数模及模数转换器习题
解答
Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
自我检测题
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
6．8位D/A 1时，输出电压为，若输入数字量只有最高位为1时，则输出电压为 V 。
A ．
B ．2.56
C ．
D ．都不是
7．D/A 转换器的主要参数有 、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 8．图所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为 。
V REF
v
O
图
A ．∑=?-
=3
3
REF o 2
2
i i
i
D V v
B ．∑=?-
=3
4
REF
o 2
232i i
i
D V v
D ．∑=?=
3
4
REF o 2
2i i
i
D V v
9．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。
10．比较权电阻型、R-2R网络型、权电流型等D/A转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较。
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。
11．Σ－Δ模／数（A／D）中包括哪些主要部分它们各起什么作用
解：Σ－Δ模／数转换器由1个差分放大器、一个积分器、1个比较器、1个1bit 的DAC和数字滤波器组成。
差分放大器：将输入信号v I减去来自1位DAC的反馈信号得到误差信号，v e= v I －v f。
积分器：积分器对误差信号v e进行积分。
电压比较器：当积分器的输出电压v g＞0V时，输出v g＇为高电平（逻辑1）；当v g≤0V时，v g＇为低电平（逻辑0）。实际上，该电压比较器可以看成是1位的ADC。
1位的DAC：由一模拟选择开关构成。当输入为逻辑1时，把输出端v f接+V REF；当输入为逻辑0时，把输出端v f接地。
在采样信号CP的作用下，D触发器的Q端送出一串行的数字序列c。此串行的数字序列经数字抽取滤波器滤波，从而获得并行n位数字量输出。
12．从精度、工作速度和电路复杂性比较逐次逼近、并行比较、Σ－Δ型A/D转换器的特点。
逐次逼近型A/D转换器的优点是电路结构简单，构思巧妙，转换速度较快（只需要n+2个CP周期，n是位数），所以在集成A/D芯片中用得最多。由于位数越多，转换时间越长，因此，分辨率在14位至16位，速率高于几Msps的逐次逼近ADC非常少见。
并行比较型A/D转换器虽然具有转换速度极高的优点，但n位的A/D转换器需要提供2n-1个比较器。
Σ-Δ转换器中的模拟部分非常简单（类似于一个1bit ADC），而数字部分要复杂得多，按照功能可划分为数字滤波和抽取单元。由于更接近于一个数字器件，Σ-
ΔADC的制造成本非常低廉。
习题
1．n位权电阻型D/A转换器如图所示。
（1）试推导输出电压v O 与输入数字量的关系式；
（2）如n =8，V REF = -10V 时，如输入数码为20H ，试求输出电压值。
n-2
n-1
V REF
R f =R /2
v O
D 0
图
解：（1）∑-=?-=1
i
i REF O 2
2
n i n
D V v
（2）V 25.132256
10
O =?=
v 2．10位R -2R 网络型D/A 转换器如图所示。 （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v O =5V ，试问V REF 应取何值
V REF
v O
图
解：i i i D V v 229
10
REF O ?∑-
==
（1）输出电压范围REF 10
10212~0V --
（2）-10V V 5512
1023
REF ≈?-
=V 3．已知R -2R 网络型D/A 转换器V REF =+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：
V 6875.41516
5
O =?=
v 8位D/A 转换器的最大输出电压
V 98.4255256
5
O =?=
v 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。
4．已知R-2R 网络型D/A 转换器V REF =+5V ，试分别求出4位D/A 转换器和8位D/A 转换器的最小输出电压，并说明这种D/A 转换器最小输出电压与位数的关系。
解：4位D/A 转换器的最小输出电压
V 625.0116
5
O =?=
v 8位D/A 转换器的最小输出电压
V 0195.01256
5
O =?=
v 位数越多，最小输出电压越小。
5．由555定时器、3位二进制加计数器、理想运算放大器A 构成如图所示电路。设计数器初始状态为000，且输出低电平V OL =0 V ，输出高电平V OH = V ，R d 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v O 波形，并标出电压值。
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
2Q 1Q 0
Q
（3）利用叠加定理可得D/A 转换器的输出表达式为
)2
1
4181(210OH O Q Q Q V v ++-=
当Q 2Q 1Q 0=000时，v O =0V ；
当Q 2Q 1Q 0=001时，v O = ； 当Q 2Q 1Q 0=010时，v O = ； 当Q 2Q 1Q 0=011时，v O = ； 因此，对应CP 的v O 波形为：
-0.4V -0.8V -1.2V
v O CP t
6．一程控增益放大电路如图所示，图中D i =1时，相应的模拟开关S i 与v I 相接；D i =0，S i 与地相接。
（1）试求该放大电路的电压放大倍数I
O
V v v A =与数字量D 3D 2D 1D 0之间的关系表达式；
（2）试求该放大电路的输入电阻I
I
I i v R =与数字量D 3D 2D 1D 0之间的关系表达式。
v O
v I
D 0D 1D 2D 3
图
解：（1））
（0
0112233I O 2222?+?+?+?-=D D D D v v ）（00112233I
O
V 2222?+?+?+?-==
D D D D v v A （2）()
00112233I
2222?+?+?+?=
D D D D R
v i 0
0112233I I I 2222?+?+?+?==
D D D D R i v R 7．对于一个8位D/A 转换器：
（1）若最小输出电压增量V LSB 为，试问当输入代码为01001101时，输出电压v O 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%，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时，输入代码为01001101所对应的输出电压：v O =（26+23+22+20）=。
（2）8位D/A 转换器的分辨率百分数为：
%3922.0%1001
218
=?-
（3）由于D/A 转换器的转换误差为1/2LSB ，若要求D/A 转换器的精度小于%（精度是转换误差与最大输出电压之比），则其分辨率应小于%，因此这一8位D/A 转换器满足要求。
8． A/D 转换器中取量化单位为Δ，把0～10V 的模拟电压信号转换为3位二进制代码，若最大量化误差为Δ，要求列表表示模拟电平与二进制代码的关系，并指出Δ的值。
解：V 25.18
10
2103
==
=
=?LSB V
9．一个6△应为多少共需多少比较器工作时是否要取样保持电路为什么 解：V 64
5V 5641=?=
? 共需要63个比较器。
工作时不需要采样保持器，因为转换速度极快，在转换过程中可认为输入电压不变。
10．3位并行比较型A/D 转换器原理图如图所示。基准电压V REF =。 （1）该电路采用的是哪种量化方式其量化误差为何值
（2）该电路允许变换的电压最大值是多少
（3）设输入电压V I =，问图中编码器的相应输入数据C 6C 5C 4C 3C 2C 1C 0和输出数据D 2D 1D 0各是多少
解：（1）采用4舍5入的量化方式。V 4.08
1REF ==?V 。电路的最大量化误差不大于V 2.02
1=?。
（2）该电路允许变换的电压最大值为：
V 316
15
REF I(max)==
V V （3）当输入电压为时，代码转换器（即编码器）的输入数据C 6C 5C 4C 3C 2C 1C 0 =0011111，输出数据D 2D 1D 0=101。
11．如图（a ）所示为一4位逐次逼近型A/D 转换器，其4位D/A 输出波形v O 与输入电压v I 分别如图（b ）和（c ）所示。
（1）转换结束时，图（b ）和（c ）的输出数字量各为多少
（2）若4位A/D 转换器的输入满量程电压V FS = 5V ，估计两种情况下的输入电压范围各为多少
v I
REF D 0
D 2D 1D 30
v O
t
v O
t
（a ） （b ） （c ）
图
解：（1）图（b ）输出的数字量为0100，图（c ）输出的数字量为1011 （2）V LSB =
16
5
25=
n
，且A/D 转换器采用只舍不入量化方式。输出数字量0100对应的电压范围为＜v I ＜ ；输出数字量1011对应的电压范围为＜v I ＜。
12．计数式A ／D 转换器框图如图所示。D ／A 转换器输出最大电压v omax =5V ， v I 为输入模拟电压，X 为转换控制端，CP 为时钟输入，转换器工作前X ＝0，R D 使计数器清零。已知，v I ＞v O 时，v C ＝1；v I ≤v O 时，v C ＝0。当v I ＝时，试问
（1）输出的二进制数D 4D 3D 2D 1D 0＝ （2）转换误差为多少 （3）如何提高转换精度
R v I
D 0
D 1D 3D 2D 4
图
解：（1）A/D 分辨率即最小量化单位
16192.031
5
1
25==
-=
=n LSB V S 当V I =时，
()1044.72
.1=S
()20123401000=D D D D D （2）转换误差=23×=
（3）可用两种措施：增加计数器位数
采用四舍五入量化，在D/A 输出加一个负向偏移电压1/2V LSB 。
对于n 位的计数型A/D 转换器，其最大的转换时间可达2n -1个时钟周期。而且计数器的时钟频率不能太高，以便在每个时钟周期内DAC 能建立稳定的电压输出。因此，计数型A/D 转换器只能用于对转换速度要求不高的场合。
13．10位双积分型D/A 转换器的基准电压V REF =8V ，时钟频率f CP 为1MHz ，则当输入电压v I =2V 时，完成A/D 转换器所需要的时间。
解：第1次积分所需要的时间： T 1=T CP ×210=1us ×1024=1024us 第2次积分所需要的时间： T 2=T CP ×210×=1us ×256=256us
总共需要时间T =T 1+T 2=1024+256=1280us 14．双积分式A ／D 如图所示。
（1）若被测电压v I （max ）＝2V ，要求分辨率≤，则二进制计数器的计数总容量N 应大于多少
（2）需要多少位的二进制计数器
（3）若时钟频率f cp =200kHz ，则采样保持时间为多少
（4）若f cp =200kHz ，∣v I ∣＜∣V REF ∣＝2V ，积分器输出电压的最大值为5V ，此时积分时间常数RC 为多少毫秒
v I V REF
d n-1
d 1d 0
图
解：（1）ADC 的分辨率为：
1
21
m LSB -==
n
V V F 计数器的总容量N 为：
2000111
.01021123
=+?=+>=F N n
（回答20000亦可算对）
（2）∵215－1＜N ＜215
故需15位的二进制计数器，如果包括控制开关S 用的一位时，应采用16位二进制计数器。（回答15位可以算对） （3）采样/保持时间
ms 84.163kHz
2001
2215CP H =?
=?≥T T n
（4）()REF CP I 1max O 21V T RC
v RC T v n ???== 则RC =
3. 模数转换器 （1） 模/数（A/D ）转换器 A/D 转换器是模拟信号源与计算机或其它数字系统之间联系的桥梁，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机或数字系统进行处理、存储、控制和显示。在工业控制和数据采集及其它领域中，A/D 转换器是不可缺少的重要组成部分。 1) 逐次逼近型A/D 转换器 逐次逼近型A/D 转换器又称逐次渐近型A/D 转换器，是一种反馈比较型A/D 转换器。逐次逼近型A/D 转换器进行转换的过程类似于天平称物体重量的过程。天平的一端放着被称的物体，另一端加砝码，各砝码的重量按二进制关系设置，一个比一个重量减半。称重时，把砝码从大到小依次放在天平上，与被称物体比较，如砝码不如物体重，则该砝码予以保留，反之去掉该砝码，多次试探，经天平比较加以取舍，直到天平基本平衡称出物体的重量为止。这样就以一系列二进制码的重量之和表示了被称物体的重量。例如设物体重11克，砝码的重量分别为1克、2克、4克和8克。称重时，物体天平的一端，在另一端先将8克的砝码放上，它比物体轻，该砝码予以保留（记为1），我们将被保留的砝码记为1，不被保留的砝码记为0。然后再将4克的砝码放上，现在砝码总和比物体重了，该砝码不予保留（记为0），依次类推，我们得到的物体重量用二进制数表示为1011。用下表7.1表示整个称重过程。 表7.1 逐次逼近法称重物体过程表 图7.7 逐次逼近型A/D 转换器方框图 利用上述天平称物体重量的原理可构成逐次逼近型A/D 转换器。 逐次逼近型A/D 转换器的结构框图如图7.7所示，包括四个部分：电压比较器、D/A 转换器、逐次逼近寄存器和顺序脉冲发生器及相应的控制逻辑。 逐次逼近型A/D 转换器是将大小不同的参考电压与输入模拟电压逐步进行比较，比较结果以相应的二进制代码表示。转换开始前先将寄存器清零，即送给D /A 转换器的数字量为0，三个输出门G 7、G 8、G 9被封锁，没有输出。转换控制信号有效后（为高电平）开始转换，在时钟脉冲作用下，顺序脉冲发生器发出一系列节拍脉冲，寄存器受顺序脉冲发生器及控制电路的控制，逐位改变其中的数码。首先控制逻辑将寄存器的最高位置为1，使其输出为100……00。这个数码被D/A 转换器转换成相应的模拟电压U o ,送到比较器与待转换的输入模拟电压U i 进行比较。若U o ＞U i ，说明寄存器输出数码过大，故将最高位的1变成0，同时将次高位置1；若U o ≤U i ,说明寄存器输出数码还不够大，则应将这一位的1 保留。数码的取舍通过电压比较器的输出经控制器来完成的。依次类推按上述方法将下一位置1进行比较确定该位的1是否保留，直到最低位为止。此时寄存器里保留下来的数码即为所求的输出数字量。 2) 并联比较型A/D 转换器 并联比较型A/D 转换器是一种高速A/D 转换器。图8-9所示是3位并联型A/D 转换器，
数模及模数转换器习题解答
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自我检测题 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。 ６．8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 V 。 Ａ．0.０３9 B ．2.５6 C ．１.２7 D ．都不是 7.D/A 转换器的主要参数有 、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 8．图T7.８所示R-２Ｒ网络型D/A 转换器的转换公式为 。 R R R I V REF 2R 2R 2R 2R 2R S 3 S 2 S 1 S 0 D 3 D 2 D 1 D 0 R F =R A + -v O i ∑ 图T ７.8 A ．∑ =?- =3 3 REF o 22 i i i D V v ??B ．∑=?- =3 4 REF o 2 232i i i D V v ??C ．∑=?- =3 4 REF o 2 2 i i i D V v ??D ．∑=?= 3 4 REF o 2 2 i i i D V v ９.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。 1０．比较权电阻型、R -2R 网络型、权电流型等Ｄ/A 转换器的特点,结合制造工
第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案 【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-1 解：输出电压为： mV mV V R R V IN F O 10010101 =?=-= 【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-2 解：mV mV V R R V IN F O 110101111 =?=+=）（ 【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A 转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V ，数字0代表0V ，试计算D/A 转换器输出电压V O 。 11-3 【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。 图题11-4 解：由图可知，D 3~D 0=0101 因此输出电压为：V V V V O 5625.151650101254 === ）（ 【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为，该转换器输出电压V O 是多少？
解：V V V V O 988.21532565100110012 58≈== ）（ 【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。 图题11-6 解：V V V D D V V n n REF O 5625.1516501012 5~240==-=-=）（）（ 【题11-7】 试分析图题11-7所示电路的工作原理。若是输入电压V IN =，D 3～D 0是多少？ 图题11-7 解：D3=1时，V V V O 6221234== ，D3=0时，V O =0。 D2=1时，V V V O 3221224== ，D2=0时，V O =0。 D1=1时，V V V O 5.1221214== ，D1=0时，V O =0。 D0=1时，V V V O 75.0221204 ==，D0=0时，V O =0 由此可知：输入电压为，D3~D0=1101，这时V O =6V++=，大于输入电压V IN =，比较器输出低电平，使与非门74LS00封锁时钟脉冲CLK ，74LS293停止计数。 【题11-8】 满度电压为5V 的8位D/A 转换器，其台阶电压是多少？分辨率是多少？ 解：台阶电压为mV mV V STEP 5.192/50008== 分辨率为：%39.00039.05000/5.195000/===mV V STEP
第九章：数模和模数转换器 一、单选题 1：想选一个中等速度，价格低廉的A/D转换器，下面符合条件的是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 2：下面抑制电网公频干扰能力强的A/D转换器是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 3：不适合对高频信号进行A/D转换的是（）。 A 并联比较型 B 逐次逼近型 C 双积分型 D 不能确定 4：四位DAC和八位DAC的输出最小电压一样大，那么他们的最大输出电压（）。 A 一样大 B 前者大于后者 C 后者大于前者 D 不确定 5：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下最大输出电压（）。 A 一样大 B 前者大于后者 C 后者大于前者 D 不确定 6：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下分辨率（）。 A 一样大 B 前者大于后者 C 后者大于前者 D 不确定 7：下列A/D转换器类型中，相同转换位数转换速度最高的是（）。 A 并联比较型 B 逐次逼近型 C 双积分型 D 不能确定 8．一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为位。 A.1 B.3 C.4 D.8 9．将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续（离散）的模拟量的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 10．以下四种转换器，是A/D转换器且转换速度最高。 A.并联比较型 B.逐次逼近型 C.双积分型 D.施密特触发器 二、判断题 1：D/A转换器的建立时间等于数字信号由全零变全1或由全1变全0所需要的时间。（）2：D/A转换器的转换精度等于D/A转换器的分辨率。（） 3：采用四舍五入量化误差分析时，A/D转换过程中最小量化单位与量化误差是相等的。（） 4：在A/D转换过程中量化误差是可以避免的。（） 5：由于R-2R 倒T 型D/A转换器自身的优点，其应用比权电阻DAC广泛。（） 6：倒T型网络D/A转换器由于支路电流不变，所以不需要建立时间。（） 7：A/D转换的分辨率是指输出数字量中只有最低有效位为1时所需的模拟电压输入值。（） 8．权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。（）9．D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压V REF。（）
7数模及模数转换器习题解答119 自我检测题 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 6．8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V。 A．0.039 B．2.56 C．1.27 D．都不是 7．D/A转换器的主要参数有、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 8．图T7.8所示R-2R网络型D/A转换器的转换公式为。 V REF v O 图T7.8 A．∑ = ? - = 3 3 REF o 2 2i i i D V v B．∑ = ? - = 3 4 REF o 2 2 3 2 i i i D V v D．∑ = ? = 3 4 REF o 2 2i i i D V v 9．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。 10．比较权电阻型、R-2R网络型、权电流型等D/A转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较。
思考题与习题 8-1 选择题 1）一输入为十位二进制（n=10）的倒T 型电阻网络DAC 电路中，基准电压REF V 提供电流为 b 。 A. R V 10REF 2 B. R V 10REF 22? C. R V REF D. R V i )2(REF ∑ 2）权电阻网络DAC 电路最小输出电压是 b 。 A. LSB 21V B. LSB V C. MSB V D. MSB 2 1V 3）在D/A 转换电路中，输出模拟电压数值与输入的数字量之间 a 关系。 A.成正比 B. 成反比 C. 无 4）ADC 的量化单位为S ，用舍尾取整法对采样值量化，则其量化误差m ax ε= b 。 A.0.5 S B. 1 S C. 1.5 S D. 2 S 5）在D/A 转换电路中，当输入全部为“0”时，输出电压等于 b 。 A.电源电压 B. 0 C. 基准电压 6）在D/A 转换电路中，数字量的位数越多，分辨输出最小电压的能力 c 。 A.越稳定 B. 越弱 C. 越强 7）在A/D 转换电路中，输出数字量与输入的模拟电压之间 a 关系。 A.成正比 B. 成反比 C. 无 8）集成ADC0809可以锁存 8 模拟信号。 A.4路 B. 8路 C. 10路 D. 16路 5）双积分型ADC 的缺点是 a 。 A.转换速度较慢 B. 转换时间不固定 C. 对元件稳定性要求较高 D. 电路较复杂 8-2 填空题 1）理想的DAC 转换特性应是使输出模拟量与输入数字量成__正比__。转换精度是指DAC 输出的实际值和理论值__之差_。 2）将模拟量转换为数字量，采用 __A/D__ 转换器，将数字量转换为模拟量，采用__D/A_____ 转换器。 3）A/D 转换器的转换过程，可分为采样、保持及 量化 和 编码 4个步骤。 4）A/D 转换电路的量化单位位S ，用四舍五入法对采样值量化，则其m ax ε= 0.5s 。 5）在D/A 转换器的分辨率越高，分辨 最小输出模拟量 的能力越强；A/D 转换器的分辨率越高，分辨 最小输入模拟量 的能力越强。 6）A/D 转换过程中，量化误差是指 1个LSB 的输出变所对应的模拟量的范围 ，量化误差是 不可 消除的。
实验报告 课程名称微机原理与接口技术 实验项目实验五 数/模转换器和模/数转换器实验实验仪器 TPC-USB通用微机接口实验系统 系别计算机系 专业网络工程 班级/学号 学生 _ 实验日期 成绩_______________________ 指导教师王欣
实验五数/模转换器和模/数转换器实验 一、实验目的 1. 了解数/模转换器的基本原理，掌握DAC0832芯片的使用方法。 2. 了解模/数转换器的基本原理，掌握ADC0809的使用方法。 二．实验设备 1.PC微机系统一套 2.TPC-USB通用微机接口实验系统一套 三．实验要求 1．实验前要作好充分准备，包括程序框图、源程序清单、调试步骤、测试方法、对运行结果的分析等。 2．熟悉与实验有关的系统软件（如编辑程序、汇编程序、连接程序和调试程序等）使用方法。在程序调试过程中，有意识地了解并掌握TPC-USB通用微机接口实验系统的软硬件环境及使用，掌握程序的调试及运行的方法技巧。 3．实验前仔细阅读理解教材相关章节的相关容，实验时必须携带教材及实验讲义。 四．实验容及步骤 （一）数/模转换器实验 1．实验电路原理如图1，DAC0832采用单缓冲方式，具有单双极性输入端(图中的Ua、Ub),编程产生以下锯齿波(从Ua和Ub输出，用示波器观察) 图1 实验连接参考电路图之一 编程提示： 1. 8位D/A转换器DAC0832的口地址为290H，输入数据与输出电压的关系为：
(UREF表示参考电压,N表示数数据)，这里的参考电压为ＰＣ机的＋５Ｖ电源。 2. 产生锯齿波只须将输出到DAC0832的数据由0循环递增。 3. 参考流程图（见图2）: 图2 实验参考流程图之一 （二）模/数转换器 1. 实验电路原理图如图3。将实验（一）的DAC的输出Ua，送入ADC0809通道1(IN1)。 图3 实验连接参考电路图之二 2. 编程采集IN1输入的电压,在屏幕上显示出转换后的数据(用16进制数)。编程提示： 1. ADC0809的IN0口地址为298H，IN1口地址为299H。 2. IN0单极性输入电压与转换后数字的关系为：
第8章数模与模数转换 随着科学技术的迅速发展，尤其是在自动控制、自动检测通信等领域中，广泛采用数字电子计算机处理各种模拟信号，这样，必须先把这些模拟信号转换成相应的数字信号，计算机系统才能进行分析、处理，处理后的数字信号还需再转换为模拟信号才能实现对执行机构的控制。从模拟信号到数字信号的转换称为模—数转换，简写为A/D。把能完成A/D转换功能的电路称为模数转换器，简称为ADC（Analog to Digital Converter）。从数字信号到模拟信号的转换称为数—模转换，简写为D/A，把能完成D/A转换功能的电路称为数模转换器，简称DAC（Digital to Analog Converter）。模拟信号和数字信号之间的转换可用图8-1所示，由此可见，ADC和DAC就是连接模拟系统和数字系统的“桥梁”—接口电路。 图8-1 模拟信号与数字信号的转换过程 8.1 数模转换 数模转换的基本思想是，把数字量中的每一位代码按对应权的大小转换成相应的模拟量，这些模拟量之和与数字量成正比。 数模转换器由输入寄存器、电子模拟开关、解码网络、基准电压源和求和电路组成，其组成的方框图如图8-2所示。 图8-2 DAC构成框图 DAC电路的工作过程为：数字量以并行或串行方式输入并存储在输入寄存器中，寄存器输出的每位数码驱动对应数位上的电子模拟开关，解码网络就能获得相应的模拟量，再将这些模拟量送到求和电路相加即得到与数字量相对应的模拟量。 数模转换器按解码网络结构分为T形及倒T形电阻网络D/A转换器，权电阻网络D/A 转换器，权电流D/A转换器等。按模拟开关电路的不同可分为CMOS开关型和双极开关型D/A转换器，下面介绍常见的两种即倒T形电阻网络型和权电流型D/A转换器。 8.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器
课程设计任务书
摘要 目前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。但是，数字通信的发展速度已明显超过模拟通信，成为当代主流，因为它有很多模拟通信所没有的优点，因此模拟信号往往要被编码成数字信号，从而在数字信道中传输。 本次课程设计是在MATLAB软件环境下进行的，完成的是对A/D和D/A转换器的设计。A/D转换负责将模拟信号转换为数字信号，即用一串数字编码（如0101）去表示对应的一个模拟信号的一点的值，其转换过程是先对输入的模拟信号进行抽样，所使用的抽样频率要满足抽样定理的要求，然后对抽样结果进行幅度离散化（称为量化）并编码为二进制序列。D/A转换的功能与A/D转换相反，它将输入的数字信号序列转换为模拟信号，其转换过程是将输入（二进制）数字序列恢复为相应电平的抽样值序列,然后通过满足抽样定理要求的低通滤波器恢复模拟信号。A/D转换采用平顶抽样技术，所以恢复模拟信号存在高频段的失真，若对恢复信号质量要求严格，需采用均衡器来补偿这种孔径失真。A/D转换器的输出数据形式可以是并行的，也可以是串行的。 关键词:MATLAB；抽样；量化；编码
目录 1.课程设计目的 (1) 2.课程设计要求 (1) 3.相关知识 (1) 3.1 模拟信号数字化 (1) 3.2 A/D和D/A转换的原理 (2) 4．课程设计分析 (3) 4..1 A/D和D/A转换器的模型 (3) 4.2 模块参数设置 (8) 5．仿真 (8) 6．结果分析 (10) 7．参考文献 (11)
1.课程设计目的 （1）加深对A/D和D/A基本理论知识的理解。 （2）培养独立开展科研的能力和编程能力。 （3）掌握A/D和D/A结构及其在通信系统中的应用。 2.课程设计要求 （1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。 （2）程序设计合理、能够正确运行。 3.相关知识 3.1模拟信号数字化 通信系统可以分为模拟和数字通信系统两大类。数字通信系统具有抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好等优点，所以应用非常广泛，已经成为现代通信的主要发展趋势。自然界中的信号都是模拟信号，这就需要我们对模拟信号进行抽样、量化、编码，形成数字信号后，在数字信号系统中传输。在接收端则通过相应的逆变换恢复成模拟信号。若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般需要三个步骤：（1）把模拟信号数字化，即模数转换（A/D）； （2）进行数字方式传输； （3）把数字信号还原为模拟信号，即数模转换（D/A）。 如果电信号的参量取值连续（不可数、无穷多），则称之为模拟信号。例如，话筒送出的送出电压包含有话音信息，并在一定的取值范围内连续变化。模拟信号有时也称连续信号，这里连续的含义是指信号的某一参量连续变化，或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值，而不一定在时间上也连续。 如果电信号的参量仅可能取有限个值，则称之为数字信号。如电报信号、计算机输入/输出信号、PCM信号等。数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散。
第六章数模转换与模数转换 授课题目： 6.1 D/A转换器 教学目标： 1、掌握数模、模数转换的概念。 2、理解数模转换的原理。 3、熟悉D/A转换器集成芯片的性能，学习其使用方法。 教学内容（包括重点、难点）： 教学重点：1、数模转换的基本原理。 2、D/A转换器集成芯片的使用。 教学难点：1、转换电路的分析计算。 2、知识的综合复习应用。 教学过程设计 ●复习并导入新课 问题：回忆二进制转换为十进制的加权和公式和电阻的串联、并联。 ●就新课内容提出问题 1、什么是模拟量？ 2、什么是电模拟量？ ●讲授新课 计算机对生产进行实时控制的过程如下： 模拟量：温度、压力、湿度、流量、速度等 电模拟量：电压、电流 6.1 D/A转换器
D/A 转换—从数字信号到模拟信号的转换。 D/A 转换器（简称DAC ）—完成D/A 转换的电路。 一、D/A 转换电路原理图 数据锁存器：暂时存放输入的数字量； 模拟电子开关：这些数字量控制模拟电子开关，将参考电压源UREF 按位切换到电阻译码网络中变成加权电流。 集成运放：加权电流经运放求和，输出相应的模拟电压，完成D/A 转换过程。 二、倒 T 形电阻网络DAC 1、电路图 2、工作原理—电流分流形成加权值。 3、转换公式 4、特点 电阻值一致。倒T 形电阻网络支路电流恒定，电路转换速度高。 举例1：若U R=10V ，求对应D3D2D1D0分别为1010、0110和1100时输出电压值。 三、主要性能指标 1、分辨率 分辨率：说明DAC 输出最小电压的能力。它是指最小输出电压（对应的输入数字量仅最低位为1）与最大输出电压（对应的输入数字量各有效位全为1）之比： 分辨率= n ：表示输入数字量的位数。n 越大，分辨最小输出电压的能力也越强。 举例2：n=8, DAC 的分辨率为 分辨率= =0.0039 数据锁存器 … D 0D 1 D n －1 … 模拟电子开关 … 电阻译码网络 … 求和运放 参考电压源 模拟输出 U )2...22(2 0022101?++?+?- =----D D D U U n n n n REF n 1 21-n 1 21 -n
一、选择题 1．一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为位。 A.1 B.3 C.4 D.8 2．一个无符号10位数字输入的DAC，其输出电平的级数为。 10 A.4 B.10 C.1024 D.2 3．一个无符号4位权电阻DAC，最低位处的电阻为40KΩ，则最高位处电阻为。 A.4KΩ B.5KΩ C.10KΩ D.20KΩ 4．4位倒T型电阻网络DAC的电阻网络的电阻取值有种。 A.1 B.2 C.4 D.8 5．为使采样输出信号不失真地代表输入模拟信号，采样频率≥ B. ≤ C. ≥2 D. ≤2 和输入模拟信号的最高频率的关系是。 A. 6．将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续（离散）的模拟量的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 7．用二进制码表示指定离散电平的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 8．将幅值上、时间上离散的阶梯电平统一归并到最邻近的指定电平的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 9．若某ADC取量化单位△=，并规定对于输入电压，在0≤＜时，认为输入的模拟电压为0V，输出的二进制数为000，则≤＜时，输出的二进制数为。 A.001 B.101 C.110 D.111 10．以下四种转换器，是A/D转换器且转换速度最高。 A.并联比较型 B.逐次逼近型 C.双积分型 D.施密特触发器 二、判断题（正确打√，错误的打×）
１．权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。（） ２．D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压V REF。（） ３．D/A转换器的位数越多，能够分辨的最小输出电压变化量就越小。（） ４．D/A转换器的位数越多，转换精度越高。（） ５．A/D转换器的二进制数的位数越多，量化单位△越小。（）６．A/D转换过程中，必然会出现量化误差。（） ７．A/D转换器的二进制数的位数越多，量化级分得越多，量化误差就可以减小到0。（） ８．一个N位逐次逼近型A/D转换器完成一次转换要进行N次比较，需要N+2个时钟脉冲。（） ９．双积分型A/D转换器的转换精度高、抗干扰能力强，因此常用于数字式仪表中。（） １０．采样定理的规定，是为了能不失真地恢复原模拟信号，而又不使电路过于复杂。（） 三、填空题 1．将模拟信号转换为数字信号，需要经过、、、四个过程。 答案： 一、选择题 1． D 2． CD 3． B 4． B 5． C 6． A 7． D 8． B
自我检测题 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。 6 ? 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 V 。 A. 0.039 B ■ 2.56 C ? 1.27 D .都不是 7 ? D/A 转换器的主要参数有 ______ 、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 8 ?图T7.8所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为 _________ 。 图 T7.8 9 . 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。 10. 比较权电阻型、R-2R 网络型、权电流型等 D/A 转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度 和转换的速度等方面比较。 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。 11. 工—A 模/数（A / D ）中包括哪些主要部分？它们各起什么作用？ 解：工—A 模/数转换器由1个差分放大器、一个积分器、1个比较器、1个1bit 的DAC 和数 字滤波器组成。 差分放大器：将输入信号 V I 减去来自1位DAC 的反馈信号得到误差信号，V e = V I — V f 。 积分器：积分器对误差信号 v e 进行积分。 电压比较器：当积分器的输出电压 v g > 0V 时，输出V g /为高电平（逻辑1 ）；当V g W 0V 时，V g z 为低电平（逻辑0）。实际上，该电压比较器可以看成是 1位的ADC 1位的DAC 由一模拟选择开关构成。当输入为逻辑 1时，把输出端V f 接+V REF ；当输入为逻辑0 时，把输 出端V f 接地。 A . V 。 V REF 23 、D i i =0 B. V o 3 24 J 2i 2 V REF C . V o V 3 V R 4^' Di 2i 24 y D. V o V REF J 2 i =0 D i 2i
数模模数转换实验报告 一、实验目的 1、了解数模和模数转换电路的接口方法及相应程序设计方法。 2、了解数模和模数转换电路芯片的性能和工作时序。 二、实验条件 1、DOS操作系统平台 2、数模转换芯片DAC0832和模数转换器ADC0809芯片。 三、实验原理 1、数模转换： （1）微机处理的数据都是数字信号，而实际的执行电路很多都是模拟的。因此微机的处理结果又常常需要转换为模拟信号去驱动相应的执行单元，实现对被控对象的控制。这种把数字量转换为模拟量的设备称为数模转换器（DAC），简称D/A。 （2）实验中所用的数模转换芯片是DAC0832，它是由输入寄存器、DAC 寄存器和D/A 转换器组成的CMOS 器件。其特点是片内包含两个独立的8 位寄存器，因而具有二次缓冲功能，可以将被转换的数据预先存在DAC 寄存器中，同时又采集下一组数据，这就可以根据需要快速修改DAC0832 的输出。 2、模数转换： （1）在工程实时控制中，经常要把检测到的连续变化的模拟信号，如温度、压力、速度等转换为离散的数字量，才能输入计算机进行处理。实现模拟量到数字量转换的设备就是模数转换器（ADC），简称A/D。
(2)模数转换芯片的工作过程大体分为三个阶段：首先要启动模数转换过程。其次，由于转换过程需要时间，不能立即得到结果，所以需要等待一段时间。一般模数转换芯片会有一条专门的信号线表示转换是否结束。微机可以将这条信号线作为中断请求信号，用中断的方式得到转换结束的消息，也可以对这条信号线进行查询，还可以采用固定延时进行等待（因为这类芯片转换时间是固定的，事先可以知道）。最后，当判断转换已经结束的时候，微机就可以从模数转换芯片中读出转换结果。 （3）实验采用的是8 路8 位模数转换器ADC0809 芯片。ADC0809 采用逐次比较的方式进行A/D 转换，其主要原理为：将一待转换的模拟信号与一个推测信号进行比较，根据推测信号是大于还是小于输入信号来决定增大还是减少该推测信号，以便向模拟输入逼近。推测信号由D/A 转换器的输出获得，当推测信号与模拟信号相等时，向D/A 转换器输入的数字就是对应模拟信号的数字量。ADC0809 的转换时间为64 个时钟周期（时钟频率500K 时为128S）。分辨率为8 位，转换精度为±LSB/2，单电源+5V 供电时输入模拟电压范围为04.98V。 四、实验内容 1、把DAC0832 的片选接偏移为10H 的地址，使用debug 命令来测试 DAC0832 的输出，通过设置不同的输出值，使用万用表测量Ua 和Ub 的模拟电压，检验DAC0832 的功能。选取典型（最低、最高和半量程等）的二进制值进行检验，记录测得的结果。实验结果记录如下：
第九章：数模和模数 转换器
第九章：数模和模数转换器 一、单选题 1：想选一个中等速度，价格低廉的A/D转换器，下面符合条件的是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 2：下面抑制电网公频干扰能力强的A/D转换器是（）。 A 逐次逼近型 B 双积分型 C 并联比较型 D 不能确定 3：不适合对高频信号进行A/D转换的是（）。 A 并联比较型B逐次逼近型 C双积分型D不能确定 4：四位DAC和八位DAC的输出最小电压一样大，那么他们的最大输出电压（）。 A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D不确定 5：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下最大输出电压（）。 A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D 不确定 6：四位权电阻DAC和四位R—2R倒T型DAC在参数一样的条件下分辨率（）。 A一样大B前者大于后者C后者大于前者 D 不确定 7：下列A/D转换器类型中，相同转换位数转换速度最高的是（）。 A并联比较型B逐次逼近型
C双积分型 D不能确定 8．一个无符号8位数字量输入的DAC，其分辨率为位。 A.1 B.3 C.4 D.8 9．将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续（离散）的模拟量的过程称为。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 10．以下四种转换器，是A/D转换器且转换速度最高。 A.并联比较型 B.逐次逼近型 C.双积分型 D.施密特触发器 二、判断题 1：D/A转换器的建立时间等于数字信号由全零变全1或由全1变全0所需要的时间。（） 2：D/A转换器的转换精度等于D/A转换器的分辨率。（） 3：采用四舍五入量化误差分析时，A/D转换过程中最小量化单位与量化误差是相等的。（） 4：在A/D转换过程中量化误差是可以避免的。（） 5：由于R-2R 倒T 型D/A转换器自身的优点，其应用比权电阻DAC广泛。（） 6：倒T型网络D/A转换器由于支路电流不变，所以不需要建立时间。（）7：A/D转换的分辨率是指输出数字量中只有最低有效位为1时所需的模拟电压输入值。（） 8．权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。（） 9．D/A转换器的最大输出电压的绝对值可达到基准电压V REF。（） 10．A/D转换过程中，必然会出现量化误差。（）
模数、数模转换器 本章讨论的问题 1、为什么要进行模数和数模转换？ 2、怎样将模拟量转换为数字量？ 3、怎样将数字量转换为模拟量？ 4、怎样保证数据转换的精度和速度？ 随着数字电子技术的飞速发展，特别是计算机技术的发展与普及，用数字电路处理模拟信号的应用在自动控制、通信以及检测等许多领域越来越广泛。 自然界中存在的大都是连续变化的物理量，如温度、时间、速度、流量、压力等等。要用数字电路特别是用计算机来处理这些物理量，必须先把这些模拟量转换成计算机能够识别的数字量，经过计算机分析和处理后的数字量又需要转换成相应的模拟量，才能实现对受控对象的有效控制，这就需要一种能在模拟量与数字量之间起桥梁作用的电路--—模数和数模转换电路。 能将模拟量转换成数字量的电路称为模数转换器（简称A/D转换器或ADC）；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器（简称D/A转换器或DAC）。A/D和D/A 转换器是数字控制系统中不可缺少的组成部分，是用计算机实现工业过程控制的重要接口电路。 6.1 模数（A/D）转换器 6.1.1 A/D转换的基本概念 A/D转换器的作用就是将输入的模拟量转换成与其成比例的数字量，实质上，A/D转换器是模拟系统到数字系统的接口电路。一个完整的模数转换过程必须包括采样→保持→量化→编码等四个部分。 1. 采样定理 图6.1是某一输入模拟信号经采样后得出的波形。为了保证能从采样信号中将原信号恢复，必须满足条件
f s ≥2f i(max) （6.1） 式中：f s 为采样频率，f i(max)为输入信号u i 中最高次谐波分量的频率。这一关系称为采样定理。 A/D 转换器工作时的采样频率只有满足式（6.1）所规定的频率要求，才能做到不失真地恢复出原模拟信号。这就像用照相机拍摄世界级运动员跨栏瞬间的镜头一样，如果相机的速度太慢，是无法留住那精彩瞬间的。采样频率越高，进行转换的时间就越短，对A/D 的工作速度要求就越高。一般取f s =(3～5)f i(max)。 2、采样保持电路 A/D 转换器在进行模数转换期间，要求输入的模拟信号有一段稳定的保持时间，以便对模拟信号进行离散处理，即对输入的模拟信号进行采样。 一个实际的采样保持电路如图6.2所示。图中A 1、A 2是两个集成运算放大器， S 是电子模拟开关，L 是控制S 工作状态的逻辑单元电路。二极管D 1、D 2组成保护电路。保护电路的工作原理是：当O u '比O u 所保持的电压高出一个二极管的正向压降时，D 1管导通，O u '被钳位于1D i U u +（1D U 为D 1的正向导通压降）。同理，当O u '比O u 低一个二极管的压 降时，D 2管导通，O u '被钳位于2D i U u -。保护电路的作用就是防止在S 再次接通以前，i u 发生变化而引起O u '的更大变化，导致O u '与i u 不再保持线性关系，并使开关电路有可能因承受过高的O u '电压而损坏。该电路的整个采样保持过程如下： 当1=L u 时，电子模拟开关S 闭合。A 1、A 2接成电压跟随器，故输出 i O O u u u =='。与此同时， O u '通过电阻R 2对外接电容C h 充电，使i ch u u =。因电压跟随器的输出电阻 图6.1 采样波形图 u u i u u o 图6.2 采样保持电路