《数字电子技术基础》课件学习情境9习题汇编.docx

学习情境9数字信号与模拟信号的相互转换

一、选择题

1．8位D/A转换器当输入数字量只有最低位为1时，输出电压为0.02V，若输入数字量只有最高位为1时，则输出电压为（B）V。

A．0.039B．2.56C．1.27D．

2．D/A转换器的主要参数有（A）、转换精度和转换速度。

A．分辨率B．输入电阻C．输出电阻D．参考电压

3．图9.28所示R-2R网络型D/A转换器的转换公式为（C）。

图9.28选择题3图

A． B．

C． D．

二、填空题

1．就实质而言，（D/A转换器）类似于译码器，（A/D转换器）类似于编码器。

2．电压比较器相当于1位（A/D转换器）。

3．A/D转换的过程可分为（采样）、保持、量化、编码4个步骤。

4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D转换器而言，（双积分型）的抗干扰能力强，

（逐次逼近型）的转换速度快。

5．A/D转换器两个最重要的指标是（分辨率）和转换速度。

三、简答题

1．D/A转换器可能存在哪几种转换误差？试分析误差的特点及其产生误差的原因。

解：

D/A转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。

偏移误差是指D/A转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。

增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。

D/A转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。

2．结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较权电阻型、R-2R网络型、权电流型等D/A转换器的特点，。

解：

权电阻型D/A转换器的精度取决于权电阻精度和外接参考电源精度。由于其阻值范围太宽，很难保证每个电阻均有很高精度，因此在集成D/A转换器中很少采用。

R-2R网络型D/A转换器电阻网络中只有R和2R两种阻值的电阻，且比值为2。虽然集成电路技术制造的电阻值精度不高，但可以较精确地控制不同电阻之间的比值，从而使R-2R网络型D/A转换器获得较高精度。

权电流型D/A转换器可以消除模拟开关导通电阻产生的影响。同时可获得较高的转换速度。

3．n位权电阻型D/A转换器如图9.29所示。

（1）试推导输出电压vO与输入数字量的关系式；

（2）如n=8，VREF=-10V时，如输入数码为20H，试求输出电压值。

图9.29解答题3图

解：

（1）

（2）

4．10位R-2R网络型D/A转换器如图9.30所示。

（1）求输出电压的取值范围；

（2）若要求输入数字量为200H时输出电压vO=5V，试问VREF应取何值？

图9.30解答题4图

解：

（1）输出电压范围

（2）

5．已知R-2R网络型D/A转换器VREF=+5V，试分别求出4位D/A转换器和8位D/A转换器的最大输出电压，并说明这种D/A转换器最大输出电压与位数的关系。

解：

4位D/A转换器的最大输出电压：

8位D/A转换器的最大输出电压

由此可见，最大输出电压随位数增加而增加，但增加幅度并不大。

6．由555定时器、3位二进制加计数器、理想运算放大器A构成如图9.31所示电路。设计数器初始状态为000，且输出低电平VOL=0V，输出高电平VOH=3.2V，Rd为异步清零端，高电平有效。

（1）说明虚框（1）、（2）部分各构成什么功能电路？

（2）虚框（3）构成几进制计器？

（3）对应CP画出vO波形，并标出电压值。

图9.31解答题6图

解：

（1）虚框（1）电路为多谐振荡器，虚框（2）电路为D/A转换器；

（2）虚框（3）为4进制计数器；

（3）利用叠加定理可得D/A转换器的输出表达式为

当Q2Q1Q0=000时，vO=0V；

当Q2Q1Q0=001时，vO=-0.4V；

当Q2Q1Q0=010时，vO=-0.8V；

当Q2Q1Q0=011时，vO=-1.2V；

因此，对应CP的vO波形为：

7．一程控增益放大电路如图9.32所示，图中Di=1时，相应的模拟开关Si与vI相接；Di=0，Si与地相接。

（1）试求该放大电路的电压放大倍数与数字量D3D2D1D0之间的关系表达式；

（2）试求该放大电路的输入电阻与数字量D3D2D1D0之间的关系表达式。

图9.32解答题7图

解：

（1）

（2）

8．对于一个8位D/A转换器：

（1）若最小输出电压增量VLSB为0.02V，试问当输入代码，输出电压vO为多少伏？

（2）假设D/A转换器的转换误差为1/2LSB，若某一系统中要求D/A转换器的精度小于0.25%，试问这一D/A转换器能否应用？

解：

（1）当8位D/A转换器的最小输出电压增量为0.02V时，输入代码为01