第九章:数模和模数转换器
第九章:数模和模数转换器
第九章:数模和模数转换器一、单选题1想选一个中等速度,价格低廉的A/D转换器,下面符合条件的是()。
A逐次逼近型B双积分型C并联比较型D不能确定2:下面抑制电网公频干扰能力强的A/D转换器是()A逐次逼近型B双积分型C并联比较型D不能确定3:不适合对高频信- 号进行A/D转换的是()。
A并联比较型B逐次逼近型C双积分型D不能确定4:四位DAC和八位DAC的输出最小电压一样大,那么他们的最大输出电压()。
A 一样大B 前者大于后者C 后者大于前者D 不确定5:四位权电阻DAC和四位R-2R倒T型DAC在参数一样的条件下最大输出电压()。
A 一样大B 前者大于后者C 后者大于前者D 不确定6:四位权电阻DAC和四位R-2R倒T型DAC在参数一样的条件下分辨率()。
A 一样大B 前者大于后者C 后者大于前者D 不确定7:下列A/D转换器类型中,相同转换位数转换速度最高的是()。
A并联比较型B 逐次逼近型C双积分型 D 不能确定&一个无符号8位数字量输入的DAC其分辨率为_______________ 位。
A. 1B. 3C. 4D. 89 .将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续(离散)的模拟量的过程称为。
A.采样B.量化C.保持D.编码10.以下四种转换器, __________________ 是A/ D转换器且转换速度最高。
A.并联比较型B.逐次逼近型C.双积分型D.施密特触发器二、判断题1: D/A转换器的建立时间等于数字信号由全零变全1或由全1变全0所需要的时间。
()2: D/A转换器的转换精度等于D/A转换器的分辨率。
()3:采用四舍五入量化误差分析时,A/D转换过程中最小量化单位与量化误差是相等的。
()4:在A/D转换过程中量化误差是可以避免的。
()5:由于R-2R倒T型D/A转换器自身的优点,其应用比权电阻DAC T泛。
()6:倒T型网络D/A转换器由于支路电流不变,所以不需要建立时间。
数字技术电路课件第九章 数模与模数转换电路
Di 2
(MSB) D7 12 数字量输入 3 V EE = -15V
16 0.01μF
DAC0808 D/A转换器输出与输入的关系( 设VREF=10V)
五. D/A转换器的主要技术指标
1.转换精度 (1)分辨率——D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。 输入数字量位数越多,分辨率越高。所以,在实际应用中,常用字量的位数 表示D/A转换器的分辨率。 此外,也可用 D/A转换器的最小输出电压与最大输出电压之比来表示分辨率, N位D/A转换器的分辨率可表示为 1/(2n-1)。 (2)转换误差——
(LSB) D0 D1 D2 (MSB) D3 Rf
iΣ
A
+
vo
S0 2R 2R I 16 R I 16 I 8 2R
S1 I 8 R I 4 2R
S2 I 4 R I 2 2R
S3 I 2 +V R EF I
可算出,基准电流 I=VREF/R, 则流过各开关支路(从右到左)的电流分别为 I/2、I/4、I/8、I/16。 于是得总电流:
N沟道MOS管T作为开关用。 当控制信号vL为高电平时,T导通,vI经电阻Ri和T向电容Ch充电。 则充电结束后 vO=-vI=vC。 当控制信号返回低电平后,T截止。Ch无放电回路,所以vO的数值 可被保存下来。
vo
Dn-1 输入 输出
010 011 100 101
110 111 D
二. 倒T形电阻网络D/A转换器(4位)
图中S0~S3为模拟开关,由输入数码Di控制, 当Di=1时,Si接运算放大器反相输入端(虚地),电流Ii流入求和电路; 当Di=0时,Si将电阻2R接地。
所以,无论Si处于何种位置,与Si相连的2R电阻均接“地”(地或虚地)。
第9章数模和模数转换
Vref 2n
i
1 LSB 2
~
Vref 2n
i
1 2
LSB
Xi
i = 0, 1, 2,…, n-1.
1 2
LSB
Vref 2n1
称为量化误差
9.3.1 ADC的工作过程
1. 采样与保持 采样:按一定的时间间隔取信号一瞬间的值。
输入信号 采样脉冲 采样信号
为采样时间
TS 为采样周期
x2 4
x3 8
Vref 23 R
x122 x2 21 x3 20
Vref 23 R
X
V0 iRf
Vref 23
Rf R
X
当 Rf
R
时, V0
Vref 23
X
9.1.4 R-2R倒梯形DAC
从每个节点(ABC)向右看,等效电阻都是2R。因
此每过一个节点,电流减小一半。
x1
Vref R
x2
Vref 2R
x3
Vref 4R
R f Vref 22 R
x122 x2 21 x3 20
Vref 23
X
其中取 R 2R f ,x1, x2 , x3 取值为0或1。
9.1.3 R-2R T形电阻网络DAC
(1) 当 x3 = x2 = 0, x1 = 1 时
普通电视图象信号,最高频率达 5.5MHz,用 24位真彩 色,采样频率用 11MHz,则转换输出码率为 264Mb ps,即 31.47MByte ps。用普通光盘可以存储约 20秒种。
大学电子技术基础课后习题答案第9章-数模与模数转换器
9 数模与模数转换器9.1 D/A 转换器9.1.1 10位倒T 形电阻网络D/A 转换器如图题9.1.1所示。
(1)试求出输出电压的取值范围。
(2)若要求电路输入数字量为200H 时输出电压v o =5V ,试问V REF 应取何值?解:(1)由式(9.1.6)可知,10位D/A 转换器输出电压O v 为910022f REFOii i R R v R D ==-⋅⋅∑当98D D …0D =00…0时 O v =0 V当98D D …0D =11…1时,REFO R v R=-,已知f R R =,所以O REF v R =-于是可得到输出电压的取值范围为:0REF V V -。
(2)根据式(1) 109212O REFifii R v V R D =⋅⋅=-⋅⋅∑将98D D …0D =1000000000代入上式,的REF V =﹣10V 。
9.1.2 在图9.1.8所示的4位权电流D/A 转换器中,已知REF V =6V ,1R =48k Ω,当输入3210D D D D =1100时,O v =1.5V ,试确定f R 的值。
解:n 位权电流D/A 转换器的输出电压为1122n fiREF O i n i R R v D R -==⋅⋅∑于是,有11022n O f n iREF i i R v R V D -=⋅⋅=⋅⋅∑依题意,已知n=4,REF V =6V ,1R =48k Ω,3210D D D D =1100,O v =1.5V,代入上式得f R =16k Ω。
9.1.5 可编程放大器(数控可变增益放大器)电路如图题9.1.5所示。
(1)推导电路电压放大倍数/V O I A v v =的表达式。
(2)当输入编码为(001H )和(3FFH )时,电压放大倍数V A 分别为多少? (3)试问当输入编码为(000H )时,运放1A 处于什么状态?解:(1)图题9.1.5中运放3A 组成电压增益为﹣1的反相比例放大器,O v =﹣REF V 。
数模模数转换
退,用计算机进行分析处理。第四步,因执行控 制器一般只认模拟量,例如,左转还是右转,它 主要取决于电感的极性(正电感、还是负电感?) 速度大小是由电感或电流大小决定,运动方向和 速度(例如是向前,还是退后,是向左进还是右 退,进多少尺寸?退多少尺寸?)主要取决于执 行电机的型号、规格、机械安装、机械传动等。 需要将数字量转为模拟量(即D/A变换)。最后一 步由执行机构去完成各种操作。将被加工件生产 出来。
常见的数/模和模/数转换系统有以下几种。 一、数字控制系统
以数控为例:首先对被加工件进行摄影、 测绘,这个过程可以说由传感器完成,然后进行 量化,将具体的尺寸、形状、加工顺序…,均由 数码表示,这个过程叫A/D转换成数字信息。第 三步,将加工顺序编写成计算机可以识别的程 序。例如进刀、退刀;前进、后退、左进、后
由图可见,T3、T2、T1、T0和Tc的基极 是接在一起的,只要这些三极管的发射结压降 VBE相等,则它们的发射极处于相同的电位。
图9-9 实用的权电流型DAC
在计算各支路的电流时,可以认为2R电阻 的上端都接到了同一个电位上,因而流过每个 2R电阻的电流自左至右依次减少了1/2。为保证 所有三极管的发射结压降相等,在发射结电流较 大的三极管中按比例加大了发射结的面积,在图 中用增加发射极的数目来表示。图中的恒流源 IB0用来给TR、TC、T0~T3提供必要的基极偏置 电流。
当Di=1时,对应的Ri支路与参考电位VBEF 接通,则该支路电流为:
Ii
VREF Ri
VREF 2n-1-i R
VREF 2i 2生的电流,写成通式 为:
Ii
VREF 2n-1 R
2i
Di
根据叠加原理,总的输出电流为:
第九章 数/模转换和模/数转换
数模和模数转换
按位数分类,数模转换器可分为二进制数模转换器和十进制 数模转换器。按工作方式分类,数模转换器可分为静态数模 转换器和动态数模转换器。按输入/输出接口分类,数模转换 器可分为独立式和并联式数模转换器等。
02
模数转换器(ADC)
定义
模数转换器(ADC)是一种将模拟信 号转换为数字信号的电子设备。它通 过一系列的电子和逻辑电路,将连续 的模拟信号转换为离散的数字信号。
04
数模和模数转换的挑战与解 决方案
量化误差
要点一
总结词
量化误差是由于数模转换器(DAC) 或模数转换器(ADC)的有限分辨率 和动态范围引起的误差。
要点二
详细描述
量化误差是由于数模转换器或模数转 换器的有限分辨率和动态范围引起的 误差。在数模转换中,量化误差表现 为输出模拟信号的不连续性,而在模 数转换中,量化误差表现为输入模拟 信号的失真。
像。
图像识别与处理
02
通过数模转换将图像从模拟信号转换为数字信号,进行图像识
别、分析和处理。
图像压缩与传输
03
利用数模转换技术对图像数据进行压缩和传输,提高传输效率
和降低存储成本。
通信系统
01
02
03
数字信号传输
数模转换将数字信号转换 为模拟信号,用于调制解 调器进行数据传输。
频分复用
通过模数转换将不同频率 的模拟信号转换为数字信 号,实现频分复用,提高 通信容量。
逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC采用一个比较器和逐位逼近的方法,通过 逐步调整参考电压来逼近输入电压,最终得到数字输出。 它的分辨率较高,但转换速率相对较慢。
积分型ADC
积分型ADC通过测量输入电压引起的电容充电时间来得到 数字输出。它的分辨率较高,但受限于积分器的线性度和 稳定性。
第9章 数模转换和模数转换
。
数字电路与逻辑设计
Rf
(2)求和放大器A:为 一个接成负反馈的理想 运算放大器。即:AV= ∞,iI=0,Ro=0。由于 负反馈,存在虚短和虚 断,即V-≈V+=0, iI= 0。
I A vO
VREF
输入数字Di=1时,开关Si将电阻23-iR接到基准电压VREF上, 在23-iR上的电流为
Ii VREF VREF i D = D 2 i i 23 i R 23 R
2
i
VREF ()
注意:该电路转换精度较高,
虑的是恒流源特性问题。
RI f4 2
但电路结构较复杂,主要考 vo I Rf Rf4I (20 D0 21 D1 22 D2 23 D3 )
2 D
i 0
3
i
数字电路与逻辑设计
改进:采用具有电流负 反馈的BJT恒流源电路 的权电流D/A转换器:
数字电路与逻辑设计
第9章 数模转换和模数转换
本章要点 本章分别讲授了数模转换和模数转换的基本原理和常 见的典型电路。文中主要介绍数模转换的基本原理,数模 转换器的转换精度和转换速度,分别介绍了权电阻网络数 模转换器,倒 T型电阻网络数模转换器和权电流型数模转 换器;然后介绍了模数转换的一般原理和步骤,分别介绍 了并联比较型模数转换器,逐次逼近型和双积分型模数转 换器的工作原理。
Rf VREF 3 2Rf VREF 3 i i vO I Rf Rf I i ( D 2 ) ( D 2 ) i i 3 4 R 2 i 0 R 2 i 0 i 0
3
若取反馈电阻Rf=R/2,则输出模拟电压表达式为
VREF 3 vO I Rf 4 ( Di 2i ) 2 i 0
数模转换和模数转换
• 1.倒T型电阻网络D/A转换器 • 如图9-1-2所示为一个4位倒T型电阻网络D/A转换器(按同样结构可将
它扩展到任意位),它由数据锁存器(图中未画)、模拟电子开关 (S0~S3) , R~ 2R倒T型电阻网络、运算放大器(A)及基准电压U REF组 成。
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9. 2 模数转换电路
• 3. ADC0809应用说明 • (1)ADC0809内部带有输出锁存器,可以与AT89S51单片机直接相连。 • (2)初始化时,使ST和OE信号全为低电平。 • (3)送要转换的那一通道的地址到A,B,C端口上。 • (4)在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。 • (5)是否转换完毕,可以根据EOC信号来判断。 • (6)当EOC变为高电平时,这时给GE为高电平,转换的数据就输出给
的取样频率由取样定理确定。 • 根据采样定理,用数字方法传递和处理模拟信号,并不需要信号在整
个作用时间内的数值,只需要采样点的数值。所以,在前后两次采样 之间可把采样所得的模拟信号暂时存储起来以便将其进行量化和编码。 • 2.量化和编码 • 经过采样、保持后的模拟电压是一个个离散的电压值。对这么多离散 电压直接进行数字化(即用有限个。
• 1.集成D/A转换器DA7520 • 常用的集成D/A转换器有DA7520,DAC0832,DA00808 , DA01230,
MC1408、AD7524等,这里只对DA7520做介绍。 • DA7520的外引线排列及连接电路如图9-1-3所示. • DA7520的主要性能参数如下: • (1)分辨率:十位; • (2)线性误差 • (3)转换速度
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第9章数模与模数转换器一、选择题1.数/模转换器的分辨率取决于()。
A.输入数字量的位数,位数越多分辨率越高;B.输出模拟电压U O的大小,U O越大,分辨率越高;C.参考电压U REF的大小,U REF越大,分辨率越高;D.运放中反馈电阻的大小,电阻越大,分辨率越高【答案】A【解析】分辨率以输出二进制数或十进制数的位数表示,它表明A/D转换器对输入信号的分辨能力。
n位二进制数字输出的A/D转换器应能区分输入模拟电压的2n个不同等级大小,能区分输入电压的最小差异为满量程输入的1/2n。
2.不适合对高频信号进行A/D转换的是()。
A.并联比较型B.逐次逼近型C.双积分型D.不能确定【答案】C【解析】双积分型A/D转换器的原理是运用RC对时间进行积分,当有高频信号时,会影响RC积分器固定频率的时钟脉冲计数,影响结果。
3.一个八位D/A转换器的最小输出电压增量为0.02V,当输入代码为01001101时,输出电压为()。
A .1.54VB .1.04VC .2.00VD .1.80V【答案】A【解析】V O =(01001101)2×0.02V =(26+23+22+20)×0.02V =77×0.02V =1.54V 。
4.在双积分A/D 转换器中,输入电压在取样时间T 1内的平均值V I 与参考电压V REF应满足的条件是( )。
A .|V I |≥|V REF |B .|V I |≤|V REF |C .|V I |=|V REF |D .无任何要求【答案】B【解析】双积分A/D 转换器的原理是将输入的模拟电压信号转换成与之成正比的时间宽度信号,然后在这个时间宽度里对固定频率的时钟脉冲计数,计数的结果就是正比于输入模拟电压的数字信号。
如果输入电压在取样时间T 1内的平均值V I >参考电压V REF ,当计数第一次就截止,无法测出比例,无法测出电压。
5.一个12位的逐次近式A/D 转换器,参考电压为4.096V ,其量化单位为( )。
第九章数模(DA)和模数(AD)转换电路
第九章 数模(D/A )和模数(A/D )转换电路一、 内容提要模拟信号到数字信号的转换称为模—数转换,或称为A/D (Analog to Digital ),把实现A/D 转换的电路称为A/D 转换器(Analog Digital Converter ADC );从数字信号到模拟信号的转换称为D/A (Digital to Analog )转换,把实现D/A 转换的电路称为D/A 转换器( Digital Analog Converter DAC )。
ADC 和DAC 是沟通模拟电路和数字电路的桥梁,也可称之为两者之间的接口。
二、 重点难点本章重点内容有:1、D/A 转换器的基本工作原理(包括双极性输出),输入与输出关系的定量计算;2、A/D 转换器的主要类型(并联比较型、逐次逼近型、双积分型),他们的基本工作原理和综合性能的比较;3、D/A 、A/D 转换器的转换速度与转换精度及影响他们的主要因素。
三、本章习题类型与解题方法 DAC网络DAC 权电阻 ADC 直接ADC间接ADC权电流型DAC权电容型DAC开关树型DAC输入/输出方式 并行 串行 倒梯形电阻网络DAC这一章的习题可大致分为三种类型。
第一种类型是关于A/D 、D/A 转换的基本概念、转换电路基本工作原理和特点的题目,其中包括D/A 转换器输出电压的定量计算这样基本练习的题目。
第二种类型是D/A 转换器应用的题目,这种类型的题目数量最大。
第三种类型的题目是D/A 转换器和A/D 转换器中参考电压V REF 稳定度的计算,这种题目虽然数量不大,但是概念性比较强,而且有实用意义。
(一)D/A 转换器输出电压的定量计算【例9 -1】图9 -1是用DAC0830接成的D/A 转换电路。
DAC0830是8位二进制输入的倒T 形电阻网络D/A 转换器,若REF V =5 V ,试写出输出电压2O V 的计算公式,并计算当输人数字量为0、12n - (72)和2n -1(82-1)时的输出电压。
模数和数模转换
U LSB 1 分辨率 n U FSR 2 - 1
表示满度输出电压值,FSR 即 Full Scale Range
UFSR = 例如,一个 uO|D = 11 1 = 10 ( 2n – 1 )DAC ULSB 位的 ,分辨率为 0.000 978。 DAC 的位数越多,分辨率值就越小, 能分辨的最小输出电压值也越小。
3. 转换时间 指 ADC 完成一次转换所需要的时间,即从转换 开始到输出端出现稳定的数字信号所需要的时间。
转换时间越小,转换速度越高。
转换速度比较:并联比较型 > 逐次逼近型 > 双积分型 数十 ns
数十 s
数十 ms
本章小结
D/A 转换是将输入的数字量转换为与之成正比
的模拟电量。常用的 DAC 主要有权电阻网络
[例] 右图为 CDA7524 的单极性 D7 输出应用电路。图 D6 中电位器 R1 用于调 D5 整运放增益,电容 D4 C 用以消除运放的 D3 D2 自激。已知 ULSB = D1 VREF / 256,试求满 D0 度输出电压及满度 CS 输出时所需的输入 WR 信号。
VDD VREF = 10V 4 14 15 2 k 5 R1 6 16 7 1 k 8 C 15 pF 9 CDA7524 OUT1 10 ∞ 1 11 OUT2 - + u O 12 2 + 13 3
n 位均为 1
2.
转换精度
指 DAC 实际输出模拟电压与理 想输出模拟电压间的最大误差。
它是一个综合指标,不仅与 DAC 中元件参数的精 度有关,而且与环境温度、求和运算放大器的温度漂 移以及转换器的位数有关。 要获得较高精度的 D/A 转换结果,除了正确选用 DAC 的位数外,还要选用低漂移高精度的求和运算放 大器。 通常要求 DAC的误差小于 ULSB / 2。
电路中的数模转换器与模数转换器
电路中的数模转换器与模数转换器电子设备在现代社会中扮演着重要的角色,而电路则是电子设备的基础。
在电路中,数模转换器和模数转换器是两种常见的组件,它们在数字信号和模拟信号之间起着桥梁的作用。
本文将就数模转换器和模数转换器进行探讨。
一、数模转换器数模转换器(DAC)是将数字信号转换为模拟信号的装置。
在电子设备中,数字信号通常是通过二进制编码来表示的,而模拟信号是连续变化的。
数模转换器的作用就是将数字信号转化为与之对应的模拟信号。
数模转换器通常由数字信号输入端、模拟信号输出端和控制端组成。
其中,数字信号输入端接收来自计算机或其他数字设备的二进制编码信号,而控制端可以进行精确的调节和控制。
通过内部的数学运算和电流输出,数模转换器能够将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。
数模转换器在各个领域中都得到了广泛的应用。
在音频设备中,数模转换器能够将数字音频信号转换为模拟音频信号,使得人们能够用耳朵听到音乐。
在通信设备中,数模转换器则起到将数字信号转换为模拟信号的作用,使信息能够在物理媒介上传输。
二、模数转换器模数转换器(ADC)则是将模拟信号转换为数字信号的装置。
在电子设备中,模拟信号是连续变化的,而数字信号是离散的。
模数转换器的作用就是将模拟信号转化为与之对应的数字信号。
与数模转换器类似,模数转换器通常由模拟信号输入端、数字信号输出端和控制端组成。
模拟信号输入端接收来自传感器或其他模拟设备的信号,而控制端则用于对转换过程进行调节和控制。
通过内部的采样和量化处理,模数转换器能够将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
模数转换器同样在各个领域中发挥着重要作用。
在测量仪器中,模数转换器能够将模拟信号转换为数字信号,使得数据能够被处理和分析。
在自动控制系统中,模数转换器则起到将模拟输入转换为数字输入的作用,使得系统能够进行数字化的操作。
结语数模转换器和模数转换器在电子设备中起到了桥梁的作用,将数字信号和模拟信号进行转化。
数模与模数转换器介绍课件
功耗:数模转换器功耗低,模数转换器功耗高
精度:数模转换器精度高,模数转换器精度低
成本:数模转换器成本高,模数转换器换器:用于将数字信号转换为模拟信号,如音频、视频等信号处理领域。
2
模数转换器:用于将模拟信号转换为数字信号,如传感器、测量仪器等数据采集领域。
3
数模与模数转换器:用于实现信号的混合处理,如通信、控制系统等复杂信号处理领域。
数模与模数转换器介绍课件
演讲人
目录
数模转换器
01
模数转换器
02
数模与模数转换器的比较
03
数模与模数转换器的设计
04
1
数模转换器
基本原理
数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的设备
基本原理是通过对数字信号进行采样、量化和编码,生成模拟信号
采样是将连续的时间信号离散化,量化是将离散的信号值量化为有限个离散值,编码是将量化后的信号值转换为模拟信号
4
更小体积:随着集成电路技术的进步,数模与模数转换器在减小体积方面不断取得突破,以满足便携式设备的需求。
4
数模与模数转换器的设计
设计原则
01
精度:保证转换的准确性和精度
02
速度:满足系统实时性要求
03
功耗:降低功耗,提高能源效率
04
成本:在保证性能的前提下,降低成本
设计方法
01
确定转换器的类型和参数
4
数模与模数转换器:用于实现信号的实时处理,如音频、视频等实时信号处理领域。
发展趋势
1
更高精度:随着技术的进步,数模与模数转换器的精度不断提高,以满足更高要求的应用需求。
2
更低功耗:随着节能环保理念的普及,数模与模数转换器在降低功耗方面不断取得突破,以满足便携式设备的需求。
《数字电子技术(第二版)》 第9章 模拟量与数字量的转换
9.1.1 D/A转换器的基本原理
基 本 原 理
将输入的每一位二进制代码按其权的大小转 换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟 量相加,所得的总模拟量就与数字量成正比, 这样便实现了从数字量到模拟量的转换。
d0 输入 d1
…
dn -1
D/A
uo 或 io 输出
转 换 特 性
D/A转换器的转换特性,是指其输出模拟量和输入数字量之 间的转换关系。图示是输入为3位二进制数时的D/A转换器的 转换特性。理想的 D/A转换器的转换特性,应是输出模拟量 与输入数字量成正比。即:输出模拟电压 uo=Ku×D或输出模 拟电流io=Ki×D。其中Ku或Ki为电压或电流转换比例系数,D 为输入二进制数所代表的十进制数。如果输入为 n 位二进制 数dn-1dn-2…d1d0,则输出模拟电压为:
9.1.2 T型电阻网络数模转换器
数码di=1(i=0、1、2、3),即为高电平时,则由其控制的 模拟电子开关Si自动接通左边触点,即接到基准电压UR上; 而当di=0,即为低电平时,则由其控制的模拟电子开关Si自 动接通右边触点,即接到地。
d3d2d1d0=0001时的电路:
用戴维南定理从 左至右逐级对各 虚线处进行等效。
由图可得输出电Байду номын сангаас为:
由于d0=1、 d3=d2=d1=0,所以上式又可写为:
同理,当d3d2d1d0=0010时的输出电压为: 当d3d2d1d0=0100时的输出电压为: 当d3d2d1d0=1000时的输出电压为:
应用叠加原理将上面4个电压分量叠加,即得T形电阻网络数 模转换器的输出电压为:
4位逐次逼近型A/D转换器
工作原理 为了分析方便,设D/A转换器的参考电压为UR=8V,输入的模拟 电压为ui=4.52V。 转换开始前,先将逐次逼近寄存器的4个触发器FA~FD清0,并 把环形计数器的状态置为Q1Q2Q3Q4Q5=00001。 第1个时钟脉冲C的上升沿到来时,环形计数器右移一位,其 状态变为10000。由于Q1=1,Q2、Q3、Q4、Q5均为0,于是触 发器FA被置1,FB、FC和FD被置0。所以,这时加到D/A转换器 输入端的代码为d3d2d1d0=1000 ,D/A转换器的输出电压为:
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第九章:数模和模数转换器
一、单选题
1:想选一个中等速度,价格低廉的A/D转换器,下面符合条件的是()。
A 逐次逼近型
B 双积分型
C 并联比较型
D 不能确定
2:下面抑制电网公频干扰能力强的A/D转换器是()。
A 逐次逼近型
B 双积分型
C 并联比较型
D 不能确定
3:不适合对高频信号进行A/D转换的是()。
A 并联比较型B逐次逼近型
C双积分型D不能确定
4:四位DAC和八位DAC的输出最小电压一样大,那么他们的最大输出电压()。
A一样大B前者大于后者C后者大于前者D不确定
5:四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下最大输出电压()。
A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D 不确定
6:四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下分辨率()。
A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D 不确定
7:下列A/D转换器类型中,相同转换位数转换速度最高的是()。
A并联比较型B逐次逼近型
C双积分型D不能确定
8.一个无符号8位数字量输入的DAC,其分辨率为位。
A.1
B.3
C.4
D.8
9.将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续(离散)的模拟量的过程称为。
A.采样
B.量化
C.保持
D.编码
10.以下四种转换器,是A/D转换器且转换速度最高。
A.并联比较型
B.逐次逼近型
C.双积分型
D.施密特触发器
二、判断题
1:D/A转换器的建立时间等于数字信号由全零变全1或由全1变全0所需要的时间。
()2:D/A转换器的转换精度等于D/A转换器的分辨率。
()
3:采用四舍五入量化误差分析时,A/D转换过程中最小量化单位与量化误差是相等的。
()
4:在A/D转换过程中量化误差是可以避免的。
()
5:由于R-2R 倒T 型D/A转换器自身的优点,其应用比权电阻DAC广泛。
()
6:倒T型网络D/A转换器由于支路电流不变,所以不需要建立时间。
()
7:A/D转换的分辨率是指输出数字量中只有最低有效位为1时所需的模拟电压输入值。
()
8.权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造,因此被广泛使用。
()9.D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压V REF。
()
10.A/D转换过程中,必然会出现量化误差。
()
三、填空题
1:对于D/A转换器,其转换位数越多,转换精度会越( ) 。
2:一个n 位的R-2R 倒T 型D/A 转换器的分辨率是( )。
3:四舍五入和只舍不入两种量化方法中,量化误差小的方法是( )。
4:n位权电阻D/A 转换器需要( )种不同阻值的电阻,N位R—2R倒T型D/A 转换器需要( ) 种不同阻值的电阻。
5:D/A 转换器产生误差的主要原因有( )、( )、( )。
6:A/D转换器是将( ) 转换为( )。
将数字量转换为模拟量,采用( ) 转换器。
7:在A/D转换中,输入模拟信号中最高频率是10kHz,则最低采样频率是( )。
8:一般来说,A/D转换需经( )、( )、( )、( )四步才能完成。
9:一个十位A/D转换器,其分辨率是( )。
四、计算分析题
1:已知R-2R 倒T 型D/A转换器,已知其最小输出电压为5mV, 满刻度输出电压为10V,计算该D/A转换器的分辨率。
2:一个四位的权电阻D/A转换器如图8201所示,当输入数字量为0001时,对应的输出模拟电压为0.02V,试计算当数字量为1101时输出电压为多少伏?
图号:8201
3:四位R-2R 倒T 型D/A 转换器,已知参考电压V REF = -10V,R F=R,计算该D/A转换器的输出电压范围。
见图号:8202
图号:8202
4:一个R-2R 倒T 型D/A 转换器可分辨0.0025v电压, 其满刻度输出电压为9.9976v,求该转换器至少是多少位。
5:设R-2R倒T 型D/A转换的参考电压为V REF-10mV, R F=R,如要求最小输出电压为0.1mV,试问至少需二进制位数是多少。
6:对于一个三位的并联比较型A/D转换器,参考电压为10V,试问电路的最小量化单位是多少?当输入电压为5.6V时,输出数字量D2D1D0=? 此时的转化误差 为多少?
7:对于一个八位的逐次逼近型A/D转换器,时钟频率为1MHZ时,试问完成一次转换所需要的时间是多少?
8:一个八位的双积分型A/D转换器,时钟频率为2MHZ,试问完成一次转换所需要的时间?
9:已知一个A/D转换器,若最大模拟输入电压为5V,试问要能分辨5mv的输入电压至少需要的转换位数是多少?
10:在双积分型A/D转换器中,输入模拟电压是否可以大于参考电压,并说明你的理由。