電流ループとは？

通信回路では、電流ループは、電流源と電流レシーバーを使用する電気信号方式です。 電圧信号システムは、電流-電圧コンバータとリモート電流レシーバを使用して、より長い距離にわたって高速データを送信します。 電流ループは、アナログ通信とデジタル通信に異なる電流レベルを使用する場合があります。 アナログ電流ループは通常、アナログ値に対応する4〜20ミリアンペア（mA）の信号レベルを使用します。

電気信号方式は、デジタル信号の必要な立ち上がり時間と立ち下がり時間によって異なります。 プリント回路基板上の集積回路は、電圧駆動方式を使用します。これは、プリント回路基板内の非常に短い距離に適しています。 電圧駆動回路では、信号の伝達を制限する可能性のある最小の分布インダクタンスとキャパシタンスがあるため、レシーバは非常に簡単な電圧を感知します。 電圧ドライバーが数メートル以上離れた遠隔地に送信する必要がある場合、信号はレシーバーに到達するまでに時間がかかり、場合によってはレシーバーに到達することさえできません。

デジタルシリアル通信の場合、電流ループは安全な制限内の任意の電流レベルを使用できます。 ワイヤループの性質によるデジタル信号の現在のレベル（「マーク/スペース」または「1と0」）は通常、極性反転です。 比較すると、シリアルバスは、ツイストペアを使用する差動電圧ドライブを使用して一度に1ビットを送信し、シングルビットを送信するには、2本のワイヤがダブルエンドまたはバランス出力で使用されます。

同様のアプリケーションの電流ループは、信号電圧に比例した電流レベルを送信し、電圧を直接送信しません。 電圧ドライブのトランスミッタ側の電圧は、いくつかの要因に対処する必要があります。 これらには、ドライバ回路の出力インピーダンス、ワイヤの分布インダクタンスとキャパシタンス、および外部電磁ノイズが含まれます。

電流ループ内の電流ドライバは、ワイヤの性能と外部ノイズを補償できます。 たとえば、アナログ値を示すために電流ループトランスミッターがリモートレシーバーに12 mAを送信する必要がある場合、ワイヤー抵抗が変化してもレシーバーで同じ12 mAを使用できます。 これは、電流源が12 mAを送信しようとする制御電流源の原理によるものです。 ループ特性がかなり速く変化しても、制御電流源がそれに応じて調整されるため、結果の電流は同じままです。