4-20mA 和 HART 通信电路分析
HART通信 它基于贝尔 202 标准，采用频移键控 (FSK) 技术，通信速率为 1200bps。
代表逻辑 0 和逻辑 1 的信号频率分别是 2200Hz 和 1200Hz 时幅度为 ±0.5mA 的正弦波电流波形。
由于正弦波电流信号的平均值为0mA，即使HART电流信号叠加在4至20mA的模拟测量信号上，也不会造成任何干扰。 4-20mA信号这使得可以使用 HART 传输模拟电流值和数字数据。
HART 通信与电力线通信设备传输数据的方式类似。 哈特 也是工业场所常用的一种通信方式。（缺点是通信速率极慢，只有1200bps）
让我们从TI的原理框图开始，并向您介绍HART通信。由于HART是将交流电流分量叠加在电路上，因此…… 4-20mA （HART 通信采用 ±0.5mA 正弦波电流），我们需要先介绍 4-20mA 的电路部分。首先，我们去掉交流分量。 哈特 并观察直流部分的总体电流流向。主要路径如下：
由于建立了负反馈，运算放大器呈现虚拟短路状态，因此同相输入端的电压等于反相输入端的电压。由于反相输入端接地，因此以下等式成立：Vp=Vn=0VI2=VREF/R2I1=VDAC/R1。由于运算放大器虚拟断开，几乎没有电流流过同相和反相输入端，因此以下等式成立：
由于 R3 和 R4 两端的电压均为 0V（反相输入端和同相输入端实际上短路，均为 0V），因此 R3 和 R4 两端的电压降相等。所以：
那么回路电流等于 I3 和 I4 之和，所以：
回路上的电压等于，因此必须注意晶体管的功耗。需要选择封装合适的晶体管，并确保良好的散热。
接下来，我们来分析沟通部分。 HART通信这也是HART通信部分。HART通信分为TX和RX两部分。您可以参考下图。发送部分中的C1和R6构成一个高通滤波器（运算放大器的反相输入端为虚地），截止频率为1/(2*PI*R6*C1)：
由于设定的高通滤波器不会衰减由以下设备发送的 1200Hz 和 2200Hz 频率： 哈特我们有 I5=Vhart/R6（必须确保 Ihart 电流的峰峰值约为 1mA）。因此，回路交流部分的 HART 电流等于
由于峰峰值电流 哈特 如果电流固定为约 1mA，则 R6 的阻值可以根据 Vhart 输出确定。 HART通信 芯片以及回路中电阻器 R3 和 R4 的阻值。
关于 HART 接收部分，可以采用带通滤波器进行滤波（确保 1200Hz 和 2200Hz 在通带内）以减少环境干扰，然后进行 HART 通信芯片的解调：
