基于XTR115的4-20mA电流传输器，分立件实现？

如题，如下面的原理框图，谁能用分立件设计一个？







放大图：

工作原理：
一个压控电流源，输出0--16mA电流，再和一个固定的4mA电流源叠加，然后经过一个简单的双绞线，这个电流环就能同时输出功率和信号，还能对噪声免疫。





压控电流源是最容易实现的，如果控制电压范围是0-1.2v，那么Rs=75Ω，输入阻抗由R1确定。

我十几年前专门干这个两年    用过xtr115 xtr116  还有可编程的 xtr108
当年我在论坛专门讨论4-20mA仪表  
自从有了xtr系列芯片就没什么人自己用分立器件自己搭建

没xtr芯片之前 只能自己搭  2018年底 我还看到一个仪表是用的自搭电路   

AD797 发表于 2020-4-26 20:09
我十几年前专门干这个两年    用过xtr115 xtr116  还有可编程的 xtr108
当年我在论坛专门讨论4-20mA仪表   ...

使用芯片搭电路，站在玩的角度看，我感觉没什么意思。

搭出来的电路性能再牛，那也只是芯片设计水平高。

好比一个小白，花个几百块买个LTZ1000，也能做出来高性能基准。

所以，干点有意思的。

XTR*** 出来之前
压力变送器行业都是运放加三极管搭的，原理不难

类似的芯片非常多，但据我所知，几乎没有能做到电压能低于4V左右的：

knight_21ic 发表于 2020-4-26 21:16
XTR*** 出来之前
压力变送器行业都是运放加三极管搭的，原理不难

能实现功能易，能做好性能难。

网上有信号发生器，也不给出测试指标在什么条件下得到的，这就是耍流氓。





这个略微正规点：

性能？是指：
非线性，温漂，抗干扰能力，还是动态响应频率？

knight_21ic 发表于 2020-4-26 21:30
性能？是指：
非线性，温漂，抗干扰能力，还是动态响应频率？

在电压范围4V--40V，温度范围-40~85℃，能做到总误差低于1%？

xukun977 发表于 2020-4-26 20:43
使用芯片搭电路，站在玩的角度看，我感觉没什么意思。

搭出来的电路性能再牛，那也只是芯片设计水平高。 ...

找到一个老贴，但图看不了了  sharks写的《为蓝天白云写的:两线制压力变送器设计》  https://bbs.21ic.com/icview-6914-1-1.html
如果可以采用运放，完全参照xtr116的电路框图完全可以搭出来，tina-ti仿真软件上有例子，
但
问题1:成本问题，自己搭成本比xtr116高，当然，做着玩不用考虑成本问题，还有LDO等要低Iq。
问题2：运放A1的电源地放哪儿？第三脚还是第四脚？如果是第三脚的话，这个运放的轨到轨输入性能要非常好才行。如果是第四脚，运放的Iq要低，这个电流不受VI控制，最好数uA级别， 不用xtr116而自搭电路一般采用的是电源地在第四脚的方式。

其他可以看看《过程仪表》？《自动化仪表》？等书，稍老的书上会有更老的实现方法，最典型的就是罗斯蒙特的1151电容式差压变送器的电路。


不过，这东西完全只能玩玩，从产品设计上看，自己搭没有一点优势。

xukun977 发表于 2020-4-26 21:17
类似的芯片非常多，但据我所知，几乎没有能做到电压能低于4V左右的：

低于4V没有啥意义
4-20mA仪表有使用规范和习惯，24V供电，变送器本身压降7.5V，还剩余16.5V，还可以串2-3个250欧姆电阻作为负载，足够了。

另外，xtr116还要给变送器的其他电路供电，比如单片机、传感器、甚至LED数码管，需要供电，太低回路电压的话功率不够。

其实，有的情况，可以做到4V以下，但没有什么意义，4-20mA标准早就是夕阳标准了，但工业更新换代太慢了，所以现在还大量存在。

AD797 发表于 2020-4-26 21:41
找到一个老贴，但图看不了了  sharks写的《为蓝天白云写的:两线制压力变送器设计》  https://bbs.21ic.co ...

这个帖子，一看就知道是学生写的，用理想运放模型，分析一下关键节点电压、支路电流，然后就over了。

做产品不讲指标，要被老板骂死的。

现在有集成点IC，当然好用咯，不但性价比好，而且PCB面积小。

在性能方面，搭出来和集成IC应该是差不多的，

A1运放的的地肯定是3脚位置，做压力变送器是4~20mA，所以对轨至轨要求没有那么严，
这个电路一般不会用于0~20mA场合

4V供电要求，是有点不好做，主要是扩流的三极管压降，限流电阻压降，以及还需要预留给使用者串接采样电阻的压降，
温漂方面：那三个关键电阻（R1, R2, RIN）用10ppm/℃，电阻足够满足精度要求

xukun977 发表于 2020-4-26 21:27
能实现功能易，能做好性能难。

网上有信号发生器，也不给出测试指标在什么条件下得到的，这就是耍流氓 ...

变送器的行业发展很多年了，精度可以做的很高，0.5%的精度很正常，信号发生器作为仪表调试用，精度差了根本卖不出去，福禄克有款回路信号发生器，你可以看看。 比如 Fluke 707回路校验仪。

knight_21ic 发表于 2020-4-26 21:57
现在有集成点IC，当然好用咯，不但性价比好，而且PCB面积小。

在性能方面，搭出来和集成IC应该是差不多的 ...

你在仔细看看XTR116的框图，再想想如果A1电源地在3脚，对A1的轨到轨要求高不高。

xukun977 发表于 2020-4-26 21:53
这个帖子，一看就知道是学生写的，用理想运放模型，分析一下关键节点电压、支路电流，然后就over了。

...

他只是为版友写一个入门教程而言，至于给他扣帽么，又不是写个老板看的。

AD797 发表于 2020-4-26 22:03
你在仔细看看XTR116的框图，再想想如果A1电源地在3脚，对A1的轨到轨要求高不高。

...

用肯定是用轨至轨的运放，这种稍微好一点的运放不难找到，我的意思是还没有要求高到，对成本影响很大的程度

knight_21ic 发表于 2020-4-26 22:12
用肯定是用轨至轨的运放，这种稍微好一点的运放不难找到，我的意思是还没有要求高到，对成本影响很大的程 ...

这个运放就是工作在地电压，我没把运放的输入在地电压的使用经验，所以我也不清楚一般轨到轨能否在地电压能否保证性能。
据我的印象，很多轨到轨无法真正工作到完全的地电压。即便能到地电压，运放手册上的那些指标能保证么？

我知道能工作在地电压且保证性能的大概是自校零的运放和内带电荷泵产生负压的运放。

要提供性能，说到最后的本质，还是制造工艺

king5555 发表于 2020-4-26 22:06
要自建模型，还是得自己撘电路，只不过为了简化和省事，可能会穿插描朮的行为模型，但是以全硬件构成的比 ...

那个帖子太老了  十三年前的  图看不到了  好好研究xtr116就行  这个电路很经典