为什么在社会场景中采用4-20毫安电流传输模拟量信号Can总线通信详解
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类非电物理量，如温度、压力、速度或角度，这些都需要转换成模拟量电信号才能通过几百米长的缆线到达控制室或显示设备。这是为什么工业中最广泛采用的是使用4~20mA电流来传输模拟量。采用这种电流信号的原因之一是它们不容易受到干扰，因为尽管工业现场的噪声电压可能达到数V，但噪声功率很弱，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；另外，一个特点是电流源内阻趋于无穷大，导线电阻串联在回路中不会影响精度，因此可以通过普通双绞线进行数百米长距离传输。
此外，由于这些恒流输出的电源在接收端只需放置一个250欧姆到地的电阻，就能获得0-5V范围内的直流输入，使得低输入阻抗接收器能够有效减少nA级别输入 电流噪声产生的大约微弱电子噪声。四十毫安这个上限取值考虑了防爆要求：二十毫安通断引起火花能量不足以点燃易燃气体。而为何没有选择零毫安作为下限，是因为这样可以检测到变送器与监控仪之间连接中的断路问题。当这条环路因故障而断开时，正常工作状态下的环路当前将降至零，而我们设定了2.5毫安作为报警阈值。此外，对于任何物理量来说，将其转换为4~20mA输出形式所需的是一台独立供货系统，并且为了使这些变送器能够运行，它们必须有来自主机的一对额外供货线。但如果我们利用该变送器本身提供的一个共享供货路径（如VCC或者GND），则可以节省掉其中的一根并实现三根线制设计。
然而，这种设计模式并不意味着只能采取单一方法。在实际应用中，可以发现即便只有二根连结就足够构建出可靠且高效之两行制系统。在某些情况下，即使仅凭简单运算放大器LM358及+12v供给便能完成从0-3.3v范围内变化至4-20ma流量范围之任务。
