电子信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。

我们先来了解数字信号，数字信号只能处于两种可能状态:开或关（高或低，真或假）。它们是二进制的，代表了现代计算机内部的工作方式。关闭（低/假）通常由0V的电压表示。打开（高/真）通常由正电压表示，其大小取决于特定的系统/协议。5V传统上是大多数数字系统中使用的电压，但是3.3V在较新的系统中越来越受欢迎。一些系统使用较低的电压，如1.8V，1.5V，1.35V，1.2V等。较低的电压使用更少的功率，因此更节能，但是它们更容易受到干扰和衰减，因此需要更多关注硬件设计。

当然，系统中的电压不太可能正好是0V和5V，因此对于什么电压范围代表开/高，什么电压范围代表关/低，存在一定的容差。现代集成电路可以由数十亿个微小的晶体管组成，开/关阈值取决于所使用的晶体管类型：

TTL（晶体管-晶体管逻辑）：使用较早的TTL技术（使用BJT双极结晶体管）构建的系统接受2V及以上的任何电压（可以到最大系统信号电压）为 "开"/"高"，而0.8V以下的任何电压为 "关"/"低"。

同时，在输出端，ON至少应为2.7V，OFF不应超过0.5V。0.8V至2V之间的电压还未确定，可解释为 "开 "或 "关"（显然是随机的）。

CMOS（互补金属氧化物半导体）：采用较新的CMOS即互补金属氧化物半导体技术（使用MOSFET--金属氧化物半导体场效应晶体管）制造的系统可将高于工作电压约2/3（67%）的电压视为 "开"/"高"，而将低于工作电压约1/3（33%）的电压视为 "关"/"低"。例如：

或者：

输出非常接近逻辑电源电平；介于高阈值和低阈值之间的输入还没有确定。（可能导致大量耗电）

数字信号只能在两种可能的电平中选择一种，而模拟信号则可以有几乎无限的数值范围（仅受限于测量设备的精度，如果要达到原子精度，则技术上是一个质子或电子的电荷）。

如果模拟信号可以有几乎无限的取值范围，而数字信号只有两种可能的取值范围，那么听起来似乎模拟信号更好，更有前途？然而，模拟信号也有缺点，这导致我们的大部分现代电子系统都是数字信号。

模拟信号的一个缺点是非常容易受到传输误差的影响。这意味着到达接收器的模拟信号与发射器发出的模拟信号不一定完全相同。这可能是由于信号在传输过程中加入了噪声（如电磁干扰），以及信号在传输过程中发生了变化。例如，沿金属线传输的信号会因金属线的电阻而衰减。另一方面，数字信号可以精确地传输和复制，因此到达接收器的数字信息与发射器发射的数字信息完全相同。

模拟信号的例子包括传感器或电位计的输出电压。例如，麦克风将声音转换为模拟信号（电压电平）。LP唱片是在过去时分享音乐的普遍方式，以模拟方式存储音频，有时仍然因其提供的无限分辨率而备受推崇；关于分辨率的更多讨论将在下文中展开。

LP唱片和播放器

LP唱片凹槽特写

模拟信号到数字信号的转换是通过模数转换器（ADC）完成的。数字到模拟的转换是通过数模转换器（DAC）完成的。当信号从模拟信号转换为数字信号时，必须为转换选择一定的分辨率。模拟电压被转换成数字，分辨率决定了该数字的取值范围。

例如：

1位 ADC 的输出只有两个可能值 - 0 或 1。

2位ADC的输出值介于0和3之间。

3位ADC的输出介于0和7之间。

大多数流行的微控制器都内置了10位ADC外设，其输出介于0和1023之间。现在，ADC有正基准电压和负基准电压，它们决定了输入电压在转换中的比例。例如，正基准电压为5V，负基准电压为0V：

如果分辨率为 1 位，则输出 1 表示输入电压在 2.5V-5.0V 之间，输出 0 表示输入电压在 0.0V-2.5V 之间。

如果分辨率为2位，则输出3（二进制11）表示输入电压在3.75V-5.0V之间，输出1表示输入电压在1.25V-2.5V之间，输出0表示输入电压在0.0V-1.25V之间。

如果分辨率为3位，则输出7（二进制111）表示输入电压在4.375V-5.0V之间，输出1表示输入电压在0.625V-1.25V之间，输出0表示输入电压在0.0V-0.625V之间。

以此类推。请注意，分辨率与输出中可能的二进制位数相对应。

根据特定的ADC或微控制器，有时还可以为ADC提供单独的基准电压（例如1V用于负基准电压源，2V用于正基准电压源），在这种情况下，输出将在这些基准值之间缩放。

显然，更高的分辨率似乎更好，但是这里有一个性价比权衡，分辨率通常根据应用来选择。更高的分辨率需要更多的存储器、更高的处理能力和更复杂的ADC；因此，通常更昂贵 - 并且根据应用的不同，由于质量没有进一步的明显提高，因此提高分辨率的实际回报会降低。

有许多不同类型的ADC，例如SAR和sigma delta ADC，其细节超出了本文的范围。DAC的作用与ADC相反，它将数字转换为模拟电压（显然也有一定的分辨率）。DAC也有许多不同类型，例如基于电阻梯形图的DAC和基于脉宽调制的DAC；这些细节不在本文讨论范围之内。

Proteus能够进行混合模式仿真，这意味着它能够以最小的处理能力和最快的速度有效地仿真模拟和数字信号。Proteus包括多种ADC和DAC的仿真模型，以及内置一种或两种转换器的微控制器的仿真模型。

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