DE-102024004338-B3 - Kondensatoranordnung für eine Hochgeschwindigkeitskommunikationseinheit

Abstract

Die Erfindung betrifft Kondensatoranordnung (1) für eine Hochgeschwindigkeitskommunikationseinheit, umfassend mindestens zwei Kondensatoren (C1, C2, C3, C4) zur Filterung einer Gleichstromkomponente aus einem Wechselstromsignal, wobei die Hochgeschwindigkeitskommunikation über zwei separate Kommunikationskanäle (Diff_P; DIFF_N) erfolgt, die beide mit demselben Anschluss eines Signaltreibers verbunden sind. Bei einer Kondensatoranordnung, welche eine Beeinflussung der Kommunikationssignale durch Störeffekte weitgehend vermeidet und trotzdem kostengünstig herstellbar ist, bilden auf einer Seite (5) einer elektrischen Leiterplatte (3) jeweils zwei Kontaktbereiche (13, 15) jedes Kondensator (C1, C2, C3, C4) einen geraden Zweig (17), wobei die Zweige (17) unter einem vorgegebenen Winkel zueinander ausgerichtet sind und zwei einander zugewandte, sich überlappende Kontaktbereiche (15) zweier benachbarter Zweige (17) mit dem Anschluss des Signaltreibers koppelbar sind, während die voneinander abgewandten Kontaktbereiche (13) mit je einem der Kommunikationskanäle verbindbar sind.

Inventors

• Dongdong Yu

Assignees

• Mercedes-Benz Group AG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241219

Claims (4)

1. Kondensatoranordnung (1) für eine Hochgeschwindigkeitskommunikationseinheit, umfassend mindestens zwei Kondensatoren (C1, C2, C3, C4) zur Filterung einer Gleichstromkomponente aus einem Wechselstromsignal, wobei die Hochgeschwindigkeitskommunikation über zwei separate Kommunikationskanäle (Diff_P; DIFF_N) erfolgt, die beide mit demselben Anschluss eines Signaltreibers verbunden sind, auf einer Seite einer elektrischen Leiterplatte (3) zwei jeweilig zu einem Kondensator (C1, C2, C3, C4) gehörende Kontaktbereiche (13, 15) einen sich gerade erstreckenden Zweig (17) bilden, wobei die Zweige (17) unter einem vorgegebenen Winkel zueinander ausgerichtet sind und zwei einander zugewandte, sich überlappende Kontaktbereiche (15) zweier benachbarter Zweige (17) mit dem Anschluss des Signaltreibers koppelbar sind, während die voneinander abgewandten Kontaktbereiche (13) mit je einem der Kommunikationskanäle verbindbar sind. wobei
2. Kondensatoranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Kontaktbereiche (13, 15) für einen elektrischen Anschluss von mindestens zwei Kondensatoren (C1, C2, C3, C4) so angeordnet sind, dass die Kondensatoren (C1, C2, C3, C4) über je einen ihrer Kondensatoranschlüsse (7, 9) verbunden sind, während die jeweils anderen Kondensatoranschlüsse (7, 9) voneinander getrennt sind, wobei die miteinander verbundenen Kondensatoranschlüsse (7, 9) mit dem Anschluss des Signaltreibers gekoppelt sind.
3. Kondensatoranordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die die Kontaktbereiche (13, 15) tragenden Zweige (17) zweier Kondensatoren (C1, C2, C3, C4) in einem Winkel von 90° zueinanderstehen, wobei sich die aufeinander zugerichteten Kontaktbereiche (15) überlappen.
4. Kondensatoranordnung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Zweige (17) der Kontaktbereiche (13, 15) eine M-förmige Kette bilden, wobei immer zwei aufeinanderfolgende Zweige (17) der Kontaktbereiche (C1, C2, C3, C4) in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensatoranordnung für eine Hochgeschwindigkeitskommunikationseinheit, umfassend mindestens zwei Kondensatoren zur Filterung einer Gleichstromkomponente aus einem Wechselstromsignal, wobei die Hochgeschwindigkeitskommunikation über zwei separate Kommunikationskanäle erfolgt, die beide mit demselben Anschluss eines Signaltreibers verbunden sind. Es ist bekannt, dass bei der Hochfrequenzkommunikation Wechselstrom-Koppelkondensatoren eingesetzt werden, um die Gleichstromkomponente des Signals herauszufiltern. Die US 2021/0194721 A1 offenbart ein Kommunikationsgerät mit einem Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsbus, der mit einem Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsprozessor gekoppelt ist und zum Übertragen von Kommunikationssignalen über den Bus an einen zweiten Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsprozessor konfiguriert ist. Eine Isolationsschaltung für den Bus weist einen ersten Anschluss auf, welcher mit dem Bus verbunden ist und zum Empfangen eines ersten Kommunikationssignals des ersten Prozessors über den Bus konfiguriert ist. Die Isolationsschaltung ist zum Anpassen der Impedanzen zwischen der Isolationsschaltung und dem Bus, zum Isolieren der mit dem ersten Anschluss verbundenen Serieninduktivität und zum Schutz des ersten Anschlusses vor einem Überspannungsfehler unter Beibehaltung der Signalintegrität ausgebildet. Dabei wird das Kommunikationssignal vom ersten Anschluss an einen zweiten Anschluss weitergeleitet, der mit dem Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsbus verbunden ist. Die Isolationsschaltung umfasst eine Kondensatorkette, welche mehrere Kondensatoren aufweist, zur galvanischen Isolation des ersten Anschlusses. Das Durchleiten des Kommunikationssignals umfasst eine Weiterleitung eines mit dem ersten Kommunikationssignal gekoppelten Niederfrequenzsignals durch einen ersten Widerstand und die Weiterleitung eines Hochfrequenzsignals des Kommunikationssignals durch die Kondensatorkette. Weiterhin zeigt die US 2010 / 0 329 391 A1 ein Gerät zur Informationsdetektion mit einer Kondensatoranordnung, und die DE 44 26 908 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Anordnung zur galvanischen Trennung zweier Signal-Stromkreise unter Verwendung einer Kapazität. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kondensatoranordnung für eine Hochgeschwindigkeitskommunikationseinheit anzugeben, welche eine Beeinflussung der Kommunikationssignale durch Störeffekte weitgehend vermeidet und trotzdem kostengünstig herstellbar ist. Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Die Aufgabe wird mittels des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem eingangs beschriebenen Kondensatoranordnung für eine Hochgeschwindigkeitskommunikationseinheit, umfassend mindestens zwei Kondensatoren zur Filterung einer Gleichstromkomponente aus einem Wechselstromsignal, wobei die Hochgeschwindigkeitskommunikation über zwei separate Kommunikationskanäle erfolgt, die beide mit demselben Anschluss eines Signaltreibers verbunden sind, sind auf einer Seite einer elektrischen Trägerplatte jeweils zwei Kontaktbereiche für jeden der mindestens zwei Kondensatoren zweigförmig ausgebildet, die unter einem vorgegebenen Winkel zueinander ausgerichtet sind, wobei zwei einander zugewandte, sich überlappende Kontaktbereiche zweier benachbarter Kondensatoren mit dem Anschluss des Signaltreibers koppelbar sind, während die voneinander abgewandten Kontaktbereiche mit je einem der Kommunikationskanäle verbindbar sind. Dadurch werden die Längen der jeweils zwei Kontaktbereiche aufweisenden Zweige minimiert, die Impedanz angepasst und die Signalpfade optimiert, wodurch die Signalintegrität gewahrt bleibt. Durch die Platzierung der Kondensatoren auf derselben Seite der Trägerplatte werden elektromagnetische Interferenzen durch einen „Antenneneffekt“ auf die Kondensatoranordnung unterbunden. Die Hochgeschwindigkeits-Signalkommunikation in einem Fahrzeug kann somit effizient und zuverlässig bei hoher Leistung erfolgen. In einer Ausgestaltung sind die Kontaktbereiche für einen elektrischen Anschluss von mindestens zwei Kondensatoren so angeordnet, dass die Kondensatoren über je einen ihrer Kondensatoranschlüsse verbunden sind, während die jeweils anderen Kondensatoranschlüsse voneinander getrennt sind, wobei die miteinander verbundenen Kondensatoranschlüsse mit dem Anschluss des Signaltreibers gekoppelt sind. Durch die Positionierung der Kontaktbereiche auf derselben Seite der Trägerplatte werden parasitäre Effekte minimiert, da auf Einführung zusätzlicher Signalspuren innerhalb der Leiterplatte verzichtet wird. In einer weiteren Ausgestaltung stehen die Kontaktbereiche für zwei Kondensatoren in einem Winkel von 90°