请教：为什么说电流传输比电压传输更抗干扰？

只看该作者 · 2010-3-23 22:44

如题，谢谢

3万 · 2010-3-23 22:52

这要看干扰的性质。
多数干扰是通过传输线与干扰源之间的分布电容耦合的，这种情况，传输线两端阻抗越小，干扰越弱，对信号的影响越小。
如果是通过磁场耦合，那么情况相反。

只看该作者 · 2010-3-23 23:18

我先好好理解理解。

4万 · 2010-3-23 23:57

还有，电流传输与传输线的电阻产生的压降无关。

只看该作者 · 2010-3-24 22:02

我之前做蓄电池内阻测量时遇到这样的情况，日本一家公司的产品的探头结构就是通过四线测量探头中的电流信号包裹电压信号，以此来对电压信号进行屏蔽，当时才听说电流传输抗干扰，我想，是不是干扰信号对这样的长线干扰是，感应出来的是电流信号，那么这个电流在接收端，因为接受阻抗很低，那么在其上产生的电压很小，反之，相对于电压信号来说，接收端是高阻抗，那么干扰感应出来的电压就相对更高，所以就认为电流更具有抗干扰性？

只看该作者 · 2010-3-24 22:55

5# GavinZ

你这个应该是四端子测量克服引线电阻的影响

只看该作者 · 2010-3-24 22:55

至于为什么电流比电压抗干扰可参考一下帖子 https://bbs.21ic.com/viewthread.p ... 2%E5%A3%B9%E5%8F%B7

只看该作者 · 2010-3-24 23:00

7楼正解，本质就是功率问题：功率大的信号不易受干扰，功率小的信号容易受干扰。

只看该作者 · 2010-3-25 15:53

看了7楼的推荐帖，不过还是无法理解其中原因。

1万 · 2010-3-25 17:03

有的设备需要电压信号，有的需要电流信号，这两种信号有什么区别？”

1、信号源输出最大功率的条件是，输出阻抗等于输入阻抗，称为阻抗匹配；
2、如果在信号传输中，一级到下一级不能阻抗匹配信号能量将产生衰减，波形将产生失真、畸变；
3、阻抗匹配分高阻抗匹配与低阻抗匹配；
4、低阻抗匹配时，传输信号电流大，即我们说得电流信号；
5、高阻抗匹配时，传输信号电压高，即我们说得电压信号；
6、如果远距离输送信号，为了减小线路损耗，一般采用电压信号即高阻抗传输；
7、如果近距离输送信号，为了线路损耗不大，一般采用电流信号即低阻抗传输；
8、电流信号抗干扰能力强，因为一般干扰信号为电压信号
9、如果由于远距离传送，信号干扰严重，可采用电流信号传送，减小干扰；
10、当然采用电流信号还是电压信号也有其它原因；
“与众不同”的魄力！
1、信号的功率与信号的传输有很大关系；
2、在放大电路的前置级，输入的弱电信号，抗干扰是主要考虑因素；
3、在功放级，输出的强功率信号，传输的能量损失是主要考虑因素；
4、干扰信号一般是电压信号，与传输距离成正比；
5、如果前置级的输入信号，采用电流信号，即低阻抗匹配，可以短路吸收杂波电压干扰信号，特别是传输距离较远时，采用电流信号低阻抗匹配更有利于抗干扰！
6、我“与众不同”的是什么，一目了然！

电压与电流信号的区别
发布时间：2007-12-5
工业上通常用电压 0…5(10)V 或电流 0(4)…20mA 作为模拟信号传输的方法，也是被程控机经常采用的一种方法。那么电压和电流的传输方式有什么不同，什么时候采用什么方法，下面将对此进行简要介绍。
电压信号传输比如 0…5(10)V如果一个模拟电压信号从发送点通过长的电缆传输到接收点，那么信号可能很容易失真。原因是电压信号经过发送电路的输出阻抗，电缆的电阻以及接触电阻形成了电压降损失。由此造成的传输误差就是接收电路的输入偏置电流乘以上述各个电阻的和。
如果信号接收电路的输入阻抗是高阻的，那么由上述的电阻引起的传输误差就足够小，这些电阻也就可以忽略不计。要求不增加信号发送方的费用又要所提及的电阻可忽略，就要求信号接收电路有一个高的输入阻抗。如果用运算放大器 OP 来做接收方的输入放大器，就要考虑到此类放大器的输入阻抗通常是小于 <1MΩ 。
原则上，高阻抗的电路特别是在放大电路的输入端是很容易受到电磁干扰从而会引起很明显的误差。所以用电压信号传输就必须在传输误差和电磁干扰的影响之间寻找一个折中的方案。
电压信号传输的结论：如果电磁干扰很小或者传输电缆长度较短，一个合适的接收电路毫无疑问是可以用来传输电压信号 0…5(10)V 的。
电流信号传输比如 0(4)..20mA在电磁干扰较强的环境和需要传输较远距离的情况下，多年来人们比较喜欢使用标准的电流来传输信号。如果一个电流源作为发送电路，它提供的电流信号始终是所希望的电流而与电缆的电阻以及接触电阻无关。也就是说，电流信号的传输是不受硬件设备配置的影响的。同电压信号传输的方**相反，由于接收电路低的输入阻抗和对地悬浮的电流源（电流源的实际输出阻抗与接收电路的输入阻抗形成并联回路）使得电磁干扰对电流信号的传输不会产生大的影响。
电流信号传输的结论：如果考虑到有电磁干扰比如电焊设备和其他信号发射设备，传输距离又必须很长，那么电流信号传输的方法是适合这种情况的（模拟信号传输）。实际上经常采用的电流传输方法有二线制和三线制方法。由于二线制的重要意义，在这里将主要论述二线制方法，也叫电流回路方法。
电流回路的综合特性
- 简单的使用：如果信号发送电路和相联接的其他电路的工作电流保持常数不变，那么该工作电流和信号电流就可以通过同一根电缆来传输。人们只需用一个负载取样电阻，而电流在负载电阻上的电压降就可以作为有用的信号。当然还应该注意工作电压要足够高，以满足电流回路里所需要的电压降。
- 低廉的成本：与数字信号传输需要一个 AD 转换，一个单片机和一个合适的驱动电路相比，用简单的电流回路方法，人们只需要一条电缆，一个负载电阻和一个测量电压表。特别当对测量精度要求高的时候，二者产品成本的差别就更加明显了。
- 错误诊断：4-20mA 电流信号传输的优点除了传输距离远和抗干扰能力强外，还会自动提供出错信息。在一个经过校准的系统输出零信号时（输出端为电流 4mA），如果接收到的信号大于零毫安而小于 4 毫安时，就说明此时系统一定有问题。如果接收到的电流信号为零，那么一定是电缆断了或者信号接收方面出了问题。如果电流信号超过 20mA 就意味着输入端方面的信号过载或者信号接收方面有问题。
- 长距离传输：传输距离与发送信号端的驱动能力和电缆的电阻以及接收端的测量电阻（负载电阻）有关。如果在信号传输的电缆中也要安装测量仪表，那么负载电阻还应该考虑到测量仪表的输入阻抗和监测记录仪表的输入阻抗。这些仪表常常因为成本低廉和无需外加电源而与集成电路一样共同连接在电流回路中并从4mA 中直接获得工作电源。因此在电路设计时要考虑到电流源回路的带载能力。

理论上讲，内阻抗无穷大，能够输出一定电流信号的电源装置称为“电流源”。实际上，当电源内阻大于负载阻抗十倍以上时，即可将其视为电流源。
理论上讲，内阻抗等于零，能够输出一定电压信号的电源装置称为“电压源”。实际中，当电源内阻小于负载阻抗十倍以上时，即可将其视为电压源

1万 · 2010-3-25 17:04

采样信号是电压信号好还是电流信号好，有什么讲究
在看一个温度采样电路（温度采样电路是单独的一个板子），他把温度传感器输出的小电压信号经过放大转化为大电压信号后转为直流输出，然后再在主控板上将直流转为电压信号，送到AD，请问这样做是为什么呢，不能直接将电压送到AD吗，是不是这样做精度高呢，可是这样转换两次，精度也会下来吧，还请各位解释，先谢谢了

电流源的内阻很大，传输线路上的电阻对电流影响小。而电压传输受线路电阻的影响较大。

电流环是工控领域最常用的长距信号传输法
工业现场EMC条件很差，传输线只要不是超导体，直接电压传输极易引入干扰，楼主自己用电阻模型分析一下就该明白，而信号用电流做载体时，干扰源因内阻较大无法明显影响电流的量值，所以同样干扰下电流传输比电压传输所受影响要小得多，而且传输线本身的电阻变化也不会引起信号的相应变化，驱动能力因此也要好得多。
电流环是工控领域最常用的长距信号传输法

工业现场EMC条件很差，传输线只要不是超导体，直接电压传输极易引入干扰，楼主自己用电阻模型分析一下就该明白，而信号用电流做载体时，干扰源因内阻较大无法明显影响电流的量值，所以同样干扰下电流传输比电压传输所受影响要小得多，而且传输线本身的电阻变化也不会引起信号的相应变化，驱动能力因此也要好得多。

只看该作者 · 2010-3-25 22:55

多谢关注。读了两遍，本人知识面太窄，仍无法理解其中原因。有若干问题，困扰我。比如，在接收端看到1
V的信号的方式有二，一是直接传送1V电压信号，接收端通过1Gohm输入阻抗接收；二是传送20mA电流后，在接收端通过50ohm电阻采样；这两种方式受到干扰的情形如何？什么是干扰？干扰以何种形式体现？对两种传送形式，并受干扰后的模型该是如何？

只看该作者 · 2010-3-26 04:18

多谢关注。读了两遍，本人知识面太窄，仍无法理解其中原因。有若干问题，困扰我。比如，在接收端看到1
V的信号的方式有二，一是直接传送1V电压信号，接收端通过1Gohm输入阻抗接收；二是传送20mA电流后，在接收端通过 ...
GavinZ 发表于 2010-3-25 22:55

计算一下哪个接收到的功率大呢？

只看该作者 · 2010-3-26 12:25

认识:

1, 干扰与输入回路间的并联阻抗有关,
2, 理想电压源内阻抗为0, 即使信号输入阻抗很大, 输入回路间的并联阻抗也为0, 干扰能量被电压源吸收, 所以干扰是不怕的.

问题是: 电压源内阻很小时怕短路, 所以往往要限流, 这就增大了源阻抗, 就怕干扰了.

3, 电流源是电流驱动, 只要动态范围很宽, 不管是静电耦合还是磁场耦合的干扰能量都被电流源吸收,

所以不怕干扰.

当然,输入回路存在分布电感, 对高频磁场耦合干扰,就怕了.

彭建学上海

-17 · 2014-7-21 12:28

gxs64 发表于 2010-3-25 17:03
有的设备需要电压信号，有的需要电流信号，这两种信号有什么区别？”

1、信号源输出最大功率的条件是，输 ...

嗯，写的不错。

但有一个问题。

要谈论干扰。

就要知道干扰从何而来。

如果不知道干扰从哪里来。

而谈论电压输出被干扰问题。

是不合适的。

国外可以这么说。

是因为国外有测试为证。

而国人则是因为国外这么说。

就像当然地胡说八道。

只看该作者 · 2014-7-21 18:16

V*V=P*R,干扰是白噪声，P是一定的，接受电阻大，接受的干扰大。电流源接受电阻小，不易被干扰

请教：为什么说电流传输比电压传输更抗干扰？

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