ALLGEMEINE BESCHREIBUNG

Der AD5421 ist ein kompletter, schleifengespeister Digital-Analog-Wandler (DAC) von 4 mA auf 20 mA, der speziell für die Anforderungen von Herstellern intelligenter Transmitter in der industriellen Steuerungsindustrie entwickelt wurde. Der DAC bietet eine hochpräzise, voll integrierte, kostengünstige Lösung in kompakten TSSOP- und LFCSP-Gehäusen.
Der AD5421 verfügt über einen geregelten Spannungsausgang, mit dem er sich selbst und andere Geräte im Transmitter versorgt. Dieser Regler liefert eine geregelte Ausgangsspannung von 1,8 V bis 12 V. Der AD5421 enthält auch eine 1,22 V und eine 2,5 V Referenz, so dass ein diskreter Regler und eine Spannungsreferenz überflüssig sind.
Der AD5421 kann mit standardmäßigen FSK-Kommunikationsschaltungen des Highway Addressable Remote Transducer (HART®)-Protokolls verwendet werden, ohne dass die spezifizierte Leistung beeinträchtigt wird. Die serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle kann mit 30 MHz arbeiten und ermöglicht über eine SPI-kompatible 3-Draht-Schnittstelle den einfachen Anschluss an gängige Mikroprozessoren und Mikrocontroller.
Der AD5421 ist garantiert monoton bis 16 Bit. Er bietet 0,0015% integrale Nichtlinearität, 0,0012% Offsetfehler und 0,0006% Verstärkungsfehler unter typischen Bedingungen.
Der AD5421 ist in einem 28-poligen TSSOP und einem 32-poligen LFCSP erhältlich, die für den erweiterten industriellen Temperaturbereich von -40°C bis +105°C spezifiziert sind.

 

FEATURES

16-Bit-Auflösung und Monotonie
Per Pin wählbare NAMUR-konforme Bereiche
4 mA bis 20 mA
3,8 mA bis 21 mA
3,2 mA bis 24 mA
NAMUR-konforme Alarmströme
Alarmstrom herunterskalieren = 3,2 mA
Upscale-Alarmstrom = 22,8 mA/24 mA
Unbereinigter Gesamtfehler (TUE): 0.05% maximal
INL-Fehler: 0.0035% FSR Maximum
Ausgang TC: 3 ppm/°C typisch
Ruhestrom: 300 μA maximal
Flexible SPI-kompatible serielle digitale Schnittstelle mit Schmitt-getriggerten Eingängen
On-Chip-Fehlermeldungen über FAULT-Pin oder Alarmstrom
Automatisches Zurücklesen des Fehlerregisters bei jedem Schreibzyklus
Slew Rate Control Funktion Gain und Offset Adjust Register
On-Chip-Referenz TC: maximal 4 ppm/°C
Wählbarer geregelter Spannungsausgang
Schleifen-Spannungsbereich: 5,5 V bis 52 V
Temperaturbereich: -40°C bis +105°C
TSSOP- und LFCSP-Gehäuse

 

ANWENDUNGEN

Industrielle Prozesskontrolle
4 mA bis 20 mA schleifengespeiste Transmitter
Intelligente Sender
HART-Netzwerk-Konnektivität

 

ARBEITSTHEORIE

Der AD5421 ist ein integrierter Baustein, der für den Einsatz in schleifengespeisten, intelligenten 4 mA bis 20 mA Transmitteranwendungen entwickelt wurde. In einem einzigen Chip bietet der AD5421 einen 16-Bit-DAC und einen Stromverstärker für die digitale Steuerung des Schleifenstroms, einen Spannungsregler für die Stromversorgung des gesamten Transmitters, eine Spannungsreferenz, Fehlermeldungsfunktionen, eine flexible SPI-kompatible serielle Schnittstelle, Register für die Verstärkungs- und Offseteinstellung sowie weitere Merkmale und Funktionen.

 

FEHLERWARNUNGEN

Der AD5421 bietet eine Reihe von Fehlerwarnfunktionen. Alle Fehler werden dem Controller über den FAULT-Pin und das Fehlerregister signalisiert. Im Falle eines Kommunikationsverlustes zwischen dem AD5421 und dem Mikrocontroller (SPI-Fehler) programmiert der AD5421 den Schleifenstrom auf einen Alarmwert. Wenn der Controller feststellt, dass der FAULT-Pin auf High gesetzt ist, sollte er das Fehlerregister lesen, um die Ursache des Fehlers zu ermitteln. Beachten Sie, dass der Watchdog-Timer nicht zurückgesetzt und neu gestartet wird, wenn ein Alarm aktiv ist. Wenn die automatische Fehlerrücklesung deaktiviert ist und ein SPI-Fehler auftritt, so dass der Watchdog-Timer eine Zeitüberschreitung erfährt, bleibt der Watchdog-Timer inaktiv, bis das Statusregister vom Benutzer manuell zurückgelesen wird. Nach dieser Rücklesung nimmt der Watchdog-Timer seinen Betrieb wieder auf.

 

Übertemperatur-Fehler

Es gibt zwei Übertemperatur-Alarm-Bits im Fehlerregister: Temp 100°C und Temp 140°C. Wenn die Chiptemperatur des AD5421 entweder 100°C oder 140°C überschreitet, wird das entsprechende Bit gesetzt. Wenn das Temp 140°C-Bit im Fault-Register gesetzt ist, wird der FAULT-Pin auf logisch hoch gesetzt.

 

STANDARDEINSTELLUNG BEIM EINSCHALTEN

Der AD5421 schaltet sich ein, wenn alle Register mit ihren Standardwerten geladen sind und der Schleifenstrom im Alarmzustand auf 3,2 mA oder 22,8 mA/24 mA eingestellt ist (je nach Zustand des ALARM_ CURRENT_DIRECTION-Pins und dem gewählten Bereich). Der AD5421 bleibt in diesem Zustand, bis er mit neuen Werten programmiert wird. Der SPI-Watchdog-Timer ist standardmäßig aktiviert und hat eine Timeout-Periode von 1 Sekunde. Wenn innerhalb von 1 Sekunde nach dem Einschalten keine Kommunikation mit dem AD5421 stattfindet, wird der FAULT-Pin gesetzt.