CN0064

D/A コンバータ AD5662、デジタル・アイソレータ ADuM1401、外部アンプを使用した、完全絶縁の 16 ビット、4 mA ~ 20 mA 出力モジュール
※Rev.Bを翻訳したものです。最新版は英語資料をご覧ください。
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回路機能とその特長

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この回路は工業用制御出力モジュールの完全なソリューションを提供します。これは、4 mA~ 20 mAの電流出力範囲を必要とする、プロセス制御用プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)や分散制御システム(DCS)のモジュールやトランスミッタに適した設計になっています。AD5662はnanoDAC®ファミリーの製品で、SOT-23パッケージの5 V、16ビット D/Aコンバータです。ADuM1401は4チャンネル・デジタル・アイソレータで、マイクロコントローラとDAC間のすべての必要な信号絶縁を行います。

図 1. 16ビット絶縁4 mA ~20 mA 工業用制御出力モジュール(簡略化した回路図)

回路説明

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工業用制御モジュールのアナログ出力電流範囲は、通常4 mA~ 20 mAまたは 0 mA~ 20 mAです。AD5662 は0 V~ 5 Vの出力を供給します。この出力は検出抵抗RSを流れる電流を設定し、その結果、R1を流れる電流も設定します。この電流は、オペアンプAD822(デュアル)の2段目を使ってR2にミラー(10倍)されます。AD822アンプを選択したのは、その高い性能と高電圧動作のためです。D/Aコンバータがゼロスケール出力の動作時でも、デッドバンド(不感帯)ができないように、電流ミラーの初段は0V入力で動作する必要があります。よって、初段のAD822の出力に十分なヘッドルームを確保するために、AD822の負電源電圧は少なくとも-1Vでなければなりません。2段目において2個のダイオードが正電源と直列に接続されているので、2段目の出力電圧がAD822の正電源レール(最大35 Vが可能)に到達しないことが保証されます。FETの出力もまた直列ダイオードによって保護されています。この直列ダイオードによって回路の消費電力が増加するので、アプリケーションによっては問題となる可能性があることに注意してください。

ADR02は最大9 ppm/°Cのドリフト仕様を備えています。このリファレンスは最大入力電圧が36 Vと高いため、工業用アプリケーションでよく使用されます。

ADuM1401はアナログ・デバイセズのiCoupler®技術に基づく4チャンネル・デジタル・アイソレータです。このデバイスは、AD5662 とシステム側のマイクロコントローラの間を2.5 kV rmsの絶縁定格で絶縁するために使われています。SYNC、SCLK、DINの3本の線を使って、AD5662への標準SPIインターフェースを提供しています。


図2. 24 mA フルスケール出力範囲でのINL精度のプロット曲線

図2は、AD5662と外部リファレンスADR02を使ったときの回路からRLに流れる電流の出力誤差のプロット(積分非直線性)を示しています。結果は、入力コードの関数として% FSR (フルスケール範囲)で示されています。この回路ではリファレンスとしてADR02 を使用しています。

製品サンプル

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Samples

Product

Description

Available Product
Models to Sample

AD5662 16ビットnanoDAC®コンバータ、SOT-23パッケージ、2.7~5.5V

AD5662ARJZ-1500RL7

AD5662ARMZ-1

AD5662ARMZ-1REEL7

AD5662BRJZ-1500RL7

AD5662BRJZ-1REEL7

AD5662BRJZ-2500RL7

AD5662BRMZ-1

ADR02 5.0V電圧リファレンス、バンドギャップ型、超小型、高精度、高安定、低消費電力

ADR02AKSZ-REEL7

ADR02ARZ

ADR02AUJZ-REEL7

ADR02WARZ-REEL7

AD822 オペアンプ、デュアル、FET入力、単電源、レールtoレール入 / 出力

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ADUM1401 4チャンネル・デジタル・アイソレータ(3/1チャンネル方向性)

ADUM1401ARWZ

ADUM1401BRWZ

ADUM1401CRWZ

ADUM1401WSRWZ

ADUM1401WTRWZ