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 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，輸出電壓 vO=？（3） 如果 Rf=2R，對應(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，也就是說輸入代碼的高低電平狀態(tài)可控制流入集成運放 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，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 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，輸出電壓 vO=？解答：輸出電壓為v mVREF D 1 (10) 441V 4.31VO2n10249-4一個 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，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)過采樣、保持可以直接進行 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，應(yīng)考慮哪些？解答：A/D 轉(zhuǎn)換時，由于輸入的模擬信號在時間上是連續(xù)的，而輸出的數(shù)字信號是離散的，因此 A/D 轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過采樣、保持、量化及編碼 4 個過程。采樣就是把連續(xù)變化的模擬信號在一段時間內(nèi)的信號用選定的瞬間點對應(yīng)的值來表示，此值經(jīng)量化/編碼，便得到其對應(yīng)的數(shù)字代碼；采樣的值是瞬時的，在下一個采樣時刻到來之前這個值必須保持，否則對其操作的控制器來說則讀不到轉(zhuǎn)換器的輸出值。因此不經(jīng)過采樣、保持不可以直接進行 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、容量會使獲取時間變長，所以在選擇 Ch 時，其容量大小應(yīng)兼顧輸出電壓下降率與獲取時間兩方面的要求。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 11010.2OMAX9-7一個原理同圖 9-16 所示的 10 位逐次漸近型 A/D 轉(zhuǎn)換器，若時鐘頻率為 100kHz，試計算完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間。解答： 10 位逐次漸近型 A/D 轉(zhuǎn)換完成一次轉(zhuǎn)換所需的時鐘周期數(shù)為10+1+1=12。若時鐘頻率為 100kHz，則完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間為 0.12ms。9

6、-8在雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器中，若| vI | vR |，試問轉(zhuǎn)換過程中將產(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)第二階段積分計數(shù)器的2n值 N2 V VI 可知，N2 將達(dá)到計數(shù)器的最大值，對大于| vR |的輸入來說，其輸出R都為計數(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，計數(shù)器由 8 位二進制組成，時鐘脈沖頻率 fc=10kHz，求完成一次轉(zhuǎn)換最長需要多少時間？2解答：雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器中第二階段積分使得計數(shù)器達(dá)到最大值時需要的轉(zhuǎn)換時間最長。并且，對于 n 位轉(zhuǎn)換器來說，第一階段積分時間為T 2nT ；1C2nT

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

8、示輸入電壓 vI 為多大？解答 ：（1）第一次積分時間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，分別計算其對應(yīng)的 vO1

9、 電壓值。（2）試計算輸出頻率的范圍。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， vO1 8V 。3（2）由于圖中 CT7555 定時器多諧振蕩器，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)生矩形波時間為V 1 0 CODDCO2T (R R )C ln，低電平時間為T R Cln R Cln 2 ，振112220 12VDDCOCO2V 1 DDCO2蕩周期為T T T (R R )C