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，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数百米长的导线到达控制室或显示设备。在工业中，采用4~20mA电流来传输模拟量是最广泛采用的方法。使用电流信号的原因之一是它对干扰较不敏感，因为工业环境中的噪声电压幅度可能达到数V，但是噪声功率很弱，因此噪声电流通常小于nA级别，这意味着给4-20mA传输带来的误差非常小；另外，电流源具有极高的内阻，并且与回路中的导线串联，不会影响精度，所以可以在普通双绞线上进行数百米的传输。此外，由于电流源的大内阻和恒流输出，在接收端，只需一个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减少nA级别输入电流噪声产生的小型化电子设备所需。

选择20mA作为上限是出于防爆要求：20mA通断引起火花能量不足以点燃瓦斯。而下限没有设定为0mA，是为了能够检测变送器是否断开：正常工作时不会低于4mA，当传输线因为故障断路时，环路当前降至0，即可检测到故障并发出报警。当物理量被转换成4-20mA范围内的输出时，该过程涉及一个外部供電单元。如果我们考虑标准四线制变送器，它将有两根供電線加上两根輸出線共计四根線。不过，如果我们可以让輸出電流量与供電共同使用一条同一直（如公用VCC或者GND），这将节省一条额外之线，从而使得现在广泛称为三行制变送器。

值得注意的是，一些变送器设计允许其自身提供充足的事实上就是它们已经包含了用于驱动负载所必需的一种特殊形式内部补偿，使得这些仅仅从2个连接点就能实现交流系统，那么这种设计被称作“两行”或“自给自足”的二元制变送器。这类设计对于任何尺寸限制的情况来说尤其重要。由于标准化操作下限设置在4毫安，因此许多应用只需要24伏特/4毫安即可满足所有需求。在这种轻负荷条件下，以最高效率DC/DC转换器（如TPS54331, TPS54160）驱动最低功耗传感器以及处理芯片（如MSP430）以及其他相关技术产品，对于这类高效但又经济适宜的一般性解决方案至关重要。

最后，我还要指出，在实际应用中，我们经常需要创建一种VI转换硬件，以便将0-3.3伏特范围内的人机界面输入翻译成符合标准要求，但却是在限定空间下的紧凑、高效和经济实惠，可以通过运用简单而强大的集成运放LM358，以及稳定的+12伏特供给力量，为我们的项目提供关键支持。这项任务虽然看似简单，却蕴含深刻挑战，同时也展现了工程师如何巧妙利用现有的资源最大化他们既创造性的解决方案。