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[参考译文] 电流环路0-20mA 至0-3.3V 转换器

Guru**** 2589280 points
Other Parts Discussed in Thread: INA186, RCV420, ADS1115, OPA333

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/892048/current-loop-0-20ma-to-0-3-3v-convert

主题中讨论的其他器件:INA186RCV420ADS1115OPA333

大家好、  

我有一个输出模拟4-20mA 电流的光纤放大器、我有一个低功耗控制器、可接受高达3.3V 的电压。 我使用这块现成的板将4-20mA 转换为0.55-3.3V、然后使用 ADC 读取值- https://it.aliexpress.com/item/32973712244.html

如果传感器侧的读数发生变化、模块会产生噪声、或者需要重新校准、但这对我的商业应用没有太大的效果。 我正在寻找内部开发的东西、然后使用它。  

我已经了解了 RCV420、它可从4-20mA 转换到0-5V。 但我的电压范围略有不同。 我已经了解了在 CT 和 IN 引脚之间连接电阻器的相关信息。 有些人建议将 ina186与分立式组件一起使用。  

我不确定要使用的电路。 您能帮我设计电路还是为我提供指导吗? 如果您需要更多详细信息、请告诉我、我一定会尽力提供。  

我接受这类问题在论坛上多次被问及、但我仍不清楚自己的想法是否得到落实。  

谢谢你。  

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Krushna、

    由于您具有4-20mA 电流源、因此您需要在 I-V 转换中转换高达3.3V 的输出。 您提到您熟悉4-20mA 转换为0.55-3.3V 转换。 下面是您可以执行的操作。  

    1.确保4-20mA 电流源以接地为基准。 某些4-20mA 电流源是浮动的、因此必须以不同的方式进行连接。  

    2.例如、如果您希望上电压为3.0V、则应将负载电阻器选为3.0V/20m=150 Ω、以实现20mA 恒定电流。 4mA 时,输出电压为4mA*150=0.6V。 因此、您的4-20mA 电流源将在150欧姆电阻器上生成0.6V 至3.0V 的输出。 由于 A/D 的基准电压为3.3V、因此该配置非常适合最大限度地提高 ADC 分辨率。  

    在4-20mA 输出端和接地端之间连接了150 Ω 电阻。 150欧姆电阻器的输出将进入您的模数转换器。  

    这是转换 I-V 的最简单方法 如果您还想了解其他信息、请向我们发送原理图、我们将乐意为您提供帮助。  

    最棒的

    Raymond

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Krushna、

    我忘了说、最好在步骤3之后、在将电压缓冲器连接到模数转换器之前放置一个电压缓冲器。  您在输出端不会得到精确的0V。 当输入电流为4mA 时、输出端将获得0.66V 电压、如下面的电路所示。 在20mA 输入电流下、它将输出3.3V 电压(您必须使用轨到轨输出放大器、否则输出端不会获得3.3V 电压)。  

    RCV420 IC 是真正的差动电流到电压转换、如果您希望将4-20mA 精确转换为0-3.3V。  

    方法2:

    如果要使用 RCV420 ,它将从4-20mA 转换为0-5V。 您可以先使用 IC 转换为0-5V、然后 必须使用额外的非反向器运算放大器将0-5V 转换为0-3.3、方法是将增益系数降低0.66 (3.3V/5V)。

    方法3:您可以通过在 I-V 转换器的输入端插入 Rx 电阻器来降低 RCV420的增益。 这将在 I-V 应用中将4-20mA 转换为0-3.3V。  

    Vout/Iin = 3.3V/16mA = 0.20625V/mA、请参阅 RCA420数据表的第5页。 然后、您通过以下公式计算 Rx 值、请参阅随附的图像。 在此配置中、您不需要添加运算放大器。  

    0.20625 V/mA = 0.3125 V/mA * Rx/(Rx+Rs)、其中 Rs = 75 Ω。 计算得出的 Rx 为:RX=145.59 Ω 或 145.6 Ω、必须与1%电阻器匹配。  

    如果您有任何疑问、请告知我们。

    最棒的

    Raymond

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Raymond:  

    非常感谢您提供设计参考和指导。 我想介绍使用 R-R 运算放大器的方法1。  但只有几个问题-  

    -在改变电流侧的值时,它是否能够提供电压侧的精度? 在本参考中、我将使用 ADS1115 ADC 转换器。  

    您会为此应用建议哪种轨到轨运算放大器。  

    -在 ADC 输入保护、短路保护和 ESD 的电路中,我可以使用哪些保护? -运算放大器输入端的串联电阻(~1K)将有助于提供短路保护。  

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Krushna、

    问题:

    -在改变电流侧的值时,它是否能够提供电压侧的精度? 在本参考中、我将使用 ADS1115 ADC 转换器。  

    您会为此应用建议哪种轨到轨运算放大器。  

    答案:

    您可以将 OPA333用于缓冲器、ADS1115中对此进行了指示。 OPA333是低功耗、零漂移运算放大器、轨到轨运算放大器、建议在数据表中驱动 ADS115。  

    由于您具有恒定源电流4-20mA、因此您的输出电压精度取决于电阻器的精度。 使用1%或精密电阻器、例如165欧姆。 如果很难找到165欧姆的精密电阻器、您可以并联两个2*165=330欧姆1%的电阻器、这将为您提供0.5%的精度。 运算放大器缓冲器将跟随输入电压并馈入 ADS115。  

    如果您希望输入电流保护 OPA333、请在输入端插入5kOhM-10kOhm 电阻器、请参阅 OPA333数据表的图18。 您可能不需要它、因为这是光纤应用。  

    问题:

    -在 ADC 输入保护、短路保护和 ESD 的电路中,我可以使用哪些保护? -运算放大器输入端的串联电阻(~1K)将有助于提供短路保护。  

    答案:


    看起来 ADS115在 IC 中内置了所有这些保护功能、请参阅下图。  

    最棒的

    Raymond

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Raymond、  

    我将尝试使用建议的方法、并在此处提供我的结果。 非常感谢您抽出宝贵的时间为您提供指导。