專利名稱：一種低成本da變送器轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，適用于變送器類產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
智能變送器的設(shè)計(jì)上，通常采用D/A轉(zhuǎn)換加上電壓電流轉(zhuǎn)換的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)字量大于Γ20πιΑ電流的轉(zhuǎn)化。而通常DAC芯片的成本較高，便宜的如ΤΙ的DAC7512\7513等12BIT的DAC也要十幾元。采用PWM轉(zhuǎn)換方式是比較經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，但是為保證輸出信號的穩(wěn)定性和較小的紋波，轉(zhuǎn)換分辨位數(shù)越高，就要求越高的PWM頻率。常見的設(shè)計(jì)思路都是采用光耦隔離方式，而光耦的響應(yīng)速度較慢，無法保證基本的性能。此外、采用高速光耦，一是響應(yīng)速度提高有局限，實(shí)現(xiàn)的DA分辨率不能過高；二是成本要比普通光耦貴至少2倍以上。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，能方便經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于有變送輸出要求的產(chǎn)品上，并且保證足夠滿足實(shí)用需求的高性能指標(biāo)。是儀器儀表行業(yè)應(yīng)用的智能變送器類產(chǎn)品中通用的數(shù)模轉(zhuǎn)換與電壓電流變換電路的一種替代性設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的上述目的是通過這樣的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，PWM信號輸入接口連接電容隔離電路，采用電容隔離傳輸PWM信號；電容隔離電路通過信號整形電路連接D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路。所述D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路包括依次串聯(lián)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(gòu)成的二階η型濾波電路，用于實(shí)現(xiàn)PWM信號向電壓信號的轉(zhuǎn)換；電阻R3、R4及電阻R5同時實(shí)現(xiàn)電壓/電流的轉(zhuǎn)換。所述信號整形電路包括同向器Ul，同向器Ul連接電阻R1、二極管D2。所述D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路連接變送輸出電路，所述變送輸出電路采用電流輸入型的變送芯片U2。所述同向器Ul為與門或者或門。本實(shí)用新型一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，采用電容隔離技術(shù)，使得電路的對于PWM頻率的響應(yīng)大大提高，頻率上限僅受限于整形電路，足以滿足高性能PWM轉(zhuǎn)換的要求，且具有良好的轉(zhuǎn)換線性度(線性誤差< O. 5%)。該電路經(jīng)濟(jì)實(shí)用，降低了 DA轉(zhuǎn)換電路的成本，具有較明顯的經(jīng)濟(jì)價值，使其能方便經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于有變送輸出要求的產(chǎn)品上，并且保證足夠滿足實(shí)用需求的高性能指標(biāo)。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖I是本實(shí)用新型電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路3，D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路3連接變送輸出電路4。電容隔離電路I用于消除信號源電路、DA變送電路的直流電位差對電路工作狀態(tài)的影響，并保證PWM輸入信號不受阻礙的通過。隔離電壓級別取決于電容Cl、C2的耐壓。信號整形電路2使來自于電容隔離電路I輸出的PWM波形無畸變，確保DA轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。其中同向器Ul采用諸如1G00之類的單邏輯與門，電阻Rl的作用在于形成正反饋，來保證波形邊沿陡峭干凈。而二極管D2的作用在于將同向器Ul輸入端電壓鉗制在工作電 壓+0. 6V的范圍，保證信號反轉(zhuǎn)時的跟隨性，使信號整形電路2隨時處于正常有效狀態(tài)。同時，為了保證轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定，電路由變送單元提供的基準(zhǔn)電壓源供電。D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路3，將來自信號整形電路2輸出的PWM信號轉(zhuǎn)換為微小輸出電流。D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路3利用電阻R3、R4，電容C4、C5構(gòu)成了二階π型濾波電路，實(shí)現(xiàn)PWM信號向電壓信號的轉(zhuǎn)換；D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路3利用電阻R3、R4、R5的參數(shù)實(shí)現(xiàn)了電壓/電流的轉(zhuǎn)換。將數(shù)字參數(shù)轉(zhuǎn)換為40uA 200uA電流輸出。為保證輸出電流的穩(wěn)定，電阻R3 R5應(yīng)采用精密電阻。變送輸出電路4將來自D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路3的40uA 200uA電流輸入轉(zhuǎn)換為4 20mA電流輸出。變送輸出電路4的U2采用價格相對低廉的電流輸入型的XTR115、XTR116等專用變送芯片。
權(quán)利要求1.一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，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(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述D/A轉(zhuǎn)換與U/1轉(zhuǎn)換電路(3)包括依次串聯(lián)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(gòu)成的二階π型濾波電路，用于實(shí)現(xiàn)PWM信號向電壓信號的轉(zhuǎn)換； 電阻R3、R4及電阻R5同時實(shí)現(xiàn)電壓/電流的轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述信號整形電路(2)包括同向器(U1)，同向器(Ul)連接電阻R1、二極管D2。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路(3)連接變送輸出電路(4)，所述變送輸出電路(4)采用電流輸入型的變送芯片U2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，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(zhuǎn)換電路，PWM信號輸入接口連接電容隔離電路，采用電容隔離傳輸PWM信號；電容隔離電路通過信號整形電路連接D/A轉(zhuǎn)換與U/I轉(zhuǎn)換電路。本實(shí)用新型一種低成本DA變送器轉(zhuǎn)換電路，能方便經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于有變送輸出要求的產(chǎn)品上，并且保證足夠滿足實(shí)用需求的高性能指標(biāo)，是儀器儀表行業(yè)應(yīng)用的智能變送器類產(chǎn)品中通用的數(shù)模轉(zhuǎn)換與電壓電流變換電路的一種替代性設(shè)計(jì)。
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(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者閆巍 申請人:宜昌市凱諾科技開發(fā)有限公司