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VO。
图题11-1
解：输出电压为：
VO??RFVIN?10?10mV?100mV R1
【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VO。
图题11-2
解：VO?（1?RF）VIN?11?10mV?110mV R1【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VO。
D3 0 0 0 0 0 D2 0 0 1 1 1 0 1 1 0 D1 0 1 0 0 D0 1 1 0 1 VO －0.625V －0.625V－1.25V=1.875 －2.5V －0.625V－2.5V=3.125V
1 0 － 1.25=3.75 2.5V－－1 0 1 0 0.625V－2.5V－
1.25=4.375V 5V 图题11-3
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【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压VO。
图题11-4
解：由图可知，D3~D0=0101 因此输出电压为：VO?
【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VO是多少？
5V5V（10011001）?153?2.988V
256285V5V（0101）?5?1.5625V 4162解：VO?
【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压VO。
图题11-6
解：VO??VREF5V5V（D~D）??（0101）?5?1.5625V n0162n24
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【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VIN=7.5V，D3～D0是多少？
.1213..R0(1)R0(2)CKACKB74LS293QAQBQCQD9548+12V.1011D0D1D2D31.11.174LS0411117406&74LS00.1kΩ1kΩ1kΩ1kΩCLK1kΩ20kΩ10kΩ5V20kΩ10kΩ20kΩ10kΩ20kΩVO15V.LM358...20kΩ.VINRESET..
图题11-7
解：D3=1时，VO? D2=1时，VO? D1=1时，VO?D0=1时，VO?12V32?6V，D3=0时，VO=0。 2412V22?3V，D2=0时，VO=0。 2412V12?1.5V，D1=0时，VO=0。 2412V02?0.75V，D0=0时，VO=0 24由此可知：输入电压为7.5V，D3~D0=1101，这时VO=6V+1.5V+0.75V=8.25V，大于输入电压VIN=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VSTEP?5000mV/28?19.5mV
分辨率为：VSTEP/5000mV?19.5/5000?0.0039?0.39%
【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。
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【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IOUT1是多少？
VREFAF5V175（16）??0.2278mA
15k?25615k?256 解：IOUT1?
【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TC，则最小转换时
间是nTC。
【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？
VIN?VREF（?）256 解：N?VREF（?）?VREF（?）
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【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。
.+5VCLK.1910723456..CLRLOADENTENPCLKABCD74161RCOQAQBQCQD1514131211&765416151413+5V19121718+5VU1D0D1D2D3D4D5D6D7ILECSWR1XFERWR2DAC0832RfbIOUT1IOUT291112R1+2.5V1kΩU3R3.+12V10kΩTL431R28U23VREF8+5V－+210kΩ1LM258Vout.VCCGNDGND20310-12V..4
*【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。
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第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案
