Se usi l'alimentazione esterna e gli dai almeno 9 volt sei sicuro che tutto funziona sempre nello stesso modo.
Se invece usi l'alimentazione del cavo usb tutto funziona nel modo in cui è stato progettato il pc al quale connetti arduino.
Lo standard usb sull'alimentazione dei dispositivi è abbastanza chiaro, ma ovviamente ogni produttore di pc fa quello che vuole, per cui sulla vusb dove dovresti trovarti 5v ci trovi un po di tutto, tra 4,5 e 5,5 volt.
Questo influisce sulle uscite pwm e sugli ingressi analogici.
Per quanto riguarda gli ingressi analogici puoi mettere un lm336-2.5 sul vref e usarlo tramite il software.
In questo modo non ci sono problemi con vusb troppo basse.
Invece per avere una tensione costante in uscita col pwm penso che l'unica soluzione sia usare sempre un alimentazione esterna.
Alberto