数模和模数转换习题解答
第11章数模与模数转换器习题与参考答案(最新整理)
. .
1 9 10
7 2 3 4 5 6
CLR LOAD
ENT ENP CLK A B C D
74160
..
RCO 15 14
Q A 13 Q B 12 Q C 11 QD
.
74LS04 1
1
1
1
. .
+5V
. .
510¦¸
510¦¸
510¦¸
510¦¸
【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
.
.
12 13
R0(1) R0(2)
10 11
CKA CKB
QA 9
QB QC
5 4 8
QD
.
+12V
.
D0
D1 . D2
D3
1
1
1
1
74LS293
74LS04
.
1
1
1
1
CLK 1k¦¸
RESET
&
7406
1k¦¸
74LS00
.
20k¦¸
10k¦¸
5V
. 20k¦¸
.
.
.
1k¦¸
20k¦¸ 10k¦¸
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：
.
.
.
.
hgf edcba .
15 1 2 3 4 5 6 7 9
QH1
QH
QG
QF
74HC595
SRCK QE
SRCLR QD
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。
8章模数与数模转换复习题
8章模数与数模转换复习题模数与数模转换一、选择题：1、欲将数字信号变换成模拟信号应采用( )A. DACB. PLAC. EPROMD. ROM2、数/模转换器的分辨率取决于( ）。
A .输入的二进制数字信号的位数，位数越多分辨率越高B ．输出的模拟电压的大小，输出的模拟电压越高，分辨率越高C .参考电压UR 的大小，UR 越大，分辨率越高3、为使采样输出信号不失真地代表输入模拟信号，采样频率f s 和输入模拟信号的最高频率f ax Im 的关系是。
A. f s ≥2f ax ImB. f s ≤f ax ImC. f s ≥f ax ImD. f s ≤2f ax Im4、数字系统与逻辑功能部件的主要区别是有没有（）A. 控制器B. 存储器C.加法器D.译码器5、权电阻求和网络的主要缺点是( )A. 使用电阻的阻值种类多,变换精度差B. 使用的电阻个数多C. 转换速度慢D. 基准电压不稳定二、填空题：1、模拟信号转换为数字信号,需经过 , , , 四个过程。
（取样，保持、量化、编码）2、A/D 转换器输出的二进制代码位数越，量化误差越低，转换精度越。
（多；高。
）3、就逐次逼近型和双积分型两种A/D 转换器而言，_____________的抗干扰能力强，_____________的转换速度快。
（双积分型；逐次逼近型）4、能够把数字信号转换成模拟信号的器件是________。
（DAC ）5、某ADC 有8路模拟信号输入,若8路正弦输入信号的频率分别为1KHZ,2KHZ …8KHZ ,则该ADC 的采样频率f s 的取值。
（f s ≥16KHZ ）6、若要求DAC 电路的分辩率达到千分之一，则至少应选用____________位二进制输入代码的转换器。
（10）7、A/D 转换器的功能是 ,D/A 转换器的功能是。
（将模拟量转换成数字量；将数字量转换成模拟量）8、DAC 的分辨率是指。
10位DAC 的分辨率为。
第7章 模 数(A D)与数 模(D A)转换
1. ADC0809的引脚
下。
ADC0809的引脚如图7-2所示，各引脚功能如
IN0～IN7：8通路模拟信号输入端，同一时刻 只可有一路模拟信号输入。
ADDA、ADDB、ADDC：地址信号线，输入，用 于选择控制8通路输入模拟量中的某一路工作。ADDA、 ADDB、ADDC与IN0～IN7的关系见表7-1。
2. ADC0809的结构与工作过程 ADC0809的内部结构如图7-3所示，其功能与工作 过程如下： 输入到地址锁存与译码模块的ADDA、ADDB、ADDC 三位地址信号用于决定IN0～IN7中哪一路模拟信号可以输 入，然后使地址锁存与译码模块的ALE＝1，从而使IN0～ IN7中被选中的一路模拟信号经通道选择开关送达比较器 的输入端。
其中，n是可转换成的数字量的位数。所以位
数越高，分辨率也越高。例如，当输入满量程电压为5 V 时，对于8位A/D转换器，A/D转换的分辨率为5 V/255＝ 0.0195 V。
第7章 模/数(A/D)与数/模(D/A)转换
2) 转换时间 转换时间反映了A/D转换的速度。转换时间是启 动ADC开始转换到完成一次转换所需要的时间。目前常用 的A/D转换集成电路芯片的转换时间在微秒数量级。不同 的ADC有不同的转换时间，转换时间是编程时必须考虑的 因素。
第7章 模/数(A/D)与数/模(D/A)转换
START CLOCK
IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7
ADDA ADDB ADDC ALE
通道 选择 开关
地址锁存 和译码
定时和控制
逐次逼近 寄 存 器 SAR
DAC
8位 三态 锁存 缓冲器
ADC
VCC GND
模数转换与数模转换电路问答
模数转换与数模转换电路问答No. 001Σ-Δ型模数转换器与传统的A/D转换器有什么差别？Σ-Δ型模数转换器由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成，Σ-Δ调制器量化对象不是传统A/D转换器中信号采样点的幅值，而是相邻两个采样点幅值之间的差值，并将这种值编码为1位的数字信号输出；数字抽取滤波器则具有数字抽取（重采样）和低通滤波的双重功能。
它和传统滤波器最大的差别在于：传统的A/D转换器可以多个通道模拟信号输入共用一个转换器，而Σ-Δ型模数转换器是一个通道一个转换器，传统的A/D转换器每一通道的前端都需要一个抗混叠滤波器，而Σ-Δ型模数转换器因其数字抽取滤波器具有低通滤波功能而避免了混叠失真，所以不需要此器件。
No. 002I2C接口9通道14位电流DAC MAX5112的性能如何？MAX5112是一款14位、9通道电流输出数/模转换器（DAC）（见图1）。
该器件工作在低至3.0V电源，并提供14位的性能，而无需任何调整。
图1MAX5112的内部功能框图器件输出范围优化用于偏置大功率可调节激光源，9个通道中每一路都带有电流源。
并行连接DAC输出可获得额外电流或更高的分辨率。
器件包含内部基准。
I2C兼容接口能够以高达400MHz的时钟速率驱动器件，通过高电平有效的异步CLR输入能够将DAC复位至0，无需使用串口。
器件为驱动接口逻辑电路提供独立的电源输入。
MAX5112工作在-40℃～+105℃温度范围，提供3mm×3mm、36焊球WLP 和5mm×5mm、32引脚TQFN封装。
MAX5112的特点和优势：●低至3.0V的供电电压●集成多路复用器用于输出1和输出2●并行连接输出可增大电流或提高分辨率●I2C兼容串行接口●内部基准●过热保护●-40℃～+105℃温度范围●提供36焊球WLP或32引脚TQFN封装No. 003A/D前都需要加抗混叠滤波器吗？根据奈奎斯特采样定律，A/D的采样频率fs必须高于信号最高频率的两倍，因此一般A/D在进行数模转换前，都会在A/D前加一个抗混迭滤波器，滤去fs/2以上的频率，消除混迭失真的影响。
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。
《数字电子技术》康华光 习题&解答 第十章 模数与数模转换器
《数字电子技术》康华光 习题&解答第十章 模数与数模转换器10.1 D/A 转换器，其最小分辨电压V LSB =4mV ，最大满刻度输出电压V om =10V ，求该转换器输入二进制数字量的位数。
该转换器输入二进制数字量的位数为12。
10.2 在10位二进制数D/A 转换器中，已知其最大满刻度输出模拟电压V om =5V ，求最小分辨电压V LSB 和分辨率。
121omSLB -=nV V最小分辨电压 mV51023512om SLB ≈=-=nV V分辨率001.01023112112110≈=-=-n10.3图题10.3所示电路可用作阶梯波发生器。
如果计数器是加/减计数器，它和D/A 转换器相适应，均是10位（二进制），时钟频率为1MHz ，求阶梯波的重复周期，试画出加法计数和减法计数时D/A 转换器的输出波形（使能信号S=0，加计数；S=1，减计数）。
V R EF9D D 0D /A 转换器2加/减计数器10Q Q 9S C POv图题10.3ii in i nDR R V DR R V V 22229i101f REF 1i1f REF o ∑∑=-===i i D K 29i ∑==当D/A 转换器的输入为000H 时，o =K V 。
当D/A 转换器的输入为3FFH 时，1023o=KV 。
S=0时，加法计数，D/A 转换器的输出波形见图T10.3 S=1时，减法计数，D/A 转换器的输出波形见图T10.3。
S =1时，减法计数阶梯波的重复周期T =2n T PC =1024×10-6≈1mS10.4 在A/D 转换过程中，取样保持电路的作用是什么？量化有哪两种方法，他们各自产生的量化误差是多少？应该怎样理解编码的含义，试举例说明。
在A/D 转换过程中，取样保持电路的作用是：对输入的模拟信号在一系列选定的瞬间取样，并在随后的一段时间内保持取样值，以便A/D 转换器把这些取样值转换为输出的数字量。
数模转换习题
一、填空题1．将模拟信号转换为数字信号应采用转换器。
将数字转换成为模拟信号应采用转换器2．A/D转换过程有、、、四个步骤。
采样频率至少应是模拟信号最高频率的倍。
3．A/D转换中量化的方式有及两种，如量化单位为△，则量化误差分别为和。
4．A/D转换器的分辨率为，与转换的有关，愈多，精度愈。
5．设满量程输入为1V，转换位数为10位，则A/D转换器最小可分辨的电压为，分辨率为。
6．和T型电阻D/A转换器相比，倒T型电阻D/A转换器的优点是。
7．如果将一个最大幅值为5.1V的模拟信号转换为数字信号，要求模拟信号每变化20mV能使数字信号最低位（LSB）发生变化，那么应选用位的转换器。
8．在6位倒T型电阻网络D/A转换器中，若V REF =8V，R=R F=10k Ω，试计算：（1）实际输出电流I REF、输出电压u O的范围。
（2）输入二进制码为100111时，求输出电压u O；（3）若输出电压为-2.625V，相应的输入数字信号是什么？一、模数， 数模1、 采样、 保持、 量化、 编码2、 只舍不入， 有舍有入， △， （1/2）△3、 1/2n , 位数， 位数， 高4、 1/210， 1/10245、 速度更快6、 8二、 1、 （1）I REF =V REF / R = 8V/10k Ω= 0.8mA 当输入二进制码为000000时，u O = u Omin =0V 当输入二进制码为111111时，u O = u Omax =i 160i 6REF22-∑⨯=i d V =6REF 2-V (26-1)= -648×63=-7.875V 所以输出电压u O 的范围为 0V ~ -7.875V 。
（2）当输入二进制码为100111时， u O =6REF 2-V (25+22+21+20 ) = -648×（32+7）= -4.875V （3）若输出电压为-2.625V ，则由u O =i 160i 6REF22-∑⨯=i d V = -2.625Vi 160i 2∑×=i d = 2.625×26/8=21， 又21=（16+4+1）=24+22+20所以相应的输入数字信号是：010101。
第9章 数模与模数转换-习题答案
第9章 数模与模数转换9.1 D/A 转换有哪几种基本类型，各自的特点是什么？解：D/A 转换主要包括：权电阻网络DAC ，T 形电阻网络DAC ，倒T 形电阻网络DAC ，权电流DAC 。
权电阻型DAC ：结构简单；电阻取值范围过大。
T 形电阻网络DAC ：仅用R 、2R 两种阻值；转换速率较慢。
倒T 形电阻网络DAC ：转换速率快。
权电流DAC ：恒流源取代电阻网络，避免了模拟开关压降引起的转换误差，提高了转换精度。
9.2 有一理想指标的5位D/A 转换器，满刻度模拟输出为12 V ，若数字量为11001，采用下列编码方式时，其归一化表示法的DAC 输出电压V o 分别为多少？（1）自然加权码；（2）原码；（3）反码；（4）补码；（5）偏移码。
解：(1) ∵FSR=12V X 1～X 5 ＝11001 (25)10∴O 52525V FSR 129.375 V 322==×= (2) X 1～X 5 ＝11001 为原码，（－9）O 49FSR 912V 3.375 V 21622=−=−×=− (3) X 1～X 5 ＝11001 为反码∴ 原码＝10110 （－6）∴ O 46FSR 612V 2.25 V 21622=−=−×=− (4) X 1～X 5 ＝11001 为补码∴ 原码＝10111 （－7）∴ O 47FSR 712V 2.625V 21622=−=−×=− (5) X 1～X 5 ＝11001 为偏移码∴ 原码＝ 补码 = 01001 （＋9）∴ O 49FSR 912V 3.375 V 21622==×=9.3 图9.2中，若V ref = 8 V ，R = 1 k Ω，R f = 1 k Ω，求：（1）数字量X 1X 2X 3 = 010和100时，V o 分别为多少？（2）分辨率|V o min |等于多少？（3）最大值V o max 等于多少？（4）满刻度值FSR 等于多少？解：图9.2的3位权电阻DAC 电路中(1) X 1X 2X 3 = 010 时, 21012332222282 4 V 82ref f O V R X X X V R ++××=−=−=− X 1X 2X 3 = 100 时, 32848 V 2O V ××=−=− (2) 分辨率 min 321 2 V 2ref f O V R V R == (3) 最大值 3max 322114 V 2ref f O V R V R −=−=− (4) 满刻度值 28 V ref fV R FSR R ==9.4 5位T 形电阻DAC 电路中，V ref = 20 V ，R = R f = 2 k Ω，当数字量X 1X 2X 3X 4X 5 = 10101时，输出电压V o 为多少？FSR 等于多少？解：5位T 型电阻DAC ：43210123455222222ref f O V R X X X X X V R++++=− 5202113.125 V 2×=−=− 20 V ref f V R FSR R==9.5 10位倒T 形电阻DAC 电路中，V ref = 18 V ，R = 2 k Ω，R f = 1 k Ω，求：（1）输出电压V o 的变化范围；（2）若10位数字量X 1~X 10 = 0001011010时，输出电压V o 的值。
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 。
第8章-模-数和数-模转换器习题解答
复习思考题8-1 常见的D/A转换器的电路结构有哪些类型？它们各有什么特点？答：目前常用的有权电阻网络D/A转换器、倒T形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器和权电容网络D/A转换器等。
权电阻网络D/A转换器结构简单，所用的元件数较少，但电阻阻值相差太大，精度不够高。
倒T形电阻网络D/A转换器克服了阻值相差太大的缺点，但模拟开关存在导通电阻，容易引起误差。
权电流型D/A转换器采用恒流源电路，不受模拟开关导通电阻的影响，但是电路较为复杂。
8-2 D/A转换器的输出量是与输入量一定相等吗？答：一般情况下是不相等的，因为在转换的时候存在这样或那样的误差。
8-3 权电阻网络D/A转换器中的电阻值有什么关系？答：权电阻网络D/A转换器中电阻值的选择应遵循一定原则：流过各电阻支路的电流I i和对应D i位的权值成正比。
例如，对四位权电阻网络D/A转换器来说，数码最高位D3，其权值为23，驱动开关S3连接的电阻R3=23-3=20R；最低位D对应的驱动开关为S0，它连接的权电阻为R=23-0=23R。
因此，对于任意位D i，其权值为2i，驱动开关S i，连接的权电阻值为R i=2n-1-i R，即位权越大,对应的权电阻值就越小。
8-4 影响倒T形电阻网络D/A转换器转换精度的因素有哪些？答：首先，网络中两种电阻R和2R要保证严格的2倍关系。
其次，模拟开关存在导通电阻，为了保证支路的电流大小关系，模拟开关导通电阻也要按照相应的2的整数倍关系递增或递减。
在实际生产过程中，模拟开关导通电阻很难做到这一点。
8-5 D/A转换器的分辨率与A/D转换器的分辨率有何区别?答：D/A转换器分辨率：表示D/A转换器对输入微小量变化的感应程度，是理论上可以达到的精度。
其定义是指输入数字量最低有效位为1时，对应输出可分辨的电压变化量ΔU与最大输出电压Um之比。
A/D转换器分辨率：表示A/D转换器在理论上能够达到的精度，以输出二进制(或十进制)数的位数表示，它描述对输入信号的分辨能力。
数模和模数转换习题解答
图 8-20 图题
解：由图可知， 74LS161 组成的十六进制计数器，其输出在时钟
CLK作用下，从 0000 ～
1111 循环输出，故 AD7520 的 d 3～ d 0 也从 0000～ 1111 循环输入。
当 d 9 、 d8 、 d 7 、 d 6分别为 1，其他位为 0 时，有
解：
D max u I
255 uI
由 D x = uImax
VREF
可知
当 D x =80H=时， 128 当 D x =FFH=时， 240
255 u I ，得到 u I
5V 255 5V uI ，得到 u I
2.5V ； 4.7V ；
8-12 已 知 在 逐 次 渐 近 型 A/D 转 换 器 中 的 10 位 D/A 转 换 器 的 最 大 输 出 电 压
8-14 双 积 分 型 ADC 中 的 计 数 器 若 做 成 十 进 制 的 ， 其 最 大 计 数 容 量
N 1 (1999) 10 (2000) 10 ，时钟脉冲频率 f C 10 KHZ，则完成一次转换最长需要多长时
间若已知计数器的计数值 N2 (369)10 ，基准电压 VREF
6V ，此时输入电压 u i 有多大
B. 成反比
C. 无
8）集成 ADC0809 可以锁存 8
路 B. 8 路
C. 10 路
模拟信号。 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
(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。
数字电子技术基础 第08章数模和模数转换习题
U REF 9 i I OUT1 = 10 ∑ 2 Di 2 R i=0 U 由于V-=V+=0, I B = B ,因此If=Iout1+IB(KCL) RB 9 U REF U U NB U uO = − I f R f = − 10 R f ∑ 2i Di − B R f uO = − REF 10 R f − B R f RB R 2 RB 2 R i=0 由N B = 0时,uO = 5V,可得U B = 10V,RB = 2 R f
8.8 试分别求出八位D/A转换器和十位D/A转换器的分辨率各为多少?
1 1 = 分辨率8 = 8 2 − 1 255 1 1 = 分辨率10 = 10 2 − 1 1023
8.9 试说明影响D/A转换器转换精度的主要原因有哪 些。
答: D/A转换器的转换误差分为比例系数误差、失调误差和非线 性误差等几种类型。 比例系数误差指实际转换特性曲线的斜率与理想转换特性曲 线的斜率的偏差。它主要是由参考电压UREF的波动引起 的。 失调误差由运算放大器的零点漂移所引起的，使输出电压的 转移特性曲线发生平移，失调误差电压的大小与输入数 字量无关。 非线性误差是一种没有一定变化规律的误差，一般用在满刻 度范围内。引起非线性误差主要原因有模拟开关的导通 内阻和导通压降、电阻网络中电阻值的偏差等。
8.12 在图8.13所示并行比较型A/D转换器中，UREF=7V，试 问电路的最小量化单位Δ等于多少，当uI=2.4V时输出数字量 D2D1D0为多少，此时的量化误差ε为多少? 解: Δ=2/15×7=14/15V 数字量 D2D1D0=2.4/Δ=2.57=3=011 量化误差ε=Δ/2=7/15V
D0 D1 D2 D7 D8 D9 R AD7520 10kΩ IOUT1 IOUT2 S0 2R 2R S1 2R S2 2R S7 2R S8 2R 10kΩ R R R R R S9 2R 20kΩ UREF R A ∞ uO Rf
数模及模数转换器习题解答
自我检测题1．就实质而言，D/A转换器类似于译码器，A/D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。
3．A/D转换的过程可分为采样、保持、量化、编码4个步骤。
4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D转换器而言，双积分型的抗干扰能力强，逐次逼近型的转换速度快。
5．A/D6．8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，若输入数字量只有最高位为1时，则输出电压为V。
A．0.039 B．2.56 C．1.27 D．都不是7．D/A转换器的主要参数有、转换精度和转换速度。
A．分辨率B．输入电阻C．输出电阻D．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。
V REFv O图T7.8A ．∑=⨯-=303REF o 22i iiD V vB ．∑=⨯-=304REFo 2232i iiD 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。
解：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。
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。
增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。
D/A 转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。
10．比较权电阻型、R -2R 网络型、权电流型等D/A 转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较。
解：权电阻型D/A 转换器的精度取决于权电阻精度和外接参考电源精度。
由于其阻值范围太宽，很难保证每个电阻均有很高精度，因此在集成D/A 转换器中很少采用。
R -2R 网络型D/A 转换器电阻网络中只有R 和2R 两种阻值的电阻，且比值为2。
虽然集成电路技术制造的电阻值精度不高，但可以较精确地控制不同电阻之间的比值，从而使R -2R 网络型D/A 转换器获得较高精度。
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（ ）。
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。
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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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 21V3）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。
6）A/D 转换过程中，量化误差是指 1个LSB 的输出变所对应的模拟量的范围 ，量化误差是 不可 消除的。
8-3 要求某DAC 电路输出的最小分辨电压LSB V 约为5m Ｖ，最大满度输出电压m U =10Ｖ，试求该电路输入二进制数字量的位数Ｎ应是多少？解： V V LSB 005.010231101211010≈⨯=-⨯=2000005.01012==-N20002≈N11≈N所以，该电路输入二进制数字量的位数Ｎ应是11。
8-4 已知某DAC 电路输入10位二进制数，最大满度输出电压m U =5Ｖ，试求分辨率和最小分辨电压。
解：其分辨率为0.1%=≈=-001.010********因为最大满度输出电压为5Ｖ，所以，10位DAC 能分辨的最小电压为：mV V V LSB 5005.0102315121510=≈⨯=-⨯=8-5 设REF V =+5Ｖ，试计算当DAC0832的数字输入量分别为7FH ，81H ，F3H 时（后缀H 的含义是指该数为十六进制数）的模拟输出电压值。
解：若采用内部反馈电阻，当DAC0832的数字输入量为7FH 时，因为7FH 的数值为127，所以模拟输出电压值为：V D V D R R V R i u REF fREF f o o 48.212725652288-≈⨯-=⋅-=⋅⋅⋅-=-= 当DAC0832的数字输入量为81H 时，因为81H 的数值为129，所以模拟输出电压值为：V D V D R R V R i u REF fREF f o o 52.212925652288-≈⨯-=⋅-=⋅⋅⋅-=-= 当DAC0832的数字输入量为F3H 时，因为F3H 的数值为243，所以模拟输出电压值为：V D V D R R V R i u REF f REF f o o 75.424325652288-≈⨯-=⋅-=⋅⋅⋅-=-=8-6 在AD7520电路中，若DD V =10Ｖ，输入十位二进制数为，试求：1）其输出模拟电流o i 为何值（已知k Ω10=R ）？2）当k Ω10F ==R R 时，外接运放Ａ后，输出电压应为何值？解：1）其输出模拟电流o i 为o i =⋅⋅V R D REF 210mA 708.01024725)141664128512(2101010≈=+++++⋅⋅= 2）当Ω==k R R f 10时，外接运放Ａ后，输出电压应为f o o R i u -=V 08.710708.0-=⨯-=8-7 用DAC0832和4位二进制计数器74LS161，设计一个阶梯脉冲发生器。
要求有15个阶梯，每个阶梯高Ｖ。
请选择基准电源电压REF V ，并画出电路图。
解：要求设计的阶梯波脉冲有15个阶梯，也即需要将参考电源分为16等分，所以参考电源的大小应为VREF=16*=-8V 。
将74LS 的4位输出连接到DAC 的D7-D4上，而D3-D0接地，这样通过计数器输出的16个计数状态，就可以从DAC 的输出端得到16个等间隔大小的模拟量输出。
它们之间的关系如下所示01234051627385.044(2222(28Q Q Q Q Q Q Q Q u O +++=⨯+⨯+⨯+⨯--=8-8 某8位D/A 转换器，试问：1）若最小输出电压增量为Ｖ，当输入二进制01001101时，输出电压位多少伏？2）若其分辨率用百分数表示，则为多少？3）若某一系统中要求的精度由于%，则该D/A 转换器能否使用？解：1）最小输出电压增量为Ｖ，即Omin u =Ｖ，则输出电压i n i i O D u u 211Omin ⨯⨯=∑-= 当输入二进制码01001101时输出电压54.17702.0=⨯=O u Ｖ2）分辨率用百分数表示为%39.0%10025502.002.0%100Omax Omin =⨯⨯=⨯u u 3）不能。
8-9 已知10位R-2R 倒T 型电阻网络DAC 的R R =F ，REF V =10V ，试分别求出数字量为0000000001和11时，输出电压o u 。
解：输入数字量为0000000001时的输出电压：输入数字量为11时的输出电压为：8-10 如图图8-20所示电路为由AD7520和计数器74LS161组成的波形发生电路。
已知V V 10REF -=，试画出输出电压o u 的波形，并标出波形图上各点电压的幅度。
图8-20 图题解：由图可知，74LS161组成的十六进制计数器，其输出在时钟CLK 作用下，从0000～1111循环输出，故AD7520的03d d ～也从0000～1111循环输入。
当9d 、8d 、7d 、6d 分别为1，其他位为0时，有19=d 时，O u =5V ；8d =1时，O u =；7d =1时，O u =；6d =1时，O u =，由此可以画出O u 波形如下图所示。
8-11 设5REF =V V ，当ADC0809的输出分别为80H 和F0H 时，求ADC0809的输入电压21i i u u 和。
解：由x D =I REF I Imax max 255u V u u D ⨯=⨯可知当x D =80H=时，128I V5255u ⨯=，得到V 5.2I =u ； 当x D =FFH=时，240I V 5255u ⨯=，得到V 7.4I =u ；8-12 已知在逐次渐近型A/D 转换器中的10位D/A 转换器的最大输出电压V 322.14Omax =V ，时钟频率Z MH 1=C f 。
当输入电压V 45.9I =u 时，求电路此时转换输出的数字状态及完成转换所需要的时间。
解：1）求转换的数字输出状态因其D/A 转换器的最大输出电压Omax u 已知，而且知道此DAC 为10位，故其最低位为“1”时输出为V 014.01214.322V 1210max Omin =-=-=n O V u 故当输入电压V 45.9I =u 时的数字输出状态为210)1010100011()675(V014.09.45V == 即09d d ～=112）求完成此次转换所需的时间t由逐次渐近型A/D 的过程可知，无论输入信号I u 的大小，其最后的数字输出状态都必须在第n+2个时钟脉冲到后才能输出，所以转换时间与输入信号的大小无关，只与转换的位数有关，故μs 121011)210(1)2(6=⨯⨯+=+=s f n t C8-13 某8位ADC 输入电压范围为0～＋10Ｖ，当输入电压为Ｖ和Ｖ时，其输出二进制数各是多少？该ADC 能分辨的最小电压变化量为多少m Ｖ？ 解：因为N V u N REF i ⋅=2n REF i V u 2⋅=n REFi V u 2⋅= 所以，当输入电压为Ｖ时，1157.114256448.021048.482≈≈⨯=⨯=N （采用四舍五入法） 转换成二进制数为01110011。
当输入电压为Ｖ时，2009.199256781.021081.782≈≈⨯=⨯=N （采用四舍五入法） 转换成二进制数为。
8-14 双积分型ADC 中的计数器若做成十进制的，其最大计数容量N 1101019992000=≈()()，时钟脉冲频率10=C f KHZ ，则完成一次转换最长需要多长时间？若已知计数器的计数值，基准电压V V REF 6-=-，此时输入电压i u 有多大？ 解：双积分型ADC 完成一次转换最长需要的时间是第一次积分时间T 1的二倍，而C NT T =1（式中，T C 为时钟脉冲的周期，Ｎ为计数器的最大容量）。
因为mS f T c C 1.01011===，所以完成一次转换最长需要的时间 S mS NT T T C 4.04001.020002221max ==⨯⨯===因为C REFi T N V u T ⋅⋅=2，，所以N V u N REFi ⋅=2 V N N V u REF i 107.1369200062=⨯=⋅= 可见完成一次转换最长需要的时间为秒；若已知计数器的计数值102)369(=N ，基准电压V V REF 6-=-，此时输入电压i u 为伏。
8-15 在双积分型ADC 中，若计数器为8位二进制计数器，CP 脉冲的频率Z kH 10=C f ，10REF -=-V V 。
1）计算第一次积分的时间；2）计算i u =Ｖ时，转换完成后，计数器的状态；3）计算i u =Ｖ时，转换完成后，计数器的状态。
解：1）第一次积分时间C NT T =1（式中，C T 为时钟脉冲的周期，Ｎ为计数器的最大容量）。
所以，mS f NT T C C 6.251012561281=⨯=⋅==。
2）因为N V u N REF i ⋅=2n REF i V u 2⋅=n REFi V u 2⋅=，所以当i u =Ｖ时，转换完成后，计数器的状态为： 96256375.021075.3282=⨯=⨯=⋅=n REF i V u N 转换成二进制数为01100000。