数字电子技术基础 第四版 课后答案9

第九章 [题9.1] 在图9.2.5所示的D/A转换电路中，给定VREF=5V，试计算 （1）输入数字量的d9~d0每一位为1时在输出端产生的电压值。 （2）输入为全1、全0和全1000000000时对应的输出电压值。 [解] （1）根据
可知，d 9 ~ d 0每一位的1在输出端产生的电压分别-2.5V，-1.25V，-0.625V，-0.313V，-0.156V，-78.13mV，-39.06mV，-19.53mV，-9.77mV，-4.88mV。 （2）输入全1、全0和全1000000000时的输出电压分别为-4.995V,0V和-2.5V。 [题9.2] 图P9.2（a）所示电路是用CB7520和同步十六进制计数器74LS161组成的波形发生器电路。己知CB7520的VREF= -10V，试画出输出电压υ0的波形，并标出波形图上各点电压的幅度。CB7520的电路结构见图P9.2（b），74LS161的功能表与表5.3.4相同。
[解] 当
时，电路工作在计数状态，从0000状态开始连续输入16个计数脉冲时，电路将从1111返回0000状态，C端从高电平跳变至低电平。当CP的上升沿到来的时候，υ0的值如表A9.2所示。υ0的值由式
可得。输出电压υ0的波形如图A9.2所示。 CP Q3 /d9 Q2 /d8 Q1 /d7 Q0 /d6 υ0（V） ↑ ↑ ↑ ┇ ↑↑ ↑ 0000 0001 0010 ┇ 1110 1111 0000 0 5/8×1 5/8×2 ┇ 5/8×14 5/8×15 0 表A9.2 输出电压υ0的值 [题9.3] 图P9.3所示电路是用CB7520组成的双极性输出D/A转换器。CB7520的电路结构见图P9.2（b），其倒T形电阻网络中的电阻R=10 kΩ。为了得到±5V的最大输出模拟电压，在选定RB=20 kΩ的条件下，VREF、VB应各取何值？
[解] 若d 0 ～d 9均为0时，υ0= +5V，d 0 ～d 9均为1时，υ0= -5V 则


式（1）减式（2）得出
∴
若取RB=20 kΩ，则VB= -10V。 [题9.4] 在图P9.4给出的D/A转换器中，试求： （1）1LSB产生的输出电压增量是多少？ （2）输入为 d 9 ～d 0 = 1000000000时的输出电压是多少？（3）若输入以二进制补码给出，则最大的正数和绝对值最大的负数各为多少？它们对应的输出电压各为多少？
[解] （1）1LSB产生的输出电压增量是
。 （2）输入d 9 ～d 0 =1000000000时输出电压为0。 （3）最大的正数为29-1（即d8~ d0全为1），绝对值最大的负数为29，它们对应的输出电压分别为+3.99V 和-4V。 [题9.5] 试分析图P9.5电路的工作原理，画出输出电压υ0的波形图。CB7520的电路图见图9.2.5或图P9.2（b）。同步十进制计数器74LBS160的功能表见表5.3.4。表P9.5给出了RMA的16个地址单元中所存的数据。高6位地址A9~A4始终为0，在表中没有列出。RAM的输出数据只用了低4位，作为CB7520的输入。因RAM的高4位数据没有使用，故表中也未列出。 表P9.5 A3 A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1  表A9.5 υ0的电压值 A3 A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0 υ0(V) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1/2 0 0 1 0 0 0 1 1 3/2 0 0 1 1 0 1 1 1 7/2 0 1 0 0 1 1 1 1 15/2 0 1 0 1 1 1 1 1 15/2 0 1 1 0 0 1 1 1 7/2 0 1 1 1 0 0 1 1 3/2 1 0 0 0 0 0 0 1 1/2 1 0 0 1 0 0 0 0 0 [解] 十进制计数器74LS160工作在计数状态，在CP脉冲序列的作用下，Q3Q2Q1Q0的状态从0000到1001循环计数，将存储器A9~A0=0000000000 ~ 0000001001这十个地址单元中存储的数据依次读出，作为CB7520的数字量输入。CB7520高四位数字量输入d9d8d7d6每位为1时产生的输入模拟电压分别为+4V、+2V、+1V、+0.5V。输出电压值见表A9.5。输出电压V0的波形如图A9.5所示。 [题9.6] 如果用图P9.5的电路产生图P9.6的输出电压波形，应如何修改RMA中的数据？请列出修改以后的RAM数据表，并计算时钟信号CP应有的频率。
[解] 题9.6RAM的数据表 A3 A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 × × × × 1 0 1 0 × × × × 1 0 1 1 × × × × 1 1 0 0 × × × × 1 1 0 1 × × × × 1 1 1 0 × × × × 1 1 1 1 × × × × A9 ~A4始终为0，每个存储地址中高4位数据没有用，故可为任意值。  [题9.7] 图P9.7所示电路是用D/A转换器CB7520和运算入大顺构成的增益可编程入大器，它的电压入大倍数
，由输入的数字量D（d9~ d0）来设定。试写出AV的计算公式，并说明AV的取值范围。
[解] 由式（9.2.5）知



的取值范围为0000000000~1111111111（210-1），故AV的取值范围为0~
。 [题9.8] 图P9.8电路是用D/A转换器CB7520和运算放大器组成的增益可编程放大器，它的电压放大倍数
由输入的数字量D（d9~d0）来设定。试写出AV取值的范围是多少。
[解] 由图A9.8(a)可见，在CB7520的Io u t 1 和Io u t 2 两端电位基本相等的条件下（在将这两端接到运算放大器的输入端时，满足这个条件），
端与
端之间可以看做一个等效电阻
，其数值为
，故
因此，图P9.8电路可简化成图A9.8(b)形式，由图得
Dn的取值范围为0000000000~1111111111时，和到AV的取值范围为
。
[题9.9] 在图P9.9所示的D/A转换器中，己知输入为8位二进制数码，接在CB7520的高8位输入端上，VREF=10V，为保证VREF偏离标准值所引起的误差≤
（现在的LSB应为d2），允许VREF的最大变化△V