Tabla de Contenidos
CIAA-FSL: Salida Analógica
Diagrama Esquemático
Características
- 1 Salida analógica configurable como Corriente/Tensión.
- Salida de tensión 0-10V (extendido a 10,5V) con impedancia de Carga mínima de 3KOhm.
- Transmisor Activo para Lazo de corriente 4-20mA (con rango extendido 0-22mA), impedancia máx 1KOhm.
- Protección contra cortocircuito para salida de tensión.
- Protección por diodos de enclavamiento
- Optimizado para aprovechar el rango del DAC (12 Bits)
Descripción
La salida analógica tiene la capacidad de poder funcionar como lazo de corriente activo (4-20mA) o como salida de tensión (0-10V), según la posición de un jumper. Esta versatilidad convierte a la salida analógica de la CIAA en uno de sus fuertes para los procesos de automatización.
El circuito ha sido diseñado con una primer etapa no inversora con
ganancia un poco mayor a 3, incorporando dentro del lazo de realimentación
un transistor con hFE grande y una R1204 = 2K2 para limitar la corriente de
corto circuito en modo tensión. De esta manera, en modo tensión la salida
limita su corriente de corto circuito a unos 10mA, y puede estar cargado
con una R tan baja como 3Kohm (incluso un poco menor). En el modo de lazo
de corriente, es necesario el transistor con hFE grande para minimizar la
diferencia entre Ic e Ie, de manera tal que la corriente por R1201 sea
prácticamente igual a R1203, actuando de esta manera como un amplificador
de trasconductancia para la tensión proveniente del DAC. Por último, esta
corriente sobre R1203 provoca una caida de tensión que excita una nueva
fuente de trasconductancia en el rail superior, permitiendo trabajar como
transmisor activo de lazo de corriente (no necesita fuente externa). En
este caso se utiliza un transistor (Q1202) con una capacidad de disipar potencia
mayor, dado que ante una RL pequeña debería disipar cerca de 0,5W. Como
un detalle, se han polarizado 2 diodos en serie para generar un offset del
rail superior, de manera tal que el último amplficador operacional tenga
siempre sus entradas lejos del limite dado por la tensión de alimentación.
Se han utilizado resistencias con muy baja tolerancia (0.1%) y poca variación
con la temperatura (25ppm) en aquellas que determinan las ganancias de tensión
o de transconductancia, logrando obtener una incertidumbre pequeña en las
respectivas salidas. En la salida se han colocado diodos de enclavamiento
BAV199 que poseen muy baja corriente inversa para no alterar la salida del
amplificador operacional.
A fin de comprender cómo seleccionar los componentes de este circuito, para conseguir un menor error en la conversión tensión/corriente, se recomienda revisar este breve informe: Análisis sobre la salida Analógica (En revisión)