一種低成本da變送器轉換電路的製作方法

2023-11-02 23:48:27

專利名稱：一種低成本da變送器轉換電路的製作方法
技術領域：
本實用新型一種低成本DA變送器轉換電路，適用於變送器類產品。
背景技術：
智能變送器的設計上，通常採用D/A轉換加上電壓電流轉換的方式來實現數字量大於Γ20πιΑ電流的轉化。而通常DAC晶片的成本較高，便宜的如ΤΙ的DAC7512\7513等12BIT的DAC也要十幾元。採用PWM轉換方式是比較經濟的技術，但是為保證輸出信號的穩定性和較小的紋波，轉換分辨位數越高，就要求越高的PWM頻率。常見的設計思路都是採用光耦隔離方式，而光耦的響應速度較慢，無法保證基本的性能。此外、採用高速光耦，一是響應速度提高有局限，實現的DA解析度不能過高；二是成本要比普通光耦貴至少2倍以上。
發明內容本實用新型提供低成本DA變送器轉換電路，能方便經濟地應用於有變送輸出要求的產品上，並且保證足夠滿足實用需求的高性能指標。是儀器儀表行業應用的智能變送器類產品中通用的數模轉換與電壓電流變換電路的一種替代性設計。本實用新型的上述目的是通過這樣的技術方案來實現的一種低成本DA變送器轉換電路，PWM信號輸入接口連接電容隔離電路，採用電容隔離傳輸PWM信號；電容隔離電路通過信號整形電路連接D/A轉換與U/I轉換電路。所述D/A轉換與U/I轉換電路包括依次串聯的電阻R3、R4、R5，電阻R3、R4之間連接電容C4，電阻R4、R5之間連接電容C5 ;所述電阻R3、R4以及電容C4、C5連接構成的二階η型濾波電路，用於實現PWM信號向電壓信號的轉換；電阻R3、R4及電阻R5同時實現電壓/電流的轉換。所述信號整形電路包括同向器Ul，同向器Ul連接電阻R1、二極體D2。所述D/A轉換與U/I轉換電路連接變送輸出電路，所述變送輸出電路採用電流輸入型的變送晶片U2。所述同向器Ul為與門或者或門。本實用新型一種低成本DA變送器轉換電路，採用電容隔離技術，使得電路的對於PWM頻率的響應大大提高，頻率上限僅受限於整形電路，足以滿足高性能PWM轉換的要求，且具有良好的轉換線性度(線性誤差< O. 5%)。該電路經濟實用，降低了 DA轉換電路的成本，具有較明顯的經濟價值，使其能方便經濟地應用於有變送輸出要求的產品上，並且保證足夠滿足實用需求的高性能指標。
以下結合附圖
和實施例對本發明作進一步說明圖I是本實用新型電路圖。
具體實施方式
如圖I所示，一種低成本DA變送器轉換電路，PWM信號輸入接口連接電容隔離電路1，電容隔離電路I連接信號整形電路2，信號整形電路2連接D/A轉換與U/I轉換電路3，D/A轉換與U/I轉換電路3連接變送輸出電路4。電容隔離電路I用於消除信號源電路、DA變送電路的直流電位差對電路工作狀態的影響，並保證PWM輸入信號不受阻礙的通過。隔離電壓級別取決於電容Cl、C2的耐壓。信號整形電路2使來自於電容隔離電路I輸出的PWM波形無畸變，確保DA轉換的準確性。其中同向器Ul採用諸如1G00之類的單邏輯與門，電阻Rl的作用在於形成正反饋，來保證波形邊沿陡峭乾淨。而二極體D2的作用在於將同向器Ul輸入端電壓鉗制在工作電 壓+0. 6V的範圍，保證信號反轉時的跟隨性，使信號整形電路2隨時處於正常有效狀態。同時，為了保證轉換的穩定，電路由變送單元提供的基準電壓源供電。D/A轉換與U/I轉換電路3，將來自信號整形電路2輸出的PWM信號轉換為微小輸出電流。D/A轉換與U/I轉換電路3利用電阻R3、R4，電容C4、C5構成了二階π型濾波電路，實現PWM信號向電壓信號的轉換；D/A轉換與U/I轉換電路3利用電阻R3、R4、R5的參數實現了電壓/電流的轉換。將數字參數轉換為40uA 200uA電流輸出。為保證輸出電流的穩定，電阻R3 R5應採用精密電阻。變送輸出電路4將來自D/A轉換與U/I轉換電路3的40uA 200uA電流輸入轉換為4 20mA電流輸出。變送輸出電路4的U2採用價格相對低廉的電流輸入型的XTR115、XTR116等專用變送晶片。
權利要求1.一種低成本DA變送器轉換電路，其特徵在於，PWM信號輸入接口連接電容隔離電路(I)，米用電容隔離傳輸PWM信號；電容隔離電路(I)通過信號整形電路(2)連接D/A轉換與U/I轉換電路(3)。
2.根據權利要求I所述一種低成本DA變送器轉換電路，其特徵在於，所述D/A轉換與U/1轉換電路(3)包括依次串聯的電阻R3、R4、R5，電阻R3、R4之間連接電容C4，電阻R4、R5之間連接電容C5 ； 所述電阻R3、R4以及電容C4、C5連接構成的二階π型濾波電路，用於實現PWM信號向電壓信號的轉換； 電阻R3、R4及電阻R5同時實現電壓/電流的轉換。
3.根據權利要求I所述一種低成本DA變送器轉換電路，其特徵在於，所述信號整形電路(2)包括同向器(U1)，同向器(Ul)連接電阻R1、二極體D2。
4.根據權利要求I所述一種低成本DA變送器轉換電路，其特徵在於，所述D/A轉換與U/I轉換電路(3)連接變送輸出電路(4)，所述變送輸出電路(4)採用電流輸入型的變送晶片U2。
5.根據權利要求3所述一種低成本DA變送器轉換電路，其特徵在於，所述同向器(Ul)為與門或者或門。
專利摘要一種低成本DA變送器轉換電路，PWM信號輸入接口連接電容隔離電路，採用電容隔離傳輸PWM信號；電容隔離電路通過信號整形電路連接D/A轉換與U/I轉換電路。本實用新型一種低成本DA變送器轉換電路，能方便經濟地應用於有變送輸出要求的產品上，並且保證足夠滿足實用需求的高性能指標，是儀器儀表行業應用的智能變送器類產品中通用的數模轉換與電壓電流變換電路的一種替代性設計。
文檔編號H03M1/66GK202798676SQ201220502738
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者閆巍 申請人:宜昌市凱諾科技開發有限公司