完整的HART兼容型4mA至20mA解決方案(一)

圖3. AD5422和AD5700 HART調(diào)制解調(diào)器連接

低通和高通濾波器電路通過RH、CL、CH和C1的相互作用并配合AD5422的一些內(nèi)部電路來形成。在計算這些元件的值時，低通和高通頻率截止點目標分別為》10 kHz和《500 Hz。圖4顯示了仿真頻率響應的曲線圖，表1顯示了增加各元件而剩余元件值保持恒定對頻率響應的影響。

圖4. 仿真頻率響應

表1. 個別元件值增加對頻率響應的影響

調(diào)制解調(diào)器的輸出是一個FSK信號，包括1200 Hz和2200Hz移頻。這個信號必須轉(zhuǎn)換為1 mA峰峰值電流信號。為此，RSET引腳上的信號幅度必須衰減。這是因為AD5422采用內(nèi)部電流增益配置設(shè)計。假定調(diào)制解調(diào)器的輸出幅度為500 mVp-p，則其輸出必須經(jīng)過500/150 = 3.33倍衰減。此衰減通過RH和CL來實現(xiàn)。

本電路筆記中的測量使用以下元件值完成：

C1 = 4.7 nF

RH = 27 kΩ

CL = 4.7 nF

CH = 8.2 nF

圖5表明在500Ω負載電阻上分別測得了1200 Hz和2200 Hz移頻。通道1顯示耦合至AD5422輸出中的調(diào)制HART信號（設(shè)置為輸出4 mA），通道2則顯示AD5700 TXD信號。

圖5. 在500Ω負載上測得的FSK波形

HART兼容性

圖1中的電路要與HART兼容，必須符合HART物范。HART規(guī)范文檔中包含了眾多物理層規(guī)范。其要的兩個是靜默期間輸出噪聲和模擬變化率。

靜默期間輸出噪聲

當HART設(shè)備沒有進行傳輸（靜默）時，不應在HART擴展頻帶中將噪聲耦合到網(wǎng)絡(luò)上。噪聲過高可能會干擾設(shè)備本身或網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備對HART信號的接收。