为什么在社会场景中采用4-20毫安电流传输模拟量信号
我可能会非常熟悉RS232、RS485和CAN等工业上常用的总线，他们都是传输数字信号的方式。那么，我们用什么方式来传输模拟信号呢？在工业中，人们通常需要测量各种非电物理量，例如温度、压力、速度和角度等，这些都需要转换成模拟量电信号才能通过几百米长的导线到达控制室或显示设备。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。采用这种方法的原因之一是它不容易受干扰，因为工业现场噪声电压可能达到数V，但是噪声功率很弱，所以噪声电流通常小于nA级别，因此给4-20mA传输带来的误差非常小；由于电流源内阻趋近无穷大，导线中的串联阻抗不会影响精度，因此在普通双绞线上可以轻松地传输数百米；由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端，只需放置一个250欧姆到地的电阻就可以获得0-5V的电压，而低输入阻抗接收器带来的好处是nA级别的输入电流噪声只产生极微弱的电压噪声。
为什么我们将这个范围设置为4-20mA而不是其他值呢？这是因为对于防爆要求：20mA的通断引起火花能量不足以引燃瓦斯。而下限没有选择0mA，是为了能够检测断路。当工作正常时，环路不会低于4mA，当连接故障导致环路断开时，环路降至0。这意味着我们设定了2mA作为断线报警阈值。当前送器将物理参数转换为4~20mA输出，并且需要外部供给发射机供其能源。这就是为什么变送器需要两根供给线加上两根数据输出线，一共四根——被称作四行制变送器。但是，如果我们让数据输出与供给共享一条（即公用VCC或者GND），这使得现在基本上将四行制变送器简化为三行制。在实际应用中，不同类型有一个共同点：它们都可以从自身提供足够强大的电子场效应晶体管（FET）驱动，从而成为一种特殊负载，这种只有外接两个连结便可运行—因此被称之为二行制变送器。
尽管如此，它们对标准当前循环最低设定点(即大约1.6毫安)并确保他们在满足任何额外需求前保持至少24伏特高效率DC/DC转换器（如TPS54331, TPS54160）的支持，以及用于感应链系统中的较低功耗产品以及处理单元（如MSP430）。这些考虑使得设计具有挑战性但又富有成效的一、二、三和四轴运动控制系统成为可能，同时也推动了发展更先进、高性能的人工智能计算平台。此类任务往往涉及复杂网络结构设计，其中每个节点必须既要能有效执行特定的功能，又要能够随时适应环境变化，以保证整个系统稳定运作。
