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          用于4~20mA電流環(huán)路的低成本HART發(fā)送器的設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2013-01-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175932.htm

            第二個(gè)放大器A2把信號(hào)疊加于可變DC電壓VDC上。A2輸出電壓VOUT變?yōu)椋?/font>

          A2輸出電壓VOUT

            使R8到R11值相等,可將上面方程式簡化為:

          方程式簡化

            由于V由一個(gè)200Mv梯形波形(圍繞VREF對(duì)稱擺動(dòng))組成,因此A2輸出僅包含疊加在可變DC電平上的小波形。將VOUT送入TI的XTR115電壓到轉(zhuǎn)換器,可使每個(gè)200mV VDC 相當(dāng)于1Ma。因此,把VDC從0.8V變?yōu)?.0V,相當(dāng)于一個(gè)4-20Ma范圍。

            電阻器R8到R11值應(yīng)足夠大,以最小化對(duì)C3充電電流的負(fù)載影響,但是又不能太大,以免A2輸入偏差電流引起誤差。適當(dāng)?shù)碾娮柚悼蓪REF從VOUT完全消除,這樣VOUT = VDC ± 100 mV.因此,R4和R5取值不當(dāng),或者電壓電源存在差異,都不會(huì)對(duì)VOUT的DC電流產(chǎn)生太大影響。

            XTR115是一種雙線、精密、電流輸出轉(zhuǎn)換器,其通過一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流模擬4-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:

          RG1和RG2

          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200mVPPHART電壓轉(zhuǎn)換為1mA電流,要求輸入電阻為:

            另外,RIN對(duì)4-電流范圍的輸入電壓范圍定義如下:

            以及:

          HART發(fā)送器信號(hào)通路的信號(hào)電壓

            圖3:HART器信號(hào)通路的信號(hào)電壓

            結(jié)論

            簡單運(yùn)算放大器電路可為傳統(tǒng)4-電流一個(gè)低的HART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沒有影響。這樣,輸出信號(hào)便圍繞2V DC輸入做對(duì)稱擺動(dòng)。

          基爾霍夫電流相關(guān)文章:基爾霍夫電流定律



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