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(rèn)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(biāo)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(guān)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(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(shù)值，它們是 0.22uF,47K,0.47uF 阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個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。

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(zhǔn)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(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。

5.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 +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(jìn)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(hù)）和一個電感（提高交流放大倍數(shù)），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(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(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 50.0,100.0,190.0 的數(shù)值，允許有 2 －3 個字的誤差。如果差別太大，可以微調(diào)一下 36 腳的電壓。

7.比例讀數(shù)：把 31 腳與 36 腳短路，就是把基準(zhǔn)電壓作為信號輸入到芯片的信號端，這時候，數(shù)碼管顯示的數(shù)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(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)整這個讀數(shù)。如果差的太多，就需要更換芯片了。

8.ICL7107 也經(jīng)常使用在 ±1.999V 量程，這時候，芯片 27,28,29 引腳的元件數(shù)值，更換為 0.22uF,470K,0.047uF 阻容網(wǎng)絡(luò)，并且把 36 腳基準(zhǔn)調(diào)整到 1.000V 就可以使用在±1.999V 量程了。

9.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，最簡單而又最低價位的一個方法，是作為數(shù)字化測量的一種最基本的技能。

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ICL7107是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電路。它包含3 1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動LED數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動、自動調(diào)零功能等。這里我們介紹一種她的典型應(yīng)用電路--數(shù)字電壓表的制作。其電路如附圖。 
制作時，數(shù)字顯示用的數(shù)碼管為共陽型，2K可調(diào)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(shù)顯電流表、數(shù)顯溫度計等.



數(shù)字電壓表的幾種常用的應(yīng)用電路

數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)是當(dāng)前電子、電工、儀器、儀表和測量領(lǐng)域大量使用的一種基本測量工具有關(guān)數(shù)字電壓表的書籍和應(yīng)用已經(jīng)非常普及了。這里展示的一份由 ICL7106 A/D 轉(zhuǎn)換電路組成的數(shù)字電壓表(數(shù)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(qū)動 LED 數(shù)碼管作為顯示，除此之外，兩者的應(yīng)用基本是相通的。

電路圖中，僅僅使用一只 DC9V 電池，數(shù)字電壓表就可以正常使用了。按照圖示的元器件數(shù)值，該表頭量程范圍是±200.0mV。當(dāng)需要測量 ±200mV 的電壓時，信號從 V-IN 端輸入，當(dāng)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(zhuǎn)換開關(guān)，就可以得到兩種測量內(nèi)容。



也有許多場合，希望數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)的量程大一些，那么，只需要更改 2 只元器件的數(shù)值，就可以實現(xiàn)量程為 ±2.000V 了。更改的元器件具體位置和數(shù)值見下圖的 28 和 29 兩只引腳：

 



在有了一只數(shù)字電壓表(數(shù)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(xiàn)多量程數(shù)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(guān)來切換量程，應(yīng)該專門配置一只測量插孔，以防燒毀切換開關(guān)。

 



與多量程電流表對應(yīng)的是經(jīng)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(shù)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(zhǔn)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(zhǔn)電阻”，就是通過切換各個接點得到不同的基準(zhǔn)電阻值，再由 Vref 電壓與被測電阻上得到的 Vin 電壓進(jìn)行“比例讀數(shù)”，當(dāng) Vref ＝ Vin 時，顯示就是 Vin/Vref*1000=1000 ，按照需要點亮屏幕上的小數(shù)點，就可以直接讀出被測電阻的阻值來了。

在產(chǎn)品數(shù)字萬用表中，為了節(jié)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(zhǔn)電阻往往就是同一組電阻。這里不討論數(shù)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(yùn)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(shù)字電壓表量程為 2.000V 時，（例如 ICL7135 組成的 41/2 數(shù)字電壓表，基本量程就是 2.000V。）特別有用。

如果把它應(yīng)用在基本量程為 ±200.0mV 的數(shù)字電壓表上，就相當(dāng)于把分辨力提高了 10 倍，在一些測量領(lǐng)域中，傳感器的信號往往覺得太小了，這時，可以考慮在數(shù)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(jīng)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(shù)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(shù)字電壓表進(jìn)行測量。下圖就是一個把交流信號轉(zhuǎn)換成為直流信號的參考電路。（說明：更好的交流轉(zhuǎn)換成為直流的電路是一種“真有效值”轉(zhuǎn)換電路，但是由于其專用芯片價格昂貴，多應(yīng)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(jìn)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(jìn)行 AC － DC 的信號轉(zhuǎn)換。因此，這里使用的是低功耗的高阻輸入運(yùn)算放大器，其不靈敏區(qū)僅僅只有 2mV 左右，在普通數(shù)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(xué)量的測量中，經(jīng)常會出現(xiàn)“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(yōu)先采用了?？梢愿鶕?jù)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(shù)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(zhuǎn)換為數(shù)字顯示的電路。它的零點就是 4mA 而不是 0mA 。當(dāng)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(xiàn)的無用信號，使得數(shù)字電壓表差分輸入＝0,就實現(xiàn)了 4mA 輸入時顯示為 0 的要求。隨著信號的繼續(xù)增大，例如到了 20mA ，對數(shù)字電壓表來說，相當(dāng)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(shù)字電壓表的最大輸入信號。這時候，把數(shù)字電壓表的基準(zhǔn)電壓調(diào)整到與 16*62.5＝1000mV 相等，顯示就是 1000 個字！

 



應(yīng)用提示：

1.數(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)的具體應(yīng)用電路是何止千萬的，只要掌握了一些最基本的應(yīng)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(gòu)思去得心應(yīng)手地用好它！

2.盡管數(shù)字電壓表的輸入阻抗可以達(dá)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(tǒng)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(shù)字電壓表(數(shù)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(jié)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)字電壓表(數(shù)字面板表)的使用和擴(kuò)展應(yīng)用，還必須很好閱讀產(chǎn)品供貨商提供的說明書，千萬不要急于送電使用它。