使用HART兼容性简化模拟电流环路设计
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图4：HART消息频谱。
由图4可以看出，HART消息的一部分(尤其在较低频率处)依然可以出现在A/D输出数据中。也就是说，可以轻松更改数字滤波器设置，以便实现HART FSK采样输入速度和抑制之间的正确平衡。图5显示了系统性能，其测量值在4mA至20mA满量程范围内以百分比误差表示，同时比较模拟滤波器(图1)和SINC3数字滤波器(图2)的系统速度。
图5：SINC3滤波器与模拟滤波器。
模拟滤波器在硬件中固定，并具有固定的建立时间。对于系统输入端的快速变化模拟信号而言，模拟滤波器输出误差由其较慢的建立时间决定。例如，如果系统输入每40ms改变满量程，则滤波器输出不会建立至正确值1%以内。对于较慢的输入信号而言，模拟滤波器输出误差由其抑制HART FSK信号低频分量的能力决定。对于典型HART命令3消息而言，该误差测量值约为4mA至20mA满量程的0.09%。
此外，数字SINC3滤波器的建立时间是一个用户设置的参数，滤波器输出误差是由于HART FSK调制对应的滤波器设置决定的。例如，400 Hz陷波的SINC3滤波器对应7.5ms建立时间，当传输HART命令3时，A/D上测得的扰动不足4mA至20mA满量程的0.4%。在具有四个模拟输入的系统中，SINC3滤波器在通道之间顺序切换。同样的400Hz陷波SIN3滤波器现在需要4×7.5= 30ms才能扫描全部四个通道。这便是四通道系统的曲线在30ms处均显示出约为0.4%误差的原因。
对于更精确的4mA至20mA输入而言，SINC3滤波器可设为30ms建立时间，该设置对应100Hz陷波且将HART信号抑制在不足满量程的0.1%。如果速度更为重要，则6ms建立时间(约500Hz陷波)的SINC3滤波器依然可以将HART通信信号抑制在4mA至20mA输入的0.5%以下。此外，如果只要求速度且无需进行HART通信，则前文提及的AD7173能够以每通道161μs的建立时间达到3 ksps的采样速率。
传统的模拟低通滤波器较容易理解，而某些情况下，每通道略为增加几个元器件可在多通道系统中实现较好的模拟输入性能。另一方面，Σ-Δ型ADC的集成数字SINC滤波器具有极大的灵活性，而这种灵活性是一路直到终端系统用户都可提供的。数字解决方案所需硬件较少，并且若设置得当，则其在HART FSK信号滤波性能方面优于单通道系统中的模拟解决方案，而与最多四通道的系统相比具有接近或更佳的性能。
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