www.cavr.ru

Цифровой милливольтметр на ICL7107.

Подробности

Категория: Измерения

   Элементы устройства позволяют собрать цифровой милливольтметр, выдающий информацию на светодиодном индикаторе со следующими характеристиками:
– диапазон измеряемых напряжений ± 199,9 мВ;
– скорость обработки 3 изм./с;
– линейность ± 0,2 ц;
– температурный дрейф нуля 0,2 В/K;
– температурный коэффициент переработки 1 пп/K;
– глушение сигнала помех 86 дБ;
– входной ток 10 пA;
– потребляемый ток 180 мА.

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная
   Схема является практическим применением преобразователя переменного напряжения, разработанного в фирме INTERSIL. Он может быть основой для построения различных измерительных устройств, таких как вольтметры, амперметры, омметры, термометры и т. п., везде там, где измеряемую величину можно преобразовать в напряжение. Милливольтметр особенно подходит для стационарных устройств с сетевым питанием из-за достаточно большого потребляемого тока световыми индикаторами. Схема монтируется на одной печатной плате. Там же монтируется индикатор. Перед началом монтажа следует проверить плату на наличие микрозамыканий, лучше всего с помощью омметра. Монтаж следует начать с пайки скоб из медной или посеребренной проволоки. Затем надо впаять резисторы и конденсаторы, панельку и индикатор. Запуск прибора не представляет сложностей при условии правильного монтажа.
   Единственной регулировкой будет установка напряжения смещения потенциометром Р1 так, чтобы оно было равным 100 мА (измеренное между выводами REF HI (36) и REF LO (35) интегральной микросхемы ICL7107). Поскольку микросхема ICL7107 требует применения дополнительного напряжения –5 В, это напряжение подает простой преобразователь, выполненный на микросхеме 4050 (4049). После выпрямления напряжение подается на 26-ой вывод микросхемы US1.
   Внимание! Это напряжение равно 3,3–3,6 В, что достаточно для правильной работы схемы.

Рис. 2. Монтажная плата
   Проверка действия выходов, управляющих индикатором, как и самого индикатора, возможна путем кратковременного замыкания вывода TEST (37) микросхемы ICL7107 с питанием. Индикатор должен показать 1888.
   Внимание! Милливольтметр может работать в основном измерительном диапазоне 199,9 мВ.

   Можно также изменить диапазон измерений на 1,999 мВ. Для этого вместо конденсатора С7 следует впаять конденсатор 47 нФ, вместо резистора R4 – резистор 470 кОм, вместо резистора R2 – резистор 2 кОм и установить напряжение смещения 1 В таким же образом, как и при установке диапазона 199,9 В.
   При замыкании выводом HI и LO индикатор должен показывать 000,0, а знак «–» должен загораться время от времени.
   Интегральная микросхема ICL7107 очень чувствительна к электростатическим зарядам. После выемки ее из панельки микросхему следует хранить в алюминиевой фольге или другом проводящем материале. Милливольтметр требует питания от стабилизированного источника питания 5 В/200 мА.

Внимание! Резистор R5 следует монтировать со стороны дорожек.

Добавить комментарий

radiofanatic.ru

АЦП на микросхеме К572ПВ2

.

Микросхема К572ПВ2 [2 стр.229] представляет собой АЦП двойного интегрирования с автоматической коррекцией нуля. Сначала рассмотрим принцип работы данного класса АЦП.

Структурная схема АЦП приведена на рис.1 [методичка стр.22 рис.13], [3 стр.464 рис.24.30].

Принцип работы АЦП поясняется с помощью диаграммы на рис.2. Работа начинается с замыкания ключа S₁ соответствующим сигналом схемы управления [методичка стр.21]. При наличии на входе напряжения, отличного от 0 начинается заряд конденсатора С₁ интегратора. (Для определенности считаем, что входное напряжение есть и отрицательно. Входной усилитель в данной схеме играет роль повторителя напряжения. Он необходим для исключения влияния АЦП на измеряемую цепь и в процессе АЦ преобразования самостоятельной роли не играет) Обозначив время 1го такта работа АЦП

Рис.2

Нужно заметить, что в процессе работы выход ОУ интегратора “ведет” себя так, что бы напряжение на инверсном входе было нулевым. Т.е. выход ОУ станет положительным в самом начале процесса интегрирования. При этом компаратор сразу выдаст на счетчик разрешающий сигнал. Однако, счет не начнется, поскольку импульсы со схемы управления в этом такте еще не поступают.

2й такт начинается тем, что отключается ключ S₁ и включается ключ S₂ . При этом интегратор соединяется с источником опорного напряжения , которое обратно измеряемому по знаку. (Т.е. в нашем случае оно должно быть положительным.) Одновременно со схемы управления на счетчик подаются тактовые импульсы, и начинается счет, разрешение которого было еще в 1м такте. Как было сказано выше, напряжение на инверсном входе ОУ интегратора близко к 0. Поэтому теперь конденсатор С₁ интегратора будет разряжаться постоянным током (входной ток ОУ обычно пренебрежимо мал). Тогда время разрядки до нулевого уровня составит:

За это время счетчик отсчитает

Очевидно, что оно прямо пропорционально входному напряжению (в нашем случае – с обратным знаком) и не зависит от параметров интегратора.

После разрядки интегратора до 0, компаратор снимает сигнал разрешения, и счет прекращается, хотя импульсы со схемы управления продолжают приходить в течении всего такта. В конце такта происходит запись выходного кода со счетчика в выходной регистр. Применительно к микросхеме К572ПВ2 нужно заметить, что на выходе этого регистра имеется дешифратор, который позволяет непосредственно к данной микросхеме подключить 7 сегментные индикаторы типа АЛС324Б и АЛС 324В [5 стр.165] для визуального считывания информации.

В 3м такте происходит заряд конденсатора интегратора для коррекции нулевого уровня. Это необходимо потому, что все аналоговые устройства имеют смещение нуля. (Т.е. в нашем случае сравнивают входной сигнал не с нулем, а с не значительным, но отличным от нуля уровнем. Для повышения точности измерений это нужно компенсировать). 3й такт начинается тем, что отключается ключ S₂ и включаются ключи S₄ и S₅ . При этом вход интегратора зануляется. Сигнал с компаратора через цепочку R₂ , С₂ подается непосредственно на конденсатор интегратора С₁ . В этом случае на С₁ накопится заряд, (при отсутствии смещения это был бы нулевой заряд) определяемый смещением нуля аналоговых схем. Он и будет корректировать смещение нуля при следующем цикле измерений, который после этого начнется.

Основные параметры микросхемы К572ПВ2 [1 стр.362 табл. 6.16], [2 стр.231..233].

Типовое включение микросхемы К572ПВ2, рекомендованное изготовителем, приведено на рис.2 [2 стр.244 рис.4.7], [6 стр.144]. Отличие рисунков, приведенных в указанных источниках состоит в том, что в [6 стр.144] не указан способ подачи опорного напряжения. В [2 стр.244 рис.4.7] и на рис.2 для формирования опорного напряжения применен стабилизатор тока на полевом транзисторе типа К103Ж1 [4 стр.188], но может быть применен транзистор и другого типа. Эта схема описана в [3 стр.62,63 рис.5.11]. Работа транзистора в данной схеме основана на том, что на потенциометре 4.7к образуется падение напряжения, которое приложено к затвору и «подзапирает» транзистор. Если по какой-то причине ток возрастет, возрастет и запирающее напряжение. Транзистор запрется сильнее и ток уменьшится. Если же ток уменьшится, уменьшится и запирающее напряжение. Транзистор слегка отопрется и ток возрастет. Стабилизированный таким образом ток протекает через резистор 470 Ом. Падение напряжения на этом резисторе и является опорным напряжением, приложенным к входу 13 микросхемы К572ПВ2. Потенциометр 4.7к позволяет точно отрегулировать ток и получить на резисторе 470 Ом требуемое опорное напряжение. Номиналы и допуска резисторов и конденсаторов, отмеченных на рис.2 буквами с номерами, приведены в табл.1 [2 стр.243].

Табл.1.

Назначение и номера некоторых выводов приведены в табл.2 [2 стр.230].

Табл.2.

Рекомендуется применять конденсаторы типов К71-5 или К72-9, К73-16, К73-17 [2 стр.240]. Допуск на резистор и потенциометр, номиналы которых приведены на схеме, может быть ±20%, т.к. он компенсируется регулировкой. Однако, они должны иметь хорошую временную и температурную стабильность. Указанные в табл.1 номиналы R₃ и С₅ обеспечивают тактовую частоту внутреннего генератора 50 кГц.

Для индикации результатов измерения рекомендовано использовать 7 сегментные индикаторы типа АЛС342Б (3 мл. разряда) АЛС324В (1/2 4го разряда) [5 стр.165]. Цоколевка и расположение сегментов индикаторов приведена на рис.3.

Литература

1.Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред. Якубовского С.В. М. 1985.

2.Федорков Б.Г. Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. М 1990.

3.Титце У. Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М. 1982.

mirznanii.com