【文章內(nèi)容簡介】 資料及設(shè)計(jì)要求。 ICL7107 是 A／ D 轉(zhuǎn)換器，能直接驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管，其顯示數(shù) N 和輸入電壓 VIN 之間的關(guān)系是 （ ） 說明數(shù)碼管顯示的數(shù)字正比于負(fù)載有功功率，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的。 可通過 RP5 調(diào)節(jié) ICL7107 的 36 腳參考電壓 VRFF，來對該功率計(jì)進(jìn)行定標(biāo)。當(dāng)采用 177。5 V為 ICL7107 供電時(shí)，要求 VIN V，前述VIN(max)=2V 完全滿足要求。此時(shí)調(diào)節(jié) RP5 使 VREF 大約為 2 V時(shí)， 4位 LED 數(shù)碼管將 顯示 “1000”，正確選擇小數(shù)點(diǎn)位，此即代表電功率為。 調(diào)試 電路中所有電位器均使用精密多圈電位器，安裝并檢查電路連接無誤后，按如下過程調(diào)節(jié)： (1) 乘法器 X 輸入端直流偏置調(diào)節(jié)：在 MC1495 的 Y 輸入端 4 腳接入 kHz， V(PP)正弦波，將 X 輸入端 9 腳接地，調(diào)節(jié) RP1，使示波器在運(yùn)放 LM741 輸出端 6 腳觀察到的波形幅度盡量接近零。 (2) 乘法器 Y 輸入端直流偏置調(diào)節(jié)：在 MC1495 的 X 輸入端 9 腳接 kHz， V(PP)正弦波， Y 輸人端 4 腳接地，調(diào)節(jié) RP2， 使運(yùn)放 LM741的輸出端 6 腳波形幅度盡量接近零。 (3) 運(yùn)放輸出平衡調(diào)節(jié)：將 MC1495 的 X 輸入端 9 腳和 Y 輸入端 4腳接地，調(diào)節(jié) RP4，使運(yùn)放 LM741 的輸出端 6 腳直流電位為零 (LED 數(shù)碼管也將顯示零，該步驟實(shí)際是功率計(jì)調(diào)零 )。 (4) 乘法器增益系數(shù)調(diào)節(jié)：依據(jù)式 (3)，在 MC1495 的 X 輸入端 9腳接入 V直流電壓，在 Y輸入端 4 腳接入 V直流電壓，調(diào)節(jié) RP3，使運(yùn)放 LM741 的輸出端 6 腳直流電壓為 V(與此對應(yīng) VIN=2 V)。 (5) A／ D 轉(zhuǎn)換器的初步定標(biāo)：在步驟 (4)的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié) RP5，使 4位 LED 數(shù)碼管顯示 “1000”。 根據(jù)需要，重復(fù) (1)～ (5)的步驟。 (6) A／ D 轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)確定標(biāo)：本電路采用直接耦合，直流電壓和電流便于準(zhǔn)確測量，故采用直流信號(hào)對系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確定標(biāo)。 選擇 RLoad= Ω，耗散功率大于 100 W 的假負(fù)載，對取樣電阻Rsense 的要求是耗散功率大于 5 W，穩(wěn)定性好。測試時(shí) UL 接直流穩(wěn)壓電源，用數(shù)字電壓表和電流表分別同時(shí)測量假負(fù)載 RLoad 的電壓 UL 和電流 IL，在 UL= (約 50W)，仔細(xì)調(diào)節(jié) RP5，使 LED 數(shù)碼管顯示功率與此時(shí)理論計(jì)算功率 PL=ULIL完全一致，從而完成準(zhǔn)確定標(biāo)。 測試 (1) 交流功率測試 選擇音頻功放配接 RLoad=8 Ω的揚(yáng)聲器，用低頻信號(hào)發(fā)生器的單頻正弦信號(hào)作音頻功放信號(hào)源，用 DS5022M 數(shù)字示波器測試負(fù)載交流電壓和取樣電阻上的電壓，從而求得負(fù)載功率，測試結(jié)果表明，在音頻范圍內(nèi)，本系統(tǒng)顯示功率與實(shí)際功率的滿度相對誤差不超過 177。3 ％。 (2) 直流功率測試 UL 接直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行測量，結(jié)果如表 1 所示。相對誤差小于%。 負(fù)載電壓UL/V 負(fù)載電流 IL/A 實(shí)際功率PL=ULIL/W 顯示功率 P/W 相對誤差 /（ %） * 0． 0 0． 00 0． 00 0． 0 0． 0 4． 0 0． 15 2． 04 2． 0 2． 0 8． 0 0． 99 7． 92 8． 1 2． 3 12． 0 1． 48 17． 76 18． 2 2． 5 16． 0 1． 97 31． 52 32． 1 1． 6 20． 0 2． 45 49． 00 49． 0 0． 0 表 直流功率測試結(jié)果 注： *處相對誤差按 (顯示功率 P實(shí)際功率 PL)247。實(shí)際功率 PL計(jì)算，滿度相對誤差小于此數(shù)值。 圖 安裝電壓表頭 電路圖 ICL7107 安裝電壓表頭時(shí)的一 些要點(diǎn)：按照測量＝ 177。 來說明。 辨認(rèn)引腳：芯片的第一腳，是正放芯片，面對型號(hào)字符，然后，在芯片的左下方為第一腳。也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一腳了。許多廠家會(huì)在第一腳旁邊打上一個(gè)小圓點(diǎn)作為標(biāo)記。 知道了第一腳之后，按照反時(shí)針方向去走，依次是第 2 至第 40 引腳。（ 1 腳與 40 腳遙遙相對）。 牢記關(guān)鍵點(diǎn)的電壓：芯片第一腳是供電，正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準(zhǔn)電壓，正確數(shù)值是 100mV，第 26 引腳是負(fù)電源引腳，正確電壓數(shù)值是負(fù)的，在 － 3V 至 － 5V 都認(rèn) 為正常，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號(hào)輸入引腳，可以輸入 177。 的電壓。在一開始，可以把它接地，造成 0信號(hào)輸入，以方便測試。 注意芯片 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，它們是 ,47K, 阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個(gè)元件屬于芯片工作的積分網(wǎng)絡(luò)，不能使用磁片電容。芯片的 33 和 34 腳接的 104 電容也不能使用磁片電容。 注意接地引腳：芯片的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號(hào)地是 30 腳，基準(zhǔn)地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個(gè) 引腳都接地，在一些有特殊要求的應(yīng)用中（例如測量電阻或者比例測量）， 30 腳或 35 腳就可能不接地而是按照需要接到其他電壓上。－－ 本文不討論特殊要求應(yīng)用。 負(fù)電壓產(chǎn)生電路：負(fù)電壓電源可以從電路外部直接使用 7905 等芯片來提供，但是這要求供電需要正負(fù)電源，通常采用簡單方法，利用一個(gè) +5V 供電就可以解決問題。比較常用的方法是利用 ICL7660 或者 NE555 等電路來得到，這樣需要增加硬件成本。我們常用一只 NPN 三極管，兩只電阻，一個(gè)電感來進(jìn)行信號(hào)放大，把芯片 38 腳的振蕩信號(hào)串接一個(gè) 20K － 56K 的電阻連接到三極管 B極，在三極管 C極串接一個(gè)電阻（為了保護(hù)）和一個(gè)電感（提高交流放大倍數(shù)），在正常工作時(shí)，三極管的 C極電壓為 － 為最好。這樣，在三極管的C極有放大的交流信號(hào)，把這個(gè)信號(hào)通過 2 只 4u7 電容和 2 支 1N4148 二極管，構(gòu)成倍壓整流電路，可以得到負(fù)電壓供給 ICL7107 的 26 腳使用。這個(gè)電壓，最好是在 － 到 － 之間。 如果上面的所有連接和電壓數(shù)值都是正常的，也沒有 短路 或者 開路 故障，那么，電路就應(yīng)該 可以正常工作了。利用一個(gè)電位器和指針萬用表的電阻 X1 檔，我們可以分別調(diào)整出 50mV,100mV,190 mV 三種電壓來，把它們依次輸入到 ICL7107 的第 31 腳，數(shù)碼管應(yīng)該對應(yīng)分別顯示 , 的數(shù)值，允許有 2 － 3 個(gè)字的誤差。如果差別太大，可以微調(diào)一下 36 腳的電壓。 比例讀數(shù)：把 31 腳與 36 腳短路，就是把基準(zhǔn)電壓作為信號(hào)輸入到芯片的信號(hào)端，這時(shí)候，數(shù)碼管顯示的數(shù)值最好是 ，通常在 － 之間，越接近 越好。這個(gè)測試是看看芯片的比例讀數(shù)轉(zhuǎn)換情況，與基準(zhǔn)電壓具體是多少 mV 無關(guān)，也無法在外部進(jìn)行調(diào)整這個(gè)讀數(shù)。如果差的太多，就需要更換芯片了。 ICL7107 也經(jīng)常使用在 177。 量程，這時(shí)候，芯片 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，更換為 ,470K, 阻容網(wǎng)絡(luò)，并且把 36 腳基準(zhǔn)調(diào)整 到 就可以使用在 177。 量程了。 這種數(shù)字電壓表頭，被廣泛應(yīng)用在許多測量場合，它是進(jìn)行模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換的最基本，最簡單而又最低價(jià)位的一個(gè)方法，是作為數(shù)字化測量的一種最基本的技能。