问答题
阅读以下关于嵌入式系统A/D接口技术的说明，根据要求回答问题1至问题6。
阅读以下关于嵌入式系统A/D接口技术的说明，根据要求回答问题1至问题6。
[说明]
12位逐次逼近式A/D转换芯片AD574A内置双极性电路的启动转换和读取数据命令均由控制总线提供，具有自动校零和自动极性转换功能，非线性误差小于±1/2LBS，转换时间为25μs。AD574A芯片的内部框图及各引脚的功能图如图6-6所示。图6-7所示为 AD574A单极性输人电路原理图。
表6-2 为 AD574A工作时控制端标志意义表。
12位逐次逼近式A/D转换芯片AD574A内置双极性电路的启动转换和读取数据命令均由控制总线提供，具有自动校零和自动极性转换功能，非线性误差小于±1/2LBS，转换时间为25μs。AD574A芯片的内部框图及各引脚的功能图如图6-6所示。图6-7所示为 AD574A单极性输人电路原理图。
表6-2 为 AD574A工作时控制端标志意义表。
问答题
| [问题1] 图6-7电路原理图中有哪几种模拟电压输入? |
【正确答案】
【答案解析】0～10 V的输入接在第13脚和第9脚
0～20 V的输入接在第14脚和第9脚
这是一道要求读者通过阅读电路原理图说明相关信息的基本常识题。本题的分析思路如下：
①图6-7所示的单极性输入电路原理图中，“ANALOG INPUTS”就是模拟电压输入的意思；
②从图6-7所示的电路原理图中可知，AD574A有两种额定的模拟电压输入范围， 0～10 V的输入接在第13脚和第9脚；0～20 V的输入接在第14脚和第9脚。
③如果是双极性模拟电压输入，则第13脚用于输入±5 V范围内的电压信号，第14脚用于输入±10 V范围内的电压信号。
问答题
| [问题2] 图6-7单极性输入电路原理图中，电位器R1、R2分别用于A/D转换电路中哪些性能的调整? |
【正确答案】
【答案解析】电位器R1用于A/D转换电路的偏移量调整
电位器R2用于A/D转换电路的满量程调整
这是一道要求读者掌握A/D转换电路具体元器件作用的分析题。本题的解答思路如下：
①在图6-7所示的单极性输入电路原理图中，电位器R1的调整端通过一个100 kΩ的电阻连接至ADS74A芯片的第12脚(BIPOFF)。
②查阅图6-6可知，AD574A芯片的第12脚功能的英文注释是“BIPOLAR OFFSET”，即偏移量调整。由此可知，电位器R1用于A/D转换电路的偏移量调整。为了使A/D转换电路的量化误差为±1/2LBS，AD574A芯片的额定偏移规定为±1/2LBS (即非线性误差小于±1/2LBS)。在做偏移量调整时，使输入电压为1/2LBS(满量程电压为 10V时是4.88 mV)，通过调整R1的电阻值，使第16脚至第27脚的数字输出为 0000 0000 0000至0000 0000 0001的跳变点。
③在图6-7所示的单极性输入电路原理图中，电位器R2的调整端与AD574A芯片的第10脚(REFIN)连接。
④查阅图6-6可知，AD574A芯片的第10脚功能的英文注释是“REFERENCE INPUT”，即基准电源电压输入端。由此可知，电位器R2用于A/D转换电路的满量程调整。做满量程调整时，通过施加一个低于满量程值
问答题
[问题3]
AD574A芯片的工作模式分为全速工作模式和单一工作模式。如果需要AD574A工作于单一模式，只需将(1)和
端接至+5
V电源端，(2)和A0接至0 V，仅用
端来控制A/D转换的启动和数据输出。当=0时，启动A/D转换器，经25μs后STS=
1，表明A/D转换结束，此时将(3)置1，即可从数据端读取数据。 [(1)～(3)空缺处供选择的答案]
端接至+5
V电源端，(2)和A0接至0 V，仅用端来控制A/D转换的启动和数据输出。当=0时，启动A/D转换器，经25μs后STS=
1，表明A/D转换结束，此时将(3)置1，即可从数据端读取数据。 [(1)～(3)空缺处供选择的答案]
| A．CE | B．A0 |
| C． |
D． |
| E． |
【正确答案】
【答案解析】A或CE (2)D或
(3)C或
这是一道要求读者结合AD574A工作时序理解芯片控制端标志意义的填空题。本题的解答思路如下：
①通过阅读试题给出的5个供选择的答案可知，(1)～(3)空缺处需填入的是AD574A芯片中相应的控制端，题干中表6-14给出了AD574A工作时控制端相应的标志意义。
②查阅表6-14可知，在CE＝1、=0同时满足时，AD574A才会正常工作。在 AD574处于工作状态时，当=0时启动A/D转换，当=1时进行数据读出操作。
③在试题中“如果需要AD574A工作于单一模式，只需将(1)、端接至+5 V电源端，(2)和A0接至0 V，仅用端来控制A/D转换的启动和数据输出。”已给出了、A0、三个控制端，由此可排除供选择的答案中这3个选项。查阅表6-14可知，要使AD574A处于正常工作状态，在剩余选项中CE控制端需接高电子，与试题中“(1)接至+5
v电源端”相对应，控制端需接低电平，与试题中“(2)接至0V”相对应。
④查阅表6-14可知，A/D转换结束后，要从AD574A芯片的数据端读取数据，需将控制端置1。因此(3)空缺处可选择“”控制端。
⑤另外，试题中提及的AD574A芯片的全速工作模式是指在CE＝1、＝0同时满足时，AD574A才会正常工作。在AD574A处于工作状态下，当=0时启动A/D转换， 和A0端用来控制启动转换的方式和数据输出格式。A0＝0时，启动转换按完整12位数据方式进行；当A0＝1时，按8位A/D转换方式进行。当＝1时，AD574A处于数据读出状态，A0和控制数据输出状态时格式。当=1，数据以12位并行输出；当＝0时，数据以8位分两次输出。当A0＝0时，输出转换数据的高8位，A0=1时，输
A/D转换数据的低4位，这四位占一个字节的高半字节，低半字节零。
(3)C或
这是一道要求读者结合AD574A工作时序理解芯片控制端标志意义的填空题。本题的解答思路如下：
①通过阅读试题给出的5个供选择的答案可知，(1)～(3)空缺处需填入的是AD574A芯片中相应的控制端，题干中表6-14给出了AD574A工作时控制端相应的标志意义。
②查阅表6-14可知，在CE＝1、
=0同时满足时，AD574A才会正常工作。在 AD574处于工作状态时，当=0时启动A/D转换，当=1时进行数据读出操作。③在试题中“如果需要AD574A工作于单一模式，只需将(1)、
端接至+5 V电源端，(2)和A0接至0 V，仅用端来控制A/D转换的启动和数据输出。”已给出了、A0、三个控制端，由此可排除供选择的答案中这3个选项。查阅表6-14可知，要使AD574A处于正常工作状态，在剩余选项中CE控制端需接高电子，与试题中“(1)接至+5
v电源端”相对应，控制端需接低电平，与试题中“(2)接至0V”相对应。④查阅表6-14可知，A/D转换结束后，要从AD574A芯片的数据端读取数据，需将
控制端置1。因此(3)空缺处可选择“”控制端。⑤另外，试题中提及的AD574A芯片的全速工作模式是指在CE＝1、
＝0同时满足时，AD574A才会正常工作。在AD574A处于工作状态下，当=0时启动A/D转换， 和A0端用来控制启动转换的方式和数据输出格式。A0＝0时，启动转换按完整12位数据方式进行；当A0＝1时，按8位A/D转换方式进行。当＝1时，AD574A处于数据读出状态，A0和控制数据输出状态时格式。当=1，数据以12位并行输出；当＝0时，数据以8位分两次输出。当A0＝0时，输出转换数据的高8位，A0=1时，输
A/D转换数据的低4位，这四位占一个字节的高半字节，低半字节零。
问答题
| [问题4] 为了测量某材料的性质，要求以500点/s的速度连续采样1 min。图6-7所示的A/D转换电路能否在转换时间指标上满足该要求?请列出简要计算过程。 |
【正确答案】
【答案解析】以500点/s的速度连续采样1 min，对应的采样频率为f＝500 Hz。在连续采样1min的条件下，采样电路的转换时间不能超过由于AD574A芯片转换时间为25μs＜33.3μs，因此该A/D转换电路在转换时间指标上能满足采样要求。
这是一道要求读者掌握A/D转换电路性能指标——转换时间的计算题。本题的解答思路如下：
①A/D转换电路的转换时间是指完成一次A/D转换所需的时间，即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔。
②通常将转换时间的倒数称为转换速率。由题干中关键信息"AD574A芯片转换时间为25μs”可计算出该芯片相对应的转换速率为1/25μs＝40 kH2。
③测量某材料的性质时，以500点/s的速度连续采样1 min，对应的采样频率为f＝ 500 Hz。根据A/D电路转换时间的定义，在连续采样1 min的条件下，采样电路的转换时间不能超过
由于AD574A芯片转换时间为25μs＜33.3μs，因此该A/D转换电路在转换时间指标上能满足采样要求。
这是一道要求读者掌握A/D转换电路性能指标——转换时间的计算题。本题的解答思路如下：
①A/D转换电路的转换时间是指完成一次A/D转换所需的时间，即由发出启动转换命令信号到转换结束信号开始有效的时间间隔。
②通常将转换时间的倒数称为转换速率。由题干中关键信息"AD574A芯片转换时间为25μs”可计算出该芯片相对应的转换速率为1/25μs＝40 kH2。
③测量某材料的性质时，以500点/s的速度连续采样1 min，对应的采样频率为f＝ 500 Hz。根据A/D电路转换时间的定义，在连续采样1 min的条件下，采样电路的转换时间不能超过
问答题
| [问题5] 若12位逐次逼近式A/D转换芯片AD574A的满量程电压为10 V，非线性误差小于土1/2LBS，其最小有效位的量化单位为9.77 mV，求该A/D转换芯片的绝对精度。请列出简要计算过程。 |
【正确答案】
【答案解析】由于AD574A的非线性误差小于(±1/2)LBS，其最小有效位的量化单位为9.77 mV，因此该A/D转换芯片的绝对精度＝(1/2)× 9.77 mV≈4.885 mV
这是一道要求读者掌握A/D转换电路性能指标——绝对精度的计算题。本题的解答思路如下：
①在A/D转换中，通常将对应于一个数字量的实际模拟输入电压和理想模拟输入电压之差的最大值定义为绝对误差。
②通常用数字量的最小有效位(LSB)的分数值来表示绝对精度。本试题中，12位逐次逼近式A/D转换芯片AD574A的非线性误差(绝对精度)小于(±1/2)LBS，其最小有效位的量化单位为9.77 mV，因此该A/D转换芯片的绝对精度＝(1/2)×9.77mV＝4.885 mV。
③另外，A/D转换芯片的相对精度是指在整个转换范围内，任一个数字量所对应的模拟输入量的实际值与理论值之差，通常用模拟电压满量程的百分比来表示。本试题中， AD574A转换芯片的相对精度为0.048%。
问答题
| [问题6] 从启动信号到转换结束的数字量输出需要经过一段时间，然而模拟量转换期间要求模拟信号保持不变，因此必须使用采样保持电路。请在150字以内说明采样保持电路主要完成的功能。 |
【正确答案】
【答案解析】跟踪输入的模拟电信号，锁存已采集的输入电信号，以确保在A/D转换期间保持输入信号不变
这是一道要求读者掌握采样保持电路功能的简答题。本题所涉及的知识点有以下几点：
①通常A/D转换电路的组成框图如图6-13所示。
这是一道要求读者掌握采样保持电路功能的简答题。本题所涉及的知识点有以下几点：
①通常A/D转换电路的组成框图如图6-13所示。