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(lái)形成。在計(jì)算這些元件的值時(shí)，低通和高通頻率截止點(diǎn)目標(biāo)分別為》10 kHz和《500 Hz。圖4顯示了仿真頻率響應(yīng)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(duì)頻率響應(yīng)的影響。

圖4. 仿真頻率響應(yīng)

表1. 個(gè)別元件值增加對(duì)頻率響應(yīng)的影響

調(diào)制解調(diào)器的輸出是一個(gè)FSK信號(hào)，包括1200 Hz和2200Hz移頻。這個(gè)信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為1 mA峰峰值電流信號(hào)。為此，RSET引腳上的信號(hào)幅度必須衰減。這是因?yàn)锳D5422采用內(nèi)部電流增益配置設(shè)計(jì)。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(lái)實(shí)現(xiàn)。

本電路筆記中的測(cè)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(fù)載電阻上分別測(cè)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(hào)（設(shè)置為輸出4 mA），通道2則顯示AD5700 TXD信號(hào)。

圖5. 在500Ω負(fù)載上測(cè)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(gè)是靜默期間輸出噪聲和模擬變化率。

靜默期間輸出噪聲

當(dāng)HART設(shè)備沒有進(jìn)行傳輸（靜默）時(shí)，不應(yīng)在HART擴(kuò)展頻帶中將噪聲耦合到網(wǎng)絡(luò)上。噪聲過高可能會(huì)干擾設(shè)備本身或網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備對(duì)HART信號(hào)的接收。