4-20 мА туда и обратно

[Черный-белый кот]

Здравствуйте!

В связи с последними событиями подскажите пожалуйста как сделать преобразованием из 4-20 мА на ОУ в сигнал для МК(с АЦП на борту)и также преобразование в 4-20 мА для МК(с ЦАП на борту)

Спасибо!

[mickbell]

1. Резистор-шунт. Например, номиналом 200 Ом. Опционально усилитель с разностным входом (можно даже готовый инструментальный, если не кажется слишком шикарно).
2. Генератор тока делается из ОУ и мосфета с шунтом в истоке, схема известная. Выход ОУ на затвор, шунт в исток, с шунта-истока ОС на инвертирующий вход ОУ, на неинвертирующий подать аналоговый сигнал.

[Черный-белый кот]

Спасибо !!!
По поводу первого пункта вы имеете ввиду такую схему ?
https://www.fierceelectronics.com/compo ... -interface

[mickbell]

Да.

[Черный-белый кот]

Спасибо а по второму пункту такая схема?
https://electronics.stackexchange.com/q ... rrent-sink

[mickbell]

Немножко не такая. На прошлой работе её применяли. Отличается от этой отсутствием каких-либо элементов в обратной связи, кроме шунта. То есть с истока просто идёт проводник на инвертирующий вход. Тот источник тока работал, однако, вполне устойчиво. Но вы, конечно, можете иметь в виду и эту схему.
PS. Вот насчёт резистора в затворе - не помню, был ли он, и какого номинала. Скорее всего, никакого не было.

[Черный-белый кот]

Спасибо большое!

А можно ли использовать AD8542ARM в обоих случаях?

И как я понимаю обе схемы при небольшом пересчете будут схемами 0-20mA?

[mickbell]

[uquote="Черный-белый кот",url="/forum/viewtopic.php?p=4243183#p4243183"]А можно ли использовать AD8542ARM в обоих случаях?[/uquote] У неё питание максимум 5.5 В. Соответственное напряжение пойдёт на затвор. Если этого хватит (от мосфета зависит) - тогда можно. Я думаю, подобрать мосфет с низким уровнем напряжения затвора вполне можно, я бы поставил BSS131. На входе ограничений нет.
[uquote="Черный-белый кот",url="/forum/viewtopic.php?p=4243183#p4243183"]И как я понимаю обе схемы при небольшом пересчете будут схемами 0-20mA?[/uquote]Да. Собственно, они и так уже... Имейте в виду: без минуса питания строгого нуля не будет.

[Черный-белый кот]

Большое спасибо!

[Черный-белый кот]

Прошу прощения , ещё хотел спросить.
Пришлось поставить биполярное питание, и в связи с этим вопрос, что нужно внести в схему чтобы был строгий ноль при биполярном уже питании ОУ

[mickbell]

Вы имеете в виду выходной ток? Ничего, кроме питания ОУ, менять не придётся. Но, конечно, вы должны понимать, что любой полупроводник имеет некую утечку, то есть сопротивление его не бесконечное. У типичного мосфета, если он не перегрет, ток утечки до 100 нА, при нагреве может дойти и до микроампера. На сопротивлении 200 Ом это вызовет падение не более 200 мкВ, мелочь.

[Черный-белый кот]

Спасибо за ответ, я имел ввиду про 0-20мА "прием" и "генерация"

[mickbell]

Схема приёмной части тоже не меняется ни в чём, кроме ноги минусового питания. То есть, если вы возьмёте сдвоенный ОУ, подав на питание ему плюс и минус и сохранив схему всего остального, то будет работать в диапазоне от нуля и на ввод тока, и на вывод. Не забудьте только, что на минусовой ноге питания должен быть блокировочный конденсатор, как, собственно, и на плюсовой.

[Черный-белый кот]

Спасибо большое за ответ!
Теперь все понятно, единственное AD8542 нельзя будет использовать так как он только для положительного питания
Вы не могли бы подсказать, из доступных, какой для биполярного входа ОУ взять в этом случае, а также если можно в том числе и для +-50мВ и+-1В входных сигналов

Заранее благодарен!

[mickbell]

[uquote="Черный-белый кот",url="/forum/viewtopic.php?p=4247462#p4247462"]единственное AD8542 нельзя будет использовать так как он только для положительного питания[/uquote]Это не так. Единственное ограничение по питанию - разница между плюсом и минусом не должна превышать 5.5 В. То есть вы можете спокойно подать на плюсовой вывод питания питания ОУ, скажем, 3.3 В, а на минусовой - минус вольт-полтора, этого вполне хватит, чтобы схема могла работать с чистым нулём на входе и на выходе.
[uquote="Черный-белый кот",url="/forum/viewtopic.php?p=4247462#p4247462"]какой для биполярного входа ОУ взять в этом случае, а также если можно в том числе и для +-50мВ и+-1В входных сигналов[/uquote]Давайте тогда прикинем ТЗ, дабы не догадываться, чего вы хотите. Вопросы будут такие.
1. Какой применяется МК, какой АЦП, какой ЦАП (если они не те, что на борту МК)? Не обязательно конкретный тип МК, достаточно и семейства.
2. Каковы требования по точности аналоговой части?
3. Какие напряжения питания имеются в распоряжении?
Для начала хватит и этого, а там видно будет.

[Черный-белый кот]

Спасибо большое за поддержку!

МК - STM32F429, но есть требование по АЦП - 16 бит, точность +- 25%, к ЦАП 12 бит - 0,02%
Питание 12, 3.3, 5В
Спасибо!

[mickbell]

Ну давайте посмотрим. Сначала ЦАП.
Две сотые процента? Круто. Дискрета напряжения 12-разрядного ЦАПа составляет 0.024 процента полной шкалы. То есть даже если не принимать во внимание нелинейности ЦАПа, то только за счёт его дискретности ошибка составит плюс-минус 0.012 процента - уже больше половины требуемого. Далее. Резисторы в усилителе должны быть с допуском не хуже 0.01%. Попробуйте такие закупить. Даже если и закупите - в итоге в худшем случае они дадут 0.02%, вместе с дискретностью ЦАПа - уже перебор. Мы ещё не учли погрешность опорного напряжения, сдвиг нуля ОУ... Итог: есть сомнение в реализуемости заявленного требования.
Теперь смотрим, что с АЦП. Требование 16 разрядов, но точность 25% - погрешность преобразования, я думаю. А по отношению к чему? К полной шкале? Или к дискрете АЦП? Непонятно, как понимать эти 25%. И почему такое дикое отличие: там 0.02%, тут 25%.
PS. Минус питания придётся делать. Чем? Есть разные варианты, в том числе и довольно шумные в смысле ЭМС.

[Martian]

mickbell, да, математика часто убивает весь энтузазизм и первоначально кажущуюся лёгкость задачи.

[mickbell]

Скорее, отрезвляет, и заставляет отказываться от чего-то явно избыточного.