基于二线制变送器的正弦信号发生器的设计

符长友　何俊鹏

摘 要： 针对电压型变送器远距离传输信号质量差的缺点，提出了利用输入为1～2 kΩ、输出为4～20 mA的二线制电流型电阻变送器实现远距离控制DDS频率合成芯片AD9851的目标，以产生1～2 MHz的正弦信号。实验结果表明，采用二线制电流型电阻变送器能够实现远距离数据传输，电阻与频率非线性度非常理想。

关键词： 二线制变送器； 正弦信号发生器； MSP430F149； DDS； AD9851

中图分类号： TN741?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）19?0063?03

Design of sinusoidal signal generator based on two?wire transmitter

FU Chang?you， HE Jun?peng

（School of Computer Science， Sichuan University of Science & Engineering， Zigong 643000， China）

Abstract： For the poor signal quality in remote communication of voltage transmitter， a two?wire resistance?to?current transmitter with its input resistance of 1～2 kΩ and its output current of 4～20 mA is proposed in this paper to control the frequency synthesis chip AD9851of direct digital synthesizer （DDS） in long distance， so as to generate a sinusoidal signal with 1～2 MHz by AD9851. The experimental results show that the two?wire resistance?to?current transmitter can realize remote data transmission. Moreover， the non?linearity of resistance and frequency is perfect.

Keywords： two?wire transmitter； sinusoidal signal generator； MSP430F149； DDS； AD9851

0 引 言

正弦信号发生器作为电子技术领域中最基本的电子仪器，广泛应用于航空航天测控、通信系统、电子对抗、电子测量等各个领域中[1]。在实际应用中，控制端与正弦信号发生器之间有时相距长达几十米甚至几百米，并且现场环境较为恶劣，会有各种电磁干扰以及雷电感应产生的强浪涌脉冲。如果采用电压型变送器实现数据通信，由于其易受温度漂移的影响，抗干扰能力差；并且线损会影响其精度，数据传输质量差。因此，在恶劣的工作环境下，采用何种传送器实现控制端远距离有效控制正弦信号发生器是工业现场亟待解决的难题。

上述问题，采用两线制电流型变送器能够很好地解决。这是因为电流型变送器具有以下优点：

（1） 不易受寄生热电偶、沿电线电阻压降和温漂等影响，可用便宜的细导线实现数据传输；

（2） 在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响；

（3） 信号传输距离远，可节省大量电缆线和安装费用[2]。

本文设计并完成了利用二线制电流型电阻变送器实现远距离控制DDS直接频率合成芯片AD9851的目标，使其随输入电阻在1～2 kΩ范围内变化而相应产生1～2 MHz的正弦信号。……