电压电流变送集成电路AM462原理及应用

文章摘要： 在图1 中对发送方有一个假定，就是它应该产生一个与测量值相关的所希望的信号电流IOUT = 4-20mA。电阻RL 作为接收方，可以测量它上面的电压降VA 或者直接测量串联在电路里的电流表得到IOUT。实际上发送方常常由很多功能电路组合在一起的。在传感器领域内，发送方常作为信号测量转换器，包含有传感器，给传感器供电的工作电源和一个电流源（图2）。电流源回路除了可以变送测量信号外还可以作为隔离放大器用于PWM调制脉宽信号的输出级，或者简单地作为电压输出的信号源。图2：完整的电流信号变送电路 通常传感器信号或PWM调制脉宽信号是从零到一个满度值（FS）变化，那么对于电压控制的电流源就

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    在图1 中对发送方有一个假定，就是它应该产生一个与测量值相关的所希望的信号电流IOUT = 4-20mA。电阻RL 作为接收方，可以测量它上面的电压降VA 或者直接测量串联在电路里的电流表得到IOUT。实际上发送方常常由很多功能电路组合在一起的。在传感器领域内，发送方常作为信号测量转换器，包含有传感器，给传感器供电的工作电源和一个电流源（图2）。电流源回路除了可以变送测量信号外还可以作为隔离放大器用于PWM调制脉宽信号的输出级，或者简单地作为电压输出的信号源。

图2：完整的电流信号变送电路
    通常传感器信号或PWM调制脉宽信号是从零到一个满度值（FS）变化，那么对于电压控制的电流源就必须能够生成一个零点为4mA 和满度值为20mA 的电流信号（差值为16 mA）。在工业控制中，控制设备（控制室）常常同测量信号变送电路有较远的距离。如果把电源线同时也用作信号传输线，一共只用二根导线就可以进行信号传输，那么成本就会下降，电路就会更简单合理，这就是所谓的二线制电流传输方法。
 
图3：二线制的应用电路
    如图3 所示，人们提供一个来自控制设备（控制室）的工作电源，它可以同时给多个变送电路提供电源。

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AM462-二线制的变送电路
    本文描述的电压控制的电流源是由Analog Microelectronics （AMG 公司）开发生产的AM462 专用集成电路，它的工作电源最大可达35 V。AM462 可以将测量的单端接地电压信号转换变送成工业标准的电流输出4…20mA（图3）。为了能弄清AM462 转换变送集成电路和它的一些附加功能，这里先介绍一下AM462 电路。
 
    作为核心电路的AM462（图4）是一个多级放大电路和一些其他功能电路以及保护电路所组成，它们都可以任意选用。这些以模块形式组成的电路比如运算放大器，电压电流转换，参考电压源，参考电流源，可以通过外面电路连接组合使用也可以单独使用（见图5 和图6）。
 
图5：AM462 的二线制4-20mA 的应用电路图
    下面简要介绍AM462 的各个功能模块情况：

 运算放大器OP1 用来放大单端接地电压信号（正信号），放大倍数可通过外接电阻来调整。
 电压电流转换模块提供一个电压控制的电流信号到集成电路的输出端，该信号直接控制外置的三极管并最终输出工业标准的电流信号。由于功耗的原因将三极管外置，在极性反接时一个附加的二极管起到保护作用。
 AM462 上的参考电压源可为外接电路比如传感器，微处理器等提供工作电源，这样也简化了二线制的电路。参考电压源可提供5 到10V 的电压并且可调。
 附加的运算放大器OP2 可用作为电压源或电流源来使用，也可以为外接电路提供工作电源。OP2 的正输入端是连接在内置的固定电位VBG 上，这样可以通过外面的二个电阻调整输出的电压或输出的电流大小。

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