Kaj je tokovna zanka?

V komunikacijskih vezjih je tokovna zanka električna signalna shema, ki uporablja tokovni vir in tokovni sprejemnik. Napetostni signalizacijski sistemi uporabljajo pretvornik toka v napetost in oddaljeni tokovni sprejemnik za pošiljanje hitrih podatkov na večje razdalje. Tokovna zanka lahko uporablja različne tokovne nivoje za analogne in digitalne komunikacije. Analogna tokovna zanka običajno uporablja signalno raven od 4 do 20 miliamperov (mA), ki ustreza analogni vrednosti.

Sheme električne signalizacije se razlikujejo glede na zahtevane čase vzpona in padca digitalnih signalov. Integrirana vezja na tiskanem vezju uporabljajo napetostno gnano shemo, ki je primerna za zelo kratke razdalje znotraj tiskanega vezja. V vezju, ki ga poganja napetost, sprejemnik zazna napetost, ki je zelo preprosta, saj obstaja minimalna porazdeljena induktivnost in kapacitivnost, ki lahko omejita prenos signala. Ko mora napetostni gonilnik poslati na oddaljeno lokacijo, ki je več kot nekaj metrov stran, potrebuje signal čas, da doseže sprejemnik in v nekaterih primerih morda celo ne doseže sprejemnika.

Za digitalno serijsko komunikacijo lahko tokovna zanka uporablja katero koli tokovno raven v varnih mejah. Trenutne ravni za digitalne signale zaradi narave žičnih zank – “oznaka/presledek” ali “enice in ničle” – so običajno obrnjene polarnosti. Pri primerjavi lahko serijska vodila uporabljajo diferencialne napetostne pogone, ki uporabljajo sukani par za pošiljanje enega bita naenkrat, za pošiljanje enega samega bita pa bosta uporabljeni dve žici v dvosmernem ali uravnoteženem izhodu.

Tokovna zanka v podobni aplikaciji bo poslala tokovno raven, sorazmerno z napetostjo signala, in napetosti ne pošilja neposredno. Vsaka napetost na koncu oddajnika napetostnega pogona se bo morala soočiti z več dejavniki. Ti vključujejo izhodno impedanco gonilnega vezja, porazdeljeno induktivnost in kapacitivnost v žici ter zunanji elektromagnetni šum.

Tokovni gonilnik v tokovni zanki je sposoben kompenzirati zmogljivost žice in zunanji šum. Na primer, če mora oddajnik tokovne zanke oddaljenemu sprejemniku poslati 12 mA za prikaz analogne vrednosti, bo enakih 12 mA na voljo v sprejemniku, tudi če se je upor žice spremenil. To je posledica principa kontroliranega tokovnega vira, pri katerem namerava vir poslati 12 mA. Če se lastnosti zanke spreminjajo celo dokaj hitro, je rezultatski tok še vedno enak, saj se nadzorovani vir toka ustrezno prilagodi.