DE10053820A1 - Elektronisches Sicherheitsschaltgerät - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Sicherheitsschaltgerät (10) mit zumindest einem ersten (12) und einem zweiten (14) Signalverarbeitungskanal, denen zur Signalverarbeitung Eingangssignale (34, 36) zuführbar sind. Die Signalverarbeitungskanäle (12, 14) stellen ihrerseits verarbeitete Ausgangssignale (38, 40) bereit. Dabei verarbeiten der erste (12) und der zweite (14) Signalverarbeitungskanal die zugeführten Eingangssignale (34, 36) redundant zueinander. Ferner sind der erste (12) und der zweite (14) Signalverarbeitungskanal jeweils mit Hilfe integrierter Halbleiterstrukturen (18, 20) aufgebaut. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste (12) und der zweite (14) Signalverarbeitungskanal monolithisch auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat (16) angeordnet sind, wobei die Halbleiterstrukturen (18, 20) jedes Signalverarbeitungskanals (12, 14) räumlich um ein Vielfaches ihrer Breite (B¶2¶, B¶3¶) von den Halbleiterstrukturen (20, 18) jedes anderen Signalverarbeitungskanals (14, 12) beabstandet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Sicher­ heitsschaltgerät mit zumindest einem ersten und einem zweiten Signalverarbeitungskanal, denen zur Signalverarbeitung Ein­ gangssignale zuführbar sind und die verarbeitete Ausgangs­ signale bereitstellen, wobei der erste und der zweite Signal­ verarbeitungskanal die zugeführten Eingangssignale redundant zueinander verarbeiten, und wobei der erste und der zweite Si­ gnalverarbeitungskanal jeweils mit Hilfe integrierter Halb­ leiterstrukturen aufgebaut sind.

Ein derartiges Sicherheitsschaltgerät ist aufgrund seiner Ver­ wendung bekannt.

Sicherheitsschaltgeräte der eingangs genannten Art werden vor allem im industriellen Bereich eingesetzt, um Abschaltvorgänge an Maschinen und Anlagen auf fehlersichere Art und Weise durch­ zuführen. "Fehlersicher" bedeutet dabei in diesem Zusammenhang, daß das Schaltgerät zumindest die Sicherheitskategorie 3 der Europäischen Norm EN 954-1 erfüllt. Beispielsweise werden der­ artige Geräte verwendet, um in Reaktion auf die Betätigung ei­ nes Not-Aus-Tasters oder das Öffnen einer Schutztür eine Ma­ schinenanlage, wie beispielsweise eine Presse oder einen selb­ ständig arbeitenden Roboter, stillzusetzen oder anderweitig in einen gefahrlosen Zustand zu überführen. Auch zum Durchführen von Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten ist es in der Regel notwendig, eine Maschine oder Maschinenanlage zumindest teil­ weise fehlersicher stromlos zu schalten. Da eine Fehlfunktion oder ein Versagen des Sicherheitsschaltgerätes in einer solchen Situation eine unmittelbare Gefahr für Menschen zur Folge hat, werden hinsichtlich der Fehlersicherheit von Sicherheitsschalt­ geräten sehr hohe Anforderungen gestellt. In der Regel dürfen Sicherheitsschaltgeräte daher erst nach einer entsprechenden Zulassung durch eine zuständige Aufsichtsbehörde, beispielswei­ se die Berufgenossenschaften oder den TÜV, im industriellen Be­ reich verwendet werden.

Eine an sich bekannte Maßnahme zum Erreichen der erforderlichen Fehlersicherheit ist es, das Sicherheitsschaltgerät mehrkana­ lig-redundant aufzubauen, wobei sich die zumindest zwei Signal­ verarbeitungskanäle gegenseitig überwachen. Tritt in einem der Signalverarbeitungskanäle ein Fehler auf, muß der zweite Signalverarbeitungskanal in der Lage sein, diesen zu erkennen und einen für Personen im Bereich der Maschinenanlage gefahrlosen Zustand herbeizuführen. Eine besondere Aufmerksamkeit muß bei diesem Vorgehen auf mögliche Fehlerursachen gelegt werden, die mehrere oder alle redundanten Signalverarbeitungskanäle in gleicher Weise beeinflussen, da ansonsten die erforderliche Fehlersicherheit nicht gewährleistet ist (sogenannte Common Cause Fehler).

Ein häufig praktiziertes Vorgehen bei der Zulassung von Sicher­ heitsschaltgeräten durch die zuständigen Aufsichtsbehörden ist es, daß der Konstrukteur oder Hersteller des Sicherheitsschalt­ gerätes eine eingehende und detaillierte Fehlerbetrachtung vor­ legen muß, in der jeder denkbare Fehler erfaßt ist. Darin muß bewiesen werden, daß das Sicherheitsschaltgerät auch bei Auf­ treten des jeweiligen Fehlers in zuverlässiger Weise einen ge­ fahrlosen Zustand für Personen herbeiführen kann. Eine der­ artige Betrachtung ist insbesondere bei komplexen Sicherheits­ schaltgeräten mit zahlreichen Funktionen sehr aufwendig, was sich nachteilig auf die Kosten der Entwicklung und Herstellung auswirkt. Hinzu kommt, daß diese Fehlerbetrachtung auch bei ge­ ringen Änderungen am Aufbau oder in der Struktur des Sicher­ heitsschaltgeräts wiederholt werden muß, da beispielsweise al­ lein durch eine räumlich unterschiedliche Anordnung von an sich gleichen Bauelementen neue Fehlerquellen erzeugt werden können.

Es ist angesichts dessen eine Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, ein Sicherheitsschaltgerät der eingangs genannten Art an­ zugeben, bei dem der Aufwand zum Nachweis der Fehlersicherheit reduziert ist.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Sicherheits­ schaltgerät dadurch gelöst, daß der erste und der zweite Si­ gnalverarbeitungskanal monolithisch auf einem gemeinsamen Halb­ leitersubstrat angeordnet sind, wobei die Halbleiterstrukturen jedes Signalverarbeitungskanals räumlich um ein Vielfaches ih­ rer Breite von den Halbleiterstrukturen jedes anderen Signal­ verarbeitungskanals beabstandet sind.

Erfindungsgemäß wird hiermit ein Sicherheitsschaltgerät vorge­ schlagen, bei dem die zueinander redundanten Signalverarbei­ tungskanäle erstmals gemeinsam in einem Halbleiterchip angeord­ net sind. Dabei ist nicht ausgeschlossen, daß jeder der Signal­ verarbeitungskanäle in Abhängigkeit von der Art und der Funk­ tionalität des Sicherheitsschaltgeräts zusätzlich noch mit Hil­ fe von externen Bauelementen, beispielsweise zum Einstellen von Zeitkonstanten, ergänzt wird. Die Vorteile der Erfindung wirken sich jedoch um so stärker aus, je weniger zusätzliche externe Bauelemente benötigt werden.

Durch die gemeinsame Anordnung der redundanten Signalverarbei­ tungskanäle läßt sich die gesamte Struktur des Sicherheits­ schaltgerätes in einer später nicht mehr veränderbaren Form bei der Konstruktion und Entwicklung des Halbleiterchips festlegen. Infolgedessen muß die für die Zulassung durch die Aufsichtsbe­ hörden erforderliche Fehlerbetrachtung nur einmalig durchge­ führt werden, nämlich bei der Entwicklung des Halbleiterchips. Spätere Überprüfungen können sich darauf beschränken, die Ein­ haltung der bei der Entwicklung des Halbleiterchips festgeleg­ ten Spezifikationen, insbesondere die Einhaltung von vorgesehe­ nen räumlichen Abmessungen und verwendeten Materialien, quanti­ tativ zu überprüfen. Derartige Überprüfungen können wesentlich einfacher durchgeführt werden als die aufwendigen Fehlerbe­ trachtungen.

Darüber hinaus besitzt die erfindungsgemäße Maßnahme den Vor­ teil, daß aufgrund der Unveränderlichkeit des Halbleiterchips nach seiner Herstellung bestimmte Fehlerursachen von vornherein zuverlässig ausgeschlossen werden können. So kann bei einer Fehlerbetrachtung beispielsweise ein Kurzschluß zwischen zwei Leiterbahnen auf dem Halbleitersubstrat ausgeschlossen werden, wenn die beiden Leiterbahnen einen ausreichenden Abstand von­ einander einhalten. Im Gegensatz dazu könnte beispielsweise zwischen zwei Leiterkabeln, die in an sich bekannter Weise von­ einander isoliert sind, im Betrieb ein Kurzschluß durch eine mechanische Quetschung entstehen.

Die erfindungsgemäße Maßnahme besitzt des weiteren den Vorteil, daß die anerkannten und bewährten Methoden zur Durchführung der Fehlerbetrachtung in gleicher Weise wie bisher angewendet wer­ den können, was nicht zuletzt auch die Akzeptanz bei den zu­ ständigen Aufsichtsbehörden erleichtert. Aufgrund der Unverän­ derlichkeit des Halbleiterchips lassen sich dabei insbesondere diejenigen Methoden übertragen, die bei der Fehlerbetrachtung von Leiterplatten anerkannt sind.

Des weiteren besitzt die erfindungsgemäße Maßnahme den Vorteil, daß ein Halbleiterchip in an sich bekannter Weise und mit be­ währten Herstellungsverfahren in ein staubdichtes Gehäuse ein­ gebracht werden kann, was Fehlerursachen infolge industrieller Verschmutzung wesentlich minimiert. Derartige Fehlerursachen können daher bei der durchzuführenden Fehlerbetrachtung eben­ falls ausgeschlossen werden.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Sicherheitsschaltgerät in sehr großen Stückzahlen sehr rationell gefertigt werden, oh­ ne daß hierdurch zusätzliche Fehlerursachen geschaffen werden. Nicht zuletzt läßt sich das erfindungsgemäße Sicherheitsschalt­ gerät aufgrund der vorgeschlagenen Maßnahme sehr stark miniatu­ risieren, was die Verwendungsbreite und die Einsatzmöglichkei­ ten erheblich vergrößert.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weisen der erste und der zweite Signalverarbeitungskanal jeweils zumindest eine Kommuni­ kationsschnittstelle zum gegenseitigen internen Datenaustausch auf.

Alternativ hierzu wäre es auch möglich, die redundanten Signal­ verarbeitungskanäle extern, d. h. außerhalb des Halbleiter­ substrates, zum gegenseitigen Datenaustausch miteinander zu verbinden. Demgegenüber besitzt die bevorzugte Maßnahme den Vorteil, daß die Fehlerbetrachtung zum gegenseitigen Datenaus­ tausch ebenfalls nur einmalig bei der Entwicklung des Halblei­ terchips durchgeführt werden muß. Darüber hinaus ist der inter­ ne Datenaustausch schneller und freier von störenden Um­ welteinflüssen möglich. Schließlich sind Fehlerursachen bei der Installation des erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgerätes re­ duziert.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die Kommunikationsschnitt­ stellen des ersten und zweiten Signalverarbeitungskanals über zumindest zwei räumlich getrennte Verbindungsleitungen mitein­ ander verbunden.

Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß auch die interne Kommu­ nikation in einer mehrkanalig-redundanten Weise durchgeführt werden kann, wodurch die Fehlersicherheit des erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgerätes nochmals erhöht ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme sind die Verbindungsleitungen räumlich um ein Vielfaches ihrer Breite voneinander beabstandet.

Aufgrund dieser Maßnahme können Kurzschlüsse zwischen den Ver­ bindungsleitungen und damit verbundene Fehlerursachen zuver­ lässig ausgeschlossen werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen sind die Verbindungsleitungen rückwirkungsfrei ausgebildet.

Bevorzugt wird eine Rückwirkungsfreiheit dadurch erreicht, daß jede Verbindungsleitung eine rückwirkungsfreie Treiberstufe be­ inhaltet. Aufgrund dieser Maßnahme wird eine besonders gute Entkopplung der redundanten Signalverarbeitungskanäle erreicht, wodurch die Gefahr eines Totalausfalls des erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgerätes nochmals erheblich reduziert ist.

In einer weiteren Ausgestaltung weist jeder der Signalver­ arbeitungskanäle eigene Versorgungsanschlüsse auf, die von den Versorgungsanschlüssen der anderen Signalverarbeitungskanäle räumlich getrennt sind.

Mit dieser Maßnahme werden die einzelnen Signalverarbeitungs­ kanäle noch unabhängiger voneinander, wodurch die Gefahr von Fehlern, die mehrere Signalverarbeitungskanäle in gleicher Weise betreffen, noch weiter reduziert ist. Die Fehlersicherheit des erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltgeräts ist zuverlässiger noch besser gewährleistet.

In einer weiteren Ausgestaltung bilden die Halbleiterstrukturen jedes Signalverarbeitungskanals eine räumliche Gruppe, die als Ganzes von jeder räumlichen Gruppe jedes anderen Signalverar­ beitungskanals beabstandet ist.

In dieser Ausgestaltung nehmen die redundanten Signalverarbei­ tungskanäle auf dem Halbleitersubstrat jeweils einen eigenen räumlichen Bereich ein. Zwischen den räumlichen Bereichen las­ sen sich gedanklich Trennlinien ziehen. Die Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die einzelnen Signalverarbeitungskanäle räum­ lich optimal voneinander entkoppelt sind, was eine sehr große Unabhängigkeit ermöglicht. Zudem sind auch die Fehlerbetrach­ tung und die Entwicklung des Halbleiterchips spürbar verein­ facht.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

In der einzigen Figur ist ein erfindungsgemäße Sicherheits­ schaltgerät in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 be­ zeichnet.

Das Sicherheitsschaltgerät 10 besitzt in dem vorliegenden Aus­ führungsbeispiel einen ersten Signalverarbeitungskanal 12 und einen zweiten Signalverarbeitungskanal 14, die redundant zuein­ ander ausgelegt sind. Die beiden Signalverarbeitungskanäle 12, 14 sind auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat 16 angeordnet. Das Sicherheitsschaltgerät 10 ist somit vollständig in einem Halbleiterchip realisiert. Der Halbleiterchip ist in an sich bekannter Weise (hier nicht dargestellt) in einem staubdichten Gehäuse eingegossen und somit vor Verschmutzung und anderen Um­ welteinflüssen geschützt.

Jeder Signalverarbeitungskanal 12, 14 beinhaltet eine Vielzahl von Halbleiterstrukturen 18 bzw. 20, die auf dem Halbleiter­ substrat 16 in an sich bekannter Weise durch Leiterbahnen 22 miteinander verbunden sind. Die Halbleiterstrukturen 18, 20 sind durch Dotieren hergestellte Strukturen in dem Halbleiter­ substrat 16, die aufgrund ihrer räumlichen Anordnung Funktions­ inseln bilden. Die Funktionsinseln bilden wiederum in an sich bekannter Weise elektronische Bauelemente, wie beispielsweise Transistoren, Dioden oder Kapazitäten. Durch die Zusammenschal­ tung dieser Bauelemente mit Hilfe der Leiterbahnen 22 entsteht eine elektronische Schaltung, die die einzelnen Signalverarbei­ tungskanäle 12, 14 bildet.

Mit den Bezugsziffern 24 bzw. 26 ist jeweils eine Kommunika­ tionsschnittstelle bezeichnet, über die die beiden Signal­ verarbeitungskanäle 12, 14 gegenseitig einen internen Datenaustausch durchführen können. Die Kommunikationsschnittstellen 24, 26 beinhalten einzelne Treiberstufen 28, die eine rückwirkungs­ freie Übertragung von Daten ermöglichen. Die Übertragung der Daten erfolgt über chipinterne Verbindungsleitungen 30, 32.

Wie in der Figur dargestellt, beträgt der räumliche Abstand D₁ zwischen zwei benachbarten Verbindungsleitungen 30, 32 ein Vielfaches der Breite B₁ jeder Verbindungsleitung. Je nach Stärke der durch die Verbindungsleitungen 30, 32 fließenden Ströme beträgt der Abstand D₁ das 2-, 3-, 5-, oder sogar 10- fache der Breite B₁. Je größer der Abstand D₁ in Bezug auf die Breite B₁ der Verbindungsleitungen 30, 32 ist, desto sicherer kann ein Kurzschluß und/oder ein Übersprechen zwischen den Ver­ bindungsleitungen 30, 32 ausgeschlossen werden.

Bevorzugt wird der Abstand D₁ daher um mehr als das 3-fache der Breite B₁ gewählt.

Mit den Bezugsziffern 34 bzw. 36 sind Eingangssignale bezeich­ net, die den Signalverarbeitungskanälen 12, 14 über ent­ sprechende Anschlüsse von außen zugeführt werden. Dabei erhal­ ten die Signalverarbeitungskanäle 12, 14 die Eingangssignale 34, 36 hier über getrennte Anschlüsse, was eine große Unabhän­ gigkeit der Signalverarbeitungskanäle 12, 14 gewährleistet. Al­ ternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, den Signalverarbei­ tungskanälen 12, 14 die Eingangssignale 34, 36 über einen ge­ meinsamen Anschluß zuzuführen.

Mit den Bezugsziffern 38, 40 sind Ausgangssignale bezeichnet, die von den Signalverarbeitungskanälen 12 bzw. 14 aufgrund der Signalverarbeitung bereitgestellt werden. Auch die Ausgangssignale 38, 40 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel über räumlich voneinander getrennte Anschlüsse zugänglich, was eine große Unabhängigkeit der Signalverarbeitungskanäle 12, 14 zur Folge hat. In entsprechender Weise besitzt auch jeder der Si­ gnalverarbeitungskanäle 12, 14 in dem hier gezeigten Aus­ führungsbeispiel eigene Versorungsanschlüsse 42 bzw. 44 für die Energieversorgung.

Die Eingangssignale 34, 36 stammen beispielsweise von zwei red­ undanten Kontakten eines Not-Aus-Tasters (hier nicht darge­ stellt). Die Ausgangssignale 38, 40 steuern redundante Kontakte von Relais (ebenfalls nicht dargestellt), mit denen eine Strom­ zuführung für eine überwachte Maschine unterbrochen wird.

Entsprechend der Erfindung sind die einzelnen Halbleiter­ strukturen 18 des ersten Signalverarbeitungskanals 12 in einem Abstand D₂ von den Halbleiterstrukturen 20 des zweiten Signal­ verarbeitungskanals 14 angeordnet, wobei der Abstand D₂ ein Vielfaches der Breite B₂ jeder Halbleiterstruktur 18 beträgt. Ebenso ist der Abstand D₂ ein Vielfaches der Breite B₃ jeder Halbleiterstruktur 20 des zweiten Signalverarbeitungskanals 14. Dabei ist zu bemerken, daß die Halbleiterstrukturen 18, 20 in der vorliegenden Figur der Einfachheit halber in gleichen Ab­ messungen dargestellt sind, was in der Praxis jedoch nicht un­ bedingt erforderlich ist. Es versteht sich, daß der Abstand D₂ in diesem Fall dann jeweils ein Vielfaches der maximalen Breite der einzelnen Halbleiterstrukturen 18 bzw. 20 beträgt. Dabei gilt wiederum, daß die Fehlersicherheit und die Trennung der redundanten Signalverarbeitungskanäle 12, 14 um so zuverlässi­ ger gewährleistet ist, je größer das Verhältnis des Abstandes D₂ zu der Breite der jeweiligen Halbleiterstrukturen 18, 20 ist.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung bilden die Halbleiterstrukturen 18 des ersten Signalverarbeitungs­ kanals 12 eine räumliche Gruppe 46, die als Ganzes von der räumlichen Gruppe 48 der Halbleiterstrukturen 20 des zweiten Signalverarbeitungskanals 14 beabstandet ist. Auf diese Weise entsteht auf dem Halbleitersubstrat 16 eine klare räumliche Trennung zwischen den beiden Signalverarbeitungskanälen 12 und 14. Anschaulich gesprochen läßt sich hier eine klare Trennungs­ linie 50 zwischen den beiden Signalverarbeitungskanälen 12 bzw. 14 ziehen. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Trennungs­ linie 50 auch eine kurvenförmige Kontur besitzen.

Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Sicherheits­ schaltgerät in Abweichung von dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch drei oder noch mehr redundante Signalverarbeitungskanäle 12, 14 aufweisen kann. In diesem Fall ist jeder der Signalver­ arbeitungskanäle in entsprechender Weise von jedem anderen be­ abstandet.

Claims (7)

1. Elektronisches Sicherheitsschaltgerät mit zumindest einem ersten (12) und einem zweiten (14) Signalverarbeitungs­ kanal, denen zur Signalverarbeitung Eingangssignale (34, 36) zuführbar sind und die verarbeitete Ausgangssignale (38, 40) bereitstellen, wobei der erste (12) und der zwei­ te (14) Signalverarbeitungskanal die zugeführten Ein­ gangssignale (34, 36) redundant zueinander verarbeiten, und wobei der erste (12) und der zweite (14) Signal­ verarbeitungskanal jeweils mit Hilfe integrierter Halb­ leiterstrukturen (18, 20) aufgebaut sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste (12) und der zweite (14) Signal­ verarbeitungskanal monolithisch auf einem gemeinsamen Halbleitersubstrat (16) angeordnet sind, wobei die Halb­ leiterstrukturen (18, 20) jedes Signalverarbeitungskanals (12, 14) räumlich um ein Vielfaches ihrer Breite (B₂, B₃) von den Halbleiterstrukturen (20, 18) jedes anderen Si­ gnalverarbeitungskanals (14, 12) beabstandet sind.

2. Elektronisches Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste (12) und der zweite (14) Signalverarbeitungskanal jeweils zumindest eine Kom­ munikationsschnittstelle (24, 26) zum gegenseitigen inter­ nen Datenaustausch aufweisen.

3. Elektronisches Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kommunikationsschnittstellen (24, 26) des ersten (12) und zweiten (14) Signal­ verarbeitungskanals über zumindest zwei räumlich getrennte Verbindungsleitungen (30, 32) miteinander verbunden sind.

4. Elektronisches Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (30, 32) räumlich um ein Vielfaches ihrer Breite (B₁) vonein­ ander beabstandet sind.

5. Elektronisches Sicherheitsschaltgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (30, 32) rückwirkungsfrei ausgebildet sind.

6. Elektronisches Sicherheitsschaltgerät nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Si­ gnalverarbeitungskanäle (12, 14) eigene Versorgungs­ anschlüsse (42, 44) aufweist, die von den Versorgungsan­ schlüssen (44, 42) der anderen Signalverarbeitungskanäle (14, 12) räumlich getrennt sind.

7. Elektronisches Sicherheitsschaltgerät nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halb­ leiterstrukturen (18, 20) jedes Signalverarbeitungskanals (12, 14) eine räumliche Gruppe (46, 48) bilden, die als Ganzes von jeder räumlichen Gruppe (48, 46) jedes anderen Signalverarbeitungskanals (14, 12) beabstandet ist.