數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器

1、9 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器9.1 D/A轉(zhuǎn)換器 10位倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器如圖題所示。（1）試求出輸出電壓的取值范圍。（2）若要求電路輸入數(shù)字量為200H時輸出電壓vo=5V，試問VREF應(yīng)取何值？解：（1）由式（）可知，10位D/A轉(zhuǎn)換器輸出電壓為 當=000時 =0 V當=111時，已知，所以 于是可得到輸出電壓的取值范圍為：。（2）根據(jù)式（1） 將=1000000000代入上式，的=10V。 在圖9.1.8所示的4位權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器中，已知=6V，=48k，當輸入=1100時，=1.5V，試確定的值。解：n位權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為 于是，有 依題意，已知n=4，=6V，=48k

2、，=1100，=1.5V,代入上式得=16k。 可編程放大器（數(shù)控可變增益放大器）電路如圖題9.1.5所示。（1）推導(dǎo)電路電壓放大倍數(shù)的表達式。（2）當輸入編碼為（001H）和（3FFH）時，電壓放大倍數(shù)分別為多少？（3）試問當輸入編碼為（000H）時，運放處于什么狀態(tài)？解：（1）圖題中運放組成電壓增益為1的反相比例放大器，=。AD7533與運放組成10位D/A轉(zhuǎn)換器，有 由AK7533與運放、組成負反饋放大電路，運放A1工作于線性工作區(qū)，,即，有 將代入上式，于是有 所以 （2）當D=01H時，代入上式，可得=;當D=3FFH時，代入上式，可得=1。（3）當輸入編碼=000H，運放A1的=0

3、V，故處于開環(huán)工作狀態(tài)，工作于非線性區(qū)。 試用D/A轉(zhuǎn)換器AK7533和計數(shù)器74161組成如圖題9.1.6所示的階梯波形發(fā)生器，要求畫出完整的邏輯圖。解：要實現(xiàn)圖題所示的階梯波形輸出，則要求D/A轉(zhuǎn)換器連續(xù)輸入九個數(shù)字量：00001000.這些數(shù)字量由九進制計數(shù)器提供。采用反饋置數(shù)法將74161接成九進制計數(shù)器；用AD7533組成D/A轉(zhuǎn)換器。將九進制計數(shù)器作為D/A轉(zhuǎn)換器的低4位，而D/A轉(zhuǎn)換器高4位接地。于是可畫出階梯波波形產(chǎn)生電路，如圖題解所示。9.2 A/D轉(zhuǎn)換器 在圖9.2.4所示并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器中，試問電路的最小量化單位等于多少？當時，輸出數(shù)字量？解：并行A/D轉(zhuǎn)換器量化單

4、位 已知，于是可得 圖所示為3位并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器，分析其工作原理可得3位并行A/D轉(zhuǎn)換器輸入與輸出關(guān)系對照表，如表題解9.2.1所示。查表可知，當時，011。 在圖9.2.5所示的逐次比較A/D轉(zhuǎn)換器中，若n=10，已知時鐘頻率為1MHz，則完成一次轉(zhuǎn)換所需時間是多少？如果要求完成一次轉(zhuǎn)換的時間小于100 us，試問時鐘頻率應(yīng)選多大？解：分析圖可知，n 位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間為 （為時鐘脈沖的周期）已知，代入上式可得 如要求A/D轉(zhuǎn)換的時間完成一次即 于是得 在圖9.2.7所示逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器中，設(shè)，試畫出在時鐘脈沖作用下的波形并寫出轉(zhuǎn)換結(jié)果。解：在圖中，是4位倒T形電

5、阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓 啟動脈沖后在第一個CP 作用下，D/A轉(zhuǎn)換器1000，將1000代入上式，得 由于，所以1。在第二個CP作用下，1100，同理可得 此時，所以1。在第三個CP作用下，1110，得 此時，所以0。在第四個CP作用下，1101，得 此時，所以1。電路經(jīng)過4個CP后，得到轉(zhuǎn)換結(jié)果為1101。的波形如圖題解所示。 在用A/D轉(zhuǎn)換器過程中應(yīng)注意哪些主要問題，用滿度值為的8位A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號幅值為的電壓進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，這樣使用正確嗎？為什么？解：在用A/D轉(zhuǎn)換器時，通常應(yīng)注意一下一些問題：A/D轉(zhuǎn)換器在系統(tǒng)應(yīng)用中，系統(tǒng)對其精度的要求如何？A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號電壓范圍是多少？是單極性還是雙極性？對A/D轉(zhuǎn)換器輸出編碼及邏輯電平有何要求？根據(jù)輸入信號等情況，A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間是多少？對參考電壓的要求如何？對工作環(huán)境，例如電源的穩(wěn)定度有何要求？采用