采用微功耗仪表放大器的可配置4-20 mA环路供电发射器/接收器

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电路功能与优势

图 1 所示电路是基于一款行业领先的微功耗仪表放大器的可配置 4 mA 至 20 mA 环路供电发射器。无调整总误差小于 1%。既可以用一个开关配置为将差分输入电压转换成电流输出的发射器(图 1)，也可配置成将 4 mA 至 20 mA 电流输入转换成电压输出的接收器(图 5)。

设计针对精密、低噪声和低功耗工业过程控制应用而优

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化。作为发射器时，电路可以接受0 V至5V或0 V至10 V的输入电压。作为接收器时，则可提供0.2 V至2.3 V或0.2 V至4.8 V


输出电压，与采用2.5 V或5 V基准电压源的ADC兼容。作为发射器时，电源电压范围为12 V至36 V，作为接收器时为7 V至36 V。


由于该电路是可以配置的，因此，单个硬件设计可以同时用作备用发射器和备用接收器，从而降低客户的库存要求。


电路描述


电路搭载AD8420，这是一款基于间接电流反馈架构的仪表放大器。得益于该架构，AD8420拥有出色的输入和输出特性。与传统仪表放大器不同，AD8420可轻松放大等于或略低于地电平的信号而不需要双电源供电。AD8420具有轨到轨输出电压摆幅，完全与输入共模电压无关。这使得AD8420摆脱了大多数传统仪表放大器架构存在的、共模输入和输出电压之间交互作用导致的多种限制。灵活的输入和输出特性，加上微功耗(0 V输入下最大值为80 µA)和宽源范围，这些特性使AD8420成为灵活低功耗工业应用的理想选择。


发射器配置


图1所示为4mA至20mA发射器配置的简化电路图。电路功耗仅为1 mA左右，非常适合环路供电应用。发射器的输入范围为0 V至5 V和0 V至10 V，可以通过跳线P3选择。然后，将输入电压范围调整至0.195 V至0.990 V，因为AD8420的差分输入电压的上限为±1 V。


AD8420的输入端有一个差模噪声滤波器(40 kΩ/3.3 nF)，带宽为1.2 kHz，还有一个共模噪声滤波器(20 kΩ/330 pF)，带宽为24 kHz。AD8420的间接电流反馈架构强制放大器的差分输入电压出现在其FB和REF引脚之间。然后，晶体管Q1把0.195 V至0.990 V电压范围转换成3.9 mA至19.8 mA的电流，流过R9 50 Ω检测电阻。


通过R9检测电阻的电流包括电路电流和Q1电流，但不包括AD8420电流I[size=5.5385pt]AMP。




AD8420的特有架构使其电源电流具有可预测性，当在+IN和−IN之间施加0.195 V至0.990 V的输入电压时，其范围在100 µA至200 µA之间。该电源电流会增加通过R9的电流，使总输出环路电流增至4 mA至20 mA。因此，环路中的总电流可通过以下等式得到：

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很好

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谢谢你的分享

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Inner courage

谢谢开篇，值得探究

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