HART是在4~20mA恒流源输出的基础上增加了一个±0.5mA的FSK的调制解调，用一个周期的1200Hz的正弦波作为数字逻辑1，两个周期2200Hz的正弦波作为数字逻辑0。这个实现很巧妙，也很有意思。
那么有没有便宜的HART方案呢？那必然是有的，可以用芯片直接DAC输出，然后再耦合到恒流源上做HART的发送调制，然后ADC采集HART的FSK波形做接收解调。FSK接收部分其实很简单，做一个直流偏置，然后将HART的接收波形耦合过去之后拿单片机的ADC做采集即可。在接收输入前级也可以增加带通滤波器做波形的滤波以减少干扰。下图是HART的接收部分的原理图：
那么又有朋友问了，芯片如果没有DAC功能怎么办？那也就是本期要给大家分享的了，就是使用PWM和有源滤波做这个HART的调制。是使用了一个有源带通滤波器对MCU输出的PWM波做滤波，然后再耦合到恒流源回路中：
然后下图为上面有源带通滤波器电路的波特图，可以看到在1200Hz下，衰减-3db，在2200Hz下大概也是衰减-3dB。即这个带通滤波器的上下限频率为1200Hz和2200Hz，除此之外PWM中的高次谐波都会受到不同程度的衰减。
可以看到1200Hz的波形实际上并没有那么好看，甚至不是很像正弦波了，这个主要是因为三次谐波在作祟（1200Hz下对三次谐波3600Hz的衰减不够多）。通过交流分析，可以看到这个有源带通滤波器对1200Hz的三次谐波3600Hz仅衰减了6.9db，而对2200Hz的三次谐波6600Hz衰减了15.9db。这个也是难以避免的，因为1200Hz和2200Hz的三次谐波距离还是蛮远的，很难对1200Hz的三次谐波同做到大幅度的衰减。
那么有什么办法可以改进吗？答案是有的，这个的改进思路也很简单，那就是通过MOS管控制有源滤波器中的电容并联，从而改变有源滤波器的特性，以此实现对1200Hz和2200Hz的分别滤波。如下图中当FILTER_SEL为高电平时，MOS管打开，滤波参数调整为1200Hz适合的参数；当FILTER_SEL为低电平时，MOS管截止，滤波参数调整为2200Hz适合的参数。
总结：
那么总体来说，设计思路还是蛮不错的，可以降低挺多成本的。不过HART这东西其实物理层不是特别复杂，复杂的是协议层的实现。硬件降本的话，软件的工作量就会提升，有利有弊吧。
好的那么本期的分享也就到此结束了，感谢你的阅读点赞和分享。