四篇-3章浙大版集成电路课后答案

第四篇习题第三章题4.3.1题图4.3.1是权电阻D／A转换器电路。（1）试求输出模拟电压vo和输入数字量的关系式；（2）若n=8，并选最高位(MSB)权电阻R7=10kΩ，试求其它各位权电阻的阻值。题图4.3.1解：（1）输出模拟电压vo和输入数字量的关系式：∵1010121122122niiinREFnREFnREFnREFOdRVdRVdRVdRVi∴nnREFniiinREFOODVdVRiv2222101（2）∵R7=10kΩ，∴R6=2R7=20kΩ，R5=4R7=40kΩ，R4=8R7=80kΩ，R3=16R7=160kΩ，R2=32R7=320kΩ，R1=64R7=640kΩ，R0=128R7=1280kΩ题4.3.2某倒T形电阻D／A转换器，其输入数字信号为8位二进制数10110101，VREF=-10V，试求：（1）Rf=R/3时的输出模拟电压；（2）Rf=R时的输出模拟电压。解：（1）Rf=R/3时，1022niiifnREFOdRRVv＝2.357V（2）Rf=R时，vO=7.07V题4.3.3在进行D／A转换的试验中，若误将MSB和LSB的顺序接错，如图题4.3.3所示，试画出其输出电压vO的波形。8421BCD码加法计数器D/ALSBLSBMSBMSBvOCP图题4.3.3解：∵D/A输入二进制数依次为：0000、1000、0100、1100、0010、1010、0110、1110、0001、1001、0000，∴输出电压vO的波形如下：题4.3.4为了把一个8位的数字信号转换成模拟电压信号，能否选用10位D／A转换器?如果可用，D/A转换器的数据信号线应如何接法?解：可以用，仅需将10位D／A转换器的最低2位数据输入线接地即可。也可将其高2位接地，但此法使输出模拟量范围只有前一方法的1/4（在其它电路不变的情况下）。题4.3.5已知某D／A转换器电路的其最小分辨电压VLSB为2.442mV，最大满刻度输出电压Vom=10V，试求该电路输入数字量的位数n为多少?其基准电压VREF是几伏?解：∵1/（2n-1）＝VLSB/Vom＝2.442×10-3/10∴n＝12∵Vm＝-VREF(2n-1)/2n∴VREF＝-10.002442V题4.3.6集成化4位权电流型D／A转换器电路原理图如图题P4.3.6所示。其中R＝10kΩ，Rf＝5kΩ，当输入数字信号d3、d2、d1、d0均为1时（高电平1为4V），计算输出模拟电压vo。048121608412210614190tvO图题P4.3.6解：当d3～d0＝1111时，03~dd＝0000，4只二极管全导通，∴4只三极管T全截止，4只多发射极管全导通，且各管发射极电压与运放连接三极管的发射极电压相同，此时：IO=VREF/48kΩ=0.125mA∴VO=(8+4+2+1)IORf＝15×0.125×5＝9.375V题4.3.7在本教材图4.3.13(a)所示的逐次逼近型A／D转换器电路中，若n=8位，量化间隔S＝0．04伏，试按时钟顺序列表说明输入电压为8.21V的转换过程和输出结果（列表项目：时钟顺序、8位数码寄存器的状态、比较器同相输入端电压vI'，及反相输入端电压vF的大小关系、比较器输出等）。解：CPQ7~Q0VF=VO-0.5SVI’∣VFC操作1100000005.11Q7=1留2110000007.661Q6=1留3111000008.940Q5=1舍4110100008.30Q4=1舍5110010007.981Q3=1留6110011008.141Q2=1留7110011108.220Q1=1舍8110011018.181Q0=1留9110011018.1811100110110110011018.181读出题4.3.8在本教材图4.3.15所示的双积分型ADC电路中，当计数器为十进制时，其最大计数值为N=(3000)10时钟频率fCP=20kHz，VREF=-10V。（1）完成一次转换最长需要多少时间?（2）当计数器的计数值D＝(750)10试问其输入电压vI为几伏?解：（1）TCP=1/fCP=0.05mS∴Tmax=T1+T2max=3001TCP+3000TCP=300.05mS（2）∵D=-(vI/VREF)3001∴vI=750×10/3001＝2.499V题4.3.9某双积分型ADC电路中，其计数器由四片十进制集成计数器T210组成，最大计数值为N=(6000)10，计数脉冲的频率fCP＝30kHz，积分电容C=lμf，VREF=-5V，积分器的最大输出电压VOM=-10V，试求：（1）积分电阻R的阻值；（2）若计数器的计数值N2=(2345)10时，其输入电压vI为几伏?解：（1）∵TCP=1/fCP=0.033mS∴T1=6001TC＝0.200033S∵VOM=(VIM/R)×T1/C=(5/R)×0.2/10-6=10V∴R=100kΩ（2）∵D=(vI/VREF)6001∴vI=2345×5/6001＝1.954V题4.3.10图题4.3.10所示为并／串行比较型ADC电路，它由两个n=4位的并行比较型ADC串接而成，从而实现了8位转换。图中，4位并行ADC与DAC所用的基准电压VREF=4V，若输入模拟量为2.7V，试求其输出数字量。图题4.3.10解：高4位：VLSB=4/24=0.25V，VI/VLSB=2.7/0.25=10.8，量化后取10，∴高4位＝1010低4位：高4位1010经D／A转换输出为2.5V，∴运算放大器输出为（2.7-2.5）×16＝3.2V，3.2/0.25＝12.8，量化后取12，∴低4位＝1100∴总输出为：10101100