黄 伟， 庄志红

（常州工学院 电子信息与电气工程学院， 江苏 常州 213002）

在工业现场， 电压输出信号通过传输线实现信号传输时，由于传输线会受到噪声的干扰、分布电阻产生电压下降等原因，电压信号传输受到很大限制；而电流由于对噪声不敏感，所以电流输出信号因其较高的抗干扰能力而被广泛用于工业仪表信号的输出[1]。

4～20 mA 电流环用4 mA 表示零信号， 用20 mA 表示信号的满刻度，而低于4 mA 或高于20 mA 的信号用于表示异常，因而很容易区分环路断路（0 mA，故障状态）与传感器的零输出（4 mA）[2]。 因此研究和应用4－20 mA 电路，无论是作为传感器信号远程传输，还是微机的远程控制，都具有非常大的实用价值。

1 4～20 mA 电路实现方案

1.1 专用芯片AD421 方案

AD421 是ADI 公司生产的一款环路供电型、16 脚封装高性能4～20 mA 数/模转换器；采用标准三线串行接口，最高速率达10 Mbit／s；ΣΔDAC 结构，可实现16 位分辨率，其积分线性误差为±0.001%，增益误差为±0.2%；其典型应用如图1所示。

方案优点：能直接产生所需4～20 mA 电流，精度高。 缺点：芯片价格昂贵，其中MOS 管、器件参数要求高，应用工艺复杂，电流的环路必须是浮地，否则电流环路将无法形成[3]。

1.2 数/模转换+压控恒流转换方案

单片机应用系统中，模拟量输出的典型方案是利用数/模转换芯片， 一般往往选择并行的DAC0832 作D/A 转换器[4]，但常用D/A 芯片直接输出的都是电压信号，需进行V/I 变换，才能得到所需的电流信号，其典型应用如图2 所示。

方案优点：转换速度快、响应灵敏。 缺点：与CPU 间连线多，较适应于单片机应用系统；压控恒流电路实现复杂。……