如何設(shè)計(jì)一款低成本HART發(fā)送器

XTR115 是一種雙線、精密、電流輸出轉(zhuǎn)換器，其通過(guò)一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)路發(fā)送模擬 4-20mA 信號(hào)。這種器件擁有精確的電流調(diào)節(jié)和輸出電流限制功能。它的片上5V電壓調(diào)節(jié)器用于為外部電路供電。為了確保對(duì)輸出電流IOUT的控制，電流返回引腳IRET起到一個(gè)本地接地的作用，并對(duì)外部電路中使用的所有電流進(jìn)行檢測(cè)。它的輸入級(jí)擁有 100 的電流增益，其由兩個(gè)激光修整增益電阻器 RG1 和 RG2 設(shè)置：

因此，輸入電流 IIN 產(chǎn)生輸出電流 IOUT，其等于 IIN × 100。IIN 的電勢(shì)為 0(參考 IRET)時(shí)，把輸入電壓轉(zhuǎn)換為規(guī)定輸出電流所要求的電阻器值為：

因此，將200mVPP HART電壓轉(zhuǎn)換為1mA電流，要求輸入電阻為：

另外，RIN對(duì)4-20mA電流范圍的輸入電壓范圍定義如下：

以及：

圖 3 HART 發(fā)送器信號(hào)通路的信號(hào)電壓

結(jié)論

簡(jiǎn)單運(yùn)算放大器電路可用于為傳統(tǒng) 4-20mA 電流環(huán)路設(shè)計(jì)一個(gè)低成本的　HART 發(fā)送器。

圖 3 顯示了 2V DC 輸入時(shí) HART 傳輸期間不同測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)電壓。匹配差分放大器 A2 的電阻器，移除了輸出信號(hào)的 VREF 分量。因此，基準(zhǔn)電壓偏差對(duì)VOUT 沒(méi)有影響。這樣，輸出信號(hào)便圍繞 2V DC 輸入做對(duì)稱擺動(dòng)。