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，普遍需要测量各类非电物理量，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传输到几百米外的控制室或显示设备上。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是，不容易受干扰，因为工业现场的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；使用电流信号时，源内阻趋于无穷大，加上导线在回路中的串联作用，不影响精度，因此可以通过普通双绞线进行数百米长距离通信；由于源的大内阻和恒流输出，在接收端，只需放置一个250欧姆到地的电阻就能获得0-5V的电压，这样的低输入阻抗接收器能够有效降低nA级别输入电流噪声产生的小巧程度。

为什么要取上限为20mA而不是其他值呢？这主要是出于防爆要求：20mA以下任何额定当前水平下的通断引起火花能量不足以点燃可燃气体。而下限没有选择0mA，是为了确保当变送器工作正常时不会低于4mA。当检测线路发生故障并导致断路时，环回当前将降至0 mA，以此来实现断线检测功能。在实际应用中，一般会设定2 mA作为断开报警阈值。

对于将物理量转换成4~20mA输出的变送器，它们必须依赖外部供给功率来源。如果只是简单地连接两根供给线加两根输出线，那么称为四线制变送器。但如果我们可以共享供给伏特（如VCC或GND）的一条线，就可以节省一条连接，将其简化成为三行制变送器。

更进一步，如果变送器内部设计允许，可以直接利用输出自身提供足够大的交流或直流功率，使得只需外接两根连接即可，如所谓“两行制”或者说“HART”（Highway Addressable Remote Transducer），因为它只需要两个针脚，即使单独用于发送数据也是如此。这就是为什么人们称之为“HART协议”。

考虑到这些限制以及成本效益因素，比如只有24V, 4MA高效DC/DC转换技术（如TPS54331, TPS54160）、具有极低耗费但仍能满足对二进制编码需求的微型处理机芯片（MSP430）与它们相结合，并且设计良好的VI(虚拟输入)转换ICs，如LM358，用+12v供充作为动力支持，还有被广泛采用的运算放大器LM324，其中包含了四个独立运算放大器，而不仅仅是一个单一元件——这个复杂性也让设计者感到挑战，同时又促使他们不断探索创新解决方案。此过程涉及精细调整从原理图布局到集成后的PCB板上的每一个细节，以便实现最大化性能与最小化成本。这项任务既富有挑战性，又令人兴奋，因为它代表着技术不断向前发展的一部分。