ZHCAF56 March   2025 AFE781H1 , AFE782H1 , AFE881H1 , AFE882H1 , DAC8740H , DAC8741H , DAC8742H

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 4-20mA 环路
    2. 1.2 HART 协议
      1. 1.2.1 将 HART 添加到 4-20mA 环路
      2. 1.2.2 HART FSK
  5. 2基于 AFE882H1 EVM 的 HART 变送器
    1. 2.1 AFE882H1 HART 调制解调器
    2. 2.2 AFE882H1 评估模块
    3. 2.3 HART 变送器结构
      1. 2.3.1 详细的原理图
        1. 2.3.1.1 输入保护
        2. 2.3.1.2 使用低压降稳压器启动
        3. 2.3.1.3 电压转电流级
        4. 2.3.1.4 电压转电流计算
        5. 2.3.1.5 HART 信号传输
        6. 2.3.1.6 HART 输入保护
        7. 2.3.1.7 HART 变送器板
        8. 2.3.1.8 电流消耗
      2. 2.3.2 HART 协议栈
  6. 3HART 测试和注册
    1. 3.1  HART 历史和 FieldComm Group
    2. 3.2  HART 测试概述
      1. 3.2.1 HART 协议规范
      2. 3.2.2 HART 协议测试规范
      3. 3.2.3 现场变送器器件测试
    3. 3.3  自动测试设备 (HART)
    4. 3.4  HART 物理层测试
      1. 3.4.1 FSK 正弦波测试
      2. 3.4.2 载波启动和停止时间测试
      3. 3.4.3 载波启动和停止瞬态测试
      4. 3.4.4 静音期间的输出噪声
      5. 3.4.5 模拟变化率测试
      6. 3.4.6 接收阻抗测试
      7. 3.4.7 噪声敏感度测试
      8. 3.4.8 载波检测测试
    5. 3.5  数据链路层测试
      1. 3.5.1 数据链路层测试规范
      2. 3.5.2 数据链路层测试日志
    6. 3.6  通用命令测试
    7. 3.7  常见做法命令测试
    8. 3.8  特定于器件的命令测试
    9. 3.9  HART 协议测试提交
    10. 3.10 HART 注册
  7. 4总结
  8. 5鸣谢
  9. 6参考资料

1.2.2 HART FSK

HART 通信使用 FSK 信号来创建通信中的数字位。调制解调器调制两种不同的频率，分别对应数字通信中的 0 和 1 比特。该数字通信在字节结构上类似于 UART，即使用 8 个数据位、奇校验和 1 个停止位。图 1-3 显示了用 HART 调制信号表示环路中的瞬时电流。该 HART 信号叠加到表示主变量的 4-20mA 电流上。

被调制到 4-20mA 电流环路上的 HART FSK图 1-3 被调制到 4-20mA 电流环路上的 HART FSK

变送器通常使用环路电源运行。由于环路的零标度为 4mA，低于 3.6mA 的电流代表故障状态，变送器必须以最大 3mA 的电流预算工作。电流预算如 图 1-3 底部的阴影区所示。

用于 HART 传输的位表示为两种 FSK 信号。不同的频率表示 1 和 0。1200Hz 信号是数字 1，2200Hz 信号是数字 0。数据以 1200 波特发送，因此每个位为 833µs。主变量作为环路中的电流进行发送。该电流在低于 20Hz 的低频率下运行。图 1-4 显示了用于主变量和 HART FSK 频率的频段。

4-20mA 电流环路上的主变量和 HART 频段图 1-4 4-20mA 电流环路上的主变量和 HART 频段

由于主变量和 HART 信号共享相同的传输，因此信号必须经过滤波才能被接收到。主要变量和 HART 信号的频率成分通过阴影区域和双箭头表示。

在支持 HART 的接收器中，使用低通滤波器来读取主要变量，以测量电阻两端的电压。该信号由图中的阴影区域表示，通常低于 20Hz，因此低通滤波器的截止频率约为 25Hz。HART 以更高的频率进行传输，FSK 位的频率为 1200Hz 和 2200Hz。此 HART 信号是使用一个工作频率通常为 500Hz 至 10kHz 的带通滤波器接收的。