[实用新型]一种低成本DA变送器转换电路

说明书

技术领域

本实用新型一种低成本DA变送器转换电路，适用于变送器类产品。

背景技术

智能变送器的设计上，通常采用D/A转换加上电压电流转换的方式来实现数字量大于4~20mA电流的转化。而通常DAC芯片的成本较高，便宜的如：TI的DAC7512/7513等12BIT的DAC也要十几元。采用PWM转换方式是比较经济的技术，但是为保证输出信号的稳定性和较小的纹波，转换分辨位数越高，就要求越高的PWM频率。常见的设计思路都是采用光耦隔离方式，而光耦的响应速度较慢，无法保证基本的性能。此外、采用高速光耦，一是响应速度提高有局限，实现的DA分辨率不能过高；二是成本要比普通光耦贵至少2倍以上。

发明内容

本实用新型提供低成本DA变送器转换电路，能方便经济地应用于有变送输出要求的产品上，并且保证足够满足实用需求的高性能指标。是仪器仪表行业应用的智能变送器类产品中通用的数模转换与电压电流变换电路的一种替代性设计。

本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种低成本DA变送器转换电路， PWM信号输入接口连接电容隔离电路，采用电容隔离传输PWM信号；电容隔离电路通过信号整形电路连接D/A转换与U/I转换电路。

所述D/A转换与U/I转换电路包括依次串联的电阻R3、R4、R5，电阻R3、R4之间连接电容C4，电阻R4、R5之间连接电容C5；所述电阻R3、R4以及电容C4、C5连接构成的二阶π型滤波电路，用于实现PWM信号向电压信号的转换；电阻R3、R4及电阻R5同时实现电压/电流的转换。

所述信号整形电路包括同向器U1，同向器U1连接电阻R1、二极管D2。

所述D/A转换与U/I转换电路连接变送输出电路，所述变送输出电路采用电流输入型的变送芯片U2。

所述同向器U1为与门或者或门。

本实用新型一种低成本DA变送器转换电路，采用电容隔离技术，使得电路的对于PWM频率的响应大大提高，频率上限仅受限于整形电路，足以满足高性能PWM转换的要求，且具有良好的转换线性度（线性误差＜0.5%）。该电路经济实用，降低了DA转换电路的成本，具有较明显的经济价值，使其能方便经济地应用于有变送输出要求的产品上，并且保证足够满足实用需求的高性能指标。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本实用新型电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种低成本DA变送器转换电路， PWM信号输入接口连接电容隔离电路1，电容隔离电路1连接信号整形电路2，信号整形电路2连接D/A转换与U/I转换电路3，D/A转换与U/I转换电路3连接变送输出电路4。

电容隔离电路1用于消除信号源电路、DA变送电路的直流电位差对电路工作状态的影响，并保证PWM输入信号不受阻碍的通过。隔离电压级别取决于电容C1、C2的耐压。

信号整形电路2使来自于电容隔离电路1输出的PWM波形无畸变，确保DA转换的准确性。其中同向器U1采用诸如1G00之类的单逻辑与门，电阻R1的作用在于形成正反馈，来保证波形边沿陡峭干净。而二极管D2的作用在于将同向器U1输入端电压钳制在工作电压+0.6V的范围，保证信号反转时的跟随性，使信号整形电路2随时处于正常有效状态。同时，为了保证转换的稳定，电路由变送单元提供的基准电压源供电。

D/A转换与U/I转换电路3，将来自信号整形电路2输出的PWM信号转换为微小输出电流。

D/A转换与U/I转换电路3利用电阻R3、R4，电容C4、C5构成了二阶π型滤波电路，实现PWM信号向电压信号的转换； D/A转换与U/I转换电路3利用电阻R3、R4、R5的参数实现了电压/电流的转换。将数字参数转换为40uA~200uA电流输出。为保证输出电流的稳定，电阻R3~R5应采用精密电阻。

变送输出电路4将来自D/A转换与U/I转换电路3的40uA~200uA电流输入转换为4~20mA电流输出。变送输出电路4的U2采用价格相对低廉的电流输入型的XTR115、XTR116等专用变送芯片。