模数转换与数模转换电路问答
模数转换与数模转换电路问答
No. 001Σ-Δ型模数转换器与传统的A/D转换器有什么差别？
Σ-Δ型模数转换器由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成，Σ-Δ调制器量化对象不是传统A/D转换器中信号采样点的幅值，而是相邻两个采样点幅值之间的差值，并将这种值编码为1位的数字信号输出；数字抽取滤波器则具有数字抽取（重采样）和低通滤波的双重功能。它和传统滤波器最大的差别在于：传统的A/D转换器可以多个通道模拟信号输入共用一个转换器，而Σ-Δ型模数转换器是一个通道一个转换器，传统的A/D转换器每一通道的前端都需要一个抗混叠滤波器，而Σ-Δ型模数转换器因其数字抽取滤波器具有低通滤波功能而避免了混叠失真，所以不需要此器件。
No. 002I2C接口9通道14位电流DAC MAX5112的性能如何？
MAX5112是一款14位、9通道电流输出数/模转换器（DAC）（见图1）。该器件工作在低至3.0V电源，并提供14位的性能，而无需任何调整。
图1MAX5112的内部功能框图
器件输出范围优化用于偏置大功率可调节激光源，9个通道中每一路都带有电流源。并行连接DAC输出可获得额外电流或更高的分辨率。器件包含内部基准。
I2C兼容接口能够以高达400MHz的时钟速率驱动器件，通过高电平有效的
异步CLR输入能够将DAC复位至0，无需使用串口。器件为驱动接口逻辑电路提供独立的电源输入。
MAX5112工作在-40℃～+105℃温度范围，提供3mm×3mm、36焊球WLP 和5mm×5mm、32引脚TQFN封装。
MAX5112的特点和优势：
●低至3.0V的供电电压
●集成多路复用器用于输出1和输出2
●并行连接输出可增大电流或提高分辨率
●I2C兼容串行接口
●内部基准
●过热保护
●-40℃～+105℃温度范围
●提供36焊球WLP或32引脚TQFN封装
No. 003A/D前都需要加抗混叠滤波器吗？
根据奈奎斯特采样定律，A/D的采样频率fs必须高于信号最高频率的两倍，因此一般A/D在进行数模转换前，都会在A/D前加一个抗混迭滤波器，滤去fs/2以上的频率，消除混迭失真的影响。但有一种A/D前可以不加抗混叠滤波器，这种A/D就是Σ-ΔA/D转换器，Σ-Δ的采样频率非常高，通常远远大于fs，因此其抗高频干扰的能力很强，无需加抗混叠滤波器。
No. 004A/D转换器工作时的取样频率满足fs≥2fi（max）的要求就可以吗？还是越高越好？
图2信号频率与采样频率
fs≥2fi（max）是为了保证能用低通滤波器将取样信号恢复为原来的被取样信号。这个低通滤波器的电压传输系数|A（f）|在低于fi（max）的范围内应保持不变，而在fs-fi（max）以前应迅速下降为0，如图2所示，因此A/D转换器工作时的取样频率必须高于fs≥2fi（max）所规定的频率。取样频率提高以后留给每次进行转换的时间也相应缩短了，这就要求转换电路必须具备更快的工作速
度。因此，不能无限制地提高取样频率，通常取fs=（5～10）fi（max）可满足要求（除非利用过采样得到更高的精度）。
No. 005ADC的应用前景如何？
ADC的主要发展趋势是：单片集成以硅为主导发展技术，并加速以硅为基础的异质结技术的发展；混合和模块集成ADC是军事/航天系统的主导产品，将与硅芯片技术并行发展，而且需建立在先进的芯片技术基础之上；低电源、低功耗、高速、高精度ADC是主导发展产品，其中16位100～200Hz及8～10位10GHz 的高性能ADC是新一代先进雷达、电子战和通信电子系统的关键器件之一，它们是重点发展目标；目前已有工艺技术能满足目标产品的制作，如Ⅵ/Ⅴ化合物半导体异质结技术，其晶体管的速度已大于50GHz；工艺技术中，双极（特别是异质结双极）、CMOS、BiCMOS将并行发展，加工尺寸已发展到亚半微米，将继续向深度发展。近年来，ADC的市场呈稳步增长的发展趋势，它们在现代军用和民用电子系统中均显示出其重要地位。
No. 006ADC有何新发展？
随着数字技术的发展，ADC也有了长足的进步和发展，新型的ADC正朝着低功耗、高速、高分辨率的方向发展，在此基础上，还要考虑功耗、体积、便捷、多功能、与计算机及通信网络的兼容性。ADC主要的应用领域在不断拓宽，广泛应用于多媒体、通信、自动化、仪器仪表等领域。对不同领域的不同要求，例如接口、电源、通道、内部配置，ADC都有相应的优化设计方法。同时，用户使用时，不仅要考虑到ADC本身的工艺和电路结构，还应考虑到ADC的外围电路，如相应的信号调理电路等模拟电路的设计。如在单电源、低功耗条件下设计新型的ADC时，为了解决单电源的输入和输出的动态范围问题，可以采用超高速补偿双极性（XFCB）工艺制造的电流反馈运算放大器；为了解决低电压、低电流条件下的低噪声低温漂基准电压问题，可以采用外加离子注入场效应管（XFET）基准源的方法；为了满足低功耗的要求，可以采用节能工作方式（Power Down）；为了设计出微型ADC，可采用减小体积的2线或3线制兼容的串行接口；为了减小信号源到整个A/D转换器的模拟信号通路中的误差，可以采用自校准技术纠正误差等
No. 007不同的ADC转换方式各自有何不同特性？
ADC的特性主要由其转换方式来决定，不同的转换方式有其不同的位数极限值，而相应的不理想特性误差主要由制造工艺来保证。例如，制造8位ADC集成电路要求其电阻的匹配精度为0.05%以上。下面就积分式、逐位比较式、跟踪比较式和Σ-Δ调制式比较说明，详见表1。
表1不同ADC转换方式的特性
可见，ADC转换方式对ADC的综合精度（特别是分辨率）有一定的影响，因此，在应用中应视具体情况来分别选择。一般来说，要想获得高精度特性，则必须牺牲一些其他方面的特性，如速度性能和价格特性等。因此在工程应用中，设计者则常常采用折中的办法，针对应用的具体要求，采用合适的ADC集成电路，附加一定的辅助线路，从而实现性价比较好的转换方案。
No. 008如何选择与确定ADC转换位数？
ADC转换位数的决定因素如下。
（1）系统总体精度
系统总体精度分解到ADC部分的精度指标直接决定了ADC位数的选择，一般来说ADC的位数所对应的误差应低于精度指标1/4的值，因此从精度指标要求角度来说，尽量选用位数较高的ADC，位数越高，ADC的误差越小。
（2）可供选择ADC集成电路的位数及其精度
同一型号的ADC集成块在位数相同时，其有效位数及精度值不尽相同，这在器件数据手册中可以看出。一般来说，要获得全温度范围内的希望精度，ADC集成电路至少要牺牲掉1～2位位数。
（3）可供选择ADC集成电路的价格
解决价格和位数矛盾的做法是：采用通用低廉型ADC集成电路，通过附加电路来增加整个系统的分辨率。
No. 009如何选择A/D转换的采样速率？
采样就是依据采样定理按照一定的时间间隔从连续的模拟信号中抽取一系列的时间离散样值。根据Nyquist采样定理，在理想的采样系统中，为了使采样信号能无失真地复现原输入信号，必须使采样频率至少为输入信号最高频率的两倍，否则将会出现频率混叠现象。且在实际情况中，为保证采样精度，要求A/D 转换前必须设置低通环节以消除信号中无用的高频分量，采样频率要10倍于信号中可能的最高频率。在条件许可时，可以采用远远大于信号中可能的最高频率的采样频率，即利用“过采样”来实现更高的精度。
No. 010A/D转换器的分辨率和精度相同吗？是不是分辨率越高精
度就越高？
分辨率和精度是两个不同的概念。分辨率反映转换器所能分辨的被测量的最小值，常用输出二进制代码的位数来表示。精度指转换的结果相对于实际的偏差。分辨率的A/D转换器精度不一定相同，分辨率高的精度不一定高，而精度高分辨率必然也高。
No. 011A/D转换器转换正负电压的方法是什么？
转换正负电压常用的方法是：将信号的正负用运算放大器变换至正电压，如信号是对称的，在信号输入为0时，调运算放大器的输出至1/2的参考电压，使A/D转换器输出数值为中点值，测量后要进行换算，如果A/D转换器输出数值大于中点值，则输入的信号为正，反之为负；信号的数值=A/D转换器输出数值-中点值。但这个方法会使A/D转换器的分辨率降低一半。
No. 012A/D转换器的主要技术指标有哪些？
（1）分辨率（Resolution）
分辨率是指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，定义为满刻度与2n 的比值。分辨率又称精度，通常用数字信号的位数来表示。
（2）转换速率（Conversion Rate）
转换速率是指完成一次从模拟转换到数字所需时间的倒数。积分型A/D的转换时间是毫秒级，属低速A/D，逐次比较型A/D是微秒级，属中速A/D，全并行/串并行型A/D可达到纳秒级。
采样时间则是指两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成，采样速率（Sample Rate）必须小于或等于转换速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。常用单位是kSPS和MSPS，表示每秒采样千/百万次（kilo / Million Samples per SeCond）。
（3）量化误差（Quantizing Error）
由A/D的有限分辨率而引起的误差，即有限分辨率A/D的阶梯状转移特性曲线与无限分辨率A/D （理想A/D）的转移特性曲线（直线）之间的最大偏差。通常是1个或半个最小数字量的模拟变化量，表示为1LSB、1/2LSB。
（4）偏移误差（Offset Error）
输入信号为零时输出信号不为零的值，可外接电位器调至最小。
（5）满刻度误差（Full SCale Error）
满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。
（6）线性度（Linearity）
实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。
（7）其他指标
绝对精度（Absolute ACCuraCy）、相对精度（Relative ACCuraCy）、微分非线性、单调性和无错码、总谐波失真（Total HarmoniC Distotortion, THD）和积分非线性。
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 ，试计算其输出电压V O 。 图题11-1 解：输出电压为： mV mV V R R V IN F O 10010101 =?=-= 【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-2 解：mV mV V R R V IN F O 110101111 =?=+=）（ 【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 转换器输出电压V O 。 11-3 【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。 图题11-4 解：由图可知，D 3~D 0=0101 因此输出电压为：V V V V O 5625.151650101254 === ）（ 【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为，该转换器输出电压V O 是多少？
解：V V V V O 988.21532565100110012 58≈== ）（ 【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。 图题11-6 解：V V V D D V V n n REF O 5625.1516501012 5~240==-=-=）（）（ 【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V IN =，D 3～D 0是多少？ 图题11-7 解：D3=1时，V V V O 6221234== ，D3=0时，V O =0。 D2=1时，V V V O 3221224== ，D2=0时，V O =0。 D1=1时，V V V O 5.1221214== ，D1=0时，V O =0。 D0=1时，V V V O 75.0221204 ==，D0=0时，V O =0 由此可知：输入电压为，D3~D0=1101，这时V O =6V++=，大于输入电压V IN =，比较器输出低电平，使与非门74LS00封锁时钟脉冲CLK ，74LS293停止计数。 【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mV mV V STEP 5.192/50008== 分辨率为：%39.00039.05000/5.195000/===mV V STEP
模数转换与数模转换电路问答
模数转换与数模转换电路问答 No. 001Σ-Δ型模数转换器与传统的A/D转换器有什么差别？ Σ-Δ型模数转换器由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成，Σ-Δ调制器量化对象不是传统A/D转换器中信号采样点的幅值，而是相邻两个采样点幅值之间的差值，并将这种值编码为1位的数字信号输出；数字抽取滤波器则具有数字抽取（重采样）和低通滤波的双重功能。它和传统滤波器最大的差别在于：传统的A/D转换器可以多个通道模拟信号输入共用一个转换器，而Σ-Δ型模数转换器是一个通道一个转换器，传统的A/D转换器每一通道的前端都需要一个抗混叠滤波器，而Σ-Δ型模数转换器因其数字抽取滤波器具有低通滤波功能而避免了混叠失真，所以不需要此器件。 No. 002I2C接口9通道14位电流DAC MAX5112的性能如何？ MAX5112是一款14位、9通道电流输出数/模转换器（DAC）（见图1）。该器件工作在低至3.0V电源，并提供14位的性能，而无需任何调整。 图1MAX5112的内部功能框图 器件输出范围优化用于偏置大功率可调节激光源，9个通道中每一路都带有电流源。并行连接DAC输出可获得额外电流或更高的分辨率。器件包含内部基准。 I2C兼容接口能够以高达400MHz的时钟速率驱动器件，通过高电平有效的
异步CLR输入能够将DAC复位至0，无需使用串口。器件为驱动接口逻辑电路提供独立的电源输入。 MAX5112工作在-40℃～+105℃温度范围，提供3mm×3mm、36焊球WLP 和5mm×5mm、32引脚TQFN封装。 MAX5112的特点和优势： ●低至3.0V的供电电压 ●集成多路复用器用于输出1和输出2 ●并行连接输出可增大电流或提高分辨率 ●I2C兼容串行接口 ●内部基准 ●过热保护 ●-40℃～+105℃温度范围 ●提供36焊球WLP或32引脚TQFN封装 No. 003A/D前都需要加抗混叠滤波器吗？ 根据奈奎斯特采样定律，A/D的采样频率fs必须高于信号最高频率的两倍，因此一般A/D在进行数模转换前，都会在A/D前加一个抗混迭滤波器，滤去fs/2以上的频率，消除混迭失真的影响。但有一种A/D前可以不加抗混叠滤波器，这种A/D就是Σ-ΔA/D转换器，Σ-Δ的采样频率非常高，通常远远大于fs，因此其抗高频干扰的能力很强，无需加抗混叠滤波器。 No. 004A/D转换器工作时的取样频率满足fs≥2fi（max）的要求就可以吗？还是越高越好？ 图2信号频率与采样频率 fs≥2fi（max）是为了保证能用低通滤波器将取样信号恢复为原来的被取样信号。这个低通滤波器的电压传输系数|A（f）|在低于fi（max）的范围内应保持不变，而在fs-fi（max）以前应迅速下降为0，如图2所示，因此A/D转换器工作时的取样频率必须高于fs≥2fi（max）所规定的频率。取样频率提高以后留给每次进行转换的时间也相应缩短了，这就要求转换电路必须具备更快的工作速
数模转换与模数转换
数模转换与模数转换 数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）和模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是数字信号处理中常用的两种信号转换方法。数模转换将数字信号转换为模拟信号，而模数转换则将模拟信号转换为数字信号。本文将就数模转换和模数转换的原理、应用以及未来发展进行探讨。 一、数模转换（DAC） 数模转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。在数字系统中，所有信号都以离散的形式存在，如二进制码。为了能够将数字信号用于模拟系统中，需要将其转换为模拟信号，从而使得数字系统与模拟系统能够进行有效的接口连接。 数模转换的原理是根据数字信号的离散性质，在模拟信号上建立相似的离散形式。常用的数模转换方法有脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，简称PAM），脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）等。这些方法根据传输信号的不同特点，在转换过程中产生连续的模拟信号。 数模转换在很多领域有广泛应用。例如，在音频领域，将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得数字音频可以通过扬声器播放出来。另外，在电信领域，将数字信号转换为模拟信号后，可以用于传输、调制解调、功率放大等过程。
二、模数转换（ADC） 模数转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。模拟信号具有连续的特点，而数字系统只能处理离散的信号。因此，当需要将模拟信号用于数字系统时，就需要将其转换为数字形式。 模数转换的原理是通过采样和量化来实现。采样是将模拟信号在时间上进行离散化，而量化是将采样信号在幅度上进行离散化。通过这两个过程，可以将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。 模数转换在很多领域都有应用。例如，在音频领域，将模拟音频信号转换为数字音频信号，使得音频信号可以被数字设备处理和存储。另外，在测量领域，模数转换可以将物理量的模拟信号转换为数字信号，用于精确测量和数据分析。 三、发展趋势 随着科技的不断进步，数模转换和模数转换的技术也在不断改进和创新。面向未来，有以下几个发展趋势： 1. 高精度：随着对信号处理需求的不断提升，数模转换和模数转换的精度要求越来越高。未来的发展方向是提高转换器的分辨率和采样率，以更好地满足各个领域的需求。 2. 低功耗：随着移动设备的普及和物联网的兴起，对功耗方面的要求也越来越高。未来的转换器将更加注重低功耗设计，以提高设备的续航能力和稳定性。
《数字电子技术》康华光 习题&解答 第十章 模数与数模转换器
《数字电子技术》康华光 习题&解答 第十章 模数与数模转换器 10.1 D/A 转换器，其最小分辨电压V LSB =4mV ，最大满刻度输出电压V om =10V ，求该转换器输入二进制数字量的位数。 该转换器输入二进制数字量的位数为12。 10.2 在10位二进制数D/A 转换器中，已知其最大满刻度输出模拟电压V om =5V ，求最小分辨电压V LSB 和分辨率。 1 2 1om SLB -= n V V 最小分辨电压 mV 51023 51 2 om SLB ≈= -=n V V 分辨率 001.01023 1 1 2 11 21 10 ≈= -= -n 10.3图题10.3所示电路可用作阶梯波发生器。如果计数器是加/减计数器，它和D/A 转换器相适应，均是10位（二进制），时钟频率为1MHz ，求阶梯波的重复周期，试画出加法计数和减法计数时D/A 转换器的输出波形（使能信号S=0，加计数；S=1，减计数）。 V R EF 9 D D 0 D /A 转换器 2 加/减计数器 10 Q Q 9 S C P O v 图题10.3 i i i n i n D R R V D R R V V 2 2 22 9 i 101f REF 1 i 1f REF o ∑∑=-== = i i D K 29 i ∑== 当D/A 转换器的输入为000H 时， o =K V 。 当D/A 转换器的输入为3FFH 时， 1023 o =K V 。 S=0时，加法计数，D/A 转换器的输出波形见图T10.3 S=1时，减法计数，D/A 转换器的输出波形见图T10.3。
大学电子技术基础课后习题答案第9章-数模与模数转换器
9 数模与模数转换器 9.1 D/A 转换器 9.1.1 10位倒T 形电阻网络D/A 转换器如图题9.1.1所示。 （1）试求出输出电压的取值范围。 （2）若要求电路输入数字量为200H 时输出电压v o =5V ，试问V REF 应取何值？ 解：（1）由式（9.1.6）可知，10位D/A 转换器输出电压O v 为 9 1002 2 f REF O i i i R R v R D ==-⋅⋅∑ 当98D D …0D =00…0时 O v =0 V 当98D D …0D =11…1时，REF O R v R =- ，已知f R R =，所以 O REF v R =- 于是可得到输出电压的取值范围为：0REF V V -。 （2）根据式（1） 109 21 2 O REF i f i i R v V R D =⋅⋅=-⋅ ⋅∑ 将98D D …0D =1000000000代入上式，的REF V =﹣10V 。 9.1.2 在图9.1.8所示的4位权电流D/A 转换器中，已知REF V =6V ，1R =48k Ω，当输入
3210D D D D =1100时，O v =1.5V ，试确定f R 的值。 解：n 位权电流D/A 转换器的输出电压为 1 122 n f i REF O i n i R R v D R -== ⋅⋅∑ 于是，有 11 022 n O f n i REF i i R v R V D -=⋅⋅= ⋅⋅∑ 依题意，已知n=4，REF V =6V ，1R =48k Ω，3210D D D D =1100，O v =1.5V,代入上式得f R =16k Ω。 9.1.5 可编程放大器（数控可变增益放大器）电路如图题9.1.5所示。 （1）推导电路电压放大倍数/V O I A v v =的表达式。 （2）当输入编码为（001H ）和（3FFH ）时，电压放大倍数V A 分别为多少？ （3）试问当输入编码为（000H ）时，运放1A 处于什么状态？ 解：（1）图题9.1.5中运放3A 组成电压增益为﹣1的反相比例放大器，O v =﹣REF V 。AD7533
数模和模数转换习题解答
8-1 选择题 1）一输入为十位二进制（n=10）的倒T 型电阻网络DAC 电路中，基准电压REF V 提供电流为 b 。 A. R V 10REF 2 B. R V 10REF 22? C. R V REF D. R V i )2(REF ∑ 2）权电阻网络DAC 电路最小输出电压是 b 。 A. LSB 21V B. LSB V C. MSB V D. MSB 2 1V 3）在D/A 转换电路中，输出模拟电压数值与输入的数字量之间 a 关系。 A.成正比 B. 成反比 C. 无 4）ADC 的量化单位为S ，用舍尾取整法对采样值量化，则其量化误差m ax ε= b 。 A.0.5 S B. 1 S C. S D. 2 S 5）在D/A 转换电路中，当输入全部为“0”时，输出电压等于 b 。 A.电源电压 B. 0 C. 基准电压 6）在D/A 转换电路中，数字量的位数越多，分辨输出最小电压的能力 c 。 A.越稳定 B. 越弱 C. 越强 7）在A/D 转换电路中，输出数字量与输入的模拟电压之间 a 关系。 A.成正比 B. 成反比 C. 无 8）集成ADC0809可以锁存 8 模拟信号。 路 B. 8路 C. 10路 D. 16路 5）双积分型ADC 的缺点是 a 。 A.转换速度较慢 B. 转换时间不固定 C. 对元件稳定性要求较高 D. 电路较复杂 8-2 填空题 1）理想的DAC 转换特性应是使输出模拟量与输入数字量成__正比__。转换精度是指DAC 输出的实际值和理论值__之差_。 2）将模拟量转换为数字量，采用 __A/D__ 转换器，将数字量转换为模拟量，采用__D/A_____ 转换器。 3）A/D 转换器的转换过程，可分为采样、保持及 量化 和 编码 4个步骤。 4）A/D 转换电路的量化单位位S ，用四舍五入法对采样值量化，则其m ax ε= 。 5）在D/A 转换器的分辨率越高，分辨 最小输出模拟量 的能力越强；A/D 转换器的分辨率越高，分辨 最小输入模拟量 的能力越强。 6）A/D 转换过程中，量化误差是指 1个LSB 的输出变所对应的模拟量的范围 ，量化误差是 不可 消除的。 8-3 要求某DAC 电路输出的最小分辨电压LSB V 约为5m Ｖ，最大满度输出电压m U =10Ｖ，试求该电路输入二进制数字量的位数Ｎ应是多少？
电路中的模数转换器与数模转换器认识模数转换器与数模转换器的特点和应用
电路中的模数转换器与数模转换器认识模数转换器与数模转换器的特点和应用电路中的模数转换器与数模转换器 随着电子技术的发展，电路设计已成为现代工业的核心部分。在电 路中，模数转换器（analog-to-digital converter，简称ADC）和数模转 换器（digital-to-analog converter，简称DAC）被广泛应用于信号处理中。本文将介绍模数转换器和数模转换器的特点和应用。 一、模数转换器（ADC） 模数转换器是一种将模拟信号转换成数字信号的电路。它通过量化 和编码来实现此转换过程。但是，由于模拟信号是连续的，而数字信 号是离散的，因此在这个过程中会产生一些误差。 ADC的特点 1.分辨率：ADC的分辨率决定了它可以识别多少个数字值。理论上，分辨率越高，转换的数字信号就越接近于输入的模拟信号。分辨率通 常以位数（bit）表示，如8位、10位、12位等。 2.采样率：ADC的采样率是指在每秒钟内采样的次数。采样率越高，转换出的数字信号就越接近于原始的模拟信号。 3.速度：ADC的速度很重要，尤其在高速信号处理的应用中。速度 越快，ADC就能够更快地处理信号。 ADC的应用
ADC在实际应用中被广泛使用。例如，它可以用于从实际世界中采集和数字化传感器信号，例如压力、温度和重量。它也会用于数字音 频设备中，例如记录和播放音频信号。 二、数模转换器（DAC） 数模转换器是一种将数字信号转换成模拟信号的电路。它通过解码 和反量化来实现此转换过程。与ADC一样，由于数字信号是离散的， 而模拟信号是连续的，因此在这个过程中也会产生一定的误差。 DAC的特点 1.分辨率：DAC的分辨率也会影响其输出的精度。通常以位数（bit）表示，例如8位、10位和12位。 2.采样速率：DAC的采样速率对它的输出质量非常重要。输出的模 拟信号将受到采样速率和输入的数字信号的影响。 3.输出电压范围：DAC的输出电压范围通常也会影响其在实际应用 中的使用。如果输出的电压范围不足，则需要使用放大器来扩大其范围。 DAC的应用 数模转换器也被广泛应用于实际中。例如，它可以用于音频设备中，从数字音频数据中生成模拟音频信号。它也可以用于控制电路中，例 如驱动电动机或调节LED的亮度。 结论
电路中的模数转换与数模转换
电路中的模数转换与数模转换在电路中，模数转换和数模转换是非常重要的概念。它们分别指的 是将模拟信号转换为数字信号和将数字信号转换为模拟信号的过程。 首先，让我们来了解一下什么是模拟信号和数字信号。模拟信号是 连续变化的信号，可以取任何值，例如声音、光线、温度等。而数字 信号是离散的信号，只能取有限个特定的值，通常用0和1表示。数 字信号常用于计算机和通信系统中，因为它们易于处理和传输。 模数转换是指将模拟信号转换为数字信号的过程。这个过程通常由 模数转换器（ADC）完成。ADC将连续的模拟信号按照一定的采样率 进行采样，并将每个采样点的模拟值转换为对应的数字值。这些数字 值可以代表模拟信号的幅度、频率等信息。模数转换的精度取决于 ADC的位数，位数越高，转换精度越高。 模数转换在很多领域中发挥着重要作用。例如，音频系统中的模数 转换用于将声音信号转换为数字信号，以便在计算机中进行音频处理 和存储。在医疗设备中，模数转换被用来测量生理信号，如心电图、 血压等。在工业控制系统中，模数转换被用来监测和控制各种物理量，如温度、湿度、压力等。 接下来，让我们来谈谈数模转换，它是将数字信号转换为模拟信号 的过程。数模转换通常由数模转换器（DAC）完成。DAC接收一串二 进制数字，并将其转换为对应的模拟值。数模转换的精度也取决于 DAC的位数，位数越高，转换精度越高。
数模转换常用于数字系统与模拟设备之间的接口。例如，在音频系 统中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便输出到 扬声器中。在图像系统中，数模转换器将数字图像信号转换为模拟图 像信号，以便输出到显示屏上。 除了模数转换和数模转换，还有一些相关的概念值得一提。一个是 采样率，它表示模拟信号的采样频率。采样率越高，可以获取到更多 的模拟信号细节，但也会增加处理和存储的成本。另一个是量化误差，它表示模拟信号与转换后的数字信号之间的差异。量化误差取决于 ADC或DAC的精度，以及信号的动态范围。 总之，模数转换和数模转换是电路中的重要概念。它们使得模拟信 号和数字信号之间可以相互转换，使得我们能够在数字系统中处理和 传输模拟信号。这些转换过程在各个领域中都发挥着重要作用，推动 了科技的发展和创新。通过不断改进和提高转换的精度，我们可以更 好地处理和利用信号信息，为人类创造更美好的生活。
电路中的数模转换器与模数转换器
电路中的数模转换器与模数转换器电子设备在现代社会中扮演着重要的角色，而电路则是电子设备的 基础。在电路中，数模转换器和模数转换器是两种常见的组件，它们 在数字信号和模拟信号之间起着桥梁的作用。本文将就数模转换器和 模数转换器进行探讨。 一、数模转换器 数模转换器（DAC）是将数字信号转换为模拟信号的装置。在电子 设备中，数字信号通常是通过二进制编码来表示的，而模拟信号是连 续变化的。数模转换器的作用就是将数字信号转化为与之对应的模拟 信号。 数模转换器通常由数字信号输入端、模拟信号输出端和控制端组成。其中，数字信号输入端接收来自计算机或其他数字设备的二进制编码 信号，而控制端可以进行精确的调节和控制。通过内部的数学运算和 电流输出，数模转换器能够将离散的数字信号转换为连续的模拟信号。 数模转换器在各个领域中都得到了广泛的应用。在音频设备中，数 模转换器能够将数字音频信号转换为模拟音频信号，使得人们能够用 耳朵听到音乐。在通信设备中，数模转换器则起到将数字信号转换为 模拟信号的作用，使信息能够在物理媒介上传输。 二、模数转换器
模数转换器（ADC）则是将模拟信号转换为数字信号的装置。在电子设备中，模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。模数转换器的作用就是将模拟信号转化为与之对应的数字信号。 与数模转换器类似，模数转换器通常由模拟信号输入端、数字信号输出端和控制端组成。模拟信号输入端接收来自传感器或其他模拟设备的信号，而控制端则用于对转换过程进行调节和控制。通过内部的采样和量化处理，模数转换器能够将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。 模数转换器同样在各个领域中发挥着重要作用。在测量仪器中，模数转换器能够将模拟信号转换为数字信号，使得数据能够被处理和分析。在自动控制系统中，模数转换器则起到将模拟输入转换为数字输入的作用，使得系统能够进行数字化的操作。 结语 数模转换器和模数转换器在电子设备中起到了桥梁的作用，将数字信号和模拟信号进行转化。它们分别实现了从数字到模拟的转换和从模拟到数字的转换。从音频设备到通信设备，从测量仪器到自动控制系统，数模转换器和模数转换器的应用无处不在。它们在现代技术的发展中扮演着重要的角色，为数字世界和模拟世界之间架起了一座桥梁。
电路中的模数转换与数模转换的原理与应用
电路中的模数转换与数模转换的原理与应用在现代电子设备中，模数转换和数模转换是一些关键的技术，广泛 应用于音频、视频和通信等领域。这些转换技术允许我们将模拟信号 和数字信号之间进行转换，并在电路设计中发挥重要作用。本文将探 讨模数转换和数模转换的原理和应用。 一、模数转换（ADC） 模数转换（Analog-to-Digital Conversion，简称ADC）是将连续的 模拟信号转换为离散的数字信号的过程。它的原理基于量化和编码两 个步骤。 首先，量化将连续的模拟信号分为不同的离散级别。这个过程类似 于将一个连续的信号映射到一组离散的数值上。量化程度的精确度决 定了数字信号的分辨率。常见的量化方法有线性量化和非线性量化。 接下来，编码将量化后的数值转换为数字信号。常见的编码方式包 括二进制编码、格雷码和翻转码等。其中，二进制编码是最常用的编 码方式，它将每个量化级别与一个二进制码相对应。 模数转换器的应用非常广泛。例如，在音频信号处理中，模数转换 器将模拟音频信号转换为数字形式，使得我们可以进行数字信号处理，如音频编码和音频分析等。此外，在通信系统中，模数转换器将模拟 语音信号转换为数字信号，使得我们可以进行数字通信，如电话和移 动通信等。 二、数模转换（DAC）
数模转换（Digital-to-Analog Conversion，简称DAC）是将离散的 数字信号转换为连续的模拟信号的过程。它的原理与模数转换相反， 包括解码和重构两个步骤。 首先，解码将数字信号转换为对应的离散数值。解码过程与编码过 程相反，常见的解码方式包括二进制解码和查找表解码等。 接着，重构将解码后的数值转换为模拟信号。重构过程类似于对数 字信号进行插值和滤波，以恢复出连续的模拟信号。 数模转换器在许多领域中也得到广泛应用。例如，在音频播放器中，数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号，供扬声器播放。此外，在调制解调器中，数模转换器将数字通信信号转换为模拟信号， 使其可以被传输和接收。 三、模数转换与数模转换的应用 模数转换和数模转换在现代电子设备中具有广泛的应用。例如，在 音频处理系统中，模数转换器将声音信号转换为数字信号，使得我们 可以进行音频编码、音频解码和音频分析等操作。数模转换器则将数 字信号转换为模拟信号，以恢复出原始的音频信号，供音频播放器使用。 此外，在通信系统中，模数转换和数模转换也是不可或缺的。模数 转换器将模拟语音信号转换为数字信号，以便进行数字通信。而数模 转换器则将数字通信信号转换为模拟信号，以供信号接收和解调。
数字电子技术第9章习题解答
9.1 概述 自测练习 1．将数字量转换成模拟量的电路称为（ 数模转换器 ），简称（ DAC ）。 2．将模拟量转换成数字量的电路称为（ 模数转换器 ），简称（ ADC ）。 3．传感器传送过来的信号要经过（模数转换器 ）转换为数字信号才能被数字系统所识别，数字系统发出的信号要经过（数模转换器 ）转换为模拟信号才能被执行机构所识别。 9.2 D/A 转换器 自测练习 1．D/A 转换器的转换特性，是指其输出（模拟量 ）（模拟量，数字量）和输入（数字量 ）（模拟量，数字量）之间的转换关系。 2．如果D/A 转换器输入为n 位二进制数D n -1D n -2…D 1D 0，K v 为其电压转换比例系数，则输出模拟电压为（)2222(00112211o ⋅+⋅++⋅+⋅=----d d d d K v n n n n v ）。 3．常见的D/A 转换器有二进制权电阻网络D/A 转换器、倒T 型电阻网络D/A 转换器、权电流型D/A 转换器、权电容网络D/A 转换器、以及开关树型D/A 转换器等几种类型。 4．如分辨率用D/A 转换器的最小输出电压V LSB 与最大输出电压V FSR 的比值来表示。则8位D/A 转换器的分辨率为（ 1 218- ）。 5．已知Ｄ／Ａ转换电路中，当输入数字量为10000000时，输出电压为6.4V ，则当输入为01010000时，其输出电压为（ 4V ）。 9.3 A/D 转换器 自测练习 1．A/D 转换器的转换过程通过采样、保持、量化和编码四个步骤完成。 2．A/D 转换器采样过程中要满足采样定理，即采样频率（的一半大于 ）输入信号的最大频率。
(完整版)数模转换习题(含答案)
数模转换器和模数转换器 1 常见的数模转换器有那几种？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（包括倒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结构简单，可适用于各种有权码，缺点是电阻阻值范围太宽，品种较多，要在很宽的阻值范围内保证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很少采用权电阻网络。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。 2 某个数模转换器，要求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所有位全为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u omin与最大输出电压u omax的比值为： 由于V，所以此10位二进制数的最低位所代表的电压值为： （V）
3 在如图1所示的电路中，若，，其最大输出电压u o是多少？ 图1 T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所有位全为1时所对应的输出电压。 解如图1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u o为： 显然，当d3、d2、d1、d0全为1时输出电压u o最大，为： （V） 4 一个8位的T型电阻网络数模转换器，设，，试求d7～d 分别为11111111、11000000、00000001时的输出电压u o。 分析当时，8位T型电阻网络数模转换器数的输出电压u o为：
数模及模数转换器习题解答
自我检测题 1．就实质而言，D/A 转换器类似于译码器，A/D 转换器类似于编码器。 2．电压比较器相当于1位A/D 转换器。 3．A/D 转换的过程可分为 采样 、保持、量化、编码4个步骤。 4．就逐次逼近型和双积分型两种A/D 转换器而言， 双积分型 的抗干扰能力强， 逐次逼近型 的转换速度快。 5．A/D 6．8位D/A 转换器当输入数字量只有最低位为1时，输出电压为0.02V ，若输入数字量只有最高位为1。 A ．．1.27 D ．都不是 7．D/A 转换器的主要参数有 、转换精度和转换速度。 A ．分辨率 B ．输入电阻 C ．输出电阻 D ．参考电压 8．图T7.8所示R-2R 网络型D/A 转换器的转换公式为 。 图T7.8 A ．∑=⨯- =3 03 REF o 2 2 i i i D V v B ．∑=⨯- =3 04 REF o 2 232i i i D V v D ．∑=⨯= 3 4 REF o 2 2 i i i D V v 9．D/A 转换器可能存在哪几种转换误差？试分析误差的特点及其产生误差的原因。 解：D/A 转换器的转换误差是一个综合性的静态性能指标，通常以偏移误差、增益误差、非线性误差等内容来描述转换误差。 偏移误差是指D/A 转换器输出模拟量的实际起始数值与理想起始数值之差。 增益误差是指实际转换特性曲线的斜率与理想特性曲线的斜率的偏差。 D/A 转换器实际的包络线与两端点间的直线比较仍可能存在误差，这种误差称为非线性误差。 10．比较权电阻型、R -2R 网络型、权电流型等D/A 转换器的特点，结合制造工艺、转换的精度和转换的速度等方面比较。 解：权电阻型D/A 转换器的精度取决于权电阻精度和外接参考电源精度。由于其阻值范围太宽，很难保证每个电阻均有很高精度，因此在集成D/A 转换器中很少采用。 R -2R 网络型D/A 转换器电阻网络中只有R 和2R 两种阻值的电阻，且比值为2。虽然集成电路技术制造的电阻值精度不高，但可以较精确地控制不同电阻之间的比值，从而使R -2R 网络型D/A 转换器获得较高精度。 权电流型D/A 转换器可以消除模拟开关导通电阻产生的影响。同时可获得较高的转换速度。 11．Σ－Δ模／数（A ／D ）中包括哪些主要部分？它们各起什么作用？ 解：Σ－Δ模／数转换器由1个差分放大器、一个积分器、1个比较器、1个1bit 的DAC 和数字滤波器组成。 差分放大器：将输入信号v I 减去来自1位DAC 的反馈信号得到误差信号，v e = v I －v f 。 积分器：积分器对误差信号v e 进行积分。 电压比较器：当积分器的输出电压v g ＞0V 时，输出v g ＇为高电平（逻辑1）；当v g ≤0V 时，v g ＇为低电平（逻辑0）。实际上，该电压比较器可以看成是1位的ADC 。
电路工程师岗位面试题及答案
电路工程师岗位面试题及答案 1.请介绍一下您在电路设计方面的经验，以及您曾参与的项目。回答：我在电路设计领域有超过十年的经验，曾主导过一项具有挑战性的射频电路设计项目。该项目涉及高频率的信号处理和噪声抑制，我成功设计出一套高性能、低功耗的射频电路，实现了系统的优异性能。 2.请说明您对模拟和数字电路设计的熟悉程度，以及在项目中的应用经验。 回答：我对模拟和数字电路设计都有深入的了解。在之前的项目中，我负责设计了一个复杂的模拟前端电路，实现了精确的信号处理。同时，我也成功应用了FPGA技术，设计了一个高效的数字信号处理系统，实现了数字电路和模拟电路的协同工作。 3.在电路设计中，您是如何考虑功耗优化的？请分享一些实际案例。 回答：在电路设计中，我通常采用了多种功耗优化的策略，如降低工作频率、采用低功耗器件以及优化电源管理。在一个移动设备电路设计项目中，我成功通过采用深度睡眠模式和智能功率管理，将功耗降低了30%，延长了电池寿命。 4.请详细说明您在高速数字电路设计中的经验，特别是在信号完整性和时序分析方面的实践。 回答：我曾负责设计一个高速数据传输系统，通过巧妙的时序分析和信号完整性验证，确保了数据在高速传输中的可靠性。采用
了差分信号传输、终端阻抗匹配等技术，成功解决了时序问题，确保了系统的稳定性和可靠性。 5.请分享一次您解决过的电磁兼容性（EMC）问题的经验。 回答：在一个工业控制系统的设计中，我面临了电磁兼容性的挑战。通过合理布局线路、采用屏蔽罩和滤波器，成功减小了电磁辐射，通过EMC测试，并确保系统在电磁干扰环境下的正常运行。 6.您在电源电路设计中有何经验？请分享一个成功的案例。 回答：我曾负责设计一个低功耗传感器节点的电源电路。通过采用开关电源、深度睡眠模式和智能功率管理，成功实现了对传感器节点的长期供电，并在实地测试中取得了良好的效果。 7.在多层印制电路板（PCB）设计中，您是如何处理信号完整性和电磁干扰的问题的？ 回答：在多层PCB设计中，我注重差分对、阻抗匹配和层间距离控制，以确保信号的完整性。同时，通过合理的层次划分和布局，有效减小了电磁干扰，提高了整体系统的可靠性。 8.请详细说明您在低噪声放大器设计方面的经验，并分享一个成功的案例。 回答：我曾设计过一个低噪声放大器，主要用于接收弱信号。通过优化器件选择、电路拓扑和噪声抑制技术，成功将放大器的噪声水平降低到最低，保证了对弱信号的高灵敏度检测。