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. R

V 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 2

1V 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 S

B. 1 S

C. S

D. 2 S

5）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. 0

C. 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==-N

20002≈N

11≈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 f

REF f o o 48.21272565228

8-≈⨯-=⋅-=⋅⋅⋅-=-= 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 f

REF f o o 52.212925652

288-≈⨯-=⋅-=⋅⋅⋅-=-= 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 75.424325652

288-≈⨯-=⋅-=⋅⋅⋅-

=-=

8-6 在AD7520电路中，若DD V =10Ｖ，输入十位二进制数为()1011010101

2，

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(2

101010≈=+++++⋅⋅= 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(2

8Q 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 Ｖ

2）分辨率用百分数表示为

%39.0%100255

02.002.0%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：