DE3518459C2 - Telemetrie-System - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Telemetrie-System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der DE 32 48 010 A1 bekannt ist.

Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet von inplatierbaren medizinischen Vorrichtungen, die einerseits von Telemetrie-Systemen Gebrauch machen und andererseits zu der Funktionseinstellung Zungenschalter (REED-Schalter) besitzen, die auf ein externes magnetisches Feld ansprechen.

Um bestimmte Funktionen eines inplatierten Herzschrittmachers einzustellen, ist es bekannt, den Herzschrittmacher mit mindestens einem Zungenschalter (Reed-Schalter) auszustatten, der durch ein außerhalb des Körpers erzeugtes Magnetfeld betätigt wird. Allerdings haben auch die für den speziellen Zweck der Herzschrittmacher entwickelten Zungenschalter gewisse Nachteile.

In den letzten Jahren wurden Telemetrie-Systeme für implantierte Prothesen, speziell auch für Herzschrittmacher entwickelt. In dem implatierten Herzschrittmachergehäuse befindet sich ein Telemetrie- Sendeempfänger, so daß von außerhalb Programmierdaten wie Empfindlichkeit, Impulsbreite und dergleichen eingegeben werden können, gleichzeitig aber auch die Möglichkeit besteht, aus dem Schrittmacher heraus Information nach außen zu senden, die Aufschluß über die Arbeitsweise des Schrittmachers und dergleichen geben (DE 32 48 010 A1). Zum Erfassen eines magnetischen Feldes mit Hilfe einer implantierten Einrichtung ist es auch bekannt, an Stelle der oben erwähnten Zungenschalter einen Magnetfeldsensor vorzusehen, indem von der Tatsache Gebrauch gemacht wird, daß sich der Wert einer Induktivität abhängig von einem externen Magnetfeld ändert.

So ist es zum Beispiel allgemein bekannt (DE 22 45 191 A1), zum Messen von Magnetfeldern zwei Oszillatoren mit jeweils einer zugehörigen Spule zu verwenden, wobei die eine Spule sich innerhalb und die andere Spule sich außerhalb des zu messenden Magnetfeldes befindet. Die Schwingungsfrequenzen hängen ab von dem Wert der Induktivität der jeweiligen Spule. Durch Vergleich der Schwingungsfrequenzen läßt sich ein Wert ermitteln, der zu der Feldstärke des Magnetfeldes in Beziehung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Telemetrie-System anzugeben, welches mit einem Magnetfeld-Sensor kombiniert ist, so daß nicht nur Information mittels Telemetrie gesendet und empfangen werden kann, sondern auch das Vorhandensein eines äußeren Magnetfeldes einer gegebenen Mindeststärke festgestellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1.

Dabei handelt es sich nicht nur um eine reine Aggregation eines Telemetrie-Systems und eines Magnetfeldsensors, sondern der Magnetfeldsensor macht Gebrauch von Teilen des Telemetrie-Systems. Hierzu ist eine spezielle Erregungsschaltung vorgesehen, die dem Schwingkreis des Telemetrie-Systems ein Erregungssignal zuführt. Weil sich die Induktivität ändert, wenn diese von einem externen Magnetfeld durchsetzt ist, ändert sich bei Zuführen eines Erregungssignals auch die dann meßbare Resonanzfrequenz des Schwingkreises. Diese Änderung läßt sich analysieren, um festzustellen, ob sich die Induktivität in einem eine Mindeststärke aufweisenden magnetischen Feld befindet oder nicht.

In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Abtastfenster gebildet, und die Nulldurchgänge der am Schwingkreis abgegriffenen Spannung werden ermittelt. Wenn kein äußeres Magnetfeld vorhanden ist, wird innerhalb des Abtastfensters eine bestimmte Anzahl von Nulldurchgängen festgestellt. Ist ein eine bestimmte Mindeststärke aufweisendes äußeres Magnetfeld im Bereich der Induktivität vorhanden, so wird festgestellt, daß sich die Anzahl der erfaßten Nulldurchgänge ändert. Dies ist dann ein Zeichen dafür, daß ein äußeres Magnetfeld vorhanden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Kopfendes eines typischen Telemetrie- Sendeempfängers für einen Herzschrittmacher, einschließlich eines Magnetfeldsensors,

Fig. 2 die logischen Schaltungen zum Steuern des Betriebs des Systems nach Fig. 1 und

Fig. 3 Signalformen, die im Betrieb der Schaltung nach Fig. 1 und 2 auftreten.

Ein Magnetfeld-Test beinhaltet zwei Signale, "Erregung" und "Abtasten", wobei das letztere dem ersten folgt und jedes dieser Signale eine vorherbestimmte Dauer hat. Das Erregungssignal erregt eine Spule. Die Spule ist in einem Schwingkreis enthalten, und es fließt ein Resonanzstrom. Das Abtastsignal definiert ein Fenster, und der Resonanzstrom zeigt unterschiedlich viele Nulldurchgänge, während des Abtastfensters in Gegenwart bzw. bei fehlendem magnetischem Feld.

Wenn sich das System nach Fig. 1 im Sendebetrieb befindet, wird der Magnetfeldtest gesperrt. In diesem Fall ist der Schalter N2 geschlossen, um den Kondensator C und die Spule L parallel zu schalten. Zu sendende Impulsstöße werden angesteuert, wenn die Sendeempfänger- und Codecschaltung 12 (Kodierer-Dekodierer) den Schalter P1 schließt, wodurch die Energiequelle V_DD an den Schwingkreis geschaltet wird. Die Sendeempfänger- und Codec-Schaltung 12 bestimmt die Zeitspanne der Übertragung und der Datenrate abhängig von einer Dateneingabe. Ein Impulsstoß wird angesteuert, wenn der Leiter TxS1 einen niedrigen Impuls führt.

Wenn das System im Empfangbetrieb arbeitet, sind beide Schalter P1 und N2 offengeschaltet, so daß die Spule L die HF-Daten aufnehmen kann. Die in der Spule induzierte Spannung führt zu Impulsen am Ausgang des Komparators 10, und somit wird ein Datensignal auf den Codec 12 übertragen. Das System gemäß Fig. 1 arbeitet in herkömmlicher Weise bei dem Senden und dem Empfang von Daten.

Die zusätzliche Funktion des Abtastens und Erkennen eines statischen Magnetfeldes wird für eine sehr kurze Zeitspanne aktiviert, wenn das System sich im Empfangsbetrieb befindet. Dies verringert die Gefahr, daß ein Magnetsignal die empfangenen Daten überlagert. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Magnetfeldabtast- Funktion nur einmal pro Sekunde aktiviert, um so den durchschnittlichen Stromverbrauch zu verringern.

Die Werte von L und C in dem Schwingkreis sind so gewählt, daß dieser eine Resonanzfrequenz von 8 kHz besitzt, geringfügig weniger als 8,192 kHz (ein binäres Vielfaches von 1 Hz). Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 steigen zu Beginn des Zyklus beide Signale S4 und TxS2 an, so daß die Schalter N2 und N4 schließen. Unter Bezugnahme auf die Signale, die im oberen Teil der Fig. 3 dargestellt sind, werden beide Schalter 122 Mikrosekunden lang geschlossen, um den Kondensator C durch den Widerstand R zu entladen. Der Widerstand dient dazu, den Strom zu begrenzen und die Schalter zu schützen. Nachdem sich der Kondensator entladen hat, sinkt das -Signal, wie in Fig. 3 gezeigt, über eine Zeitspanne von 30,5 Mikrosekunden, während Signale S4 und TxS2 ebenfalls niedrigen Pegel haben. Zur gleichen Zeit, in der die Schalter N2 und N4 offen sind, ist der Schalter P3 geschlossen. Zu Ende des 30,5-Mikrosekunden-Erregungsintervalls öffnet sich der Schalter S3, während sich der Schalter N2 für 151,5 Mikrosekunden schließt (Schalter N4 bleibt während dieses Intervalls offen). Die Spannung V_LC am Resonanzschaltkreis, besitzt zwei aufeinanderfolgende Teile: Erregung und Ansprechen. Der Erregungsteil des Signals wird durch Leiten des Schalters P3 bei einem Erregungsintervall von 30,5 Mikrosekunden gesteuert. Das Ansprechen erfolgt während des 151,5- Mikrosekundenintervalls, wenn der Schalter N2 der einzige ist, der geschlossen ist, wobei der Kondensator und die Spule schwingen, und der Ausgang des Komparators 10 seinen Zustand ändert, sobald die Spannung am Minuseingang des Komparators den V_ref-Bezugswert kreuzt.

Die zum Erzeugen der erforderlichen Schaltsignale dienende Logik ist als Block 14 in Fig. 1 dargestellt, und der detaillierte Schaltkreis dieses Blocks ist in der Fig. 2 gezeigt. Es liegen fünf Taktsignale vor, die mit den Eingängen einer Magnetfeldabtast-Steuerlogik 14 geschaltet sind. Die fünf Taktsignale sind am oberen Ende der Fig. 3 wiedergegeben. Es wird ein weiteres Eingangssignal auf den Leiter 16 gegeben, nämlich ein 1-Hz-Taktsignal, das einen Magnetfeldtest einleitet, wenn der Eingang hohe Spannung erhält. Der Sperreingang verhindert das Abtasten des magnetischen Feldes, er wird durch die Schaltung 12 geliefert, wenn die Spule für eine andere Funktion benötigt wird. Weitere Eingänge zu dem Block 14 sind der Ausgang des Komparators 10 und das von der Schaltung 12 kommende Signal Tx. Die drei Ausgangssignale von dem Block 14, wie in der Fig. 3 gezeigt, sind S4, TxS2 und S3.

Wenn das 1-Hz-Taktsignal ansteigt, wird das Flip-Flop FF1 getriggert. Da sich der Q1-Ausgang normalerweise auf einer hohen Spannung befindet und da derselbe mit dem D-Eingang verbunden ist, wird das Flip-Flop gesetzt, und der Q1-Ausgang (MTST) steigt an. Das MTST-Signal ist das Hauptsignal für das Triggern des Magnettests. Wenn das Sperrsignal hoch ist, jedoch der Ausgang des Gatters G1 niedrig ist, ist somit der Ausgang des Gatters G2 hoch, um das Flip-Flop FF1 zurückzusetzen. Unter der Annahme, daß eine Testreihe auftritt, wird das Flip-Flop zurückgesetzt, wenn beide der 2,048-kHz- und 8,192-kHz-Signale zunächst hoch waren. Zu dieser Zeit fällt der Ausgang des Gatters G3, und der Ausgang des Gatters 2 geht hoch unter Zurücksetzen des Flip- Flops. Wenn die Takte die in der Fig. 3 angegebenen Frequenzen aufweisen, geht der Ausgang des Gatters G3 für 305 Mikrosekunden nach unten, nachdem das MTST-Signal sich zunächst erhöht hat. Die für diesen Test benötigte Zeitspanne beläuft sich auf insgesamt 366 Mikrosekunden.

Es ist zu beachten, daß die Magnetfeldabtast-Steuerlogik durch eine Vielzahl Taktsignale betrieben wird, wobei sich die höchste auf 32,768 kHz beläuft. Die subharmonischen Taktsignale werden von der höchsten Frequenz abgeleitet, die normalerweise durch einen 32,768-kHz- Kristalloszillator zur Verfügung steht, wie er als Teil des Telemetrie- Systems zur Anwendung kommt.

Der Schalter P1 gemäß Fig. 1 ist nur dann geschlossen, wenn das System im Sendebetrieb arbeitet, und wird durch die Schaltung 12 gesteuert. Die die Schalter N2, N4 und P3 steuernden Signale werden in dem Block 14 erzeugt. Der Schalter N2 wird durch das logische Signal TxS2 gesteuert, das ansteigt, um den Schalter N2 in Funktion zu bringen. Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 ist es das Tor G9, das das Signal TxS2 ansteigen läßt. Wenn das System Daten übermittelt, befindet sich das Tx-Steuersignal von der Schaltung 12 auf einem hohen Wert. Somit ist der Ausgang des Gatters G10 gemäß Fig. 2 niedrig, und der Ausgang des Gatters G9 hoch. Wenn der TxS2-Leiter eine hohe Spannung aufweist, ist der Schalter N2 geschlossen, so daß der Kondensator C und die Spule L parallel geschaltet sind, wie dies für eine Übertragung erforderlich ist. Beim Empfangsbetrieb ist das TX- Signal niedrig, während der Ausgang des Gatters G10 sich auf einem hohen Wert befindet. Somit hängt der Zustand des Signals TxS2 ausschließlich von dem Betrieb des Gatters G8 ab. Wenn der Magnetfeldtest nicht ausgeführt wird, weil sich der Q1-Ausgang des Flip-Flops FF1 auf einem hohen Wert befindet, befindet sich der Ausgang des Gatters G8 ebenfalls auf einem hohen Wert, und somit sinkt der Wert des Ausgangs des Gatters G9, um den Schalter N2 ausgeschaltet zu halten. Jedoch ist während des Magnetfeldtests der Q1-Ausgang des Flip-Flops niedrig, und somit wird der Betrieb des Gatters G8 ausschließlich durch das Gatter G11 gesteuert. Zu diesem Zeitpunkt steuern die anderen Gatter das TxS2-Signal.

Das Gatter G11 wird durch zwei Taktsignale und das Gatter G7 gesteuert, letzteres wird noch durch ein drittes Taktsignal (wie auch das MTST-Signal) gesteuert. Nach der Logik ist der Ausgang von G11 normalerweise niedrig, wobei der Ausgang nur hoch wird, während eines kurzen Zeitintervalls, wenn S3, siehe Fig. 3, einen niedrigen Wert besitzt. Es ist das Gatter G11, das die S3-Signale durch das Gatter G12 erhält. Der Ausgang des Gatters G8 ist der gleiche wie der Ausgang des Tors G11, sobald das MTST-Signal einen hohen Wert besitzt. Das S4-Signal wird durch das Gatter G6 von den zwei Taktsignalen während der Zeit abgeleitet, während derer das Flip-Flop FF1 arbeitet.

V_LC (am Minuseingang des Komparators 10) ist normalerweise klein bezüglich der Bezugsspannung, und der Komparatorausgang ist normalerweise hoch. Dies ist in der Fig. 3 gezeigt. Wie sich der Komparatorausgang während des Testzyklus ändert, wird weiter unten beschrieben, ebenso die Wirkung auf die Flip- Flops FF2 und FF3 und den Ausgang des Gatters G14. Wann immer das Sperrsignal auf einen hohen Wert ansteigt, nimmt der Ausgang des Gatters G1 einen niedrigen Wert an, und durch den Ausgang des Gatters G5, der einen hohen Wert annimmt, werden beide Flip-Flops zurückgestellt, wodurch der Ausgang des Magnetfeldtests außer Funktion tritt. In ähnlicher Weise nimmt der Q1-Ausgang des Flip-Flops FF1 (MTST) bei Abnahme des MTST-Signals zu und der Ausgang des Gatters G13 nimmt ab. Dies verhindert eine Taktgebung der Flip-Flops FF2 und FF3, d. h. dieselben bleiben zurückgestellt. Wenn dieselben zuvor während eines Testzyklus gesetzt worden sein sollten, werden sie zurückgestellt, wenn der Ausgang des Gatters G4 niedrig wird, wodurch der Ausgang des Gatters G5 hochgeht. Der Ausgang des Gatters G4 wird niedrig, wenn dessen zwei Takteingänge zunächst hoch sind. Dies tritt nach 1½ Zyklen von 2,048 kHz Takten auf, wie in Fig. 3 gezeigt (am rechten Ende dieser Zeichnung) ist. Bei Vorliegen eines hohen MTST-Signals und gesetztem Flip-Flop FF3, befindet sich der Ausgang des Gatters G14, der Magnetfühl(M)-Leiter 18, in dem durch den Zustand des Flip-Flops FF3 gesteuerten Zustand. Das Flip-Flop wird während des Abtastintervalls gesetzt, wenn die Stärke des in der Prüfung befindlichen magnetischen Feldes einen Schwellenwert überschreitet. Das Flip-Flop FF3 sollte lediglich am Ende des gesamten Testzyklus abgefragt werden, und zwar während der "Magnetabfühlung", wie am unteren Ende der Fig. 3 gezeigt.

Es beläuft sich ein voller Testzyklus auf 366 Mikrosekunden in je einem 1-Sekunden-Intervall. Wenn ein Programmierer Daten außerhalb dieser 366 Mikrosekunden sendet, in denen das Herstellen einer Telemetrie- Kommunikationsverbindung bei dem System während der MTST- Testperiode möglich ist, wird eine derartige Kommunikationsverbindung nicht hergestellt werden. Dies deshalb, weil der Programmierer ein Echo von der Telemetrie-Vorrichtung erwartet, das den Empfang eines gültigen Befehls zur Aufnahme der Kommunikation erhält und bestätigt. Während des Magnetfeldtests ist jedoch die Spule nicht in der Lage, irgendein Echo zu übermitteln und erst recht nicht das Richtige. Dies wird vom Schrittmacher-Programmierer als ein Fehlzustand erkannt, und der Programmierer wird die Daten nach einer kurzen Verzögerung erneut übermitteln. Dieser Fehler ist einfach darauf zurückzuführen, daß entweder die Telemetrievorrichtung oder der Programmierer durch das Vorliegen falscher Signale irretiert worden ist. Bei dem nächsten Versuch, eine Telemetrie-Kommunikationsverbindung herzustellen, wird der Magnetfeldtest außer Funktion sein, und es kann eine Kommunikationsverbindung hergestellt werden. Dies bedingt, daß durch die Schaltung 12 dauernd ein Sperrsignal erzeugt wird, wodurch der Magnetfeldtest ständig verhindert wird, bis die Kommunikationsverbindung am Ende der Telemetriesequenz unterbrochen wird. Zu Beginn des Magnetfeldtests schließen sich die Schalter N2 und N4 für 122 Mikrosekunden, um jegliche Restladung aus dem Kondensator C gemäß Fig. 1 zu entfernen. Dies stellt die "Vorbereitungsperiode" ("Vorkonditionierung") dar. Die untere Seite des Kondensators wird sodann 30,5 Sekunden lang auf das V_DD-Potential aufgeladen, wobei der Schalter P3 angeschaltet wird.

Dies bewirkt eine kosinusartige Wellenform der Spannung des Verstärkers V_DD an der Spule. Zu Ende der 30,5-Mikrosekunden-Spanne öffnet sich der Schalter P3, und der Schalter N2 schließt sich erneut. Zu diesem Zeitpunkt wird die mit dem Schalter N2 verbundene Stelle des Kondensators geerdet, wodurch ein zusätzlicher negativer Erregungsschritt über dem Kondensator resultiert. Die Spannung über der Spule kann von diesem Augenblick an bis zum Ende der Magnetfeldtest-Zeit ausgedrückt werden als

V_LC = -√ · V_DD · sin (W₀t + π/4).

Bei Nichtvorliegen eines magnetischen Feldes ergeben die Werte von L und C eine Resonanzfrequenz von angenähert 8 kHz.

Die Ansprech-"Schwingungs"-Wellenform und deren entsprechender Komparatorausgang sind durch die Linien am unteren Ende der Fig. 3 gezeigt. Der Komparatorausgang weist eine einfache negative Flanke innerhalb des Magnettestfensters auf. (Das Test- oder Abtastfenster hat eine Dauer gleich der Dauer der zweiten Leitzeit des Schalters N2, wie in der Fig. 3 gezeigt.) Jede Abfallflanke an dem Ausgang des Komparators führt zu einem Signal am Ausgang des Tors G13 und taktet die Flip-Flops FF2 und FF3. Der erste Takt bedingt einen Anstieg des Ausgangs Q2 des Flip-Flops FF2. Soweit keine zweite Taktgebung vorhanden ist, bleibt der Q3-Ausgang des Flip-Flops FF3 niedrig, und das magnetische Abtastsignal an dem Ausgang verbleibt auf einem hohen Wert. Der Zweistufen-Schalter wird während jedes Zyklus zurückgestellt, und zwar 61 Mikrosekunden nach Ende des Testfensters.

Wenn jedoch ein ständiges magnetisches Feld auf die Spule einwirkt, wird die relative Permeabilität des magnetischen Kerns verringert, was dazu führt, daß die Schwingungsfrequenz sich erhöht, wie durch die gestrichelten Wellenformen gemäß Fig. 3 wiedergegeben. Die entsprechende Komparator-Ausgangswellenform hat nunmehr zwei oder mehr Abfallflanken in dem Testfenster. Die zweite Abfallflanke führt zum Setzen des Flip-Flops FF3, da dessen D-Eingang mit dem Q2- Ausgang des Flip-Flops FF2 verbunden ist. Der Zähler wird in diesem Zustand verriegelt, bis er zu Ende des Zyklus neu eingestellt wird. Wenn der Ausgang M wenigstens 61 Mikrosekunden über den gesamten Zyklus hin, d. h. die letzten 61 Mikrosekunden auf niedrigem Wert gehalten wird, zeigt dies das Vorliegen eines Magnetfeldes an.

Unter Bezugnahme auf die V_LC-Wellenform gemäß Fig. 3 ergibt sich, daß zu Beginn des Abtastintervalls (währenddessen der Schalter N4 ausgeschaltet und der Schalter N2 angeschaltet ist) zwei Nulldurchgänge auftreten (einer positiv, einer negativ) oder ob nicht ein Dritter vorliegen kann (positiv, was zu einem negativen Komparatorausgang führt) hängt von der Frequenz des Schwingkreises ab. Bei Vorliegen eines magnetischen Feldes, erscheint der dritte Nulldurchgang im Fenster, und bei Nichtvorliegen eines magnetischen Feldes erscheint der dritte Nulldurchgang, nachdem das MTS-Signal auf einen niedrigen Wert abgesunken ist, wobei gleichzeitig die Flip-Flops FF2 und FF3 nicht getaktet werden. Nur ein Nulldurchgang von V_LC in der positiven Richtung resultiert in einer Taktgebung für die Flip-Flops. Ob der Flip- Flop FF3 eingestellt ist oder nicht hängt davon ab, ob der dritte Nulldurchgang innerhalb des Abtastfensters liegt. Die Abtastempfindlichkeit kann als die Feldstärke definiert werden, die erforderlich ist, um den dritten Nulldurchgang der Schwingungswellenform im inneren des Testfensters zu verlagern unter der Annahme, daß die Bezugsspannung V_REF des Komparators klein ist. Die Empfindlichkeit hängt von zwei Faktoren ab. Der erste umfaßt die magnetischen Eigenschaften des Spulkerns. Der zweite umfaßt die Frequenzverlagerung, um den interessierenden Nulldurchgang in eine Lage im Inneren des Testfensters zu bringen.

Die magnetischen Eigenschaften des Spulenkerns hängen von der Form des Kerns und dessen magnetischen Eigenschaften ab, d. h. der B-H- Kurve. Um eine hohe Empfindlichkeit zu erreichen, sollte die dynamische Permeabilität des Kerns sich um eine beträchtlichen Betrag bei der niedrigsten interessierenden Feldstärke verändern. Der Kern sollte großflächige Polflächen, jedoch einen kleinen Durchmesser besitzen.

Was die Frequenzverlagerung betrifft, um den interessierenden Nullkreuzungspunkt in die angestrebte Lage innerhalb des Testfensters zu bringen, so hängt dies von der ursprünglichen Lage des Nullkreuzungspunktes ab. Dies ist wiederum eine Funktion der Resonanzfrequenz der LC-Schaltung. Wenn der Schaltkreis auf eine geringfügig niedrige Frequenz, jedoch sehr nahe bei 8,192 kHz, abgestimmt ist, wird die Empfindlichkeit extrem hoch sein, jedoch kann das System durch Störgeräusche oder Interferenz angegriffen werden. Eine ausgezeichnete Störgeräuschunterbindung und gute Empfindlichkeit können erreicht werden, wenn die Resonanzfrequenz auf 8 kHz eingestellt wird. In der Praxis kann die Empfindlichkeit zu derjenigen von Miniatur-Zungenschaltern vergleichbar gemacht werden. Ausgezeichnete Störgeräuschunterbindung ergibt sich aus zwei unterschiedlichen Gründen. Zunächst wird der Magnetfeldtest 366 Mikrosekunden pro jeder Sekunde durchgeführt; ein Störgeräusch kann nur dann wirksam werden, wenn es in diese kurze Zeitspanne fällt. Zweitens hilft die hohe Empfindlichkeit der Resonanzschaltung, alle Störgeräuschkomponenten abzuweisen, auf die die Resonanzschaltung nicht abgestimmt ist.

Das Anfügen einer Magnetfeldtest-Steuerlogik zu einem gegebenen Telemetriesystem führt zu einer geringfügigen Zunahme im gesamten Gleichstrom. Unter Anwenden von Standard-CMOS-Logik-Chips kann der Strom bei weniger als 0,1 Mikroampere gehalten werden. Bezüglich des zum Betreiben der Resonanzschaltung erforderlichen Stroms, wobei eine Spule mit Q = 20 und mit V_DD = 2,8 Volt vorliegt, betrug der Spitzenstrom durch die Spule 120 Mikroampere, und der Durchschnittswert lag bei 2,3 Nanoampere. Somit wird der gesamte Systemstrom um unter 0,2 Mikroampere erhöht. Es ist ebenfalls zu beachten, daß bei Speisen des Systems von einer Batterie hoher Impedanz mit einem Standard-Überbrückungskondensator von 10 Mikrofarad, die Betriebsspannung während des LC-Spitzenstromstoßes geringfügig unter ihren ursprünglichen Wert abfällt. Der Abfall beträgt jedoch weniger als 5 Millivolt und hat somit keinerlei schädliche Wirkung auf den Gesamtbetrieb des Systems.

Claims (7)

1. Telemetrie-System, umfassend.

• a) einen LC-Schwingkreis (L, C);
• b) eine Telemetrie-Logikschaltung (12), die im Sendebetrieb ein Zuführen von Erregungsimpulsen zu der Induktivität (L) des LC- Schwingkreises steuert, und die im Empfangsbetrieb Potentiale an der Induktivität (L) abtastet;
• c) wobei die Resonanzfrequenz des Schwingkreises (L, C) sich in Abhängigkeit eines die Induktivität (L) durchsetzenden äußeren magnetischen Feldes ändert, gekennzeichnet durch einen Magnetfeld-Sensor, der Gebrauch von Elementen des Telemetrie-Systems macht und eine Abtasteinrichtung (14, 16) aufweist, die das Vorhandensein eines magnetischen Feldes im Bereich der Induktivität (L) periodisch feststellt, bestehend aus
• d) einer Erregungsschaltung (14, S3, P3), die dem Schwingkreis (L, C) ein Erregungssignal (V_DD) zuführt, dessen Folgereaktion eine Funktion der magnetischen Feldstärke im Bereich der Induktivität (L) ist, und
• e) einer Analysierschaltung (10; 14, FF2, FF3), die die Reaktion des Schwingkreises auf das von der Erregungsschaltung (14, S3, P3) zugeführten Erregungssignals (V_DD) analysiert.

2. Telemetrie-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungsschaltung (14, S3, P3) das Erregungssignal während einer vorbestimmten Zeitspanne (P3 ein) zugeführt, daß eine Einrichtung (14, TxS2) zum Bilden eines Abtastfensters (N2 ein) ein Abtastfenster derart bildet, daß dieses zu vorbestimmten Zeitpunkten nach dem Erregen des Schwingkreises (L, C) beginnt und endet, und daß die Analysierschaltung eine Detektoreinrichtung (10, G13, G5, FF2, FF3) aufweist, die feststellt, wie sich der Signalpegel an einem ausgewählten Punkt des Schwingkreises in bezug auf einen Schwellenwert (V_ref) während der Dauer des Abtastfensters verhält.

3. Telemetrie-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Telemetrie-Logikschaltung (12) und die Abtasteinrichtung (14, 16) die Detektoreinrichtung (10 . . .) gemeinsam benutzen.

4. Telemetrie-System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis (L, C) im Anschluß an die Beendigung des Zuführens des Erregungssignals weiterschwingt, daß die Detektoreinrichtung (10 . . .) eine Spannung an der Induktivität (L) erfaßt, und daß das Abtastfenster eine solche Dauer besitzt, daß während dieser Dauer nur dann eine vorbestimmte Anzahl von Nulldurchgängen der Spannung auftritt, wenn im Bereich der Induktivität ein äußeres magnetisches Feld mit einer vorbestimmten Minimalstärke vorhanden ist.

5. Telemetrie-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregungssignal dem Schwingkreis (L, C) in periodischen Intervallen wiederholt zugeführt wird, und daß die Einrichtung zum Bilden eines Abtastfensters ebenso wie die Detektoreinrichtung (10 . . .) in denselben periodischen Intervallen arbeiten.

6. Telemetrie-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Telemetrie-Logikschaltung (12) den Betrieb der Abtasteinrichtung (14, 16) während des Sendens und des Empfangens von Telemetrie- Signalen sperrt.

7. Telemetrie-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Start jedes Abtastzyklus der Schwingkreis (LC) vorkonditioniert wird (N2 ein).