數字電壓表電路圖ICL7107
發布者：正涵電氣 發布時間：2024-03-15 17:31:08 點擊次數：
關閉ICL7107 安裝電壓表頭時的一些要點：按照測量＝±199.9mV 來說明。
1.辨認引腳：芯片的第一腳，是正放芯片，面對型號字符，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。
許多廠家會在第一腳旁邊打上一個小圓點作為標記。
知道了第一腳之后，按照反時針方向去走，依次是第 2 至第 40 引腳。（1 腳與 40 腳遙遙相對）。
2.牢記關鍵點的電壓：芯片第一腳是供電，正確電壓是 DC5V 。第 36 腳是基準電壓，正確數值是 100mV，第 26 引腳是負電源引腳，正確電壓數值是負的，在 －3V 至 －5V 都認為正常，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號輸入引腳，可以輸入 ±199.9mV 的電壓。在一開始，可以把它接地，造成“0”信號輸入，以方便測試。
3.注意芯片 27,28,29 引腳的元件數值，它們是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容網絡，這三個元件屬于芯片工作的積分網絡，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。
4.注意接地引腳：芯片的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號地是 30 腳，基準地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個引腳都接地，在一些有特殊要求的應用中（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用。
5.負電壓產生電路：負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電源，通常采用簡單方法，利用一個 +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，一個電感來進行信號放大，把芯片 38 腳的振蕩信號串接一個 20K －56K 的電阻連接到三極管“B”極，在三極管“C”極串接一個電阻（為了保護）和一個電感（提高交流放大倍數），在正常工作時，三極管的“C”極電壓為 2.4V － 2.8V 為最好。這樣，在三極管的“C”極有放大的交流信號，把這個信號通過 2 只 4u7 電容和 2 支 1N4148 二極管，構成倍壓整流電路，可以得到負電壓供給 ICL7107 的 26 腳使用。這個電壓，最好是在 －3.2V 到 －4.2V 之間。
6.如果上面的所有連接和電壓數值都是正常的，也沒有“短路”或者“開路”故障，那么，電路就應該可以正常工作了。利用一個電位器和指針萬用表的電阻 X1 檔，我們可以分別調整出 50mV,100mV,190 mV 三種電壓來，把它們依次輸入到 ICL7107 的第 31 腳，數碼管應該對應分別顯示 50.0,100.0,190.0 的數值，允許有 2 －3 個字的誤差。如果差別太大，可以微調一下 36 腳的電壓。
7.比例讀數：把 31 腳與 36 腳短路，就是把基準電壓作為信號輸入到芯片的信號端，這時候，數碼管顯示的數值最好是 100.0 ，通常在 99.7 － 100.3 之間，越接近 100.0 越好。這個測試是看看芯片的比例讀數轉換情況，與基準電壓具體是多少 mV 無關，也無法在外部進行調整這個讀數。如果差的太多，就需要更換芯片了。
8.ICL7107 也經常使用在 ±1.999V 量程，這時候，芯片 27,28,29 引腳的元件數值，更換為 0.22uF,470K,0.047uF 阻容網絡，并且把 36 腳基準調整到 1.000V 就可以使用在±1.999V 量程了。
9.這種數字電壓表頭，被廣泛應用在許多測量場合，它是進行模擬－數字轉換的最基本，最簡單而又最低價位的一個方法，是作為數字化測量的一種最基本的技能。
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ICL7107是一塊應用非常廣泛的集成電路。它包含3 1/2位數字A/D轉換器，可直接驅動LED數碼管，內部設有參考電壓、獨立模擬開關、邏輯控制、顯示驅動、自動調零功能等。這里我們介紹一種她的典型應用電路--數字電壓表的制作。其電路如附圖。
制作時，數字顯示用的數碼管為共陽型，2K可調電阻最好選用多圈電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，其它器件選用正品即可。該電路稍加改造，還可演變出很多電路，如數顯電流表、數顯溫度計等.
數字電壓表的幾種常用的應用電路
數字電壓表(數字面板表)是當前電子、電工、儀器、儀表和測量領域大量使用的一種基本測量工具有關數字電壓表的書籍和應用已經非常普及了。這里展示的一份由 ICL7106 A/D 轉換電路組成的數字電壓表(數字面板表)電路，就是一款最通用和最基本的電路。
與 ICL7106 相似的是 ICL7107 ，前者使用 LCD 液晶顯示，后者則是驅動 LED 數碼管作為顯示，除此之外，兩者的應用基本是相通的。
電路圖中，僅僅使用一只 DC9V 電池，數字電壓表就可以正常使用了。按照圖示的元器件數值，該表頭量程范圍是±200.0mV。當需要測量 ±200mV 的電壓時，信號從 V-IN 端輸入，當需要測量 ±200mA 的電流時，信號從 A-IN 端輸入，不需要加接任何轉換開關，就可以得到兩種測量內容。
也有許多場合，希望數字電壓表(數字面板表)的量程大一些，那么，只需要更改 2 只元器件的數值，就可以實現量程為 ±2.000V 了。更改的元器件具體位置和數值見下圖的 28 和 29 兩只引腳：
在有了一只數字電壓表(數字面板表)之后，按照下面的圖示，給它配置一組分流電阻，就可以實現多量程數字電流表，分檔從 ±200uA 到 ±20A 。但是要注意：在使用 20A 大電流檔的時候，不能再有開關來切換量程，應該專門配置一只測量插孔，以防燒毀切換開關。
與多量程電流表對應的是經常需要使用多量程電壓表，按照下圖配置一組分壓電阻，就可以得到量程從 ±200.0mV 至 ±1000V 的多量程電壓表。
測量電阻與測量電流或者電壓一樣重要，俗稱“三用表”，利用數字電壓表做成的多量程電阻表，采用的是“比例法”測量，因此，它比起指針萬用表的電阻測量來具有非常準確的精度，而且耗電很小，下圖示中所配置的一組電阻就叫“基準電阻”，就是通過切換各個接點得到不同的基準電阻值，再由 Vref 電壓與被測電阻上得到的 Vin 電壓進行“比例讀數”，當 Vref ＝ Vin 時，顯示就是 Vin/Vref*1000=1000 ，按照需要點亮屏幕上的小數點，就可以直接讀出被測電阻的阻值來了。
在產品數字萬用表中，為了節省成本和簡化電路，測量電流的分流電阻和測量電壓的分壓電阻以及測量電阻的基準電阻往往就是同一組電阻。這里不討論數字萬用表的電路，僅僅是幫助讀者在單獨需要使用某種功能時，可以有一定的參考作用。
下圖是一個最簡單的 10 倍放大電路，運算放大器使用的是精度比較高的 OP07 ，利用它，可以把 0～200mV 的電壓放大到 0～2.000V。在使用的數字電壓表量程為 2.000V 時，（例如 ICL7135 組成的 41/2 數字電壓表，基本量程就是 2.000V。）特別有用。
如果把它應用在基本量程為 ±200.0mV 的數字電壓表上，就相當于把分辨力提高了 10 倍，在一些測量領域中，傳感器的信號往往覺得太小了，這時，可以考慮在數字電壓表前面加上這種放大器來提高分辨力。
在電流或者電壓的測量中，經常遇見測量的并不是直流而是交流，這時候，絕對不可以把交流信號直接輸入到數字電壓表去，必須先把被測的交流信號變成直流信號后，才可以送入數字電壓表進行測量。下圖就是一個把交流信號轉換成為直流信號的參考電路。（說明：更好的交流轉換成為直流的電路是一種“真有效值”轉換電路，但是由于其專用芯片價格昂貴，多應用在一些高檔場合。）
本電路中，輸入的是 0～200.0mV 的交流信號，輸出的是 0～200.0mV 的直流信號，從信號幅度來看，并不要求電路進行任何放大，但是，正是電路本身具有的放大作用，才保證了其幾乎沒有損失地進行 AC － DC 的信號轉換。因此，這里使用的是低功耗的高阻輸入運算放大器，其不靈敏區僅僅只有 2mV 左右，在普通數字萬用表中大量使用，電路大同小異。
在溫度測量和其他物理及化學量的測量中，經常會出現“零點”的時候信號不是零的情況，這時候，下面的“電橋輸入”電路就被優先采用了。可以根據被測信號的特點，用傳感器替換電橋回路中的某一個電阻元件。數字電壓表的兩個輸入端也不再有接地點，作為一種典型的“差分”輸入來使用了。
電橋輸入電路的變種還可以延伸到下面的電路，這是一個把 4～20mA 電流轉換為數字顯示的電路。它的零點就是 4mA 而不是 0mA 。當輸入零點電流為 4 mA 的時候，利用 IN- 上面建立起來的電壓，抵消掉 IN+ 由于 4mA 出現的無用信號，使得數字電壓表差分輸入＝0,就實現了 4mA 輸入時顯示為 0 的要求。隨著信號的繼續增大，例如到了 20mA ，對數字電壓表來說，相當于差分輸入電流為 20-4=16mA ，這個 16mA 在 62.5R 電阻上的壓降，就是數字電壓表的最大輸入信號。這時候，把數字電壓表的基準電壓調整到與 16*62.5＝1000mV 相等，顯示就是 1000 個字！
應用提示：
1.數字電壓表(數字面板表)的具體應用電路是何止千萬的，只要掌握了一些最基本的應用，就可以舉一反三地越來越熟練，熟就能生巧，就能按照您的構思去得心應手地用好它！
2.盡管數字電壓表的輸入阻抗可以達到 1000 兆歐姆，但是，這個阻抗僅僅是對輸入信號而言的，與通常電力系統泛稱的“絕緣電阻”有著天壤之別！因此，千萬不能把高于芯片供電電壓的任何電壓輸入到電路中！以免造成損失或者危險！
3.數字電壓表(數字面板表)屬于一種測量工具，其本身的好壞直接影響到測量結果，因此，上面所有例子中，其使用的電阻要求精度均不能低于 1% ，在分流、分壓和標準電阻鏈中，最好能夠使用 0.5% 或者 0.1% 精度的電阻。電路中使用的電容器也要求使用一種俗稱為 CBB 的電容，除各別地方之外，一般是不能使用瓷介電容的。
4.不要在電路本身沒有送上工作電源的時候就加上信號，這很容易損壞芯片。斷掉工作電源前也必須先把信號撤掉。
5.數字電壓表(數字面板表)的使用和擴展應用，還必須很好閱讀產品供貨商提供的說明書，千萬不要急于送電使用它。
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