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习题答案(刘睿)

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习题答案(刘睿)_第1页
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6.1 半导体存储器有哪几种类型?各有什么特点?半导体存储器可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM两种RAM具有使用灵活、读写方便的特点,但有易失性;ROM由专门设备写入数据,数据一旦写入就不能随意修改,具有非易失性6.2 什么是RAM?RAM有哪几种类型?各有什么特点?RAM是一种可以随时存入或读出数据的半导体存储器分为静态SRAM和动态DRAM两类SRAM存储单元是利用触发器的记忆功能来存储数据,在不断电的情况下,存入SRAM的数据会一直保留直到新的信息写入DRAM存储单元是利用MOS管栅极电容能够存储电荷的原理制成,所以存入DRAM的数据需要定期刷新,以免数据丢失6.3 RAM的电路结构有几部分构成?分别是什么?RAM的电路结构主要由存储矩阵、地址译码器和读/写控制电路三部分构成6.4 进出RAM有3类信号线,分别是哪3类?进出存储器的信号线有地址线、数据线和控制线6.5 一个4096×8位的RAM,其地址线和数据线各为多少? 地址线为12条;数据线为8条6.6 一个存储器有32位地址线,8位数据输入/输出线,试计算它的存储容量存储容量=232×8=32G6.7 下列存储器的容量哪个最大?哪个最小?它们的地址线各有几条?(1)4086×1位 (2)2048×4位(3)1024×8位 (4)64 K×4位(1)容量为4086,地址线为12条;(2)容量为8192,地址线为11条;(3)容量为8192,地址线为10条;(4)容量为262144,地址线为16条。

容量最大的为(4),容量最小的为(1)6.8 欲实现32K×8位的RAM需几片8 K×4位的RAM? 8片6.9容量为256×4的RAM有多少个地址线?多少个数据线?每个地址有多少个存储单元?试用256×4的RAM扩展成1024×4的RAM,采用什么方法?画出连线图256×4的RAM有8条地址线,4条数据线,每个地址有4个存储单元将256×4的RAM扩展成1024×4的RAM,采用字数的扩展方法连线图略6.10试用2K×4的RAM扩展成2K×16的RAM,采用什么方法?画出连线图将2K×4的RAM扩展成2K×16的RAM,采用位数扩展的方法连线图略6.11 什么是ROM?ROM有哪几种类型?ROM是只读存储器,一般由专用装置写入数据,数据一旦写入,不能随意改写,切断电源之后,数据也不会消失,即具有非易失性ROM的种类很多,从制造工艺上可分为二极管ROM、双极型ROM和MOS型ROM三种;按内容更新方式的不同,可分为固定ROM、PROM、EPROM、E2PROM和闪式ROM6.12 画出用ROM实现下述逻辑函数时的阵列图:(1)(2)解:(1)将函数化为标准与-或形式的最小项表达式 (2)确定存储单元内容 该ROM有3个输入端和2个输出端,把A、B、C作为地址输入变量,、作为数据输出。

3)将ROM的存储矩阵画成简化图在字线和位线的交叉点上用小圆点表示1,没有小圆点表示06.13 试用ROM构成一个全加器电路,画出阵列图解: (1)写出全加器的表达式(2)将表达式化为标准与-或形式的最小项表达式 (3)确定存储单元内容 该ROM有3个输入端和2个输出端,把、、作为地址输入变量,、作为数据输出4)将ROM的存储矩阵画成简化图在字线和位线的交叉点上用小圆点表示1,没有小圆点表示06.14 试用PLA实现下面逻辑函数,并与ROM阵列实现比较:解:由表达式画出PLA的逻辑电路6.15 试用PLA产生下列一组与或逻辑函数,画出PLA的阵列图解:由表达式画出PLA的逻辑电路6.16 试用PAL设计一个数值比较器,输入是两个二位二进制数、,输出是两者比较的结果(时值为1)、(时值为1)和(时值为1)解: (1)写出数值比较器的逻辑表达式 (2) 由表达式画出PAL的逻辑电路6.17 简述CPLD和FPGA的主要异同之处CPLD在一个器件内集成了多个类似GAL的大模块,大模块之间通过一个可编程集中布线池连接起来,在CPLD中,所有的信号引脚都可编程FPGA内含许多独立的可编程逻辑模块,用户可以通过编程将这些模块连接起来实现不同的设计。

FPGA具有高密度、高速率、系列化、标准化、小型化、多功能、低功耗、低成本,设计灵活方便,可无限次反复编程,并可现场模拟调试验证等特点习题7.1数字信号和模拟信号有什么区别?D/A转换器和A/D转换器在数字系统中有何重要作用?数字信号是在时间上和数值上都离散变化的信号模拟信号是指在时间上和数值上都连续变化的信号D/A转换器和A/D转换器是实现数字系统中模拟信号和数字信号的相互转换7.2 D/A转换器的功能是什么?它的主要技术参数是什么?D/A转换器实现将数字信号转换为模拟信号的功能D/A转换器的主要技术参数是分辨率、转换精度、转换速度和线性度等7.3 常见的D/A转换器有哪几种?各有什么特点?D/A转换器按解码网络结构不同分为T形电阻网络D/A转换器、倒T形电阻网络D/A转换器、权电流D/A转换器和权电阻网络D/A转换器T型电阻网络D/A转换器比较容易保证电阻网络的转换精度,但容易产生毛刺和影响工作速度倒T型电阻网络D/A转换器的突出优点是转换速度快,但模拟开关的导通电阻和基准电压不稳定会降低转换精度权电流型D/A转换器权电流的大小不受开关导通电阻和电压的影响,因而减少了转换误差,提高了转换精度。

权电阻网络D/A转换器结构简单,所用元器件比较少,但转换精度较低7.4 一个4位T形电阻网络D/A转换器,若,,试计算最大输出电压是多少?解:4位T形电阻网络D/A转换器的最大输出电压为将代入到方程中得7.5 一个10位T形电阻网络D/A转换器,当时,试求:(1)当输入为1111111111时的输出模拟电压;(2)当输入为0000000001时的输出模拟电压;(3)当输入为1101100010时的输出模拟电压;(4)分辨率解:(1)(2)(3)(4)分辨率=7.6 一个8位的T形电阻网络D/A转换器,,为11111111时的输出电压为,则分别为10101100、00000001时的输出电压各为多少?解: 得当为10101100时,当为00000001时,7.7 倒T型电阻网络D/A转换器,请按下列要求完成题目:(1) 若,,,求2) 求电路的分辨率解:(1)(2)分辨率7.8 5位倒T型电阻网络D/A转换器的参考电压,开关导通压降为0,当时,输出电压为多少?此电路的分辨率是多少?解:分辨率7.9 若使分辨率小于1%,至少要用多少位的D/A转换器?解: 得7.10 将4位倒T型电阻网络D/A转换器扩展为8位二进制数输入,若电路的,参考电压,试计算:(1)求电路的最小分辨率。

2)输出电压的变化范围3)输出总电流的变化范围4)当时的和解:(1)最小分辨率=(2)(3)∵∴(4)7.11 权电阻网络D/A转换器如图7-17所示,若,,求的输出范围图7-17 权电阻网络D/A转换器解:∴0<<19.92V7.12 某D/A转换器的最低位(LSB)发生变化时,输出电压变化量,最大满度值输出电压,求该电路输入数字量的位数解:得,即输入数字量的位数为127.13 某10位D/A转换器中,已知最大满度输出模拟电压,求分辨率和最小分辨电压解:分辨率最小分辨电压7.14 如图7-18所示电路,试画出输出电压随计数脉冲C变化的波形,并计算最大值图7-18 题7.14电路图解: 7.15 A/D转换器的功能是什么?分哪几种类型? A/D转换器是实现将模拟输入量转换成相应的数字量输出的器件按其工作原理不同可分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大类直接A/D转换器常用的有并行比较型A/D转换器和逐次比较型A/D转换器间接A/D转换器常用的有双积分型A/D转换器和电压频率转换型A/D转换器7.16 A/D转换器需要经过哪几个过程完成转换?取样周期受什么条件限制?A/D转换过程是经过取样、保持、量化和编码四个环节来完成的。

取样周期满足取样定理:7.17 若A/D转换器的输入电压中最高频率分量为,则取样频率的下限值是多少?解:根据取样定理,得 即取样下限值是7.18 一个6位逐次比较型A/D转换器中,若,输入电压试问:(1)输出数字量为多少?(2)若其它条件不变,仅其位数由6位改为8位,此时输出量为多少?解:(1)∴(2)∴7.19 在10位逐次比较型A/D转换器中,已知时钟脉冲的频率为1 kHz,则完成一次转换所需时间是多少?若要求完成一次转换的时间小于100μS,时钟脉冲的频率应选多高?解:7.20 在双积分型A/D转换器中,若计数器为10位二进制,时钟脉冲信号的频率为100kHz,试计算转换器的最大转换时间是多少?解:转换时间>7.21 若将一个最大幅值为6V的模拟信号转换为数字信号,要求模拟信号每变化15mV能使数字信号最低位发生变化,试确定所用A/D转换器至少要多少位解:计算得,即A/D转换器至少要9位7.22 试比较并行比较型A/D转换器、逐次比较型A/D转换器和双积分型A/D转换器之间的特征和优缺点答:并行比较型A/D转换器具有最短的转换时间但要提高分辨率,就要增加位数,随着位数的增加,电路复杂程度也增加,对集成电路工艺指标的要求也很高。

逐次比较型A/D转换器具有转换速度较快,精度高的特点双积分型A/D转换器的优点是电路结构简单、工作稳定可靠、转换精度高、抗干扰能力强;其缺点是转换时间长、工作速度低7.23 一个10位的A/D转换器,其输入满量程电压是10V,试计算该A/D转换器能分辨的最小电压是多少?解: ∴该A/D转换器能分辨的最小电压是7.24 A/D转换器的主要技术参数有哪几项?简述含义答:A/D转换器的主要技术参数有分辨率、转换精度和转换速度分辨率表明了A/D转换器对输入信号的分辨能力可用输出二进制或十进制数的位数表示,输出位数越多,量化单位越小,分辨率越高 转换精度通常用转换误差来描述,它表示转换器输出的数字量与理想输出数字量之间的差别,并用最低有效位的倍数表示,量化误差、偏移误差、增益误差都会产生转换误差 转换速度用转换时间来描述,A/D转换器的转换时间是指完成一次转换所需的时间,即从模拟信号输入到输出端得到稳定的数字信号所需要的时间。

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