基本上所有的 ADC（模数转换器）只能直接“听懂”电压信号，而非电流信号

为什么 ADC 偏爱电压

ADC 的内部核心部件——比较器 (Comparator) 和 采样保持电路 (Sample and Hold) 。

• 比较器的工作原理（电压的战争）：
  • ADC 内部其实是在做无数次“天平称重”。
    • 一端： 你的输入信号。
    • 另一端： 内部的参考电压（$V_{ref}$）。
    • 动作： 比较器问：“现在的输入比参考电压高还是低？”
    • 在晶体管级别，电压（电势能）是驱动门电路开关的最直接力量（场效应管 FET 就是电压控制型器件）。

2. 采样保持（电容存电）：
   • ADC 在抓取数据的那一瞬间，需要把信号“冻结”住。
     • 做法： 它是用一个小电容（Capacitor）来存电荷的。
     • 物理公式： $V = Q / C$。
     • 电容存下来的电荷量，直接体现为两端的电压差。

那 4-20mA 信号呢？

你可能会问：“不对啊，现场很多变送器输出的是 4-20mA 电流信号，PLC 的 AI 模块不是直接读进去了吗？”

这其实是个“假象”。如果你拆开 PLC 的模拟量输入模块，或者拆开采集卡，你会发现在那个接线端子的背后，悄悄藏着一个精密电阻（通常是 $250\Omega$ 或 $500\Omega$）。

• 外部： 你送进来的是 4-20 mA 电流。
• 内部采样： 电流流过 $250\Omega$ 电阻。
• ADC： 它实际上测的是这个电阻两端的 1-5V 电压。$$V = 0.02\text{A} \times 250\Omega = \mathbf{5V}$$ 所以，所谓的“电流型输入模块”，本质上就是“电压型 ADC + 一个采样电阻”**。