Analiżi taċ-ċirkwiti ta' komunikazzjoni ta' 4-20mA u HART
Komunikazzjoni HART hija bbażata fuq l-istandard Bell 202, li tuża l-frequency shift keying (FSK) u tikkomunika b'rata ta' 1200bps.
Il-frekwenzi tas-sinjali li jirrappreżentaw il-loġika 0 u l-loġika 1 huma forom ta' mewġa ta' kurrent sinusoidali b'amplitudnijiet ta' ±0.5mA f'2200Hz u 1200Hz, rispettivament.
Peress li l-valur medju tas-sinjal tal-kurrent tal-mewġa sinusoidali huwa 0mA, anke jekk is-sinjal tal-kurrent HART huwa sovraimpost fuq is-sinjal tal-kejl analogu ta' 4 sa 20mA, ma jikkawża l-ebda interferenza lill- Sinjal ta' 4-20mADan jippermetti t-trażmissjoni kemm ta' valuri kurrenti analogi kif ukoll ta' dejta diġitali bl-użu ta' HART.
Il-komunikazzjoni HART hija simili għall-mod kif id-dejta tiġi trażmessa minn apparati ta' komunikazzjoni powerline. HART huwa wkoll metodu ta' komunikazzjoni użat b'mod komuni f'siti industrijali. (L-iżvantaġġ huwa li r-rata ta' komunikazzjoni hija estremament bil-mod, b'1200bps)
Nibdew bid-dijagramma tal-blokka prinċipali tat-TI u naqsmu magħkom il-komunikazzjoni HART. Peress li HART huwa komponent tal-kurrent AC superimpost fuq 4-20mA (Il-komunikazzjoni HART hija kurrent ta' mewġa sinusoidali ta' ±0.5mA), l-ewwel irridu nintroduċu l-parti taċ-ċirkwit ta' 4-20mA. L-ewwel, ejja nneħħu l-komponent AC ta' HART u ħares lejn id-direzzjoni ġenerali tal-fluss tal-kurrent tal-parti DC. Il-mogħdija ewlenija hija kif ġej:
Minħabba l-istabbiliment ta' feedback negattiv, l-amplifikatur operazzjonali juri short-circuiting virtwali, għalhekk il-vultaġġ fit-terminal tad-dħul mhux invertenti huwa ugwali għall-vultaġġ fit-terminal tad-dħul invertenti. Peress li t-terminal tad-dħul invertenti huwa konness mal-GND, l-ekwazzjoni li ġejja tapplika: Vp=Vn=0VI2=VREF/R2I1=VDAC/R1. Minħabba d-diżkonnessjoni virtwali tal-amplifikatur operazzjonali, kważi l-ebda kurrent ma jiċċirkola mit-terminals tad-dħul mhux invertenti u invertenti, għalhekk l-ekwazzjoni li ġejja tapplika:
Peress li l-vultaġġi fit-truf ta' fuq ta' R3 u R4 huma t-tnejn ugwali għal 0V (l-inputs li jinvertu u dawk li mhumiex li jinvertu huma prattikament short-circuited, it-tnejn f'0V), it-tnaqqis fil-vultaġġ bejn R3 u R4 huwa l-istess. Għalhekk:
Imbagħad il-kurrent tal-linja huwa ugwali għas-somma ta' I3 u I4, għalhekk:
Il-vultaġġ fuq il-linja huwa ugwali għal, għalhekk huwa importanti li tingħata attenzjoni lill-konsum tal-enerġija tat-transistor. Huwa meħtieġ li tagħżel transistor b'pakkett xieraq u tiżgura dissipazzjoni xierqa tas-sħana.
Imbagħad, ejja nanalizzaw il-parti tal-komunikazzjoni ta' Komunikazzjoni HART, li hija wkoll it-taqsima tal-komunikazzjoni HART. Il-komunikazzjoni HART hija maqsuma f'partijiet TX u RX. Tista' tirreferi għad-dijagramma li ġejja. Is-C1 u l-R6 fil-parti tat-trażmissjoni jiffurmaw filtru high-pass (it-terminal tad-dħul li jinqaleb tal-amplifikatur operattiv huwa art virtwali), bi frekwenza ta' qtugħ ta' 1/(2*PI*R6*C1):
Peress li l-filtru high-pass issettjat ma jnaqqasx il-frekwenzi ta' 1200HZ u 2200HZ mibgħuta minn HART, għandna I5=Vhart/R6 (huwa neċessarju li jiġi żgurat li l-valur minn quċċata għal quċċata tal-kurrent Ihart ikun madwar 1mA). Għalhekk, il-kurrent HART fil-parti AC tal-linja huwa ugwali għal
Peress li l-kurrent minn quċċata għal quċċata ta' HART huwa valur fiss ta' madwar 1mA, ir-reżistenza ta' R6 tista' tiġi ddeterminata abbażi tal-output Vhart mill- Komunikazzjoni HART ċippa u l-valuri tar-reżistenza tar-resistors R3 u R4 fil-linja.
Rigward il-parti li tirċievi l-HART, jista' jintuża filtru bandpass għall-iffiltrar (biex jiżgura li 1200Hz u 2200Hz ikunu fil-passband) biex titnaqqas l-interferenza ambjentali, segwit minn demodulazzjoni għaċ-ċippa tal-komunikazzjoni HART:
