我討論了4線制傳感器發(fā)射器的基本結(jié)構(gòu)，以及它們與2線制和3線制傳感器發(fā)射器的不同。在這篇博文中，我將討論如何構(gòu)建一個(gè)與圖1中所示相似的本地供電輸出隔離式4線制傳感器發(fā)射器。本地供電4線制傳感器發(fā)射器在必須長(zhǎng)距離接線，并且傳感器的流耗大于4mA的應(yīng)用中很常見(jiàn)，而這也使2線制發(fā)射器無(wú)法在此類應(yīng)用中得以應(yīng)用。一個(gè)常見(jiàn)示例就是電磁流量計(jì)。

圖1：具有本地電源的輸出隔離式4線制傳感器發(fā)射器

典型4線制發(fā)射器的輸出級(jí)設(shè)計(jì)同樣要比2線制或3線制發(fā)射器輸出級(jí)的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單，其原因在于，4線制模擬輸入模塊內(nèi)的感測(cè)電阻器是浮動(dòng)的。因此，你可以使用一個(gè)圖2中所示的簡(jiǎn)單灌電流拓?fù)洹Ｄ氵€可以使用一個(gè)源電流拓?fù)洌贿^(guò)這個(gè)樣的話就需要一個(gè)與3線制發(fā)射器中相類似的2級(jí)設(shè)計(jì)。

圖2：4線制傳感器發(fā)射器輸出級(jí)設(shè)計(jì)

正輸出，IOUT+，通過(guò)一個(gè)限流電路，被連接至一個(gè)+18V電源。負(fù)輸出端子，IOUT-，被接至N類型金屬氧化物半導(dǎo)體 (NMOS) 晶體管的漏極。一個(gè)運(yùn)算放大器 (op amp) 驅(qū)動(dòng)NMOS晶體管的柵極，根據(jù)輸入電壓，VIN，來(lái)控制流經(jīng)RSET 電阻器的電流，從而得到方程式1中的V-I轉(zhuǎn)換函數(shù)：

在一個(gè)輸出隔離式發(fā)射器中，輸出級(jí)必須與傳感器和電源完全隔離。這就要求從本地電源生成一個(gè)隔離式電源，以及一個(gè)跨過(guò)絕緣隔柵來(lái)傳送傳感器信息的方法。如圖3所示，你可以使用一個(gè)數(shù)字隔離器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 來(lái)達(dá)到這一目的。

圖3：具有數(shù)字隔離器和DAC的完整輸出級(jí)

輸出隔離式4線制傳感器發(fā)射器最后部件是針對(duì)輸出級(jí)的隔離式電源。根據(jù)輸入和輸出電壓，你可以用很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)隔離式電源。圖4顯示的是一個(gè)輸入電壓為+24V，輸出電壓為+18V和+5V的示例解決方案。LM5017降壓穩(wěn)壓器從+24V傳感器電源輸入中生成一個(gè)隔離式+20V輸出。TPS7A49低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 生成+18V輸出，而TPS7A1650 LDO生成+5V輸出。如需了解與使用LM5017進(jìn)行電源設(shè)計(jì)相關(guān)的更多信息，請(qǐng)閱讀TI Power House中的這篇博文。

圖4：針對(duì)輸出隔離式4線制發(fā)射器的隔離式電源

圖5顯示的是具有本地電源的完整輸出隔離式4線制傳感器發(fā)射器。

圖5：具有本地電源的輸出隔離式4線制傳感器發(fā)射器

在這篇博文中，我描述了一個(gè)輸出隔離式4線制傳感器發(fā)射器的示例電路設(shè)計(jì)，這個(gè)電路由一個(gè)隔離式電源解決方案、一個(gè)數(shù)字隔離器、一個(gè)DAC和一個(gè)運(yùn)算放大器電路構(gòu)建而成。在我的下一篇博文中，我將給出電源隔離式和全隔離4線制傳感器發(fā)射器。