【文章內(nèi)容簡介】 ersil）公司的產(chǎn)品，它是一塊高性能，低功耗應用非常廣泛的三位半A/D轉(zhuǎn)換器電路集成芯片。它包含3 1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部設有參考電壓，模擬開關，邏輯控制，自動調(diào)零功能等。另外ICL7106含有一背電極驅(qū)動線，適用于液晶顯示（LCD）。高集成度芯片ICL7106擁有三個顯著的優(yōu)點：高精度，通用性，低成本。ICL7106是一個系列產(chǎn)品，還有ICL710ICL711ICL7117，ICL712ICL713ICL7137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，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(qū)動電路）能直接驅(qū)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(gòu)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(zhuǎn)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(gòu)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(zhì)量的好壞。 （10）因為是COMS集成電路，A/D轉(zhuǎn)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(qū)動器使用，構(gòu)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(qū)動電路。（4）a1~g1（5,4,3,2,8,6,7腳）：個位筆段驅(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(gòu)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(zhuǎn)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(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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2000）。 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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器。A/D 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換開始前（轉(zhuǎn)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(zhuǎn)為反向積分開始，此時積分器的輸出電壓為：正向積分結(jié)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(zhuǎn)至參考電壓VREF一側(cè)，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