|
龚福民
煤科总院上海分院电气自动化所
1. 概述
RCV420是美国RURR－BROWN公司生产的精密电流环接收器芯片，用于将4－20mA输入信号转换成为0－5V输出信号，具有很高的性能价格比。它包含一个高级运算放大器、一个片内精密电阻网络和一个精密10V电压基准。其总转换精度为0.1％，共模抑制比CMR达86dB，共模输入范围达±40V。
RCV420在满量程时的电压下降仅为1.5V，在环路中串有其他仪表负载，或者在对变送器电压有严格限制的应用场合非常有用。10V电压基准提供了一个典型温漂为5ppm/℃的精密10V输出。
RCV420无需其它外围器件辅助，就能实现诸多功能。增益、偏置和CMR无需调节，较之由分立器件设计的印制板电路，RCV420具有更低的开发成本、制造成本和现场维护费用。
2. 芯片简介
2.1 引脚排列和引脚功能
RCV420的引脚排列和功能分别见图1和表1。
2.2 性能参数
RCV420的典型参数如表2所列。
3. 工作原理
图2是RCV420的功能框图。当4－20mA电流输入对应0－5V电压输出时，要求电路的传输阻抗为：
VOUT/IIN=5V/16mA=0.3125V/mA
为了得到期望的输出（4mA时0V，20mA时5V），放大器的输出必须有一个偏置:
VOS=－4mA×(0.3125V/mA)=－1.25V
输入电流信号接至＋IN端还是接至－IN端取决与信号的极性，并经过中心抽头CT返回地端。两个匹配的75Ω检测电阻Rs构成对称输入，可最程度地抑制CT脚的共模电压信号，消除不同输入端电流在差分电压转换时的不均衡。检测电阻将输入的电流信号经差分放大器放大，转换成一个与之成正比的电压。
位于放大器反馈通道中的T型网络节点用于产生所需要的－1.25V偏置电压。输入电阻网络提供了很高的输入阻抗，并将共模输入电压衰减至运算放大器的共模信号容限内。
4. 使用事项
4.1 电源和信号的连接
图3所示是RCV420电源和信号的正确接法。正负电源脚各接一个1μF的退耦电容，并尽能地靠近放大器。为避免由外部电路引入的增益和CMR误差，应按图示方法接地，并确保最小接地电阻。输入信号视其极性或接至＋IN脚，或接至－IN脚，经中心抽头CT脚返回地端。电压基准的输出Ref OUT脚应接至Ref IN，以产生电平偏置。Ref IN脚不用时必须接地，以维持高共模抑制。
4.2 增益调节
图4所示是RCV420的增益调节电路。在运放的反馈通道插入一个小电阻R1，可以增大增益。采用此方法增大增益将导致CMR下降，因此，增益调节应尽可能的小。例如，用一个125Ω电阻可使增益增大1％，但CMR将下降约6dB。
在检测电阻上并联匹配电阻RX，可以减小增益。增益值由下式表示：
VOUT/IIN=0.315RX/(RX＋RS)
并联7.5kΩ电阻可使增益减小1％。为了维持高共模抑制，并联电阻的匹配很重要。并联电阻的温度参数的任何不一致，都将引起增益误差和CMR的漂移。
4.3 偏置调零
有两个方法可对RCV420的输出偏置电压进行调零。一是用片内10V基准作电平移动，对电压基准的输出进行调整。二是采用图5电路，在Rcv Com脚外接低输出阻抗运放，这种方法可对输出偏置电压进行较大范围地调节。采用这个办法调零，Ref IN脚必须与Rcv Com脚相连，且要求Rcv Com脚对地端为低阻抗，以维持高共模抑制。
5. 应用电路
图6是带二阶低通滤波电路的4～20mA至0～10V转换电路。如差分电流转换电路及0～20mA至0～5V的转换电路等。
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
