4-20mA 和 HART 通訊電路分析
HART通信 它基於貝爾 202 標準，採用頻移鍵控 (FSK) 技術，通訊速率為 1200bps。
代表邏輯 0 和邏輯 1 的訊號頻率分別是 2200Hz 和 1200Hz 時振幅為 ±0.5mA 的正弦波電流波形。
由於正弦波電流訊號的平均值為0mA，即使HART電流訊號疊加在4至20mA的類比量測訊號上，也不會造成任何干擾。 4-20mA訊號這使得可以使用 HART 傳輸模擬電流值和數位資料。
HART 通訊與電力線路通訊設備傳輸資料的方式類似。 哈特 也是工業場所常用的通訊方式。 （缺點是通訊速率極慢，只有1200bps）
讓我們從TI的原理框圖開始，並向您介紹HART通訊。由於HART是將交流電流分量疊加在電路上，因此… 4-20mA （HART 通訊採用 ±0.5mA 正弦波電流），我們需要先介紹 4-20mA 的電路部分。首先，我們去掉交流分量。 哈特 並觀察直流部分的總體電流流向。主要路徑如下：
由於建立了負回饋，運算放大器呈現虛擬短路狀態，因此同相輸入端的電壓等於反相輸入端的電壓。由於反相輸入端接地，因此下列等式成立：Vp=Vn=0VI2=VREF/R2I1=VDAC/R1。由於運算放大器虛擬斷開，幾乎沒有電流流過同相和反相輸入端，因此下列等式成立：
由於 R3 和 R4 兩端的電壓均為 0V（反相輸入端和同相輸入端實際上短路，均為 0V），因此 R3 和 R4 兩端的電壓降相等。所以：
那麼迴路電流等於 I3 和 I4 總和，所以：
迴路上的電壓等於，因此必須注意電晶體的功耗。需要選擇封裝合適的晶體管，並確保良好的散熱。
接下來，我們來分析溝通部分。 HART通信這也是HART通信部分。 HART通信分為TX和RX兩部分。您可以參考下圖。發送部分中的C1和R6構成一個高通濾波器（運算放大器的反相輸入端為虛地），截止頻率為1/(2*PI*R6*C1)：
由於設定的高通濾波器不會衰減由以下設備發送的 1200Hz 和 2200Hz 頻率： 哈特我們有 I5=Vhart/R6（必須確保 Ihart 電流的峰峰值約為 1mA）。因此，迴路交流部分的 HART 電流等於
由於峰峰值電流 哈特 如果電流固定為約 1mA，則 R6 的電阻值可以根據 Vhart 輸出決定。 HART通信 晶片以及迴路中電阻器 R3 和 R4 的阻值。
關於 HART 接收部分，可以採用帶通濾波器進行濾波（確保 1200Hz 和 2200Hz 在通帶內）以減少環境幹擾，然後進行 HART 通訊晶片的解調：
