DAC161P997简化电流环路设计 - 传感器变送器简化工业设计

　　LMP90080是引脚到引脚兼容产品系列的一员。它允许设计人员使用相同的布局，通过选择不同的特性来对设计进行优化，例如分辨率、差分通道和集成电流源等。其他特性包括连续的背景校正和诊断。

　　连续背景校正对A/D转换器的增益和偏移误差进行补偿，在实际上消除了随时间和温度变化产生的漂移。校正在不出现任何转换中断的情况下在背景下完成。这样便提高了终端产品在寿命期间的性能，并帮助缩短了与现场校正相关的停机时间。

　　传感器诊断也在背景下完成，并且不会影响信号通路性能，从而能够实现对传感器短路、开路和溢出信号的检测。LMP90080还拥有一个强健的具有循环冗余检验的串行外设接口（SPI），以确保数据传输的完整性。

　　这些产品均由Webench传感器AFE设计工具提供支持，其可对传感器模拟信号通路解决方案进行设计、性能评估以及优化。它允许导出AFE配置，用于微控制器代码。另外，评估系统允许设计人员连接传感器、修改设计、为传感器AFE IC加载配置数据以及对完整解决方案进行评估。

　　4~20mA电流环路是一个用于远距离模拟测量数据传输的工业标准，其中，两线传感器使用电流来表示测量值。电路环路传输常用于工业中，因为它拥有强健的抗干扰能力，并且非常适合于远距离传输。另外，它的成本较低，并可以用于存在爆炸隐患的区域。

　　DAC161P997（见图3）通过将所有精密元件都集成到一块芯片上，简化了电流环路设计。只需要少数几个外部器件，便可以实现低功耗、高精度的工业用4~20mA变送器。

　　

　　图3:DAC161P997简化电流环路设计。

　　DAC161P997具有一个单线接口，它是一种强健的数字数据传输解决方案--相比SPI接口的解决方案，它可以轻松地实现电流隔离。数字数据格式支持在不丢失数据（可能影响脉宽调制方案的问题）的情况下实现数据传输。

　　器件OUT引脚提供的输出电流可表示为：

　　I loop =（DACCODE/2 ^16）/24mA

　　有效的DACCODE范围为满16位代码间隔（0x0000~0xFFFF）。

　　如图3所示，由于过高的环路电源电压，DAC161P997无法直接与典型的4~20mA环路实现接口。环路电源电压必须逐步降低至3.3V.使用一个超低静态电流线性调节器（例如LM2936）或者低功耗开关调节器（例如LM2840），便可以达到上述目标。设计人员应紧记，调节器的静态电流会对最小可达环路电流产生直接影响。

　　由于温度变送器由环路本身供电，各种器件的电流消耗应尽可能低，以符合系统的3.5mA功耗预算要求。DAC161P997的电流消耗低于190μA，输出电流温度系数为29ppm/℃，而长期的输出电流漂移为90ppm满量程。

　　本文小结

　　诸如LMP90xxx和DAC161P997集成解决方案可以降低传感器和变送器组合的难度、减少器件数目并节省电路板空间。LMP90xxx可以和各种不同的传感器接口，包括温度、压力和其他电压输出检测器。这种器件由传感器AFE设计工具提供支持，它让广大的工程师能够对自己的解决方案进行在线设计与评估。