第十一章 模/数转换器与数/模转换器
1．在图11.1.3所示的权电阻D/A 转换器中R 0 = 23R = 80K ， R f = 5K , 则R 1 = 22
R ， R 2 =21R ，R 3 =20R ，各应选择多大数？若REF V =5V ，输入的二进制数码D 3D 2D 1D 0 =1111；求输出电压v 0= ?
解：由于R 0 = 23R = 80K Ω， 所以R = R 0/23 = 10K Ω
故 R 1 = 22R = 40K Ω R 2 = 21R = 20K Ω
R 3 = 20R = 10K Ω v 0 =-R 2R 3f
REF V Σ3i=0D i 2i
=ΩK 10×
25
×ΩK 53×15 = -4.69V
2. 在图11.1.4T 形电阻网络D/A 转换器中REF V = 5V ，R f = 30K Ω, R = 10K Ω,求对应输入4位二进制数码为0101，0110，及1101的输出电压v 0
解：T 形电阻网络D/A 转换器中v 0=-4REF 2V ·R 3R f
Σ3i=0 D i 2i (n=4)，由于R f =3R
∴V 0 =-4REF
2V Σ3i=0D i 2i 。
所以当D 3D 2D 1D 0=0101时
V 0=-⨯1655=-1.56V
当D 3D 2D 1D 0=0110时
V 0=-⨯1656=-1.88V
当D 3D 2D 1D 0=1101时
V 0=-⨯16513=-4.06V
3. 在T 形电阻网络D/A 转换器中，若n=10当D 9=D 7=1，其余位均为0，在输出端测得电压v 0=3.125V ，向该D/A 转换器的基准电压？设电路中R f =3R.
解：在T 形电阻网络D/A 转换器中
v 0=-R 3R f ·n REF 2V Σn-1i=0D i 2
i 当n=10时
v 0=-R 3R f ·10REF 2V Σ9i=0D i 2i
当D=D 9D 8D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0=10100000000时，
（1010000000）2 =（640）10
REF V =10792)
22(125.3+⨯=-1.95V
4.已知某D/A 转换电路，最小分辨电压
LSB V =5Mv ，最大满刻度输出电压m V =10V,试求
该电路输入数字量的位数n 应是多少？ 解： m LSB V v =121
-n n 2=LSB m v v +1=2001
n = 11位
5. 试比较直接式A/D 转换器和间接式A/D 转换器的优缺点。
解：参看11.2节
6.在图11.2.7所示V ～T 型A/D 转换器中，设锯齿波电压的正程时间为1000uS 时输入模拟电压为5V ，要求输出显示3位十进制数字，试确定计数器时钟脉冲的频率。
解：3位十进制数最大为999，在 1000uS 时间内应计999个CP 脉冲
时钟脉冲的周期T=9991000
=1μS
所以CP 的频率f=T 1=6101=1000KHZ
7. 某双积分A/D 转换器中计数器由四片十进制集成计数器组成，它的最大计数容量为D=（5000）10，计数脉冲的频率f CP =25KHZ ，积分器R=100K Ω ,C=1μF ，输入电压范围v 1 = 0 ～ 5V ，试求。
（1）第一次积分的时间T 1；
（2）积分器的最大输出∣m ax o V ∣
(3)当V REF =∣10∣v 时若计数器计满时的情况，即最大计数容量D=（5000）10。
解：（1）T 1=n
2T CP ,其中2n 表示计数器计满时的情况，即最大计数容量为D=（5000）10 T CP =
cp f 1=KHZ 251=40μS
所以
T 1=5000×40×10-6=0.2S （2）积分器的最大输出电压BO v 值是当计数为5000时，输入又为5V 时，积分器输出的
值，等于v BO =11v τT =1cp n v RC T 2=6310×1×10×
1002.0=10V
（3）M=1R n
v V 2 v 1 =n R 2MV =500010
×1740=3.48V
8. 试分析双积分型A/D 转换器与V--F 型A/D 转换器特点
解：参看11.2节
9. 在图11.2.13所示的逐次逼近型A/D 转换器中，若要求输出8位二进制数码，试说明输入电压为20.5V 时，输出8位二进制数码是多少？假设D/A 转换器输出电压的阶梯是0.1V 。
解：8位二进制数的最大值为28-1=256-1=255 由于ax Im 8v 121
=0.1 所以ax Im v =255×0.1=25.5
20. 5V 有所以1.05
.20=205个量化单位
（205）10=（11001101）2
输出8位二进制数为11001101
10. 计数斜坡式A/D 转换器方框图如图11.2.12（a ）所示。
若计数器为8位二进制加法计数器，时钟CP 的频率f=100KHZ.
（1）试问完成一次最长的A/D 转换所需时间为多少？
（2）若已知该图中8 位D/A 转换器的最高输出电压m ax o v = 9.18V ，当v 1 = 5.410V 时，电路的输出状态D = D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0是什么？完成这次转换所需要的时间是多少？ 解：（1）m ax T =(2N -1)T CP
n=8 T CP =cp f 1=1001=10μS
m ax T =255×10μS=2.55ms
(2) D/A 转换器的输出电压V O 的最小单位
1218.98=25518
.9=0.036V
当v 1 = 5.410V 时，计数器应计的次数为 036.0410
.5=150 （150）10=（10010110）2
完成这次转换所需要的时间T=150×T CP =1.5ms。