電子信號可以是模擬信號，也可以是數字信號。
我們先來了解數字信號，數字信號只能處于兩種可能狀態:開或關（高或低，真或假）。它們是二進制的，代表了現代計算機內部的工作方式。關閉（低/假）通常由0V的電壓表示。打開（高/真）通常由正電壓表示，其大小取決于特定的系統/協議。5V傳統上是大多數數字系統中使用的電壓，但是3.3V在較新的系統中越來越受歡迎。一些系統使用較低的電壓，如1.8V，1.5V，1.35V，1.2V等。較低的電壓使用更少的功率，因此更節能，但是它們更容易受到干擾和衰減，因此需要更多關注硬件設計。
當然，系統中的電壓不太可能正好是0V和5V，因此對于什么電壓范圍代表開/高，什么電壓范圍代表關/低，存在一定的容差。現代集成電路可以由數十億個微小的晶體管組成，開/關閾值取決于所使用的晶體管類型：
TTL（晶體管-晶體管邏輯）：使用較早的TTL技術（使用BJT雙極結晶體管）構建的系統接受2V及以上的任何電壓（可以到最大系統信號電壓）為 "開"/"高"，而0.8V以下的任何電壓為 "關"/"低"。
同時，在輸出端，ON至少應為2.7V，OFF不應超過0.5V。0.8V至2V之間的電壓還未確定，可解釋為 "開 "或 "關"（顯然是隨機的）。
CMOS（互補金屬氧化物半導體）：采用較新的CMOS即互補金屬氧化物半導體技術（使用MOSFET--金屬氧化物半導體場效應晶體管）制造的系統可將高于工作電壓約2/3（67%）的電壓視為 "開"/"高"，而將低于工作電壓約1/3（33%）的電壓視為 "關"/"低"。例如：
或者：
輸出非常接近邏輯電源電平；介于高閾值和低閾值之間的輸入還沒有確定。（可能導致大量耗電）
數字信號只能在兩種可能的電平中選擇一種，而模擬信號則可以有幾乎無限的數值范圍（僅受限于測量設備的精度，如果要達到原子精度，則技術上是一個質子或電子的電荷）。
如果模擬信號可以有幾乎無限的取值范圍，而數字信號只有兩種可能的取值范圍，那么聽起來似乎模擬信號更好，更有前途？然而，模擬信號也有缺點，這導致我們的大部分現代電子系統都是數字信號。
模擬信號的一個缺點是非常容易受到傳輸誤差的影響。這意味著到達接收器的模擬信號與發射器發出的模擬信號不一定完全相同。這可能是由于信號在傳輸過程中加入了噪聲（如電磁干擾），以及信號在傳輸過程中發生了變化。例如，沿金屬線傳輸的信號會因金屬線的電阻而衰減。另一方面，數字信號可以精確地傳輸和復制，因此到達接收器的數字信息與發射器發射的數字信息完全相同。
模擬信號的例子包括傳感器或電位計的輸出電壓。例如，麥克風將聲音轉換為模擬信號（電壓電平）。LP唱片是在過去時分享音樂的普遍方式，以模擬方式存儲音頻，有時仍然因其提供的無限分辨率而備受推崇；關于分辨率的更多討論將在下文中展開。
LP唱片和播放器
LP唱片凹槽特寫
模擬信號到數字信號的轉換是通過模數轉換器（ADC）完成的。數字到模擬的轉換是通過數模轉換器（DAC）完成的。當信號從模擬信號轉換為數字信號時，必須為轉換選擇一定的分辨率。模擬電壓被轉換成數字，分辨率決定了該數字的取值范圍。
例如：
1位 ADC 的輸出只有兩個可能值 - 0 或 1。
2位ADC的輸出值介于0和3之間。
3位ADC的輸出介于0和7之間。
大多數流行的微控制器都內置了10位ADC外設，其輸出介于0和1023之間。現在，ADC有正基準電壓和負基準電壓，它們決定了輸入電壓在轉換中的比例。例如，正基準電壓為5V，負基準電壓為0V：
如果分辨率為 1 位，則輸出 1 表示輸入電壓在 2.5V-5.0V 之間，輸出 0 表示輸入電壓在 0.0V-2.5V 之間。
如果分辨率為2位，則輸出3（二進制11）表示輸入電壓在3.75V-5.0V之間，輸出1表示輸入電壓在1.25V-2.5V之間，輸出0表示輸入電壓在0.0V-1.25V之間。
如果分辨率為3位，則輸出7（二進制111）表示輸入電壓在4.375V-5.0V之間，輸出1表示輸入電壓在0.625V-1.25V之間，輸出0表示輸入電壓在0.0V-0.625V之間。
以此類推。請注意，分辨率與輸出中可能的二進制位數相對應。
根據特定的ADC或微控制器，有時還可以為ADC提供單獨的基準電壓（例如1V用于負基準電壓源，2V用于正基準電壓源），在這種情況下，輸出將在這些基準值之間縮放。
顯然，更高的分辨率似乎更好，但是這里有一個性價比權衡，分辨率通常根據應用來選擇。更高的分辨率需要更多的存儲器、更高的處理能力和更復雜的ADC；因此，通常更昂貴 - 并且根據應用的不同，由于質量沒有進一步的明顯提高，因此提高分辨率的實際回報會降低。
有許多不同類型的ADC，例如SAR和sigma delta ADC，其細節超出了本文的范圍。DAC的作用與ADC相反，它將數字轉換為模擬電壓（顯然也有一定的分辨率）。DAC也有許多不同類型，例如基于電阻梯形圖的DAC和基于脈寬調制的DAC；這些細節不在本文討論范圍之內。
Proteus能夠進行混合模式仿真，這意味著它能夠以最小的處理能力和最快的速度有效地仿真模擬和數字信號。Proteus包括多種ADC和DAC的仿真模型，以及內置一種或兩種轉換器的微控制器的仿真模型。
本文章版權歸英國LABCENTER公司所有，由廣州風標電子提供翻譯，原文鏈接如下：https://www.labcenter.com/blog/sim-analogue-digital-signals/
