模数和数模转换器习题解答

1、复习思考题8-1 常见的D/A转换器的电路结构有哪些类型？它们各有什么特点？答：目前常用的有权电阻网络D/A转换器、倒T形电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器和权电容网络D/A转换器等。权电阻网络D/A转换器结构简单，所用的元件数较少，但电阻阻值相差太大，精度不够高。倒T形电阻网络D/A转换器克服了阻值相差太大的缺点，但模拟开关存在导通电阻，容易引起误差。权电流型D/A转换器采用恒流源电路，不受模拟开关导通电阻的影响，但是电路较为复杂。8-2 D/A转换器的输出量是与输入量一定相等吗？答：一般情况下是不相等的，因为在转换的时候存在这样或那样的误差。8-3 权电阻网络D/A转换器中的电阻值

2、有什么关系？答：权电阻网络D/A转换器中电阻值的选择应遵循一定原则：流过各电阻支路的电流Ii和对应Di位的权值成正比。例如，对四位权电阻网络D/A转换器来说，数码最高位D3，其权值为23，驱动开关S3连接的电阻R3=23-3=20R；最低位D0对应的驱动开关为S0，它连接的权电阻为R0=23-0=23R。因此，对于任意位Di，其权值为2i，驱动开关Si，连接的权电阻值为Ri=2n-1-iR，即位权越大,对应的权电阻值就越小。 8-4 影响倒T形电阻网络D/A转换器转换精度的因素有哪些？答：首先，网络中两种电阻R和2R要保证严格的2倍关系。其次，模拟开关存在导通电阻，为了保证支路的电流大小关系，

3、模拟开关导通电阻也要按照相应的2的整数倍关系递增或递减。在实际生产过程中，模拟开关导通电阻很难做到这一点。8-5 D/A转换器的分辨率与A/D转换器的分辨率有何区别?答：D/A转换器分辨率：表示D/A转换器对输入微小量变化的感应程度，是理论上可以达到的精度。其定义是指输入数字量最低有效位为1时，对应输出可分辨的电压变化量U与最大输出电压Um之比。A/D转换器分辨率：表示A/D转换器在理论上能够达到的精度，以输出二进制(或十进制)数的位数表示，它描述对输入信号的分辨能力。8-6 A/D转换器抽样后得到的信号是模拟信号还是数字信号？答：A/D转换器抽样后得到的信号是模拟信号。8-7 A/D转换器量

4、化电平与转换精度有关系吗？答：有关。量化电平可以产生量化误差，量化电平的大小以及量化的方法对转换精度会产生一定影响。8-8 直接A/D转换器与间接A/D转换器各有什么优缺点？举例说明。答：直接A/D转换器转换速度快、转换精度不高。直接A/D转换器转换速度低、转换精度较高。习 题8-1 在图8.3所示的4位权电阻网络D/A转换器中，若参考电压UREF6V，求当输入数字量D3D2D1D0 =1001时，输出的模拟电压为多少？解：根据权电阻网络D/A转换器计算公式，可得：8-2 在图8.5所示的4位倒T形电阻网络D/A转换器中，若参考电压UREF6V，RF=R，求当输入数字量D3D2D1D0 =10

5、11时，输出的模拟电压为多少？ 解：根据倒T形电阻网络D/A转换器计算公式，可得：8-3 与权电阻网络D/A转换器相比，倒T形电阻网络D/A转换器有何优点？解：权电阻网络D/A转换器电路的缺点是各个电阻的阻值相差很大，特别是输入的数字信号位数较多时。这就带来两个问题：一是集成电路不易集成大电阻，二是在很大的阻值范围内保证每个电阻有一定精度比较困难。倒T形电阻网络D/A转换器中只有两种电阻R和2R，阻值变化范围小，容易保证精度和适用集成电路制作。8-4在图8.5所示的4位倒T形电阻网络D/A转换器中，若参考电压UREF16V，RF=R，为保证UREF波动所引起的误差小于1/2LSB，则UREF容

6、许的变化量最大为多少？解：首先计算1/2LSB对应的电压为：当输入全为1时，UREF波动所引起的误差最大，为：有： 8-5 已知某D/A转换器，最小分辨电压为6毫伏，满刻度输出电压为12V，试求该电路输入数字量的位数应是多少？基准电压应是多少？解：D/A转换器输出电压表达式：由题意可知：解方程可得输入数字量的位数为11，基准电压为12伏。8-6 在图8.22所示的3位并联比较型A/D转换器中，若参考电压为12V，求当输入电压分别为7.2V和5.9V时输出为多少？最大误差为多少？解：当输入电压为7.2V时：查表可得输出为101，误差为0.3伏。当输入电压为5.9V时：查表可得输出为100，误差为

7、0.1伏。8-7 一个8位逐次渐进型A/D转换器，转换单位为1mV(00000001所表示的模拟电压值)，当输入模拟电压Ui=152mV时,输出为多？解：查表可得输出为10011000。8-8 在图8.23所示的逐次渐近型A/D转换器中，若输出的数字量为10位二进制数，时钟频率为1MHZ，则完成一次转换的最长时间是多少？，如果要求转换时间不得大于10微秒，那么时钟信号频率应选多少？解： 逐次渐近型A/D转换器完成一次转换所需要的最长时间为n2个时钟信号的周期，所以转换时间为：如果要求转换时间不得大于10微秒，那么时钟信号频率应为：8-9 在图8.24所示的双积分型A/D转换器中，若计数器为8位

8、二进制，时钟频率为1MHZ，则完成一次转换的最长时间是多少？解：完成一次转换的最长时间为：8-10 在图8.24所示的双积分型A/D转换器中，若计数器为8位二进制，计数器时钟频率f为10kHZ，积分器R=100k,C=1F，输入电压范围UI为05V。求(1) 第一次积分时间T1？(2) 积分器输出电压范围？(3) 当参考电压为8V时，若计数器数值为01110011时，输入电压为多少？解：(1) 第一次积分时间为：(2) 积分器输出电压最大为0伏，最小为：输出电压范围为1.280伏。(3) 当参考电压为8V时，若计数器数值为01110011时，可得：8-11在图8.30所示电路是由CB7520组成的双极限D/A转换器，CB7520是10位倒T形电阻网络D/A转换器。电阻R10k。为了得到±5V的最大输出模拟电压，在RB=20k时，VR