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

3.4.1 FSK 正弦波测试

图 3-2 显示了 HART FSK 正弦波测试的方框图。大多数 HART 测试需要采用与受测器件类似的变送器设置。FSK 正弦波测试验证 HART 信号是否具有正确的传输频率和波形。

HART FSK 正弦波测试方框图图 3-2 HART FSK 正弦波测试方框图

Keysight E36313A 用作 24V 电源。电源为环路供电，变送器设置流经环路的电流。一个串联电阻器用于测量流经环路的电流，但也会通过调制解调器连接到 HART 测试系统。

对于 HART FSK 正弦波测试，使用示波器来测量 HART 发送的信号。HART 测试仪发送命令，示波器绘制响应图以找到一系列 1 和 0 来测量 HART 位。可以使用频率计数器来测量 FSK 位的频率，但也可以使用示波器来验证时序。

图 3-3 和图 3-4 定义了 HART FSK 信号的容差。如前所述，两种 FSK 信号为 1200Hz 和 2200Hz。不过，信号存在一些可以接受的变化。

HART 1200Hz FSK 波形限制图 3-3 HART 1200Hz FSK 波形限制
HART 2200Hz FSK 波形限制图 3-4 HART 2200Hz FSK 波形限制

这些测量定义了允许的 FSK 频率变化、最小和最大电压以及 HART 信号所需的上升时间。除两种 FSK 频率的波形要求之外，还对图 3-5 中所示的波形有转换要求。

HART 正弦信号转换图 3-5 HART 正弦信号转换

这些图显示了 HART 信号振幅、频率变化和信号上升时间的容差。要通过测试，HART 正弦波必须适合图中所示的这些梯形窗口。

这些波形是使用示波器从 AFE882H1 变送器测试装置中获取的。图 3-6 显示了为两个 HART FSK 正弦波拍摄的示波器照片，表 3-1 显示了从测量中获取的测试数据。

FSK 正弦波测试示波器结果图 3-6 FSK 正弦波测试示波器结果
表 3-1 FSK 正弦波形测试数据
FSK 频率测试测量值最小值最大值结果
1200Hz频率1201Hz1188Hz1212Hz通过
振幅458mVPP400mVPP600mVPP通过
波形上升时间130µs80µs200µs通过
波形下降时间130µs80µs200µs通过
2200Hz频率2202Hz2178Hz2222Hz通过
振幅478mVPP400mVPP600mVPP通过
波形上升时间80µs75µs200µs通过
波形下降时间80µs75µs200µs通过

虽然 4-20mA 环路中通常使用 250Ω 电阻器，但该测试和其他物理层测试则需要 500Ω 电流检测电阻器。