HART 設備物理層測試

一HART通訊卡基本電路設計原理

1.在HART通訊卡中，用于HART協議的主要芯片包括:

• 微控制器用于運行HART協議；

• HART調制解調器芯片用于發送和接受HART信號；

• DAC（數字轉模擬）芯片用于產生和控制4~20mA電流；

• 典型HART通訊卡的原理框圖

2．HART究竟是一個什么樣的信號？
HART通信使用載波傳輸的方式和半雙工的通信方式.具體來說，HART通信采用基于Bell202通信標準的FSK頻移鍵控信號，在低頻的4~20mA模擬信號上疊加一個幅度為0.5mA的高頻數字信號進行雙向數字通訊，兩種信號共享硬件而不沖突。發送HART信號是通過電流，接收則是通過電壓；如果在回路中沒有足夠的阻抗，那么電壓將會小到難以檢測，并導致通信失敗。因此，HART信號要被其它設備檢出，根據物理層測試要求負載電阻兩端電壓在120mVpp以上。 

二 HART設備物理層測試
1.HART波形測試
測試目的：測試HART信號的幅值、上升時間和下降時間。

實例：HART波形測試

2.載波啟動/停止和延遲時間

測試目的：在信號傳播的開始和結束能保證載波有一個合適的上升或下降時間 

實例：載波啟動/停止和延遲時

3.HART信號瞬時的啟動和停止

測試目的：當一臺HART設備開始或者結束其發送時,能夠不向網絡產生瞬間峰值。如果瞬變太大會對其他設備接收的HART信號造成干擾,或者對主設備的模擬信號產生影響。  
測試設置：  

4.靜止時的輸出噪聲

      測試目的：當HART主設備或從設備沒有發送(靜止)HART信號時,不能有噪聲耦合到HART通頻帶中。過大的噪聲對HART信號的接受會造成影響。并且雖然從一臺設備來的噪聲雖然很小,但是會對多站點配置的HART從設備造成較大的附加影響。 
測試設置： 

實例：靜止時的輸出噪聲

5.模擬變化率
測試目的：當從設備改變4~20mA模擬電流時，模擬電流最大的變化率不能影響HART信號的通訊 
測試設置： 

實例：模擬變化率

6.輸入阻抗測試 
測試目的：輸入阻抗可以反映多站點系統中HART設備的數量及HART信號傳輸的最遠距離。 
測試設置： 

實例：輸入阻抗

7.噪聲容限測試
測試目的：指在差的噪聲條件下，HART設備依然可以接收有效的HART信號。 
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實例：噪聲容限測試

8.載波檢測測試

測試目的：HART接受設備必須能夠忽略低于80mVpp的信號同時必須能夠接受高于120mVpp的信號 
測量載波檢測的起始和結束時間，是確保硬件接受HART信號過程中沒有延遲以至于干擾總線仲裁或降低網絡的吞吐量。 
測試設置： 

實例：載波檢測測試

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