信号通过非接触界面的传输的传输系统和方法

摘要

本发明涉及一种使用将第一电路(FC)感性耦合至第二电路(SC)的变压器(T1)的用于信号通过非接触界面(NCI)的传输的传输系统和相关联的方法。第二电路至少包括第一发射器电路，第一发射器电路布置为将第一数字输入信号(W1)转化为一个或多个电压脉冲(W2)，并且布置为向变压器的第一绕组(P2)提供一个或多个电压脉冲，其中一个或多个电压脉冲基于第一数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式。第一电路至少包括第一接收器电路，第一接收器电路布置为从所述变压器的第二绕组(P1)接收一个或多个感应的电压脉冲(W3)并且布置为基于所述一个或多个感应的电压脉冲提供反映所述第一数字输入信号的第一数字输出信号(W4)。

权利要求

1.一种用于信号经过非接触界面(NCI)的传输的传输系统，所述传输系统包括：

-变压器(T1)，变压器(T1)将第一电路(FC)通过非接触界面(NCI)耦合至第二电路(SC)，其中-第二电路(SC)包括具有第一数字发射器(TRAN2)的第一发射器电路(TRS2)，第一发射器电路(TRS2)布置为通过第一电阻器(R2)向变压器(T1)的第一绕组(P2)提供第一数字输入信号(TX2)，从而在所述第一绕组(P2)中形成一个或多个电压脉冲(W2)，其中一个或多个电压脉冲(W2)基于第一数字输入信号(TX2)具有正或负边沿而采取正或负的形式，并且其中-第一电路(FC)包括具有第一比较器(COMP1)的第一接收器电路(RE1)，第一接收器电路(RE1)布置为从所述变压器(T1)的第二绕组(P1)接收由在第一绕组(P2)中的一个或多个电压脉冲(W2)感应的一个或多个感应的电压脉冲(W3)，并且布置为基于所述一个或多个感应的电压脉冲(W3)提供反映所述第一数字输入信号(TX2)的第一数字输出信号(RX1)，其中，所述传输系统是双向传输系统，并且其中-第一电路(FC)包括具有第二数字发射器(TRAN1)的第二发射器电路(TRS1)，第二发射器电路(TRS1)布置为通过第二电阻器(R1)向变压器的第二绕组(P1)提供第二数字输入信号(TX1)，从而在第二绕组(P1)中形成一个或多个电压脉冲(W2)，其中所述一个或多个电压脉冲基于所述第二数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式，并且其中-第二电路(SC)包括具有第二比较器(COMP2)的第二接收器电路(RE2)，第二接收器电路(RE2)布置为从所述变压器(T1)的第一绕组(P2)接收由在第二绕组(P1)中的所述一个或多个电压脉冲感应的一个或多个感应的电压脉冲，并且布置为基于所述一个或多个感应的电压脉冲提供反映所述第二数字输入信号(TX1)的第二数字输出信号(RE2)，其特征在于第一数字发射器(TRAN2)和/或第二数字发射器(TRAN1)包括三态逻辑电路，以便使得第一数字发射器和/或第二数字发射器在没有传输信号时能够呈现高阻抗状态，并且其中第一和/或第二数字发射器包括用于在传输数字信号时禁止高阻抗状态的传输使能输入(TX2EN、TX1EN)。

2.根据权利要求1所述的传输系统，其中第一比较器(COMP1)具有整合的磁滞，以便引入用于具有正的形式的一个或多个感应的电压脉冲(W3)以及用于具有负的形式的一个或多个感应的电压脉冲(W3)的分开的切换点。

3.根据权利要求1所述的传输系统，其中第一数字发射器(TRAN2)和第二数字发射器(TRAN1)中的至少一个包括逻辑缓冲器。

4.根据权利要求1所述的传输系统，其中所述传输系统进一步布置为用于功率通过所述非接触界面的传输。

5.根据权利要求4所述的传输系统，其中所述传输系统布置为在从第一电路(FC)向第二电路(SC)的功率传输与至少从第二电路(SC)向第一电路(FC)的数字信号传输之间交替。

6.根据权利要求5所述的传输系统，其中所述传输系统布置为基于时间槽体系在数字信号的传输与功率的传输之间交替。

7.根据权利要求6所述的传输系统，其中所述传输系统布置为，在功率经过非接触界面传输期间，基于所传输的一个或多个功率脉冲的特性触发从功率的传输到数字信号的传输的切换，或触发从数字信号的传输到功率的传输的切换。

8.根据权利要求4所述的传输系统，其中第一电路(FC)包括具有第一开关(SW)的功率驱动器电路(PWRD)，第一开关(SW)用于在功率从第一电路(FC)向第二电路(SC)的传输期间切换向变压器的初级绕组(P1)的电压的开和关，所述功率驱动器电路(PWRD)进一步包括缓冲器电路，以便在所述第一开关关闭时保护第一电路(FC)的第二数字发射器(TRAN1)和第一开关(SW)中的至少一个免于电压尖峰。

9.根据权利要求8所述的传输系统，其中功率驱动器电路(PWRD)包括第二开关，所述第二开关用于在数字信号从第二电路(SC)向第一电路(FC)的传输期间禁止缓冲器电路，以及在功率从第一电路(FC)向第二电路(SC)的传输期间使能缓冲器电路。

10.根据权利要求8所述的传输系统，其中所述缓冲器电路包括下述各项中的至少一个：

-RC电路，所述RC电路包括至少一个电阻器和至少一个电容器，以及

-二极管。

11.根据权利要求1所述的传输系统，其中所述非接触界面(NCI)是旋转非接触界面并且其中所述变压器(T1)是旋转变压器。

12.根据权利要求1所述的传输系统，其中所述第二电路(SC)整合入相对于所述第一电路(FC)旋转的旋转设备(5、32)，并且其中所述第二电路(SC)耦合至旋转设备(5、32)的至少一个电子部件(6、30)，以用于信号在至少一个电子部件(6、30)与所述第一电路(FC)之间的传输。

13.根据权利要求12所述的传输系统，其中至少一个电子部件(6、30)包括用于测量旋转设备(5、32)的扭矩的扭矩传感器。

14.一种电动工具(20、40)，包括根据前述权利要求中的任一项所述的传输系统。

15.根据权利要求14所述的电动工具(20、40)，其中所述电动工具的固定部件(23、27、

29)包括传输系统的第一电路(FC)，并且所述电动工具的旋转部件(32)包括传输系统的第二电路(SC)，以便使得信号能够在固定部件(23、27、29)与旋转部件(32)之间传输。

16.一种用于信号在彼此感性耦合的第一电路(FC)与第二电路(SC)之间通过变压器(T1)经过非接触界面(NCI)无线传输的方法，其特征在于包括下述步骤：

-通过所述第二电路(SC)的第一数字发射器(TRAN2)，经由第一电阻器(R2)向变压器的第一绕组(P2)提供第一数字输入信号(TX2)，从而在第一绕组(P2)中形成一个或多个电压脉冲(W2)，所述一个或多个电压脉冲(W2)基于第一数字输入信号(TX2)具有正或负边沿而采取正或负的形式，-在所述第一电路(FC)的第一比较器(COMP1)中，从所述变压器(T1)的第二绕组(P1)接收由在第一绕组(P2)中的一个或多个电压脉冲(W2)感应的一个或多个感应的电压脉冲(W3)，-基于所述一个或多个感应的电压脉冲(W3)提供反映所述第一数字输入信号(TX2)的第一数字输出信号(RX1)，其中所述方法为用于信号在第一电路(FC)与第二电路(SC)之间的双向传输的方法，进一步包括下述步骤：-通过所述第一电路(FC)的第二数字发射器(TRAN1)，经由第二电阻器(R1)向变压器(T1)的第二绕组(P1)提供第二数字输入信号(TX1)，以便在第二绕组(P1)中形成一个或多个电压脉冲(W2)，所述一个或多个电压脉冲(W2)基于第二数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式，-在所述第二电路(SC)的第二比较器(COMP2)中，从所述变压器(T1)的第一绕组(P2)接收由在第二绕组(P1)中的一个或多个电压脉冲感应的一个或多个感应的电压脉冲，-基于所述一个或多个感应的电压脉冲提供反映所述第二数字输入信号(TX1)的第二数字输出信号(RX2)，以及当没有传输数字信号时，将第二电路(SC)和/或第一电路(FC)的发射器电路(TRS2、TRS1)设定为高阻抗状态。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括下述步骤：应用磁滞到所述第一比较器(COMP1)，以便引入用于具有正的形式的一个或多个感应的电压脉冲(W3)以及用于具有负的形式的一个或多个电压脉冲(W3)的分开的切换点。

18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括下述步骤：通过所述非接触界面传输功率。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括下述步骤：在从第一电路(FC)向第二电路(SC)的功率传输与至少从第二电路(SC)向第一电路(FC)的数字信号传输之间交替。

20.根据权利要求16至19中的任一项所述的方法，其中所述方法用于下述各项中的至少一个：

-数字信号从电动工具的旋转设备(32)的传感器(30)向电动工具的固定控制单元(22)的传输，-数字信号从电动工具(20；40)的固定控制单元(22)向电动工具(20；40)的旋转设备(32)的传感器(30)的传输，以及-功率从电动工具(20；40)的固定能量源(21)向电动工具(20；40)的旋转设备(32)的传感器(30)的传输。

说明书

信号通过非接触界面的传输的传输系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于信号通过非接触界面的传输的传输设备，以及一种用于信号通过非接触的传输的方法。

[0002] 具体而言，本发明涉及一种使用变压器的用于信号通过非接触界面的传输的传输设备，以及一种使用与电动工具相关联的变压器的用于信号通过非接触界面的传输的方法。

[0003] 在本申请中，非接触界面意味着其中(至少对于某些部分而言)通讯是无线地进行的界面。

背景技术

[0004] 当今，在各种不同的用于数据的无线传输的系统中使用了不同的传输布置。

[0005] 使用例如变压器的无线数据传输过程一般涉及调制或者编码。编码和/或调制一般是为了使得数据能够传输和/或为了使得能够检测所传输的数据和/或为了防止由数据引起的变压器铁芯的饱和(即，为了防止过量的电压施加到变压器上)而被引入的。通常地，为了防止变压器的饱和，使用平衡型编码。这样的编码的一个例子是曼彻斯特编码，其在每个时钟周期之后总是返回至零。曼彻斯特编码在时间上具有为零的平均电压值。以太网变压器一般使用曼彻斯特编码。

[0006] 在其中无线通讯正在受到关注的一个领域是在遥测技术领域中，即测量数据和/或与其相关联的其他信号的通讯。

[0007] 一种涉及非接触界面的典型应用是涉及旋转设备的系统，通过线缆无法完成与其的通讯。然而，在涉及旋转设备的系统中，通常需要测量一个或多个与旋转设备相关联的特性，比如旋转设备经受的扭矩、所述旋转设备的温度、所述旋转设备的机械磨损/应力和/或所述旋转设备的角速度。所测量的特性可以用于例如一个或多个下列的目的：控制/监控用于向所述旋转设备施加旋转的装置、监控旋转设备的一个或多个特性以便确保旋转设备符合控制参考值以及确保不超过与旋转设备相关联的容限值。

[0008] 在某些应用中，非接触传感器(即与例如所述旋转设备的测量目标远离放置的传感器)可以用于旋转元件的特性的测量。然而，在某些应用中，非接触传感器由于其受到限制的精确度而不适合使用。对于在其中不适合使用非接触传感器的应用，必须使用接触测量目标的接触传感器来代替。

[0009] 使用一个或多个接触传感器的用于测量旋转设备的一个或多个特性的已知系统一般依靠无线遥测布置来从一个或多个接触传感器取回数据，这是因为使用一个或多个接触传感器对旋转设备进行测量意味着一个或多个接触传感器与旋转设备一同旋转，而这带来了将线缆附接到所述一个或多个传感器的困难。

[0010] 用于提供从旋转传感器(比如旋转扭矩传感器)到接收电子设备的无线连接的一个已知布置的例子是集电环布置。集电环布置包括数个随着传感器旋转的导电环，以及数个接触所述导电环的电刷，使得测量数据向接收电子设备的传输成为可能。

[0011] 用于来自旋转传感器的测量数据的传输的另一个已知途径是使用RF(射频)发射器，比如发送频率调制信号的FM发射器，其中所述RF发射器耦合至旋转传感器，以用于数据向接收电子设备的无线传输。

[0012] 用于来自旋转传感器的测量数据的传输的另一个已知途径是使用旋转变压器。旋转变压器是用于在两个相对彼此旋转的部件之间耦合电信号的特殊的变压器。耦合旋转变压器以便传递功率到旋转传感器。外部仪器通过激励变压器向应变仪电桥提供激励电压。然后，传感器应变仪电桥驱动次级旋转变压器线圈，以便从旋转传感器接收测量信号。

[0013] 用于提供来自旋转传感器(比如扭矩传感器)的测量数据的无线传输的另一个已知途径是使用IR扭矩传感器。与上述的旋转变压器途径相似，IR扭矩传感器通过旋转变压器耦合来吸取功率。IR扭矩传感器不同于以上旋转变压器途径之处在于来自IR扭矩传感器的测量数据通过红外光传送到接收电子设备的固定接收二极管。

[0014] 然而，根据现有技术，用于提供无线信号传输的包括遥测系统的传输布置易于受到下列缺点中的一个或多个的负面影响：需要复杂的电路(多个电路)和/或大尺寸的电路(多个电路)配置(多个配置)、高功耗、难以维护、建立成本昂贵、用于信号传输的带宽受限制、传输容量受限制以及容易磨损。

[0015] 因此，需要在无线信号传输的领域提出改进。

发明内容

[0016] 本发明的一个目标是提供一种能够以高数据速率无线双向通讯的用于信号通过非接触界面的传输的传输设备和相关联的方法。

[0017] 一个目标是，进一步提供一种用于信号通过非接触界面的传输的传输设备和方法，其能够经过非接触界面传输信号和功率两者。

[0018] 一个目标是，进一步提供一种用于信号通过非接触界面的传输的小尺寸传输设备，其在非接触界面的任何一侧都不需要大量空间。

[0019] 额外的目标为，提供一种相比于根据现有技术的已知技术手段不那么复杂而且不那么昂贵的传输设备和相关联的方法。

[0020] 这些目标中的一个或多个通过用于信号通过非接触界面的传输的传输系统而实现，根据如权利要求1所限定的本发明，所述传输系统包括通过非接触界面将第一电路感性耦合至第二电路的变压器。第二电路包括具有第一数字发射器的第一发射器电路，第一发射器电路布置为通过第一电阻器向变压器的第一绕组提供第一数字输入信号，从而在所述第一绕组中形成一个或多个电压脉冲。一个或多个电压脉冲基于第一数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式。第一电路包括具有第一比较器的第一接收器电路，第一接收器电路布置为从所述变压器的第二绕组接收由在第一绕组中的一个或多个电压脉冲感应的一个或多个感应的电压脉冲，并且布置为基于所述一个或多个感应的电压脉冲提供反映所述第一数字输入信号的第一数字输出信号。

[0021] 以此实现了这样的传输系统，其允许数字信号通过非接触界面的单向传输，其中非接触界面的实施可以不使用与发射器和接收器分别关联的编码器/解码器和/或调制器/解调器。

[0022] 这是通过将待传递的数字信号通过电阻器提供到变压器的第一绕组完成的。在将所述数字信号从所述第一数字发射器通过电阻器提供到第一绕组时，数字信号由于电感而转化为在第一绕组上的正和负脉冲。在第一数字发射器提供第一数字信号的上升沿(即出现在第一数字发射器的输出)时形成正脉冲，其是通过变压器绕组上的电压将由于电感器中的初始电流为零而立即上升，然后随着在电感器中的电流增加而电压将减小。很短的一段时间之后，电流被串联电阻器限制，而且在绕组上的电压将再次接近零。压降反而将位于电阻器上。第一数字发射器提供的第一数字信号的下降沿将类似地引起在绕组上的负电压脉冲。因此，本发明的传输系统能够进行无线传输而不需应用编码和/或调制的技术手段。另外，在成形所述脉冲时涉及了非常少的部件。

[0023] 通过缓解传输系统对于编码/调制部件的需要，其提供了以下方面的益处：电路复杂度、电路尺寸、数据转移速率、功耗以及与构造和设计传输系统相关联的成本。

[0024] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，第一比较器具有整合的磁滞，以便引入用于具有正的形式的一个或多个感应的电压脉冲以及用于具有负的形式的一个或多个感应的电压脉冲的分开的切换点。

[0025] 以此实现了这样的传输系统，其中接收器电路可以使用少量部件实现。通常将磁滞增加到比较器以便使得比较器对于噪声输入电压不敏感。然而，通过引入两个切换点(即在电压电平穿过切换点时比较器改变其输出状态)，通过适当地配置增加的磁滞的水平，在具有正的形式的电压脉冲以及具有负的形式的电压脉冲出现在比较器的输入端时，单个比较器能够改变其输出状态至逻辑“1”或逻辑“0”。这提供了以下方面的益处：电路复杂度、电路尺寸、功耗以及与构造传输系统相关联的成本，因为接收器电路可以使用单个的有源部件(即具有增加的磁滞的单个比较器)来构造。

[0026] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，所述传输系统是双向传输系统，并且在于第一电路包括具有第二数字发射器的第二发射器电路，第二发射器电路布置为通过第二电阻器向变压器的第二绕组提供第二数字输入信号。一个或多个电压脉冲基于所述其他数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式。在该选项中，第二电路进一步包括具有第二比较器的第二接收器电路，第二接收器电路布置为从所述变压器的第一绕组接收由在第二绕组中的所述一个或多个电压脉冲感应的一个或多个感应的电压脉冲，并且布置为基于所述一个或多个感应的电压脉冲提供反映所述第二数字输入信号的第二数字输出信号。

[0027] 以此实现了这样的传输系统，其能够以高数据速率双向传输信号。

[0028] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，第一数字发射器和第二数字发射器中的至少一个包括逻辑缓冲器。

[0029] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于：

[0030] 第一和/或第二数字发射器包括三态逻辑电路，以便使得第一和/或第二数字发射器在没有传输信号时能够呈现高阻抗状态，并且其中第一和/或第二数字发射器包括用于在传输数字信号时禁止高阻抗状态的传输使能输入。

[0031] 以此实现了这样的传输系统，其中双向传输的使用不会干扰数字信号的传输。通过允许一个或多个数字发射器呈现高阻抗状态(Hi-Z)，设定为高阻抗状态的一个或多个数字发射器的影响可以从其余的电路(即第一和第二电路中的每一个的接收器电路和发射器电路)中移除，可以共享单一的输入节点而不会负面影响关于接收信号和传输信号的操作。另外，在设定为高阻抗状态时，因为数字发射器消耗了较少的功率，所以降低了功耗。

[0032] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，所述传输系统进一步布置为用于功率通过所述非接触界面的传输。

[0033] 以此实现了这样的传输系统，其中第一或第二电路中的一个可以独立于专用电源而运行，即，第一或第二电路中的一个可以向另一个电路提供功率。这对于下述应用是有益的：其中第一或第二电路中的一个安装在线缆电源由于例如电路中的一个相对于另一个电路旋转而不合适的位置，或者在可替换电源(比如电池)由于尺寸或者需要拆卸程序而不合适的时候。

[0034] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，所述传输系统布置为在从第一电路向第二电路的功率传输与至少从第二电路向第一电路的数字信号传输之间交替。

[0035] 以此实现了这样的传输系统，其能够无线传输功率以及至少单向无线传输数字信号(比如数字信号的半双工双向传输)，其可以不使用复杂电路和/或不限制数字信号的传输带宽地实现。这通过在功率传输与数字信号的传输之间交替而完成。这关于以下方面是有益的：电路尺寸、电路复杂度、数据速率。这对于与传输系统相关联的成本而言是进一步有益的。

[0036] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，所述传输系统布置为基于时间槽体系在数字信号的传输与功率的传输之间交替。

[0037] 以此实现了这样的传输系统，其能够无线传输功率以及至少单向无线传输数字信号(比如数字信号的半双工双向传输)，其中通过时间槽的交替是可控的并且从而也是可预测的、可配置的和可靠的。

[0038] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，所述传输系统布置为，在功率经过非接触界面传输期间基于所传输的一个或多个功率脉冲的特性，触发从功率的传输到数字信号的传输的切换，或触发从数字信号的传输到功率的传输的切换。

[0039] 以此实现了这样的传输系统，其中在数字信号的至少单向传输与功率传输之间的交替或者数字信号的半双工双向传输与功率传输之间的交替是可能的，其不依赖于以在第一和第二电路之间正传输的控制命令的形式的专用数字信号，并且不依赖于具有时钟同步性以协调功率传输与发送/接收操作的交替的第一和第二电路两者。

[0040] 在一个选项中，该传输系统进一步的特征在于，第一电路包括具有第一开关的功率驱动器电路，第一开关用于在功率从第一电路向第二电路的传输期间切换向变压器的初级绕组的电压的开和关，所述功率驱动器电路进一步包括缓冲器电路以便在所述开关关闭时保护第一电路的第二数字发射器和第一开关中的至少一个免于电压尖峰。

[0041] 以此实现了这样的传输系统，其中数字发射器可以使用相比于高等级晶体管具有较小的抗电压尖峰的容差的低等级部件来实施，从而可以以有成本效率的方式来构造发射器电路。除了保护开关免于电压尖峰，缓冲器电路也引入谐振，其提升了功率传输的效率并且有利于实施时间槽体系，因为缓冲器电路减少了功率传输的一个或多个功率脉冲的瞬态行为。

[0042] 在一个选项中，传输系统进一步的特征在于，功率驱动器电路包括第二开关，第二开关用于在数字信号从第二电路向第一电路的传输期间禁止缓冲器电路，以及在功率从第一电路向第二电路的传输期间使能缓冲器电路。

[0043] 以此实现了这样的传输系统，缓冲器电路的实施不会干扰数字信号的传输。通过在数字信号的传输期间禁止缓冲器电路，缓冲器电路呈现高阻抗状态(Hi-Z)，从而缓冲器电路的影响从其余电路中移除或者至少有所减小，以便避免负面地影响关于接收信号和传输信号的操作。

[0044] 在一个选项中，传输系统进一步的特征在于，缓冲器电路包括下述各项中的至少一个：包括至少一个电阻器和至少一个电容器的RC电路，以及二极管(比如瞬态电压抑制二极管)。

[0045] 在一个选项中，传输系统进一步的特征在于，非接触界面是旋转非接触界面并且其中变压器是旋转变压器。

[0046] 以此实现了这样的传输系统，其能够通过界面旋转的非接触界面传输数字信号和/或传输功率。

[0047] 在一个选项中，传输系统进一步的特征在于，第二电路整合入相对于第一电路旋转的旋转设备，并且其中所述第二电路耦合至旋转设备的至少一个电子部件以用于信号在至少一个电子部件与第一电路之间的传输。

[0048] 以此实现了这样的传输系统，其中操作传输系统以提供用于供电和/或操作至少一个电子部件(比如应用到旋转设备并且随着旋转设备旋转的接触传感器)的方法。传输系统还能够提供用于数据(比如至少从电子部件到第一电路的测量数据、错误消息和设备ID)的无线传输的方法，所述数据可以从第一电路提取并进行处理，以控制/监控旋转设备和耦合至旋转设备的其他设备(比如布置为使得旋转设备旋转的设备)。另外，从第一电路的数据传输还可以至少传输至电子部件，以便使得能够控制至少一个部件的运行。

[0049] 在一个选项中，传输系统进一步的特征在于，至少一个电子部件包括用于测量旋转设备的扭矩的扭矩传感器。

[0050] 以此实现了这样的传输系统，其能够实施为用于提供旋转设备的扭矩测量的无线遥测系统。

[0051] 这些目标中的一个或多个还通过包括上述传输系统的电动工具实现。

[0052] 以此实现了这样的电动工具，其能够容纳不依赖于来自内部和/或外部电源的线缆和/或不依赖于用于信号传输的线缆而运行的电子部件。

[0053] 在一个选项中，电动工具进一步的特征在于，电动工具的固定部件包括传输系统的第一电路，并且电动工具的旋转部件包括传输系统的第二电路，以便使得信号能够在固定部件与旋转部件之间传输。

[0054] 以此实现了这样的电动工具，其中在电动工具的运行期间功率和/或信号可以在固定部件与相对于固定部件旋转的旋转部件之间无线传输。这使得电动工具能够以这样的电子部件为特征：比如用于旋转部件或者附接到旋转部件的不依赖于附接到所述电子部件的线缆的测量和/或控制的电子部件。对于下述情况下的应用这是有益的：电动工具为了容纳所述电子部件以及附接到所述电子部件的线缆的可用空间有限，和/或所述电子部件附接到电动工具的旋转部分。

[0055] 这些目标中的一个或多个还通过用于信号在彼此感性耦合的第一电路与第二电路之间通过变压器经过非接触界面的无线传输的方法实现。该方法包括下述步骤：通过所述第二电路的第一数字发射器，经由第一电阻器向变压器的第一绕组提供第一数字输入信号，从而在第一绕组中形成一个或多个电压脉冲，所述一个或多个电压脉冲基于第一数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式。进一步的方法步骤包括：在所述第一电路的第一比较器中，从所述变压器的第二绕组接收由在第一绕组中的一个或多个电压脉冲感应的一个或多个感应的电压脉冲。进一步的方法步骤包括：基于所述一个或多个感应的电压脉冲提供反映所述第一数字输入信号的第一数字输出信号。

[0056] 在一个选项中，该方法进一步的特征在于，该方法用于下述各项中的至少一个：数字传感器信号从电动工具的旋转设备向电动工具的固定控制单元的传输；数字信号从电动工具的固定控制单元向电动工具的旋转设备的传感器的传输，以及功率从电动工具的固定能量源向电动工具的旋转设备的传感器的传输。

[0057] 从属权利要求限定对应于关于该系统进行描述的特性特征的可选特性特征。

附图说明

[0058] 现在将在实施方式中参考所附附图并且不限制对于本发明的解释地更加具体地描述本发明，其中

[0059] 图1示意性显示根据本发明的实施方式的具有传输设备的旋转设备。

[0060] 图2示意性显示根据本发明的实施方式的在工具内部具有可以应用本发明的相关联的部件的电动工具。

[0061] 图3示意性显示根据本发明的实施方式的在工具内部具有可以应用本发明的相关联的部件的电动工具。

[0062] 图4示意性显示根据本发明的实施方式的传输电路的框图。

[0063] 图5示意性显示在根据本发明的实施方式的传输电路中输出的波形。

[0064] 图6示意性显示根据本发明的实施方式的传输电路的框图。

[0065] 图7示意性显示根据本发明的实施方式的传输电路的框图。

[0066] 图8示意性显示根据本发明的实施方式的传输电路的框图。

[0067] 图9示意性显示根据本发明的实施方式的传输电路的框图。

[0068] 图10显示根据本发明的实施方式的用于信号通过非接触界面的传输的方法的流程图。

具体实施方式

[0069] 参考图1，根据本发明的实施方式，公开了用于信号通过非接触界面的无线传输的传输系统90。传输系统90包括第一电路FC和第二电路SC。第二电路SC配置为用于附接到或者整合入旋转设备5，旋转设备5布置为相对于第一电路FC旋转。旋转设备5可以布置为围绕轴A以圆形路径旋转。所述第二电路布置为通过非接触界面NCI向第一电路FC和/或从第一电路FC提供信号的传输和/或信号的接收。传输系统90可以布置为提供用于在耦合至第一电路FC的控制系统(未显示)与耦合至第二电路SC的至少一个电子部件6之间的信号传输的装置。至少一个电子部件6可以附接到或整合入旋转设备5或者整合入第二电路SC。至少一个电子部件6可以布置为存储和/或产生信息。至少一个电子部件可以为机电部件。至少一个电子部件6可以包括至少一个传感器。至少一个电子部件可以包括至少一个识别部件。至少一个传感器可以为接触传感器，即接触待对其进行测量的目标(比如旋转设备5)的传感器。至少一个传感器可以包括温度传感器、机械磨损/应力传感器、扭矩传感器、角速度传感器、姿态传感器中的至少一个。至少一个电子部件6可以包括比如至少一个存储器(未显示)和/或至少一个控制电路(未显示)的部件。至少一个控制电路可以控制至少一个电子部件6的运行。至少一个存储器可以布置为存储涉及与至少一个电子部件相关联的识别和/或运行的信息。至少一个存储器可以布置为静态和/或暂时地存储数据。涉及与至少一个电子部件6相关联的识别和/或运行的信息可以涉及例如由至少一个电子部件6产生的信息、设备ID、与至少一个电子部件6相关联的错误消息和/或与至少一个电子部件6相关联的控制命令。在至少一个电子部件6包括具有至少一个存储器和至少一个控制电路的至少一个传感器的情况下，存储于至少一个存储器上的信息可以涉及下述信息测量数据、经处理的测量数据、传感器设备ID、校准数据、与至少一个传感器相关联的错误消息以及与至少一个传感器相关联的控制命令之中的一个或多个。

[0070] 通过从第二电路SC经过非接触界面NCI向第一电路FC提供数字信号的传输，消除了对于在第一和第二电路之间的信号传输线缆的需要。这意味着，至少一个电子部件6能够进行向和/或从第二电路的信号的传输而无需在第二电路与至少一个电子部件6之间的信号传输线缆。

[0071] 以下实例涉及在电动工具中使用传输系统以用于测量在所述电动工具的旋转轴处的扭矩的情况。然而，应当认识到，各种不同的应用也是可能的，并且下文所述的传输系统和方法可以用于信号(比如数据和/或功率)通过非接触界面无线转移的任何应用，包括但不限于在旋转设备与固定设备之间的旋转非接触界面。

[0072] 参考图2，显示并描述了可以应用本发明的电动工具的类型。电动工具是便携有角扳手20，其用于拧紧设置有螺纹的可旋转紧固元件，比如螺母、螺栓、螺丝或类似的。便携有角扳手20具有工具体23、驱动轴32并且包括电动机26，电动机26包括转子28和定子27，转子28耦合到驱动轴32，以用于在扳手20的一端旋转工具工件31，以便拧紧紧固元件(未显示)。电动机26可以是永磁电机，比如同步永磁电机。连接到驱动轴32的是至少一个齿轮箱29和至少一个传感器30，比如用于在扳手20的运行期间测量扭矩的扭矩传感器。
扳手20包括用于控制扳手20的运行的集成控制单元22。控制单元22联接到布置成激活扳手20的运行的激活开关25。控制单元22进一步联接到集成电池21的形式的电源供应和电动机26，以用于将控制值通讯到扳手20的电子部件，比如到电动机26的用于控制其运行的控制值。为了使得工具工件31能够通过有角度地布置的驱动轴32旋转，扳手20至少包括额外的齿轮或者额外的齿轮箱，比如至少包括锥齿轮(未显示)的额外的齿轮或齿轮箱。至少一个传感器30耦合到扳手的旋转部分，比如耦合到旋转轴32。这意味着，当驱动轴32旋转时，至少一个传感器随着驱动轴32旋转。扳手20另外包括用于信号经过非接触界面的无线传输的具有第一电路FC和第二电路SC的传输系统，比如参考图1、图4以及图
6至图9的示例性传输系统中的一个。更具体而言，至少一个传感器30整合入或者耦合至第二电路SC，如图2所示，以便使得信号能够在至少一个传感器与第一电路FC之间传输。
第二电路SC耦合至扳手20的旋转部分，比如耦合至驱动轴32。这意味着，当驱动轴32旋转时，至少一个传感器30随着驱动轴32旋转。第一电路FC耦合至扳手20的固定部分，比如耦合至以下的它的固定部分或部分中的一个或多个：工具体23、至少一个齿轮箱29的外壳，以及定子27。驱动轴32可以通过第一电路10在通孔中从至少一个齿轮箱延伸。第一电路10进一步联接至控制单元22，以便提供信号在控制单元22与第一电路10之间的传输。如果第二电路SC耦合至驱动轴32，则第二电路SC可以通过从驱动轴32向外径向延伸而形成为基本环绕驱动轴的一部分。非接触界面可以形成在第一电路FC的侧面部分的至少几个部分与第二电路SC的侧面部分的至少一个部分之间的空隙中，其中所述侧面部分彼此面对。

[0073] 参考图3，显示并描述了可以应用本发明的进一步的电动工具的类型。图3的电动工具是便携扳手40，其具有与参考图2进行描述的扳手20相同的多数部件和特征。因此，对于相同的部件和特征使用了相同的附图标记，并且下文中省略了这些描述。参考图3进行描述的扳手40与参考图2进行描述的扳手20之间的主要区别是工具体23和驱动轴32不同地配置。

[0074] 应当注意，相比于参考图2和图3进行描述的电动工具，电动工具20、40也可以不同地配置。电动工具20、40可以是例如气动电动工具。电动工具可以是固定的。电动工具20、40可以是螺丝刀、动力扳钳或者类似的。电动工具20、40可以包括额外的部件，比如布置为显示与电动工具20、40的运行相关的参数的整合的和/或外部的显示单元。电动工具20、40可以不使用所布置的集成电池而是使用外部电源作为电源供应。电动工具20、40的控制单元可以布置在所述电动工具的外部，比如在联接至所述电动工具20、40的控制站中。至少一个传感器30可以包括额外的部件，比如至少一个存储器(未显示)和/或至少一个控制电路(未显示)。至少一个控制电路可以控制至少一个传感器的运行，并且至少一个存储器可以布置为存储涉及与至少一个传感器相关联的识别和/或运行的信息。涉及与至少一个传感器30相关联的识别和/或运行的信息可以例如涉及测量数据、经处理的测量数据、传感器识别ID、校准数据、错误消息和/或控制命令。电动工具20、40可以包括在电动工具技术中已知的额外的部件和/或特征。至少一个传感器30、第一通讯设备9和第二通讯设备10相比于参考图2和图3示出的实例可以不同地安装。至少一个传感器30、第一电路FC和第二电路SC优选安装在接近扳手20、40的工具工件31的前端部分。前部可以依据扳手的类型而包括沿着驱动轴32在工具工件31与锥齿轮或至少一个齿轮箱29之间延伸的部分限定的前端部分。至少一个传感器30、第一电路FC和第二电路SC也可以沿着扳手20、40在电动机26的转子28与至少一个齿轮箱29之间延伸的部分安装。另外，第一电路FC可以通过参考图2和图3示出的各自扳手20、40的控制单元22部分地或者整体地形成。至少一个传感器30和第二电路SC也可以在面对工具体23的工具工件的侧部上安装在或者整合入工具工件31。如果至少一个传感器30和第二电路SC安装在或者整合入工具工件31，则第一电路可以安装在或者整合入工具体面对工具工件31的部分。至少一个传感器30和第二电路SC也可以安装在或者整合入驱动轴32的末端部分。所述驱动轴32的末端部分可以是例如面对至少一个齿轮箱29、至少一个额外的齿轮或包括锥齿轮的齿轮箱中的至少一个的末端部分。

[0075] 参考图4，示出了根据本发明的实施方式的传输系统100的传输电路。图5显示输入到图4中的传输系统100的传输电路以及由图4中的传输系统100的传输电路产生的随着时间T的波形。

[0076] 传输系统100的传输电路包括第一电路FC和第二电路SC。第二电路SC布置为在变压器T1中形成正和负电压脉冲，所述电压脉冲对应于提供到第二电路SC的数字输入信号的上升沿和下降沿。第一电路FC布置为使用在变压器T1中形成的正和负电压脉冲，以形成数字输出信号，所述数字输出信号对应于数字输入信号的再创建版本(re-created version)。这意味着，第二电路SC能够使用由变压器T1提供的感性耦合经过非接触界面NCI无线地向第一电路FC传输数字信号。

[0077] 更具体而言，传输系统100的第一电路FC耦合至变压器T1的初级绕组P1，并且传输系统100的第二电路SC耦合至所述变压器T1的次级绕组P2。变压器T1配置为提供信号在第一电路与第二电路之间通过非接触界面NCI传输的装置。另外，第一电路耦合至第一输入/输出界面IO1，第二电路耦合至第二输入/输出界面IO2。当通过第一输入/输出界面IO1向第一电路FC输入数字输入信号(比如对应于第一波形W1的数字信号)时，所述第一电路FC布置为通过串联电阻器(未显示)向变压器T1的初级绕组P1供应数字输入信号。通过经由串联电阻器向初级绕组P1供应数字输入信号，一个或多个电压脉冲在初级绕组P1中形成。在初级绕组P1中形成的一个或多个电压脉冲可以例如对应于通过波形W2参考图5进行描述的一个或多个电压脉冲。施加到所述变压器T1的初级绕组P1的所述数字输入信号的上升沿在所述初级绕组P1中提供正电压脉冲。施加到所述变压器T1的初级绕组P1的所述数字输入信号的下降沿在所述初级绕组P1中提供负电压脉冲。

[0078] 通过向初级绕组P1施加数字输入信号而引入的在初级绕组P1中的一个或多个电压脉冲由于磁感应耦合而在变压器的次级绕组P2中提供一个或多个电压脉冲。在次级绕组P2中的所述一个或多个电压脉冲相似于在初级绕组P1中的一个或多个电压脉冲。通过感应而在次级绕组P1中形成的一个或多个电压脉冲可以例如对应于在图5中通过波形W3显示的一个或多个电压脉冲。相比于在初级绕组P1中的一个或多个电压脉冲，在次级绕组P2中感应的一个或多个电压脉冲关于幅度、DC电平和可能增加的噪音可能稍微不同。在次级绕组P2中感应的一个或多个电压脉冲的幅度部分地取决于变压器T1的匝数比以及初级和次级绕组之间的耦合。第二电路SC布置为将在次级绕组P2中的电压脉冲转化为数字输出信号，比如具有如图5所示的波形W4的数字输出信号，以便通过例如第二输入/输出界面IO2从第二电路输出。第二电路SC布置为通过当在次级绕组P2中感应的一个或多个电压脉冲为正时将数字输出信号设定在第一方向上，以及通过当在次级绕组P2中感应的一个或多个电压脉冲为负时将数字输出信号设定在不同于所述第一方向的第二方向上来创建数字输出信号。第二电路SC进一步布置为，通过在对应于最新设定方向的方向上保持数字输出信号稳定直到在次级绕组P2中感应出在与之前的电压脉冲相反的方向上的电压脉冲来创建数字输出信号。这意味着，由上述第二电路SC创建的数字输出信号基本上对应于由第一电路输入的数字输入信号。因此，第一和第二电路能够经过非接触界面NIC进行数字信号的传输，即，第一和第二电路能够进行数字信号的无线传输。

[0079] 应当注意，传输系统和相关联的第一和第二电路可以相比于参考图4进行描述的不同地配置。传输方向可以倒转，即次级电路SC可以布置为以与上述相似的方式将数字信号转移到第一电路FC。传输方向还可以交替，以便提供用于数字信号的双向传输的方式，比如半双工传输。如果合适的话，通过改变变压器T1的绕组的方向，在变压器T1的次级绕组P2中感应的一个或多个电压脉冲可以反相。通过改变变压器的绕组的方向，数字输出信号(即由次级电路SC输出的数字信号)相比于数字输入信号可以反相。变压器T1可以是旋转变压器。在第二电路SC整合入相对于第一电路FC旋转的旋转设备的情况下这是合适的，例如，如果第二电路SC连同次级绕组P2应用到或者整合入图1所示的示例性传输系统的旋转设备5，或者如果第二电路连同变压器T1的次级绕组P2整合入或应用到图2和图3所示的示例性电动工具20和40的旋转部分(比如驱动轴32)。这是有利的，这是由于其消除了对于附接到旋转设备的传输线路的需要，以及由于其使用最小数量的电路部件来提供无线传输，并且因此最小化了其尺寸、功耗和复杂度。

[0080] 参考图6，示出了根据本发明的实施方式的传输系统110的传输电路。

[0081] 图6的传输系统110具有与参考图4进行描述的传输系统100相同的数个部件和特征。因此，对于相同的部件和特征使用了相同的附图标记，并且下文中省略了这些描述。

[0082] 在该实施方式中，传输系统110的第一电路FC包括第一接收器电路RE1，其在图6中被虚线环绕。传输系统110的第二电路SC包括第一发射器电路TRS2，其在图6中被另一条虚线环绕。这意味着，传输系统110布置为进行从第二电路SC到第一电路FC的数字信号传输。

[0083] 第一发射器电路TRS2包括第一数字发射器TRAN2，其从第一数字发射器的输出端通过第一串联电阻器R2耦合到变压器T1的次级绕组P2的第一极点。第一数字发射器TRAN2优选包括第一逻辑缓冲器，即由偶数个串联联接的反相器形成的部件。替代地，第一数字发射器TRAN2可以包括联接至第一发射器电路TRS2的微控制器的输出。依据应用，次级绕组P2的第二极点可以耦合至由第二电路提供的供电电压或者耦合至如图6所示的由第二电路提供的地电位GND2。所述第一数字发射器TRAN2的输入端配置为接收第一数字输入信号TX2，比如由缓冲器或者耦合至第一数字发射器TRS2的输入端的输入/输出界面提供数字输入信号。第一数字输入信号TX2可以是具有如图5所示的波形W1的数字信号。第一数字发射器TRAN2布置为通过第一串联电阻器R2向变压器T1的次级绕组P2提供第一数字输入信号TX2。第一数字发射器TRAN2布置为通过第一串联电阻器R2提供第一数字输入信号TX2，以便在变压器T1的次级绕组中形成一个或多个电压脉冲。更具体而言，由第一数字发射器TRS2输出的波形基本上对应于第一数字输入信号TX2的波形W1。依据第一数字发射器TRS2的配置，相比于第一数字输入信号TX2的波形W1，由第一数字发射器TRS2输出的波形关于幅度可以进行放大。当数字数据通过串联电阻器R2施加时，一个或多个电压脉冲在变压器T1的次级绕组P2中成形。

[0084] 响应于接收数字输入信号TX2的低到高跃迁，即上升沿，第一数字发射器TRAN2布置为通过第一串联电阻器R2向变压器T1的次级绕组P2提供第一数字输入信号TX2，以便在次级绕组P2中形成正脉冲。

[0085] 响应于接收数字输入信号TX2的高到低跃迁，即下降沿，第一数字发射器TRAN2布置为通过第一串联电阻器R2向变压器T1的次级绕组P2提供第一数字输入信号TX2，以便在次级绕组P2中形成负脉冲。这意味着，在变压器的次级绕组P2中提供关于地电位或供电电压的正和负电压脉冲，对应于第一数字输入信号TX2的边沿。在次级绕组P2中形成的一个或多个电压脉冲可以例如对应于通过波形W2参考图5进行描述的一个或多个电压脉冲。如上所述，这些正和负电压脉冲被感应到变压器T1的初级绕组P1。在次级绕组P1中形成的一个或多个电压脉冲可以例如对应于通过波形W3参考图5进行描述的一个或多个电压脉冲。更具体而言，一个或多个脉冲通过在第一串联电阻器R2之后的波形(即在次级绕组P2上)由于电感而变形为正和负脉冲而成形。当上升沿出现在第一数字发射器TRS2的输出时，因为在由次级绕组P2形成的电感器中初始电流为零，所以变压器T1的次级绕组P2上的电压立即上升，然后因为在电感器中电流增加，所以变压器T1的次级绕组P2上的电压下降。在较短的时间段之后，电流将被第一串联电阻器R2限制，而且次级绕组P2上的电压将接近于零。压降反而将会在第一串联电阻器R2上。下降沿将相似地引起次级绕组P2上的负电压脉冲。

[0086] 除了与次级绕组P2的电感器一同参与一个或多个电压脉冲的成形，第一串联电阻器R2还向第一发射器TRS2提供保护以免于短路。

[0087] 第一接收器电路RE1包括第一比较器COMP1，其通过第一比较器COMP1的非反相输入耦合到变压器的初级绕组P1的第一极点(未显示)。依据应用，初级绕组的第二极点可以耦合至由第一电路提供的地电位或耦合至由第一电路提供的或如图6所示的供电电压VCC1。第一比较器的反相输入耦合至第一参考电压REF1。第一参考电压REF1的选择使得每次或者负脉冲或者正脉冲出现在变压器T1的初级绕组P1时穿过参考电压。

[0088] 第一比较器COMP1布置为提供第一数字输出信号RX1，其反映第一数字输入信号TX2。第一比较器COMP1布置为，基于利用感应到变压器T1的初级绕组P1的一个或多个电压脉冲的正和负的形状，提供第一数字输出信号RX1。第一比较器COMP1布置为，在正或负的电压脉冲施加到其非反相输入的任何时候，基于输出或者逻辑“1”或者逻辑“0”而形成第一数字输出信号RX2。第一比较器COMP1进一步布置为，在与之前的电压脉冲方向相反的电压脉冲施加到其非反相输入时，基于将其电流输出状态从或者逻辑“1”或者逻辑“0”切换到逻辑“0”或者逻辑“1”而形成第一数字输出信号RX2。第一比较器COMP1进一步布置为，基于保持其电流输出状态(即或者逻辑“1”或者逻辑“0”)直到与之前的电压脉冲方向相反的电压脉冲施加到其非反相输入，而形成第一数字输出信号RX2。这意味着，当在初级绕组P1中形成的一个或多个电压脉冲施加到第一比较器COMP1的非反相输入时，所述第一比较器COMP1能够形成反映第一数字输入信号TX2的第一数字输出信号RX1。

[0089] 第一比较器COMP1包括整合的磁滞，以便提供对于噪音的免疫性。第一比较器COMP1、变压器和相关联的供电电压的整合的磁滞配置为使得在初级绕组P1中的负和正脉冲的幅度大于整合的磁滞电压的幅度，以便确保输出信号(即由第一比较器COMP1输出的数字输出信号RX1)的适当跃迁。没有整合的磁滞的比较器通常在其非反相输入与其反相输入之间的电压穿过大致固定的电压(比如零电压)时改变其输出状态。通过引入整合的磁滞比较器COMP1，除了对于噪音不敏感之外，第一比较器COMP1还具有两个分开的电压电平，穿过这两个电压电平时比较器的状态改变或者切换。更具体而言，增加的磁滞提供了两个分开的电压电平，当穿过这两个电压电平时，导致第一比较器COMP1的输出状态改变。两个分开的电压电平的第一电压电平分配给上升电压，并且两个分开的电压电平的第二电压电平分配给下降电压。这意味着，通过适当地选择磁滞电压，第一比较器COMP1可以配置为在正脉冲出现在变压器T1的初级绕组P1时以及在负脉冲出现在变压器的初级绕组时都改变其输出。这意味着，第一接收器电路RE1可以使用以单个的第一比较器COMP1的形式的单个有源部件来实现。

[0090] 通过提供从第二电路SC经过非接触界面NCI到第一电路FC的数字信号传输，消除了对于在第一和第二电路之间的信号传输线缆的需要。这在下述情况下尤其有益：第二电路SC整合入相对于第一电路FC旋转的旋转设备，例如如果第二电路SC连同次级绕组P2应用到或整合入图1所示的示例性传输系统的旋转设备5，或者如果第二电路连同变压器T1的次级绕组P2整合入或应用到图2和图3所示的示例性电动工具20和40的旋转部分(比如驱动轴32)，这是因为其消除了对于附接到旋转设备的传输线缆的需要并且因为其使用最小数量的电路部件来提供无线传输，所以最小化了其尺寸、功耗和复杂度。如果需要电流隔离，例如如果一侧(即第一或第二电路)包含高电压而出于安全的原因，也可以使用非接触界面。

[0091] 应当注意，传输系统110和相关联的第一和第二电路可以相比于参考图6进行描述的不同地配置。第一电路FC例如可以不是包括第一接收器电路而是配置为包括第一发射器电路，并且第二电路SC可以不是包括第一发射器电路TRS2而是配置为包括第一接收器电路RE1。这导致传输方向倒转，从而第一电路FC能够进行向第二电路SC的数字信号传输。第一和/或第二电路可以进一步地每个包括用于处理待接收/发射的数字输入和/或输出信号的通用异步接收器/发射器(UART)。

[0092] 参考图7，提供了根据本发明的实施方式的传输系统120的传输电路。

[0093] 图7的传输系统120具有与参考图6进行描述的传输系统110相同的数个部件和特征。因此，对于相同的部件和特征使用了相同的附图标记，并且下文中省略了这些描述。

[0094] 传输系统120不同于参考图6进行描述的传输系统110之处在于传输系统120包括用于经过非接触界面NCI传输功率的电路。用于功率传输的电路基于反激转换器拓扑结构。

[0095] 传输系统120的第一电路FC包括功率驱动器电路PWRD，其在图7中被虚线环绕。功率驱动器电路PWRD布置为经过非接触界面NCI向第二电路SC传输功率。传输系统的第二电路SC包括功率接收器电路PWRR，其在图7中被虚线环绕。功率接收器电路PWRR布置为存储从第一电路的功率驱动器电路接收的功率，以便随后用作用于第二电路SC的供电电压VIN和/或用于耦合至第二电路SC的其他电路/部件的供电电压。

[0096] 更具体而言，功率驱动器电路PWRD包括开关SW，其将变压器T1的初级绕组P1的第一极点耦合至地电位GND1。开关可以是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)开关，比如漏极开路MOSFET开关。当激活时，开关SW布置为使得在变压器T1的初级绕组P1中电路线性增加。当开关SW无效时，由于变压器T1的电感性质，电流将继续在变压器T1的次级绕组P2中流动。

[0097] 功率接收器电路PWRR包括整流器RECT，其布置为将在变压器T1的次级绕组P2中感应的功率存储在功率存储元件中。整流器RECT配置为高阻，以便避免不利地影响第二电路SC的其他部件，包括在从第一发射器电路TRS2的传输期间在变压器上的待通讯的信号。整流器耦合至变压器T1的次级绕组P2的第一极点。功率存储元件可以是耦合至整流器RECT和地电位GND3的电容器C1。功率接收器电路可以进一步包括稳压器(未显示)，以便提供与第二电路SC相关联的稳定供电电压VIN的形式的稳定输出。稳压器可以是线性稳压器，比如低压差(LDO)稳压器。

[0098] 可以使用由信号源(未显示)提供到开关SW的控制信号直接控制开关SW。信号源可以例如由耦合至第一电路FC的第一控制单元(未显示)提供。第一控制单元可以是具有输出联接至开关的信号源的微控制器，信号源比如是提供矩形波形作为到开关的输入信号的PWM(脉冲宽度调制)信号源。微控制器可以例如形成图2和图3所示的电动工具实施方式的控制单元22的一部分。在信号源是PWM源的情况下，提供到开关SW的信号的脉冲宽度可以保持为常数。可选地，在信号源是PWM源的情况下，只要在变压器T1的第二绕组P2中感应的电压在预定容限窗口内，提供到开关SW的信号的脉冲宽度就可以保持为常数，并且如果所述电压过高或过低(即超出了容限窗口)，则提供到开关SW的信号的脉冲宽度变化。超出所述容限窗口的电压的检测可以由联接至第二电路SC的第二控制单元(未显示)进行，比如联接至第二电路SC的微控制器。在检测到电压超出所述容限窗口时，联接至第二电路SC的第二控制单元可以布置为通过第一接收器电路RE1使用第一发射器电路TRS2向第一电路的第一控制单元通讯数字信号。在关于在次级绕组P2中感应的电压电平的接收信息超出容限窗口时，控制开关SW的第一控制单元可以相应地改变提供到开关SW的信号的脉冲宽度。

[0099] 在该实施方式中，第一串联电阻器R2还提供对于第一数字发射器TRS2的输出的保护，使得在功率传输期间免于出现高电压。

[0100] 通过提供从第一电路FC经过非接触界面NCI到第二电路SC的功率传输，消除了对于用于向第二电路供能的分开电源的需要。这在下述情况下尤其有益：第二电路SC整合入相对于第一电路FC旋转的旋转设备，例如如果第二电路SC连同第二绕组P2应用到或整合入图1所示的示例性传输系统90的旋转设备5，或者如果第二电路连同变压器T1的次级绕组P2整合入或应用到图2和图3所示的示例性电动工具20和40的旋转部件(比如驱动轴32)，这是因为其消除了对于在旋转设备中的内部电源的需要，所以最小化了其尺寸和复杂度。

[0101] 应当注意，传输系统120可以相比于参考图7示出的传输系统120不同地配置。开关SW可以实施为高边开关，并且变压器T1的第二极点连接至地电位而不是供电电压VCC1。整流器RECT可以依据应用而不同将电压整流。可以对极性进行选择，以便功率驱动器电路PWRD的开关SW配置为低边驱动器，这是因为NMOS晶体管通常具有比PMOS晶体管更好的性能。第一比较器COMP1的输入端和第一数字发射器TRS2可以不同地耦合，以便符合上述改变。

[0102] 参考图7，传输系统120布置为在从第一电路FC向第二电路SC提供功率与从第二电路SC向第一电路FC提供数字信号的传输之间交替。为了在数字信号的传输与功率的传输之间交替，传输系统120布置为实施时间槽体系。在该实施方式中，可以通过将第一电路FC设定为主控制器并将第二电路SC设定为从设备来实施时间槽体系。可以使用联接至第一电路的第一控制单元和联接至第二电路的第二控制单元来操作时间槽体系。第一和第二控制单元每个可以由比如至少处理器和至少一个存储器或微处理器的部件来实施。第一控制单元可以例如形成图2和图3所示的电动工具实施方式的控制单元22的一部分。通过将时间分隔为数个连续的时间槽，使得第一和第二电路的控制单元分别能够以受控的形式在功率和数字信号的传输之间交替。数个连续时间槽中的每个时间槽至少具有第一部分并且至少具有第二部分，第一部分专用于功率传输，第二部分专用于数字信号传输。所述数个连续的时间槽中的每个时间槽可以在时间上具有固定时长(在从1微秒到1000微秒的区间内，例如125微秒)。传输系统120为了检查何时在功率传输与数字信号传输之间交替，传输系统120可以布置为基于在功率传输期间出现的功率脉冲的一个或多个特征来交替，即，触发从功率传输向数字信号传输或从数字信号传输向功率传输的切换。从传输功率向传输数字信号的切换可以例如在数个连续的时间槽中的每个时间槽期间通过下述方式触发：第二控制单元检测通过向开关SW提供上述控制信号而产生的在变压器T1的次级绕组P2中的第一预定数量的电流或电压的增加。此外，第一控制单元布置为，采用在所述数个连续的时间槽中的每个时间槽期间提供到开关SW的控制信号，使得在变压器T1的次级绕组P1中已经提供的电流的第一预定数量的增加之后中止功率传输。这意味着，在数个连续的时间槽的每个时间槽的至少一个第一部分期间，第一控制单元使得功率驱动器电路PWRD传输功率。在数个连续的时间槽的每个时间槽的至少一个第二部分期间，第一控制单元使得功率驱动器电路PWRD中止功率传输。响应于检测到所述预定数量的电流的增加，第二控制单元布置为使得第一发射器电路TRS2对于当前时间槽的其余部分(即，连续的数个时间槽中的每个时间槽的至少第二部分期间)启动数字信号TX2的传输。

[0103] 第一数字发射器TRS2可以包括三态逻辑电路以使得第一数字发射器TRS2能够呈现高阻抗状态，如同参考图8进行更详细地描述的。默认第一数字发射器设定为处于高阻抗状态。当第一数字发射器TRS2布置为进行数字信号的传输时，第一控制单元可以设定第一数字发射器TRS2的传输使能输入TX2EN为有效，从而禁止高阻抗状态，以允许数字信号的传输。在第一数字发射器完成数字信号的传输之后，第二控制单元可以设定数字发射器处于高阻抗状态。关于控制第一发射器TRS2的传输使能输入TX2EN的操作可以通过使用上述时间槽体系来进行导引。在第一数字发射器TRS2中实施三态逻辑电路是有益的，因为第一数字发射器可以在功率传输期间设定为高阻抗状态，以便第一数字发射器避免在功率传输期间(即没有传输数字信号时)消耗不必要的功率。

[0104] 参考图8，示出了根据本发明的实施方式的传输系统130的传输电路。

[0105] 图8的传输系统130具有与参考图6进行描述的传输系统110相同的数个部件和特征。因此，对于相同的部件和特征使用了相同的附图标记，并且下文中省略了这些描述。

[0106] 传输系统130不同于参考图6进行描述的传输系统110之处在于传输系统130包括用于在第一电路FC与第二电路SC之间的数字信号的双向半双工传输的电路。

[0107] 除了第一接收器RE1，传输系统130的第一电路包括第二发射器电路TRS1，其在图8中由虚线环绕。第二发射器电路TRS1包括第二数字发射器TRAN1，其从第二数字发射器TRAN1的输出端通过第二串联电阻器R1耦合至变压器T1的初级绕组P1的第一极点。第二数字发射器TRAN1优选包括第二逻辑缓冲器，即由偶数个串联联接的反相器形成的部件。
替代地，第二数字发射器TRAN1可以包括联接至第二发射器电路TRS1的微控制器(比如，由至少部分的图2和图3所示的示例性电动工具的控制单元22形成的微控制器)的输出。
所述第二数字发射器TRAN1的输出端配置为接收第二数字输入信号TX1，比如由缓冲器或耦合至第二数字发射器TRAN1的输入端的输入/输出界面提供的数字输入信号。和第一电路FC相关联的第二发射器电路TRS1的操作以与和第二电路SC相关联的第一发射器电路TRS2所进行的操作(如以上参考图6进行描述的)相似的方式进行。这意味着，响应于接收第二数字输入信号TX1的低到高跃迁(即上升沿)，第二数字发射器TRAN1布置为通过第二串联电阻器R1向变压器T1的初级绕组P1提供第二数字输入信号TX1，以便在初级绕组P1中形成正脉冲。响应于接收第二数字输入信号TX1的高到低跃迁(即下降沿)，第二数字发射器TRS1布置为通过第二串联电阻器R1向变压器T1的初级绕组P1提供第二数字输入信号TX1，以便在初级绕组P1中形成负脉冲。这意味着，在变压器的初级绕组P1中提供了相对于地电位或供电电压的正和负电压脉冲，对应于第二数字输入信号TX1的边沿。

[0108] 除了与绕组的电感器一同参与一个或多个电压脉冲的成形之外，第二串联电阻器R1还向第二发射器TRS1提供保护，以避免过量的电流。

[0109] 除了第一发射器电路TRS2之外，传输系统130的第二电路还包括第二接收器电路RE2，其在图8中被虚线环绕。

[0110] 第二接收器电路RE2包括第二比较器COMP2，其通过第二比较器COMP2的非反相输入耦合至变压器T1的次级绕组P2的第一极点(未显示)。依据应用，初级绕组的第二极点可以耦合至由第一电路提供的地电位或者耦合至由第二电路SC提供的供电电压。第二比较器的反相输入耦合至第二参考电压REF2。第二参考电压REF2的选择使得每次或者负脉冲或者正脉冲出现在变压器T1的次级绕组P2时穿过参考电压。

[0111] 第二比较器COMP2布置为提供第二数字输出信号RX2，其反映第二数字输入信号TX1。第二比较器COMP2布置为，基于利用感应到变压器T1的次级绕组P2的一个或多个电压脉冲的正和负的形状式提供第二数字输出信号RX2。第二比较器COMP2布置为以与参考图6进行描述的第一比较器COMP1相似的方式操作。这意味着，当在次级绕组P1中形成的一个或多个电压脉冲施加到第二比较器COMP2的非反相输入时，所述第二比较器COMP1能够形成反映数字输入信号TX1的数字输出信号RX2。

[0112] 第二比较器COMP2包括整合的磁滞，以便提供对于噪音的免疫性，并且以便提供两个分开的电压电平，当穿过这两个电压电平时，导致第二比较器COMP2的输出状态改变。这使得第二比较器以与参考图6进行描述的具有增加的磁滞的第一比较器COMP1相似的方式操作。这意味着，第二接收器电路RE2可以使用具有单个的第二比较器COMP2的形式的单个有源部件来实现。

[0113] 和第二电路SC相关联的第二接收器电路RE2的操作以与和第一电路FC相关联的第一接收器电路RE1所进行的操作(如以上参考例如图6进行描述的)相似的方式进行。

[0114] 与第一电路FC相关联的第二发射器电路TRS1以及与第二电路SC相关联的第二接收器电路RE2的增加使得传输系统130能够进行在第一电路FC与第二电路SC之间的数字信号的双向半双工双向传输。

[0115] 在该实施方式中，第二电路SC的第一数字发射器TRAN2包括三态逻辑电路。第一电路FC的第二数字发射器TRAN1也包括三态逻辑电路。这意味着，除了提供逻辑“1”或逻辑“0”，第一和第二发射器的输出也可以设定为呈现高阻抗状态。第一和/或第二数字发射器TRS2、TRS1在没有进行信号的传输时设定为高阻抗状态。第一和第二数字发射器每个包括传输使能输入TX2EN、TX1EN，传输使能输入TX2EN、TX1EN布置为当被激活时禁止高阻抗状态。这意味着，在向传输使能输入提供传输使能信号时，相关联的数字发射器的高阻抗状态被禁止。当数字发射器设定为高阻抗状态时，没有输出从数字发射器提供。设定第一或第二数字发射器中的一个为高阻抗状态防止设定为高阻抗状态的数字发射器不利地影响其他数字发射器的操作，包括从其他数字发射器传输的信号。

[0116] 第一电路FC的第二晶体管TRAN1的三态使能输入可以由控制器操作，比如参考图7进行描述的第一控制单元。第一控制单元可以例如形成部分的图2和图3所示的电动工具实施方式的控制单元22。第二电路SC的第一数字发射器TRAN2的三态使能输入可以由控制器操作，比如参考图7进行描述的第二控制单元。

[0117] 进一步参考图8，传输系统130布置为在从第一电路FC到第二电路SC的数字信号传输与从第二电路SC到第一电路FC的数字信号传输之间交替。联接至第一和第二电路的第一和第二控制单元可以布置为控制关于在从第一电路FC到第二电路SC的数字信号传输与从第二电路SC到第一电路FC的数字信号传输之间的交替的操作。

[0118] 关于控制各自数字发射器的传输使能输入和在从第一电路到第二电路的数字信号传输与从第二电路到第一电路的数字信号传输之间交替的第一和第二控制单元的操作可以使用时间槽体系导引。在该实施方式中，时间槽体系可以包括使用各自的接收器和发射器电路在第一和第二电路之间传输的触发信号。触发信号布置为依次指示时间点或何时各自发射器电路被允许传输数字信号。也可以实施不同类型的触发信号，以便指示待传输的数字信号的类型。不同类型的触发信号可以例如指示控制命令或者测量数据正待传输。

[0119] 作为实例，第一发射器电路TRAN2可以在第一数字发射器TRS2的传输使能输入TX2EN有效并且第一电路FC的第二数字发射器TRS1的传输使能输入TX1EN无效期间向第一电路FC的第一接收器电路RE1传输数字信号TX2。在完成第一数字信号TX2的传输之后，第一数字发射器向第一电路FC的第一接收器电路RE1传输第一触发信号。在完成第一触发信号的传输之后，第二控制单元设定第一发射器TRS2的传输使能输入TX2EN为无效。

[0120] 在接收到第一触发信号时，第一控制单元设定第二发射器电路TRS1的第二数字发射器TRAN1的传输使能输入TX1EN有效，之后第二发射器电路TRAN1的第二数字发射器TRS1可以传输第二数字信号TX1，之后向第二电路SC的第二接收器电路RE2传输第二触发信号。在完成第二触发信号的传输之后，第一控制单元设定第二数字发射器TRAN1的传输使能输入TX1EN无效。在接收到第二触发信号时，第二控制单元设定第一发射器电路TRAN2的第一数字发射器TRAN2的传输使能输入TX2EN有效，之后第一发射器电路TRAN1可以传输第一数字信号TX2，之后向第二电路SC的第二接收器电路RE2传输第一触发信号。该过程可以重复，以便形成数个连续的时间槽，其中的每个时间槽中，第一或第二发射器电路中的一个可以传输数字信号。连续的时间槽的个数可以配置为具有如参考图7进行描述的时长。

[0121] 通过提供从第二电路SC经过非接触界面NCI到第一电路FC的和从第一电路FC经过非接触界面NCI到第二电路SC的数字信号的交替双向传输，消除了对于在第一和第二电路之间的信号传输线缆的需要。另外，不需要具有用于完成数字信号的半双工双向传输的相关联电路的多个变压器。这以下述情况下尤其有益：第二电路SC整合入相对于第一电路FC旋转的旋转设备，例如如果第二电路SC连同第二绕组P2应用到或整合入图1所示的示例性传输系统90的旋转设备5，或者如果第二电路SC连同变压器T1的次级绕组P2整合入或应用到图2和图3所示的示例性电动工具20和40的旋转部件(比如驱动轴32)，这是因为其消除了对于附接到旋转设备的传输线缆的需要以及因为其使用最小数量的电路部件而无线提供了高数据速率传输，所以最小化了其尺寸、功耗和复杂度。

[0122] 参考图9，提供了根据本发明的实施方式的传输系统140的传输电路。

[0123] 图9的传输系统140具有与参考图6、图7和图8进行描述的传输系统110、120和130相同的数个部件和特征。因此，对于相同的部件和特征使用了相同的附图标记，并且下文中省略了这些描述。

[0124] 传输系统140不同于参考图6、图7和图8进行描述的传输系统110、120和130之处在于传输系统140既包括用于数字信号的双向通讯的电路(如参考图8进行描述的)也包括用于功率的传输的电路(如参考图7进行描述的)。

[0125] 为了使能数字信号的双向传输(比如与功率传输交替的数字信号的半双工传输)，第二电路SC的第一数字发射器TRAN2以及第一电路FC的第二数字发射器TRAN1优选每个包括三态逻辑电路。在没有进行信号的传输时，第一和/或第二数字发射器TRS2、TRS1设定为高阻抗状态。第一和第二数字发射器每个包括传输使能输入TX2EN、TX1EN，输入TX2EN、TX1EN布置为当激活时禁止高阻抗状态。各自的传输使能输入的操作可以以与参考图8进行描述的相似的方式进行，而不同之处在于，各自的传输使能输入的触发由下述不同的时间体系进行管理。

[0126] 传输系统140布置为在从第一电路FC向第二电路SC提供功率与从第二电路SC向第一电路FC提供数字信号的传输以及从第一电路FC向第二电路SC提供数字信号之间交替。为了在数字信号的传输与功率的传输之间交替，传输系统140布置为实施时间槽体系。在该实施方式中，时间槽体系可以以与参考图7进行描述的时间槽体系相似的方式操作，其主要区别在于，根据进一步参考图9的实施方式的时间槽体系布置为触发从功率传输到或者从第二电路SC向第一电路FC的数字信号的传输或者从第一电路FC向第二电路SC的数字信号的传输的切换。为了控制从功率传输到从第一或第二电路的数字信号的传输，第一控制单元可以布置为使得功率驱动器电路除了在变压器的次级绕组中第一预定数量的电流或者电压脉冲的增加之外，还传输在变压器的次级绕组中第二预定数量的电流或者电压脉冲的增加。第二预定数量的电流或者电压脉冲的增加不同于所述第一预定数量的电流或者电压脉冲的增加。第一控制单元可以布置为，使得功率驱动器在数个连续的时间槽中的每个时间槽的至少一个第一部分期间传输或者第一预定数量的电流或电压脉冲的增加或者第二预定数量的电流或电压脉冲的增加。从而，在数个连续的时间槽中的每个时间槽期间，所传输的电流或者电压脉冲的增加的数量指示第一或第二电路中的哪一个被允许或者被期望传输数字信号。

[0127] 举例来说，在变压器T1的次级绕组P2中的电流或电压脉冲的增加的第一预定数量可以指示第二电路SC的第一发射器电路TRS2能够传输数字信号，同时第二发射器电路TRS1不能够传输数字信号,从而第一发射器电路TRS2的第一数字发射器TRS2的第二传输使能输入TX2EN有效，第二发射器电路TRS1的第二数字发射器TRAN1的传输使能输入TX1EN无效，并且从而中止功率传输。

[0128] 在变压器T1的次级绕组P2中的电流或电压脉冲的增加的第二预定数量可以指示第一电路FC的第二发射器电路TRS1能够传输数字信号，同时第一发射器电路TRS2不能够传输数字信号，从而第二发射器电路TRS1的第二数字发射器TRAN1的传输使能输入TX2EN有效，第一发射器电路TRS2的第一数字发射器TRS2的传输使能输入TX2EN无效，并且从而中止功率传输。

[0129] 关于由功率驱动器电路引起的在变压器T1的次级绕组P2中第一、第二和/或一个或多个额外的预定数量的电压脉冲的特性可以通过第二比较器COMP2接收，以使得第二电路SC能够计数所述电压脉冲。脉冲可以例如由联接至第二电路SC的第二控制单元计数。这使得第二电路SC能够检测第二电路何时布置为进行数字信号的传输或者何时布置为接收数字信号的传输。第一电路FC的第一控制单元布置为引起功率的传输，并且从而通过控制功率驱动器电路PWRD的开关SW，第一电路FC的第一控制单元也控制关于在变压器T1的次级绕组P2中由功率驱动器电路PWRD引起的第一、第二和/或一个或多个额外的预定数量的电压脉冲的特性。这意味着第一电路充当主机。

[0130] 这意味着，通过采用施加到功率驱动器电路PWRD的开关SW的控制信号，第一电路的第一控制单元能够控制从第二或第一电路传输的是功率或者传输的是数字信号。第一控制单元可以例如对于数个连续的时间槽中的不同的时间槽而不同地采用施加到开关SW的控制信号，以便使得在每个时间槽中提供第一或第二预定数量的电流的增加。这导致，依据在时间槽的至少第一部分期间控制单元提供第一还是第二预定数量的电流增加，在每个时间槽的至少一个第一部分期间传输功率并且在每个时间槽的至少一个第二部分期间从第一或者第二电路传输数字信号。

[0131] 也可以实施不同类型的触发信号以便指示待传输的数字信号的类型。不同类型的触发信号可以例如指示控制命令或者测量数据待被传输。不同类型的控制信号可以通过下述方式实施：除了在变压器T1的次级绕组P2中提供第一或第二预定数量的电流或电压脉冲的增加之外，第一控制单元布置为在变压器T1的次级绕组P2中引起一个或多个额外预定的电流或电压脉冲的增加。所述在变压器T1的次级绕组P2中的一个或多个额外预定的电流或电压脉冲的增加不同于在变压器T1的次级绕组P2中的第一或第二预定数量的电流或电压脉冲的增加。

[0132] 此外，功率驱动器电路PWRD优选包括缓冲电路(未显示)，以便在功率驱动器电路PWRD的开关SW关闭(其可能导致电压尖峰，电压尖峰可能损坏第一电路的第二数字发射器TRAN1和/或功率驱动器电路PWRD的开关SW)时保护第二发射器电路TRS1的第二数字发射器TRAN1。除了保护所述第二数字发射器TRAN1和/或所述开关SW免于电压尖峰，缓冲电路进一步使用开关SW向变压器T1的初级绕组P1引入关于切换通电和断电的谐振，谐振增加了功率传输的效率。所述缓冲器电路可以使用RC电路(即，包括至少一个电阻器和至少一个电容器的电路，比如电阻器与电容器的串联)来构造。替代地，所述缓冲器电路可以使用二极管(比如瞬态电压抑制二极管)来构造。缓冲器电路可以进一步具有禁止/使能开关(未显示)，以便提供在数据传输期间禁止缓冲器电路以及在功率传输期间使能缓冲器电路的方法。引入与缓冲器电路相关联的禁止/使能开关是有益的，因为在数据传输期间使得缓冲器电路有效可能引起数据传输的问题，这是由于在第一电路中引入低阻抗可能导致缓冲器电路在数据传输期间对第一电路的运行产生不利的影响。所述禁止/使能开关可以使用控制器(比如参考图7进行描述的第一控制单元)控制，其中第一控制单元可以是与第一电路相关联的处理器或微控制器，这样的处理器或微控制器可以例如形成部分的图2和图3所示电动工件实施方式的控制单元22。进一步参考图9，禁止/使能开关的控制可以根据上述时间槽体系来进行。

[0133] 通过提供从第二电路SC经过非接触界面NCI到第一电路FC和从第一电路FC经过非接触界面NCI到第二电路SC的数字信号的交替双向传输，以及从第一电路经过非接触界面NCI到第二电路的功率传输，消除了对于在第一和第二电路之间的信号传输线缆和专用于第二电路的电源。另外，不需要与电路相关联的用于完成与功率传输交替的数字信号的半双工双向传输的多个变压器。这在下述情况下尤其有益：第二电路SC整合入相对于第一电路FC旋转的旋转设备，例如如果第二电路SC连同第二绕组P2应用到或整合入图1所示的示例性传输系统的旋转设备5，或者如果第二电路连同变压器T1的次级绕组P2整合入或应用到图2和图3所示的示例性电动工具20和40的旋转部件(比如驱动轴32)，因为其消除了对于用于数字信号和功率的传输的附接到旋转设备的传输线缆的需要，并且因为其使用最小数量的电路部件来无线地提供高数据速率传输，所以最小化了其尺寸、功耗和复杂度。

[0134] 参考图10，提供了根据本发明的实施方式的用于执行信号从参考图5至图9中的一个或多个进行描述的传输系统90、100、110、120、130、140的第二电路SC通过非接触界面NCI到传输系统的第一电路FC的传输的方法的流程图。

[0135] 在第一方法步骤S200中，第一数字输入信号TX2通过第一串联电阻器R2提供至变压器T1的次级绕组P2以便形成采取正或负的形式的一个或多个电压脉冲。更具体而言，第一数字输入信号TX2由第二电路SC的第一数字发射器TRAN2通过第一串联电阻器R2提供至变压器的次级绕组P2，从而一个或多个电压脉冲W2基于第一数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式。在方法步骤S200之后执行接下来的方法步骤S210。

[0136] 在方法步骤S210中，接收一个或多个感应的电压脉冲W3。更具体而言，由第一电路FC的第一比较器COMP1从变压器T1的初级绕组P1接收一个或多个感应的电压脉冲W3。其中，通过变压器T1的感性特性，在变压器的初级绕组P1中的一个或多个感应的电压脉冲W3由在变压器T1的次级绕组P2中的一个或多个电压脉冲感应出来。在方法步骤S210之后执行接下来的方法步骤S220。

[0137] 在方法步骤S220中，提供第一数字输出信号RX1。更具体而言，基于一个或多个感应的电压脉冲W3提供反映第一数字输入信号W1的第一数字输出信号RX1。基于利用一个或多个感应的电压脉冲的负或正的形式，第一比较器COMP1提供反映第一数字输入信号的第一数字输出信号。在方法步骤S220之后，该方法可以结束或者从步骤S200开始重复，以用于形成数字信号从第二电路SC到第一电路FC的传输的新的回合。

[0138] 可以执行额外的方法步骤S230(未显示)。在方法步骤S230中，磁滞被增加到第一比较器COMP1。更具体而言，磁滞被增加到第一比较器COMP1，以便引入用于具有正的形式的一个或多个电压脉冲以及用于具有负的形式的一个或多个电压脉冲的第一比较器的分开的切换点。

[0139] 还可以执行额外的方法步骤S240(未显示)。

[0140] 在方法步骤S240中，第二数字输入信号TX1通过第二串联电阻器R1提供到变压器T1的初级绕组P1，以便形成采取正或负的形式的一个或多个电压脉冲。更具体而言，第二数字输入信号TX1由第一电路FC的第二发射器TRAN1通过第二串联电阻器R1提供至变压器的次级绕组P2，从而一个或多个电压脉冲基于第二数字输入信号具有正或负边沿而采取正或负的形式。在方法步骤S240之后执行接下来的方法步骤S250(未显示)。

[0141] 在方法步骤S250中，接收一个或多个感应的电压脉冲。更具体而言，由第二电路SC的第二比较器COMP2从变压器T1的次级绕组P2接收一个或多个感应的电压脉冲。其中，通过变压器T1的感性特性，在变压器T1的次级绕组P2中的一个或多个感应的电压脉冲由在变压器T1的初级绕组P1中的一个或多个电压脉冲感应出来。在方法步骤S250之后执行接下来的方法步骤S260(未显示)。

[0142] 在方法步骤S260中，提供第二数字输出信号RX2。更具体而言，基于一个或多个感应的电压脉冲提供反映第二数字输入信号TX1的第一数字输出信号。基于利用一个或多个感应的电压脉冲的负或正的形式，第二比较器COMP2提供反映第二数字输入信号的第二数字输出信号。在方法步骤S260之后，该方法可以结束或者从步骤S240开始重复，以用于形成数字信号从第一电路FC到第二电路SC的传输的新的回合。

[0143] 还可以执行额外的方法步骤S270(未显示)。

[0144] 在方法步骤S270中，第二电路SC和/或第一电路FC的发射器电路TRS2、TRS1设定为高阻抗状态。更具体而言，当没有传输数字信号时，第二和/或第一电路的发射器电路TRS2、TRS1设定为高阻抗状态。可以使用与各自的发射器电路TRS2、TRS1的第一和第二数字发射器TRAN2、TRAN1相关联的三态逻辑电路来将第二电路SC和/或第一电路FC的发射器电路TRS2、TRS1设定为高阻抗状态。在发射器电路TRS2、TRS1中的至少一个已经设定为高阻抗状态之后，至少一个数字发射器TRAN2、TRAN1的传输使能输入TX2EN、TX1EN可以设定为有效从而禁止高阻抗状态，以便使得数字信号能够从至少一个数字发射器传输。

[0145] 还可以执行额外的方法步骤S280(未显示)。在方法步骤S280中，功率通过非接触界面NCI传输。方法步骤S280可以重复(比如循环重复)，以便通过所述非接触界面NCI提供稳定的电源。

[0146] 还可以执行额外的方法步骤S290(未显示)。在方法步骤S290中，功率从第一电路FC到第二电路SC的传输与数字信号至少从第二电路SC到第一电路FC的传输得到交替。

[0147] 上述方法和相关联的方法步骤可以与电动工具(比如参考图2和图3进行描述的电动工具20、40)共同使用。这涉及到执行数个额外的方法步骤中的至少一个。所述数个额外的方法步骤包括方法步骤S300(未显示)、方法步骤S310(未显示)以及方法步骤S320(未显示)。

[0148] 在方法步骤S300中，数字信号从电动工具的旋转设备传输到电动工具的固定控制单元。更具体而言，数字信号(比如数字传感器信号、错误消息和/或设备)从耦合至电动工具的旋转驱动轴32、工具工件31或转子28的至少一个传感器30传输到电动工具20、40的固定控制单元22。数字传感器信号可以例如传输至控制单元22，以便使得控制单元22能够处理数字传感器信号并且使用所述经处理的数字传感器信号控制/监控电动工具20、
40。至少一个传感器30可以为至少一个扭矩传感器。在方法步骤S300之后执行接下来的方法步骤S310(未显示)。

[0149] 在方法步骤S310中，来自电动工具20、40的固定控制单元22的控制信号传输至电动工具20、40的旋转设备。更具体而言，控制信号(比如来自电动工具20、40的固定控制单元22的数字控制信号)传输至耦合至旋转设备(比如电动工具的旋转驱动轴32、工具工件31或者转子28)的至少一个传感器29，以便使得控制至少一个传感器和相关联的电路和/或控制器的运行。

[0150] 在方法步骤S320中，功率从电动工具20、40的固定电源21传输到电动工具20、40的旋转设备的传感器30。更具体而言，旋转设备的电子部件可以为至少一个传感器30以及相关联的控制器和/或耦合至旋转设备(比如电动工具20、40的转子28、工具工件31或者驱动轴32)的电路，以便使得能够向至少一个传感器29和相关联的控制器和/或电路供电。

[0151] 本发明支持数字信号以在从1bit/s上至至少15Mbit/s的区间中的数据速率(比如10Mbit/s)下的通讯。比特率取决于与串联电阻器R1、R2和绕组P1、P2的电感相关联的时间常数。

[0152] 对于本领域技术人员来说许多修改和变化是显然的，并且不会偏离所附权利要求所限定的本发明的范围。为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用而选择和描述了实例，从而使得其他本领域技术人员能够对于各种实例以及利用适合于设想的特定用途的各种修改而理解本发明。