数字电路题解300例【B】.docVIP

B.11 D/A转换电路 基础题例解 [P11.1] 填空。 (1)在4位倒T型R-2R网络D/A转换电路中，如果VREF=－5V，输入二进制数为1100时输出电压等于：vO=－VREFD（10）/2n=5×12/16=15/4=3.75(V)。 (2)DAC的转换精度主要取决于四种因素：基准电压的精度和稳定度、运算放大器的零点漂移、模拟开关的导通电阻、电阻网络电阻值的偏差。 (3)AD7524是一个8位的DAC芯片，它的分辩率是1/(28-1)≈0.39%。 [P11.2] 回答问题。 图T10.2-3 用PAL16R6实现带预置数的4位二进制加/减计数器 设计一个D/A转换系统： (1)如果要求模拟输出电压的最大值为10V，基准电压VREF应选几伏？ (2)如果要求模拟输出电压的最大值为10V，电压的最小变化量为50mV，应选几位的DAC芯片？DAC0832还是AD7533？ (3)如果输出电压的最大值为10V，要求转换误差小于25mV，DAC芯片的线性度误差应优于多少？ (4)如果DAC芯片的建立时间tSET=1μs， 外接运算放大器的电压变化率 SR=2V/μs，在最大输出电压为10V时转换时间大约需要多少？ 答： (1)基准电压|VREF|选10V。 (2)n=8位。2n≥10V/50mV=200即可。DAC0832已经够用。 (3)线性度误差应优于25mV/10V=0.0025，即0.25%。DAC0832的线性度0.2%，满足要求。 (4)T= tSET+VOMAX/SR=1+10/2=6(μs)。 [P11.3] 图P11.3-1所示电路，是一个单极性D/A转换电路。如果在AD7533的15引脚VREF端加输入电压vI，即可得到一个可编程增益放大器，也就是说电路的电压放大倍数AV=vO/vI可用输入数字量d9d8…d0设定。试说明电路的工作原理，并导出其增益公式。 解 因为AD7533是倒T型D/A转换器， 其输出电压与输入数字的十进制值 D（10）成正比，即 图P11.3-1 单极性DAC电路 所以，当VREF为输入电压vI时，输出电压与输入电压之间有以下关系： 显然电路增益随着输入数据D（10）而改变。 思考题例解 [T11.1] 一个用8位倒T型D/A芯片AD7524组成的D/A转换器如图T11.1所示。回答以下问题： ①运算放大器A1，A2的作用。 ②电阻R1～R5的作用。 ③电容C和稳压二极管的作用。 ④当输入数字为FFH，81H，80H，7FH，01H，00H时，输出电压等于多少（用VREF表示）？ 图T11.1 答： (1)AD7524需外接运算放大器，A1用于与内部R-2R网络构成基本单极性DAC；A2是反相比例求和电路，其输入有两路信号，一路是A1的输出vO1，另一路是VREF通过电阻R3提供的偏流，输出电压vO为 (2)R1和R2用来调节基本DAC的满刻度精度；R3用来调节A2偏移量的大小；R4可改变求和比例；R5可改变输出的幅值。 (3)C是补偿电容，一般C=10 ~15pF；稳压二极管D是保护二极管，防止输入信号过大损坏器件。 (4)根据图中元件参数，有 其中 所以当输入数字为FFH，81H，80H，7FH，01H，00H时，模拟量输出如表T11.1所示。 16进代码 数字量 模拟量 FF 1 1 1 1 1 1 1 1 +(254/256)VREF 81 1 0 0 0 0 0 0 1 +(2/256)VREF 80 1 0 0 0 0 0 0 0 0 7F 0 1 1 1 1 1 1 1 -(2/256)VREF 01 0 0 0 0 0 0 0 1 -(254/256)VREF 00 0 0 0 0 0 0 0 0 -VREF 表T11.1 图T11.1电路（双极性）输出对照表 [T11.2] 用D/A转换芯片DAC0832和4位二进制计数器芯片74LS161，设计一个阶梯脉冲发生器。要求有15个阶梯，每个阶梯高0.5V，如图T11.2-1所示。请选择参考电源VREF，并画出电路连线图。 解 选择参考电源： |VREF|=16×0.5=8V 图T11.2-1 波形图 将VREF分为16份，每一份即为0.5V。因此只要取DAC0832地址的高4位，并用计数器74LS161依次改变地址，即地址0000→0001…1111→0000，则这些“地址”数字便在DAC0832中变为模拟阶梯电压。 阶梯波发生器电路图如图T11.2-2所示。 图T11.2-2 阶梯波发生器 [T11.3] AD7520是10位倒T型R-2R网络DAC芯片，其中R=10kΩ。试用AD7520设计一个双极性D/A转换器，要求最大输出电压为±5V，电路如图T11.3所示，如果已经