Разработчики часто используют изолированные входы сигналов 0…20 мА и 0…10 В для задач управления в промышленной аппаратуре. Сочетание изолированного источника питания, сигма-дельта модулятора AD7400 компании ANALOG DEVICES со встроенной изоляцией и микроконтроллера MSP430 компании TEXAS INSTRUMENTS создает пример схемы для разработчиков промышленной аппаратуры, которым необходим законченный, изолированный и надежный интерфейс аналогового сигнала.
Токовый сигнал 0…20мА преобразуется в напряжение с помощью резистора с соответствующим номиналом R2 и поступает на прецизионный операционный усилитель. Уровень сигнала, который поступает на инвертирующий вход, получает положительное смещение, обеспечиваемое постоянным напряжением, поданным на прямой вход усилителя. Сигнал 0…10В, например, с переменного резистора, приводится к тому же напряжению, что и 0…20мА сигнал и подается для суммирования на инвертирующий вход усилителя OP1177 компании ANALOG DEVICES IC1.
Сдвиг сигнала над уровнем 0В приводит его к виду, эквивалентному положительному, несимметричному аналоговому сигналу. Дифференциальный усилитель-драйвер АЦП, AD8138 компании ANALOG DEVICES, нагружен на AD7400. Его усиление выбирается таким образом, что результирующий сигнал составляет ±200мВ, как это и требуется для АЦП. После чего, перед поступлением на AD7400 сигнал проходит через фильтр нижних частот, который образуют элементы R10, R11 и C4, включенные между прямым и инверсным выходами усилителя. AD7400 преобразует данный дифференциальный сигнал, который далее обрабатывается недорогим микроконтроллером. Сигма-дельта модуляторы АЦП, такие как AD7400, обычно подключаются к микросхемам FPGA или DSP. В то же время, подобное решение приводит к увеличению и цены, и сложности. Для чувствительной к цене аппаратуры, не требующей сложной фильтрации, можно использовать простой микроконтроллер.
Терраэлектроника
