用于同步时钟频率的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于同步布置在初级侧的第一电子单元和布置在次级侧的第二电子单元的时钟频率的设备。
【背景技术】
[0002]现有技术中已知的用于自动技术的测量装置，其装配有两个电子单元，在许多情况下彼此伽伐尼隔离(galvanic isolat1n)。初级侧的电子单元通常与测量设备的电源相连，而次级侧的电子单元与传感器或致动器相关联。对于能量和数据传输，通常提供一个或多个伽伐尼隔离的接口，其可被为电感、电容或光学地实施。如在DElO 2006 051 900 Al中所描述的，例如通过频率调制以及在反方向通过负载调制在初级侧至次级侧产生电感耦合的情况下，两个电子单元之间发生通信。同样，幅度调制也是已知的。通常，通过电隔离接口从初级侧至次级侧没有或仅有一个单向通信发生；光耦合器用于次级侧至初级侧的数据传输。
[0003]通常，从次级侧传输至初级侧的测量是数据，其代表过程变量，而从初级侧传输至次级侧的首先是参数数据或传感器专用的识别数据。由于空间、能量和成本的原因，作为规则通常初级侧和次级侧之间的接口的数量被减少到最小。这样，数据及其信息的传输仅在约束条件下可行。
[0004]通常，两个电隔离的电子单元的每一个包含其各自的时钟信号生成器。由于成本的原因，许多情况下该时钟不带有石英晶体振荡器，而是使用低成本的电子电路。特别是在自动化技术中，导致了若干缺陷:
[0005]-由于使用了两个振荡器，一个在初级侧及一个在次级侧，增加了成本；
[0006]-由于使用了两个振荡器，需要额外的空间；
[0007]-由隔离的振荡器产生的时钟信号的漂移(在不利的环境下甚至在不同的方向上):在许多情况下，初级侧的振荡器和次级侧的振荡器暴露于不同的环境温度中。此外，位于初级侧和次级侧彼此伽伐尼隔离的振荡器对所产生的时钟信号的精度要求不同。因此，在多数不利的情况下，由于上述缺陷，对于自动化技术，通过例如UART接口进行异步通信可能完全不可行。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种设备，用于确定至少一个过程变量，其中改善了初级侧和次级侧之间的数据交换。
[0009]该目的通过以下特征实现，包括:存在与第一电子单元相关联的时钟信号生成器，其产生具有参考时钟频率的时钟信号。在第一电子单元和第二电子单元之间提供传输单元。此外，还提供第一控制单元和第二控制单元，其中第一控制单元使用时钟频率操作传输单元，该时钟频率等于第一电子单元的参考时钟频率的份额，并且其中第二控制单元将该时钟频率耦合出至次级侧并基于该耦合出的时钟频率为第二电子单元产生与第一电子单元的参考时钟频率同步的的时钟频率。通过同步初级侧和次级侧的时钟频率，可以在任意时间和/或不依赖于所处的环境条件通过异步通信接口进行数据交换。
[0010]通过同步电子单元的时钟信号，消除了之前提到的缺陷。所述同步通过安装用于伽伐尼隔离的传输单元的时钟信号发生。传输单元通过布置在初级侧的电子单元进行时钟控制。根据发送器时钟信号，为位于次级侧的电子单元产生同步时钟信号。
[0011]优选地，本发明被应用于以下情况，一个设备用于确定和/或监控至少一个过程变量。相应的用于自动化技术的设备以各种实施例被申请人制造并销售。特别是这种情况，其中该设备被用于爆炸危险的环境中，初级侧和次级侧彼此伽伐尼隔离。布置在次级侧上的传感器元件对待测量或待监控的过程变量敏感；次级侧电子单元也位于次级侧，其提供代表过程变量的测量信号。通常存在于初级侧的是初级侧电子单元，用于估计测量信号并产生输出信号。正如已经提到的，这两个电子单元彼此伽伐尼隔离。例如，过程变量是容器中液体或散装物品的料位、任意类型介质的密度、粘度、电导率、流量或PH值。
[0012]在本发明进一步改进的装备中，传输单元被实施为将能量从第一电子单元单向传输到第二电子单元，并且单向或双向地在这两个电子单元之间传输数据。
[0013]此外，根据本发明，在第一电子单元和第二电子单元之间数据交换的情况下，通信是异步的。
[0014]在优选的实施例中，该传输单元是伽伐尼隔离转换器，特别是DC/DC转换器。
[0015]本发明的装置的优选的实施例形式提供了与第二电子单元相关联的同步单元，其基于耦合出的时钟频率为第二电子单元产生等于第一电子单元的时钟频率或多倍于第一电子单元的时钟频率的时钟频率。优选地，该同步单元为频率锁定环或FLL。
[0016]可选地，每个同步单元，特别是每个FLL，产生高同步时钟频率，例如50kHz至5MHz，其优点在于省去了位于次级侧的具有较大精度的外部时钟信号生成器。此外，初级侧可以使用成本有效的时钟信号生成器。
[0017]进一步，与本发明相关提供了第一电子单元为微处理器或微控制器，其与测量发送器或控制单元相关联，以及第二电子单元为微处理器或微控制器，第二电子单元与传感器或致动器相关联，该传感器或致动器与测量发送器相分离地布置。
[0018]本发明进一步改进的优点在于，通过传感器确定容器中介质的料位和/或介质的密度和/或介质的粘度和/或介质的温度的传感器。特别有利的是，当传感器为电子振动传感器时，通常在这种情况下估计可振荡元件的频率。用于料位、密度和/或粘度测量的电子振动传感器被申请人以各种实施例在商标LIQUIPHANT和SOLIPHANT下生产和销售。当然，其也可以是电容探头。然而，正如前面已经提到的，本发明并不限于任何特定的测量设备或测量设备类型，而是可通用地被应用于互相耦合且彼此伽伐尼隔离的微处理器或微控制器的情况。进一步地，本发明还可以应用于设备(致动器)的情况，通过该设备(致动器)控制受控变量。
【附图说明】
[0019]基于附图将更加详细地解释本发明，其中:
[0020]图1本发明的设备的第一实施例的框图，以及
[0021]图2具有附加细节的图1的框图。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了本发明的设备的第一实施例的框图，该设备用于同步布置在初级侧I的第一电子单元μ Cl和布置在次级侧II的第二电子单元yC2的时钟频率。图2示出了该电路的其它细节。
[0023]在测量装置确定和/或监控过程变量的情况下，优选为微处理器或微控制器的初级侧电子单元yci布置在测量发送器MU中，而同样优选为微处理器或微控制器的次