利用AD421实现mA级电流与Bell信号叠加
0赞AD421是专为HART协议智能仪表所设计的低功耗D/A转换器,它能和常用的单片机及微型控制器通过标准三线串行接口相连,可以选择环路供电方式,供电电压范围为2.95V~5.05V。

从HT2012调制模块输出后的是1200Hz和2200Hz的方波,通过输出调理电路将其转换为标准的Bell信号之后,需要将其叠加到4~20mA电流上再送至HART环路上。要实现上述功能可以采用AD421。
由于采用sigma-delta结构,AD421稳定性好,不易受工业和过程控制应用中噪声环境的影响。其内含的电压调节器可输出+3V、+3.3V或+5V电压向其它电路供电,而片上参考电源可输出精确的+2.5V电压作为自身和其它设备的参考电压。更为重要的是,AD421在5V电源时最大功耗是750uA,且完全兼容标准HART电路。FSK信号接至其C3脚即可叠加到4~20mA电流信号上发出,非常适用于HART通信。AD421提供三项功能:
1、D/A转换功能:AD421具有16位的数模转换精度,且数/模转换速率较高。内部由三极管T2和运放A2构成电流放大器,由D/A转换而来的电流信号驱动电流放大器,在LOOP RIN端输出环路电流。能将数字信号直接转换成为4~20mA环路电流信号以及低至3.5mA高至24mA的报警电流输出,整体非线性度只有士0.01%;
2、提供来自回路电源的稳定电压作为系统电源:变送器的电源模块可由AD421与一些外围器件一起组成,场效应管Q1和运放A1组成反馈回路,将24V的环路电压调整成Vcc ( Vcc可为3V、3.3V、5V),可用于向整个系统供电;
3 、HART:MODEM发出的FSK信号通过一个电容耦合至AD421的C3端,即可迭加到4~20mA环路电流信号上,本电路中耦合电容取为0.033uF。
因此,一方面,AD421接收ADuC7020输出的16位串行数据,将其转换为4~20mA的电流;另一方面,可以将整形后的HT2012发出的电压信号输入到AD421的开关电流源和滤波器功能块中,可实现Bell信号与4~20mA电流的叠加,从而产生符合HART协议的规范信号,实现与HART 总线的连接。
