如何設(shè)計(jì)廉價(jià)的HART變送器

過(guò)程測(cè)量和控制設(shè)備可以利用高速公路可尋址遠(yuǎn)程傳感器（HART）協(xié)議，通過(guò)常規(guī)的4至20 mA電流回路進(jìn)行通信。該協(xié)議使用頻率為1200 Hz和2200 Hz的移頻鍵控（FSK）。在這里，一個(gè)1200 Hz周期代表邏輯1，而兩個(gè)2200 Hz周期代表邏輯0。由于FSK波形的平均值始終為零，因此模擬4至20 mA信號(hào)不受影響。

理想情況下，F(xiàn)SK信號(hào)由疊加在DC測(cè)量信號(hào)上的兩個(gè)頻率的正弦波組成。但是，產(chǎn)生相位連續(xù)的FSK正弦波是一件相當(dāng)復(fù)雜的事情。因此，為了簡(jiǎn)化HART信號(hào)波形的生成，HART規(guī)范的物理層定義了參數(shù)限制，更通用的波形的幅度，形狀和轉(zhuǎn)換速率必須落入這些參數(shù)限制。在這種情況下，梯形波形及其極限值如圖1所示，非常適合此應(yīng)用。

如何設(shè)計(jì)廉價(jià)的HART變送器

圖2中的HART發(fā)送器提供了一種簡(jiǎn)單且便宜的解決方案，該解決方案生成梯形HART波形，將其疊加到可變DC電平上，然后將所得的輸出電壓轉(zhuǎn)換為環(huán)路電流。

通常由本地微控制器單元（MCU）生成的HART FSK信號(hào)被施加到第一與非門G1的輸入。MCU通用I / O端口的第二個(gè)輸出用作高電平有效ENABLE信號(hào)。G1控制另外兩個(gè)NAND門G2和G3，它們的輸出通過(guò)高阻抗分壓器R1和R2連接在一起。

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