在社会通信中为什么采用4-20毫安电流传输模拟量信号了解CAN协议的几种类型
我可能会非常熟悉RS232、RS485和CAN等工业上常用的总线，因为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？在工业环境中，人们需要测量各种非电物理量，如温度、压力、速度和角度，这些都需要转换成模拟量电信号才能通过数百米长的导线到达控制室或显示设备。在工业应用中，最常见的是使用4~20mA电流来传输模拟量。这是因为采用电流信号可以减少干扰，因为尽管现场噪声电压可能达到数V，但噪声功率很弱，因此噪声电流通常小于nA级别，从而对4-20mA传输造成的误差非常小。此外，电流源具有几乎无限的大内阻，并且输出为恒流，因此在回路中串联普通双绞线并不影响精度，即使是在数百米长的距离上也能保持准确性。
接收端只需一个250欧姆到地的电阻就能获得0-5V的输出，这样低输入阻抗接收器能够有效降低nA级别的输入电流噪声产生的小巧振动。选择上限为20mA主要是出于防爆要求：即使发生短路，20mA以下的通断引起火花也不足以点燃易燃气体。而下限不取0mA，是为了提供一个检测断开的情况的手段。当系统正常工作时，不会有比4mA更低的情形，所以当传感器线路出现故障导致环路失去连接时，可以从这个值开始警告。如果变送器将物理量转换成4-20mA输出，它仍然需要外部供给以供其运作。最典型的是变送器使用两根供给线加两根用于数据发送与接受，而这通常被称为四行制（四根线）。然而，有一种类型可以共享一条供给线（即共享VCC或GND），这样可以节省一条额外的一根管道，现在这种类型被广泛认为是三行制（三根管道）。
实际上，我注意到，4-20毫安本身就是足够作为变送器供充分的事实，使得它成为特殊负载。在这种情况下，只需外接两条管道，便可形成所谓之“两行制”变送器。由于行业标准设定了最低值为大约24伏特和大约4毫安，因此，在操作范围内，大多数变送器仅由这些参数组成，当它们处于轻负荷状态时，其效率最高且耗能较少DC/DC转换机（如TPS54331或TPS54160）以及高效能源管理产品、以及高效但耗能较少处理单元（例如MSP430）的设计对于此类系统至关重要。
因此，在设计这样的系统时，我们必须考虑如何将0至3.3伏特之间的心理信息转化为适合2千万安培至8千万安培之间变化流量力的反馈循环。这项任务可以通过利用放大ICLM358并通过+12伏特进行驱动来实现，以便生产出稳定的交流模式并实现精确测量功能。