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圖1.搭載HART調(diào)制解調(diào)器支持的隔離式、環(huán)路供電型智能傳感器前端

　　環(huán)路供電型現(xiàn)場(chǎng)儀表的功耗預(yù)算十分有限，因?yàn)槿侩娔芫鶃?lái)自4mA環(huán)路電流。幸運(yùn)的是，環(huán)路通?？梢蕴峁┳銐虻碾妷海话銥?4V，可以從系統(tǒng)獲得大約100mW的功率。整個(gè)應(yīng)用將消耗大約12V環(huán)路電壓(4mA)。在該預(yù)算范圍內(nèi)，簡(jiǎn)單的DC-DC轉(zhuǎn)換器為隔離式傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和控制器供電。即便假定DC-DC轉(zhuǎn)換器具有較高的效率，且電壓降壓比例為2:1，則典型傳感器前端可提供的功率小于4mA(3.3V)。環(huán)路端的功耗預(yù)算大致相同。主要接口是連接ADC的SPI總線。隔離接口的每一端均由環(huán)路供電，還有控制器的全部ADC以及信號(hào)調(diào)理元件都是由環(huán)路供電。表1所示為每種隔離技術(shù)下的一個(gè)4線SPI總線的功耗。SPI1為隔離的環(huán)路端電流，SPI2為所需要的傳感器端電流。光耦合器在隔離接口的每一端都將消耗多倍于功耗預(yù)算的電能。容性數(shù)字隔離器將消耗現(xiàn)場(chǎng)儀表的全部功耗預(yù)算。ADuM1401代表著一種可能性，但系統(tǒng)其余部分的功耗預(yù)算十分勉強(qiáng)，即便只支持連接ADC的單個(gè)SPI接口。采用iCoupler技術(shù)的超低功耗數(shù)字隔離器

　　ADuM1441的功耗非常低，僅占功耗預(yù)算的很小一部分。該技術(shù)不但允許應(yīng)用在其功耗預(yù)算范圍內(nèi)正常工作，同時(shí)允許添加第二個(gè)4通道隔離器，以支持HART調(diào)制解調(diào)器接口和智能前端控制器，如圖中虛線部分所示。功耗超低的iCoupler技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以前的隔離應(yīng)用不可能實(shí)現(xiàn)的新功能。

超低功耗隔離技術(shù)比較及最新發(fā)展

　　表1.一個(gè)100kbps隔離式SPI接口的每一端的總功耗