如何设计廉价的HART变送器

过程测量和控制设备可以利用高速公路可寻址远程传感器（HART）协议，通过常规的4至20 mA电流回路进行通信。该协议使用频率为1200 Hz和2200 Hz的移频键控（FSK）。在这里，一个1200 Hz周期代表逻辑1，而两个2200 Hz周期代表逻辑0。由于FSK波形的平均值始终为零，因此模拟4至20 mA信号不受影响。

理想情况下，FSK信号由叠加在DC测量信号上的两个频率的正弦波组成。但是，产生相位连续的FSK正弦波是一件相当复杂的事情。因此，为了简化HART信号波形的生成，HART规范的物理层定义了参数限制，更通用的波形的幅度，形状和转换速率必须落入这些参数限制。在这种情况下，梯形波形及其极限值如图1所示，非常适合此应用。

如何设计廉价的HART变送器

图2中的HART发送器提供了一种简单且便宜的解决方案，该解决方案生成梯形HART波形，将其叠加到可变DC电平上，然后将所得的输出电压转换为环路电流。

通常由本地微控制器单元（MCU）生成的HART FSK信号被施加到第一与非门G1的输入。MCU通用I / O端口的第二个输出用作高电平有效ENABLE信号。G1控制另外两个NAND门G2和G3，它们的输出通过高阻抗分压器R1和R2连接在一起。

编辑：hfy