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          HK模塊在兩線制及HART隔離傳輸中的應(yīng)用

          作者:趙慶紅 時(shí)間:2014-01-16 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            摘要:傳輸應(yīng)用中,因接地回路問題,不同的地電勢產(chǎn)生回路電流從而引入共模干擾,產(chǎn)生4-20mA信號的傳輸誤差,或造成通訊的中斷等,更有甚者造成設(shè)備端口器件損壞。使用有效的電氣方法,形成傳輸應(yīng)用,解決上述所述問題,提高系統(tǒng)可靠性。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/215681.htm

            一、信號傳輸中的接地回路問題及地電勢差異

            儀表電路中可能導(dǎo)致出現(xiàn)接地回路的原因很多。當(dāng)信號傳輸和接收裝置連接到不同的接地點(diǎn)或不同的電源時(shí),都會出現(xiàn)對地回路,這在長距離電纜傳輸時(shí)很常見。它們也可能是由于設(shè)備的金屬外殼與地面發(fā)生了物理接觸而產(chǎn)生的。接地回路導(dǎo)致了一個(gè)不被人注意的電氣回路,從而產(chǎn)生了一個(gè)誤差源。

            由于無法在信號的接收端通過簡單的觀測來測定信號的精度,因此不同接地電位產(chǎn)生的對地環(huán)流將為信號回路引入無法檢測的誤差。

            在沒有做信號傳輸中,存在著這些接地回路導(dǎo)致的信號誤差問題。

            在某些情況下,雷電、浪涌等信號會隨著長線加載在信號線上,損壞端口上的調(diào)制或檢測器件。

            在另外一種情況下,兩個(gè)器件的端口參考的地電勢不同,可能會造成端口電壓的超標(biāo),從而損壞器件端口。

            二、非隔離的兩線制信號傳輸方式

            圖一的電路中,傳感器的信號經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再經(jīng)MCU發(fā)送給電流環(huán)DAC及HART調(diào)制器,形成4-20mA的信號輸出,電流環(huán)DAC從PLC輸出的4-20mA總線上取電,經(jīng)內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)器輸出3.3V及2.5V,給MCU及HART調(diào)制器提供少量的電源。

            圖一的這種傳輸方式,兩線制儀表與遠(yuǎn)端的PLC的接地電勢存在電勢差,從而引入共模干擾,這種干擾會引起4-20mA信號的傳輸誤差,也會影響HART總線的正常通訊;如果共模干擾過大(超過了內(nèi)部器件的共模電壓允許范圍),甚至造成兩線制儀表內(nèi)部的器件損壞。


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