数模与模数转换器习题与参考答案

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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 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 988.21532565100110012

58≈==

)( 【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 5625.1516501012

5~240==-=-=)()(

【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。

【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,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=%

【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。

*【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

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