VS1 VS2 R1 R2 ∞ - + + N R3 uo
ui UR R1 R3 VD1 ∞ ui UR - R2 + + N VD2 uo VS
R a)
图6-36 题6-5图
b) 此电路为一施密特电路。比较器输出的高、低电压分别为稳压管稳压值UZ、-UZ，因此运算放大器同相端两个门限电压为：
U1?R3R2UZ?URR2?R3R2?R3,U2??R2R3UZ?URR2?R3R2?R3当ui< UR时，VD1截止，uo输出为稳压管稳压值UZ ；当ui> UR时，VD1导通，运算放大器输出负向饱和电压-E，VD2截止，uo=0，此时运算放大器同相端门限电压为： 当 ui由大变小并小于UT时，uo = UZ。
UT??uo UZ R2RUZ?URR2?RR2?Ruo UZ O -UZ U2 U1 ui
O a)
图X6-2
UT UR ui
b) 其电压传输特性如图X6-2所示：
6-6 如果要将4～20mA的输入直流电流转换为0～10V的输出直流电压， 试设计其转换电
路。
该转换电路如图X6-3所示。 根据图X6-3电路，有
uo?(1?R3R)iR1?3UbR2R2R3
R2 Ub ui
∞ - R4 + N R1 37 + uo
i 图X6-3
取R1=250Ω，当i=4mA时，ui=1V，当i=20mA时，ui=5V。 因此要求
R3Ub?1,R2
(1?R3)?5?11R2有 R3/ R2=6/5，Ub=5/6(V)，取R2=10k，R3=12k，R4= R2// R3=5.45k，取R4=5.6k 。 6-7 如果要求一个D/A转换器能分辨5mV的电压，设其满量程电压为10V，试问其输入端
数字量要多少数字位。
当满量程电压为UF =10V时，有：
UF?5mV,n2取n=11，即输入端数字量要11位。
2n?20006-8 图6-25所示为加权电阻网络D/A转换器，若取n=8，UR=10V， R=2R1， 试求Din=00110011
时的值。 根据公式
2URuo??IoR1??R1R当Din=00110011时，输出电压为：
?di?1ni?2?iuo??2?10?R10?2?1?0?2?2?1?2?3?1?2?4?0?2?5?0?2?6?1?2?7?1?2?82R1??uo??1.99
6-9 一个6bit的D/A转换器，具有单向电流输出，当Din=110100时，io=5mA，试求Din =110011
时的io值。 当
io?k?D525?????D020?,k?5Din=110100时，k值为：
55?42522?2?2 因此当Din =110011时，io为：
io?
55?2?24?21?1??4.904mA526-10 一个6bit逐次逼近式A/D转换器，分辨率为0.05V，若模拟输入电压ui =2.2V，试
求其数字输出量的数值。
根据题意可知，2.2V的输入电压对应的数字量为101100。
6-11 试述双积分A/D转换器的操作流程。
双积分A/D转换器（见图6-30）的工作过程分为采样和比较两个阶段。
38
转换前，逻辑控制电路使计数器全部清零、积分电容C放电至零。采样脉冲到来时，转换开始，模拟开关使输入信号Ui加到反相积分器输入端，以Ui/(RC)速率在固定时间T1内向电容器充电，使积分器输出端电压UC从0开始增加（极性与Ui相反），同时启动计数器对时钟脉冲从零开始计数。当到达预定时间T1时，计数器的计数值表示为N1，采样阶段结束。此时计数器发出溢出脉冲使计数器复零，根据Ui的极性，电子开关将与Ui极性相反的基准电压UR或-UR加到反相积分器输入端，积分器对UR或-UR以固定速率反向积分，
A 1 & R DG1 C DG2 A? DG4 & Uo1
1 DG3 B & Uo2
DG5 其输出端电压从UC(T1)向零电平方向斜变，与此同时计数器重新开始计数，进入比较阶段。当UC下降到零，过零比较器输出端发出关门信号，关闭计数门停止计数，此时计数器值为
N2，对应时间间隔为T2。至此一次转换过程结束。
计数器记录的脉冲数N2表示了被测电压Ui在T1时间内的平均值Uiav，从而实现了A/D转换。
第七章 信号细分与辨向电路
7-1
图7-31为一单稳辨向电路，输入信号A、B为相位差90?的方波信号，分析其辨向原理，并分别就A导前B 90?、B导前A 90?的情况，画出A?、Uo1、Uo2的波形。
A?、Uo1、Uo2的波形如图X7-1所示。
题7-1图
39
A B
A B
A
A
B
A' Uo1 Uo2
图X7-1
B
A' Uo1 Uo2
可见，当A导前B 90?时，Uo1有输出，Uo2无输出，当B导前A 90?时，Uo1无输出，
Uo2有输出，实现辨向。
7-2
参照图7-6电阻链五倍频细分电路的原理，设计一电阻链二倍频细分电路。 该电阻链二倍频细分电路如图X7-2所示，其输出A、B为相位差90°的二路信号，它们的频率是输入信号频率的二倍。
12kΩ 18kΩ Esinωt 0o ∞ - + + N ∞ - + + N ∞ - + + N ∞ - + + N 1 = 1 3 2 = 1 4 B1 A 45o 18kΩ 90o 18kΩ Ecosωt 12kΩ 135o -Esinωt
18kΩ UR 图X7-2
7-3 若测得待细分的正余弦信号某时刻值为u1=2.65V, u2=-1.33V，采用微机对信号进行200
40