Algunos sensores actúan como fuentes de corriente, y lo he visto varias veces, especialmente para los cables muy largos, incluso en el exterior como las veletas. Se utilizan bucles de corriente de 4-20 mA en lugar de un voltaje de 0-10 V, por ejemplo.
¿Cuál puede ser la explicación física de esto? ¿Cómo es más ventajosa la corriente?
(También me pregunto en términos de interferencia EMI si una señal de bucle de corriente es más inmune y por qué.)
Por favor, explique este concepto utilizando los diagramas de circuito, fuentes de corriente de voltaje con algunos componentes. Cómo se acoplan las interferencias de modo común en ambos casos, etc. y por qué un bucle de corriente es inmune al ruido.
EDITAR:
Después de leer las respuestas, esto es lo que entiendo (haga clic para ver los diagramas de simulación y los gráficos correspondientes):
Aplico una interferencia Vcm de modo común en todos los escenarios.
En la primera figura superior, una fuente de corriente con una impedancia de 1Giga Ohm se transmite a través de un desequilibrado/desquilibrado cable e incluso el receptor es de un solo extremo la salida es inmune al ruido. (1G Ohm hace que el ruido sea pequeño, cuanto menor sea este Rcur más ruido hay en el receptor)
En la figura del medio, una fuente de voltaje se transmite a través de un desequilibrado cable y el receptor es de un solo extremo la salida es muy ruidosa.
En la figura inferior una fuente de voltaje se transmite a través de un equilibrado cable y el receptor es diferencial-ended y se elimina el ruido del modo común.
¿Es mi conclusión/simulación correcta para representar esta pregunta?
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Sobre todo la inmunidad al ruido y la tolerancia a la caída de tensión de los cables.
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@KalleMP "Utiliza los comentarios para pedir más información o sugerir mejoras. Evite responder a preguntas en los comentarios". también se aplican a las respuestas cortas.
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Otro punto clave es que 4-20mA siempre tiene 4mA para alimentar el sensor. Es un sensor aislado de 2 hilos y alimentado a distancia. Esto le da ventajas en cuanto al ruido, aparte del aspecto del bucle de corriente.
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Otra nota es que puedes detectar cuando tienes una rotura de cable con una señal de 4-20ma.
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"¿Es mi conclusión/ simulación correcta para representar esta pregunta?" Creo que el 3er ejemplo se ve tan bien porque la CMR de su amplificador receptor es (casi) perfecta. Si la CMR no fuera tan buena (más realista) su salida sería peor que en el 1er ejemplo.
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@Curd Veo muy buen punto CMRR no es infinito en real. Pero una pregunta más sobre estos. He intentado tomar valores realistas para posibles escenarios. En cuanto a la fuente de corriente, ¿qué piensa usted acerca de 1G Ohm impedancia de la fuente de corriente en paralelo? ¿Es G Ohm realista? En realidad, ¿qué valor de ejemplo tendría más sentido?
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@cm64: 1G me parece alto. Yo diría que en el rango de 10M..100M
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@Curd Gracias, parece (según la simulación) que si se utiliza el bucle de corriente, el ruido no se ve afectado por ningún desequilibrio de la línea- Lo único que aumenta el ruido es bajar la impedancia de la fuente teórica paralela de la fuente de corriente alias Rcur en el diagrama.
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Información no relacionada--> Por otro lado, un fabricante me dijo que la salida de corriente de su sensor tiene más ruido inherente que su salida de tensión. Pero esto no tiene nada que ver con la transmisión. Tal vez las fuentes de corriente constante son intrínsecamente más ruidosas.
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En el viejo orden mundial había algo llamado MIL-STD-1553. Era un bus de datos de línea de transmisión que se terminaba en ambos extremos. Los receptores eran de alta impedancia para que no crearan cargas de bulto en el bus. Pero si se tenía un receptor en el extremo de un tramo largo, había un gran problema. Resolvimos ese problema controlando la z del stub y terminándolo adecuadamente para eliminar las ondas reflejadas. Si sigues las reglas de la norma mil, tu sistema estará bien. Pero si rompes las reglas, deberás hacer más análisis para conseguir un bus de datos robusto.