第61练 D-A转换的基本原理(二) 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61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61练 第九单元 数模与模数转换 第二节 D-A转换的基本原理(二) 一、单项选择题 1. 在D/A转换特性中，输入数字量取最大代码时对应的模拟输出状态称为（ ） A. 满量程输出 B. 零点偏置量 C. 转换建立时间 D. 量化间隔值 【答案】A 【解析】输入数字量达到最大代码时，输出模拟量接近电路允许的最大值，该状态称为满量程输出。零点偏置量是零输入时的偏差，转换建立时间和量化间隔值分别反映速度和分辨能力。 2. 电流求和型D/A转换电路中，运算放大器的主要作用是（ ） A. 改变输入代码排列顺序 B. 完成支路电流到电压的转换 C. 产生各位数字控制信号 D. 提高基准电源输出频率 【答案】B 【解析】各位支路按位权产生电流后，需要通过运算放大器进行求和并转换成输出电压。运算放大器不负责改变代码顺序，也不产生数字控制信号。 3. R-2R梯形电路工作时，某一位输入由0变为1，该位开关状态改变后主要使（ ） A. 对应支路接入基准端 B. 所有电阻阻值同步改变 C. 输出端直接接到地端 D. 输入代码位数自动增加 【答案】A 【解析】R-2R梯形电路中，数字位通过电子开关选择接基准端或地端，从而改变该位对输出的贡献。电阻网络本身的阻值不随输入代码变化。 4. 某D/A转换实训电路在输入0000时仍有0.2 V输出，各有效代码的输出值也整体偏高，最可能的原因是（ ） A. 基准电压极性接反 B. 运放存在零点偏置 C. 最高位支路发生开路 D. 低位开关全部短路 【答案】B 【解析】零输入时仍有固定输出，且各代码输出整体偏移，通常与运算放大器零点偏置或调零不当有关。某一位支路开路会造成特定位权缺失，不会使所有输出整体偏高。 二、判断题 5. 在反相求和式D/A转换电路中，反馈电阻增大时，相同输入代码对应的输出电压幅值通常会增大。（ ） 【答案】√ 【解析】反相求和电路的输出幅值与反馈电阻有关，反馈电阻增大时，相同支路电流产生的输出电压幅值增大。因此电路比例系数会随反馈电阻变化。 6. 检测D/A转换器静态特性时，只测量一个输入代码的输出值即可判断全部代码是否正确。（ ） 【答案】× 【解析】D/A转换器各代码对应不同输出等级，只测一个代码不能发现位权错误、线性误差或局部开关故障。检测静态特性应选取多个典型代码进行比较。 7. 权电流型D/A转换是直接形成二进制位权电流，R-2R梯形网络是利用电阻网络分流形成位权关系。（ ） 【答案】√ 【解析】权电流型电路强调各位电流按二进制权重设置，R-2R梯形网络则通过梯形分压和分流获得相应权重。二者都能实现数字量到模拟量的转换，但实现方式不同。 8. 3位理想单极性D/A转换器共有8种输入代码，其相邻输出等级间隔应按基准量的七分之一计算。（ ） 【答案】× 【解析】3位输入共有8种代码，相邻等级的间隔通常按基准量除以8计算。把分母写成7，是把最大代码数与输出等级数混淆了。 三、填空题 9. 从输入数字量稳定到模拟输出进入规定误差范围所需的时间称为D/A转换器的______。 【答案】建立时间 【解析】建立时间反映D/A转换器完成一次输出稳定所需的时间，是衡量转换速度的重要指标。 10. 在权电阻网络D/A转换电路中，为了使二进制各位对输出的影响符合位权关系，各支路电阻值通常按______规律取值。 【答案】二进制权值 【解析】权电阻网络通过设置不同阻值，使各位数字输入产生按位权比例变化的支路电流，从而实现数字量到模拟量的转换。 11. 单极性D/A转换器若只接正基准电压，输出模拟量通常只能随输入代码在______方向变化；若要输出正负两种极性，一般需采用______转换方式。 【答案】单一极性；双极性 【解析】单极性转换只在一个极性范围内输出，适合输出电压或电流不需要过零的场合。双极性转换可使输出围绕零点向正、负两个方向变化。 12. 某D/A转换电路调试时发现输出阶梯不均匀，若基准电压稳定且运放正常，应重点检查各位电子开关的______和电阻网络的______。 【答案】通断状态；阻值精度 【解析】输出阶梯不均匀常与某位开关接触不良或电阻比例误差有关。基准电压和运放正常时，应优先检查位权形成环节。 四、综合题 13. 某5位单极性理想D/A转换电路，基准电压为6.4 V，输入代码为10011，忽略反相符号，只求输出电压幅值。求：（1）该电路的最小输出变化量；（2）输入代码10011对应的输出电压幅值；（3）若基准电压改为5.12 V，同一输入代码的输出电压幅值。 【答案】（1）0.2 V （2）3.8 V （3）3.04 V 【解析】（1）5位D/A转换电路共有32个量化等级，最小输出变化量按计算。代入数据得，计算结果为0.2 V。 （2）输入代码10011对应的十进制数为19，输出电压幅值按计算。代入数据得，计算结果为3.8 V。 （3）基准电压改为5.12 V时，新的最小输出变化量为，计算结果为0.16 V。输入代码仍为19，输出电压幅值为，计算结果为3.04 V。 14. 某学校电子实训室准备检查一块8位D/A转换模块的基本功能，现有稳压电源、数字输入开关和数字电压表。请说明：（1）接入基准电源前应先检查哪些基本项目；（2）通电后应选取哪些典型代码进行测试；（3）若测试结果不按代码增大而逐级增大，应从哪些方面查找原因。 【答案】（1）应先检查电源极性、接地连接、基准端接线和输出端是否短路，确认无误后再接入基准电源。 （2）应选取00000000、00000001、01111111、10000000和11111111等典型代码，观察零点、最小变化量、中间转换点和满量程附近输出。 （3）应检查输入开关接线顺序、电子开关通断状态、电阻网络阻值比例和运算放大器供电是否正常。 【解析】（1）D/A转换模块接入基准电源前，必须先排除极性错误、短路和接地不良等基本问题，否则容易造成器件损坏或读数异常。 （2）典型代码能覆盖零输入、最低位变化、中间代码和最大代码，有利于判断转换方向、位权关系和输出范围是否正确。 （3）输出不随代码逐级增大，说明数字控制、位权形成或模拟求和环节可能存在故障，应按信号传递路径逐段检查。 15. 某4位R-2R梯形D/A转换电路，基准电压为8 V，静态测试时输入0111的输出幅值为3.5 V，输入1000的输出幅值为4.0 V，输入1111的输出幅值为7.5 V，均符合理论值。但用示波器观察输入由0111切换到1000的瞬间，输出出现短暂尖峰。求：（1）该电路的最小输出变化量；（2）说明静态输出正确但切换瞬间出现尖峰的主要原因；（3）写出两项减小该现象的措施。 【答案】（1）0.5 V （2）主要原因是多个输入位在切换时不能完全同时动作，瞬间出现过渡代码，使输出产生短暂尖峰。 （3）可采用锁存器同步更新各位输入信号；也可选用开关速度一致性较好的器件或在输出端加入适当的保持和滤波措施。 【解析】（1）4位D/A转换电路共有16个量化等级，最小输出变化量按计算。代入数据得，计算结果为0.5 V。 （2）0111切换到1000时，四个数字位都发生变化，如果各位电子开关动作时间不一致，就会短暂出现非目标代码。静态值正确说明位权关系基本正常，尖峰主要属于动态切换误差。 （3）同步锁存能使各位代码同时送入转换网络，器件匹配和适当滤波能减小开关时间差和瞬态冲击。采取这些措施可提高输出波形的稳定性。 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61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61练 第九单元 数模与模数转换 第一章 1． 第二节 D-A转换的基本原理(二) 一、单项选择题 1. 在D/A转换特性中，输入数字量取最大代码时对应的模拟输出状态称为（ ） A. 满量程输出 B. 零点偏置量 C. 转换建立时间 D. 量化间隔值 2. 电流求和型D/A转换电路中，运算放大器的主要作用是（ ） A. 改变输入代码排列顺序 B. 完成支路电流到电压的转换 C. 产生各位数字控制信号 D. 提高基准电源输出频率 3. R-2R梯形电路工作时，某一位输入由0变为1，该位开关状态改变后主要使（ ） A. 对应支路接入基准端 B. 所有电阻阻值同步改变 C. 输出端直接接到地端 D. 输入代码位数自动增加 4. 某D/A转换实训电路在输入0000时仍有0.2 V输出，各有效代码的输出值也整体偏高，最可能的原因是（ ） A. 基准电压极性接反 B. 运放存在零点偏置 C. 最高位支路发生开路 D. 低位开关全部短路 二、判断题 5. 在反相求和式D/A转换电路中，反馈电阻增大时，相同输入代码对应的输出电压幅值通常会增大。（ ） 6. 检测D/A转换器静态特性时，只测量一个输入代码的输出值即可判断全部代码是否正确。（ ） 7. 权电流型D/A转换是直接形成二进制位权电流，R-2R梯形网络是利用电阻网络分流形成位权关系。（ ） 8. 3位理想单极性D/A转换器共有8种输入代码，其相邻输出等级间隔应按基准量的七分之一计算。（ ） 三、填空题 9. 从输入数字量稳定到模拟输出进入规定误差范围所需的时间称为D/A转换器的______。 10. 在权电阻网络D/A转换电路中，为了使二进制各位对输出的影响符合位权关系，各支路电阻值通常按______规律取值。 11. 单极性D/A转换器若只接正基准电压，输出模拟量通常只能随输入代码在______方向变化；若要输出正负两种极性，一般需采用______转换方式。 12. 某D/A转换电路调试时发现输出阶梯不均匀，若基准电压稳定且运放正常，应重点检查各位电子开关的______和电阻网络的______。 四、综合题 13. 某5位单极性理想D/A转换电路，基准电压为6.4 V，输入代码为10011，忽略反相符号，只求输出电压幅值。求：（1）该电路的最小输出变化量；（2）输入代码10011对应的输出电压幅值；（3）若基准电压改为5.12 V，同一输入代码的输出电压幅值。 14. 某学校电子实训室准备检查一块8位D/A转换模块的基本功能，现有稳压电源、数字输入开关和数字电压表。请说明：（1）接入基准电源前应先检查哪些基本项目；（2）通电后应选取哪些典型代码进行测试；（3）若测试结果不按代码增大而逐级增大，应从哪些方面查找原因。 15. 某4位R-2R梯形D/A转换电路，基准电压为8 V，静态测试时输入0111的输出幅值为3.5 V，输入1000的输出幅值为4.0 V，输入1111的输出幅值为7.5 V，均符合理论值。但用示波器观察输入由0111切换到1000的瞬间，输出出现短暂尖峰。求：（1）该电路的最小输出变化量；（2）说明静态输出正确但切换瞬间出现尖峰的主要原因；（3）写出两项减小该现象的措施。 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 $