在工業(yè)DAC系列的上一篇文章中,，我們探討了如何創(chuàng)建和保護三線制工業(yè)模擬輸出。今天,，我們將轉(zhuǎn)而研究二線制模擬輸出,。

圖1：典型二線制變送器簡圖

圖1為設計二線制模擬輸出常用方法的簡化電路圖。對于許多模擬工程師而言,，二線制方法比三線制和四線制更難于理解,。理解二線制電路的困難大多數(shù)源自變送器電路中缺少接地符號——對于大學電路課程而言似乎是“具有挑戰(zhàn)性的問題"。

為了更好地理解這一電路,，圖2中使用了不同于電源接地的變送器接地符號,，以及一些能夠?qū)崿F(xiàn)電路轉(zhuǎn)換功能的電流電壓標記。

圖2：典型二線制變送器分析

放大器A1的目的是根據(jù)需要對輸出進行調(diào)節(jié),，確保反相輸入和非反相輸入端的輸出相同,。這樣一來，我們可以假設在正常工作情況下,，V+與V-是相同的,。由于V-與接地回路相連,，V+電位也是零地電位。

因為V+為地回路或0V,，我們可以很容易地定義流過R1和R2的電流,，如圖2所示。假設A1為理想放大器,，所有電流之和為i1,,，其定義為以下公式。

A1驅(qū)動BJT Q1,，使通過R4的部分電流與設計中所有元件的返回電流形成圖2中注為i2的電流,。記住為了符合通用的4-20mA通信標準，設計中所有元件消耗的電流必須＜4mA,。

考慮到R3與R4低側(cè)連接到相同的節(jié)點,，而每個電阻的高側(cè)連接到A1的輸入端（肯定具有相同的電壓電位），可以推斷出R3與R4的電壓降肯定相同,。我們可以據(jù)此計算i2,的值,，如以下公式所示：

很容易得出i2僅僅為i1根據(jù)R3和R4比值決定。這一電流增益非常有用,，因為它允許有利的DAC和穩(wěn)壓器輸出的高阻抗負載情況,，使得大多數(shù)輸出電流直接來自回路而非變送器本身。

i1與i2合在一起形成輸出電流,，或Iout,。下面的公式總結(jié)了這種關系，簡化了實現(xiàn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能的結(jié)果,。

DAC應當根據(jù)DC的精度選擇，DC精度可以根據(jù)數(shù)據(jù)表中的靜態(tài)指標和消耗電流得出,。比較適合二線制變送器設計的DAC有：

DAC8411,DAC8311,DAC7311,DAC6311,DAC5311

DAC8830

DAC7513

DAC8551,DAC7551

放大器選擇應當首先考慮低輸入失調(diào)電壓和低輸入偏置電流,，因為這兩個參數(shù)會影響理想的轉(zhuǎn)換功能。和選擇DAC一樣,，放大器消耗的電流應盡可能低,。以下是一些較好的選擇：

OPA317

OPA330

OPA333

OPA334

OPA335

在下月的文章中，我們將探討設計二線制變送器保護解決方案,。

：何安