Интерфейс токовой петли с HART-модемом
Компания SDIC, один из китайских лидеров по производству микросхем обработки смешанных сигналов, предлагает ряд микросхем для построения интерфейса токовой петли 4-20 мА с HART-модемом (Highway Addressable Remote Transducer). Применение подобных интерфейсов позволяет получать данные от датчиков, удалённых на несколько километров, и управлять ими по аналоговому и цифровому каналам с помощью двухпроводной линии. Для построения такого интерфейса требуется ЦАП с токовым выходом и HART-модем (рис. 1).
SD2421A – это цифро-аналоговый преобразователь токовой петли 4-20 мА. В нем применена сигма-дельта архитектура с 16-битным разрешением и малой интегральной нелинейностью ±0.01%. Питание устройства осуществляется от токовой петли с собственным потреблением 520 мкА. Встроенный стабилизатор может быть запрограммирован на напряжение 3, 3.3 или 5 В. Кроме того, имеются два прецизионных источника опорного напряжения 1.25 и 2.5 В.
SD2421A можно использовать со стандартной схемой обмена данными по протоколу HART FSK без ухудшения характеристик. Подключение к микроконтроллеру осуществляется через стандартный трехпроводный последовательный интерфейс.
Основные параметры SD2421:
- Выходной ток: 4-20 мА;
- Сигма-дельта АЦП: 16 бит;
- Интегральная нелинейность АЦП: ±0.01%;
- Выбираемое напряжение встроенного стабилизатора: 3, 3.3, 5 В;
- Источник опорного напряжения: 2.5 В и 1.25 В;
- Максимальный ток собственного потребления: 520 мкА;
- Совместимость с HART;
- Гибкий последовательный интерфейс (SPI);
- Программируемый токовый порог сигнала неисправности;
- Защита от короткого замыкания и защита от перегрузки по току;
- Рабочая температура: -40...85 °С;
- Корпус: SOP-16 (широкий)
HART-модемы выполняют все функции, необходимые для реализации физического уровня HART, включая модуляцию, демодуляцию, фильтрацию приема принятого сигнала, обнаружение несущей и формирование передаваемого сигнала. Модемы генерируют частотно-манипулированные сигналы (FSK) со скоростью 1200 бит/с и работают в полудуплексном режиме по протоколу HART. Изделия отличаются малым потреблением энергии и минимальным количеством внешних компонентов, что позволяет применять их в портативных измерительных приборах с автономным питанием.
Основные параметры HART-модемов SDIC:
- Полудуплексный модем FSK: 1200 бит/с;
- Соответствует требованиям физического уровня HART;
- Частоты сдвига Bell 202: 1.2 кГц и 2.2 кГц;
- Буферизованный выход HART;
- Внешний резонатор 3.6864 МГц или источник тактового сигнала;
- Источник питания: от 2.7 В до 5.5 В;
- Максимальный потребляемый ток:
- SD2017 – 90 мкА (5 В);
- SD2085 – 85 мкА (3.3 В);
- UART-интерфейс;
- Цифровая обработка обеспечивает надежное обнаружение входного сигнала;
- Рабочая температура: -55...125 °С;
- Корпуса:
- SD2017 – LQFP32, 7х7 мм;
- SD2085 – QFN20, 5х5 мм
Микросхемы SDIC для интерфейса токовой петли могут с успехом заменить подобные изделия Analog Devices, ON Semiconductor как по функциональным возможностям, так и по расположению выводов:
Рис. 1. Интеллектуальный преобразователь 4-20 мА с возможностью цифровой связи HART
Производители: SDIC
Разделы: Цифро-аналоговые преобразователи, Интерфейс токовой петли
Опубликовано: 19.12.2022
