Co to jest bieżąca pętla?
W obwodach komunikacyjnych pętla prądowa jest schematem sygnalizacji elektrycznej, który wykorzystuje źródło prądu i odbiornik prądu. Systemy sygnalizacji napięcia wykorzystują przetwornik prądu na napięcie i zdalny odbiornik prądu do przesyłania szybkich danych na większe odległości. Pętla prądowa może wykorzystywać różne poziomy prądu do komunikacji analogowej i cyfrowej. Analogowa pętla prądowa zwykle wykorzystuje poziom sygnalizacji od 4 do 20 miliamperów (mA), który odpowiada wartości analogowej.
Schematy sygnalizacji elektrycznej różnią się w zależności od wymaganego czasu narastania i opadania sygnałów cyfrowych. Obwody scalone na płytce drukowanej wykorzystują schemat napędzany napięciem, który jest odpowiedni na bardzo krótkie odległości wewnątrz płytki drukowanej. W obwodzie napędzanym napięciem odbiornik wyczuwa napięcie, które jest bardzo proste, ponieważ istnieje minimalna rozproszona indukcyjność i pojemność, które mogą ograniczać przesyłanie sygnału. Gdy sterownik napięcia musi wysłać do odległego miejsca, które znajduje się w odległości większej niż kilka metrów, sygnał potrzebuje czasu, aby dotrzeć do odbiornika, aw niektórych przypadkach może nawet nie dotrzeć do odbiornika.
W przypadku cyfrowej komunikacji szeregowej pętla prądowa może wykorzystywać dowolny poziom prądu w bezpiecznych granicach. Obecne poziomy sygnałów cyfrowych ze względu na naturę pętli drutowych - „znak / spacja” lub „zer i jedynek” - są zwykle odwróceniem polaryzacji. Dla porównania, szyny szeregowe mogą wykorzystywać napędy różnicowe, które wykorzystują skrętkę do wysyłania jednego bitu na raz, a do wysyłania jednego bitu, dwa przewody będą używane w wyjściu dwustronnym lub zbalansowanym.
Pętla prądowa w podobnej aplikacji wysyła poziom prądu proporcjonalny do napięcia sygnału i nie wysyła napięcia bezpośrednio. Każde napięcie na końcu przetwornika napędu napięciowego będzie musiało poradzić sobie z kilkoma czynnikami. Należą do nich impedancja wyjściowa obwodu sterującego, dystrybuowana indukcyjność i pojemność w przewodzie oraz zewnętrzny hałas elektromagnetyczny.
Obecny sterownik w pętli prądowej jest w stanie zrekompensować wydajność drutu i hałas zewnętrzny. Na przykład, jeśli nadajnik z pętlą prądową musi wysłać 12 mA do zdalnego odbiornika w celu wskazania wartości analogowej, to samo 12 mA będzie dostępne w odbiorniku, nawet jeśli rezystancja drutu ulegnie zmianie. Wynika to z zasady źródła prądu kontrolowanego, w którym źródło zamierza wysłać 12 mA. Jeśli charakterystyki pętli zmieniają się nawet dość szybko, wynikowy prąd jest nadal taki sam, ponieważ kontrolowane źródło prądu odpowiednio się dostosowuje.