在制造業(yè)設(shè)備的控制領(lǐng)域中，4到20mA的電流回路普遍存在。離散邏輯、微處理器和微控制器可以很容易使用控制方案的數(shù)字部分，例如：限制開(kāi)關(guān)、按鈕和信號(hào)燈。對(duì)初級(jí)微控制器而言， 4到20mA的輸出接口存在問(wèn)題。內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器固然很好，但這樣的設(shè)備對(duì)處理器來(lái)講不經(jīng)濟(jì)。串行4到20mA芯片的確存在，但相對(duì)昂貴的，且需要串行設(shè)計(jì)，會(huì)使處理器價(jià)格過(guò)高。大部分低端芯片缺少專門的串行接口，并需要管腳編程。

圖1中的電路成本較低，不僅可以提供4到20mA的輸出，而且提供數(shù)字反饋信號(hào)表征電流環(huán)中的明線。一個(gè)輸出端口引腳用來(lái)輸出電流，一個(gè)輸入管腳用來(lái)監(jiān)控回路線中的開(kāi)路電流。這個(gè)電路的運(yùn)行不需要電流環(huán)的開(kāi)環(huán)反饋部分，為節(jié)省成本可省略這部分。

電路由微處理器中簡(jiǎn)單的定時(shí)器輸出驅(qū)動(dòng)。定時(shí)器的占空比決定著電路的輸出電流。第一個(gè)運(yùn)放信號(hào)前端的RC網(wǎng)絡(luò)調(diào)制來(lái)自處理器的脈動(dòng)序列，以便運(yùn)放認(rèn)定其為直流電壓。另外，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)確保即便輸入接地時(shí)，最小輸入電壓也接近100mV，。當(dāng)NPN晶體管Q₁關(guān)閉時(shí)，最小電壓確保第一個(gè)運(yùn)放的反饋回路不會(huì)折回正極去。如果使用雙極性供電，晶體管會(huì)有額外的電壓在地電壓下擺動(dòng)，保持其處于導(dǎo)通區(qū)而不被關(guān)斷。NPN型晶體管Q₁的射極電阻決定電流范圍。微控制器由5V電壓驅(qū)動(dòng)，輸出電流為20mA。而輸入接地的輸出電流小于1mA。12.5%的占空比驅(qū)動(dòng)4mA的電流回路，顯示了整個(gè)范圍上的線性控制。盡管這并不是強(qiáng)制的，但大部分電流回路都有接地回路。第二個(gè)運(yùn)放的目的是提供電流源，而不是前端電路的電流減小，提供接地回路。因此，PNP型晶體管Q3提供高位驅(qū)動(dòng)。雙極結(jié)合晶體管Q₁和Q₃滿足成本考慮，但也可以用MOSFET獲得稍好的性能。

電路的開(kāi)關(guān)反饋部分使微處理器分辨線路中存在的錯(cuò)誤條件。處理器可執(zhí)行報(bào)警，關(guān)機(jī)或其他控制功能來(lái)減少安全隱患。當(dāng)開(kāi)環(huán)情況發(fā)生時(shí)，Q₃通過(guò)射-基極連接隔離整個(gè)回路電流，而通過(guò)680Ω電阻接到運(yùn)放。電壓經(jīng)過(guò)680Ω電阻并導(dǎo)通Q₂，導(dǎo)致微處理器處于邏輯為1的反饋。注意到，對(duì)這類控制系統(tǒng)的“零”輸出狀態(tài)而言，開(kāi)環(huán)回路需要至少1mA電流表征開(kāi)路的功能，這個(gè)電流低于正常的4mA。

指令改變的響應(yīng)時(shí)間約為500毫秒，對(duì)大多數(shù)的電流回路控制設(shè)備是可接受的，例如控制閥門。如果選擇的微處理器有內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器，響應(yīng)時(shí)間通過(guò)消除輸入濾波網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)多階幅值而減少。如果使用單電源拓?fù)?，運(yùn)放的選擇就很重要。運(yùn)放維持接近其負(fù)極、地或軌的穩(wěn)定性是很重要的指標(biāo)。