如何設計一款低成本HART發送器

XTR115 是一種雙線、精密、電流輸出轉換器，其通過一個工業標準電流環路發送模擬 4-20mA 信號。這種器件擁有精確的電流調節和輸出電流限制功能。它的片上5V電壓調節器用于為外部電路供電。為了確保對輸出電流IOUT的控制，電流返回引腳IRET起到一個本地接地的作用，并對外部電路中使用的所有電流進行檢測。它的輸入級擁有 100 的電流增益，其由兩個激光修整增益電阻器 RG1 和 RG2 設置：

因此，輸入電流 IIN 產生輸出電流 IOUT，其等于 IIN × 100。IIN 的電勢為 0(參考 IRET)時，把輸入電壓轉換為規定輸出電流所要求的電阻器值為：

因此，將200mVPP HART電壓轉換為1mA電流，要求輸入電阻為：

另外，RIN對4-20mA電流范圍的輸入電壓范圍定義如下：

以及：

圖 3 HART 發送器信號通路的信號電壓

結論

簡單運算放大器電路可用于為傳統 4-20mA 電流環路設計一個低成本的　HART 發送器。

圖 3 顯示了 2V DC 輸入時 HART 傳輸期間不同測試點的信號電壓。匹配差分放大器 A2 的電阻器，移除了輸出信號的 VREF 分量。因此，基準電壓偏差對VOUT 沒有影響。這樣，輸出信號便圍繞 2V DC 輸入做對稱擺動。