【正文】 Ω，VCC＝12V，試計(jì)算常閉開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)以后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)的延遲時(shí)間vO才跳變?yōu)楦唠娖?。圖P1030 解：31. 在圖P1031所示由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器中，若R1=R2= kΩ ，C＝， VCC＝12V。試求脈沖寬度tW、振蕩周期T、振蕩頻率f 、占空比q 。圖P1031解：習(xí)題答案第十一章 數(shù)—模和模—數(shù)轉(zhuǎn)換1. ，若取VREF=5V，試求當(dāng)輸入數(shù)字量為d3d2d1d0=0101時(shí)輸出電壓的大小。解：2. 在權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器中，若n＝6，并選MSB權(quán)電阻R5=10 kΩ，試選取其它各位權(quán)電阻。 解：根據(jù)已知條件可得出 3. n位權(quán)電阻D/A轉(zhuǎn)換器如圖P113所示。（1）試推導(dǎo)輸出電壓vO與輸入數(shù)字量之間的關(guān)系式；（2）如n＝8，VREF=10V，當(dāng)時(shí)，如輸入數(shù)字量為（20）H，試求輸出電壓值。圖P113 解：（1） （2）十六進(jìn)制數(shù)（20）H=（0010 0000）2 4. ，已知VREF=8V，試計(jì)算當(dāng)dddd0每一位輸入代碼分別為1時(shí)在輸出端所產(chǎn)生的模擬電壓值。 解： 5. ，給定VREF=5V，試計(jì)算（1）輸入數(shù)字量的d9~d0每一位為1時(shí)在輸出端所產(chǎn)生的模擬電壓值。（2）輸入為全全0和1000000000時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓值。 解：（1）根據(jù) 可求得d9~d0每一位為1時(shí)在輸出端所產(chǎn)生的模擬電壓值分別為：，，，，。（2）輸入為全全0和1000000000時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓值分別為：，0V。6. ，已知VREF=10V，試計(jì)算當(dāng)輸入數(shù)字量從全0變到全1時(shí)輸出電壓的變化范圍。如果想把輸出電壓的變化范圍縮小一半，可以采取哪些方法？ 解：由 當(dāng)D=0時(shí)，vO=0V；當(dāng)（全1）時(shí)，vO=。 如果想把輸出電壓的變化范圍縮小一半，可以將VREF的絕對(duì)值減小一半。也可以將求和放大器的放大倍數(shù)減小一半。此時(shí)，不能再用芯片內(nèi)置反饋電阻R，而應(yīng)外接一個(gè)大小等于R/2的反饋電阻。7. 某10位倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器如圖P117所示，當(dāng)R=Rf時(shí)：（1）試求輸出電壓的取值范圍。（2）若要求電路輸入數(shù)字量為（200）H時(shí)輸出電壓vO=5V，試問(wèn)VREF應(yīng)取何值?圖P117 解：（1） （2）十六進(jìn)制數(shù)（200）H=（10 0000 0000）2 由所以VREF= 10V8. 某一倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器，它的n＝10，VREF= 5V，要求輸出電壓vO=4V，試問(wèn)輸入二進(jìn)制數(shù)應(yīng)為多少？為獲得20V的輸出電壓，有人說(shuō)，在其它條件不變的情況下，增加D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)即可，你認(rèn)為正確嗎？ 解：（二進(jìn)制數(shù)） 對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù) 將819轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)819=（1100110011）2 要獲得20V的輸出電壓，只能提高基準(zhǔn)電壓，增加轉(zhuǎn)換器位數(shù)只能提高精度和分辨率，且vO最大只能接近VREF值，不可能超過(guò)VREF值。9. 某一倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器中，若n＝10，d9=d7=1，其余位為0，在輸出端測(cè)得電壓vO=，問(wèn)該D/A轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓VREF=？ 解：d9=d7=1，其余位為0所對(duì)應(yīng)的數(shù)為10 1000 0000=512+128=640 所以10．D/A轉(zhuǎn)換器，其最小分辨電壓VLSB＝5mV，最大滿刻度輸出模擬電壓VFSR＝l0V，求該轉(zhuǎn)換器輸入二進(jìn)制數(shù)字量的位數(shù)。 解：由分辨率公式得出11. 在10位二進(jìn)制數(shù)D/A轉(zhuǎn)換器中，已知其最大滿刻度輸出模擬電壓VFSR＝5V，求最小分辨電壓VLSB和分辨率。 解：由得出 分辨率為12．在要求A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間小于1μs 、應(yīng)各選擇哪種類型的A/D轉(zhuǎn)換器？ 答：1μs→并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器；100μs→逐次漸進(jìn)型A/D轉(zhuǎn)換器；→間接A/D轉(zhuǎn)換器（如雙積分型）。13．，要求能分辨出5mV的輸入信號(hào)的變化，試問(wèn)應(yīng)選用幾位的A/D轉(zhuǎn)換器。 解：位14．如果輸入電壓的最高次諧波頻率fi(max)=100kHz，請(qǐng)選擇取樣周期Ts，并計(jì)算最小取樣頻率fs。應(yīng)該選擇哪種類型的A/D轉(zhuǎn)換器？解：根據(jù)取樣定理可得取樣周期 故可以選擇逐次漸進(jìn)型A/D轉(zhuǎn)換器最小取樣頻率為 15．（教材P530）所示并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量增加至8位，（b）（教材P526）所示的量化電平劃分方法即：四舍五入法，試問(wèn)最大的量化誤差是多少？在保證VREF變化時(shí)引起的誤差的條件下，VREF的相對(duì)穩(wěn)定度（△VREF/VREF）應(yīng)為多少？解：量化單位為最大量化誤差 因?yàn)椤鱒REF在最高位比較器的基準(zhǔn)電壓上引起的誤差最大，所以應(yīng)保證這個(gè)誤差小于 ，故得到 16．（教材P532）給出的計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換器中，若輸出的數(shù)字量為10位二進(jìn)制數(shù)，時(shí)鐘信號(hào)頻率為1MHz，則完成一次轉(zhuǎn)換的最長(zhǎng)時(shí)間是多少？如果要求轉(zhuǎn)換時(shí)間不得大于100μs，那么時(shí)鐘信號(hào)頻率應(yīng)選多少？ 解：完成一次轉(zhuǎn)換的最長(zhǎng)時(shí)間約為2101個(gè)CLK周期，即（2101）106s= 。要求轉(zhuǎn)換時(shí)間小于100μs，則時(shí)鐘信號(hào)周期Tc應(yīng)滿足（2101）Tc100106時(shí)鐘信號(hào)頻率應(yīng)滿足17．（教材P534）所示逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器的輸出擴(kuò)展到10位，取時(shí)鐘信號(hào)頻率為1MHz，試計(jì)算完成一次轉(zhuǎn)換操作所需要的時(shí)間。如果要求轉(zhuǎn)換時(shí)間不大于10μs，那么時(shí)鐘信號(hào)頻率應(yīng)選多少？解：完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間為（n+2）Tc=12106s=12μs如果要求轉(zhuǎn)換時(shí)間不大于10μs，則。18．（教材P538）所示的雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器中，若計(jì)數(shù)器為10位二進(jìn)制，時(shí)鐘信號(hào)頻率為1MHz，試計(jì)算轉(zhuǎn)換器的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間是多少？解：最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為2n+1Tc=211106s=19．雙積分型A/（教材P537）所示（1）分別求出兩次積分完畢時(shí)，積分器的輸出電壓。（2）設(shè)第一次積分時(shí)間為T1，第二次積分時(shí)間為T2，問(wèn)輸出數(shù)字量與哪個(gè)時(shí)間成正比？解：（1）第一次積分完畢時(shí)，積分器的輸出電壓為 第二次積分完畢時(shí)，積分器的輸出電壓為 （2）第二次積分完畢時(shí)，計(jì)數(shù)器的數(shù)值為即：輸出數(shù)字量與時(shí)間T1成正比。20．雙積分型A/（教材P538）所示。（1）若輸入電壓VImax=1V，要求分辨率≤，則二進(jìn)制計(jì)數(shù)器總?cè)萘縉應(yīng)大于多少？（2）二進(jìn)制計(jì)數(shù)器需要多少位？（3）若時(shí)鐘脈沖頻率fc=100KHz ，∣vI∣∣VREF∣=2V，積分器輸出電壓VOmax=5V，求積 分時(shí)常數(shù)RC=？（4）∣vI∣∣VREF∣，則轉(zhuǎn)換過(guò)程會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解：（1）二進(jìn)制計(jì)數(shù)器總?cè)萘繛椋?）由于，所以n=14，考慮附加計(jì)數(shù)器，則需15位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（3）由于而 所以（4）由雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理知，∣vI∣∣VREF∣時(shí)，會(huì)使計(jì)數(shù)器在二次計(jì)數(shù)時(shí)復(fù)位溢出后重新計(jì)數(shù)，而使轉(zhuǎn)換出錯(cuò)。21．某雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器電路中的計(jì)數(shù)器由四片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成，它的最大計(jì)數(shù)容量N1=（5000）10 。計(jì)數(shù)脈沖的頻率fc=25KHz ，積分器的R=100 kΩ，C＝1μF，輸入電壓vI =0~5V。 試求：（1） 第一次積分的時(shí)間T1。（2） 積分器的最大輸出電壓∣VOmax∣。（3） 當(dāng)VREF=177。10V，若計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值N2=（1740）10時(shí)，表示輸入電壓vI為多大？解：（1）第一次積分的時(shí)間T1=2nTc=2n/fc=N1/ fc =500040106=（2）積分器的最大輸出電壓（3）由于所以22．逐次漸近型8位A/D轉(zhuǎn)換器電路中，若基準(zhǔn)電壓VREF=5V，輸入電壓vI =，試問(wèn)其輸出數(shù)字量d7~d0=？如果其它條件不變，僅改變10位D/A轉(zhuǎn)換器，那么輸出數(shù)字量又會(huì)是多少？請(qǐng)寫(xiě)出兩種情況的量化誤差。 解：由逐次漸近型A/D轉(zhuǎn)換器的工作過(guò)程知，vI與8位D/A轉(zhuǎn)換器輸出比較。而D/A轉(zhuǎn)換器決定了輸出的數(shù)字量，所以，實(shí)質(zhì)是通過(guò)對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器的計(jì)算確定輸出數(shù)字量的。由D/A轉(zhuǎn)換器知當(dāng)D/A轉(zhuǎn)換器的vO=vI時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量通過(guò)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制得d7d6d5d4d3d2d1d0=1101 1000如果換為10位D/A轉(zhuǎn)換器，則通過(guò)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制得d9d8d7d6d5d4d3d2d1d0=11 0110 0000只舍不入時(shí)八位情況十位情況四舍五入時(shí)八位情況十位情況51