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1、-作者xxxx-日期xxxx第11章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器 習(xí)題與參考答案【精品文檔】第11章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器 習(xí)題與參考答案【題11-1】 反相運(yùn)算放大器如圖題11-1所示,其輸入電壓為10mV,試計(jì)算其輸出電壓VO。圖題11-1解:輸出電壓為:【題11-2】 同相運(yùn)算放大器如圖題11-2所示,其輸入電壓為10 mV,試計(jì)算其輸出電壓VO。圖題11-2解:【題11-3】 圖題11-3所示的是權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器與其輸入數(shù)字信號(hào)列表,若數(shù)字1代表5V,數(shù)字0代表0V,試計(jì)算D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓VO。D3D2D1D0VO00010011010001010110011110005V 圖題11
2、-3【題11-4】 試計(jì)算圖題11-4所示電路的輸出電壓VO。圖題11-4解:由圖可知,D3D0=0101因此輸出電壓為:【題11-5】 8位輸出電壓型R/2R電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓為5V,若數(shù)字輸入為10011001,該轉(zhuǎn)換器輸出電壓VO是多少?解:【題11-6】 試計(jì)算圖題11-6所示電路的輸出電壓VO。圖題11-6解:【題11-7】 試分析圖題11-7所示電路的工作原理。若是輸入電壓VIN=7.5V,D3D0是多少?圖題11-7解:D3=1時(shí),D3=0時(shí),VO=0。 D2=1時(shí),D2=0時(shí),VO=0。 D1=1時(shí),D1=0時(shí),VO=0。D0=1時(shí),D0=0時(shí),VO=0由此可知:輸
3、入電壓為7.5V,D3D0=1101,這時(shí)VO=6V+1.5V+0.75V=8.25V,大于輸入電壓VIN=7.5V,比較器輸出低電平,使與非門(mén)74LS00封鎖時(shí)鐘脈沖CLK,74LS293停止計(jì)數(shù)?!绢}11-8】 滿(mǎn)度電壓為5V的8位D/A轉(zhuǎn)換器,其臺(tái)階電壓是多少?分辨率是多少?解:臺(tái)階電壓為分辨率為:【題11-9】 若是分辨率要求小于1%,至少要多少位D/A轉(zhuǎn)換器?解:1%=1/100>1/2n ,有2n>100 可知n應(yīng)該大于等于7,因此D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)至少7位?!绢}11-10】 解釋什么是D/A轉(zhuǎn)換器的偏移誤差?偏移誤差可消除嗎? 解:偏移誤差是D/A轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)字為0時(shí)
4、,輸出電壓不為0,輸出電壓的大小就是偏移誤差,偏移誤差可以用在輸出電壓上疊加電壓的方法消除。【題11-11】 如果D/A轉(zhuǎn)換器的參考電源發(fā)生了變化,將引起哪種誤差?解:引起增益誤差?!绢}11-12】 如果D/A轉(zhuǎn)換器0832的輸入數(shù)字為AF(16),參考電壓為5V,其輸出電流IOUT1是多少? 解:【題11-13】 在學(xué)過(guò)的幾種A/D轉(zhuǎn)換器中,哪種轉(zhuǎn)換速度快?哪種轉(zhuǎn)換位數(shù)多?解:并聯(lián)A/D轉(zhuǎn)換速度最快,位數(shù)最多?!绢}11-14】 逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換位數(shù)之間有什么關(guān)系?解:轉(zhuǎn)換時(shí)間取決于轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換位數(shù),若位數(shù)為n,轉(zhuǎn)換時(shí)鐘周期為T(mén)C,則最小轉(zhuǎn)換時(shí)間是nTC?!绢}11-15】 某
5、10位A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓為4.096V,該轉(zhuǎn)換器能區(qū)分的輸入模擬信號(hào)最小變化量為多少?分辨率是多少? 解:最小變化量是4mV,分辨率是1/1024=0.097%【題11-16】 A/D轉(zhuǎn)換器的采樣頻率與輸入信號(hào)頻率之間應(yīng)該滿(mǎn)足什么關(guān)系? 解:按照采樣定理,采樣頻率至少是輸入信號(hào)最高有效頻率的2倍?!绢}11-17】 采樣/保持電路的作用是什么? 解:采樣保持電路可以在A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入A/D轉(zhuǎn)換器的電壓穩(wěn)定,減小轉(zhuǎn)換誤差。【題11-18】 如何采用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)多路模擬量轉(zhuǎn)換?解:可以采用多路轉(zhuǎn)換器,就是采用模擬開(kāi)關(guān)選擇A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)。【題11-19】 A/D轉(zhuǎn)換器0809
6、的輸入電壓與輸出數(shù)字之間,具有什么關(guān)系? 解:【題11-20】 試用D/A轉(zhuǎn)換器0832與計(jì)數(shù)器74LS161組成10個(gè)臺(tái)階的階梯電壓發(fā)生器,要求畫(huà)出完整原理圖。(從0V不斷升高,每次升高一個(gè)臺(tái)階,在最高電壓處返回0V后,再重復(fù)升高過(guò)程的電壓波形就是階梯電壓)解:根據(jù)題意有原理圖如下。*【題11-21】 試用A/D轉(zhuǎn)換器0804組成一個(gè)8位A/D轉(zhuǎn)換電路,輸入模擬電壓范圍為05V,采用2個(gè)十六進(jìn)制顯示的共陽(yáng)數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果,用CPLD器件MAX7128S實(shí)現(xiàn)、并用Verilog HDL描述十六進(jìn)制-7段譯碼器。要求畫(huà)出完整電路圖與十六進(jìn)制-7段譯碼器的Verilog HDL描述。第12章 習(xí)
7、題與參考答案【題12-1】 某數(shù)字電路輸入端低電平有效,試設(shè)計(jì)一個(gè)按鍵電路給該數(shù)字電路輸入端提供信號(hào)。解:【題12-2】 試設(shè)計(jì)一個(gè)輸出低電平有效消除抖動(dòng)的按鍵電路。解:【題12-3】 試設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)關(guān)量光耦隔離電路,當(dāng)某開(kāi)關(guān)閉合時(shí),向數(shù)字電路輸出高電平有效的信號(hào)(數(shù)字電路側(cè)電源為+5V,開(kāi)關(guān)量側(cè)電源為+12V)?!绢}12-4】 現(xiàn)有74LS160需要外接發(fā)光二極管顯示其輸出端的電平,要求輸出高電平使發(fā)光二極管亮,試設(shè)計(jì)該電路(電源為+5V)。解:【題12-5】 試設(shè)計(jì)一個(gè)采用74HC595的8位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示電路,由于室內(nèi)顯示,不需要很亮,可以采用74HC595直接驅(qū)動(dòng)(電源為+5V)。解:采
8、用74HC595掃描驅(qū)動(dòng)。電路圖如下:【題12-6】 某繼電器工作電壓12V,工作電流50mA,若采用74LS00門(mén)電路輸出的有效高電平控制,試設(shè)計(jì)該繼電器驅(qū)動(dòng)電路。解:基極限流電阻RB=(VOH。這里取VOH=2.4V,VBE驗(yàn)證:IB=(VOH-0.7)/5.1 k=0.33mA,IC=IB××180=59mA由于集電極電流IC大于繼電器工作電流,所以可以使三極管飽和?!绢}12-7】 某繼電器工作電壓6V,工作電流50mA,若采用74HC04門(mén)電路輸出的有效高電平控制,試設(shè)計(jì)光耦隔離電路驅(qū)動(dòng)該繼電器(電源為+6V)。解:TLP521二極管的電流為IF=(VOH-1V)/
9、330=(4V-1V)/3301mA,由于TLP521的電流傳輸比CTR=16,若取最小值1,則流過(guò)光耦三極管的電流為1mA,該電流流入9013的基極(忽略電阻R3),使流入9013集電極的臨界飽和電流為180mA(=180),遠(yuǎn)大于繼電器的工作電流50mA,因此9013可以可靠飽和。【題12-8】 非門(mén)74LS04輸出低電平有效,現(xiàn)需要驅(qū)動(dòng)電壓為12V、線(xiàn)圈阻值為300W的繼電器,試設(shè)計(jì)該繼電器的驅(qū)動(dòng)電路。解:繼電器工作電流為 12V/300=40mA1mA,由于TLP521的電流傳輸比CTR=16,若取最小值1,則流過(guò)光耦三極管的電流為1mA,該電流流入9013的基極(忽略電阻R3),使流入9013集電極的臨界飽和電流為180mA(=180),遠(yuǎn)大于繼電器的工作電流40mA,因此9013可以可靠飽和。【題12-9】 某共陽(yáng)數(shù)碼管中每段都是由4個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)構(gòu)成,若數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電源為12V,試采用74LS247譯碼電路設(shè)計(jì)該數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路(可用ULN2803)。解:
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