与用在汽车仪表板的接收器或显示器中的开关调节器的使用相联系的用于扩展频谱的系统

摘要

本发明涉及与开关调节器一起使用、特别用在机动车辆仪表板的电话听筒或显示器中的电子部件装置，其中开关调节器包括具有第一频率的第一振荡器，电子部件装置被设置为连接至电压源，电压源提供具有第二频率的周期性电压，其中第二频率低于第一频率，电子部件装置包括第一电阻器、第一电容器、第二电阻器、第二电容器、第三电阻器和至少一个第三电容器。

说明书

技术领域

本发明涉及与用在机动车辆仪表板的电话听筒（handset）或显示器中 的开关调节器（switching regulator）的使用相联系的频谱扩展系统。将由电 子部件装置组成的该系统连接到开关调节器。

背景技术

在现有技术中，开关调节器（也被称为开关转换器或DC-DC转换器） 已知用于向一个或多个电子元件供应特定电压或特定电流。开关调节器包 括至少一个能量存储设备（例如电感器）和可被周期性切换的至少一个开 关（其一般使用一个晶体管或数个晶体管来产生）。通常，振荡器向开关调 节器提供开关频率，该开关频率通常具有大约几百kHz，即，在高频（或 射频）域中。

高开关频率会导致在电压源中的高频噪声的产生，并导致可能干扰其 它邻近的部件或元件的电磁波的发射，并因此使这种邻近的电子部件或元 件不良操作。特别是可能会中断通过电磁波（特别是在射频域中）的传输。

因此，且一般来说，电子部件或元件必须符合特别是由公共机关规定 的非常高的要求，该公共机关定义了关于电磁波的发射的限制值。

在现有技术中，可消除（或抑制）信号的高频部分以特别是减少杂散 电磁波的发射的频率滤波器是已知的。

发明内容

本发明的目的特别是减轻现有技术的缺点，且特别是上面提到的那些 缺点，并且还提出改进的电子部件装置、预期用于开关调节器的电子部件 装置，以因此减小由电子部件或元件上发射的杂散电磁波所引起的负效应。

根据本发明，该目的由与开关调节器一起使用、特别是用在机动车辆 仪表板中的电子部件装置来实现，

开关调节器包括具有第一频率的第一振荡器，电子部件装置被设计成 连接至电压源，电压源提供具有第二频率的周期性电压，第二频率低于第 一频率，

电子部件装置由第一电阻器、第一电容器、第二电阻器、第二电容器、 第三电阻器和至少一个第三电容器组成。

通过建立这样的电子部件装置，能够有利地产生对开关频率（即，第 一频率）的调制或波动。

开关频率或第一频率的这种波动能够引起所发射的电磁波的频谱扩展 或加宽，而使得所发射的能量分布在较宽的频谱带上，且因此在所涉及的 频谱带上的这种电磁波的最大振幅与没有波动的情况相比减小了。由此可 见，可抑制干扰影响且特别是所发射的电磁波（或辐射）与其它电子部件 或元件的耦合。

本发明的一个原理在于电压源的周期性电压由下列部件提供：

-微处理器，和/或

-可编程电路（FPGA、现场可编程门阵列），和/或

-逻辑电路。

通过产生这样的电子部件装置，能够有利地在各种情况下且特别是以 具有外部设定频率的种种开关调节器来使用根据本发明的电子部件装置。

根据本发明的又一实施方式，第一频率在100kHz和1MHz之间，优 选在200kHz和500kHz之间，甚至更优选在300kHz和400kHz之间，甚 至更优选于350kHz。

根据本发明的电子部件装置的优选实施例，第二频率在50Hz和10kHz 之间，优选在100Hz和5kHz之间，甚至更优选在500Hz和2kHz之间， 甚至更优选在900Hz和1.1kHz之间。

尽管设备的这种实施例的灵活性，然而能够有利地特别是使用廉价的 电子部件来简单地和有效地产生开关频率（第一频率）的波动。

根据本发明的电子部件装置的另一优选实施例，周期性电压是具有在 20%和80%之间、且优选在40%和60%之间、特别是50%的占空比的周期 性电压。

本发明还涉及特别用在机动车辆仪表板电话听筒或显示器中的系统， 该系统包括：

-开关调节器，

-与开关调节器一起使用的电子部件装置，以及

-电压源，

开关调节器包括具有第一频率的第一振荡器，电子部件装置连接至电 压源，该电压源提供具有第二频率的周期性电压，第二频率低于第一频率，

电子部件装置由第一电阻器、第一电容器、第二电阻器、第二电容器、 第三电阻器和至少一个第三电容器组成。

根据本发明的系统的优选实施例，电子部件装置包括第四电容器，第 四电容器设置成与第三电容器并联。这两个电容器形成仅仅一个电容器， 以设定开关调节器的第一频率。

而且，本发明还涉及特别是用于机动车辆的仪表板的电话听筒或显示 器，其包括系统，该系统包括：

-开关调节器，

-与开关调节器一起使用的电子部件装置，以及

-电压源，

开关调节器包括具有第一频率的第一振荡器，电子部件装置连接至电 压源，电压源提供具有第二频率的周期性电压，第二频率低于第一频率，

电子部件装置由第一电阻器、第一电容器、第二电阻器、第二电容器、 第三电阻器和至少一个第三电容器组成。

在阅读了本发明的非限制性特定实施例的以下描述时，本发明的其它 特征和优点将变得明显。

附图说明

根据关于作为非限制性示例所给出并参考所附示意图来说明的两个优 选实施方式的以下描述，将更好地来理解本发明，其中：

图1是根据本发明的包括电子部件装置和开关调节器的系统的示意图，

图2是使用开关调节器而不使用电子部件装置来进行的两个测量的视 图，以及

图3是使用开关调节器且使用根据本发明的电子部件装置来进行的两 个测量的视图。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的包括电子部件装置1和开关调节器2 的系统的示意图。

根据本发明，电子部件装置1优选包括至少一个第一电阻器和一个第 一电容器，来产生控制信号（或导频信号），该控制信号具有以锯齿形形式 的（控制信号的）电压的随着时间的趋势。

图1示出与开关调节器2一起示出的电子部件装置1的功能图。将电 子部件装置1与开关调节器2串联安装（并位于开关调节器2之前）。

开关调节器2在所示示例中是用于增加电压和/或电流的转换器（升压 转换器或增压调节器），例如来自德州电器公司的TPS40210集成电路。开 关调节器2包括未在图1中示出的第一振荡器。第一振荡器提供开关频率 （第一频率），以驱动开关调节器2的开关。开关调节器2在其输出端所提 供的输出电压U_A高于提供到开关调节器2作为输入的输入电压（其未在图 1中示出）。

开关调节器2特别用于用电力给电气或电子部件或元件，特别是机动 车辆仪表板的电话听筒或显示器供电。

在根据本发明的示例中，开关调节器2使用350kHz或大约350kHz 的频率作为第一频率（即，开关频率）。开关调节器2经由引脚3连接至根 据本发明的电子部件装置1。

电压源4包括第二振荡器，并提供控制信号以产生想要改变开关调节 器2的第一频率（开关频率）的波动。电压源4的控制信号所特别具有的 （电压随着时间的）趋势为具有低于第一频率的第二频率的矩形。第二频 率例如是50Hz或1kHz，并具有（例如）50%的占空比。电压源4的第二 振荡器可集成或实现在控制电路（微控制器）中或在具有逻辑电路的集成 电路中。

第一电阻器R1和第一电容器C1将电压源4的电压（特别是矩形电压） 转换成具有以锯齿形式的趋势的电压。在图1所示的示例性实施例中，第 一电阻器R1是4.7kΩ，且第一电容器C1是220nF。第二电容器C2由第 一电阻器R1并由第一电容器C1消除了信号中的DC电压分量。在图1所 示的示例性实施例中，第二电容器C2是10nF。第二电容器C2的电容大于 第三电容器C3和第四电容器C4的电容的总和。在图1所示的示例性实施 方式中，第三电容器C1是220pF，且第四电容器C4是22pF。

第二电阻器R2限制用于给第三和第四电容器C3、C4（形成等于C3+ C4的等效电容器，使得能够将第一频率更准确地设定到350kHz）充电的 电压。第三电容器C3连同第四电容器C4一起通过第三电阻器R3连接到 引脚3。在图1所示的示例性实施例中，第三电阻器R3是200kΩ。使用电 子部件装置1，在350kHz的第一频率（开关频率）附近产生大约50kHz 的波动。

图2针对两种不同的情况示出在电子部件装置1不存在或不使用的情 况下由开关调节器2发射的电磁波的频谱图。这两种不同的情况由参考符 号G1和G2（其对应于不同的输入参数）来表示。该视图示出在第一频率 （开关频率）的点处和在该频率的多个谐波处所发射的电磁场的局部最大 值。

图3针对两种不同的情况示出在电子部件装置1存在或使用的情况下 由开关调节器2发射的电磁波的频谱图。电子部件装置1产生在350kHz 的第一频率（开关频率）附近的波动。该波动在大约50kHz的频带上扩展。 这两种不同的情况由参考符号G1’和G2’（其对应于不同的输入参数）来 表示。该视图示出在较宽的第一频率（开关频率）的点处（以及该频率的 多个谐波处）所发射的电磁场的趋势，且因此具有（与曲线G1和G2的最 大值比较）减小（大约15dB）的发射电磁场。

这样的开关调节器2特别用在机动车辆仪表板电话听筒中，例如来控 制LED或其它电气或电子部件。