电路功用与优势
图1所示电路运用业界功耗最低且尺度的HART®1兼容型IC调制解调器AD5700和16位电流输出和电压输出DAC AD5422，构成完好的HART兼容型4 mA至20 mA解决方案。该电路中选用 OP184，使得IOUT和VOUT引脚能够短接在一同，然后削减可编程逻辑操控(PLC)模块运用中所需的螺丝衔接数量。为了进一步节约空间，AD5700-1 供给了精度为0.5%的内部振荡器。
图9. AD5422输出(通道1)和HART滤波器输出(通道2)，SR时钟= 3，SR阶跃= 2，C1 = 4.7 nF，C2 = NC
图9显现了AD5422的输出和HART滤波器的输出。滤波器输出端的峰值电压为82 mV，处于规则规模以内。压摆率设置为SR时钟= 3和SR阶跃= 2，从4 mA至20 mA的转化时刻设为约120 ms，C1 = 4.7 nF，C2未衔接。假如这个改变率太低，能够缩短压摆时刻。选用C1 = 4.7 nF且C2未衔接的电路装备时，能够发现压摆时刻设为80 ms(SR时钟= 1，SR阶跃= 2)时，所得到的模仿改变率契合HART标准。可是，假如将压摆时刻进一步缩短至60 ms(SR时钟= 0，SR阶跃=2)，则会导致成果超出150 mV标准规模。从CAP1衔接至AVDD的电容可用于抵消滤波器输出端因压摆时刻过快而导致的峰值电压增加。可是，挑选此值时有必要当心，由于它会影响“确认外部元件值”部分评论的低通滤波器截止频率。
图10显现了压摆率操控设置改为SR时钟= 5、SR阶跃= 2且C1电容值坚持4.7 nF不变的成果。这样，转化时刻就会在240 ms左右。滤波器输出端的峰值起伏可经过增加C1值、装备更慢的压摆率或经过两者的组合来进一步下降。
图10. AD5422输出(通道1)和HART滤波器输出(通道2)，SR时钟= 5，SR阶跃= 2，C1 = 4.7 nF，C2 = NC
瞬态电压维护
AD5422 内置ESD维护二极管，可避免正常操作形成的危害。可是，工业操控环境会使I/O电路遭受高得多的瞬变。为了避免过高瞬态电压影响AD5422，或许需求外部功率二极管和浪涌电流约束电阻，如图1所示。对电阻值的约束条件(图1中显现为18Ω)是，在正常作业期间，IOUT的输出电平有必要坚持在其依从电压限值(AVDD − 2.5 V)以内，而且这两个维护二极管和电阻有必要具有恰当的额定功率。在18Ω的条件下，关于4 mA至20 mA输出，引脚处的依从限值下降V = IMAX × R = 0.36 V。 OP184 缓冲器的正输入端还衔接了一个10 kΩ电阻，用以约束瞬态期间的电流来维护放大器。经过瞬态电压抑制器(TVS)或瞬态吸收器可完成进一步的维护。这些元件包括单向和双向抑制器，可供给各式各样的阻隔和击穿电压额定值。TVS应尽量选用最低击穿电压定标，一起在电流输出的功用规模内不导通。主张维护一切长途衔接节点。
在许多进程操控运用中，需求在操控器与受控单元之间供给一个阻隔栅，以维护和阻隔操控电路，避免风险的共模电压损坏电路。
ADI公司的iCoupler系列产品可阻隔高于2.5 kV的电压。有关iCoupler产品的概况，请拜访 www.analog.com/icouplers为了削减所需阻隔器的数量，CLEAR等非要害信号能够连到GND;FAULT和SDO能够不衔接，然后只需求阻隔三个信号。不过请注意，FAULT或SDO引脚是拜访AD5422的毛病检测功用所必需的。
常见改变
图1所示电路的一个常见改变是运用 AD5422AD5420，它类似于AD5422，但只要一个电流输出。因而，其输出端没有OP184缓冲器装备。这种AD5420和AD5700 HART调制解调器电路详见CN-0270。电路笔记CN-0065供给有关IEC61000兼容解决方案的额定信息，该解决方案合适运用AD5422和ADuM1401数字阻隔器的全阻隔式输出模块。电路笔记CN-0233包括有关供给电源和数据阻隔的信息，所运用的是ADuM3471 PWM操控器和具有四通道阻隔器的变压器驱动器。
假如需求多个通道，可运用AD5755-1四通道电压和电流输出DAC。该产品具有创新式片内动态电源操控功用，在电流形式下，能够最大极限地下降封装功耗。各通道均有一个相应的CHARTx引脚， 因而HART信号能够耦合至AD5755-1的电流输出端。
电路评价与测验
要构建此电路， 需求运用 AD5422评价板 ( EVAL-AD5422EBZLFCSP P版别)和 AD5700-1评价板 (EVAL-AD5700-1EBZ)1EBZ)，参见图11。除了这两个评价板之外，该电路还需求三个外部电容(C1、CH和CL)、一个电阻(RH)、一个负载电阻(RL)、一个缓冲放大器以及一个UART接口。
设备要求 需求以下设备：
· AD5422 评价板( EVAL-AD5422EBZ LFCSP版别)
· AD5700 评价板( EVAL-AD5700-1EBZ)
· 运转Windows® XP的PC，带USB端口
· 主机操控器和UART接口(标准微操控器， 例如 ADuC7060)
· 10.8 V至60 V的电源
· 数字测验滤波器(HCF_TOOL-31，可从HART通讯基金会取得)
· 500Ω负载电阻
· OP184 放大器(坐落独自的实验板上且带有衔接线)
· 外部电容C1 (4.7 nF)、CH (8.2 nF)和CL (4.7 nF);电阻RH (27 kΩ)
· Tektronix DS1012B示波器或同等产品
图11. 测验设置框图
静默期间噪声丈量 AD5422 LFCSP
如前文所述，关于静默测验期间的输出噪声，AD5700调制解调器并未在发射数据(静默)。AD5422设置为输出所需的电流并经过HART通讯基金会带通滤波器。接着运用Tektronix TDS1012B示波器丈量输出噪声;成果显现输出噪声在HART通讯基金会协议标准要求的规模内。
模仿改变率丈量 — AD5422 LFCSP
模仿改变率标准可保证当AD5422调理电流时，模仿电流的最大改变率不会搅扰HART通讯。电流的阶跃改变会打乱HART信号。为进行这个测验，AD5422被编程为输出一个4 mA至20 mA切换的周期波形，该波形在两个值上都没有推迟，以取得最大改变率。所用的压摆率设置为SR时钟= 3和SR阶跃= 2，C1设置为4.7 nF，C2坚持开路。
此外，再将SR时钟设置改变为5而不是3，并坚持其它一切设置和元件值不变，然后进一步下降压摆率，由此别的进行丈量;至于相关影响，可比较图9和图10来得出。
静默期间噪声丈量 —AD5422 TSSOP
别的还执行了额定丈量，以模仿AD5422 TSSOP封装选项在这种装备下的表现;不过，没有衔接在CAP1引脚的%&&&&&%(C1)(由于此器材的TSSOP版别没有CAP1引脚)。
尽管与有C1的LFCSP器材比较，没有C1时测得的静默期间输出噪声值更大，但仍是在HART通讯基金会协议标准要求的规模内。图12和图13中的通道2显现了有HCF_TOOL-31滤波器时的宽带噪声，IOUT为4 mA时成果为530μV rms，IOUT为12 mA时成果为690μV rms。可将这些曲线图与图7及图8进行比较，以表现有无C1的影响怎么。
图12. 无C1且输出电流为4 mA时HART滤波器输入(通道1)和输出(通道2)端的噪声
图13. 无C1且输出电流为12 mA时HART滤波器输入(通道1)和输出(通道2)端的噪声
模仿改变率丈量 — AD5422 TSSOP
从模仿改变率测验的视点来看，不管有无C1，最大峰值成果都类似。首要差异在于，没有C1时，峰峰值本底噪声要大得多。图14和图15分别是压摆率为120 ms(SR时钟= 3和SR阶跃= 2)和240 ms(SR时钟= 5和SR阶跃= 2)时的模仿改变率曲线图。
图14. AD5422输出(通道1)和HART滤波器输出(通道2)，SR时钟= 3，SR阶跃= 2，C1 = NC，C2 = NC
图15. AD5422输出(通道1)和HART滤波器输出(通道2)，SR时钟= 5，SR阶跃= 2，C1 = NC，C2 = NC
相同，可将这些曲线图与图9及图10进行比较，以表现有无C1的影响怎么。尽管这种电路装备中所用的HART耦合技能要求选用外部RSET电阻，但请注意，即便该电路的HART部分未施行，增加缓冲器也会在运用内部RSET电阻时形成IOUT精度稍微下降。因而，在运用这种缓冲器装备将电压和电流输出引脚衔接在一一起，主张运用外部RSET电阻。
