Other Parts Discussed in Thread: INA293, INA281, INA190, INA185, INA191, INA180, INA199, OPA320, OPA325
Dears 您好、
我们正在尝试开发一种允许从工业发送器读取4-20mA 电流并将其转换为由微控制器的 ADC 处理的电压的接收器。 我随附原理图、我需要知道它是否正确、或者您是否可以为我们的应用推荐任何器件。
感谢你的帮助。
伊凡、您好！
看起来有点像 INA190的过度工程。 此外、2线变送器的布线看起来有点奇怪。
我会这样做：
C2和 TVS 构成 EMI 滤波器以及针对 ESD、浪涌和脉冲群的保护电路。 这里只必须有一个低漏电 TVS、例如来自 ST。 最终还可以使用 SMBJ8.5A。 D1可防范负输入电压和反向电流。 R1会将4..20mA 输入电流转换为1..5V 的电压。 R2和 C1构成 ADC 的电荷反冲滤波器、并用作输入低通滤波器(抗混叠滤波器)。 R2与电源轨上 ADC 的内部保护二极管还通过限制输入电流来保护 ADC 免受过压影响。 如果 ADC 没有内部输入保护二极管、请在 C1到电源轨之间添加外部二极管。
另外三点：
1.R2 = 10k 有点高、如果 ADC 具有高输入泄漏电流、则可能会产生问题。 则应降低 R2。
2.电源电压必须能够在过压时吸收反向电流。 最终、必须添加从电源电压到信号接地的合适 TVS、以吸收反向电流并限制电源电压。
3.如果 ADC 具有不同的输入电压范围,则必须相应地修改 R1。
凯
Peter、您好！
感谢您的答复、我已按照您的建议将 INA190更改为 INA185。
我有以下疑问：
1) 1)输入端是否需要10R 电阻器？
2) 2)您是否建议在 INA185 OUT 引脚上放置滤波器？
3) 3)根据所附图像、4-20mA 变送器的连接是否正确？
尊敬的 Kai：
非常感谢您的回答、然后我回答您的问题。
1) 1)使用的微控制器是 AVR32DA28、I attached configuration images：
UC 配置：
2)将使用单个负载电阻器,您建议使用什么负载电阻器来获得输出电压(0.5V >= Vout <= 4V )?
感谢你的帮助。
伊万
伊凡、您好！
在我发送的应用手册中、演示了可用于估算 ADC 输入引脚的第一次通过 Rfilt 和 Cfilt 的公式。 根据您发送的 ADC 设置、我尝试计算采集时间、并将其插入本应用手册所基于的计算器中。 该计算器称为 模拟工程师计算器。
这是第一次通过测试的结果。
遗憾的是、处理器数据表未详细说明 ADC 的典型输入电容(Csh)、因此可能请联系制造商、看看它们是否能为您提供相应值。 此外、请注意多路复用器会给 Cfilt 值增加一些电容、因此您使用的 Cfilt 实际上可能需要 计算出的 Cfilt 减去 CMux。 如果您能获得这些电容、您可以通过 SPICE 仿真过程(见上述 应用手册)来确定最佳 Rfilt 和 Cfilt、使 ADC 电压降至0.5LSB 以下。
微调 Rfilt 和 Cfilt 的另一种方法是通过实际系统测试。 您可以使用准确的电压表测量 ADC 输入电压并与 ADC 读数进行比较。 您还可以在电路板的电流检测放大器(CSA)(即 INA185)之间制作一个运算放大器缓冲器(例如 OPA320)、并测试 ADC 具有缓冲器时是否精度有任何显著下降。
即使您确实使用了缓冲器、您仍然需要具有用于 Rfilt、Cfilt 的焊盘、因为这是通常的最佳做法、您最终可能需要它们。
至于设置 rsh。 您需要了解允许的最大分流压降是多少和/或系统中允许的最大分流功率损耗是多少、这将设置 rsh 的上限。 然后、为了获得最佳误差、请根据最大电流和 CSA 增益以及 CSA 最大 Vout 将 rsh 设置为尽可能高的值。 我通常选择最大 Vout 为4.85V (请注意、请参阅图19、看看如果 Iout 超过1.5mA、Vout 是否会下降。 另请注意、Iout 可以在 Cfilt 值较高时达到峰值、这是使用仿真来确定该瞬态 Iout 的另一个原因)。
因此、如果 Vout_max 为4.85V、则 INA185A2 (50V/V)的 Vin_max 为4.85/50 = 97mV。 Ω rsh_Typical = 97mV/20mA = 4.85m Ω。 将其向下舍入到最接近的可用电阻器。
此致、
彼得
Peter、您好！
谢谢详细的解释。
我修改了电路、还将使用 OPA325代替 OPA320、因为我的供应商没有库存。
伊万。
