung ist ein erster Sendeempfänger 104 angeordnet. Der Erste Sendeempfänger 104 ist im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein SPI Master. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es sich um einen Sender und/oder einen Empfänger, insbesondere eines weiteren Standards handeln, beispielsweise um einen SPI Slave oder einen ISO SPI Slave.

Innerhalb der geschützten Umgebung 102 ist ein zweiter Sendeempfänger 106 angeordnet. Der zweite Sendeempfänger 106 ist im beschriebenen Ausführungsbeispiel ein ISO SPI Slave. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es sich um einen Sender und/oder einen Empfänger, insbesondere eines weiteren Standards handeln, beispielsweise um einen SPI Master.

Um zwischen dem ersten Sendeempfänger 104 und dem zweiten Sendeempfänger 106 eine Datenübertragung zu ermöglichen, die den gewünschten EMV Vorgaben entspricht wird eine optische Übertragung verwendet, da diese im relevanten Wellenlängenbereich keine elektromagnetische Strahlung emittiert.

Hierzu ist innerhalb der geschützten Umgebung 102 ein Wandler 108 und außerhalb der geschützten Umgebung 102 ein weiterer Wandler 110 angeordnet.

Der weitere Wandler 110 ist eingerichtet, eine Wandlung des zu übertragenden Datensignals von einem physikalischen elektronischen Signal in ein optisches Signal zu wandeln und umgekehrt, je nach Datenübertragungsrichtung. Das optische Signal, insbesondere Datensignal, wird dann über eine optische Übertragungsstrecke 112 in die geschützte Umgebung 102 geleitet, bzw. aus dieser heraus, je nach Datenübertragungsrichtung.

Innerhalb der geschützten Umgebung 102 ist der Wandler 108 angeordnet. Der Wandler 108 ist so konzipiert, dass er in der geschützten Umgebung 102 in Hinblick auf die EMV Verträglichkeit eingesetzt werden kann. Hierzu weist der Wandler 108 Gehäuse auf, das im entsprechenden Wellenlängenbereich eine Absorption bzw. Dämpfung elektromagnetischer Strahlung bewirkt. Zusätzlich oder alternativ umfasst der Wandler 108 auch einen Schaltungsaufbau, der den EMV Anforderungen gerecht wird. Das heißt insbesondere, dass die Schaltung des Wandlers 108 eine entsprechende Filterbeschaltung und/oder Schutzbeschaltung, beispielsweise in Form von entsprechend ausgelegten Kondensatoren, umfasst. Dies schützt den Wandler 108 vor eintreffender elektromagnetischer Strahlung, die in der geschützten Umgebung 102 entsteht und geeignet ist, Signale bei der Datenübertragung zu manipulieren. Ebenso wird hierdurch die geschützte Umgebung 102 von potenziell abstrahlender elektromagnetischer Strahlung von dem Wandler 108 geschützt.

Wird nun im laufenden Betrieb ein Testobjekt verwendet, das einen Datenempfang gemäß dem ISO SPI Standard erfordert, so kann von dem ersten Sendeempfänger, der einen SPI Standard verwendet, auf ansonsten üblichem Wege ein Steuersignal ausgesendet werden. Dieses Steuersignal wird dann vom weiteren Wandler 110 in ein optisches Signal gewandelt und so über die optische Übertragungsstrecke 112 frei von EMV Störungen in die geschützte Umgebung 102 übertragen. Im inneren der geschützten Umgebung wandelt der Wandler 108 das empfangene optische Signal nicht nur zurück in ein elektrisches Signal, sondern zusätzlich wird von dem Wandler 108 eine Wandlung von dem SPI Standard in den ISO SPI Standard durchgeführt. Da dies beides im Wandler erfolgt, werden wenige elektromagnetische Störungen in der geschützten Umgebung 102 produziert. Auch ist entsprechend eine Anfälligkeit bei der Verfälschung Steuersignale gegen elektromagnetische Einflüsse beispielsweise des Testgeräts verringert, im Vergleich zu einer Verwendung von mehreren Geräten.

Insbesondere wird auf diesem Wege sichergestellt, dass eine zeitliche Verzögerung des übertragenen Signals gering bleibt, im Vergleich zur Nutzung mehrere Geräte. Dies hat einen positiven Einfluss auf die Datenübertragung, die Datenrate bzw. die Übertragungsrate, insbesondere zeitkritischer Anwendungen mit dem SPI Standard bzw. dem ISO SPI Standard.

Bezugszeichenliste

100 Anordnung

102 geschützte Umgebung 104 erster Sendeempfänger

106 zweiter Sendeempfänger

108 Wandler

110 weiterer Wandler

112 optische Übertragungsstrecke