电压/电流转换接口AM442的引脚功能、特点及应用分析

1、 概述

AM442是一个用于处理差分电桥信号的电压电流转换接口集成威廉希尔官方网站 。它不仅能通过二线制方式将输入信号转换成标准的4-20mA电流信号，而且也能通过三线制方式输出0/4-20mA的电流信号。

AM442由三部分组成，一是用于差分信号放大的高精度前置放大器（I A），二是高度稳定的可调参考电压源（4.5～10V），该电压源同时可作为外接器件的激励电源，三是由电压控制的电流输出级，用于将电压信号转换成电流输出（0/4-20mA，12±8mA输出）。此外，AM442还有一个附加的可作为电压源或电流源的运算放大器，因此AM442可以适应工业上的不同需求，此外，只要外接少量元件，就可使AM442成为一个用途广泛的电压电流转换接口威廉希尔官方网站 。

表1 AM442的引脚功能

23、 威廉希尔官方网站 原理

AM442是一个用于处理差分电桥信号的电压/电流转换接口集成威廉希尔官方网站 。通过少量的外接元件就可以输出电流，而且可在一个较大的范围内调整。除了外接电阻Ro到Rs和电容C1（C2）之外，要使威廉希尔官方网站 正常工作，还需要一个外接的三极管和一个起保护作用的二极管（见图2、图3）。外接的三极管可降低AM442的耗散功率。同时，在选择二极管和三极管时也要注意它们本身的耗散功率，AM442由三个基本单元组成，第一部分为输入级，第二部分为输出级，第三部分为可调的参考电压源。其框图如图2所示。

3.1 输入缓冲放大器

AM442的输入级是一个高精度的前置放大器。它有较大的增益调节范围，能适应不同的差分输入信号，因而可用于各种不同变化范围的传感器信号处理。增益系数的大小由外接电阻来决定。

3.2 电流输出级

在电流输出端，借用于内置参考电压源，并通过外接电阻调节偏置电压，即可调节输出电流的最小值Iset。输出电流Iout是通过集成威廉希尔官方网站 管脚4（OUT）控制的三极管T1输出的。AM442的一个特别功能可通过管脚16（DIS）来实现，如果管脚DIS与参考电压管脚15（VREF）相连，那么在输入信号过载时，输出电流会自动切断。如果管脚16（DIS）空着，那么输出电流不会因为输入信号过载而自动切断。

此外，当芯片温度过高时，AM422会自动切断输出电流。

3.3 参考电压源

AM442中的参考电压源，可用作需要恒定电压的传感器或其它外接威廉希尔官方网站 的供电电源。它可通过外接的电压分配器提供从4.5V～10V的任意一个数值的电压源。

4.1 三线输出应用威廉希尔官方网站

AM442典型的三线输出应用如图3所示。在三线方式输出时，管脚2（Vcc）和管脚1（RS+）相联，管脚14（GND）与地Ground相联，威廉希尔官方网站 的输出增益系数可由外接电阻R1和R2来调节。AM442在该方式工作时，威廉希尔官方网站 具有过流关断功能。

该例中，如需输出电流在0～20mA之间变化，那么，在偏置电流Iset为零（管脚7与管脚14相联）时。根据转换公式，其输出电流Iout应为：

Iout=VinGin/R0

同时，在电源电压和集成威廉希尔官方网站 的最小工作电压Vcc（min）为6V时，它们与负载电阻RL之间的关系必须满足下面的式子，整个威廉希尔官方网站 才能正常工作：

Vs据≥IoutmaxRL+6V

若将附加的运算放大器作为恒流源来使用。那么，用于传感器的桥式威廉希尔官方网站 中的恒流源电流Is，可通过外接电阻Rset来确定，公式为：

Is=VBG/RSET

式中，VBG应取1.27V。实际上，在输出电流范围为0～20mA（三线方式输出）时，如果输入电压Vin的范围为0～250mV，VREF=5V，Gin=2，那么，其主要外接元件的取值应为：R0=25Ω，R1=22kΩ，R2=22kΩ，R5=40Ω，RL=0～600Ω，C1=2.2μF。

4.2 二线方式输出应用威廉希尔官方网站

图4给出了典型的二线方式输出应用威廉希尔官方网站 图。在二线方式输出时，管脚2（Vcc）和管脚3（RS-）相连。需要说明的是，该方式由于AM442的16脚（DIS）悬空不接，因此不具有输入过载时的超载判断功能。而输出增益系数则仍由外接电阻R1和R2调节。

对于二线输出方式，在输出电流范围为4～20mA时，如果输入电压VIN的范围为0～200mV，VREF=5V，GIN=2，那么，外接元件的数值应为：R0=25Ω，R1=22kΩ，R2=22kΩ，R3=100kΩ，R4=0～5kΩ，R5=40Ω，RL=0～500Ω，C1=2.2μF，C2=100nF。

责任编辑：gt