具有HART的完全隔离、单通道电压、4 mA至20 mA输出的电路

至 20 mA 电流输出，则可以使用单电源方案。这种情况下， AD5422 的正 AV DD 电源可以达到比如 24 V ，而输出顺从电压为 24 V − 2.5 V = 21.5 V 。输出电流为 20 mA 时，可以驱动高达 1kΩ的负载电阻。

如果应用不需要 16 位分辨率，可以使用 12 位产品 AD5412对于仅需电流输出的应用，可以使用AD5420(16位) 和 AD5410 (12位)

对于需要在同一个引脚输出电压和电流的应用，参见电路笔记 CN-0278中的技巧。

若不需要过压保护，则可以采用数值较低的最大电源电压，如 ADR4550或 ADR445。

ADuM347x隔离器( ADUM3470, ADuM3471, ADuM3472, ADuM3473,和 ADuM3474)提供四个独立的隔离通道，支持多种输入 / 输出通道配置。这些器件还提供 1 Mbps(A 级 ) 或 25 Mbps(C 级 ) 的最大数据速率。

可使用 AD5700调制解调器，而非 AD5700-1;但需要使用外部晶体或 CMOS 时钟。

　　电路评估与测试

　　设备要求

需要使用以下设备：

· The EVAL-SDP-CB1Z系统演示平台(SDP-B)

· The EVAL-CN0321-SDPZ评估板和软件

· PC(Windows®32位或64位)

· 24 V电源

· 精密电压表，如Agilent 34410A

· 数字测试滤波器 ( 如 HCF_TOOL-31 ，可从 HART 通信基金会获得)

· 500 Ω精密负载电阻

· Tektronix DS1012B 示波器或等同产品

图2.测试设置功能框图

　　测试设置功能框图

测试设置的框图如图2所示。

软件安装

评估套件包括一张光盘，其中含有自安装软件。该软件兼容 Windows XP (SP2) 、 Vista(32 位或 64 位 ) ，或 Windows 7(32 位或 64 位 ) 。如果安装文件未自动运行，可以运行光盘中的 setup.exe 文件。

请先安装评估软件，再将评估板和 SDP 板连接到 PC 的 USB 端口，确保 PC 能够正确识别评估系统。

1. 使用附带的电缆，通过 PC 的 USB 端口连接 EVAL-SDP-CB1Z

2. 连接EVAL-CN0321-SDPZ评估板至连接器 A 。若使用了连接器 B ，则 EVAL-SDP-CB1Z的 UART 将无法正常工作。

3. 对 J1 连接器施加 24 V ，可上电 EVAL-CN0321-SDPZ

4. 启动 EVAL-CN0321-SDPZ软件，然后确认出现的所有对话框。这样就完成了安装。

　　软件

软件主窗口如图 3 所示。点击 Advanced 可提供配置 AD5422的更多选项。

图3.软件主窗口

对于 HART 通信而言，确保开启了电流输出范围，然后选择 HART 页面。在 HART 页面上，数据可输入 Command 命令框，然后发送 4 mA 至 20 mA 环路;软件可以设为轮询 4 mA 至 20 mA 环路上的任意数据。也可选择 HART Query 页面，查询所连接 HART 兼容型执行器的器件地址和器件类型。

　　绝对精度性能

在电流输出模式下， AD5422使用内部 R SET 的总不可调整误差 (TUE) 规格为 0.08%FSR( 典型值， 25°C) 。

ADR02基准电压源 (B 级 ) 的总误差为 0.06% 最大值 (25°C) 。

结果位于预期值范围内。

类似地，对于电压输出模式， AD5422的 TUE 为 0.01%FSR ( 典型值， 25°C) 。

ADR02基准电压源 (B 级 ) 的误差为 0.06% 最大值 (25°C) 。

表 3 显示 ±10 V 输出范围内，电路的测量电压输出误差。

表 3 中的电压输出包括 AD5422 电路 +V SENSE 和 −V SENSE 输入上的 22Ω保护电阻误差。 +V SENSE 和 −V SENSE 输入内部连接至数值约为 70 kΩ的反馈电阻。额外的 22 Ω电阻从外部加入约为 22Ωk/70Ωk( 或 0.031%) 的增益误差。该初始误差可通过校准消除。

　　积分非线性 (INL) 性能

AD5422的 INL 在线性电源和隔离式 DC/DC 开关电源两种情况下进行测试，确保系统精度不会因为开关电源而有所损失。图 4 显示的是线性电源以及开关电源下的 INL 。与线性电源相比，使用开关电源时性能没有明显损失。

图4.使用线性电源和开关电源的电路实测INL

此外还测试并比较了线性电源和开关电源两种情况下一定时间内的平均输出噪声，如图 5 所示。注意，一定时间内测得的输出噪声存在细微的偏差。这一偏差不超过 1 LSB ，可能由略为不同的测量设置引入，或两次测量间隔期间的基准电压漂移引入。

图5.实测平均DAC输出噪声，1000次采样，电表设为NPLC = 1

　　HART 兼容性

图 1 中的电路要与 HART 兼容，必须符合 HART 物理层规范。 HART 规范文档中包含了众多物理层规范。为了评估硬件性能，采用静默期间的输出噪声和模拟变化率测试。

静默期间的输出噪声测试

当 HART 设备没有进行传输 ( 静默 ) 时，噪声不应耦合至网络上。噪声过高可能会干扰设备本身或网络上的其它设备对 H