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干流A/D转化芯片学习详解

一、ICL7106介绍ICL7106是intersil公司推出的一款3½位A/D转换器电压应用芯片,主要用于仪器仪表,能构成3½位液晶显示的数字电压表。ICL7106是目前广

一、ICL7106介绍

  ICL7106是intersil公司推出的一款3½位A/D转化器电压运用芯片,首要用于仪器外表,能构成3½位液晶显现的数字电压表ICL7106是现在广泛运用的一种A/D转化器

  ICL7106引脚封装图

二、 ICL7106芯片结构简述

  ICL7106是高功用、低功耗的三位半A/D转化电路,具有很强的抗搅扰才能。含有七段译码器、显现驱动器、参阅源、时钟体系以及背光电极驱动,可直接驱动LCD。

  ICL7106将高精度、通用性和低本钱很好的结合在一起,有低于10μA的主动校零功用,零漂小于1μV/℃,低于10pA的输入电流,极性转化差错小于一个字。真实的差动输入和差动参阅源在各种体系中都很有用。别的,只需用十个左右的无源元件和一个LCD屏就可以构成高功用的外表面板,完成了低本钱和单电源作业。

  三、 ICL7106的作业原理

  ICL7106 内部包括模仿电路和数字电路两大部分,二者是互相联系的。一方面由操控逻辑发生操控信号,按规则时序将多路模仿开关接通或断开,确保A/D 转化正常进行;另一方面模仿电路中的比较器输出信号又操控着数字电路的作业状况和显现成果。下面介绍各部分的作业原理。

  (1)模仿电路

  模仿电路由双积分式A/D转化器构成。首要包括2.8V基准电压源(E0)、缓冲器(A1)、积分器(A2)、比较器(A3)和模仿开关等组成。缓冲器A4专门用来进步COM端带负载的才能,可谓规划数字多用表的电阻挠、二极管挡和hFE挡供给便当条件。这种转化器具有转化准确度高、抗串模搅扰才能强、电路简略、本钱低一级长处,适合做低速模/数转化。每个转化周期分三个阶段进行:主动调零(AZ)、正向积分(INT)、反向积分(DE),并依照AZ→INT→DE→AZ…的次序进行循环。令计数脉冲的周期为TCP,每个丈量周期共需4000TCP。其间,正向积分时刻固定不变,T1=1000TCP。外表显现值

  

  将T1=1000TCP,UREF=100.0mV代入上式得

  N=10UIN 或UIN=0.1N

  只需把小数点定在十位上,即可直读成果。满量程时N=2000,此刻UM=2UREF=200mV,外表显现超量程符号“1”。若需改装成2V量程的数字电压表,可按表1挑选元件值。

  表1 200mV与2V量程元件对照

  欲丈量2V以上的直流电压,有必要运用精细电阻分压器对UIN进行衰减。积分电阻应选用金属膜电阻,积分电容宜选绝缘性好、介质吸收系数小的聚苯乙烯电容或聚丙烯电容

  为了进步外表抗串模搅扰的才能,正向积分时刻(亦称采样时刻)T1应是工频周期的整倍数。我国选用50Hz沟通电网,其周期为20ms,应选

  T1=n·20(ms)

  式中,n=1,2,3,…。例如取n=2、4、5时,T1=40ms、80ms、100ms,能有效地按捺50Hz搅扰。这是由于积分进程有取均匀的效果,只需搅扰电压的均匀值为零,就不影响积分器输出。但n值也不宜过大,避免丈量速率太低。

(2)数字电路

  数字电路如下图所示。首要包括8个单元:①时钟振荡器;②分频器;③计数器;④锁存器;⑤译码器;⑥异或门相位驱动器;⑦操控逻辑;⑧LCD显现器。时钟振荡器由ICL7106内部反相器F1、F2以及外部阻容元件R、C组成。若取R=120kΩ,C=100PF,则f0=40kHz。f0经过4分频后得到计数频率fCP=10kHz,即TCP=0.1ms。此刻丈量周期T=16000T0=4000TCP=0.4s,丈量速率为2.5次/秒。f0还经过 800分频,得到50Hz方波电压,接LCD的背电极BP。LCD须选用沟通驱动方法,当笔段电极a~g与背电极BP呈等电位时不显现,当二者存在必定的相位差时,液晶才显现。因而,可将两个频率与起伏相同而相位相反的方波电压,别离加至某个笔段引出端与BP端之间,运用二者电位差来驱动该笔段显现。驱动电路选用异或门。其特色是当两个输入端的状况相异时(一个为高电平,另一个为低电平),输出为高电平;反之输出低电平。7段LCD驱动电路如图所示。图中,加在a、b、c笔段上的方波电压与BP端方波电压的相位相反,存在电位差,使这三段显现。而d、e、f、g段消隐,故可显现数字“7”。显见,只需在异或门输入端加操控信号(即译码器输出的高、低电平),用以改动驱动器输出方波的相位,就能显现所需数字。

  ICL7106首要参数:

四、 ICL7106的功用特色

  (1)+7V~+15V单电源供电,可选9V叠层电池,有助于完成外表的小型化。低功耗(约16mW),一节9V叠层电池能接连作业200小时或连续运用半年左右。

  (2)输入阻抗高(1010Ω),对输入信号无衰减效果。内设时钟电路、+2.8V基准电压源、异或门输出电路,能直接驱动3½位LCD显现器。

  (3)归于双积分式A/D转化器,A/D转化准确度达±0.05%,转化速率一般选2次/秒~5次/秒。具有主动调零、主动断定极性等功用。经过对芯片的功用查看,可敏捷断定其质量好坏。

  (4)外围电路简略,仅需配5只电阻、5只电容和LCD显现器,即可构成一块DVM。其抗搅扰才能强,可靠性高。

(5) 内部有时钟电路,可接阻容元件构成多谐振荡器,也可用外时钟输入。

(6)内部噪声低,显现安稳。

(7)具有极性辨认功用,在零邻近时也能正确反映极性。

(8) 低功耗。

  封装方式:DIP40、LQFP44或COB。

  五、ICL7106产品规格分类

六、ICL7106典型运用电路

  1. ICL7106 组成直流电压丈量电路

  ICL7106 是双积分型 CMOS 工艺 4 位 BCD 码输出 A/D 转化器,它包括双积分 A/D 转化电路、基准电压发生器、时钟脉冲发生电路、主动极性改换、调零电路、七段译码器、LCD 驱动器及操控电路等。电路选用 9V 单电源供电,CMOS 差动输入,可直接驱动位液晶显现器(LCD)。 ICL7106 组成直流电压丈量电路如图 4 所示。

  电路中 V+对 V之直接 9V 直流电压,经过内部基准电压发生器在 V+到 COM 之间发生2.8V 基准电压,经分压电阻加在 REF+、REF基准电压输入端。当输入量程为 200mV 时,基准电压调至 100mV;当输入量程为 2V 时,基准电压为 1V。OSC1~OSC3 是时钟振荡电路引出端,外 接守时电阻、电 容发生内部时钟。I N+、I N是差动输入端,将 IN与模仿地 COM相连,IN+对 COM 之间为模仿电压输入。U接个位驱动、T接十位驱动、H 接百位驱动、a bK是千位驱动、P0 为“”号驱动、BP 接液晶背板。AZ、BUFF 和 INT 别离接调零电容、积分电阻和积分%&&&&&%,经过调整它们及基准电压,可将输入量程调至 2V(本电路为 200mV)。

2. %&&&&&%L7106 典型测验丈量电路(200mv满量程)

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