4 성능 메트릭 설계

다음과 같은 트랜스미터 성능 메트릭을 평가할 수 있습니다.

루프 준수 전압은 트랜스미터가 작동하는 루프 전압의 범위입니다. 주로 LDO 제한에 의해 결정되며 보호 장치를 포함한 루프 내의 시리즈 요소의 영향을 받습니다. 일반적인 루프 준수 전압 범위는 12V~36V입니다.

해상도는 트랜스미터가 생성할 수 있는 고유한 전류 출력 값의 개수로, DAC 기본 해상도에 직접 연결됩니다. 상업용 4mA~20mA 트랜스미터는 12비트와 16비트 사이의 해상도를 지원합니다.

선형성 오류는 대부분 DAC의 통합형 비선형성에 의해 결정되며, 이는 전체 출력 범위의 최대 오류(최소 유효 비트[LSB])입니다.

잡음은 출력 잡음 전류의 루트 평균 제곱(RMS)으로 측정됩니다. 이 잡음은 출력 레벨 중 일부를 구분할 수 없게 만들어 유효 해상도를 줄일 수 있습니다. 여기서 효과적인 해상도는 잡음 성능을 측정하는 것입니다. 16비트 분해능 시스템의 경우 신호 대역폭에 따라 13비트와 15비트 사이의 유효 해상도가 예상됩니다.

정확도는 이상적인 전류 값으로부터의 전류 출력의 편차를 측정합니다. 여기에는 오프셋 오류, 게인 오류 및 비선형성 오류의 RMS 합과 이러한 값의 온도 드리프트가 포함됩니다. 총 미조정 오류는 부정확성의 수준을 나타냅니다.

동적 성능에는 신호 대역폭과 송신기 안정성이 포함됩니다. 대역폭은 루프를 통해 전송할 수 있는 최대 전류 신호 대역폭을 나타냅니다. 이 대역폭은 DAC 정착 시간 및 증폭기 회로 대역폭, 그리고 바이패스 트랜지스터의 트랜스컨덕턴스에 의해 결정됩니다. 변형 저항을 사용하면 트랜지스터 트랜스컨덕턴스(g_m)의 변화에 대한 종속성이 제거됩니다. 종종 증폭기 회로도 외부적으로 보상됩니다. 안정성은 루프 및 보상 커패시터 값의 대역폭과 관련이 있습니다. 루프의 임계 노드에서 커패시턴스를 줄이면 안정성이 보장됩니다. 루프 안정성과 그 요구 사항에 대한 자세한 분석은 DAC161S997 데이터 시트를 참조하십시오. HART 지원 트랜스미터의 경우 외부 구성 요소의 대역폭을 줄이면 HART 신호 간섭을 방지할 수 있습니다.

회로 보호는 역방향 루프 극성 및 서지 이벤트와 같은 비정상적인 조건으로부터 트랜스미터를 보호합니다. 역극성은 다이오드에 의해 차단됩니다. 송신기를 역방향 극성으로 작동하는 경우 그림 3에 나와 있는 정류기 브리지를 사용하십시오. 서지 방지에는 고전압 이벤트 동안 전류를 제한하기 위해 과도 전압 억제기 다이오드(예: TVS3301)와 패시브 요소가 필요합니다. 이러한 보호 요소는 작동 중에 약간의 여유분을 필요로 하며 최소 준수 전압을 높입니다.

그림 3 2선 트랜스미터의 일반적인 보호 섹션.