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HK模塊在兩線制及HART隔離傳輸中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2014-05-26 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:在兩線制信號(hào)及HART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(hào)的傳輸誤差,或造成HART通訊中斷等問題,更有甚者將造成設(shè)備端口器件損壞。使用有效的電氣隔離方法,形成兩線制信號(hào)及HART的隔離傳輸應(yīng)用,能有效地解決上述問題,提高系統(tǒng)的可靠性。

  一、信號(hào)傳輸中的接地回路問題及地電勢差異

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/247391.htm

  導(dǎo)致儀表電路中出現(xiàn)接地回路現(xiàn)象的原因可能有很多。當(dāng)信號(hào)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(huì)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。接地回路生產(chǎn)了一個(gè)不被人注意的電氣回路,從而出現(xiàn)了一個(gè)誤差源。

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

  在沒有做信號(hào)隔離的兩線制信號(hào)傳輸中,存在著這些接地回路導(dǎo)致的信號(hào)誤差問題。

  在某些情況下,雷電、浪涌等信號(hào)會(huì)隨著長線加載在信號(hào)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(huì)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(hào)傳輸方式

  圖一

  圖一的電路中,傳感器的信號(hào)經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),再經(jīng)MCU發(fā)送給電流環(huán)DAC及調(diào)制器,形成4-20mA的信號(hào)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(huì)引起4-20mA信號(hào)的傳輸誤差,也會(huì)影響總線的正常通訊;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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