Реальный вентиль не имеет ровно «0 В» и «5 В» — он работает в диапазонах. Производитель задаёт пороги: напряжение ниже VIL устройство гарантированно воспримет как 0, выше VIH — как 1. Между VIL и VIH — запрещённая зона неопределённости.
Выход вентиля делает с запасом: для логического 0 он держит напряжение заметно ниже VIL (это VOL), для 1 — заметно выше VIH (это VOH). Разница между тем, что выдаёт источник, и тем, что требует приёмник, называется запасом помехоустойчивости (noise margin). Чем он больше, тем устойчивее схема к наводкам.
На шкале напряжений показаны зоны: внизу — уверенный ноль, вверху — уверенная единица, посередине — запрещённая область, в которую сигнал заходить не должен. Цель проектировщика — чтобы все сигналы были в «чистых» зонах с хорошим запасом.
Именно благодаря порогам и запасам цифровая схема восстанавливает форму сигнала на каждом каскаде и не накапливает искажения, в отличие от аналоговой.