Драйвер Токовой Петли Управляемый Током' title='Драйвер Токовой Петли Управляемый Током' />Интерфейсы токовой петли. Михаил Чигарев КОМПЭЛ. Токовая петля  способ передачи информации с помощью измеряемых значений силы электрического тока. Как правило, система с использованием токовой петли включает в себя датчик давления, температуры, газов и т. АЦП или микроконтроллер рисунок 1. Типовая схема применения токовой петли. В цифровой токовой петле уровнем тока передается всего два. Начально в нем использовался ток до. Токовая петля один из старейших интерфейсов, до сих пор оста. На выходе датчика формируется напряжение, пропорциональное измеряемому параметру. Передатчик усилитель тока, управляемый напряжением преобразует напряжение от датчика в соответствующий ток от 4 до 2. А. На другом конце линии приемник усилитель напряжения, управляемый током преобразует ток 4. Аналого цифровой преобразователь оцифровывает выходное напряжение приемника для последующей обработки процессором или микроконтроллером. В токовой петле 4. Таким образом, весь диапазон допустимых значений составляет 1. А. В петле постоянно поддерживается ток 4 м. Интерфейс токовая петля используется для передачи информации с 1950х годов. Первоначально в нем использовался ток 60 мА Токовая петля способ передачи информации с помощью измеряемых. Передатчик усилитель тока, управляемый напряжением преобразует. Линейка передовых цифроаналоговых преобразователей и драйверов для. Аттенюаторы, управляемые напряжением Параметрический поиск. Большинство формирователей тока способн. Токовые петлиА, поэтому при более низкой величине тока обнаруживается обрыв линии и позволяет легко диагностировать такую ситуацию. Более полноценная система, включающая в себя вторую токовую петлю например, для управления приводом, продемонстрирована на рисунке 2. Комплексная система с обратной связью для управления приводом. Опираясь на эту схему, рассмотрим решения, которые предлагает компания Maxim для ее реализации. Данный ОУ при напряжении питания. Для работы в диапазоне выходного тока 0. Преобразователь напряжение ток на MAX9. В данной схеме зависимость между входным напряжением и током на нагрузке описывается выражением VIN  R2R1. Типовое значение нагрузочного сопротивления может составлять несколько к. Ом, В этом примере R1  1 к. Ом R2  1. 0 к. Ом RSENSE  1. Типичными примером такого интерфейса является токовая петля 420 мА. Как альтернатива, существует выход драйвера тока,. Ние заряда при текущем значении входного тока. Драйвер верхнего ключа. Драйвер нижнего ключа. Стандарт цифровой токовой петли использует отсутствие тока как. При корректно замкнутой петле ООС идеальный ОУ ТОС уменьшает ток. Токовые зеркала и цепь утечки образуют управляемый током источник. Ом RLOAD  6. 00 Ом. Чтобы получить токовый выход 4. При VREF 0,2. В входное напряжение 0. Обычно разработчики выбирают немного расширенный динамический диапазон для возможности последующей программной калибровки. Зависимости входного напряжения и выходного тока показаны на рисунках 4 и 5. Зависимость ILOAD от VIN для выхода. Зависимость ILOAD от VIN для выхода 4 2. АMAX1. 55. 00 и MAX1. Схема на рисунке 3 с использованием операционных усилителей это простая реализация токовой петли, которая вызывает сложности при калибровке, а также большую погрешность при передаче сигналов в реальных условиях эксплуатации. На практике, для реализации преобразователя напряжение ток целесообразно использовать однокристальные решения, технические параметры которых жестко описаны в документации. Схема применения MAX1. Пример подобного решения  MAX1. SPI формирователи аналогового токового выхода или выхода напряжения. Входное напряжение для этих преобразователей, как правило, берется с выхода внешнего ЦАП. Для MAX1. 55. 00 диапазон входного напряжения 0. Программно доступны шесть режимов работы выходного каскада. Микросхемы обеспечивают защиту от короткого замыкания определение обрыва в линии передачи защиту от перегрева и определение падения питающего напряжения ниже порогового. Это одноканальный 1. ЦАП с прецизионным высоковольтным усилителем, который организует законченное решение для преобразования цифрового сигнала от процессора в программируемый токовый выход 0. Схема применения ЦАП MAX5. Управление и передача данных в ЦАП осуществляется по четырехпроводному SPI интерфейсу. В микросхеме предусмотрен выход FAULT, с помощью которого можно диагностировать обрыв в токовой петле или короткое замыкание на выходе напряжения. Следует отметить, что MAX5. В. В документации приводится список рекомендуемых ультрапрецизионных ИОН, например, MAX6. MAX6. 13. 3 или MAX6. Для быстрого освоения всего функционала MAX5. MAX5. 66. 1EVCMAXQU с интерфейсом к ПК для управления ЦАП с помощью графического интерфейса GUI. Для получения токового сигнала со стороны датчика Maxim предлагает микросхему MAX1. ОУ для формирования информационного сигнала и цифровую схему, обеспечивающую компенсацию температурного дрейфа, подстройку сдвига нуля, а также программируемый с помощью PGA коэффициент передачи. Все коэффициенты подстройки хранятся во встроенной EEPROM памяти объемом 7. Для формирования тока в петле используется транзистор 2. N2. 22. 2A. Схема включения MAX1. HART модем DS8. 50. HART Highway Addressable Remote Transducer Protocol  цифровой промышленный протокол передачи данных, позволяющий, как правило, осуществить настройку датчика или получить информацию о его состоянии с использованием линии, на которой организована аналоговая токовая петля. Для передачи цифровых данных используется FSK модулированный сигнал модуляция переключением частоты поверх токовой петли 4. Такой способ реализации позволяет использовать протокол HART в уже существующих системах с аналоговой токовой петлей. FSK модулированный сигнал поверх аналоговой токовой петли. Для организации физического уровня HART модуляции и демодуляции компания Maxim предлагает микросхему HART модема DS8. Гц, 0  2,2 к. Гц. Функционально DS8. АЦП, модулятора и ЦАП рисунок 1. Функциональная схема DS8. Подобная архитектура с наличием цифровой фильтрации и ЦАП, который генерирует чистый синусоидальный сигнал с непрерывным по фазе переключением между частотами обеспечивает надежный прием сигнала в условиях помех. Помимо этого, для расширения функционала подобной промышленной системы в линейке Maxim присутствуют более 3. RS 4. 85RS 2. 32, CAN, LIN. Сан Хосе San Jose США, Калифорния, производственные мощности 7 заводов и. Операционный усилитель с токовой обратной связью Википедия. Операцио. Основное преимущество ОУ ТОС перед классическими операционными усилителями с обратной связью по напряжению заключается в более высоком быстродействии. ОУ ТОС свойственна практически неограниченная скорость нарастания выходного напряжения до 9 Внс в серийных полупроводниковых интегральных схемах. Частота среза серийного ОУ ТОС, охваченного отрицательной обратной связью ООС, составляет от 1. МГц до 2 ГГц она зависит только от величин сопротивления цепи ООС и встроенной корректирующей мкости и практически не зависит от коэффициента усиления, заданного петлй ООС. Частота сигнала полной мощности ОУ ТОС обычно совпадает с его частотой среза для малых сигналов и при прочих равных условиях многократно превосходит аналогичный показатель классического ОУ. Нелинейные искажения ОУ ТОС на высоких частотах ниже, чем у классического ОУ. ОУ ТОС применяются преимущественно для усиления и фильтрации сигналов в широкополосных устройствах, оперирующих с частотами выше 1. МГц. Сферу применения ОУ ТОС ограничивают сложность интеграции в типовые решения, разработанные для классических ОУ, и посредственные точностные показатели. Основные схемы включения ОУ ТОС неинвертирующий усилитель, фильтры Саллена  Ки топологически совпадают со схемами включения обычных ОУ реализация других типовых схем затруднена инвертирующий усилитель c высоким коэффициентом усиления, инструментальный усилитель, заграждающий фильтр или вовсе невозможна высокодобротныйполосовой фильтр. Блок схема ОУ ТОСТрадиционное представление повторители напряжения и токовое зеркало. Альтернативное представление токовый конвейер с выходным повторителем. Вплоть до середины 1. Быстродействие классического ОУ дополнительно ограничивает корректирующая мкость, намеренно встроенная в схему для обеспечения устойчивости на высоких частотах. Паразитные индуктивности проводников ограничивают скорость нарастания токов и также вносят свой вклад в снижение быстродействия  но в реальных интегральных схемах ИС влияние индуктивностей намного меньше влияния мкостей. По этой причине усилители тока всегда опережают в быстродействии усилители напряжения, построенные на сопоставимой элементной базе. В идеальной с точки зрения быстродействия то. Если же входными и выходными сигналами токовой ИС должны служить напряжения, то между е ядром и сигнальными выводами обязательно размещаются согласующие двухтактныеэмиттерные повторители, способные быстро заряжать и разряжать паразитные мкости. Будучи функциональным аналогом классических ОУ с обратной связью по напряжению, ОУ ТОС отличаются от них двумя особенностями архитектуры. Трактовка ОУ ТОС в терминах теории токовых конвейеров бытует в академической среде, тогда как сами производители эти термины не используют. Конфигурация цепи ООС выбирается таким образом, чтобы охваченный ею усилитель стремился минимизировать входной ток ошибки. При корректно замкнутой петле ООС идеальный ОУ ТОС уменьшает ток ошибки до нуля. Как следствие, несмотря на принципиальное различие в схемотехнике, идеальный ОУ ТОС является полным функциональным аналогом идеального классического ОУ и может быть применн во всех типовых схемах включения ОУ. Торрент Клуб Путешественников. Реальные ОУ ТОС, с конечными значениями сопротивлений и мкостей, отличаются от идеальной модели намного сильнее, нежели классические ОУ. На практике ОУ ТОС работоспособны лишь в ограниченном числе типовых схем, из которых наиболее часто применяется схема неинвертирующего усилителя и построенные на е базе фильтры. Базовая схема ОУ ТОС, дополняющая токовый конвейер второго поколения транслинейным выходным повторителем. В 1. 98. 3 году Нельсон подал патентную заявку на изобретение, занял у родственников 5. Comlinear. Первые выпущенные ею ОУ ТОС использовались в выходных каскадах измерительных генераторов Hewlett Packard. Это были громоздкие, по современным меркам, гибридные сборки в металлических корпусах промышленного типа. Реализовать схему Нельсона в монолитной полупроводниковой ИС в те годы было невозможно технологии начала 1. ОУ ТОС. Лишь в 1. Elantec вывела на рынок первый монолитный ОУ ТОС EL2. ИС Comlinear CLC4. Analog Devices AD8. Тогда же произошло разделение серийных ОУ ТОС на два неравных класса  стандартные ОУ со встроенной корректирующей мкостью абсолютное большинство изделий и ОУ с возможностью внешней коррекции Z выход  AD8. OPA6. 60 и их аналоги. Все серийные ОУ ТОС начала XXI века изготовляются по дорогим, сложным в производстве. Неустранимый недостаток этих технологий  плохой отвод тепла от транзисторов  порождает заметные тепловые искажения сигнала на низких частотах, но в типичных применениях ОУ ТОС они не критичны. Существуют альтернативные токовые топологии на МОП структурах, но ни одна из них не сумела потеснить в производстве биполярные ОУ ТОС. Эти термины описывают именно конфигурацию цепи ООС в обоих случаях сам усилитель, охваченный е петлй, как правило, управляется напряжением. Первым исключением из этого правила стали прямые предшественники ОУ ТОС  ламповые усилители с токовой обратной связью, в которых ток, а не напряжение, обратной связи подавался в низкоомную цепь катода входной лампы. Понятие усилителя с токовой обратной связью использовалось в этом, альтернативном, смысле уже в 1. Фредерика Термана 1. После внедрения в 1. Нортона. Ещ в 1. Затем новая трактовка закрепилась в литературе, несмотря на нежелательную двусмысленность с традиционной точки зрения ОУ ТОС охвачены обратной связью по напряжению. Альтернативный термин трансимпедансный усилитель используется реже, не вполне корректен. Быстродействующие ИС, в которых между инвертирующим входом и ядром, выполненным по схеме ОУ ТОС, встроен дополнительный буферный каскад LM7. ОУ ТОС, а как ОУ с обратной связью по напряжению. Микромощные ИС с особо низким выходным сопротивлением, в которых входной повторитель ОУ ТОС охвачен глубокой обратной связью по напряжению линейка CFB plus Burr Brown и Texas Instruments, позиционируются как подкласс ОУ ТОС. Немногочисленный подкласс ОУ ТОС с возможностью внешней коррекции Burr Brown OPA6. Analog Devices AD8. ОУ, а как токовые конвейеры. В документации Burr Brown 1. OPA6. 60 получил название diamond transistor в русской кальке бриллиантовый транзистор, а выходной повторитель  diamond buffer бриллиантовый буфер. Смысл первого из этих названий был в том, что токовый конвейер второго поколения рассматривался как идеальный трхвыводной усилитель тока, своего рода транзистор его эмиттером служил выход повторителя, а коллектором  выход токовых зеркал. Предложенные термины не прижились, но словосочетание diamond transistor бриллиантовый транзистор иногда применяется для обозначения двухтактного эмиттерного повторителя. Наиболее часто используется четырхтранзисторная транслинейная конфигурация параллельного усилителя англ. Коэффициент передачи повторителя, работающего в чистом режиме А, близок к единице настолько, что его отклонениями от идеала обычно пренебрегают. Вход повторителя является неинвертирующим потенциальным входом ОУ ТОС, выход повторителя  его инвертирующим токовым входом. В отличие от симметричного дифференциального каскада на входе классического ОУ, входы ОУ ТОС принципиально асимметричны, поэтому ОУ ТОС практически никогда не применяются в схемах, чувствительных к асимметрии входов, например, в дифференциальных усилителях вычитателях. В серийных ИС оно не превышает 5.