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根据微处理器的智能发射器信号链解决方案详解

当代的现场仪器,也就是众所周知的智能发射器,是基于微处理器的智能现场仪器,用于监控过程控制变量,例如温度、流速和压力等。随着一些处理功能从中

今世的现场仪器,也便是众所周知的智能发射器,是根据微处理器的智能现场仪器,用于监控进程操控变量,例如温度、流速和压力等。跟着一些处理功用从中心操控室涣散到作业现场,此类现场设备的智能化程度日益进步。这一起也增加了智能发射器信号链的杂乱性,向终究产品规划提出了新的应战。体系规划人员面临着一种直接应战,也便是既要交融额定的智能、功用和确诊才能,一起又要开宣布能够在4-20mA的环路所供给的有限功率规模内有效运转的体系。由ADI公司开发并向HART?通讯基金会注册的一个示例解决方案专门用于此类规划。

图1和图2所示的两种传感器常用于智能发射器规划,其间的主变量取决于辅佐变量(例如主变量的温度补偿)。ADuCM360的片内ADC 0丈量现场外表的主传感器:在本例中,它是电阻电桥压力传感器,而ADC 1则用于丈量辅佐温度传感器信号。

这样能够完结主传感器的温度补偿。与ADC相同,两个外表放大器也集成到ADuCM360上,别的还有鼓励电流源、基准电压源和其他所需模仿电路。一切现场外表数字功用都由低功耗32位ARM Cortex?-M3 RISC处理器供给。微操控器是一个杂乱元件,或许需求很大功率,所以每毫瓦功率能够完结的处理越多越好。因而,咱们需求调理操控器运转的时钟频率,既要保持必需的运转,还要保持在低功耗预算规模内运转。关于任何微处理器外设/接口的时钟信号,相同也有必要到达这些要求。要让ADuCM360保持在分配的功耗预算规模内运转,另一个关键因素是能够将电源动态切换到各个模块。这种电源门控功用保证每个功用模块需求电源时为其供给电源,但特定功用模块封闭时,则会封闭其电源。

除了处理丈量之外,ADuCM360还用于操控DAC,再由DAC操控环路电流。AD5421是一款完好的环路供电型4 mA-20 mA数模转换器,内置基准电压源、环路接口和可编程电压调理电路,它们都是从环路获取低功耗电源,并为本身以及发射器信号链的其他元件供电所必需的。DAC还供给多个片内确诊功用,一切这些功用都可由微操控器装备和读取,但也能够自主作业。例如,假如微操控器和DAC之间的通讯失利,片内看门狗定时器会在指定时刻长度之后,主动将DAC模仿输出设置为3.2 mA“报警”电流。这样可将现场仪器作业毛病这一情况汇报给主机。

最终,AD5700 HART调制解调器和微操控器的UART接口一起完结智能发射器规划中的HART(可寻址长途传感器高速通道)通讯,并在读取仪器的进程和确诊信息方面发挥重要作用。HART输出经过容性分压器调整至所需起伏,并耦合至DAC的CIN引脚,然后与DAC输出一起驱动和调制输出电流。HART输入经过简略无源RC滤波器从LOOP+耦合。RC滤波器作为榜首级,用作HART解调器的带通滤波器,一起增强体系反抗电磁搅扰的才能——这关于安稳作业在恶劣工业环境中的运用而言非常重要。HART调制解调器的时钟由片上低功耗振荡器生成,具有3.8664 MHz外部晶振,运用两个8.2 pF接地电容,直接连接到XTAL引脚。此装备运用或许最低的功率。

总而言之,以上所述电路演示了一种或许解决方案,能够应对规划环路供电智能变送器的多方面应战,以满意不断增加的商场需求。ADI公司供给的DEMO-AD5700D2Z解决方案能够直接应对这些应战,平衡每个组件所需的功耗分配,然后发生归纳全面的信号链,由此满意现代多功用商场抢先型智能发射器规划在功耗、功能、尺度和确诊方面的要求。

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