【文章內(nèi)容簡介】 優(yōu)點：高精度，通用性，低成本。 ICL7106 是一個系列產(chǎn)品，還有 ICL710ICL711 ICL7117， ICL712 ICL713 ICL7137 等等，它們的功能和用途略有差別。國產(chǎn)的同型號產(chǎn)品是 CC7106。 ICL7106 的特點介紹 ICL7106 屬于大規(guī)模 CMOS 集成電路，它將模擬電路和數(shù)字電路集成在同一塊芯片上。它有如下特點： （ 1）采用單電源供電，電源電壓范圍是 7～ 15V，因此可以使用 9V疊層電池供電，便于制造袖珍式測量儀表。 （ 2）功耗低，芯片本身的工作電流僅為 左右，功耗約為 16mw，一節(jié)9V疊層電池能連續(xù)工作 200小時左右，正常斷續(xù)使用，可使用半年以上。 （ 3）輸 入阻抗極高，典型值為 1010Ω ,對輸入信號沒有衰減作用。 （ 4）數(shù)字輸出部分為異或門輸出電路（又稱相位驅動電路）能直接驅動 3 1/2位 LCD。 （ 5）整機組裝方便，不需要外加有源器件，只需要配上幾個電阻和幾個電容及 LCD，就可以構成一個 3 1/2 位的直流電壓表，俗稱數(shù)字電壓表頭。在數(shù)字表頭的基礎上只需增加少量的轉換電路和量程擴展電路即可制成數(shù)字萬用表。 （ 6）芯片內(nèi)部設有時鐘電路的有源部分，設計者只要通過引腳外接阻容或石英晶體便可構成時鐘振蕩電路，給設計者留有充分的選擇余地。 （ 7） 能通過內(nèi)部的模擬開關實現(xiàn)自動調(diào)零，能自動判定被測電壓的極性。 （ 8）內(nèi)置基準電壓，使用方便。 （ 9）可以很方便地對芯片進行功能檢查，從而判斷芯片質量的好壞。 （ 10）因為是 COMS 集成電路， A/D 轉換采用雙積分式工作原理，故抗干擾能力強，噪聲低，失調(diào)溫漂和增益溫漂均很小，且可靠性高，壽命長。 ICL7106管腳的功能特點 ICL7106有兩種封裝形式，一種為雙列直插式塑料封裝，另一種則為陶瓷封裝，均為 40個引出端，引出端俗稱管腳，管腳排列如下圖所示。 各管腳功能 分敘 如 下： （ 1） V+和 V（ 1,26 腳） ：分別 接 9V電源的正、負 極 。 （ 2） COM（ 32 腳 ） ：模擬信號的公共端，簡稱“模擬地”，使用時通常將該端與輸入信號的負端 IN相連，在集成電路內(nèi)部則與 基準電壓的負端 相連 。 （ 3） TEST（ 37 腳 ） ：測試端，此端有兩個功能，一是做“測試指示”，將它與 V+短接后， LED 顯示器顯示全部筆畫 l888，據(jù)此可確定顯示器有無筆段殘缺現(xiàn)象；第二個功能是作為數(shù)字地供外部驅動器使用，構成小數(shù)點、標志符顯示電路 這是因為 7106 內(nèi)部沒有集成小數(shù)點驅動電路 。 （ 4） a1~g1（ 5,4,3,2,8,6,7 腳）：個位筆段驅動端，它們分別接至 LCD 個位相應筆段電極。 （ 5） a2~g2（ 12,11,10,9,14,13,25 腳） :十位筆段驅動端，顯然，它們應分別接至 LCD 十位的相應筆段電極。 （ 6） a3~g3（ 23,16,24,15,18,17,22 腳）：百位筆段驅動端，接至 LCD 百位的相應筆段電極。 （ 7） b4c4（ 19 腳 ） ：千位 (即最高位，也稱 1／ 2 位 )筆段驅動端，接千位LED 的 b、 c 段。 當計數(shù)大于 1999 時， LCD 發(fā)生溢出，僅千位顯示“ 1”，其余位均不顯示，以此表示儀器過載。 （ 8） POL（ 20 腳 ） ：負極性指示 輸出 端，接千位 LED 的 g 段 ，當 POL 端輸出的方波與背電極方波反相時，顯示出負號“ — ”。 （ 9） BP（ 21 腳） ： LCD 背面公共電極的驅動端，簡稱“背電極”。 （ 10） OSC1OSC3（ 40,39,38 腳）：時鐘振蕩器的外接元件端，通常是外接阻容元件，以便和內(nèi)部反相器構成兩極反相式阻容振蕩器。 （ 11） VREF+(36 腳 )： 基準電壓的正端，簡稱“基準 +”， 利用內(nèi)部基準電壓源可獲得所需要的基準電壓，也可以采用外部更高性能的基準電壓源。 （ 12） VREF（ 35腳） ：基準電壓的負端，簡稱“基準 ”。 （ 13） CREF+ 、 CREF(34， 33 腳 ) ：外接基準電容端。 （ 14） IN+、 IN（ 31,30 腳 ） ：模擬電壓的輸入端 ，分別接被測直流電壓 VIN的正負兩端。 （ 15） CAZ（ 29 腳） ： 外接自動調(diào)零電容端，該端在芯片內(nèi)部接至積分器和比較器的反相輸入端。 。 （ 16） INT（ 27 腳 ） ：積分器 的 輸出端，接積分電容 CINT 。 （ 17） BUF（ 28 腳 ） ：緩沖放大器輸出端，接積分電阻 RINT。 需要說明的是，由于 ICL7106的數(shù)字地（ GDN）并未引出，而是通過內(nèi)部 500Ω電阻和 TEST相連，但 TEST和數(shù)字地呈等電位，故可將 TEST視為數(shù)字地。 ICL7106的內(nèi)部電路和工作原理 ICL7106 的內(nèi)部電路分為模擬電路和數(shù)字電路兩大部分。其中集成了 A/D 轉換器的模擬部分電路，如緩沖器、積分器、電壓比較器、基準電壓源和模擬開關，以及數(shù)字電路部分如振蕩源、計數(shù)器、鎖存器、譯碼器、驅動器和控制邏輯電路等，使用時只需外接少量的電阻、電容元件和顯示器件，就可以完成模擬到數(shù)字量的轉換，從而滿足設計要求。 ICL7106 的一個周期為用 4000 個計數(shù)脈沖時間作為 A/D 轉換的一個周期時間，每 個周期分成自動穩(wěn)零（ AZ）、信號積分（ INT）和反積分（ DE） 3 個階段。內(nèi)部邏輯控制電路不斷地重復產(chǎn)生 AZ、 INT、DE 3 個階段的控制信號，適時地指揮計數(shù)器、鎖存器、譯碼器等協(xié)調(diào)工作，使輸出對應于輸入信號的數(shù)值。而輸入模擬量的數(shù)值在其內(nèi)部數(shù)值上等于計數(shù)數(shù)值T，即： VIN 的數(shù)值 =T 的數(shù)值或 Vin=Vref(T/1000) 式中： 1000 為積分時間（ 1000 個脈沖周期）； T 為反積分時間（滿度時為 2020）。 ICL7106 內(nèi)部模擬電路 如下圖所示為 ICL7106 內(nèi)部電路的模擬電路部 分。 由上圖可以看出，模擬部分分別由以下各單元電路組成。 （ 1） 基準電壓源，由穩(wěn)壓二極管 DZ， 硅二極管 D，電阻 R1和 R2組成。 E0的允許范圍是 ~。 E0不僅給芯片提供基準電壓，還為設計萬用表的 Ω檔，二極管檔， hFE檔提供了方便。在普通數(shù)字萬用表中，均通過電阻分壓器從 E0獲得VREF。 （ 2） 模擬開關，分別為 SAZ,SINT,SDE。 SAZ 是自動調(diào)零開關， SINT為正向積分開關，SDE+和 SDE是反向積分開關，但 SDE+和 SDE每次只有一組工作，是被測電壓正負而定。 （ 3） A/D 轉換器，由積分 器 A2，比較器 A3和外接元件 RINT,CINT組成雙積分 A/D 轉換器。 A/D 轉換器的每個測量周期分為三個階段，即：自動調(diào)零（ AZ），正向積分（ INT），反向積分。 第一階段：自動調(diào)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 SAZ，使積分電容 C 完全放電。 VREF向 CREF充電，使 CREF的電壓被充到 VREF，為反向積分做好準備。 第二階段：信號積分 INT 此階段 中 SINT閉合， SDE， SAZ斷開，切斷了自動調(diào)零電路，并去掉了 A1+端和COM 的短路線，將 IN+， IN端分別與 A1+端 ， A2+端接通，積分器 A2，比較器 A3，緩沖器 A1 都開始工作。當定時計數(shù)器滿 1000 個脈沖時，正向積分停止，轉為反向積分開始，此時積分器的輸出電壓為： 正向積分結束時，被測電壓的極性即被判定。 K為緩沖器 A1的電壓放大倍數(shù)，約為 1。 第三階段：反向積分 DE 令開關 SDE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(jīng)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 VIN成正比。令時鐘脈沖 CD 的周期為 Tc，計數(shù)扔器在 T2時間內(nèi)計數(shù)值為 N 得： T2=NTcp 代入上式得： 由 上式可知， T1， TCP,VREF都是預先設計好固定不變的，所以計數(shù)值 N 僅與被