尹其畅 第8章_习题解答.doc

8 习题参考答案8.1 在图8.2所示的四位权电阻网络D/A转换器中，若UREF=5V，试计算输入数字量D3D2D1D0=0101时的输出电压值。解： 8.2 在图8.9所示的倒T型电阻网络D/A转换器中，若UREF=-10V，试计算输入数字量D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0=0100111000时的输出电压值。解： 8.3 在图8.9所示的倒T型电阻网络D/A转换器中，当Rf=R时：（1）试求输出电压的取值范围；（2）若要求电路输入数字量D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0=1000000000时的输出电压UO=5V，试问UREF应取何值？（3）电路的分辨率为多少？ 解： （1） 当 当 （2） ，当 ， 时， （3） 分辨率 8.4 图8.20所示电路是一权电阻和T型网络相结合的D/A转换器。（1） 试证明：当r=8R时，该电路为八位的二进制码D/A转换器。（2） 试证明：当r=4.8R时，该电路为二位BCD码D/A转换器。图8.20 题8.4电路图证明：分别考虑各个Di作用，利用叠加原理进行分析。对r的左边进行戴维南等效变换，有：同理有：当r=8R时：由表达式可见，是8位二进制码DAC。当r=4.8R时：由表达式可见，是2位BCD码DAC。8.5 试计算八位单极性D/A转换器的数字输入量分别为7FH、81H、F3H时的模拟输出电压值，其满刻度电压值为+10V。解： 因为： ， ， 所以：，代入各组数值计算结果如下表：8.6 试计算八位双极性偏移二进制码D/A转换器的数字输入量分别为01H、28H、7AH、81H和F7H时的输出电压值，参考电压为+10V。解： ，代入各组数值计算结果如下表：8.7 图8.21是用集成D/A转换器AD7520组成的双极性输出D/A转换器。AD7520电路图见图8.9，其倒T型电阻网络中的电阻R=10k，为了得到5V的最大输出模拟电压，试问：（1）UREF、UB、RB各应取何值？（2）为实现2的补码，双极性输出电路应如何连接，电路中UREF、UB、RB和片内的R应满足什么关系。图8.21 题8.7电路图解：（1）由图可见 当时，当时，当时，所以： 当时，V取，则。（2）查表8.2可见，欲实现2的补码，D9应取反，在D9输入端加反相器。其余参数与（1）保持相同。8.8 试分别求出8位D/A转换器和10位D/A转换器的分辨率各为多少？解：8位：分辨率为；10位：分辨率为8.9 试说明影响D/A转换器转换精度的主要原因有哪些。解：影响DAC转换精度的主要因素有：UREF的波动、运放的零点漂移、模拟开关的导通电阻和导通压降、解码网络电阻值的偏差等。8.10 图8.9是集成D/A转换器AD7520和集成运算放大器5G28组成的十位倒T型电阻网络D/A转换器，外接参考电压UREF=-10V，为保证UREF偏离标准误差所引起的误差小于LSB，试计算UREF的相对稳定度应取多少？解： 当时，最大，且当时， ，所以，8.11 若A/D转换器（包括采样-保持电路）输入模拟信号的最高变化频率为10kHz，试说明采样频率的下限是多少？完成一次A/D转换所用时间的上限应为多少？解：依据采样定理有，采样频率的下限即；完成一次A/D转换所用时间的上限即最大转换时间为：。8.12 在图8.13所示并行比较型A/D转换器中，UREF=7V，试问电路的最小量化单位等于多少？当uI=2.4V时输出数字量D2D1D0=？此时的量化误差为多少？解： 最小量化单位当uI=2.4V时，有，此时C6C7=11，其余比较器输出为0，编码电路输出数字量D2D1D0=010。此时的量化误差=0.65。8.13 一计数型A/D转换器如图8.22所示。试分析其工作原理。图8.22 题8.13电路图解：此电路属于计数型ADC电路。特点是增加了LSB/2偏移电压，可减小量化误差。工作原理分析：启动转换时，计数器（D触发器）清零，令C=0，输出与门被封锁。异步3位二进制加法计数器在CP脉冲的作用下，由000开始递增计数，同时，计数器的输出送到DAC进行DA转换，DAC的输出与偏移电压叠加后同输入电压进行比较，只要uC=1就继续计数，当DAC的输出等于大于输入电压时，uC=0，与门被封锁，停止计数。DAC的结果保存在计数器中，当C=1时，模数转换的结果由D2D1D0输出。8.14 某双积分A/D转换器中，计数器为十进制计数器，其最大计数容量为(3000)D。已知计数时钟频率fCP=30kHz，积分器中R=100k，C=1F，输入电压uI的变化范围为05V。试求：（1）第一次积分时间T1；（2）求积分器的最大输出电压|UOmax|；（3）当UREF= 10V，第二次积分计数器计数值D=(1500)10时，输入电压的平均值UI为多少？解：（1）(2) V(3) 8.15 某双积分A/D转换器如图8.17所示。试问：（）若输入电压的最大值uImax=2V，要求分辨率0.1m，则二进制计数器的计数总容量应大于多少？（2）需要用多少位二进制计数器？（3）若时钟脉冲频率fCP=200kHz，则采样/保持时间为多少？（4）若时钟脉冲频率fCP=200kHz，|uI|UREF|，已知UREF=2V，积分器输出电压uO的最大值为5V，问积分时间常数RC为多少