第九章 AD转换器和DA转换器试题及答案

第九章 A/D 转换器和D/A 转换器一、填空题1.（11-1易）D/A 转换器是把输入的________转换成与之成比例的_________。

2.（11-1中）倒T 形电阻网络D/A 转换器由___________、__________、_________及_____________组成。

3.（11-1易）最小输出电压和最大输出电压之比叫做__________,它取决于D/A 转换器的________。

4.（11-1中）精度指输出模拟电压的_________和_________之差，即最大静态误差。

主要是参考电压偏离__________、运算放大器____________、模拟开关的________、电阻值误差等引起的。

5.（11-1易）D/A 转换器输出方式有____________、__________和__________。

6.（11-2易）采样是将时间上___________（a.连续变化，b.断续变化）的模拟量，转换成时间上_________（a.连续变化，b.断续变化）的模拟量。

7.（11-2）参考答案：1.数字量/数字信号，模拟量/模拟信号2.译码网络，模拟开关，求和放大器，基准电源1. 分辨率 位数2. 实际值 理论值 标准值 零点漂移 压降3. 单极性同相输出 单极性反相输出 双极性输出4. a b二、选择题1.（11-2中）将采样所得的离散信号经低通滤波器恢复成输入的原始信号，要求采样频率s f 和输入信号频谱中的最高信号max i f 的关系是（ ）。

A ．max 2s i f f ≥B ．max s i f f ≥C ．max s i f f =D ． max s i f f <2.（11-2易）下列不属于直接型A/D 转换器的是（ ）。

A ．并行A/D 转换器B ．双积分A/D 转换器C ．计数器A/D 转换器 D ．逐次逼近型A/D 转换器三、判断题（正确打√，错误的打×）1.（11-2易）采样是将时间上断续变化的模拟量，转换成时间上连续变化的模拟量。

• 单片机测控系统中的ADC和DAC
电流输出型DA转换原理
总电流
•转换电流
分支电流
……
•I01转换电流与“逻辑开关”为1的各支路电流的总和成正比 ，即与D0～D7口输入的二进制数成正比。
•DAC0832
•反馈电 阻 •外接放大器
转换电压
•即，转换电压正比于待转换的二进制数和参考电压
DAC的性能指标： 1、分辨率 通常将DAC能够转换的二进制的位数称为分辨率。 位数越多分辨率也越高，一般为8位、10位、12位、16位等
•参考程序如下：
INIT1： SETB IT1
；选择外部中断1为跳沿触发方式
SETB EA
；总中断允许
SETB EX1 ；允许外部中断1中断
MOV DPTR，#7FF8H ；端口地址送DPTR
MOV A，#00H
MOVX @DPTR，A；启动ADC0809对IN0通道转换
………
；完成其他的工作
•电路分析
➢ 由P2.0形成高8位地址（0xfe），与WR信号合成START/ALE正脉冲启动 ADC，与RD信号合成OE正脉冲输出转换数据；
➢ 启动IN0～IN7通道AD转换的命令的地址为：0xfef8，……，0xfeff。
➢ 读取AD结果的命令的地址为：任何高8位为0xfe的地址均可。
•电路分析
DAC2第1级地址： 1111 1101 …（0xfdff） DAC1和2第二级地址：1110 1111 …（0xefff）
例3参考程序
•语句DAOUT = num的作用只是启动DAC寄存器，传输什么数据都没关 系。
例3 运行效果 （多路D/A同步输出 ）
•11.2 AT89S51与ADC的接口

《A/D与D/A转换》练习题及答案[9.1]在图9.2.5所示的D/A转换电路中，给定V REF=5V，试计算（1）输入数字量的d9~d0每一位为1时在输出端产生的电压值。

（2）输入为全1、全0和全1000000000时对应的输出电压值。

[解]（1）根据)1,,1.0(22-=∑=nidVv iinREFO可知，d 9 ~ d 0每一位的1在输出端产生的电压分别-2.5V，-1.25V，-0.625V，-0.313V，-0.156V，-78.13mV，-39.06mV，-19.53mV，-9.77mV，-4.88mV。

（2）输入全1、全0和全1000000000时的输出电压分别为-4.995V,0V和-2.5V。

[9.2]图P9.2（a）所示电路是用CB7520和同步十六进制计数器74LS161组成的波形发生器电路。

己知CB7520的V REF= -10V，试画出输出电压υ0的波形，并标出波形图上各点电压的幅度。

CB7520的电路结构见图P9.2（b），74LS161的功能表与表5.3.4相同。

[解]当1ETEPLDRD====时，电路工作在计数状态，从0000状态开始连续输入16个计数脉冲时，电路将从1111返回0000状态，C端从高电平跳变至低电平。

当CP的上升沿到来的时候，υ0的值如表A9.2所示。

υ0的值由式iinREFOdVv22∑=可得。

输出电压υ0的波形如图A9.2所示。

表A9.2 输出电压υ0的值[9.3] 图P9.3所示电路是用CB7520组成的双极性输出D/A转换器。

CB7520的电路结构见图P9.2（b），其倒T形电阻网络中的电阻R=10 kΩ。

为了得到±5V的最大输出模拟电压，在选定R B=20 kΩ的条件下，V REF、V B应各取何值？CP Q3 /d9 Q2 /d8 Q1 /d7 Q0 /d6υ0（V）↑↑↑┇↑↑↑0000000 10010┇1110111 100005/8×15/8×2┇5/8×145/8×15[解]若d 0 ～d 9均为0时，υ0= +5V，d 0 ～d 9均为1时，υ0= -5V则RRVdVBBiiiREF--=∑=910)2(2υ(1)5+=⋅-RRVBB(2)5)12(21010-=---RRVVBBREF式（1）减式（2）得出102121010=-+REFV∴VVREF10+≈若取R B=20 kΩ，则V B= -10V。

第九章 D/A、A/D转换器
9.3 A/D转换器芯片
1、采样过程：将时间上连续变化的模拟量转变为时间上断续变化的模拟量。 采样频率f0大于等于输入信号最高频率fm的2倍。 2、保持过程：将采样得到的模拟量的值保持下来。为保证采样精确度，要求 在A/D转换期间，保持输入模拟量的信号不变。 3、量化过程：以一定的量化单位，把离散的模拟信号转化为离散的阶跃量的
二、D/A的主要技术指标
第九章 D/A、A/D转换器
分辨率:
• 是指最小输出电压（ 对应的输入二进制数为1 ）与最大
输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)之比。
分辨率=1/（2n-1） 例如十位数模转换器的分辨率为： 2110-1≈0.001
• 可用输入数字量的位数来表示，如8位、10位等。
二、应用举例
第九章 D/A、A/D转换器
例1 对模拟通道IN0进行A/D转换，采样一个点。
采用查询方式的程序如下：
OUT 50H，AL ；选通IN0，
；启动A/D转换
NOP；避开刚开始的EOC状态
W：IN AL，40H ；输入EOC标志
TEST AL，01H
JZ W
；未结束，返回等待
IN AL，48H ；结束，
第九章 D/A、A/D转换器
9.3.1 A/D工作原理
原理：类似天平称重量时的尝试法，逐步用砝码的 累积重量去逼近被称物。
逐次变换
寄存…器SAR …
时序及控制逻辑
Vi
+
┇
D/A
VC
比较器
-
} ┇
数字量输出
9.3.2 A/D的技术指标
分辨率 量化误差 转换速度 精度
9.3.3 ADC0809 一、原理框图

微机原理第九章练习题及解一：单项选择题●8253的端口地址数为（ C ）。

A：1个B：2个C：4个D：8个●8255的A端口读写操作时，地址线（A）。

A：A1 = 0、A0 = 0 B：A1 = 0、A0 = 1C：A1 = 1、A0 = 0 D：A1 = 1、A0 = 1●写8255的控制字88H，功能是（ B ）。

A：A口方式0输入B：B口方式0输出C：置PC4为低D：置PC7为高●从8255的C端口读状态信息时，地址线（ C ）。

A：A1 = 0、A0 = 0 B：A1 = 0、A0 = 1C：A1 = 1、A0 = 0 D：A1 = 1、A0 = 1●8088与8255连接时的写控制字地址是（ D ）。

A：100H B：101H C：102H D：103H●8086与8255连接时的B口读写地址是（ B ）。

A：100H B：102H C：104H D：106H●8253写方式控制字时，地址线（ D ）。

A：A1 = 0、A0 = 0 B：A1 = 0、A0 = 1C：A1 = 1、A0 = 0 D：A1 = 1、A0 = 1●8253的计数器0读写操作时，地址线（A）。

A：A1 = 0、A0 = 0 B：A1 = 0、A0 = 1C：A1 = 1、A0 = 0 D：A1 = 1、A0 = 1●8253的控制字为85H，功能为（ B ）。

A：计数器0二进制计数B：计数器2十进制计数C：计数器0低8位初值D：计数器2高8位初值●8253的控制字为78H，计数器选择为（ B ）。

A：计数器0 B：计数器 1 C：计数器 2 D：无作用●8253的控制字为40H，工作方式选择为（ C ）。

A：方式0 B：方式 2 C：方式 4 D：方式5●8259固定优先权方式的中断请求信号IR0—IR7的优先权顺序为（ A ）。

A：IR0→IR7 B：IR7→IR0C：IR0→IR7→IR-1 D：每个中断请求信号等优先权。

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。（ ）
答案： √
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。（ ）答案： √ 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。（ ） 答案： √
答案：分辨率，相对精度，转换时间
4． D/A转换器中对电子开关的要求 是，当开关接通时_____________为 零，当开关断开________最小，常使晶体管 工作在_____________的状态。
答案：压降为0，内阻，压降，饱和
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：采样 保持 量化 编码
2.A/D转换过程的步骤 为___________________ 采样定理为___________________。
答案：采样，保持，量化，编码，
f s 2 f i max
3.A/D转换器的主要技术参数 有：_____________、_____________ 和_____________。
答案：A
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 答案：D 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
答案：B
9．若某ADC取量化单位△= 并规定对于输入电压 u I ， 在0≤
1 VREF 8
，
uI ＜
1 VREF 时， 认为输入的 8
模拟电压为0V， 输出的二进制数为000， 5 6 则 VREF ≤ u I ＜ VREF 时， 输出的

广东工业大学物理与光电工程学院
连续和带缓存的连续模式

连续转换模式中，ADC在完成一次转换后就立刻开始下一次的转 换。当CONT位被置位时即 将ADC设为连续模式，该模式是通过 置位 ADC_CR1寄存器的 ADON 位来启动的。 ● 如果缓冲功能没有被使能(ADC_CR3寄存器的DBUF位=0)，那 么转换结果数据保存在 ADC_DR寄存器中同时 EOC 标志被置位。 如果EOCIE 位已被置位时将产生一次中断。然后开始下一次转 换。 ● 如果缓存功能被使能(DBUF=1)，那么某个选定通道上的8个 或者10个连续的转换结果会填 满数据缓存，当缓存被填满时， EOC(转换结束)标志被置位，如果EOCIE位已被置位，则会 产生 一个中断，然后一个新的转换自动开始。如果某个数据缓存寄 存器在被读走之前被覆 盖，OVR标志将置1。 如果要停止连续转换，可以复位清零CONT位来停止转换或者复 位清零ADON位来关闭ADC的电 源。
第9章
ADC转换器及其使用
9.1 ADC转换器概述 9.2 ADC转换器功能选择 9.2.1 分辨率与转换精度 9.2.2 转换方式选择 9.2.3 转换速度设置 9.2.4 触发方式 9.3 ADC转换器初始化过程举例 9.4 提高ADC转换精度与转换的可靠性 9.5 软件滤波 9.5.1 算术平均滤波法 9.5.2 滑动平均滤波法 9.5.3 中值法 9.5.4 数字滤波
广东工业大学物理与光电工程学院
9.1 ADC转换器概述

ADC1和ADC2是10位的逐次比较型模拟数字转换器。提 供多达16个多功能的输入通道。A/D转换的各个通道可 以执行单次和连续的转换模 式。 相对于ADC2，ADC1具有一些扩展功能，包括扫描模式， 带缓存的连续模式以及模拟看门狗。

9 数模与模数转换器9.1 D/A 转换器9.1.1 10位倒T 形电阻网络D/A 转换器如图题9.1.1所示。

（1）试求出输出电压的取值范围。

（2）若要求电路输入数字量为200H 时输出电压v o =5V ，试问V REF 应取何值？解：（1）由式（9.1.6）可知，10位D/A 转换器输出电压O v 为910022f REFOii i R R v R D ==-⋅⋅∑当98D D …0D =00…0时 O v =0 V当98D D …0D =11…1时，REFO R v R=-，已知f R R =，所以O REF v R =-于是可得到输出电压的取值范围为：0REF V V -。

（2）根据式（1） 109212O REFifii R v V R D =⋅⋅=-⋅⋅∑将98D D …0D =1000000000代入上式，的REF V =﹣10V 。

9.1.2 在图9.1.8所示的4位权电流D/A 转换器中，已知REF V =6V ，1R =48k Ω，当输入3210D D D D =1100时，O v =1.5V ，试确定f R 的值。

解：n 位权电流D/A 转换器的输出电压为1122n fiREF O i n i R R v D R -==⋅⋅∑于是，有11022n O f n iREF i i R v R V D -=⋅⋅=⋅⋅∑依题意，已知n=4，REF V =6V ，1R =48k Ω，3210D D D D =1100，O v =1.5V,代入上式得f R =16k Ω。

9.1.5 可编程放大器（数控可变增益放大器）电路如图题9.1.5所示。

（1）推导电路电压放大倍数/V O I A v v =的表达式。

（2）当输入编码为（001H ）和（3FFH ）时，电压放大倍数V A 分别为多少？ （3）试问当输入编码为（000H ）时，运放1A 处于什么状态？解：（1）图题9.1.5中运放3A 组成电压增益为﹣1的反相比例放大器，O v =﹣REF V 。

例如，满量程值为10V时，n位D/A转换器的 精度为±1/2 LSB，则其最大可能误差为：

精度为±0.05%表示最大可能误差为：
（3）转换速率 转换速率是指大信号工作时，模拟输出电压 的最大变化速度，单位为V/μs （4）建立时间 建立时间指的是，当输入数值满量程后，输 出模拟值稳定到最终值的±1/2LSB时所需要 的时间。该时间是表征D/A转换器性能的重要 指标，显然建立时间越大，转换速率越低。



DI7~ DI0：8位数据输入端，与CPU数据总线 相连。 CS：片选信号，输入，低电平有效，与ILE 配合决定WR1是否起作用。 ILE：输入锁存允许信号，输入，高电平有 效。


WR1 ：写信号1，将数据8位输入数据锁存到输入寄 存器中，低电平有效。此信号必须同CS、ILE同时 有效，即当CS和WR1同时为低电平、ILE为高电平时， 输入数据不锁存；当WR1变为高电平、ILE变为低电 平时，输入数据被锁存在输入寄存器中。 WR2 ：写信号2将锁存在输入寄存器中的数据送到8 位DAC寄存器中进行锁存，低电平有效。当WR2与传 送控制信号XFER同时为低电平时，DAC寄存器中的 数据不锁存；当WR2 或XFER变为高电平时，输入寄 存器中的数据被锁存在DAC寄存器中。
1．ADC0809引脚

ADC0809是28引脚的双列直插式芯片，如 图9-15所示。各引脚的定义及功能如下。


IN7~IN0：8路模拟电压输入端。 D7~D0：8位数字量输出端。 ADDA、ADDB和ADDC：地址输入端， 它们的不同组合可用来选择不同的模拟 输 入 通 道 ， 编 码 000~111 分 别 对 应 IN0~IN7，如表9-1所示。 START：启动转换的控制信号，输入， 高电平有效。

D2
VREF 22 R
D1
VREF 23 R
D0
VREF 23 R
(D3 23
D2 22
D1 21
D0 20 )
VREF
23 R
3 i0
Di 2i
i (0,1,2,3)
11
对于n位权电阻网络D/A转换器总电流为：
i
VREF 2n1 R
n1 i0
Di 2i
求和放大器输出电压为：vo iR f
数字量D成正比关系。V=KD，K为常数。
6
一、基本原理
输入是 n位二
D0 D1
进制数
Dn-1
n1
vO (iO ) k Di 2i 位权值
D/A
i (0,1,2,3i0 n 1)
k:转换比例系数
输出模拟电压（或模拟电流）与输入数字量
成正比关系。
假设：转换比例系数K=1,输入数字量n=3
输出模拟电压（或模拟电流）为：
进制数码为0000~1111,基准电压
00000
VREF=-8V,Rf = R/2,求输出电压VO。 并画出输出VO波形。
0 0 0 1 0.5 00101 0 0 1 1 1.5
VREF R f 2n1 R
n1
Di 2i
i0
输出模拟电压VO的大小与输 入的二进制数码的数值大小
成正比。
－ 2Rf
R
VREF 2n
n1
Di 2i
i0
同时还与量化级有关。
量化级
★ 输入二进制数码位数越多，量化级越小，D/A输 出电压越接近模拟电压。
12
例1：设4位权电阻D/A转换器输入二进制数 码D3D2D1D0=1101,基准电压VREF=-8V,Rf = R/2,求输出电压VO。

技术发展的挑战与机遇
挑战：提高转换精度和速度，降 低功耗和成本
挑战：解决高精度、高速度、低 功耗、低成本之间的矛盾
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
机遇：物联网、人工智能、5G等 新兴技术的发展，为D/D转换器 带来新的应用场景和市场需求
机遇：新型材料、工艺和技术的 发展，为D/D转换器带来新的技 术突破和性能提升
技术发展的历程
1950年代：D转换器开 始出现，主要用于军事
和航天领域
1960年代：D转换器逐 渐普及，开始应用于工
业和医疗领域
1970年代：D转换器技 术快速发展，出现了多
种类型的D转换器
1980年代：D转换器技 术逐渐成熟，开始应用
于消费电子领域
1990年代：D转换器技 术进一步发展，出现了 高精度、高速度的D转
按照输出信号类型分类：单 端输出、差分输出等
按照应用领域分类：工业控 制、医疗电子、通信设备等
D转换器的工作原理
采样：将模拟信号转换为时间离散的信号 量化：将时间离散的信号转换为幅度离散的信号 编码：将幅度离散的信号转换为数字信号 滤波：消除量化噪声，提高转换精度
D转换器的应用场景
信号处理：将模拟信号转换为数字信号，便于处理和分析 通信系统：在通信系统中，将模拟信号转换为数字信号，便于传输和处理 传感器应用：将传感器采集的模拟信号转换为数字信号，便于处理和分析 音频处理：将模拟音频信号转换为数字信号，便于处理和分析
更快速度： D/D转换器的 速度不断提高， 以满足高速数 据传输和信号 处理的需求。
更低功耗： D/D转换器的 功耗不断降低， 以满足便携式 设备和物联网 设备的需求。
更小尺寸： D/D转换器的 尺寸不断缩小， 以满足便携式 设备和物联网 设备的需求。

A/D转换器（ADC）是一种将输入的模拟量转换为数字量的转换器。 A/D转换器（ADC）是一种将输入的模拟量转换为数字量的转换器。要实 转换器 现将连续变化的模拟量变为离散的数字量，通常要经过四个步骤： 现将连续变化的模拟量变为离散的数字量，通常要经过四个步骤：
采样、保持、 采样、保持、量化和编码
一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成。 来完成。 一般前两步由采样保持电路完成，量化编码由ADC来完成
对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器 显然， 对于n位输出二进制码，并行ADC就需要个比较器。显然， 就需要个比较器。 随着位数的增加所需硬件将迅速增加， >4时 并行ADC较 随着位数的增加所需硬件将迅速增加，当n>4时，并行ADC较 复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高 适用于速度要求很高， 复杂，一般很少采用。因此并行ADC适用于速度要求很高，而 输出位数较少的场合。 输出位数较少的场合。
与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化 与之接近的离散数字电平，这个过程称作量化。 量化。 由 零 到 最 大 值 （ MAX ） 的 模 拟 输 入 范 围 被 划 分 为 1/8 ， 2/8……7/8共23-1个值，称为量化阶梯。 ……7 个值，称为量化阶梯 量化阶梯。 而相邻量化阶梯之间的中点值1 16， 16……13/16称为 称为比较 而相邻量化阶梯之间的中点值 1/16 ， 3/16……13/16 称为 比较 电平。 电平。
采样后的模拟值同比较电平相比较，并赋给相应的量化阶梯值。例如， 采样后的模拟值同比较电平相比较， 并赋给相应的量化阶梯值 。例如， 采样值为7 32MAX，相比较后赋值为2 MAX。 采样值为7/32MAX，相比较后赋值为2/8MAX。 把量化的数值用二进制数来表示称作编码 把量化的数值用二进制数来表示称作编码。 编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX，若将其用三位自然加权 编码有不同的方式。例如上述的量化值2/8MAX， 二进制码编码，则为010。 二进制码编码，则为010。

A/D 和D/A 转换器在数字系统的应用中，通常要将一些被测量的物理量通过传感器送到数字系统进行加工处理；经过处理获得的输出数据又要送回物理系统，对系统物理量进行调节和控制。

传感器输出的模拟电信号首先要转换成数字信号，数字系统才能对模拟信号进行处理。

这种模拟量到数字量的转换称为模-数(A/D)转换。

处理后获得的数字量有时又需转换成模拟量，这种转换称为数-模(D/A)变换。

A/D 变换器简称为ADC 和D/A 变换器简称为DAC 是数字系统和模拟系统的接口电路。

第一节 基本概念一、D/A 变换D/A 变换器一般由变换网络和模拟电子开关组成。

输入n 位数字量D （=D n-1…D 1D 0）分别控制这些电子开关，通过变换网络产生与数字量各位权对应的模拟量，通过加法电路输出与数字量成比例的模拟量。

（1）变换网络变换网络一般有权电阻变换网络、R-2RT 型电阻变换网络和权电流变换网络等几种。

ⅰ、权电阻变换网络权电阻变换网络如图8-1所示，每一个电子开关S i 所接的电阻R i 等于2n-1-i R （i=0～n-1），即与二进制数的位权相似，R 0=2n-1R ，R n-1=R 。

对应二进制位D i =1时，电子开关S i 合上，R i 上流过的电流 I i =V REF /R i 。

令V REF /2n-1R=I REF ，则有 I i =2i I REF ，即R i 上流过对应二进位权倍的基准电流，R i 称为权电阻。

权电阻网络中的电阻从R 到2n-1R 成倍增大，位数越多阻值越大，很难保证精度。

图8-1 权电阻D/A 变换器ⅱ、R-2R 电阻变换网络R-2R 电阻网络中串联臂上的电阻为R ，並联臂上的电阻为2R ，如图8-2所示。

从每个並联臂2R 电阻往后看，电阻都为2R ，所以流过每个与电子开关S i 相连的2R 电阻的电流I i 是前级电流I i+1的一半。

因此， I i =2i I 0=2i I REF /2n ，即与二进制i 位权成正比。

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。

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。

第八章D/A和A/D转换基本内容：D/A转换和A/D转换的基础知识，D/A转换芯片0832和A/D转换芯片0809的应用。

基本要求：了解D/A转换的基础知识；掌握0832和0809的结构及使用重点内容：D/A转换和A/D转换的工作原理难点内容：0832和0809的工作方式。

在自动化领域中，常常通过微型计算机对客观事物的变化信息进行采集、处理、分析和实时控制。

客观事物变化的信息有温度、速度、压力、流量、电流、电压等一些连续变化的物理量。

而计算机只能处理离散的数字量，那么这些模拟信号如何变化才能被计算机接收并可进行处理的数字量呢？计算机输出的是数字量，但大多数被控设备不能直接接收数字信号，所以还需将计算机输出的数字信号转化成为模拟信号，去控制或驱动被控设备，那么这些数字信号又是如何变化成模拟信号的呢？对一个控制系统要从以下三方面考虑问题。

图1 一个包含A/D和D/A转换环节的控制系统1. 传感器温度、速度、流量、压力等非电信号，称为物理量。

要把这些物理量转换成电量，才能进行模拟量对数字量的转换，这种把物理量转换成电量的器件称为传感器。

目前有温度、压力、位移、速度、流量等多种传感器。

2. A/D转换器(Analog to Digital Converter, ADC)把连续变化的电信号转换为数字信号的器件称为模数转换器，即A/D转换器。

3. D/A转换器(Digital to Analog Converter, DAC)把经过计算机分析处理的数字信号转换成模拟信号，去控制执行机构的器件，称为数模转换器，即D/A转换器。

可见，D/A转换是A/D转换的逆过程。

这两个互逆的转换过程以及传感器构成一个闭合控制系统，如图1所示。

第一节数模转换一、D/A转换器的工作原理D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路。

数字量输入的位数有8位、12位和16位等，输出的模拟量有电流和电压两种。

D/A转换器工作原理D/A转换器用于将数字量转换成模拟量。

实验一A/D与D/A转换实验项目名称：A/D与D/A转换实验项目性质：普通所属课程名称：计算机控制技术实验计划学时：2学时一、实验目的1．通过实验了解实验系统的结构与使用方法；2．通过实验了解模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。

二、实验内容和要求1．了解A/D与D/A芯片转换性能，输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析之；2．在上位机输入一十进制代码，完成通道的数模转换实验。

三、实验主要仪器设备和材料1．THTJ-1型计算机控制技术实验箱2．THVLW-1型USB数据采集卡一块(含37芯通信线、USB电缆线各1根)3．PC机1台(含上位机软件“THTJ-1”)四、实验方法、步骤及结果测试1、打开实验箱电源。

并按下面的电路图1设计一阶跃信号输出电路，然后将U0输出端连接到“数据采集接口单元”的“AD1”通道，同时将采集卡接口单元的“DA1”输出端连接到接口单元的“AD2”输入端：图12、启动计算机，在桌面双击图标“THTJ-1”软件，在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮；3. 点击软件“系统”菜单下的“AD/DA实验”，在AD/DA实验界面上点击“开始/停止”按钮，观测采集卡上AD转换器的转换结果，在输入电压为-10V~+10V,对应的数字量为0~16384（A/D转换是14位的），如输入1V时应为00，0011，0101，0000（850）(其中后几位将处于实时刷新状态)。

调节阶跃信号的大小，然后继续观AD转换器的转换结果，并与理论值(详见本实验五说明)进行比较；(双，3) 4通道模拟量输入和2通道模拟量输出4) 8k深度的FIFO保证数据的完整性5) 8路开关量输入，8路开关量输出2．编程实现测试信号的产生利用上位机的“脚本编程器”可编程实现各种典型信号的产生，如正弦信号，方波信号，斜坡信号，抛物线信号等。

其函数表达式分别为：1) 正弦信号)s i n (ϕω+=t A y ，π2=T经编程得到如下图。

第九章 数模（D/A ）和模数（A/D ）转换电路一、 内容提要模拟信号到数字信号的转换称为模—数转换，或称为A/D （Analog to Digital ），把实现A/D 转换的电路称为A/D 转换器（Analog Digital Converter ADC ）；从数字信号到模拟信号的转换称为D/A （Digital to Analog ）转换，把实现D/A 转换的电路称为D/A 转换器（ Digital Analog Converter DAC ）。

ADC 和DAC 是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。

二、 重点难点本章重点内容有：1、D/A 转换器的基本工作原理（包括双极性输出），输入与输出关系的定量计算；2、A/D 转换器的主要类型（并联比较型、逐次逼近型、双积分型），他们的基本工作原理和综合性能的比较；3、D/A 、A/D 转换器的转换速度与转换精度及影响他们的主要因素。

三、本章习题类型与解题方法 DAC网络DAC 权电阻 ADC 直接ADC间接ADC权电流型DAC权电容型DAC开关树型DAC输入/输出方式 并行 串行 倒梯形电阻网络DAC这一章的习题可大致分为三种类型。

第一种类型是关于A/D 、D/A 转换的基本概念、转换电路基本工作原理和特点的题目，其中包括D/A 转换器输出电压的定量计算这样基本练习的题目。

第二种类型是D/A 转换器应用的题目，这种类型的题目数量最大。

第三种类型的题目是D/A 转换器和A/D 转换器中参考电压V REF 稳定度的计算，这种题目虽然数量不大，但是概念性比较强，而且有实用意义。

（一）D/A 转换器输出电压的定量计算【例9 -1】图9 -1是用DAC0830接成的D/A 转换电路。

DAC0830是8位二进制输入的倒T 形电阻网络D/A 转换器，若REF V =5 V ，试写出输出电压2O V 的计算公式，并计算当输人数字量为0、12n - (72)和2n -1(82-1)时的输出电压。