Segnali in tensione (0-10V) o in corrente (4-20mA)?

[francescosavino76]

Buonasera a tutti
.....che poi Buonasera per modo di dire..........chi è di Milano e dintorni sa bene a cosa mi riferisco: 2 ore e mezza per fare 10Km!!......W la neve!

Allora, teoricamente (in anteprima funziona), a seguire trovate i link ai documenti di cui accenavo ieri:

Main Tutorial
Tutorial National
Poi, per chi volesse dare una sbirciata lato costruttore trasmettitore:
Application Note Maxim

Saluti
FRANCESCO

[francescosavino76]

Anche se per il mio modesto parere non è il massimo come tutorial, ci sarebbe anche questo link:

Technical Library

Se scorrete fra i tanti tutorial c'è CURRENT LOOP --> Current loop Application Note.

.......ecco appunto tanti tutorial; non ho linkato direttamente il tutorial 4-20 per dar modo di poter vedere l'ampia offerta di documentazione tecnica a chi eventualmente non conoscesse il sito .
Infine, anche se non ha nulla a che vedere con il 4_20mA, visto che in un precedente post è emersa la comunicazione seriale e visto che in automazione quando si parla di seriale si parla di 485, per chi avesse voglia di una lettura di approfondimento sull'argomento consiglio il tutorial RS485 presente sul medesimo sito.
Certo non sono le 321 pagine del testo di Jan Axelson ma nella sua sintesi è un documento veramente completo; libri a parte, direi il miglior Application Note che mi sia capitato di trovare sull'argomento.

Scusandomi per la divagazione , buonaserata a tutti!
Francesco

Ps - Bhè visto che ormai ho divagato ........in italiano ci sarebbe anche RS485

[IsidoroKZ]

Grazie francesco savino da parte di tutti i pigri come me che preferiscono un link

Piu' o meno quanto e' la frequenza massima di lavoro di un current loop?

La domanda ha senso anche in campo analogico, andando a vedere qual e` il punto in cui il sistema attenua di 3dB la funzione di trasferimento fra tensione sul carico e corrente inviata.

Ho fatto le seguenti ipotesi: linea corta rispetto alla lunghezza d'onda del segnale, in modo da poter approssimare , quindi linea corta. Questa approssimazione poi va verificata.

Si suppone anche che il carico abbia una impedenza maggiore dell'impedenza caratteristica della linea . Se allora non ci sono limitazioni di banda, la linea e` adattata.

Se una linea di trasmissione e` corta e caricata con una resistenza di carico maggire dell'impedenza caratteristica della linea, all'ingresso si vede praticamente la resistenza RL con il parallelo una capacita`.

Una prima stima grossolana della capacita` in parallelo e` data dalla capacita` al metro della linea moltiplicata per la lunghezza della linea. La capacita` di carico della sorgente di corrente risulta quindi .

La capacita` complessiva della linea va in parallelo alla resistenza di carico e, alimentata da un generatore di corrente, da` un filtro passa basso con frequenza di taglio pari a .

Questa approssmazione trascura il fatto che la linea ha anche una induttanza serie di valore complessivo pari a dove e` l'induttanza della linea per unita` di lunghezza. Questa induttanza, se , non riesce a cancellare completamente il carico capacitivo, ma lo riduce allargando la banda. Se si vuole una migliore approssimazione della frequenza di taglio del sistema, non la si puo` trascurare.

Dopo lunghi laboriosi e noiosi conti, fatti con l'approssimazione di linea corta ho trovato che la capacita` parallela vista all' ingresso della linea, dove c'e` il generatore di corrente, vale

In pratica la capacita` parallela di ingresso della linea viene vista ridotta rispetto alla prima stima di un fattore . Da notare che se la capacita` vista dal generatore di corrente all'inizio della linea va a zero, e si e` in presenza di un sistema adattato.

Con questa migliore approssimazione la frequenza di taglio diventa .

Questo risultato e` basato su approssimazione di linea corta, in pratica la lunghezza d'onda guidata molto maggiore della lunghezza fisica della linea . Se non ho sbagliato i conti, il rapporto alla frequenza trovata prima, e usando il fattore di velocita` del cavo, risulta essere



Imponendo che questo rapporto sia molto maggiore di 1, si ottiene che questa condizione, e quindi l'approssimazione di linea corta viene soddisfatta se

Un cavo bipolare ha tipicamente una impedenza dell'ordine del centinaio di ohm (o poco meno). Se i utilizza una terminazione di 100 ohm il sistema e` praticamente adattato e la banda non e` limitata da elementi del primo ordine.

Se invece si utilizza una terminazione da 250 ohm, in modo da ottenre 5V con corrente di 20mA, allora si e` nella situazione di questa analisi. Assumento , la frequenza di taglio risulta pari a . La massima frequenza di funzionamento, non sorprendentemente risulta inversamente proporzionale , lunghezza della linea e a , la capacita` per unita` di lunghezza.

Ad esempio con un cavo avente lungo 100m si ottiene

Una simulazione con una linea lossy, con questi parametri e resistenza serie per unita` di lunghezza (che non interviene in questo modello) ha dato una attenuazione di 3dB a 145 kHz. Close enough

20mA.GIF (38.17 KiB) Visto 3915 volte

A livello di curiosita`, se quando cominciano a farsi sentire gli elementi della linea, il guadagno aumenta!

[TardoFreak]

Ti ringrazio Isidoro per la spiegazione (e' piu' un trattato che una spiegazione).
Quindi adattando l' impedenza o tendendo l' impedenza del ricevitore minore o uguale la banda e' elevata.
Se a questo si aggiunge l' immunita' ai disturbi mi sembra un ottimo sistema, e non solo per sensori o segnali lenti.