Mis on vooluahel?

Sideahelates on vooluahel elektriline signaalimisskeem, mis kasutab vooluallikat ja vooluvastuvõtjat. Pingesignalisatsioonisüsteemid kasutavad voolu-pinge muundurit ja kaugvooluvastuvõtjat kiirete andmete saatmiseks suurematele vahemaadele. Vooluahel võib analoog- ja digitaalside jaoks kasutada erinevaid voolutasemeid. Analoogvooluahel kasutab tavaliselt 4–20 milliampeerilist (mA) signaalitaset, mis vastab analoogväärtusele.

Elektriliste signaalide skeemid varieeruvad sõltuvalt digitaalsete signaalide nõutavast tõusu- ja langusajast. Trükkplaadil olevad integraallülitused kasutavad pingepõhist skeemi, mis sobib väga lühikeste vahemaade jaoks trükkplaadi sees. Pingega juhitavas vooluringis tajub vastuvõtja pinget, mis on väga lihtne, kuna seal on minimaalne hajutatud induktiivsus ja mahtuvus, mis võivad signaali edastamist piirata. Kui pingejuht peab saatma kaugemasse asukohta, mis on kaugemal kui paar meetrit, võtab signaal vastuvõtjani jõudmiseks aega ja ei pruugi mõnel juhul isegi vastuvõtjani jõuda.

Digitaalse jadaside jaoks võib vooluahel kasutada mis tahes voolutaset ohututes piirides. Traadisilmuste olemusest tulenevad digitaalsete signaalide praegused tasemed – “märk/tühik” või “ühed ja nullid” – on tavaliselt polaarsuse ümberpööramine. Võrdluseks võivad jadasiinid kasutada diferentsiaalpinge ajamid, mis kasutavad ühe biti korraga saatmiseks keerdpaari, ja ühe biti saatmiseks kasutatakse kahe otsaga või tasakaalustatud väljundis kahte juhtmest.

Sarnases rakenduses olev vooluahel saadab signaali pingega võrdelise voolutaseme ega saada pinget otse. Mis tahes pinge pingeajami saatja otsas peab olema seotud mitme teguriga. Nende hulka kuuluvad draiveri ahela väljundtakistus, juhtme jaotatud induktiivsus ja mahtuvus ning väline elektromagnetiline müra.

Vooluahelas olev vooludraiver suudab kompenseerida juhtme jõudlust ja välist müra. Näiteks kui vooluahela saatja peab analoogväärtuse näitamiseks saatma kaugvastuvõtjale 12 mA, on sama 12 mA vastuvõtjas saadaval isegi siis, kui juhtmetakistus on muutunud. See on tingitud juhitava vooluallika põhimõttest, mille kohaselt allikas kavatseb saata 12 mA. Kui ahela karakteristikud muutuvad isegi üsna kiiresti, on tekkiv vool endiselt sama, kuna juhitav vooluallikas kohandub vastavalt.