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1、 1 A/D 和 D/A 转换电路 题 1 在如图 1 所示的权电阻 D/A 转换器中，R080K，Rf5K，则 R1 、R2 、 R3各应选择多大数值？如果 VREF5V，输入的二进制码 D3 D2 D1 D01101，求 输出电压 Vo。 图 1 解 由电路图知，R0是输入二进制码最低位对应的权电阻，所以 R1R0/240K，R2R0/420K，R3R0/810K。 3 3 0 2 2 fi REF oi i R V VD R = = ii，其中 Rf5K，RR310K，代入得： () 320 3 5k5 1 21 21 2 10k2 o V V = + + i 4.0625V 题2试分析
2、图 2 所示波形发生器的工作原理，画出输出电压的波形图。74LS290 为异步二 五十进制计数器，5G7520 为十位 D /A 转换器。设计数器的初始状态为 0。 图2 解 图中 74LS290 以先五后二的方式连接，计数端 Q0Q3Q2Q1以 BCD5421 码输出，分别交 给 5G7520 十位 D /A 转换器的高 4 位的 d9、d6、d7、d8，注意二者高低位顺序并非一一对应。 5G7520 的低六位 d5、d4、d3、d2、d1、d0接地。因此，电路是将数字量 Q0Q1Q2Q3000000 转 换为模拟信号输出。 5G7520 的基准电压 VREF设置为正电源，Iout1接运放反
3、相端，输出 Vo为负，表示为： 2 () 987650 987650 10 222222 2 f REF o R V Vdddddd R = +ii? () 9876 0123 10 2222 2 f REF R V QQQQ R = +ii 在 CP 脉冲的作用下，计数器的状态变化及 Vo的值如下表所示，Vo的波形如图所示。 Q3Q0Q2Q1 d8d9d7d6 0000 0001 0010 0011 0000 0010 1000 1010 10011000 V0(V) 0 -2.5 -1.25 -3.75 -0.625 Q3Q0Q2Q1d8d9d7d6 0100 0101 0110 0111
4、 0100 0110 1100 1110 11011100 -5 -7.5 -6.25 -8.75 -5.625 V0(V) 题3如图3所示的电路是由集成同步二进制计数器74LS161、164位ROM和四 位D/A转换电路组成的波形发生器，试完成 （1） 分析由74LS161组成的计数器模值； （2） 写出D/A转换电路输出模拟电压量 vo的表达式； （3） ROM的数据表如下所示，试画出 vo的输出波形。 3 图3 ROM的数据表 地址输入 数据输出 地址输入 数据输出 A3 A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0 A3 A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0
5、 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 解： （1） 74LS161组成的计数器模值是6，状态转换图为： 101010111100 3210 QQQQ 1
6、11011011111 0LD = （2）输出模拟电压量 Vo的表达式为： 3210 4 (844) 2 REF o V vDDDD=+ （3）依据ROM的数据表，vo的输出波形如图所示： 4 题4 如果要将一个最大幅值为5.1V的模拟信号转换为数字信号，要求模拟信号 每变化20mV能使数字信号最低位（LSB）发生变化，所用的A /D转换器至少 多少位? 解: 3 n 5.1 10 LSB=20mV 21 = ，8n = 所以所用的A /D转换器至少需要8位。 题5有一逐次逼近型8位A /D转换器，若时钟 频率为250kHz，试问： （1） 完成一次转换需要多长时间？所需时间 与输入模拟电压的
7、大小是否有关? （2） 输入电压 vI和A/ D转换器的输出 vo波形 图5 如图5所示，当转换完成后，寄存器的内容是什么？ 解 （1）逐次逼近型8位A /D转换器完成一次转换需要（81）个时钟信号周 期，其中第一个时钟信号CP0将8位触发器的最高位置1，其余均置0，转换过 程开始；此后，从CP1到CP7依次使次高位到最低位触发器置1，并使高一位触 发器状态翻转；CP8的作用是下跳沿使最低位触发器状态翻转，上跳沿将各触发 器状态，即转换结果保存至寄存器，电路回到初始状态。逐次逼近型8位A /D 转换器完成一次转换需要的时间为： 1 (8 1)936s CP CP TT f =+= = 所需时间与输入模拟电压的大小无关。 （2）t0时刻转换开始，此时只有最高位触发器为1，由图可知，经D/ A转 换器转换输出的电压 0 v大于被转换电压 I v，比较器输出0，高位1应去除；依次 分析，若 0 v I v则保留，反之，去除。转换完成后寄存器的内容为01001111。 0.5V 0.25V I v t0t80 0 v 转换开始 t
