Господа! Мне нужно преобразовать последовательный цифровой код (SPI, I2C) в токовый сигнал 0-20мА (4-20мА). Точность 8-10 разрядов. Какими средствами сейчас решают такую задачу? Видел AD420 - не подходит, дорого.
Спасибо.

ЦАПом с соответствующим интерфейсом.

Понятно, что речь идет о ЦАПе. Но я вариантов, кроме AD420, не нашел, чтобы был у ЦАПа выход токовый 0-20мА и последовательный интерфейс. Может кто решал такую задачу и может подсказать микросхему?

Часто такое проще через ШИМ + фильтр + U/I.
U/I скорее всего в любом случае потребуется. СтОит взглянуть на MCP4921 http://www.microchip.com/wwwproducts/Devic...ocName=en020398
Если нужно дешевле, то помнится ЦАП был в P89LPC9107 www.nxp.com, но там SPI/I2C софтовые делать придётся.

А каким боком тут ШИМ? ЦАПов с SPI и IIC интерфейсами так много, что "софтовые делать" ну никакого смысла...


Не обязательно ЦАП должен быть с выходом 0-20 мА. Любой дешёвый ЦАП подходящей разрядности (удобнее со встроенным ИОН) легко использовать в схеме источника/приёмника тока, добавив к нему ОУ и транзистор. По сути, получим U/I-преобразователь. Во многих даже ОУ (а иногда и транзистор) есть внутри.

ЦАПов-то полно, а что дальше делать? Начинать лепить схему U->I? Операционник+транзистор+обвязка... Я хотел использовать что-то готовое, типа SPI->0-20mA. Тем более, что мне надо еще иметь возможность переключать 0-20 и 4-20мА.

Есть хорошая микросхема AD694. 0-10В->0-20мА(4-20мА). Но она дорогая и дефицитная, как и AD420. Как сделать такую схему из отдельных узлов понятно. Я думал, может кто встречал что-то уже готовое, в виде одной микросхемы типа SPI(I2C)->0-20mA.

Ну, ИМХО, или "лепить" (что там лепить - транзистор прицепить тяжело? ), или использовать готовое. Любители готового, как правило, должны быть готовы переплачивать. А переключать - так это аппаратно необходимо делать?

Я делаю и экономлю на этом. Причём делаю даже 16-бит ЦАП 4-20 мА. А программе глубоко плевать куда выдавать слово - в регистры ШИМ или по SPI - в ШИМ бывает проще.


ADI кое-что по-дешевле, чем AD420 выпускает
AD5410/AD5420 http://www.analog.com/en/digital-to-analog...ts/product.html
AD5412/AD5422 http://www.analog.com/en/digital-to-analog...ts/product.html
AD5398 http://www.analog.com/en/digital-to-analog...ts/product.html

В ШИМ бывает проще, но автору-то именно SPI (или IIC) требовалось. Не ставить же контроллер с SPI- slave mode и реализовать в нём ШИМ.

Делал подобное (SPI -> 4...20мА) на TLP281-4 + 74HC14 + DAC7611 + XTR115. Основная относительная приведенная погрешность в 0,1% укладывалась.
Делал еще один подобный вариант 4-х канального преобразователя I2C -> 4 х 4...20мА. Контроллер I2C реализовал на CPLD XC95xx. Недостаток был в том, что при отсутствия внешнего генератора приходилось делать тактирование от сигнала SCL. А поскольку оптронная развязка не сильно быстродействующая применялась (TLP281-4), то частота тактирования шины I2C была ограничена 2 кГц.

ЦАП R-2R и токовое зеркало?

Использую в гальванически изолированном токовом выходе ADUM1300+AD7390 и XTR115 ИОН ОТ XTR, питание от токовой петли 4-20ма ,4 канала каждый канал изолированный от других.
Хотел слепить подешевле но места на плате займёт больше а какой гемор с программой вообще молчу! При меньшей разрядности посмотрите на цифровые потенциометры от ADI+xtr117 компактно и недорого.Переключение 4-20ма и 0-20ма сделайте переключателем подключение резистора смещение ко входу(2) XTR115 смотрите схему.

Кстати а зачем преобразователь напряжение-ток?Весьма непонятно(опер,транзистор).Надо проще и по средствам.Нужен ЦАП подходящий автору по всем его запросам и самый обычный резистор.Если вых цап=10В то R=500 Ом.Если сопротивление линии не велико и нагрузка фиксирована то получится дёшево и сердито.

Вот еще один дешевый вариант преобразователя.
http://caxapa.ru/sch/io.html#iout

XTR115 -используется не только для преобразования ток-напряжение,но и для питания всей схемы от 4-20 ма и в качестве ион для цап,еслиб это было не нужно питание от выхода 4-20ма,
использовал бы операционник помощнее от TI в ПНТ.
Предлагая использовать цап с 10в выхода, подумайте а чем его питать,если питание схемы 5в или 3,3в ставить DC\DC преобразователь?
Цап с 10 вольтовым выходом дороже 5 и 3 вольтовых!
Из практики:подключал прибор трм-12(Овен)с токовым входом через резистор к цап,намучался подбирал сопротивление ,вход прибора низкоомный 56ом.
При экплуатации устройства в помещении с высокой температурой(50^C) ток уполз на 0.1ма,хотя резистор ставил прецизионный с2-23,делайте вывод?
А мне была нужна точность,повторяемость и регулировка масштабирования,поэтому такая сложность.
Если достаточно 10 разрядов,используйте цифровой I2C или SPI потенциометр и XTR117 и будет вам счастье за 3 бакса.
Кто предложит вариант с питанием от 4-20ма дешевле с удовольствием использую(варианты с шим и резистором,операционником в режиме ПНТ не предлагать)?

Сначала нужно определиться, с какой стороны будет питание.

Если со стороны петли - берёте XTR115 + DAC7513 и радуетесь.

Если девайс сам питает петлю - вам не повезло

Вот 100% работоспособная схема (с питанием со стороны петли )

А вот и не 100% если КиПовец дядя Вася с источником питания током на 10А для 4-20ма перепутает полярность и НАСТУПАЕТ ПИПЕЦ XTR115 ПРОВЕРЕНО!В промышленных вариантах стоит или мост диодный ,или как минимум диод в противоположной полярности.

Я с пониманием отношусь к вашему тексту однако вынужден высказать свои возражения .
1 в исходном тексте нет ни слова об использовании петли в качестве питания.Насколько помню о 5в питании тоже ни слова.Сказать честно я не представляю питание от петли при передаче аналогово сигнала.
2Вывод о С2-23 я сделал-данный тип никогда не относился к прецизионным резисторам со всеми вытекающими из этого последствиям.

Как известно де факто токовый выход 4-20ма в большинстве случаев питается от своего источника питания ,тем более если выходов несколько невозможно использовать один источник питания без гальванической развязки разных выходов,да и управляющий контроллер будет целее и надёжнее.По вопросу питания посмотрите даташит на xtr 115 у неё есть выход стабилизатора 5в и опорника 2,5в.
Приведённый мной вариант это многоканальный вариант,совпадает с предложенным myriad но в другой интерпретации классика она и есть классика!Свой первый токовый выход делал на цифровом 10 разрядном потенциометре и xtr 115.Сейчас есть новее xtr 117 в 2.5 раза дешевле чем xtr 115,да и корпус поменьше,если автору ещё актуально могу вложить эскизик от руки как сделать на недорогом цифровом потенциометре и xtr 117 токовый выход хоть с питанием от петли, хоть без.Кстати хороший операционник для преобразователя напряжение-ток будет стоит не намного дешевле xtr 117,а возни особенно если нет времени на макет,ох как много ,по мне да и наверное остальным (myriad и не только)лучше в одном флаконе в xtr проверенное решение.
С резистором описался :с2-29 схему с ним давно снял и бросил в хлам.
А по поводу питания давненько не видел ни в наших не в зарубежных разработках использования аналогового диапазона 10в,какого-нибуть двухполярного питания!!!!!!!!!!!!!

Сомнительно, чтобы эта схемы была 100% работоспособная. Цифровые входы DAC7315 не имеют триггеров Шмидта, а TLP181 не имеют его на выходе. Поэтому фронты сигналов с оптрона на 10кОм резисторах не могут быть достаточно крутыми. Будет глючить однако Про диодный мост на выходе замечание совершенно справедливое. Нельзя такие устройства без защиты от переполюсовки делать! Мильон раз уже проверено - монтажникам пофиг как подключать устройство, даже если '+' и '-' прямо на клеммах подписаны.
По поводу питания. Токовая петля 4-20мА бывает пассивная (выходной каскад прямо от самой петли питается и является источником втекающего тока) и активная (выходной каскад является источником вытекающего тока). Сделать из пассивной токовой петли активную можно добавлением в ее цепь источника напряжения такой величины, чтобы через токоизмерительный шунт входного устройства протекал ток не менее 25мА. Обычно сопротивление входного каскада для токовой петли нормируется не выше 250Ом. Хотя бывают и исключения. Поэтому нужно смотреть паспорт устройства.

Про триггеры шмитта - принимается. Однако сотни устройств эксплуатируются без сбоев. Может, помеховая обстановка благоприятная, может ХЗ... При испытании электростатическим разрядом 15кВ на корпус с процессором были проблемы, а петля стояла, как вкопанная.

Про дядю Васю - я намеренно отрезал кусок схемы справа - там естественно, нагорожена защита, просто отвлекало бы от основной идеи.

Verifi здравствуйте!есть ещё возможность выложить рукописный эскизик как сделать на недорогом цифровом потенциометре и xtr 117 токовый выход?

Доброго времени суток, прошу прощения, что влез в чужую тему, но у меня похожая задача, что и у автора темы.
Стоимость решения важна и поэтому задумался об использовании ШИМ в качестве ЦАП. Использовать сигнал прямо с выхода контроллера нельзя, так как напряжение питания нестабильно. Требуется внешний ключ с опорным питанием. Вопрос следующий, не огребу ли я проблем с термостабильностью если ключ сделаю просто на паре полевиков? ШИМ 16 разрядный, точности достаточно 12 разрядов.
Может быть надёжнее и дешевле внешний ЦАП прикрутить?
Спасибо.

А что мешает посчитать? Внешний ЦАП, таки да, надёжней и для 16 разрядов, пожалуй, дешевле. Но для даже 12 разрядной точности (если понятно, что это) выбрать его надо аккуратно.

Посчитать и, наверно испытать потом, ничего не мешает. Просто раньше с такой задачей не сталкивался, опыта нет. Хотелось услышать мнение опытных товарищей о возможных подводных камнях и целесообразности работы в этом направлении.
Спасибо.

Еще можно отметить, что с ЦАПом быстрее будет - без фильтра.

зачем там транзистор ? любой операционник даст 20мА вых.тока. из обвязки - несколько копеечных резисторов.

Можно, но так не делается.

По поводу ЦАПа с выходом 4-20 мА. Мы как то хорошо cделали на DAC7611 с хорошим результатом. Опер - что-то типа TLV2382 +P-MOSFET. В начале вообще требование было 0-20 сделать с переключением на 4-20. Получилось, но отказались потом. У 7611 смещение небольшое для такого недорогого ЦАП.
Правда заложили резисторы не особо строгие по допуску и у ОУ есть смещение. Сделали калибровку ошибок ЦАП с МК по двум точкам. 4 и 20 мА. Приведенная погрешность выхода была меньше 0,05%.

Если интересно о готовых преобразователях, можно посмотреть MAX15500 и MAX15501 или MAX5661. Судя из обзора, неплохие микросхемы. Подешевле AD420, но все равно цена порядка 20$ за MAX1550х и 15$ за MAX5661.