数模转换习题(含答案)

数模转换器和模数转换器

1 常见的数模转换器有那几种？其各自的特点是什么？

解数模转换器可分为二进制权电阻网络数模转换器和T型电阻网络数模转换器（包括倒T型电阻网络数模转换器）两大类。权电阻网络数模转换器的优点是电路结构简单，可适用于各种有权码，缺点是电阻阻值范围太宽，品种较多，要在很宽的阻值范围内保证每个电阻都有很高的精度是极其困难的，因此在集成数模转换器中很少采用权电阻网络。T形电阻网络数模转换器的优点是它只需R和2R两种阻值的电阻，这对选用高精度电阻和提高转换器的精度都是有利的。

2 某个数模转换器，要求10位二进制数能代表0～50V，试问此二进制数的最低位代表几伏？

分析数模转换器输入二进制数的最低位代表最小输出电压。数模转换器最小输出电压（对应的输入二进制数只有最低位为1）与最大输出电压（对应的输入二进制数的所有位全为1）的比值为数模转换器的分辨率。

解由于该数模转换器是10位数模转换器，根据数模转换器分辨率的定义，最小输出电压u omin与最大输出电压u omax的比值为：

由于V，所以此10位二进制数的最低位所代表的电压值为：

（V）

3 在如图1所示的电路中，若，，其最大输出电压u o是多少？

图1 T型电阻网络数模转换器

分析数模转换器的最大输出电压是输入二进制数的所有位全为1时所对应的输出电压。

解如图1所示电路是4位T型电阻网络数模转换器，当时，其输出电压u o为：

显然，当d3、d2、d1、d0全为1时输出电压u o最大，为：

（V）

4 一个8位的T型电阻网络数模转换器，设，，试求d7～d

分别为11111111、11000000、00000001时的输出电压u o。

分析当时，8位T型电阻网络数模转换器数的输出电压u o为：

解当时有：

（V）

当时有：

（V）

当时有：

（V）

5 如图2所示电路是4位二进制数权电阻网络数模转换器的原理图，已知

，kΩ，kΩ。试推导输出电压u o与输入的数字量d3、d2、d

、d0的关系式，并求当d3d2d1d0为0110时输出模拟电压u o的值。

1

图2

解由图2可知，输入的某位数字量为高电平1时，相应的模拟电子开关接通右边触点，电流流入外接的运算放大器；输入的某位数字量为低电平0时，相应的模拟电子开关接通左边触点，电流流入地。根据运算放大器的虚地概念，可以求出流入运算放大器的总电流为：

运算放大器的输出电压为：

当时有：

（V）

6 D/A转换器和A/D转换器的分辨率说明了什么？

解 D/A转换器的分辨率用输入二进制数的位数n表示，或者用最小输出电压（对应的输入二进制数只有最低位为1）与最大输出电压（对应的输入二进制数的所有位全为1）的比值来表示。而最小输出电压为：

显然，u omin就是输出电压增量。所以，D/A转换器的分辨率说明了对输出电压微小变化的敏感程度。

A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数n表示，能分辨的最小模拟电压是最大输入模拟电压的，所以，A/D转换器的分辨率说明了转换精度的高低。

7 在4位逐次逼近型模数转换器中，D/A转换器的基准电压V，输入的模拟电压V，试说明逐次比较的过程，并求出最后的转换结果。

解逐次比较过程可列表如表1所示。表中各次u o计算如下：

（1）

（2）

（3）

（4）表1

转换顺序d3d2d1d0u o(V) 比较判

断

该位数码1是否保

留

1 2 3 4 1 0 0 0

1 1 0 0

1 0 1 0

1 0 1 1

5

7.5

6.25

6.875

u o

u o>u i

u o

u o

保留

除去

保留

保留