3、ICL7107主要參數
電源電壓
ICL7107 V+ to GND 6V 溫度范圍 0℃ to 70℃
ICL7107 V- to GND -9V 熱電阻 PDIP封裝 qJA(℃/W) 50 MQFP封裝 80
模擬輸入電壓 V+ to V- 最大結溫 150℃ 參考輸入電壓 V+ to V- 最高儲存溫度范圍 -65℃ to 150℃ 時鐘輸入 GND to V+
其振蕩周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。
4、icl7107工作原理
圖2 ICL7107A/D轉換器原理
計數器對反向積分過程的時鐘脈沖進行計數。控制邏輯包括分頻器、譯碼器、相位驅動器、控制器和鎖存器。
分頻器用來對時鐘脈沖逐漸分頻,得到所需的計數脈沖fc和共陽極LED數碼管公共電極所需的方波信號fc。
譯碼器為BCD-7段譯碼器,將計數器的BCD碼譯成LED數碼管七段筆畫組成數字的相應編碼。 驅動器是將譯碼器輸出對應于共陽極數碼管七段筆畫的邏輯電平變成驅動相應筆畫的方波。
控制器的作用有三個:第一,識別積分器的工作狀態,適時發出控制信號,使各模擬開關接通或斷開,A/D轉換器能循環進行。第二,識別輸入電壓極性,控制LED數碼管的負號顯示。第二,當輸入電壓超量限時發出溢出信號,使千位顯示“1“ ,其余碼全部熄滅。
釣鎖存器用來存放A/D轉換的結果,鎖存器的輸出經譯碼器后驅動LED 。它的每個測量周期自動調零(AZ)、信號積分(INT)和反向積分(DE)三個階段。
第一階段:自動調零階段AZ
轉換開始前(轉換控制信號VL=0) ,先將計時器清零,并接通開關S0 ,使積分電容C完全放電。
第二階段:信號積分INT
令開關S1合到輸入信號V1一側,積分器對V1進行固定時間Tl的積分,積分結果為:
上式說明,在Tl固定條件下V0與Vl成正比。
第三階段:反向積分DE
令開關S1轉至參考電壓VREF一側,積分器反向積分。如果積分器的輸出電壓上升至必零時,所經過的積分時間T2則可得, 故可得到,
可見,反向積分到V0=0這段時間T2與Vl成正比。令時鐘脈沖CD的周期為Tc,計數扔器在T2時間內計數值為N得:T2=NTc
代入上式得:
分析可知:T1,Tc,VREF固定不變,計數值N僅與VIN成正比,實現了模擬量到數字量的轉變。 下面介紹A/D轉化過程的時間分配。假設時鐘脈沖頻率為40KHz,每個周期為4000Tc, 如圖3所示,每個測量周期中三個階段工作自動循環。
圖3 雙積分型A/D轉換器的電壓波形圖 各階段時間分配如下
①信號積分時間Tl用1000Tc 。
②信號反向積分時間T2用0一2000Tc ,這段時間的長短是由VIN的大小決定的。 ③自動調零時間T0用1000-3000Tc 。
從上面的分析可知,Tl 侍定不變的,但T2隨VIN的大小而改變。因為,
滿量程時N=2000,同樣由上式可導出滿量程時VIN與基準電壓的關系為:VIN=2VREF 。為了提高儀表的抗干擾能力,通常選定的采樣時間Tl 為工頻周期的整數倍。我國采用50Hz交流電網,其周期為20ms,應選T1=n×20ms。n= l,2,3……n越大,對串模干擾的抑制能力越強,但n越大,A/D轉換的時間越長。因此,一般取Tl=100ms,即f0=40KHz 。
由T0=2RC105=2.2RC,得
式中T0為振蕩周期。
由上式可知,當f0=40KHz時,阻容元件的選取并不唯一,只要滿足要求即可。