第11章 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 。

图题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 5625.1516501012

54

===）（

【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 V

V D D V V n n REF O 5625.151********~24

==-=-

=）（）（

【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？

.

.

...

图题11-7

解：D3=1时，V V V O 622123

4

==，D3=0时，V O =0。 D2=1时，V V V O 322122

4

==，D2=0时，V O =0。 D1=1时，V V V O 5.122121

4

==

，D1=0时，V O =0。 D0=1时，V V V O 75.022120

4

==

，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 2278.0256

17515525615161≈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。

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*【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。