[发明专利]电流输出电路和两线制变送器

说明书

技术领域

本公开涉及电流输出电路和具有该电路输出电路的两线制变送器，该电流输出电路通过两条传输线与外部电路连接，并且在将该外部电路用作电源的同时，将预定的电流信号输出至该外部电路。

背景技术

两线制变送器例如是这样的现场装置：其通过两条传输线连接至诸如DCS（分布式控制系统）之类的外部电路，并且在将该外部电路用作电源的同时，将从传感器等获取的物理量转换为电流信号，以及将该电流信号输出至该外部电路。由于两线制变送器不需要专用的电源配线并且可以低成本安装，因此两线制变送器广泛地用作工厂中的诸如温度变送器或差压变送器和压力变送器之类的现场装置。该现场装置将物理量转换为全球标准的4[mA]至20[mA]的直流作为现场装置的信号，并将该电流发送至该外部电路。

例如，专利参考文献1公开了一种能够通过并联稳压器（分流电压源电路）而不是齐纳二极管来确保稳定的电路电源以及自由设置内部电压的两线制变送器。

图6示出了上述两线制变送器中使用的相关技术的电流输出电路50的构造示例。根据图6，电流输出电路50被构造为包括电压源电路51、运算放大器52（op amp）、电压-电流转换元件53（NPN晶体管）、电流镜像电路54、分流电压源电路55、电流检测电阻器R11、反馈电阻器R12、频带限制电阻器R13、以及频带限制电容器C11。通过上述构造，电流输出电路50通过分流电压源电路55输出电流I1，还生成两线制变送器的内部电源#1（信号处理电路或传感器（未示出）的驱动电源），并且在正电源端VP和负电源端VN之间输出电流I_out=（1+R12/R11）*I1。

[现有技术参考文献]

[专利参考文献]

[专利参考文献1]JP-A-9-81883

顺便说一下，根据图6所示的电流输出电路50，从运算放大器52的输出端到运算放大器52的非反相输入端（+）的负反馈回路（图6的虚线箭头）中插入电流镜像电路54。为了解决插入该电流镜像电路54的不利之处，在运算放大器52的输出端和运算放大器52的反相输入端（-）之间连接频带限制电容器C11，通过该频带限制电容器C11，确保了从运算放大器52的输出到输入范围的系统的稳定性。

连接上述频带限制电容器C11从而确保从运算放大器52的输出到输入范围的系统的稳定性的原因是：电流镜像电路54具有的极点（pole）在运算放大器52的频带附近，相位在环路增益为一倍并且不能确保相位裕度（裕度）的频率附近旋转。因此，在相关技术的两线制变送器的电流输出电路50中，将诸如电流镜像电路54之类的具有低极点的电路元件插入图6中的虚线箭头所示的运算放大器52的负反馈回路中，因而带宽变窄，AC输入阻抗变低，抗噪声能力变差。

发明内容

本发明的示例性实施例提供了一种用于加宽频带以及改善抗噪声能力的电流输出电路，以及具有该电流输出电路的两线制变送器。

根据本发明的示例性实施例，一种用于两线制变送器的电流输出电路，所述两线制变送器被构造为通过两条传输线接收来自外部电路的电源供给，并且通过所述传输线将基于物理量的预定电流输出至所述外部电路，所述电流输出电路包括：

第一电流源电路，其被构造为输出受基于所述物理量生成的控制电压控制的第一电流；

第二电流源电路，其被构造为输出受所述第一电流控制的第二电流；

第一分流电压源电路，其被构造为从所述第二电流生成所述两线制变送器的内部电源；

第三电流源电路，其被构造为生成受基准电压控制的第三电流；以及

第二分流电压源电路，其被构造为通过所述第三电流生成所述第二电流源电路的电源，

其中所述电流输出电路被构造为基于所述第一电流、所述第二电流和所述第三电流输出受所述控制电压控制的所述预定电流。