應用於閥門定位器的hart發射電路的製作方法

2023-10-06 09:04:09

專利名稱：應用於閥門定位器的hart發射電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種HART電路，特別涉及一種應用於閥門定位器的HART發射電路。
背景技術：
閥門定位器作用於調節閥之上，廣泛應用於石油、化工、電力、食品及水處理等領域。隨著計算機總線技術的快速發展，傳統的模擬儀表逐漸被智能化、總線型儀表所取代， 但同時應看到模擬信號系統在當前時期內仍佔據很大的比重。HART (可尋址遠程傳感器高速通道)
作為模擬系統向數字系統轉變過程中的過渡性產品，實現了在模擬信號中疊加傳輸數位訊號，在當前時期具有較強的市場競爭力。目前，公知的應用於閥門定位器的HART發射電路採用變壓器耦合的方式，採用該方式的電路具有體積大、成品率低等缺點，給產品的安裝、調試工作造成很大的困難。

發明內容
為了克服公知的應用於閥門定位器的HART發射電路體積大、成品率低的缺點， 本實用新型提供了一種應用於閥門定位器的HART發射電路，該電路摒棄了變壓器耦合的方式，採用集成電路耦合信號，現代半導體技術保證了集成電路元件在製作工藝、可靠性等方面遠遠高於機械結構式的變壓器元件，對產品的可靠性、成品率具有很大的提升。本發明為實現上述目的，所採用的技術方案是一種應用於閥門定位器的HART發射電路，其特徵在於所述電路中節點OTXA通過電阻R9與運算放大器UlB的同相輸入端5 腳相連，基準電壓Vref接運算放大器UlB的同相輸入端5腳，節點OTXA通過電容C4連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端與運算放大器UlB的反相輸入端6腳相連，電容C3與電阻R6並聯，並聯兩端分別與運算按放大器UlB的反相輸入端6腳、輸出端7腳相連，運算放大器UlB的輸出端7腳接電阻R8的一端，電阻R8的另一端接電阻RlO —端和電容C5的一端，電阻RlO的另一端接地，電容C5的另一端接運算放大器UlA的同相輸入端3腳和電阻 Rl的一端，電阻Rl的另一端接4 20mA輸入端I+、電容Cl的一端、N溝道增強型場效應管 Ql的漏極D、二極體Dl的正極，二極體Dl的負極通過二極體D2接效應管Ql的源極S、4 20mA輸出端I-及地，電容C2與電阻R5並聯，電阻R5 —端接地，電阻R5另一端接電阻R2 的一端和運算放大器UlA的反相輸入端2腳，電阻R2的另一端接基準電壓Vref，運算放大器UlA的接地端4腳接地，電源供電端8腳接電源VCC，輸出端1腳接電阻R4的一端，電阻 R4的另一端接電阻R3的一端和N溝道增強型場效應管Ql的柵極G，電阻R3的另一端接電容Cl的另一端。本發明的有益效果是使用集成電路元件實現了 HART信號發射耦合功能，克服了變壓器耦合方式帶來的電路體積大，成品率低等缺點。電路可靠性高，焊接、調試方便，便於大規模批量生產。


圖1為本發明的電路原理圖。
具體實施例方式在圖1中，OTXA節點為HART調製解調晶片的輸出端，信號波特率為1200，「1」為頻率1200Hz方波，「0」為頻率2200Hz方波。通過電容C4濾除直流信號連接至由運算放大器 UlB連接電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R10、電容C3構成有源低通濾波器，運算放大器UlB 的同相輸入端連接大小為VCC/2的基準電壓Vref，對方波信號進行濾波整形後通過濾波電容C5與運算放大器UlA的同相輸入端連接。電阻R2與電阻R5串聯與基準電壓Vref和地相連，為以運算放大器UlA為中心的放大電路提供靜態工作點，二極體Dl和二極體D2串聯，連接在4 20mA輸入1+和4 20mA輸出I-上，在場效應管Ql關斷狀態下，4 20mA 電流從二極體Dl和二極體D2流過，此時節點4 20mA輸入1+的電壓為二極體Dl和二極體D2的導通電壓之和，通過電阻Rl與運算放大器UlA的同相輸入端連接。HART信號疊加到運算放大器UlA的同相輸入端，在UlA的輸出端產生頻率相同的交變信號，電阻R3和電容Cl連接在N溝道增強型場效應管Ql的漏極D和柵極G之間，對疊加在場效應管Ql上的電壓信號進行整形，控制N溝道增強型場效應管Ql的通斷，改變4 20mA輸入1+和4 20mA輸出I-兩端的電壓，從而影響環路電流，頻率與OTXA輸入相同，實現在4 20mA模擬信號上疊加數位訊號。
權利要求
1. 一種應用於閥門定位器的HART發射電路，其特徵在於所述電路中節點OTXA通過電阻R9與運算放大器UlB的同相輸入端5腳相連，基準電壓Vref接運算放大器UlB的同相輸入端5腳，節點OTXA通過電容C4連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端與運算放大器 UlB的反相輸入端6腳相連，電容C3與電阻R6並聯，並聯兩端分別與運算按放大器UlB的反相輸入端6腳、輸出端7腳相連，運算放大器UlB的輸出端7腳接電阻R8的一端，電阻R8 的另一端接電阻RlO —端和電容C5的一端，電阻RlO的另一端接地，電容C5的另一端接運算放大器UlA的同相輸入端3腳和電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端接4 20mA輸入端 I+、電容Cl的一端、N溝道增強型場效應管Ql的漏極D、二極體Dl的正極，二極體Dl的負極通過二極體D2接效應管Ql的源極S、4 20mA輸出端I-及地，電容C2與電阻R5並聯， 電阻R5 —端接地，電阻R5另一端接電阻R2的一端和運算放大器UlA的反相輸入端2腳， 電阻R2的另一端接基準電壓Vref，運算放大器UlA的接地端4腳接地，電源供電端8腳接電源VCC，輸出端1腳接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接電阻R3的一端和N溝道增強型場效應管Ql的柵極G，電阻R3的另一端接電容Cl的另一端。
全文摘要
本發明涉及一種應用於閥門定位器的HART發射電路，該電路摒棄了變壓器耦合的方式，採用集成電路耦合信號，現代半導體技術保證了集成電路元件在製作工藝、可靠性等方面遠遠高於機械結構式的變壓器元件，對產品的可靠性、成品率具有很大的提升；本發明的有益效果是使用集成電路元件實現了HART信號發射耦合功能，克服了變壓器耦合方式帶來的電路體積大，成品率低等缺點。電路可靠性高，焊接、調試方便，便於大規模批量生產。
文檔編號F16K37/00GK102425702SQ201110357099
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者孫振民, 李強, 楊彬 申請人:中環天儀股份有限公司