數(shù)電課后答案第9章ad轉(zhuǎn)換和da

1、第 9 章 A/D 轉(zhuǎn)換與 D/A 轉(zhuǎn)換9-1一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的分辨率為多少？1解答：n 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的分辨率為，因此 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的分辨率為2n 11 4% 。28 19-2（1）（2）圖 9-27 所示電路為 4 位 T 形電阻 D/A 轉(zhuǎn)換器。試分析其工作原理，求出 vO 的表達(dá)式；如果已知 n=8 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器中， VREF=-10V ， Rf=3R ，輸入D=11010100 時(shí)，輸出電壓 vO=？（3） 如果 Rf=2R，對(duì)應(yīng)（2）中的輸出電壓 vO 又是多少？解答 ：（1）S3、S2、S1、S0 為模擬開(kāi)關(guān)，分別受輸入代碼 d3、d2、d1、d

2、0 的狀態(tài)控制，也就是說(shuō)輸入代碼的高低電平狀態(tài)可控制流入集成運(yùn)放 A 反相輸入端的電流，也就控制了輸出電壓的大小。從而使得輸出電壓與輸入的數(shù)字代碼例關(guān)系。輸出電壓表達(dá)式為：VREF (d 23 d 22 d 21 d 20 ) 3RO321024 3R VREF (d 23 d 22 d 21 d 20 ) VREF D32102424（2）如果已知 n=8 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器中，VREF=-10V，Rf=3R，輸入 D=11010100時(shí)，同理可推出 n=8 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓 VREF D ，即 8.3V 。OO28（ 3 ） 如 果 Rf=2R ， 對(duì) 應(yīng) （ 2 ） 中

3、的 輸 出 電 壓 為VREFD 2R 2VREF D 。 O28 3R3 289-3在圖 9-8 所示的倒 T 形電阻 D/A 轉(zhuǎn)換器 5G7520 的應(yīng)用電路中，若n=10，VREF=-10V，Rf=R，輸入 D=0110111001 時(shí)，輸出電壓 vO=？解答：輸出電壓為v mVREF D 1 (10) 441V 4.31VO2n10249-4一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓增量 VLSB 為 0.02V，當(dāng)輸入代碼為 01001101 時(shí)，輸出電壓 vO 為多少？1解答：輸出電壓為vO VLSB D 0.02 77V 1.54V9-5不經(jīng)過(guò)采樣、保持可以直接進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換

4、嗎？為什么？在采樣保持電路，選擇保持電容 Ch 時(shí)，應(yīng)考慮哪些？解答：A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，由于輸入的模擬信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)的，而輸出的數(shù)字信號(hào)是離散的，因此 A/D 轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過(guò)采樣、保持、量化及編碼 4 個(gè)過(guò)程。采樣就是把連續(xù)變化的模擬信號(hào)在一段時(shí)間內(nèi)的信號(hào)用選定的瞬間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值來(lái)表示，此值經(jīng)量化/編碼，便得到其對(duì)應(yīng)的數(shù)字代碼；采樣的值是瞬時(shí)的，在下一個(gè)采樣時(shí)刻到來(lái)之前這個(gè)值必須保持，否則對(duì)其操作的控制器來(lái)說(shuō)則讀不到轉(zhuǎn)換器的輸出值。因此不經(jīng)過(guò)采樣、保持不可以直接進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。保持電容是保證輸出電壓保持不變的關(guān)鍵，其容量的大小將影響輸出電壓的下降率，容量越大，輸出電壓下降率越低。然而加大電

5、容量會(huì)使獲取時(shí)間變長(zhǎng)，所以在選擇 Ch 時(shí)，其容量大小應(yīng)兼顧輸出電壓下降率與獲取時(shí)間兩方面的要求。9-6逐次漸近型 A/D 轉(zhuǎn)換器中的 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的 Omax 10.2V ，若輸入 I 4.4V ，則轉(zhuǎn)換后的數(shù)字輸出 D 為多少？28 1255解答： D vvI 4.4 11010.2OMAX9-7一個(gè)原理同圖 9-16 所示的 10 位逐次漸近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，若時(shí)鐘頻率為 100kHz，試計(jì)算完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。解答： 10 位逐次漸近型 A/D 轉(zhuǎn)換完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)鐘周期數(shù)為10+1+1=12。若時(shí)鐘頻率為 100kHz，則完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間為 0.12ms。9

6、-8在雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器中，若| vI | vR |，試問(wèn)轉(zhuǎn)換過(guò)程中將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解答：雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器中，若| vI | vR |，則根據(jù)第二階段積分計(jì)數(shù)器的2n值 N2 V VI 可知，N2 將達(dá)到計(jì)數(shù)器的最大值，對(duì)大于| vR |的輸入來(lái)說(shuō)，其輸出R都為計(jì)數(shù)器的最大值，因此轉(zhuǎn)換結(jié)果失效。9-9已知雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器中，計(jì)數(shù)器由 8 位二進(jìn)制組成，時(shí)鐘脈沖頻率 fc=10kHz，求完成一次轉(zhuǎn)換最長(zhǎng)需要多少時(shí)間？2解答：雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器中第二階段積分使得計(jì)數(shù)器達(dá)到最大值時(shí)需要的轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)。并且，對(duì)于 n 位轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，第一階段積分時(shí)間為T 2nT ；1C2nT

7、第二階段積分時(shí)間為T2 C VI ，計(jì)數(shù)器達(dá)到最大值對(duì)應(yīng)T2 (2 1)TC 。完成一nVR次轉(zhuǎn)換最長(zhǎng)時(shí)間為T T T 2nT (2n 1)T ，對(duì)于時(shí)鐘脈沖頻率 fc=10kHz 的12CC8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)T (281 1)T 51.1msC9-10若雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器中的計(jì)數(shù)器由 4 片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CT54290 組，時(shí)鐘脈沖頻率 fc=50kHz，積分器成，附加位觸發(fā)器由一個(gè) T 觸發(fā)器R=100k，C=1F，輸入電壓范圍 vI=（05）V，試求：（1） 第一次積分時(shí)間 T1。（2）積分器的最大輸出電壓。（3） 若 VR=-10V，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值 N2=2610 時(shí)，表

8、示輸入電壓 vI 為多大？解答 ：（1）第一次積分時(shí)間T 104 / 50kHz=200ms 。1（2）積分器的最大輸出電壓200 103100 103 1106TvO1(t) 1 I 5 10VRCN2 V 2610 (10V) 2.61V 。（3） IR1041049-11圖 9-28 所示電路中，CB7520 倒 T 形 D/A 轉(zhuǎn)換器和 CT7555 定時(shí)器頻率可編程的多諧振蕩器，各器件參數(shù)如圖 9-28 所示。（1）當(dāng)輸入d9d8d7 d6 d5d4d3d2d1d0 0000000000 和d9d8d7 d6 d5d4d3d2d1d0 1111111111時(shí)，分別計(jì)算其對(duì)應(yīng)的 vO1

9、 電壓值。（2）試計(jì)算輸出頻率的范圍。解答 ：（1） vO1 電壓表達(dá)式為： v mVREF D ，其中 n=10，m=2，O12n 0V ；當(dāng)輸VREF 4V ，所以當(dāng)輸入d9d8d7 d6 d5d4d3d2d1d0 0000000000 ， vO1入d9d8d7 d6 d5d4d3d2d1d0 1111111111時(shí)， vO1 8V 。3（2）由于圖中 CT7555 定時(shí)器多諧振蕩器，并且控制電壓vCO 接入外部電壓，因此多諧振蕩器振蕩頻率與 vCO 有關(guān)。產(chǎn)生矩形波時(shí)間為V 1 0 CODDCO2T (R R )C ln，低電平時(shí)間為T R Cln R Cln 2 ，振112220 12VDDCOCO2V 1 DDCO2蕩周期為T T T (R R )C