第60练 D-A转换的基本原理(一) 内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练的第60练，内容涵盖理解D/A转换的基本原理，掌握权电阻网络和R-2R梯形网络的转换方法。 内蒙古自治区（对口招生）一课一练 《电子技术基础与技能》（高教版·第四版） 第60练 第九单元 数模与模数转换 第一章 1． 第一节 D-A转换的基本原理(一) 一、单项选择题 1. 把输入的二进制代码按位权关系变成相应电压或电流的电路功能称为（ ） A. 模数转换 B. 数模转换 C. 频数转换 D. 电平比较 2. R-2R梯形网络与权电阻网络相比，其电阻配置特点是（ ） A. 采用倍增阻值电阻 B. 采用相同阻值电阻 C. 采用电容分压元件 D. 采用两档阻值电阻 3. 在权电阻网络中，某一输入位为1时，该位电子开关通常使相应支路（ ） A. 接入基准端形成加权电流 B. 接入接地端形成反向电流 C. 断开支路使电流保持为零 D. 改变电阻使位权重新分配 4. 某4位转换电路输出阶梯电压在最高位由0变1时突变很小，其他低位变化基本正确，最可能的故障是（ ） A. 最低位支路阻值偏小 B. 次低位支路接地短路 C. 最高位支路接触不良 D. 输出滤波电容容量偏大 二、判断题 5. 在理想D/A转换电路中，基准电压增大时，相同输入代码对应的输出电压幅值也随之增大。（ ） 6. R-2R梯形网络中各电阻可随意选取不同精度，只要标称阻值接近即可保证转换准确。（ ） 7. 与R-2R梯形网络相比，权电阻网络在位数增多时需要的电阻阻值范围更大。（ ） 8. 4位理想D/A转换电路中，输入代码1000对应的输出量约为基准量的一半。（ ） 三、填空题 9. 输入数字量最低有效位变化1时，模拟输出所对应的最小变化量称为D/A转换器的______。 10. 权电阻网络中，各支路电阻通常按二进制位权成______关系，常用______把各支路电流合成为输出电压。 11. 当输入代码由0111变为1000时，多个电子开关会______，输出电压按新的______关系重新合成。 12. 若某一位电子开关不能接到基准端，则该位输入为1时对应的______不能加入求和端，输出值会比理论值______。 四、综合题 13. 某4位理想R-2R梯形D/A转换电路，忽略反相符号，只求输出电压幅值。已知基准电压为8 V，输入代码为0101。 （1）求该输入代码对应的输出电压幅值。 （2）若基准电压改为10 V，输入代码不变，输出电压幅值变为多少。 14. 某实训板需要设计8位D/A转换电路，要求电阻种类少、便于集成、转换稳定性较好。现有权电阻网络和R-2R梯形网络两种方案可选。 （1）应优先选择哪一种网络。 （2）简述选择该方案的主要理由。 （3）若实测输出误差偏大，应优先检查哪些方面。 15. 某4位权电阻网络D/A转换电路采用5 V基准电压，忽略反相符号，输出电压幅值按计算。维修时测得：输入0001时输出约0.31 V，输入0010时输出约0.62 V，输入0100时输出约0 V，输入1000时输出约2.50 V，输入0110时输出约0.62 V。 （1）分别计算输入0100和0110时的理论输出电压幅值。 （2）根据测量结果判断最可能异常的支路。 （3）写出两项检查或处理措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是内蒙古自治区（对口招生）《电子技术基础与技能》（高教版·第四版）一课一练的第60练，内容涵盖理解D/A转换的基本原理，掌握权电阻网络和R-2R梯形网络的转换方法。 内蒙古自治区（对口招生）一课一练 《电子技术基础与技能》（高教版·第四版） 第60练 第九单元 数模与模数转换 第一节 D-A转换的基本原理(一) 一、单项选择题 1. 把输入的二进制代码按位权关系变成相应电压或电流的电路功能称为（ ） A. 模数转换 B. 数模转换 C. 频数转换 D. 电平比较 【答案】B 【解析】该类电路的输入是数字代码，输出是连续变化的模拟电量，因此属于数模转换。模数转换的方向相反，是把模拟量变成数字量。 2. R-2R梯形网络与权电阻网络相比，其电阻配置特点是（ ） A. 采用倍增阻值电阻 B. 采用相同阻值电阻 C. 采用电容分压元件 D. 采用两档阻值电阻 【答案】D 【解析】R-2R梯形网络只需要两种阻值的电阻，便于集成制造和精度匹配。权电阻网络需要按位权配置不同阻值，位数增多时阻值范围会明显扩大。 3. 在权电阻网络中，某一输入位为1时，该位电子开关通常使相应支路（ ） A. 接入基准端形成加权电流 B. 接入接地端形成反向电流 C. 断开支路使电流保持为零 D. 改变电阻使位权重新分配 【答案】A 【解析】输入位为1时，相应支路接到基准端，使该位按电阻大小产生对应权值的电流。各支路电流经求和后形成与数字量对应的模拟输出。 4. 某4位转换电路输出阶梯电压在最高位由0变1时突变很小，其他低位变化基本正确，最可能的故障是（ ） A. 最低位支路阻值偏小 B. 次低位支路接地短路 C. 最高位支路接触不良 D. 输出滤波电容容量偏大 【答案】C 【解析】最高位对应的权值最大，若该支路接触不良或断路，则最高位为1时应产生的主要增量不能正常加入输出。低位变化基本正确，说明故障更可能集中在最高位支路。 二、判断题 5. 在理想D/A转换电路中，基准电压增大时，相同输入代码对应的输出电压幅值也随之增大。（ ） 【答案】√ 【解析】理想转换输出与基准电压和输入数字量成比例关系。输入代码不变时，基准电压增大，输出模拟量的幅值也相应增大。 6. R-2R梯形网络中各电阻可随意选取不同精度，只要标称阻值接近即可保证转换准确。（ ） 【答案】× 【解析】R-2R梯形网络依靠精确的电阻比例实现位权分配，电阻精度和匹配程度会直接影响输出误差。标称阻值接近并不能保证转换精度符合要求。 7. 与R-2R梯形网络相比，权电阻网络在位数增多时需要的电阻阻值范围更大。（ ） 【答案】√ 【解析】权电阻网络的各支路电阻需按二进制权值成倍变化，位数越多，最大与最小阻值差别越大。R-2R梯形网络只采用两种阻值，较易实现多位转换。 8. 4位理想D/A转换电路中，输入代码1000对应的输出量约为基准量的一半。（ ） 【答案】√ 【解析】4位二进制代码1000只使最高位有效，其权值为8/16。忽略极性时，该代码对应的输出幅值约为基准量的一半。 三、填空题 9. 输入数字量最低有效位变化1时，模拟输出所对应的最小变化量称为D/A转换器的______。 【答案】分辨率 【解析】分辨率表示D/A转换器能分辨的最小输出变化。位数越多，每一位变化对应的输出增量越小，转换越精细。 10. 权电阻网络中，各支路电阻通常按二进制位权成______关系，常用______把各支路电流合成为输出电压。 【答案】倍增；运算放大器 【解析】权电阻网络通过不同阻值实现不同位权，阻值常按倍增关系配置。运算放大器常构成求和电路，将各支路电流转换成相应输出电压。 11. 当输入代码由0111变为1000时，多个电子开关会______，输出电压按新的______关系重新合成。 【答案】同时转换；位权 【解析】代码变化时，各位开关状态按输入数字量重新切换。输出结果取决于各有效位对应的位权，而不是只由某一个低位决定。 12. 若某一位电子开关不能接到基准端，则该位输入为1时对应的______不能加入求和端，输出值会比理论值______。 【答案】加权电流；偏小 【解析】该位为1时应向求和端提供相应权值的电流。若开关不能接到基准端，该部分电流缺失，输出幅值就会低于理论计算值。 四、综合题 13. 某4位理想R-2R梯形D/A转换电路，忽略反相符号，只求输出电压幅值。已知基准电压为8 V，输入代码为0101。 （1）求该输入代码对应的输出电压幅值。 （2）若基准电压改为10 V，输入代码不变，输出电压幅值变为多少。 【答案】（1）输出电压幅值为2.5 V。 （2）输出电压幅值为3.125 V。 【解析】（1）4位输入代码0101对应十进制数为5，满刻度分母为16。根据关系式，代入数据得输出电压幅值为8×5/16，计算结果为2.5 V。 （2）输入代码不变时，输出幅值与基准电压成正比。代入数据得输出电压幅值为10×5/16，计算结果为3.125 V。 14. 某实训板需要设计8位D/A转换电路，要求电阻种类少、便于集成、转换稳定性较好。现有权电阻网络和R-2R梯形网络两种方案可选。 （1）应优先选择哪一种网络。 （2）简述选择该方案的主要理由。 （3）若实测输出误差偏大，应优先检查哪些方面。 【答案】（1）应优先选择R-2R梯形网络。 （2）R-2R梯形网络只需两种阻值的电阻，电阻匹配较容易，位数增加时不需要很宽的阻值范围，适合多位D/A转换。 （3）应优先检查基准电压是否稳定、电阻比例是否准确、电子开关是否可靠以及运算放大器工作是否正常。 【解析】（1）8位转换对电阻精度和匹配要求较高，R-2R梯形网络比权电阻网络更便于实现。 （2）权电阻网络位数增多时电阻范围扩大，制造和匹配难度增加；R-2R梯形网络利用固定比例分流，更适合实训板和集成电路。 （3）D/A转换误差常来自基准源、电阻网络、开关状态和放大电路，应按信号形成路径逐级检查。 15. 某4位权电阻网络D/A转换电路采用5 V基准电压，忽略反相符号，输出电压幅值按计算。维修时测得：输入0001时输出约0.31 V，输入0010时输出约0.62 V，输入0100时输出约0 V，输入1000时输出约2.50 V，输入0110时输出约0.62 V。 （1）分别计算输入0100和0110时的理论输出电压幅值。 （2）根据测量结果判断最可能异常的支路。 （3）写出两项检查或处理措施。 【答案】（1）输入0100时理论输出电压幅值为1.25 V；输入0110时理论输出电压幅值为1.875 V。 （2）最可能是第三位权值对应支路异常，即0100对应支路断路、开关失效或连接不良。 （3）应检查该位电子开关能否接到基准端，并检查该位权电阻及焊点是否断路或虚焊。 【解析】（1）输入0100对应十进制数4，根据，代入数据得5×4/16，计算结果为1.25 V；输入0110对应十进制数6，代入数据得5×6/16，计算结果为1.875 V。 （2）实测0100时输出约为0 V，说明该位单独有效时没有形成应有输出；实测0110时仅约0.62 V，接近0010的输出，说明0100对应的权值没有加入求和结果。 （3）该故障应沿“输入位、电子开关、权电阻、求和端”路径检查。若该位开关不能导通或权电阻支路断开，该位加权电流不能进入求和端，输出就会低于理论值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $