[发明专利]应用于阀门定位器的HART发射电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种HART电路，特别涉及一种应用于阀门定位器的HART发射电路。

背景技术

阀门定位器作用于调节阀之上，广泛应用于石油、化工、电力、食品及水处理等领域。随着计算机总线技术的快速发展，传统的模拟仪表逐渐被智能化、总线型仪表所取代，但同时应看到模拟信号系统在当前时期内仍占据很大的比重。HART（可寻址远程传感器高速通道）

作为模拟系统向数字系统转变过程中的过渡性产品，实现了在模拟信号中叠加传输数字信号，在当前时期具有较强的市场竞争力。目前，公知的应用于阀门定位器的HART发射电路采用变压器耦合的方式，采用该方式的电路具有体积大、成品率低等缺点，给产品的安装、调试工作造成很大的困难。

发明内容

为了克服公知的应用于阀门定位器的HART发射电路体积大、成品率低的缺点, 本实用新型提供了一种应用于阀门定位器的HART发射电路，该电路摒弃了变压器耦合的方式，采用集成电路耦合信号，现代半导体技术保证了集成电路元件在制作工艺、可靠性等方面远远高于机械结构式的变压器元件，对产品的可靠性、成品率具有很大的提升。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种应用于阀门定位器的HART发射电路，其特征在于：所述电路中节点OTXA通过电阻R9与运算放大器U1B的同相输入端5脚相连，基准电压Vref接运算放大器U1B的同相输入端5脚，节点OTXA通过电容C4连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端与运算放大器U1B的反相输入端6脚相连，电容C3与电阻R6并联，并联两端分别与运算按放大器U1B的反相输入端6脚、输出端7脚相连，运算放大器U1B的输出端7脚接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电阻R10一端和电容C5的一端，电阻R10的另一端接地，电容C5的另一端接运算放大器U1A的同相输入端3脚和电阻R1的一端，电阻R1的另一端接4～20mA输入端I+、电容C1的一端、N沟道增强型场效应管Q1的漏极D、二极管D1的正极，二极管D1的负极通过二极管D2接效应管Q1的源极S、4～20mA输出端I-及地，电容C2与电阻R5并联，电阻R5一端接地，电阻R5另一端接电阻R2的一端和运算放大器U1A的反相输入端2脚，电阻R2的另一端接基准电压Vref，运算放大器U1A的接地端4脚接地，电源供电端8脚接电源VCC，输出端1脚接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电阻R3的一端和N沟道增强型场效应管Q1的栅极G，电阻R3的另一端接电容C1的另一端。

本发明的有益效果是：使用集成电路元件实现了HART信号发射耦合功能，克服了变压器耦合方式带来的电路体积大，成品率低等缺点。电路可靠性高，焊接、调试方便，便于大规模批量生产。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

在图1中，OTXA节点为HART调制解调芯片的输出端，信号波特率为1200，“1”为频率1200Hz方波，“0”为频率2200Hz方波。通过电容C4滤除直流信号连接至由运算放大器U1B连接电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电容C3构成有源低通滤波器，运算放大器U1B的同相输入端连接大小为VCC/2的基准电压Vref，对方波信号进行滤波整形后通过滤波电容C5与运算放大器U1A的同相输入端连接。电阻R2与电阻R5串联与基准电压Vref和地相连，为以运算放大器U1A为中心的放大电路提供静态工作点，二极管D1和二极管D2串联，连接在4～20mA输入I+和4～20mA输出I-上，在场效应管Q1关断状态下，4～20mA电流从二极管D1和二极管D2流过，此时节点4～20mA输入I+的电压为二极管D1和二极管D2的导通电压之和，通过电阻R1与运算放大器U1A的同相输入端连接。HART信号叠加到运算放大器U1A的同相输入端，在U1A的输出端产生频率相同的交变信号，电阻R3和电容C1连接在N沟道增强型场效应管Q1的漏极D和栅极G之间，对叠加在场效应管Q1上的电压信号进行整形，控制N沟道增强型场效应管Q1的通断，改变4～20mA输入I+和4～20mA输出I-两端的电压，从而影响环路电流，频率与OTXA输入相同，实现在4～20mA模拟信号上叠加数字信号。