数字输出传感器与数字信号驱动的其它激励器一样，常用于各类工业应用中。我们可很 容易的找到数字输出的各类传感器，包括温度、流量、压力、速度等，它们具有各种格式的 数字信号输出。
数字传感器是一种仅产生二值输出的传感器，相比于模拟输出传感器输出一定范围内连 续变化的值，数字输出仅为“0”或“1”。数字传感器最简单的例子是触点开关。典型的触点开 关是一个无限电阻的开路电路，当按下开关后则变为阻抗为零的电路。
2.1 输入类型
2.1.1 干节点（通断信号）
干节点指无源开关，具有闭合和断开的 2 种状态，2 个节点之间没有极性，可以互换。
常见的干节点信号有：
各种开关如：限位开关、行程开关、脚踏开关、旋转开关、温度开关、液位开关等；
各种按键；
各种传感器的输出，如：环境动力监控中的传感器：水浸传感器、火灾报警传感器、玻 璃破碎、振动、烟雾和凝结传感器；
继电器、干簧管的输出。
2.1.2 湿节点（电压信号）
湿节点指有源开关，具有有电和无电的 2 种状态，2 个接点之间有极性，不能反接。 常 见的湿节点信号有：
如果把以上的干节点信号，接上电源，再跟电源的另外一极，作为输出，就是湿节 点信号；工业控制上，常用的湿节点的电压范围是 DC0～30V，比较标准的是 DC24V；AC110～220V 的输出也可以是湿节点，尽管这样做比较少；
2.1.3 源极输入
源极输入用于连接漏极输出设备，如图 2.1 所示。
漏极输出 DI模块 设备 外部
电源
DI Vsup
图 2.1 源极输入示意图
外部设备
DO DO
K
1 0
VCC VCC
外部设备
Q
图 2.2 漏极输出示意图
源极输入设备的信号源（漏极输出）只能提供到地的驱动能力，
2.1.4 漏极输入
漏极输入用于连接源级输出设备，如图 2.3 所示。
DI模块 源极输出设备
外部 电源
DI
COM
图 2.3 漏极输入示意图
源极输出设备提供电源或正电压，等效于连接到电源的开关，如图 2.4 所示。当输出“逻 辑 1”时，
DO DO
K 0 1
VCC
外部设备 外部设备
COM
G D
S
COM VCC
图 2.4 源极输出示意图
2.1.5 差分输入
单端输入时，输入信号均以共同的地线为基准。这种输入方法主要应用于输入信号电压 较高(高于 1 V)，信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于 4.5 米)，且所有的输入信号共用一 个参考地。如果信号达不到这些标准，此时应该用差分输入。对于差分输入，每一个输入信
差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： 差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的 LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。
典型的差分输入模块用于连接编码器，如图 2.5 所示。
差分 输入 模块 外部电源 Vsup COM
+5V
2.3 稳定时间( Settling time )
稳定时间(Settling time) (tS)是指放大器、继电器、或其它电路达到稳定操作模式的时间，
如图 2.7 所示。
% 电压精度 V
稳定时间ts
图 2.7 数字 IO 稳定时间示意图
2.4 占空比(Duty cycle)
对于脉冲信号而言，占空比指波形高电平时间与波形周期的比例，占空比越低，其高电 平时间越短，如图 2.8 所示。
周期T
50%占空比 30%占空比
T/2
图 2.8 脉冲信号占空比实例
对计数、测频模块，需要标明被测信号最小占空比要求。对于 PWM 输出模块，需要标 明能产生的占空比范围。
2.5 电压等级
2.5.1 单端数字 IO 电压等级
对于单端数字信号而言，电压等级通常是指驱动高电平信号或驱动低电平信号时输出端 子上的电压；以及为了识别高电平或低电平时输入端子上所需的电压。一般而言，单端数字 IO 电压等级定义如下：
输出高电平(Generation Voltage High Level) (VOH) ：数字量输出 IO 在输出逻辑 1 时在输出端口上产生的电压值。
输出低电平(Generation Voltage Low Level) (VOL)：数字量输出 IO 在输出逻辑 0 时 在输出端口上产生的电压值。
输入高电平(Acquisition Voltage High Level) (VIH) ：数字量输入 IO 判定输入为逻 辑 1 时，输入端口上需要出现的最小电压值。
输入低电平(Acquisition Voltage Low Level (VIL) ：数字量输入 IO 判定输入为逻辑 1 时，输入端口上需要出现的最大电压值。
IOL：字量输出 IO 输出为低电平时的最大负载电流（为灌电流）。
0.77×Vcc VIH
0.5×Vcc VT Vcc-0.45V1.8V Vcc
0.65×Vcc
Vcc 1.2V
0.65×Vcc
5V CMOS 5V TTL 3.3V LVTTL 2.5V CMOS 1.8V CMOS 1.5V CMOS 1.2V CMOS
图 2.9 常见逻辑电平电压标准
能保证正常识别数字信号所允许出现的噪声极限称为噪声容限(noise immunity margin, NIM)，噪声容限越大说明容许的噪声越大，抗干性越好
NIM 代表能正常识别数字信号所能允许的最大噪声幅度，计算公式如下：
NIM = [ min ( |输出设备 VOH - 输入设备 VIH |, |输入设备 VIL - 输出设备 VOL | ) ]
当数字量输入、输出使用长距离信号线或工作现场有强干扰时，我们需要考虑噪声容限，
必要时可以考虑使用屏蔽信号线。对于应用于工业场合的数字量 IO 设备，应该尽量提高其
2.6 灌/拉输出
灌、拉是定义控制直流电流在负载中流向的术语，是衡量电路输出驱动能力（注意：拉、
灌都是对输出端而言的，所以是驱动能力）的参数。
灌和拉是与实现操作的元器件（如晶体管、机械继电器等）独立的概念。它适用于任何 DC 电路，而实现电路的元器件可能各异。
2.6.1 灌电流设备
提供电流至接地端的通路，和设备供电无关。描述灌电流设备的术语有： NPN、集电 极输出、常高及 IEC 负逻辑。
数字量
I/O模块 数字量
I/O模块
灌电流输出晶体管 灌电流继电器
图 2.11 灌电流输出传感器
2.6.2 拉电流设备
拉电流设备提供电源或正电压。该类设备从负载上拉电流。描述拉电流设备的术语有：
PNP, 发射极输出, 常低及 IEC 正逻辑。
数字量
I/O模块 数字量
I/O模块 拉电流输出晶体管
拉电流继电器
图 2.12 拉电流输出传感器