第九章 A╱D与D╱A转换器接口习题答案
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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。
第9章 A/D转换与D/A转换9-1 一个8位D/A转换器的分辨率为多少?解答:n位D/A转换器的分辨率为,因此8位D/A转换器的分辨率为。
9-2 图9-27所示电路为3位T形电阻D/A转换器。
(1)试分析其工作原理,求出v O的表达式;(2)如果已知n=8位的D/A转换器中,V REF=-10V,R f=3R,输入D=11010100时,输出电压v O=?(3)如果R f=2R,对应(2)中的输出电压v O又是多少?解答:(1)S3、S2、S1、S0为模拟开关,分别受输入代码d3、d2、d1、d0的状态控制,也就是说输入代码的高低电平状态可控制流入集成运放A反相输入端的电流,也就控制了输出电压的大小。
从而使得输出电压与输入的数字代码成比例关系。
输出电压表达式为:(2)如果已知n=8位的D/A转换器中,V REF=-10V,R f=3R,输入D=11010100时,同理可推出n=8位的D/A转换器的输出电压,即。
(3)如果R f=2R,对应(2)中的输出电压为。
9-3 在图9-8所示的倒T形电阻D/A转换器5G7520的应用电路中,若n=10,V REF=-10V,R f=R,输入D=0110111001时,输出电压v O=?解答:输出电压为9-4 一个8位D/A转换器的最小输出电压增量V LSB为0.02V,当输入代码为01001101时,输出电压v O为多少?解答:输出电压为9-5 不经过采样、保持可以直接进行A/D转换吗?为什么?在采样保持电路,选择保持电容C h时,应考虑哪些因素?解答:A/D转换时,由于输入的模拟信号在时间上是连续的,而输出的数字信号是离散的,因此A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。
采样就是把连续变化的模拟信号在一段时间内的信号用选定的瞬间点对应的值来表示,此值经量化/编码,便得到其对应的数字代码;采样的值是瞬时的,在下一个采样时刻到来之前这个值必须保持,否则对其操作的控制器来说则读不到转换器的输出值。
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sf 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。
第九章A/D和D/A转换器接口9.1 MCS-51单片机与D/A转换器的接口和应用9.1.1 典型D/A转换器芯片DAC0832DAC0832是一个8位D/A转换器芯片,单电源供电,从+5V~+15V均可正常工作,基准电压的范围为±10V,电流建立时间为1µs,CMOS工艺,低功耗20mm。
其内部结构如图9.1所示,它由1个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组成和引脚排列如图9.2所示。
(7)Iout2——电流输出“1”。
当数据为全“1”时,输出电流最大;为全“0”时输出电流最小。
(8)Iout2——电流输出“2”。
DAC转换器的特性之一是:Iout1+Iout2=常数。
(9)Rfb——反馈电阻端既运算放大器的反馈电阻端,电阻(15KΩ)已固化在芯片中。
因为DAC0832是电流输出型D/A转换器,为得到电压的转换输出,使用时需在两个电流输出端接运算放大器,Rfb 即为运算放大器的反馈电阻,运算放大器的接法如图9.3所示。
(10)Vref——基准电压,是外加高精度电压源,与芯片内的电阻网络相连接,该电压可正可负,范围为-10V~+10V.(11)DGND——数字地(12)AGND——模拟地7 0P0.7 P0.0(2)可通过循环程序段的机器周期数,计算出锯齿波的周期。
并可根据需要,通过延时的方法来改变波形周期。
若要改变锯齿波的频率,可在AJMP MM指令前加入延迟程序即可。
延时较短时可用NOP指令实现(本程序就是如此),需要延时较长时,可以使用一个延长子程序。
延迟时间不同,波形周期不同,锯齿波的斜率就不同。
(3)通过A加1,可得到正向的锯齿波,反之A减1可得到负向的锯齿波。
(4)程序中A的变化范围是0~255,因此得到的锯齿波是满幅度的。
如要求得到非满幅锯齿波,可通过计算求的数字量的处置和终值,然后在程序中通过置初值和终值的方法实现。
几点说明:(1)以上程序产生的是矩形波,其低点平的宽度由延时子程序DELAYL所延时的时间来决定,高电平的宽度则由DELAYH所延时的时间决定。
第一章1.在计算机中为什么使用二进制数存储数据而不使用十进制数存储数据?答:计算机是由大量的电子器件组成的,在这些电子器件中,电路的通和断、电位的高和低,用两个数字符号“1”和“0”分别表示容易实现。
同时二进制的运算法则也很简单,因此,在计算机内部通常用二进制代码来作为内部存储、传输和处理数据。
2.完成下列数制之间的转换。
(1)01011100B=92D (2)0.10110011B=0.41D(3)135D=1111101B (4)99.4375D=1100011.0111B3.组合型BCD码和非组合型BCD码有什么区别?写出十进制数254的组合型BCD数和非组合型BCD数答:1)BCD码是通常的8421码,它用4个二进制位表示一个十进制位,一个字节可以表示两个十进制位,即00~992)非组合BCD码用8个二进制位表示一个十进制位,实际上只是用低4个二进制位表示一个十进制位0~9,高4位任意,但通常默认为03)254(10)=0010 0101 0100(BCD)254(10)=00100101 00000100(BCD)4.ASCII码的编码方法是什么?写出十进制数205和字符串A+B=C的ASCII码。
答:1)ASCII码的编码方法是使用7 位二进制数来表示所有的大写和小写字母,数字0 到9、标点符号,以及在美式英语中使用的特殊控制字符2)十进制205的ASCII码是:011 000 1013)字符串A+B=C的ASCII码是:412B423D435.机器数与真值有什么区别?机器数有哪些特点?答:1)真值是所表示的数的大小,一般用十进制表征。
机器数原码,补码,反码都是机器数一种表现形式,或说都属于机器数2)机器数的特点:一:数的符号数值化。
实用的数据有正数和负数,由于计算机内部的硬件只能表示两种物理状态(用0和1表示),因此实用数据的正号“+”或负号“-”,在机器里就用一位二进制的0或1来区别。
第9章习题及解答9.1 数字量和模拟量有何区别?A/D 转换和D/A 转换在数字系统中有何主要作用? 题9.1 解:模拟量是指在时间上和幅值上均连续的物理量,数字量是指在时间上和幅值上均离散的物理量。
模拟量通过取样、保持、量化和编码的变换,转换成数字量。
A/D 转换和D/A 转换是数字设备与控制对象之间的接口电路,分别实现模数转换和数模转换。
9.3 在图9.2所示的4位权电阻网络D/A 转换器中,如取REF 6V V =,试求当输入数字量32100110d d d d =时的输出电压值?题9.3 解:根据权电阻网络D/A 转换器输出电压的计算公式,当输入数字量32100110d d d d =时的输出电压值为-2.25V 。
9.5 图P9.5所示电路是用AD7520和同步十六进制计数器74163组成的波形发生器电路。
已知AD7520的REF 10V V =-,试画出在时钟信号CLK 的连续作用下输出电压O V 的波形,并标出波形图上各点电压的幅度。
+-∞A9d 8d 7d 6d 5d 4d 3d 2d 1d 0d GNDout1I out2I FR OV DDV REFV 10V+10V-AD7520ENP CLKENT LD CLR CTR DIV 16CTC=153D 2D 1D 0D 1RCO3Q 2Q 1Q 0Q 74163图P9.5题9.5 解:由于74163工作在计数状态,所以在时钟信号CLK 的连续作用下,它的输出端3210Q Q Q Q 从0000~1111不停地循环,AD7520的输入9876d d d d 也从0000~1111不停地循环。
根据AD7520芯片内部的倒T 形电阻网络结构和分流原理,即可画出输出电压O V 的波形图。
图 题解9.59.7 如果某个模拟信号的最高组成频率是20KHz ,那么最低的取样频率是多少?题9.7 解:根据取样定理,最小取样频率是40KHz。
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sf 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。
模拟接口参考题答案
1.D/A转换器的主要参数分辨率、转换精度、转换时间、线性度。
2.答:图1所示的是用8位微机与12位D/A转换器进行连接,因此数据须分时输出。
主要错误是12位D/A数据输入寄存器少了一级,使模拟输入的电压变化混乱,也就是一个无法使用的D/A转换器。
正确的接法如下图所示。
5.转换精度是指在A/D转换过程中由于电子器件本身的误差及A/D转换的固有误差等带来的不精确性,使得转换后的数字量不能与原来的模拟量一一对应,其间存在误差,通常用A/D转换器的最低有效位LSB来表示。
分辨率是指它能够分辨的最小输入信号,一般用位数来表示。
分辨率只是一个设计参数,不能提供精度和线性度的任何信息。
分辨率与量化误差有关,但二者绝对不是一个概念,不能混淆。
第24章D/A、A/D转换器161 T形电阻网络D/A 转换器是由()组成。
(a) T形电阻网络和集成运算放大器(b) T形电阻网络和触发器(c) T形电阻网络和振荡器262 数字系统和模拟系统之间的接口常采用()。
(a) 计数器(b) 多谐振荡器(c) 数/ 模和模/ 数转换器363某数/模转换器的输入为8位二进制数字信号(D7 ~D0),输出为0~25.5V的模拟电压。
若数字信号的最低位是“1”其余各位是“0”,则输出的模拟电压为( )。
(a) 0.1V (b) 0.01V (c) 0.001V464某数/模转换器的输入为8位二进制数字信号(D7 ~ D0),输出为0~25.5V的模拟电压。
若数字信号的最高位是“1”其余各位是“0”,则输出的模拟电压为()。
(a) 1V (b) 12.8V (c) 13.8V565 数/模转换器的分辨率取决于()。
(a)输入的二进制数字信号的位数,位数越多分辨率越高(b)输出的模拟电压的大小,输出的模拟电压越高,分辨率越高(c)参考电压U R 的大小,U R越大,分辨率越高666 逐次逼近型A/D转换器的转换精度与输出的数字量位数之间的关系是()。
(a) 输出的数字量位数越多转换精度越高(b)输出的数字量位数越少转换精度越高(c)转换精度与输出的数字量位数无关767 逐次逼近型A/D转换器转换开始时,首先应将()。
(a)移位寄存器最高位置1(b)移位寄存器的最低位置1(c)移位寄存器的所有位均置1868某模/数转换器的输入为0 ~10V 模拟电压,输出为8 位二进制数字信号(D7 ~ D0)。
若输入电压是2V ,则输出的数字信号为()。
(a) 00100011 (b) 00110011 (c) 00100001969某模/数转换器的输入为0 ~10V 模拟电压,输出为8位二进制数字信号(D7 ~ D0)。
则该模/数转换器能分辨的最小模拟电压为()。
(a) 0 V (b) 0.1 V (c) 251V1070 模/数转换器的分辨率取决于()。