利用AD5755节省多通道PLC的空间、成本和功耗

为了处理所需的各种电压和电流，AD5755的各通道都可提供许多可编程范围，包括：4 mA至20 mA、0 mA至24 mA、0 mA至20 mA、0 V至5 V、0 V至10 V、±5 V、±10 V和±12 V。 用户也可以对各通道的各种范围的增益和失调进行数字化编 程。这些增益和失调寄存器具有16位分辨率。例如，为了设置0V至10.5V输出范围（如图8所示），首先选择0V至12V范围，然后编程设置增益码，将范围调整到10.5 V。完成增益调整后，输出范围即为0V至10.5V，并具有16位分辨率。失调的编程设置方式与此相似。

图 8.任意范围缩放

通过4mA至20mA电流环路传输附加信息

纯4mA至20mA电流环路的缺点是只能单向传输单个过程变量，这对于现代工业控制系统是个限制。可寻址远程传感器高速通道(HART)标准的发展为4mA至20mA通信线路开启了新的可能。

HART提供数字双向通信机制，兼容4mA至20mA电流环路。 在4mA至20mA模拟电流信号之上叠加一个1mA峰峰值频移键控(FSK)信号。基于BELL 202通信标准，所用的两个频率为1200 Hz（逻辑1）和2200 Hz（逻辑0），如图 9所示。

图 9. 叠加于不断增大的环路电流之上的 HART 信号

AD5755可以配置为仅利用两个外部器件来传输HART信号。HART调制解调器的输出经过衰减后，交流耦合至AD5755的CHART引脚；这导致调制解调器输出在4mA至20mA模拟电流上进行调制，而不会影响该电流的直流电平。图10中的电路显示AD5755如何与HAR调制解调器接口以实现这种双向通信形式。

图 10. AD5755用于HART通信

HART规范要求模拟电流的最大变化速率不得干扰HART通信。很显然，电流输出的步进变化可能会中断HART信号传 输。幸运的是，AD5755提供可控制的压摆率，启用该功能后， 用户可以通过数字方式限制电流输出的压摆率。

AD5755 完整解决方案

图 11显示采用AD5755的典型设置。（图中显示了一个HART调制解调器通道，但有四路HART输入可用，每个通道一路输入。）当使能动态电源控制特性时，每个通道需要四个外部器件：一个饱和电流约为1A的电感、一个开关二极管和两个具有低等效串联电阻(ESR)的电容。利用极少的外部器件，AD5755提供一款集成的单芯片、高性能系统解决方案。总非调整误差(TUE)典型值为0.01%，其中包括25°C时的所有增益和失调误差。

图 11. AD5755设置

结论

随着所需通道数和各模块通道密度同步提高，系统设计人员面临着许多问题：如何在提高通道数量的同时保持较小的模块尺寸？如何提高通道数量并设计高能效系统，同时使系统的自热效应和漂移误差保持最小？就输出编程性能而言，如何为客户提供最大的灵活性？提供哪些安全特性和诊断功能，以确保系统稳定可靠并能够轻松找出问题所在？

AD5755是一款采用9mm × 9mm CSP封装的4通道器件，能够大幅减小系统的电路板面积并提高通道密度。其动态电源控制特性能够调节片内功耗，使模块功耗降至最低。此外还有片内诊断功能，包括看门狗定时器、PEC差错校验及开路/短路检测和保护，稳定可靠的设计使它能在恶劣的工业环境中工作，让最终用户更有信心。AD5755是一款真正的片上系统解决方案。