2025年模拟量和数字量的转换VIP免费

第12章模拟量与数字量的转换12.1学习规定（1）理解数模与模数转换的基本原理。（2）理解惯用数模与模数转换集成芯片的使用办法。12.2学习指导本章重点：（1）数模转换器的工作原理。（2）模数转换器的工作原理。本章难点：（1）逐次逼近型模数转换器的构成。（2）逐次逼近型模数转换器的工作原理。本章考点：（1）T型电阻网络数模转换器的分析。（2）数模转换器输出电压的计算。12.2.1数模转换器数模转换器是将一组输入的二进制数转换成对应数量的模拟电压或电流输出的电路，工作原理是将每一位二进制数按其权的大小转换成对应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，使所得的总模拟量与数字量成正比。数模转换器实质上是由二进制数字量控制模拟电子开关，再由模拟电子开关控制电阻网络与运算放大器构成的模拟加法运算电路。1．T型电阻网络数模转换器如图12.1所示为4位T型电阻网络数模转换器电路，由T型电阻网络、模拟电子开关、运算放大器和基准电压等部分构成。T型电阻网络可应用戴维南定理和叠加定理逐步化简，从而求得输出电压为：图12.1T型电阻网络数模转换器如果输入的是n位二进制数，且，则：2．倒T型电阻网络数模转换器如图12.2所示为4位倒T型电阻网络数模转换器电路，输出电压为：如果输入的是n位二进制数，且，则：图12.2倒T型电阻网络数模转换器12.2.2模数转换器模数转换器是将输入的模拟信号转换成一组多位的二进制数字输出的电路，构造类型诸多。惯用的逐次逼近型模数转换器的分辨率较高、转换误差较低、转换速度较快，普通由次序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、数模转换器和电压比较器等几部分构成，如图12.3所示。图12.3逐次逼近型模数转换器的原理框图逐次逼近型模数转换器的工作原理类似于用天平称量物体的质量。转换开始前先将全部寄存器清零。开始转换后来，时钟脉冲首先将寄存器最高位置成1，使输出数字为100…0。这个数码被数模转换器转换成对应的模拟电压uo，送到比较器中与ui进行比较。若，阐明数字过大，故将最高位的1去除；若，阐明数字还不够大，应将最高位的1保存。然后，再按同样的方式将次高位置成1，并且通过比较后来拟定这个1与否应当保存。这样逐位比较下去，始终到最低位为止。比较完毕后，寄存器中的状态就是所规定的数字量输出。12.3习题解答12.1常见的数模转换器有那几个？其各自的特点是什么？解数模转换器可分为二进制权电阻网络数模转换器和T型电阻网络数模转换器（涉及倒T型电阻网络数模转换器）两大类。权电阻网络数模转换器的优点是电路构造简朴，可合用于多个有权码，缺点是电阻阻值范畴太宽，品种较多，要在很宽的阻值范畴内确保每个电阻都有很高的精度是极其困难的，因此在集成数模转换器中极少采用权电阻网络。T形电阻网络数模转换器的优点是它只需R和2R两种阻值的电阻，这对选用高精度电阻和提高转换器的精度都是有利的。12.2某个数模转换器，规定10位二进制数能代表0～50V，试问此二进制数的最低位代表几伏？分析数模转换器输入二进制数的最低位代表最小输出电压。数模转换器最小输出电压（对应的输入二进制数只有最低位为1）与最大输出电压（对应的输入二进制数的全部位全为1）的比值为数模转换器的分辨率。解由于该数模转换器是10位数模转换器，根据数模转换器分辨率的定义，最小输出电压uomin与最大输出电压uomax的比值为：由于V，因此此10位二进制数的最低位所代表的电压值为：（V）12.3在如图12.4所示的电路中，若，，其最大输出电压uo是多少？图12.4T型电阻网络数模转换器分析数模转换器的最大输出电压是输入二进制数的全部位全为1时所对应的输出电压。解如图12.4所示电路是4位T型电阻网络数模转换器，当时，其输出电压uo为：显然，当d3、d2、d1、d0全为1时输出电压uo最大，为：（V）12.4一种8位的T型电阻网络数模转换器，设，，试求d7～d0分别为11111111、11000000、00000001时的输出电压uo。分析当时，8位T型电阻网络数模转换器数的输出电压uo为：解当时有：（V）当时有：（V）当时有：（V）12.5一种8位的T型电阻网络数模转换器，，若d7～d0为11111111时的输出电压，则d7～d0分别为11000000、00000001时uo各为多少？解由于...