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我和我的同事Tony Calabria 发布了DAC 基础博客系列。在本系列文章中，我们将探讨高精度数模转换器(DAC) 的静态和动态规格、高精度DAC 架构以及DC 误差计算。

我们将继续发布有关基于应用的DAC 基础知识的后续文章来继续本系列。我们将从针对工业控制应用的博客文章“迷你系列”开始。

作为本系列的第一篇文章，今天我首先介绍一下DAC在工业控制系统中的应用。此外，我将探讨两线和三/四线系统之间的差异。

在工业控制应用中，DAC 最常用作可编程逻辑控制器(PLC)（上图中左侧）或传感器发射器（也称为现场发射器）（上图中右侧）的模拟输出。

在这两种情况下，DAC 均可用于提供电压输出或电流输出。电流输出最为常见，约占75%。

电压输出一般为四种范围之一：0~5V、0~10V、+/-5V、+/-10V，但也有一些特殊情况需要超范围输出。电流输出通常指4~20mA的范围，但也经常使用更宽的范围，有时达到3.5~25.5mA。

PLC和传感器变送器的模拟输出都使用相同的电压和电流输出范围，但它们的用途也有很大不同。

PLC 模拟输出通常控制支持其输出的系统的某些方面，能够通过电压输出转动电机或通过电流输出移动线性执行器以控制阀门。传感器发射机中的模拟输出不仅可以与传感器配对，还可以远程放置在现场，监测系统的某个参数。

图1

图1 是与现场变送器配对的PLC 模拟输入模块的两线配置的典型系统架构。这种配置称为两线系统，因为模拟输出模块只有两个端子：电源端子和接地端子。模拟输入模块提供支持电源电压/电流的现场发送器，而两线制现场发送器允许精确控制返回输入模块的电流大小以建立通信。两线制现场变送器的独特挑战是保持所有组件的电流消耗低于4mA，以便通过标准4~20mA 环路进行通信。

有时，传感器（用于传感器发射器）需要比两线环路电源系统所能提供的更多的激励电流。在这种情况下，传感器发射器可采用三线方案，其中包括独立的电源端子、电流输出端子和接地端子，如图2所示。或者，有时可以提供部分隔离的电源为两线系统供电。

图2

PLC 中的模拟输出与上面的三线配置非常相似。主要区别在于电源由背板本地提供，如下图电源端部分所示。请记住，在这种情况下，模拟输出位于控制级别，这将驱动现场级别的负载。

图3

在接下来的几个月中，我将提供两线和三线配置的示例设计，这些设计不仅会深入介绍工业瞬态和瞬态保护电路，还会为您的工业模拟输出提供其他提示和技巧设计。

责任编辑：haq