完整版第11章数模与模数转换器习题与参考答案.docx
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完整版第11章数模与模数转换器习题与参考答案
第11章数模与模数转换器习题与参考答案
【题11-1】反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV，试计算其输岀电压
Vo。
图题11-1
解：
输出电压为:
VO計"1010mV100mV
【题11-2】同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10mV,试计算其输岀电压
Vo
图题11-2
解：
Vo
（1）%1110mV110mV
&
【题11-3】图题11-3所示的是权电阻D/A转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表
5V，数字0代表0V，试计算D/A转换器输岀电压Vo。
图题11-3
【题11-4】试计算图题11-4所示电路的输岀电压Vo。
?
J-1
Q-
图题11-4
解：
由图可知，D3~Do=O1O1
【题11-5】8位输岀电压型R/2R电阻网络D/A转换器的参考电压为5V，若数字输入为
10011001，该转换器输岀电压VO是多少？
5V5V
解：
VO（10011001）1532.988V
28256
【题11-6】试计算图题11-6所示电路的输岀电压Vo。
杆VreF时时
解：
VO唾（Dn~D0）7^（0101）51.5625V
2n2416
【题11-7】试分析图题11-7所示电路的工作原理。
若是输入电压Vin=7.5V,D3〜Do是
多少？
图题11-7
【题11-8】满度电压为5V的8位D/A转换器，其台阶电压是多少？
分辨率是多少?
解：
台阶电压为VSTep5000mV/2819.5mV
分辨率为：
Vstep/5000mV19.5/50000.00390.39%
【题11-9】若是分辨率要求小于1%，至少要多少位D/A转换器？
解：
1%=1/100>1/2n，有2n>100
可知n应该大于等于7,因此D/A转换器的位数至少7位。
【题11-10】解释什么是D/A转换器的偏移误差？
偏移误差可消除吗？
解：
偏移误差是D/A转换器输入数字为0时，输出电压不为0，输出电压的大小就是偏移误差，偏移误差可以用在输出电压上叠加电压的方法消除。
【题11-11】如果D/A转换器的参考电源发生了变化，将引起哪种误差?
解：
引起增益误差。
【题11-12】
IOUT1是多少？
如果D/A转换器0832的输入数字为AF（16），参考电压为5V，其输岀电流
解：
1OUT1
VREFAF（16）5V175
REF（16）0.2278mA
15k25615k256
【题11-13】在学过的几种A/D转换器中，哪种转换速度快？
哪种转换位数多?
解：
并联A/D转换速度最快，△—工位数最多。
【题11-14】逐次比较式A/D转换器的转换时间与转换位数之间有什么关系？
解：
转换时间取决于转换转换位数，若位数为n,转换时钟周期为Tc,则最小转换时
间是nTCo
【题11-15】某10位A/D转换器的参考电压为4.096V，该转换器能区分的输入模拟信号最小变化量为多少？
分辨率是多少？
解：
最小变化量是4mV，分辨率是1/1024=0.097%
【题11-16】A/D转换器的采样频率与输入信号频率之间应该满足什么关系？
解：
按照采样定理，采样频率至少是输入信号最高有效频率的2倍。
【题11-17】采样/保持电路的作用是什么？
解：
采样保持电路可以在A/D转换期间保持输入A/D转换器的电压稳定，减小转换
主差o
【题11-18】如何采用一个A/D转换器实现多路模拟量转换？
解：
可以采用多路转换器，就是采用模拟开关选择A/D转换器的输入信号。
【题11-19】A/D转换器0809的输入电压与输岀数字之间，具有什么关系?
【题11-20】试用D/A转换器0832与计数器74LS161组成10个台阶的阶梯电压发生器,
要求画岀完整原理图。
（从
重复升高过程的电压波形就是阶梯电压）解：
根据题意有原理图如下。
+5V
*【题11-21】试用A/D转换器0804组成一个8位A/D转换电路，输入模拟电压范围为
0〜5V，采用2个十六进制显示的共阳数码管显示转换结果，用CPLD器件MAX7128S实现、
并用VerilogHDL描述十六进制-7段译码器。
要求画岀完整电路图与十六进制-7段译码器的
VerilogHDL描述。
第12章习题与参考答案
【题12-1】某数字电路输入端低电平有效，试设计一个按键电路给该数字电路输入端提供信号解：
+5V
510Q
KEY
【题12-2】试设计一个输岀低电平有效消除抖动的按键电路。
解：
【题12-3】试设计一个开关量光耦隔离电路，当某开关闭合时，向数字电路输岀高电平有效的信号（数字电路侧电源为+5V，开关量侧电源为+12V）。
【题12-4】现有74LS160需要外接发光二极管显示其输岀端的电平，要求输岀高电平使发光二极管亮，试设计该电路（电源为+5V）o
解:
510Q
【题12-5】试设计一个采用74HC595的8位共阳数码管显示电路，由于室内显示，不需要很亮，可以采用74HC595直接驱动（电源为+5V）。
解：
采用74HC595扫描驱动。
电路图如下：
【题12-6】某继电器工作电压12V，工作电流50mA，若采用74LS00门电路输岀的有效高电平控制，试设计该继电器驱动电路。
解：
基极限流电阻Rb=（Voh-0.7）/0.4mA=4.3kQ,选5.1kQo这里取Voh=2.4V,Vbe=0.7V验证：
Ib=（Voh-0.7）/5.1kQ=0.33mA,
Ic=IbXR=3.33X180=59mA
由于集电极电流IC大于继电器工作电流，所以可以使三极管饱和。
【题12-7】某继电器工作电压6V，工作电流50mA，若采用74HC04门电路输岀的有效高电平控制，试设计光耦隔离电路驱动该继电器（电源为+6V）。
解：
TLP521二极管的电流为IF=（VOH-1V）/330=（4V-1V）/330~1mA，由于TLP521
的电流传输比CTR=1~6，若取最小值1，则流过光耦三极管的电流为1mA，该电流流入
9013的基极（忽略电阻R3），使流入9013集电极的临界饱和电流为180mA（3=180），
远大于继电器的工作电流50mA，因此9013可以可靠饱和。
【题12-8】非门74LS04输岀低电平有效，现需要驱动电压为12V、线圈阻值为300的
继电器，试设计该继电器的驱动电路。
解：
继电器工作电流为12V/300Q=40mA
由图，TLP521二极管的电流为IF=（5V-1.5V）/9仁3.5V/360〜1mA，由于TLP521的电流传输比CTR=1~6，若取最小值1，则流过光耦三极管的电流为1mA，该电流流入9013的基极（忽略电阻R3），使流入9013集电极的临界饱和电流为180mA（3=180），远大于继电器的工作电流40mA，因此9013可以可靠饱和。
【题12-9】某共阳数码管中每段都是由4个发光二极管串联构成，若数码管驱动电源为12V，试采用74LS247译码电路设计该数码管的驱动电路（可用ULN2803）
解：
图中，流过数码管中发光二极管电流为：
（12V-1.8X4）/240Q=20mA。
炉丝负载的电炉。
+5V
RB
I_I3kQ
74LS04
R2330Q
39Q
Rs
A1
3
9013
360Q
A2
0.01叮
r
7
过零检测-
RD
1kQU1MOC3063
D1
BTA12
LJQ1
0
L_Q^sr-ll©
AC220V
N
交流负载一1
4位共阳数码
【题12-11】试用74LS244、74LS76、74LS247、门电路和三极管设计一个管扫描显示电路。
解：
该例原理图如下:
+5V
1JFF1
tC1
1K
74LS76
CLK
_1JFF0
*Ci
一1K
74LS76
-&4>■&沁
共阳数码管
BCD
BCD2
BCC3
BCD4
EN
VCC
A1
Y1
A2
Y2
A3
Y3
A4
Y4
EN
Y1
A5
Y2
A6
Y3
A7
Y4
A8
GND
74LS2
44
EN
VCC
A1
Y1
A2
Y2
A3
Y3
A4
Y4
EN
Y1
A5
Y2
A6
Y3
A7
Y4
A8
GND
4
6
8
19
9
11
7
13
5"
15
3
17
1
4
16
6
8
12
9
7
13
5
17
74LS244
16
14
12
20
470Q
a\.bc^d^ef%g^h
abcdefgh
V-辛~〒一厂——
a\b£c\duef^g^h
abcdefgh
10
20
Q
BI/RBO
a
11
RBI
b
L-
|J
LT
c
A
d
B
ef
C
D
g
1
2"
6
74LS247
^3
4
5
3
7
90
90
3
10
升级会员 