基于ICL7107数字电压表的设计

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数字电压表设计(icl7107)

数字电压表设计(icl7107)

数字电压表电路ICL7107ICL7107 安装电压表头时的一些要点:按照测量=±199.9mV 来说明。

1.辨认引脚:芯片的第一脚,是正放芯片,面对型号字符,然后,在芯片的左下方为第一脚。

也可以把芯片的缺口朝左放置,左下角也就是第一脚了。

许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。

知道了第一脚之后,按照反时针方向去走,依次是第 2 至第 40 引脚。

(1 脚与 40 脚遥遥相对)。

2.牢记关键点的电压:芯片第一脚是供电,正确电压是 DC5V 。

第 36 脚是基准电压,正确数值是 100mV,第 26 引脚是负电源引脚,正确电压数值是负的,在-3V 至-5V 都认为正常,但是不能是正电压,也不能是零电压。

芯片第 31 引脚是信号输入引脚,可以输入±199.9mV 的电压。

在一开始,可以把它接地,造成“0”信号输入,以方便测试。

3.注意芯片 27,28,29 引脚的元件数值,它们是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络,这三个元件属于芯片工作的积分网络,不能使用磁片电容。

芯片的 33 和34 脚接的 104 电容也不能使用磁片电容。

4.注意接地引脚:芯片的电源地是 21 脚,模拟地是 32 脚,信号地是 30 脚,基准地是 35 脚,通常使用情况下,这 4 个引脚都接地,在一些有特殊要求的应用中(例如测量电阻或者比例测量),30 脚或 35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。

--本文不讨论特殊要求应用。

5.负电压产生电路:负电压电源可以从电路外部直接使用 7905 等芯片来提供,但是这要求供电需要正负电源,通常采用简单方法,利用一个 +5V 供电就可以解决问题。

比较常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等电路来得到,这样需要增加硬件成本。

我们常用一只 NPN 三极管,两只电阻,一个电感来进行信号放大,把芯片 38 脚的振荡信号串接一个 20K -56K 的电阻连接到三极管“B”极,在三极管“C”极串接一个电阻(为了保护)和一个电感(提高交流放大倍数),在正常工作时,三极管的“C”极电压为 2.4V - 2.8V 为最好。

基于ICL7107数字电压表的设计 -

基于ICL7107数字电压表的设计 -

目录一. 摘要 (2)二.课程设计任务与要求 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计要求 (2)三.总体设计思路 (2)3.1方案选择 (2)3.2系统框图 (3)四.课程设计框图及工作原理 (4)4.1 工作原理 (4)4.2 ICL7107的工作原理 (5)4.3 ICL7107 安装电压表头时的一些要点 (8)4.4 关于多量程电路部分 (10)五.电路设计与仿真 (12)六.系统调试及结果分析 (13)6.1调试仪器 (13)6.2 调试方法 (13)6.3 测试结果分析 (13)6.4 硬件实物图 (13)七.元器件清单 (14)八.设计心得体会 (14)九.参考文献 (14)一.摘要数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

目前,由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域,显示出强大的生命力。

与此同时,由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表,也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成各种新型数字电压表的工作原理。

二.课程设计任务与要求2.1、设计目的1、了解双积分式A/D转换器的工作原理2、熟悉A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能3、掌握用ICL7107构成直流数字电压表的方法2.2、设计要求1、采用课程或实验内容中所使用的元器件,设计一个三位半数字电压表,三位半是指个位、十位、百位的范围为0-9,而千位只有0和1两个状态,称为半位。

所以数字电压表测量范围为0001-1999。

数字电压表主要部分是A/D转换器,显示方法通常采用动态扫描(工作时四个数码管轮流点亮,利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果,当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感)方式,但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。

《电子技术基础课程设计基于icl7107的自动控制量程数字电压表设计》

《电子技术基础课程设计基于icl7107的自动控制量程数字电压表设计》
方案二:积分式直流数字电压表的设计方案
主要由模拟和数字两局部构成。模拟局部分为被测电压信号通过自动量程选择电路,采用双积分A/D转换成数字信号,双积分A/D转换是由OP07集成运放和LM393运算放大器组成,利用电子开关来实现自动校零和量程转换功能。数字局部以AT89S52为核心,控制由光电耦合器6N137耦合过来的数字信号,有6位数码管LED自动显示量程和电压值。
表2 小数点显示真值表
输入
输出
A
B
C
D1
D2
D3
D4
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
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0
1
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0
0
0
0
1
图8为小数点控制仿真电路,如下图在555定时器作为时钟产生电路条件下,当被测电压为130.6V时,十位上的小数点点。图8 小数点控制仿真电路
仿真的结果如图9所示〔图为输入电压为25V时制作的仿真电压表的值25.0〕:
由于直流输入电阻要求大于100kΩ,设定总电阻为 。列出方程计算各电阻阻值:
得:
图5 电压测量分压仿真电路
(1)CD4051模拟开关简介
CD4051是单8通道数字控制模拟电子开关,有A、B和C三个二进制控制输入端以及INH禁止输入端组成,并通过3位二进制信号来选择8个通道中的一个通道。当INH输入端=“1〞时,所有的通道截止。只有当INH=“0〞时,三位二进制信号才可以选通8通道中的一个通道,连接该输入端至输出。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗特点,并且与控制信号的逻辑状态无关。这种多路开关输入电平范围广,数字量输入可到达3~15V,模拟量可达15V,这也是为什么将初始量程设置为最高档的原因。二进制译码器用来对选择输入端A、B、C的状态进行译码,并控制开关电路TG,使某一路开关接通,从而使输入/输出通道相连。表1是CD4051的真值表。

基于ICL7107数字电压表

基于ICL7107数字电压表

西安电子科技大学长安学院课程设计设计题目:数字电压表的仿真与设计学院:长安学院系别:电子工程专业:电子科学与技术:班级:06521学号:06521002姓名:***指导老师:王勇目录一. 摘要 (2)二.课程设计任务与要求 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计要求 (2)三.总体设计思路 (3)3.1方案选择 (3)3.2系统框图 (3)四.课程设计框图及工作原理 (4)4.1 工作原理 (4)4.2 ICL7107的工作原理 (5)4.3 ICL7107 安装电压表头时的一些要点 (8)4.4 关于多量程电路部分 (10)五.电路设计与仿真 (12)六.系统调试及结果分析 (13)6.1调试仪器 (13)6.2 调试方法 (13)6.3 测试结果分析 (13)6.4 硬件实物图 (13)七.元器件清单 (14)八.设计心得体会 (14)九.参考文献 (14)一.摘要数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

目前,由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域,显示出强大的生命力。

与此同时,由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表,也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成各种新型数字电压表的工作原理。

数字电压表具有以下九大特点:1. 显示清晰直观,读数准确2. 准确度高3. 分辨率高4. 测量范围宽5. 扩展能力强6. 测量速率快7.输入阻抗高8. 集成度高,微功耗9. 抗干扰能力强二.课程设计任务与要求2.1、设计目的1、了解双积分式A/D转换器的工作原理2、熟悉A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能3、掌握用ICL7107构成直流数字电压表的方法2.2、设计要求1、设计一个数字电压表电路。

数字电压表电路ICL7107

数字电压表电路ICL7107

数字电压表电路ICL7107ICL7107 安装电压表头时的一些要点:按照测量=±199.9mV 来说明。

1.辨认引脚:芯片的第一脚,是正放芯片,面对型号字符,然后,在芯片的左下方为第一脚。

也可以把芯片的缺口朝左放置,左下角也就是第一脚了。

许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。

知道了第一脚之后,按照反时针方向去走,依次是第 2 至第40 引脚。

(1 脚与40 脚遥遥相对)。

2.牢记关键点的电压:芯片第一脚是供电,正确电压是DC5V 。

第36 脚是基准电压,正确数值是100mV,第26 引脚是负电源引脚,正确电压数值是负的,在-3V 至-5V 都认为正常,但是不能是正电压,也不能是零电压。

芯片第31 引脚是信号输入引脚,可以输入±199.9mV 的电压。

在一开始,可以把它接地,造成“0”信号输入,以方便测试。

3.注意芯片27,28,29 引脚的元件数值,它们是0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络,这三个元件属于芯片工作的积分网络,不能使用磁片电容。

芯片的33 和34 脚接的104 电容也不能使用磁片电容。

4.注意接地引脚:芯片的电源地是21 脚,模拟地是32 脚,信号地是30 脚,基准地是35 脚,通常使用情况下,这 4 个引脚都接地,在一些有特殊要求的应用中(例如测量电阻或者比例测量),30 脚或35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。

--本文不讨论特殊要求应用。

5.负电压产生电路:负电压电源可以从电路外部直接使用7905 等芯片来提供,但是这要求供电需要正负电源,通常采用简单方法,利用一个+5V 供电就可以解决问题。

比较常用的方法是利用ICL7660 或者NE555 等电路来得到,这样需要增加硬件成本。

我们常用一只NPN 三极管,两只电阻,一个电感来进行信号放大,把芯片38 脚的振荡信号串接一个20K -56K 的电阻连接到三极管“B”极,在三极管“C”极串接一个电阻(为了保护)和一个电感(提高交流放大倍数),在正常工作时,三极管的“C”极电压为 2.4V - 2.8V 为最好。

基于ICL7107的多路多用仪表的设计

基于ICL7107的多路多用仪表的设计

f=12 R3R5C3C4=99.8H z主放大电路由R4、R6、U3A组成。

由于心电信号幅度约为0~4mV,而A D转换要求约为1V左右,所以整个电路的放大倍数约为1000左右,而前置放大倍数为11倍,因此本级放大倍数设计为100倍,即:G=1+R6/R4=101。

工频干扰是心电信号的主要干扰,虽然前置放大器对共模干扰具有较强的抑制作用,但有部分工频干扰以差模信号进入电路,且频率处于心电信号频带之内,必须专门滤除,本设计选用双T带阻滤波电路,可以很好的实现50H z的陷波。

通过输入通道的信号调理,从心电电极采集来的带有工频干扰的微弱毫伏级信号,就变成了干净的、符合A D采样要求的信号了。

2 系统软件设计系统软件包括初始化、AD转换、显示和数据处理等。

初始化完成的任务主要是交叉端口的配置,将所用到的片上外设连接到相应的引脚;定时器的配置,以完成每5m s中断一次进行采样。

AD转换完成的任务主要是将模拟量转换成单片机可以处理的数字量。

数据处理完成的任务主要有心电数据的处理,实时时钟的获取等。

显示模块完成的任务主要有实时显示心电波形和心率等。

2.1 液晶显示2.1.1 显示图形本设计显示的心电图形,以横坐标表示时间,纵坐标表示电压。

纵坐标有64个点,显示分辩精度为6位;而A D转换的精度为10位,为了与显示匹配,只取AD转换结果的高6位。

横坐标有128个点,取右18列作为显示文字,左边的110列显示图形。

转换得到的每2点显示一个点,即显示的横坐标每点代表10m s,这样,一屏能显示110X10=1100m s。

液晶显示点的规格是0.23mm X0.21mm,每秒显示的长度是1000/10X0.23= 23mm,与标准的25mm/s的心电图显示速度相去不远。

显示模块得到来自AD转换的数值时,先判断该点是否显示,接着算出要显示点的横坐标、纵坐标和要送入显示缓存中的值,最后送数进入显示缓存中。

判断是否要送数的方法是二取一;判断横坐标也比较简单,直接在上次送数的横坐标基础上加一,超过110则刷新;经过比较,也得出了纵坐标(P ag e)和送入显示缓存中的值的计算方法。

7017交流电压表的制作

7017交流电压表的制作

7107是一块直流电压表,要想测交流电,需先把交流转换成直流本电路中,输入的是0~200.0mV 的交流信号,输出的是0~200.0mV 的直流信号,从信号幅度来看,并不要求电路进行任何放大,但是,正是电路本身具有的放大作用,才保证了其几乎没有损失地进行AC -DC 的信号转换。

因此,这里使用的是低功耗的高阻输入运算放大器,其不灵敏区仅仅只有2mV 左右,在普通数字万用表中大量使用,电路大同小异ICL7107 安装电压表头时的一些要点:按照测量=±199.9mV 来说明。

1.辨认引脚:芯片的第一脚,是正放芯片,面对型号字符,然后,在芯片的左下方为第一脚。

也可以把芯片的缺口朝左放置,左下角也就是第一脚了。

许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。

知道了第一脚之后,按照反时针方向去走,依次是第 2 至第40 引脚。

(1 脚与40 脚遥遥相对)。

2.牢记关键点的电压:芯片第一脚是供电,正确电压是DC5V 。

第36 脚是基准电压,正确数值是100mV,第26 引脚是负电源引脚,正确电压数值是负的,在-3V 至-5V 都认为正常,但是不能是正电压,也不能是零电压。

芯片第31 引脚是信号输入引脚,可以输入±199.9mV 的电压。

在一开始,可以把它接地,造成"0"信号输入,以方便测试。

3.注意芯片27,28,29 引脚的元件数值,它们是0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络,这三个元件属于芯片工作的积分网络,不能使用磁片电容。

芯片的33 和34 脚接的104 电容也不能使用磁片电容。

4.注意接地引脚:芯片的电源地是21 脚,模拟地是32 脚,信号地是30 脚,基准地是35 脚,通常使用情况下,这4 个引脚都接地,在一些有特殊要求的应用中(例如测量电阻或者比例测量),30 脚或35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。

--本文不讨论特殊要求应用。

5.负电压产生电路:负电压电源可以从电路外部直接使用7905 等芯片来提供,但是这要求供电需要正负电源,通常采用简单方法,利用一个+5V 供电就可以解决问题。

数字电压表电路ICL7107

数字电压表电路ICL7107

数字电压表电路ICL7107ICL7107 安装电压表头时的一些要点:按照测量=±199.9mV 来说明。

1.辨认引脚:芯片的第一脚,是正放芯片,面对型号字符,然后,在芯片的左下方为第一脚。

也可以把芯片的缺口朝左放置,左下角也就是第一脚了。

许多厂家会在第一脚旁边打上一个小圆点作为标记。

知道了第一脚之后,按照反时针方向去走,依次是第 2 至第40 引脚。

(1 脚与40 脚遥遥相对)。

2.牢记关键点的电压:芯片第一脚是供电,正确电压是DC5V 。

第36 脚是基准电压,正确数值是100mV,第26 引脚是负电源引脚,正确电压数值是负的,在-3V 至-5V 都认为正常,但是不能是正电压,也不能是零电压。

芯片第31 引脚是信号输入引脚,可以输入±199.9mV 的电压。

在一开始,可以把它接地,造成“0”信号输入,以方便测试。

3.注意芯片27,28,29 引脚的元件数值,它们是0.22uF,47K,0.47uF 阻容网络,这三个元件属于芯片工作的积分网络,不能使用磁片电容。

芯片的33 和34 脚接的104 电容也不能使用磁片电容。

4.注意接地引脚:芯片的电源地是21 脚,模拟地是32 脚,信号地是30 脚,基准地是35 脚,通常使用情况下,这 4 个引脚都接地,在一些有特殊要求的应用中(例如测量电阻或者比例测量),30 脚或35 脚就可能不接地而是按照需要接到其他电压上。

--本文不讨论特殊要求应用。

5.负电压产生电路:负电压电源可以从电路外部直接使用7905 等芯片来提供,但是这要求供电需要正负电源,通常采用简单方法,利用一个+5V 供电就可以解决问题。

比较常用的方法是利用ICL7660 或者NE555 等电路来得到,这样需要增加硬件成本。

我们常用一只NPN 三极管,两只电阻,一个电感来进行信号放大,把芯片38 脚的振荡信号串接一个20K -56K 的电阻连接到三极管“B”极,在三极管“C”极串接一个电阻(为了保护)和一个电感(提高交流放大倍数),在正常工作时,三极管的“C”极电压为 2.4V - 2.8V 为最好。

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. . .. . .电子制作课程考核报告课程名称电子制作学生鑫学号1213014048所在院(系) 物理与电信工程学院专业班级电子1202指导教师伟完成地点501#高频实验室2014年6月10 日目录一. 摘要 (2)二.课程设计任务与要求 (2)2.1设计目的 (2)2.2设计要求 (2)三.总体设计思路 (2)3.1方案选择 (2)3.2系统框图 (3)四.课程设计框图及工作原理 (4)4.1 工作原理 (4)4.2 ICL7107的工作原理 (5)4.3 ICL7107 安装电压表头时的一些要点 (8)4.4 关于多量程电路部分 (10)五.电路设计与仿真 (12)六. 系统调试及结果分析 (13)6.1调试仪器 (13)6.2 调试方法 (13)6.3 测试结果分析 (13)6.4 硬件实物图 (13)七.元器件清单 (14)八.设计心得体会 (14)九.参考文献 (14)一.摘要数字电压表(Digital Voltmeter)简称DVM,它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。

目前,由各种单片A/D 转换器构成的数字电压表,已被广泛用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等领域,显示出强大的生命力。

与此同时,由DVM扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表,也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

本章重点介绍单片A/D 转换器以及由它们构成各种新型数字电压表的工作原理。

二.课程设计任务与要求2.1、设计目的1、了解双积分式A/D转换器的工作原理2、熟悉A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能3、掌握用ICL7107构成直流数字电压表的方法2.2、设计要求1、采用课程或实验容中所使用的元器件,设计一个三位半数字电压表,三位半是指个位、十位、百位的围为0-9,而千位只有0和1两个状态,称为半位。

所以数字电压表测量围为0001-1999。

数字电压表主要部分是A/D转换器,显示方法通常采用动态扫描(工作时四个数码管轮流点亮,利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果,当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感)方式,但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。

任务要求:2、基本要求:直流电压测量围(0~200V)测量误差小于1%附加交流电压测量围(0~200V)测量误差小于1%自动量程转换三.课程设计总体设计思路3.1方案选择1). 根据设计要求和功能的实现,我们考虑了如下三个可行性方案:方案1:主要器件由芯片ICL7106和液晶显示器LCD组成关键词:芯片ICL7106 液晶显示器LCD图一为方案1的简易原理方框图。

由于7106是把模拟电路与逻辑电路集成在一块芯片上,属于大规模CMOS集成电路,因此本方案主要有以下特点:(1)采用单电源供电,可使用9V迭层电池,有助于实现仪表的小型化。

(2)芯片部有异或门输出电路,能直接驱动LCD显示器。

(3)功耗低。

芯片本身消耗电流仅1。

8mA,功耗约16mW。

(4)输入阻抗极高,对输入信号无衰减作用。

(5)能通过部的模拟开关实现自动调零和自动显示极性的功能。

(6)噪声低,失调温标和增益温标均很小。

具有良好的可靠性,使用寿命长(7)整机组装方便,无须外加有源器件,可以很方便地进行功能检查。

方案2:主要器件由芯片ICL7107和共阳极半导体数码管LED组成。

关键词:A/D转换器芯片ICL7107 共阳极半导体数码管LED图二为方案2的简易原理方框图。

本方案的主要特点是:(1)能直接驱动共阳极的LED显示器,不需要另加驱动器件,使整机线路简化。

(3)采用+5V和—5V两组电源供电。

(4)LED属于电流控制器件,在3 1/2位数字仪表中采用直流驱动方式,芯片本身功耗较小。

(5)显示亮度较高。

方案3:主要器件由芯片MC14433和共阴极半导体数码管LED组成。

MC14433是美国摩托罗拉公司生产的单片3?位A/D转换器,它适合构成带BCD码输出的3?位LED显示数字电压表,是目前应用较为普遍的一种低速A/D转换器。

MC14433的性能特点:(1)MC14433属于CMOS大规模集成电路,其转换准确度为±0.05%。

含时钟振荡器,仅需外接一只振荡电阻。

能获得超量程(OR)、欠量程(UR)信号,便于实现自动转换量程。

能增加读数保持(HOLD)功能。

电压量程分两挡:200mV、2V,最大显示值分别为199.9mV、1.999V。

量程与基准电压呈1∶1的关系,即UM=UREF。

(2)需配外部的段、位驱动器,采用动态扫描显示方式,通常选用共阴极LED数管。

(3)有多路调制的BCD码输出,可直接配μP构成智能仪表。

(4)工作电压围是±4.5 V~±8V,典型值为±5V,功耗约8mW。

3.2系统框图本文设计的电压表是一个3位半直流电压测量的数字式电压表,测量围为直流0~200V。

电压值显示稳定,读数方便,且能自动切换量程,使用方便。

系统框图(如图1 所示)。

本系统可分为测试电压转换、模拟电压通道、数据电压通道(A/D 转换及译码锁存)、数码显示、小数点驱动电路5部分。

图1系统框图四.课程设计框图及工作原理4.1 工作原理ICL7107 是双积型的A/D 转换器,还集成了A/D 转换器的模拟部分电路,如缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关,以及数字电路部分如振荡源、计数器、锁存器、译码器、驱动器和控制逻辑电路等,使用时只需外接少量的电阻、电容元件和显示器件,就可以完成模拟到数字量的转换,从而满足设计要求。

显示稳定可读和测量反应速度快,是本设计的关键。

ICL7107 的一个周期为用4000 个计数脉冲时间作为A/D 转换的一个周期时间,每个周期分成自动稳零(AZ)、信号积分(INT)和反积分(DE)3 个阶段。

部逻辑控制电路不断地重复产生AZ、INT、DE 3 个阶段的控制信号,适时地指挥计数器、锁存器、译码器等协调工作,使输出对应于输入信号的数值。

而输入模拟量的数值在其部数值上等于计数数值T,即:VIN 的数值=T 的数值或Vin=Vref(T/1000) 式中:1000 为积分时间(1000 个脉冲周期);T 为反积分时间(满度时为2000)。

ICL7107的管脚排列:管脚1和26是ICL7107的正、负极。

COM为模拟信号的公共端,简称模拟地,使用时应与IN-、UREF-端短接。

TEST是测试端,该端经部500Ω电阻接数字电路的公共端(GND),因二者呈等电位,故亦称做数字地。

该端有两个功能:①作测试指示,将它接U +时LCD显示全部笔段1888、可检查显示器有无笔段残缺现象;②作为数字地供外部驱动器使用,来构成小数点及标志符的显示电路。

a1~g1、a2~g2、a3~g3、bc4分别为个位、十位、百位、千位的笔段驱动端,接至LCD的相应笔段电极。

千位b、c段在LCD部连通。

当计数值N>1999时显示器溢出,仅千位显示“1”,其余位消隐,以此表示仪表超量程(过载溢出)。

POL为负极性指示的驱动端。

BP为LCD背面公共电极的驱动端,简称“背电极”。

OSC1~OSC3为时钟振荡器引出端,外接阻容元件可构成两级反相式阻容振荡器。

UREF+、UREF-分别为基准电压的正、负端,利用片U+-COM之间的+2.8V基准电压源进行分压后,可提供所需UREF值,亦可选外基准。

CREF+、CREF-是外接基准电容端。

IN+、IN-为模拟电压的正、负输入端。

CAZ端接自动调零电容。

BUF是缓冲放大器输出端,接积分电阻RINT。

INT为积分器输出端,按积分电容CINT。

需要说明,ICL7106的数字地(GND)并未引出,但可将测试端(TEST)视为数字地,该端电位近似等于电源电压的一半。

4.2 ICL7107的工作原理ICL7107部包括模拟电路和数字电路两大部分,二者是互相联系的。

一方面由控制逻辑产生控制信号,按规定时序将多路模拟开关接通或断开,保证A/D 转换正常进行;另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数字电路的工作状态和显示结果。

下面介绍各部分的工作原理。

(1)模拟电路模拟电路由双积分式A/D转换器构成,电路如图2所示。

主要包括2.8V基准电压图2 ICL7107的模拟电路源(E0)、缓冲器(A1)、积分器(A2)、比较器(A3)和模拟开关等组成。

缓冲器A4专门用来提高COM端带负载的能力,可谓设计数字多用表的电阻挡、二极管挡和hFE挡提供便利条件。

这种转换器具有转换准确度高、抗串模干扰能力强、电路简单、成本低等优点,适合做低速模/数转换。

每个转换周期分三个阶段进行:自动调零(AZ)、正向积分(INT)、反向积分(DE),并按照AZ→INT→DE→AZ…的顺序进行循环。

令计数脉冲的周期为TCP,每个测量周期共需4000TCP。

其中,正向积分时间固定不变,T1=1000TCP。

仪表显示值, 将T1=1000TCP,UREF=100.0mV代入上式得N=10UIN 或UIN=0.1N (2-2)只要把小数点定在十位上,即可直读结果。

满量程时N=2000,此时UM=2UREF=200mV,仪表显示超量程符号“1”。

欲测量2V以上的直流电压,必须利用精密电阻分压器对UIN进行衰减。

积分电阻应采用金属膜电阻,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。

为了提高仪表抗串模干扰的能力,正向积分时间(亦称采样时间)T1应是工频周期的整倍数。

我用50Hz交流电网,其周期为20ms,应选T1=n·20(ms)(2-3)式中,n=1,2,3,…。

例如取n=2、4、5时,T1=40ms、80ms、100ms,能有效地抑制50Hz干扰。

这是因为积分过程有取平均的作用,只要干扰电压的平均值为零,就不影响积分器输出。

但n值也不宜过大,以免测量速率太低。

图3 ICL7107外围电路图(2)数字电路数字电路如图4所示。

主要包括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控制逻辑;⑧LCD显示器。

时钟振荡器由ICL7106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。

此时测量周期T=16000T0=4000TCP=0.4s,测量速率为2.5次/秒。

f0还经过800分频,图4 ICL7107的数字电路得到50Hz方波电压,接LCD的背电极BP。

LCD须采用交流驱动方式,当笔段电极a~g 与背电极BP呈等电位时不显示,当二者存在一定的相位差时,液晶才显示。

因此,可将两个频率与幅度相同而相位相反的方波电压,分别加至某个笔段引出端与BP端之间,利用二者电位差来驱动该笔段显示。

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