第11章-数模与模数转换器-习题与参考答案
大学_数字电路与逻辑设计(邹红著)课后习题答案下载
数字电路与逻辑设计（邹红著）课后习题答案下载
本书内容精练、实例丰富，应用性强，并附有习题解答，便于教学和自学。本书可作为高等学校通信、信息、光电、计算机、自动化、电子、电力系统及自动化等电类专业和机电一体化、生物技术等非电类专业的本科和专科学生电子技术基础课程的教材。也可以供从事电子技术、计算机应?与开发的科研人员和工程技术人员学习参考，还适于初学者自学使用。
1.3.1晶体管的开关特性
1.3.2基本逻辑门电路
1.3.3 TTL集成门电路
1.3.4 CMOS逻辑电路
1.4逻辑函数的代数化简法
1.4.1基本公式和定律
1.4.2基本运算规则
1.4.3逻辑函数代数法化简
1.5逻辑函数的卡诺图化简法
1.5.1最小项的定义及其性质
1.5.2卡诺图
1.5.3逻辑函数的卡诺图表示
3.2.2工作原理
3.2.3 ?辑功能描述
3.2.4集成D触发器74LS74
3.3 JK触发器
3.3.1逻辑电路与逻辑符号
3.3.2逻辑功能描述
3.3.3集成JK触发器
3.4 T触发器
3.4.1逻辑电路与逻辑符号
3.4.2逻辑功能描述
3.5触发器的电气特性
__小结
习题
第4章时序逻辑电路
第5章Verilog HDL
数字电路与逻辑设计（邹红著）：内容简介
第1章数字逻辑基础
1.1数制和代码
1进制
1.1.3不同进制数之间的`转换
1.1.4二进制符号数的表示法
1.1.5二进制代码
1.2逻辑运算
1.2.1基本逻辑运算
1.2.2复合逻辑运算
数模与模数转换器 习题与参考答案
第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV ，试计算其输出电压V O 。
图题11-1解：输出电压为：mV mV V R R V IN F O 10010101=⨯=-=【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。
图题11-2 解：mV mV V R R V IN F O 110101111=⨯=+=）（ 【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A 转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V ，数字0代表0V ，试计算D/A 转换器输出电压V O 。
11-3【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。
图题11-4解：由图可知，D 3~D 0=0101因此输出电压为：V V V V O 5625.151650101254===）（【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为，该转换器输出电压V O 是多少？解：V V V V O 988.2153256510011001258≈==）（ 【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。
图题11-6 解：V V V D D V V n n REF O 5625.15165010125~240==-=-=）（）（【题11-7】 试分析图题11-7所示电路的工作原理。
若是输入电压V IN =，D 3～D 0是多少？图题11-7解：D3=1时，V V V O 6221234==，D3=0时，V O =0。
D2=1时，V V V O 3221224==，D2=0时，V O =0。
D1=1时，V V V O 5.1221214==，D1=0时，V O =0。
D0=1时，V V V O 75.0221204==，D0=0时，V O =0 由此可知：输入电压为，D3~D0=1101，这时V O =6V++=，大于输入电压V IN =，比较器输出低电平，使与非门74LS00封锁时钟脉冲CLK ，74LS293停止计数。
数字电路与数字电子技术 课后答案第十一章..
第十一章 模/数转换器与数/模转换器1．在图11.1.3所示的权电阻D/A 转换器中R 0 = 23R = 80K ， R f = 5K , 则R 1 = 22R ， R 2 =21R ，R 3 =20R ，各应选择多大数？若REF V =5V ，输入的二进制数码D 3D 2D 1D 0 =1111；求输出电压v 0= ?解：由于R 0 = 23R = 80K Ω， 所以R = R 0/23 = 10K Ω故 R 1 = 22R = 40K Ω R 2 = 21R = 20K ΩR 3 = 20R = 10K Ω v 0 =-R 2R 3fREF V Σ3i=0D i 2i=ΩK 10×25×ΩK 53×15 = -4.69V2. 在图11.1.4T 形电阻网络D/A 转换器中REF V = 5V ，R f = 30K Ω, R = 10K Ω,求对应输入4位二进制数码为0101，0110，及1101的输出电压v 0解：T 形电阻网络D/A 转换器中v 0=-4REF 2V ·R 3R fΣ3i=0 D i 2i (n=4)，由于R f =3R∴V 0 =-4REF2V Σ3i=0D i 2i 。
所以当D 3D 2D 1D 0=0101时V 0=-⨯1655=-1.56V当D 3D 2D 1D 0=0110时V 0=-⨯1656=-1.88V当D 3D 2D 1D 0=1101时V 0=-⨯16513=-4.06V3. 在T 形电阻网络D/A 转换器中，若n=10当D 9=D 7=1，其余位均为0，在输出端测得电压v 0=3.125V ，向该D/A 转换器的基准电压？设电路中R f =3R.解：在T 形电阻网络D/A 转换器中v 0=-R 3R f ·n REF 2V Σn-1i=0D i 2i 当n=10时v 0=-R 3R f ·10REF 2V Σ9i=0D i 2i当D=D 9D 8D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0=10100000000时，（1010000000）2 =（640）10REF V =10792)22(125.3+⨯=-1.95V4.已知某D/A 转换电路，最小分辨电压LSB V =5Mv ，最大满刻度输出电压m V =10V,试求该电路输入数字量的位数n 应是多少？ 解： m LSB V v =121-n n 2=LSB m v v +1=2001n = 11位5. 试比较直接式A/D 转换器和间接式A/D 转换器的优缺点。
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 。
数模转换期末考试和答案
数模转换期末考试和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 数模转换器（DAC）的主要功能是将（）信号转换为（）信号。
A. 数字，模拟B. 模拟，数字C. 模拟，数字D. 数字，模拟答案：A2. 以下哪个不是数模转换器（DAC）的类型？（）A. R-2R梯形网络DACB. 二进制加权电阻DACC. 电压比较型DACD. 模拟开关型DAC答案：C3. 在一个8位二进制加权电阻DAC中，如果最低位的电阻值为R，则最高位的电阻值是（）。
A. RB. 2RC. 4RD. 8R答案：D4. 数模转换器的分辨率是指（）。
A. 最大输出电压B. 最小输出电压C. 最大输出电流D. 能够区分的最小电压差答案：D5. 在一个8位R-2R梯形网络DAC中，如果输入数字信号为10000000，则输出电压为（）。
A. 0VB. 1/256VrefC. 1/128VrefD. 1/64Vref答案：D6. 数模转换器的量化误差是由于（）引起的。
A. 模拟信号的噪声B. 数字信号的不连续性C. 模拟信号的不连续性D. 数字信号的噪声答案：B7. 以下哪个因素不会影响数模转换器的转换速度？（）A. 输出电阻B. 参考电压的稳定性C. 数字信号的位数D. 模拟信号的频率答案：D8. 在一个二进制加权电阻DAC中，如果输入数字信号为10101010，则输出电压为（）。
A. 1/2VrefB. 1/4VrefC. 3/8VrefD. 5/8Vref答案：C9. 数模转换器的线性度是指（）。
A. 输出电压与输入数字信号的线性关系B. 输出电流与输入数字信号的线性关系C. 输出电压与输入模拟信号的线性关系D. 输出电流与输入模拟信号的线性关系答案：A10. 以下哪个不是提高数模转换器线性度的方法？（）A. 精确匹配电阻值B. 使用高精度的参考电压C. 增加数字信号的位数D. 增加模拟信号的频率答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 数模转换器（DAC）的基本原理是将______信号转换为______信号。
测控电路课后习题答案(全)
第一章绪论1-1为什么说在现代生产中提高产品质量与生产效率都离不开测量与控制技术？为了获得高质量的产品，必须要求机器按照给定的规程运行。
例如，为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。
为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。
为了做到这些，必须对机器的运行状态进行精确检测，当发现它偏离规定要求，或有偏离规定要求的倾向时，控制它，使它按规定的要求运行。
为了保证产品质量，除了对生产过程的检测与控制外，还必须对产品进行检测。
这一方面是为了把好产品质量关，另一方面也是为了检测机器与生产过程的模型是否准确，是否在按正确的模型对机器与生产过程进行控制，进一步完善对生产过程的控制。
生产效率一方面与机器的运行速度有关，另一方面取决于机器或生产系统的自动化程度。
为了使机器能在高速下可靠运行，必须要求机器本身的质量高，其控制系统性能优异。
要做到这两点，还是离不开测量与控制。
产品的质量离不开测量与控制，生产自动化同样一点也离不开测量与控制。
特别是当今时代的自动化已不是本世纪初主要靠凸轮、机械机构实现的刚性自动化，而是以电子、计算机技术为核心的柔性自动化、自适应控制与智能化。
越是柔性的系统就越需要检测。
没有检测，机器和生产系统就不可能按正确的规程自动运行。
自适应控制就是要使机器和系统能自动地去适应变化了的内外部环境与条件，按最佳的方案运行，这里首先需要的是对外部环境条件的检测，检测是控制的基础。
智能化是能在复杂的、变化的环境条件下自行决策的自动化，决策的基础是对内部因素和外部环境条件的掌握，它同样离不开检测。
1-2试从你熟悉的几个例子说明测量与控制技术在生产、生活与各种工作中的广泛应用。
为了加工出所需尺寸、形状的高精度零件，机床的刀架与主轴必须精确地按所要求的轨迹作相对运动。
为了炼出所需规格的钢材，除了严格按配方配料外，还必须严格控制炉温、送风、冶炼时间等运行规程。
数模转换和模数转换
Ii 2nU 1 RiR2U n1RR2iDi
运算放大器总的输入电流为
In i 0 1Iin i 0 12 U n 1 R RD i2i2 U n 1 R Rn i 0 1D i2i
运算放大器的输出电压为
URfI2 Rnf U 1R Rn i 01Di2i
若Rf=1/2R，代入ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式后则得
在目前常见的D/A转换器中，有权电阻网络D/A转换 器，倒梯形电阻网络D/A转换器等。A/D转换器的类型也 有多种，可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大 类。在直接A/D转换器中，输入的模拟信号直接被转换成 相应的数字信号；而在间接A/D转换器中，输入的模拟信 号先被转换成某种中间变量（如时间、 频率等），然后 再将中间变量转换为最后的数字量。
它由一个八位输入寄存器、一个八位DAC寄存器和一 个八位D/A转换器三大部分组成，D/A转换器采用了倒T 型R-2R电阻网络。由于DAC0832有两个可以分别控制的 数据寄存器，所以，在使用时有较大的灵活性， 可根据 需要接成不同的工作方式。DAC0832中无运算放大器， 且是电流输出，使用时须外接运算放大器。芯片中已设 置了Rfb，只要将 9 脚接到运算放大器的输出端即可。若 运算放大器增益不够， 还须外加反馈电阻。
图 10-5 漂移误差
3.
从数字信号输入DAC起，到输出电流（或电压）
达到稳态值所需的时间为建立时间。 建立时间的大小
决定了转换速度。目前 10~12
D/A 转换
器（不包括运算放大器）的建立时间可以在 1 微秒以
内。
10.2.4 八位集成DAC0832
图 10-6 集成DAC0832框图与引脚图
10.2.3 D/A转换器的主要技术指标
(完整版)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。
数模及模数转换器习题解答
自我检测题1．就实质而言，．就实质而言，D/A D/A 转换器类似于译码器，转换器类似于译码器，A/D A/D 转换器类似于编码器。
转换器类似于编码器。
2．电压比较器相当于1位A/D 转换器。
转换器。
3．A/D 转换的过程可分为转换的过程可分为 采样采样采样 、保持、量化、编码、保持、量化、编码4个步骤。
个步骤。
4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D 转换器而言， 双积分型双积分型 的抗干扰能力强， 逐次逼近型逐次逼近型逐次逼近型 的转换速度快。
的转换速度快。
5．A/D 转换器两个最重要的指标是分辨率和转换速度。
转换器两个最重要的指标是分辨率和转换速度。
6．8位D/A 转换器当输入数字量只有最低位为1时，输出电压为0.02V 0.02V，，若输入数字量只有最高位为1时，则输出电压为时，则输出电压为 V V 。
A ．0.039 B ．2.56 C ．1.27 D ．都不是．都不是 7．D/A 转换器的主要参数有转换器的主要参数有 、转换精度和转换速度。
、转换精度和转换速度。
A ．分辨率．分辨率 B B ．输入电阻．输入电阻 C C ．输出电阻．输出电阻 D D ．参考电压．参考电压 8．图T7.8所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为转换器的转换公式为。
图T7.8A ．∑=⨯-=303REF o 22i ii D V v B ．∑=⨯-=304REFo 2232i iiD V vC ．∑=⨯-=34REFo 22i ii D V vD ．∑=⨯=34REF o 22i iiD V v9．D/A 转换器可能存在哪几种转换误差？试分析误差的特点及其产生误差的原因。
因。
解：解：D/A D/A 转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。
益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。
偏移误差是指D/A 转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。
数字电子技术课后习题答案
ABACBC
BC
A
00 01 11 10
00
1
0
1
11
0
1
0
Y ABC
❖ 3.13某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有 呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、 二号、三号、四号4个指示灯。
❖ 现要求当一号病室的按钮按下时，无论其它病室的 按钮是否按下，只有一号灯亮。当一号病室的按钮 没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号 病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。当一、二号 病室的按钮都未按下而三号病室的按钮按下时，无 论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。只有 在一、二、三号病室的按钮均未按下四号病室的按 钮时，四号灯才亮。试用优先编码器74148和门电路 设计满足上述控制要求的逻辑电路，给出控制四个 指示灯状态的高、低电平信号。
HP RI/BIN
I0
0/ Z1 0 10 ≥1
I1
1/ Z1 1 11
I2
2/ Z1 2 12 18
YS
I3
3/ Z1 3 13
I4
4/ Z1 4 14
YEX
I5
5/ Z1 5 15
I6
6/ Z1 6 16
I7
7/ Z1 7 17
Y0
V18
Y1
ST
E N
Y2
(b)
74148
(a)引脚图;(b)逻辑符号
A
00 01 11 10
00
0
0
1
11
1
0
1
Y AB BC AC
由于存在AC 项，不存在相切的圈，故无冒险。
❖ 4.1在用或非门组成的基本RS触发器中，已知 输入SD 、RD的波形图如下，试画出输出Q, Q
数字电子技术基础模数转换器习题分析
数字电子技术基础模数转换器习题分析数字电子技术中，模数转换器是一种关键的电路组件，用于将模拟信号转换成对应的数字信号。
在理解和应用数字电子技术中，掌握模数转换器的原理和应用至关重要。
本文将针对数字电子技术基础中的模数转换器相关习题进行分析和解答。
题目一：某模数转换器的输入电压范围为0-5V，分辨率为10位。
求该模数转换器的最小电压分辨力。
解析：分辨率是指模数转换器能够表示的最小电压变化量，也即是分辨力。
对于一个10位的模数转换器，它能够表示的电压范围是0-5V，那么它的分辨力可以通过将5V除以2的10次方来得到。
分辨力 = 5V / 2^10 = 5/1024 ≈ 0.0049V。
因此，该模数转换器的最小电压分辨力约为0.0049V。
题目二：某模数转换器的电压范围为-2V至+2V，分辨率为12位，要求输出为0-255的8位二进制码。
求该模数转换器的输出变化步长。
解析：输出变化步长是指模数转换器输出二进制码时的变化值。
对于该模数转换器，它的电压范围是-2V至+2V，而要将该范围映射到0-255的8位二进制码中，可以通过将电压范围分为256个等分来实现。
由于该模数转换器的分辨率为12位，也即是它可以表示2^12个不同的电压级别，因此输出变化步长可以通过将电压范围除以2^12来计算。
输出变化步长 = (2V - (-2V)) / 2^12 = 4V / 4096 ≈ 0.00098V。
因此，该模数转换器的输出变化步长约为0.00098V。
题目三：某模数转换器的输入电压范围为0-10V，希望输出为0-255的8位二进制码。
为了保证精度，选择了12位的模数转换器。
求该模数转换器的分辨率和输出变化步长。
解析：分辨率是指模数转换器能够表示的最小电压变化量，而输出变化步长是指模数转换器输出二进制码时的变化值。
根据题目信息，该模数转换器的电压范围是0-10V，而要将该范围映射到0-255的8位二进制码中，可以通过将电压范围分为256个等分来实现。
第十章十一章数模及模数转换
5
③精度
指D/A转换器实际输出电压与理论值之间的误 差。有绝对误差和相对误差两种。 前者一般采用数字量的最低有效位作为衡量单 位。后者则用：输出量绝对误差/满量程×100％。 例如，一个数模转换器精度为±1/2LSB，表示该 转换器的实际输出值与其理想输出值间最大偏差 为最低有效位所对应的模拟输出值的一半。 再如，某分辨率为8位的D/A转换器。其精度为 ±1/2LSB。如果用相对误差表示其精度，则它的 精度是： (±1/2LSB×△)/(△×28)=(±1/2LSB)/28=(±1/2)/28 =±1/512。
20
对要求多片DAC0832同时进行转换的系统， 各芯片的选片信号不同，这样可由选片信号CS与 WR1将数据分别输入到每片的输入寄存器中。各片 的XFER与WR2分别接在一起，公用一组信号，在 XFER与WR2同时为低电平时，数据将在同一时刻由 8位输入寄存器传送到对应的8位DAC寄存器，并 靠WR2或XFER的上升沿将信号锁存在DAC寄存器中， 与此同时，多个DAC0832芯片开始转换，其时间 关系如图所示。
两个8位输入寄存器可以分别选通，从而使 DAC0832实现双缓冲工作方式，即可把从CPU 送来的数据先打入输入寄存器，在需要进行转 换时．再选通DAC寄存器，实现D/A转换，这种 工作方式称为双缓冲工作方式。
17
各引脚功能说明如下： ILE：输入锁存允许信号，输入，高电平有效。 CS：片选信号，输入、低电平有效，与ILE共同 决定WR1是否起作用。
19
IOUT2：DAC电流输出2， RFB：片内反馈电阻引脚，与外接运算放大器 配合构成I/V转换器。 VREF：参考电源或叫基准电源输入端，此端 可接一个正电压或一个负电压，范围为： +10V~ -10V，由于它是转换的基准，要求电压 准确、稳定性好。 VCC：芯片供电电压端．范围为+5V~+15V， 最佳值为+15V。 AGND：模拟地，即芯片模拟电路接地点，所 有的模拟地要连在一起。 DGND：数字地，即芯片数字电路接地点。所 有的数字电路地连地一起。使用时，再将模拟地 和数字地连到一个公共接地点，以提高系统的抗 干扰能力。
单片机原理第11章ADDA
发展趋势
研发出高性能低功耗的ADDA集成芯片并应用在 智能手机、汽车、医疗、航天等领域。
ADC结构
由采样保持电路、模数转换电路和数据输出电路组 成。
输出编码方式
二进制编码、格雷码、字码、二进制补码和二进制 反码。
ADC的失调误差及校正方法
失调误差产生原因
包括温度、电源不稳定、制造工艺偏差、器件差异区别及采样保持电路设计等因素。
解决方法
采取电源稳压、校正电路、热电偶补偿、采样保持电路改进等综合方法。
模式等影响； • 节约生产成本和产品投入时间。
开发工具和软件
• Code Com poser Studio； • Keil C51； • IAR EW8051； • ESD Accutech Laser Analyzer等。
ADDA在嵌入式系统中的作用和未来发展趋 势
作用
实现数字信号和模拟信号相互转换、控制和传输；
ADDA的工作原理
1
DA转换过程
2
DAC将数字信号转换为相应的模拟信号
输出，包括数字信号输入、加工编码和
模拟信号输出。
3Leabharlann AD转换过程从模拟信号输入端到数字信号输出端的 转换过程包括采样、量化和编码。
转换过程参数
涉及到信号的采样频率、分辨率、采样 时刻、输出电流和输出电压等多个参数。
ADC的基本结构和输出编码方式
单片机原理第11章ADDA
本章讲解ADDA的工作原理、ADC和DAC的特点、应用和发展趋势，帮助您 理解数字信号与模拟信号转换的基本原理和技术手段。
ADDA定义和用途
1 什么是ADDA
全称为模数转换器/数模转换器，是数字信号与模拟信号转换的重要设备。
数模和模数转换习题解答
数模和模数转换习题解答思考题与习题8-1 选择题1）⼀输⼊为⼗位⼆进制（n=10）的倒T 型电阻⽹络DAC 电路中，基准电压REF V 提供电流为 b 。
A. R V 10REF 2 B. RV 10REF 22? C. R V REF D. R V i )2(REF ∑ 2）权电阻⽹络DAC 电路最⼩输出电压是 b 。
A. LSB 21V B. LSB V C. MSB V D. MSB 21V 3）在D/A 转换电路中，输出模拟电压数值与输⼊的数字量之间 a 关系。
A.成正⽐B. 成反⽐C. ⽆4）ADC 的量化单位为S ，⽤舍尾取整法对采样值量化，则其量化误差m ax ε= b 。
A.0.5 SB. 1 SC. SD. 2 S5）在D/A 转换电路中，当输⼊全部为“0”时，输出电压等于 b 。
A.电源电压B. 0C. 基准电压6）在D/A 转换电路中，数字量的位数越多，分辨输出最⼩电压的能⼒ c 。
A.越稳定B. 越弱C. 越强7）在A/D 转换电路中，输出数字量与输⼊的模拟电压之间 a 关系。
A.成正⽐B. 成反⽐C. ⽆8）集成ADC0809可以锁存 8 模拟信号。
路 B. 8路 C. 10路 D. 16路5）双积分型ADC 的缺点是 a 。
A.转换速度较慢B. 转换时间不固定C. 对元件稳定性要求较⾼D. 电路较复杂8-2 填空题1）理想的DAC 转换特性应是使输出模拟量与输⼊数字量成__正⽐__。
转换精度是指DAC 输出的实际值和理论值__之差_。
2）将模拟量转换为数字量，采⽤ __A/D__ 转换器，将数字量转换为模拟量，采⽤__D/A_____ 转换器。
3）A/D 转换器的转换过程，可分为采样、保持及量化和编码 4个步骤。
4）A/D 转换电路的量化单位位S ，⽤四舍五⼊法对采样值量化，则其m ax ε= 。
5）在D/A 转换器的分辨率越⾼，分辨最⼩输出模拟量的能⼒越强；A/D 转换器的分辨率越⾼，分辨最⼩输⼊模拟量的能⼒越强。
康华光《电子技术基础-数字部分》配套题库-章节题库(数模与模数转换器)
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（ ）。
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：—= —!—-0.001如迪210-1 1C23由于；二工：=V，所以此10位二进制数的最低位所代表的电压值为：丄 5 - ------ （V）3 在如图1所示的电路中，若i - " ,1 ：,其最大输出电压u o是多少？4 一个8位的T型电阻网络数模转换器，设，；：1d o分别为11111111、11000000 00000001 时的输出电压u。
分析当- V时，8位T型电阻网络数模转换器数的输出电压u0=_ 冬仙-27"丽一¥ “ 一2s +- - 24a3 23+ 21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，当亠出电压U o为：1时所对时，其输= 一^"@3 -卩4令■ 2^ 4-dj ■ 21+ ■ 2°)显然，当d a> d2、d i、d o全为1时输出电压U o最大，为：+ 沪+ 2°J = -4.d875(V)，试求d7〜U o为：儿2°)当」•-，」..A 时有:当 J _ ] - 1 1 1时有.当 1 .■■ ' ■"'I 1 111〔I 时有: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% JIW , K = iDk Q,耳二5k Q 。
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第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV ，试计算其输出电压V O 。
图题11-1解：输出电压为：mV mVV R R V IN FO 10010101=⨯=-=【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。
图题11-2解：mV mV V R R V IN FO 110101111=⨯=+=）（ 【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A 转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V ，数字0代表0V ，试计算D/A 转换器输出电压V O 。
图题11-3D 3 D 2 D 1 D 0 V O 0 0 0 1 －0.625V0 0 1 1 －0.625V －1.25V=1.875 0 1 0 0 －2.5V0 1 0 1 －0.625V －2.5V=3.125V1 1 0 －2.5V －1.25=3.750 1 1 1 －0.625V － 2.5V－1.25=4.375V 15V【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。
图题11-4解：由图可知，D 3~D 0=0101 因此输出电压为：V V V V O 5625.151650101254===）（【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为10011001，该转换器输出电压V O 是多少？解：V V V V O 988.2153256510011001258≈==）（【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。
图题11-6解：V VV D D V V n n REF O 5625.15165010125~240==-=-=）（）（【题11-7】 试分析图题11-7所示电路的工作原理。
若是输入电压V IN =7.5V ，D 3～D 0是多少？V OD D D D 0123....1111111174LS00+12V20kΩ20kΩ20kΩ20kΩ20kΩ10kΩ10kΩ10kΩ1kΩ1kΩ1kΩ1kΩ15V1kΩ740674LS04...R0(1)12R0(2)1310911548A B A B C DCK CK Q Q Q Q 74LS293&CLK LM358RESET5V....V IN...图题11-7解：D3=1时，V V V O 6221234==，D3=0时，V O =0。
D2=1时，V V V O 3221224==，D2=0时，V O =0。
D1=1时，V V V O 5.1221214==，D1=0时，V O =0。
D0=1时，V V V O 75.0221204==，D0=0时，V O =0 由此可知：输入电压为7.5V ，D3~D0=1101，这时V O =6V+1.5V+0.75V=8.25V ，大于输入电压V IN =7.5V ，比较器输出低电平，使与非门74LS00封锁时钟脉冲CLK ，74LS293停止计数。
【题11-8】 满度电压为5V 的8位D/A 转换器，其台阶电压是多少？分辨率是多少？解：台阶电压为mV mV V STEP 5.192/50008==分辨率为：%39.00039.05000/5.195000/===mV V STEP【题11-9】 若是分辨率要求小于1%，至少要多少位D/A 转换器？解：1%=1/100>1/2n ，有2n >100可知n 应该大于等于7，因此D/A 转换器的位数至少7位。
【题11-10】 解释什么是D/A 转换器的偏移误差？偏移误差可消除吗？解：偏移误差是D/A 转换器输入数字为0时，输出电压不为0，输出电压的大小就是偏移误差，偏移误差可以用在输出电压上叠加电压的方法消除。
【题11-11】 如果D/A 转换器的参考电源发生了变化，将引起哪种误差？解：引起增益误差。
【题11-12】 如果D/A 转换器0832的输入数字为AF （16），参考电压为5V ，其输出电流I OUT1是多少？解：mA k V AF k V I REF OUT 2278.025617515525615161≈Ω=Ω=）（【题11-13】 在学过的几种A/D 转换器中，哪种转换速度快？哪种转换位数多？解：并联A/D 转换速度最快，Δ－Σ位数最多。
【题11-14】 逐次比较式A/D 转换器的转换时间与转换位数之间有什么关系？解：转换时间取决于转换转换位数，若位数为n ，转换时钟周期为T C ，则最小转换时间是nT C 。
【题11-15】 某10位A/D 转换器的参考电压为4.096V ，该转换器能区分的输入模拟信号最小变化量为多少？分辨率是多少？解：最小变化量是4mV ，分辨率是1/1024=0.097%【题11-16】 A/D 转换器的采样频率与输入信号频率之间应该满足什么关系？解：按照采样定理，采样频率至少是输入信号最高有效频率的2倍。
【题11-17】 采样/保持电路的作用是什么？解：采样保持电路可以在A/D 转换期间保持输入A/D 转换器的电压稳定，减小转换误差。
【题11-18】 如何采用一个A/D 转换器实现多路模拟量转换？解：可以采用多路转换器，就是采用模拟开关选择A/D 转换器的输入信号。
【题11-19】 A/D 转换器0809的输入电压与输出数字之间，具有什么关系？解：IN REF REF REF 256V V N V V -+--=-（）（）（）【题11-20】 试用D/A 转换器0832与计数器74LS161组成10个台阶的阶梯电压发生器，要求画出完整原理图。
（从0V 不断升高，每次升高一个台阶，在最高电压处返回0V 后，再重复升高过程的电压波形就是阶梯电压）解：根据题意有原理图如下。
CS 1WR12GND 3D34D25D16D07VREF8Rfb 9GND10IOUT111IOUT212D713D614D515D416XFER 17WR218ILE 19VCC20DAC08321－2+348LM258+5V+5V1kΩTL431+2.5V+5VU1U2U3...10k Ω10k Ω+12V...R 1R 2R 3-12VV o utCLR 1LOAD 9ENT 10ENP 7CLK 2RCO 15A 314B 413C 512D 611A B C DQ Q Q Q 74161&+5VCLK..*【题11-21】 试用A/D 转换器0804组成一个8位A/D 转换电路，输入模拟电压范围为0～5V ，采用2个十六进制显示的共阳数码管显示转换结果，用CPLD 器件MAX7128S 实现、并用Verilog HDL 描述十六进制-7段译码器。
要求画出完整电路图与十六进制-7段译码器的Verilog HDL 描述。
第12章 习题与参考答案【题12-1】 某数字电路输入端低电平有效，试设计一个按键电路给该数字电路输入端提供信号。
解：KEY+5V510ΩV O....【题12-2】 试设计一个输出低电平有效消除抖动的按键电路。
解：+5VKEYR 1R 2C 11kΩ20Ω33μFV O74LS14.....【题12-3】 试设计一个开关量光耦隔离电路，当某开关闭合时，向数字电路输出高电平有效的信号（数字电路侧电源为+5V ，开关量侧电源为+12V ）。
2.4k Ω0.1u F+5V10k Ω数字系统输入12V.CO MLE DR 1C 1SW...V OBAT..【题12-4】 现有74LS160需要外接发光二极管显示其输出端的电平，要求输出高电平使发光二极管亮，试设计该电路（电源为+5V ）。
解：+5V510ΩCLR 1LOAD 9ENT 10ENP 7CLK 2RCO 15A 314B 413C 512D 611Q Q Q Q A B C D741601510Ω1510Ω1510Ω1....74LS04.....【题12-5】 试设计一个采用74HC595的8位共阳数码管显示电路，由于室内显示，不需要很亮，可以采用74HC595直接驱动（电源为+5V ）。
解：采用74HC595扫描驱动。
电路图如下：...G 13R C K12S E R 14SR C L R 10S R C K 11Q A 15Q B 1Q C 2Q D 3Q E 4Q F 5Q G 6Q H 7Q H 19U 74H C 595G 13R C K12S E R 14S R C L R10S R C K 11Q A 15Q B 1Q C 2Q D 3Q E 4Q F 5Q G 6Q H 7Q H 19U 74H C 595DATARCKSRCKHQwa 11b 7c 4d 2e 1f 10g 5h3112293846SM2a 11b 7c 4d 2e 1f 10g 5h3112293846SM1n1n2n3n4n5n6n7n8.b c d e f g h an 5n 6n 7n 8n 1n 2n 3n 4.510Ω x 8...+5V..12【题12-6】 某继电器工作电压12V ，工作电流50mA ，若采用74LS00门电路输出的有效高电平控制，试设计该继电器驱动电路。
解：5.1k继电器+12V..123RLYD11N4148Q19013&74LS00/4....基极限流电阻R B =（V OH -0.7）/0.4mA=4.3k Ω，选 5.1k Ω。
这里取V OH =2.4V ，V BE =0.7V验证：I B =（V OH -0.7）/5.1 k Ω=0.33mA ， I C =I B ×β=3.33×180=59mA由于集电极电流IC 大于继电器工作电流，所以可以使三极管饱和。
【题12-7】 某继电器工作电压6V ，工作电流50mA ，若采用74HC04门电路输出的有效高电平控制，试设计光耦隔离电路驱动该继电器（电源为+6V ）。
解：...+6V..74HC04/61N40013.3kΩ33k Ω90131234TLP521-1R 1U 1R 2R 3RY 1D 1Q 1.330Ω.1TLP521二极管的电流为IF=（VOH-1V ）/330=（4V-1V ）/330≈1mA ，由于TLP521的电流传输比CTR=1~6，若取最小值1，则流过光耦三极管的电流为1mA ，该电流流入9013的基极（忽略电阻R3），使流入9013集电极的临界饱和电流为180mA （β=180），远大于继电器的工作电流50mA ，因此9013可以可靠饱和。
【题12-8】 非门74LS04输出低电平有效，现需要驱动电压为12V 、线圈阻值为300 的继电器，试设计该继电器的驱动电路。