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Dokumentenidentifikation DE60201334T2 06.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001365252
Titel Stromrichtungserkennung
Anmelder Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto, Calif., US
Erfinder Feast, Ivor, 71034 Böblingen, DE
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 60201334
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.10.2002
EP-Aktenzeichen 020240909
EP-Offenlegungsdatum 26.11.2003
EP date of grant 22.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.10.2005
IPC-Hauptklasse G01R 19/14
IPC-Nebenklasse G06F 13/40   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Detektieren der Richtung eines Stroms, der durch eine Leitung fließt, insbesondere eines Busses einer Testvorrichtung.

Insbesondere in Verbindung mit einer Testvorrichtung ist es oft notwendig, z. B. zu wissen, welches der beiden Boards den Bus zwischen den Boards antreibt. Zu diesem Zweck könnten komplexe elektrische Schaltkreise zum Detektieren der Richtung des Stroms, welcher durch mindestens eine der Leitungen des Busses fließt, vorgesehen werden.

FR-A-2699766 bezieht sich auf die Generierung eines Kontrollstroms für eine induktive Last. Strommessungsmittel zum Messen der Magnitude und Richtung eines Strom, welcher durch eine elektrische Verbindung fließen, sind in US-A-5,896,260 beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Detektieren der Richtung eines fließenden Stroms zu liefern. Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfindung erfordert nur einen Widerstand und zwei Komparatoren zum Detektieren der Richtung eines Stroms, der durch eine Leitung fließt. Ein erster Komparator evaluiert die Richtung des Stroms und ein zweiter Komparator prüft, ob ein Strom fließt oder nicht. Wenn der zweite Komparator detektiert, dass ein Strom fließt, dann ist das Resultat des ersten Komparators gültig.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen angeführt.

Insbesondere ist es möglich, ein Taktsignal zu generieren und/oder ein Datensignal, welches eine Kopie dieses Taktsignals ist und/oder ein Datensignal, das durch dasjenige Board generiert wird, welches durch den Bus zwischen den Boards angetrieben wird.

DETAILLIERTERE BESCHREIBUNG DER VORTEILHAFTEN AUSFÜHRUNGEN NACH DER ERFINDUNG

Eine beispielhafte Ausführung eines elektrischen Schaltkreises zum Detektieren der Richtung eines Stroms, welcher durch eine Leitung fließt, insbesondere eines Busses einer Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.

1 zeigt zwei Leitungen zweier Boards, welche durch einen Richtungswiderstand verbunden sind,

2 zeigt einen elektrischen Schaltkreis zum Detektieren der Stromflussrichtung über den Richtungswiderstand,

3 zeigt zwei elektrische Schaltkreise nach 2 in Verbindung mit den Taktleitungen und den Datenleitungen der beiden Boards, und

4 zeigt einen Demultiplexer zum Verarbeiten der Ausgabesignale der beiden elektrischen Schaltkreise der 3.

1 zeigt zwei gedruckte Schaltkreisboards 11, 12, welche z. B. in einer elektrischen Testvorrichtung verwendet werden. Die beiden Boards 11, 12 weisen jedes mindestens eine Leitung 13, 14 auf.

Die beiden Leitungen 13, 14 sind miteinander über einen Richtungswiderstand 15 verbunden. Die beiden Leitungen 13, 14 sind daher verbunden mit den beiden Seiten des Richtungswiderstands 15. Der Strom, der über den Richtungswiderstand 15 fließt, wird in 1 mit der Abkürzung IR bezeichnet. Der Richtungswiderstand 15 kann einen Wert von z. b. 100 &OHgr; haben.

Jedes der beiden Boards 11, 12 kann einen Strom in seiner jeweiligen Leitung 13, 14 in Richtung des und über den Richtungswiderstands) 15 treiben. Dies wird durch die Treiber 16, 17 in 1 zum Ausdruck gebracht. Der Strom IR, der über den Richtungswiderstand 15 fließt, kann daher beide Richtungen haben, so dass der Strom IR positiv oder negativ sein kann.

Es ist auch möglich, dass beide Boards 11, 12 einen Strom in Richtung des Richtungswiderstands 15 treiben, oder dass keines der beiden Boards 11, 12 einen Strom treibt.

Darüber hinaus sind auf jedem Board 11, 12 Pull-Up-Widerstände 18, 19 für die jeweiligen Leitungen 13, 14 vorgesehen. Z. B. kann eine Versorgungsspannung von 5 V für den Pull-Up-Widerstand 18, 19 verwendet werden.

2 zeigt einen elektrischen Schaltkreis 20 zum Detektieren der Richtung des Stroms IR, der über den Stromwiderstand 15 fließt.

In 2 wird Leitung 13 des Boards 11 gezeigt, verbunden durch Richtungswiderstand 15 mit Leitung 14 des Boards 12. Darüber hinaus ist die Leitung 13 verbunden mit dem positiven Eingang eines ersten Komparators 21 und Leitung 14 ist verbunden mit dem negativen Eingang dieses Komparators 21. Die beiden Eingänge des Komparators 21 können durch Jumper mit einer Versorgungsspannung verbunden werden, z. B. mit 5 V, über einen Pull-Up-Widerstand 22.

Der Komparator 21 generiert ein Ausgabesignal S auf einer Leitung 23, wobei die Leitung 23 über einen Pull-Up-Widerstand 24 mit der Versorgungsspannung verbunden ist.

Die Leitung 14 ist verbunden mit dem positiven Eingang des zweiten Komparators 25. Der negative Eingang dieses Komparators 25 ist mit der Versorgungsspannung über einen Widerstand 26 verbunden und mit der Masse über einen Widerstand 27. Die beiden Widerstände 26, 27 definieren einen Spannungsteiler mit einer festgelegten Referenzspannung an dem negativen Eingang des Komparators 25.

Der zweite Komparator 25 generiert ein Ausgabesignal A auf einer Leitung 28, wobei die Leitung 28 mit der Versorgungsspannung über einen Pull-Up-Widerstand 29 verbunden ist.

Wenn der Strom IR durch den Richtungswiderstand 15 in der Richtung fließt, wie in den 1 und 2 gezeigt, d. h. wenn das Board 11 in seiner Leitung 13 einen Strom absenkt und wenn das Board 12 einen Strom ausgibt, dann gibt es einen Spannungsabfall entlang des Richtungswiderstands 15, welcher durch den Komparator 21 detektiert wird. Aufgrund der Richtung des Spannungsabfalls ist das Ausgabesignal S des Komparators 21 „0". Als ein Ergebnis ist das Ausgabesignal S „0", wenn das Board 11 den Strom IR absenkt.

Wenn der Strom IR durch den Richtungswiderstand 15 in der entgegengesetzten Richtung fließt als in den 1 und 2 gezeigt, d. h. wenn das Board 12 einen Strom in seiner Leitung 14 absenkt und wenn das Board 11 einen Strom ausgibt, dann gibt es einen Spannungsabfall entlang des Richtungswiderstands 15 in einer entgegengesetzten Richtung, was von dem Komparator 21 detektiert wird. Aufgrund der entgegengesetzten Richtung des Spannungsabfalls ist das Ausgabesignal S des Komparators 21 „1". Als ein Ergebnis ist das Ausgabesignal „1", wenn das Board 12 den Strom absenkt.

Wenn kein Strom in der Leitung 14 fließt, dann ist die Spannung an dem positiven Eingang des Komparators 25 größer als die Spannung an seinem negativen Eingang aufgrund der Pull-Up-Widerstände 18, 19, 22. Daher generiert der Komparator 25 ein Ausgabesignal „A", welches „1" ist. Als ein Ergebnis ist das Ausgabesignal A „1", wenn kein Strom IR fließt.

In diesem ersten Fall, d. h. wenn das Ausgabesignal „1" ist, ist das Ergebnis des Ausgabesignals S nicht gültig und kann nicht verwendet werden.

Wenn jedoch in der Leitung 14 Strom fließt, egal in welche Richtung, ist die Spannung an dem positiven Eingang des Komparators 25 kleiner als die Spannung an seinem negativen Eingang. Daher generiert der Komparator 25 ein Ausgabesignal, das „0" ist. Als ein Ergebnis, ist das Ausgabesignal A „0", wenn ein Strom fließt.

In diesem zweiten Fall, d. h. wenn das Ausgabesignal „0" ist, ist das Ausgabesignal S gültig und kann verwendet werden.

Der Fall, dass beide Boards einen Strom in Richtung des Richtungswiderstands 15 treiben, wird nicht durch den elektrischen Schaltkreis 20 der 2 detektiert.

Der elektrische Schaltkreis 20 der 2 kann daher die Richtung des Stroms IR, der durch den Richtungswiderstand 15 fließt, erkennen. Wenn der Strom IR von dem Board 12 zu dem Board 11 fließt, dann ist das Ausgabesignal S „0", und wenn der Strom IR von dem Board 11 zu dem Board 12 fließt, dann ist das Ausgabesignal S „1". In beiden Fällen muss das Ausgabesignal A „0" sein. Wenn das Ausgabesignal A „1" ist, dann fließt überhaupt kein Strom.

In 3 weisen die beiden Boards 11, 12 jeweils einen elektrischen Bus auf, insbesondere einen sogenannten Open-Drain-Bus, z. B. ein I2C-Bus. In 3 wird die Anwendung des elektrischen Schaltkreises 20 der 2 auf der Taktleitung 13C, 14C und der Datenleitung 13D, 14D des Busses der beiden Boards 11, 12 gezeigt. In Verbindung mit einem I2C Bus wäre die Taktleitung die Systemtaktleitung SCL und die Datenleitung die Systemdatenleitung SDL.

In 3 werden die Komponenten, die mit den Komponenten der 1 und 2 identisch sind, mit denselben Abkürzungen bezeichnet. Alle Komponenten, die sich auf die Taktleitung beziehen, haben jedoch zusätzlich ein „C" und alle Komponenten, die sich auf die Datenleitung beziehen, weisen ein zusätzliches „D" auf.

In 3 gibt es zwei Richtungswiderstände 15C, 15D und zwei elektrische Schaltkreise 20C, 20D mit entsprechenden ersten und zweiten Komparatoren 21C, 25C, 21D, 25D.

Die Ausgabesignale SC und AC des elektrischen Schaltkreises 20C beziehen sich auf die Taktleitung und die Ausgabesignale SD und AD des elektrischen Schaltkreises 20D beziehen sich auf die Datenleitung. Diese vier Ausgabesignale werden in einen Demultiplexer 30 eingegeben, der vier Ausgabesignale C12, C11, D12, D11 generiert.

Das Ausgabesignal C12 ist aktiv und ist eine Kopie des Taktsignals auf der Taktleitung 14C, wenn das Board 12 das Taktsignal antreibt. Das Ausgabesignal C11 ist aktiv und ist eine Kopie des Taktsignals auf der Taktleitung 13C, wenn das Board 11 das Taktsignal antreibt.

Das Ausgabesignal D12 ist aktiv und ist eine Kopie des Datensignals auf der Datenleitung 14D, wenn das Board 12 das Datensignal antreibt. Das Ausgabesignal D11 ist aktiv und ist eine Kopie des Datensignals auf der Datenleitung 13D, wenn das Board 11 das Datensignal antreibt.

Der Demultiplexer 30 wird in 4 detaillierter gezeigt. In einem ersten Teil, der sich auf die Taktsignale bezieht, werden das Ausgabesignal SC und das umgekehrte Ausgabesignal AC durch eine NAND-Funktion kombiniert, was in dem Ausgabesignal C12 resultiert. Darüber hinaus werden das umgekehrte Ausgabesignal SC und das umgekehrte Ausgabesignal AC kombiniert durch eine NAND-Funktion, was in dem Ausgabesignal C11 resultiert.

Ähnliche Umkehrungen und Kombinationen werden in Verbindung mit den Ausgabesignalen SD und AD ausgeführt, was in den Ausgabesignalen D11 und D12 resultiert.


Anspruch[de]
  1. Ein elektrischer Schaltkreis (20) zum Detektieren der Richtung eines Stroms (IR), der durch eine Leitung (13, 14) fließt, insbesondere eines Busses einer Testvorrichtung, wobei der Schaltkreis Folgendes aufweist:

    einen Richtungswiderstand (15), der innerhalb der Leitung (13, 14) gekoppelt ist,

    einen ersten Komparator (21), dessen positiver Eingang auf einer der beiden Seiten des Richtungswiderstands (15) an die Leitung (13) angeschlossen ist, und dessen negativer Eingang an die Leitung (14) auf der anderen der beiden Seiten des Richtungswiderstands (15) angeschlossen ist, und

    einen zweiten Komparator (25), der mit einem seiner Eingänge auf einer der beiden Seiten des Richtungswiderstands (15) an die Leitung (14) angeschlossen ist und mit dem anderen seiner Eingänge mit einem Spannungsteiler versehen ist,

    wobei

    der erste Komparator (21) angepasst ist, ein Ausgabesignal (S) zu liefern abhängig von der Richtung des Stroms (IR), der durch die Leitung (13, 14) fließt, und

    der zweite Komparator (25) angepasst ist, ein zweites Ausgabesignal (A) zu liefern, welches definiert, ob der Strom fließt oder nicht.
  2. Der elektrische Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Leitung mindestens eines ist von: die Taktleitung (13C, 14C) und die Datenleitung (13D, 14D) eines Busses.
  3. Der elektrische Schaltkreis nach Anspruch 2 mit zusätzlich: einem Demultiplexer zum Kombinieren der Ausgabesignale des ersten und zweiten Komparators (21, 25), so dass eine Kopie eines Signals mindestens eines Taktsignals oder eines Datensignals desjenigen Boards (11, 12), welches das Signal auf mindestens der Taktleitung (13C, 14C) oder der Datenleitung (13D, 14D) treibt, als ein Ausgabesignal (C11, C12, D11, D12) des Demultiplexers (30) geliefert wird.
  4. Der elektrische Schaltkreis nach Anspruch 3, wobei die Ausgabesignale (SC, AC, SD, AD) des ersten und zweiten Komparators (21, 25) mittels mindestens einer NAND-Funktion kombiniert werden zum Generieren der Ausgabesignale (C11, C12, D11, D12) des Demultiplexers.
  5. Der elektrische Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Bus ein Open-Drain-Bus ist, insbesondere ein I2C-Bus.
  6. Verfahren zum Detektieren der Richtung eines Stroms (IR), der durch eine Leitung (13, 14) fließt, insbesondere eines Busses einer Testvorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

    Evaluieren eines Spannungsabfalls entlang eines Richtungswiderstands (15), der innerhalb der Leitung (13, 14) vorgesehen ist und ein erstes Ausgabesignal (S) liefert, abhängig von der Richtung des Stroms (IR), der durch die Leitung (13, 14) fließt, und

    Vergleichen der Spannung an einer der beiden Seiten des Richtungswiderstands (15) mit der Spannung eines Spannungsteilers und Liefern eines zweiten Ausgabesignals (A), welches definiert, ob der Strom fließt oder nicht.
  7. Eine Testvorrichtung, angepasst zum Testen zweier Boards (11, 12), wobei jedes Board mindestens eine Leitung (13, 14) aufweist und die Testvorrichtung den elektrischen Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1–5 aufweist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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