Токовая петля и АЦП, сопряжение сигнала 4-20 мА с АЦП Опции

[Evgenius_Alex]

Доброго времени суток!

Надеюсь вопрос достаточно простой и распространённый, с которым сталкивались многие.
Есть проблема сопряжения аналогового входа 4-20 мА с АЦП микроконтроллера.
Схема, по идее, должна обеспечивать защиту входа АЦП от перенапряжений и высокочастотных помех.
Схем, готовых сразу к промышленному использованию не нашёл.

Может кто даст советы, ссылки или может готовые решения данной задачи?

P.S. Желательно, на легкодоступных компонентах без специфических и дорогих микрохем.

Заранее спасибо за ответ!

[Plain]

Читайте внимательнее:

Далее рассматривается перегрузка в виде растущего во входной цепи тока.

т.е. при 25 мА просто откроется встроенный в ПТ ограничитель и ток через него и опорное сопротивление не остановится, а продолжит расти до бесконечности (предположив, что в предлагаемой концепции предохранитель уж тем более не предусмотрен).

[x-men]

Читайте внимательнее:

Я стараюсь . Правда! Без ехидства и иронии. Но ход наших рассуждений видимо прилично различается.
Поэтому прошу не думать плохого.

т.е. при 25 мА просто откроется встроенный в ПТ ограничитель и ток через него и опорное сопротивление не остановится, а продолжит расти до бесконечности (предположив, что в предлагаемой концепции предохранитель уж тем более не предусмотрен).

Почему так? Я снова перечитал ваше более раннее объяснение работы схемы

При номинальном (4...20 мА) токе в цепи ограничитель закрыт, транзистор открыт.
Далеее рассматривается перегрузка в виде растущего во входной цепи тока.
При возрастании этого тока до порядка 25 мА транзистор переходит в линейный режим и стабилизирует ток через опорное сопротивление на этом (т.е. 25 мА) уровне.
Следовательно, напряжение на опорном сопротивлении расти перестаёт и начинает расти напряжение на переходе сток-исток транзистора.

Вот же началось уже ограничение тока, далее просто начинает расти напряжение на полевике и оно может расти вплоть до напряжения источника питания петли.
И как бы не нужны ни TVS, ни предохранитель. Полевой транзистор просто ограничивает ток своей тушкой.
Для наглядности: напряжение Uип=24В. На "опорном сопротивлении" падает 2,5В , остальное на MOSFETе.
"Опорное сопротивление" равно 100 Ом, ток ограничения пусть 25 мА.
Полевой транзистор греет воздух мощностью порядка 0,54 Вт.
Значит полевик должен быть как минимум в корпусе SOT223 (или около того)
Получается, что никакой предохранитель цепь не разрывает цепь. Никакой ограничитель не нужен.
И

Таким образом:
1) рассеиваемая опорным сопротивлением мощность остаётся в его паспортных пределах;
2) на входе АЦП исключаются перенапряжения;
3) вносимая токами утечки ограничителя и транзистора погрешность максимально минимизирована;

Есть серийное изделие где есть ограничитель тока на транзисторе (срабатывает по Uбэ), но немножко по другому организовано - по "+" питания (датчик питается из устройства). Самовостанавливающийся предохранитель там есть, на 50 мА , но он всегда нервно курит в сторонке, потому что до него черед никогда не доходит при пассивном датчике.

[Plain]

т.е. при 25 мА просто откроется встроенный в ПТ ограничитель

Почему так?

Потому что источник тока не имеет предела по напряжению. Практически любой симулятор при размыкании такого элемента покажет Вам как минимум гигавольты.

Ещё раз. При превышении током порога линейного режима ПТ, т.е. 25 мА в данном случае, напряжение на нём прямоугольно вырастает до напряжения пробоя его внутреннего ограничителя (т.е. предложенных Вами 50-60 В, или любых других киловольт), и тот просто открывается, т.е. этот последовательный элемент и так, и эдак, но всегда открыт, и никак не может ограничивать ток в цепи, кроме выгорания от ОБР.

есть ограничитель тока на транзисторе (срабатывает по Uбэ), но немножко по другому организовано - по "+" питания (датчик питается из устройства).

Решение ошибочное, потому что основано на предположении отсутствия "третьих лиц", т.е. что в цепи будет только один "свой" ток. Вход интерфейса выгорит от первого же чиха.