《集成电子技术习题解答》第11章数模与模数转换器习题解答.docVIP

第11章 数模和模数转换器习题解答 【11-1】填空 1．8位D/A转换器当输入数字量只有最高位为高电平时，输出电压为5V，若只有最低位为高电平，则输出电压为 。若输入则输出电压为 。 2．A/D转换的一般步骤包括 、 、 和 。 3．已知被转换信号的上限频率为10kHz，则A/D转换器的采样频率应高于 。完成一次转换所用时间应小于 。 4．衡量A/D转换器性能的两个主要指标是 和 。 5．就逐次逼近型和双积分型两种A/D转换器而言， 抗干扰能力强； 转换速度快。 解： 1． 40mV ， 5.32V 。 2． 采样 ，保持 ，量化 ， 编码 。 3． 20kHz， 。 4． 精度 ， 速度 。 5． 双积分型， 逐次逼近型。 【11-2】对于一个8位DA转换器，若最小输出电压增量为0.02V，试问当输入代码，输出电压Uo为多少伏？若其分辨率用百分数表示是多少？ 解： 输出电压Uo=1.54V；分辨率为1/（28-1）。 【11-3】图11-3为一个由4位二进制加法计数器，DA转换器，电压比较器和控制门组成的数字式峰值采样电路。若被检测信号为一个三角波，试说明该电路的工作原理（测量前在端加负脉冲，使计数器清零）。若要使电路正常工作，对输出信号有何限制？ 图11-3 题11-3的电路图 解： 首先将二进制计数器清零，使uO=0。加上输入信号（Ui0)，比较器A输出高电平，打开与门G，计数器开始计数，uO增加。同时uI亦增加，若uIuO，继续计数，反之停止计数。但只要uO未达到输入信号的峰值，就会增加，只有当uO=uImax时，才会关闭与门G，使之得以保持。 【11-4】双积分型AD转换器如图11-4所示，请简述其工作原理并回答下列问题： 1．若被检测电压UImax=2V，要求能分辨的最小电压为0.1mV，则二进制计数器的容量应大于多少？需用多少位二进制计数器？ 2．若时钟频率fCP=200kHz，则采样时间T1=? 3．若fCP=200kHz，UIVREF=2V，欲使积分器输出电压UO的最大值为5V，积分时间常数RC应为多少。 图11-4题11-4的电路图 解： 1. 若被检测电压UImax=2V，要求能分辨的最小电压为0.1mV，则二进制计数器的容量应大于20000；需用15位二进制计数器。 2. 若时钟频率fCP=200kHz，则采样时间T1=215×5=163.8ms 3. RC=409.5ms 【11-5】 逐次逼近型A/D转换器中的10位D/A转换器的UOmax=12.276V，CP的频率fCP=500kHz。 1．若输入UI=4.32V，则转换后输出状态D=Q9Q8…Q0是什么? 2．完成这次转换所需的时间T为多少? 解： 10位D/A转换器各个位数字量都为1时，输出的电压值uOmax=12.276V， 所以，uOmax=K(210-1)， K=uOmax/(210-1) ， K为比例系数，单位为V。 若输入uI=4.32V，则有U I=K(D929+D828+…+D020） 则 D=0101101000 一次转换所需的时间为 T=(n+2) TCP =(10+2)TCP=24(s 【11-6】有一个逐次逼近型8位AD转换器，若时钟频率为250kHz。 1．完成一次转换需要多长时间？ 2．电压砝码与输入电压uI逐次比较的波形如图11-6所示，则A/D转换器的输出为多少？ 图11-6 题11-6的电路图 解： 1．完成一次转换需要36。 2．A/D转换器的输出 【11-7】双积分型AD转换器如图11-7所示。试问： 1．若被检测信号的最大值为，要能分辨出输入电压的变化小于等于2mV，则应选择多少位的A/D转换器？ 若输入电压大于参考电压，即，则转换过程中会出现什么现象？ 图11-7 题11-7电路图 解： 1．10位。 2. 积分器输出过零时，计数器超过最大值，产生溢出现象。 【11-7】见【12-8】。