Chipy ADC rodziny ICL71X6 przy obniżonym napięciu zasilania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów

 Komentarze do artykułu

Chipy ICL7106 są produkowane przez firmę Harris (Intersil). Maxim produkuje również układy scalone oznaczone jako ICL7106 i jego wariant mikro-zasilania MAX130, a także ICL7136 i jego ulepszony wariant MAX131. Wspomniany w [1] układ ICL7126 jest analogiem układu 7106 o małej mocy. Układ Harris ICL7136 jest analogiem układu 7106 o małej mocy i zastępuje układ ICL7126.

Mikroukład KR572PV5 jest produkowany przez firmę Mikron (Zelenograd); ADC KR1175PV5 jest produkowany przez oprogramowanie Sapphire. Istnieją modyfikacje mikroukładu 7106 z trybem „Hold” - są to 572PV8 (analogicznie do ICL7116), 572PV10 (wyprodukowane przez firmę Alpha lub Mikron) [1].

Mikroukłady z rodziny są całkowicie identyczne pod względem wyprowadzeń (dla obudowy DIP-40) i obwodów przełączających, ale mają pewne cechy obwodów, które prowadzą do różnic w charakterystyce (napięcie zasilania, pobór prądu, szum, stabilność). Dla wszystkich mikroukładów Maxim (oraz w ICL7136 Harris) na wykresie czasowym pojawiła się czwarta faza (patrz [11]) - korekcja zera integratora, która pozwala na szybsze odzyskiwanie ADC po przeciążeniu (overrange recovery); w mikroukładach MAX130/131 błąd (błąd przewrócenia) jest mniejszy niż jedna z najmniej znaczących cyfr. Charakterystyczną cechą mikroukładów MAX130/131/138 jest ich wewnętrzne źródło napięcia odniesienia (ION), które wykorzystuje efekt pasma wzbronionego dla krzemu (Bandgap) [9]. Daje to wyższą stabilność temperaturową przy niższym poziomie hałasu w porównaniu z ION opartym na Zenerze. Obecność takiego jonu pozwala rozszerzyć dopuszczalny zakres napięcia zasilania mikroukładów MAX13x do 4,5 .... 14 V. Mikroukład MAX138 wyróżnia się również wbudowanym falownikiem, który przekształca zewnętrzne zasilanie unipolarne w wewnętrzny dwubiegunowy.

W typowych schematach wykorzystania mikroukładów ADC tych serii wartości elementów są nieco inne. Szczegóły można znaleźć w dokumentacji producenta. W [1] na str. 222-224 przedstawiono tabele różnic parametrów tych układów oraz zalecane wartości elementów.

Przetworniki ADC (ICL7107 i jego analogi) przeznaczone do współpracy ze wskaźnikami LED nie były badane przez autora, ale należy o nich wspomnieć. W autorskiej dokumentacji dla różnych typów mikroukładów z tej rodziny rozważany jest konkretny przykład zasilania układu ICL7107 ze źródła „unipolarnego” +5 V. Warunki, w których dopuszczalny jest spadek napięcia zasilania, są następujące:

• sygnał wejściowy jest ograniczony dopuszczalnym zakresem napięć wejściowych składowej wspólnej i nie przekracza ±1,5 V;
• zastosowanie zewnętrznego źródła napięcia odniesienia (ION).

W przypadku mikroukładu ICL7107 (KR572PV2) nominalne zasilanie wynosi ±5 V z punktem środkowym podłączonym do odpowiedniego wyjścia mikroukładu - GND (pin 21). W wyniku tego połączenia napięcie zasilania części cyfrowej ADC jest stałe, niezależnie od całkowitego napięcia zasilania.

W ADC ICL7106 przy napięciu zasilania mniejszym niż 6,8 V napięcie zasilania części cyfrowej nie jest stabilizowane, ponieważ nie działa wewnętrzny regulator. Sekcje analogowe oraz regulatory napięcia układów ICL7106 i ICL7107 są takie same, co oznacza, że ​​warunki zasilania sekcji cyfrowej przetwornika ADC są jedynym powodem, dla którego producenci nie zezwalają na stosowanie układu ICL7106 przy obniżonym napięciu . Przyczyny stabilizacji zasilania dla logiki cyfrowej można doszukiwać się w niestabilności częstotliwościowej generatora RC, która nie tylko w ograniczonym stopniu wpływa na proces pomiarowy, a także w pewnych ograniczeniach napięcia zasilania wyświetlacza LCD .

Kwestię stabilności częstotliwości można rozwiązać stosując rezonator kwarcowy, a nowoczesne wyświetlacze LCD pracują normalnie przy amplitudzie napięcia na segmentach co najmniej 3 V. Nie ma więc powodu, dla którego nie należy próbować stosować ICL7106 ze zmniejszonym napięcie zasilania.

Rozważmy wariant woltomierza z przetwornikiem ADC, w którym napięcie sygnału wejściowego nie przekracza 200 mV (patrz rys. 1 w [12] - obwód miniaturowego woltomierza cyfrowego). Tylko zewnętrzne odniesienie i przełącznik zakresu odróżniają to urządzenie od konwencjonalnego multimetru. Z układem woltomierza (bez dzielnika) przetestowano ADC. Taki ADC ze wskaźnikiem ma dobrą powtarzalność i działa z dowolnym z wymienionych typów mikroukładów z rozważanej rodziny.

W układzie przetestowano 20 układów ADC siedmiu różnych typów i producentów. Wyniki testu podsumowano w tabeli.

(kliknij, aby powiększyć)

Poniżej zamieszczono kilka komentarzy do wyników pomiarów parametrów mikroczipów.

Napięcie zasilania U min odpowiada wartości, przy której wskazania wskaźnika zmieniają się o nie więcej niż jedną najmniej znaczącą cyfrę (em.m.r.).

Wartość Uref (wewnętrzna) jest przykładowym napięciem między pinem 1 zasilania a pinem 32 (COMMON), gdy napięcie zasilania jest większe niż Ucr min (analogowe), czyli przy wewnętrznych stabilizatorach mikroukładu. W tym przypadku wewnętrzny ION jest obciążony prądem zasilania zewnętrznego ION około 105 μA.

Parametr Ust min (analogowy, cyfrowy) - minimalne napięcie zasilania mikroukładu, przy którym włączane są odpowiednio wewnętrzne stabilizatory napięcia sekcji analogowej i cyfrowej ADC.

Rint min - minimalna rezystancja Rint = R9, przy której ADC zachowuje liniowość jednocześnie przy minimalnym napięciu zasilania (Upit min) i maksymalnym napięciu na wejściu ADC o dowolnej polaryzacji. Praktyczne zastosowanie podanych wartości może wyglądać następująco: dla wybranego typu przetwornika ADC można znaleźć w tabeli odpowiednią rezystancję Rint min i zwiększając ją o 20...30%, wynikową wartość wykorzystać w postaci konkretny projekt. W takim przypadku częstotliwość generatora musi wynosić co najmniej 32,768 kHz, a pojemność Sint \u6d C0,22 \u5d XNUMX μF musi mieć tolerancję nie większą niż XNUMX%.

Kolumna „Błąd” wskazuje różnicę wskazań na krańcach skali dla dodatniego i ujemnego napięcia na wejściu. Dla wszystkich typów ADC (zgodnie z danymi paszportowymi) parametr musi być mniejszy niż jedna z najmniej znaczących cyfr.

Ostatnia kolumna zawiera dane eksperymentalne dotyczące wskazań wskaźnika, gdy +UBX ADC jest podłączony do punktu +Uref (lewy zacisk rezystora R8 zgodnie ze schematem musi być podłączony do górnego zacisku R5). Ten parametr jest bardzo ważnym uogólnionym wskaźnikiem poprawności działania i jakości ADC. Zgodnie z wewnętrzną strukturą mikroukładu, aktualne odczyty ADC są wyrażone jako liczba równa 1000 Uin / Uion - Wydawałoby się, że jeśli te napięcia są równe, wskaźnik powinien zawsze dokładnie i stabilnie pokazywać 1000. Jednak nawet dokumentacja stwierdza, że ​​odczyty 1000 lub 999 są uważane za dopuszczalne.

Do stabilizacji częstotliwości wbudowanego oscylatora ADC zastosowano konwencjonalny zegarowy rezonator kwarcowy o częstotliwości 32,768 kHz. Próba podłączenia rezonatora kwarcowego do zegara zgodnie z typowym układem (do zacisków 39 i 40 ADC) zakończyła się niepowodzeniem. Niektóre kombinacje par mikroukład-kwarc nie działają nawet przy nominalnym napięciu zasilania 9 V. W wyniku eksperymentów pojawiła się niestandardowa opcja połączenia. W rzeczywistości jest to typowy generator RC, w którym zworkę między pinami 39 i 40 zastąpiono rezonatorem kwarcowym. Rezystancja zadawania częstotliwości Rgen (na rys. 1 w [12] wynosi R2 - 30 kOhm) jest znacznie mniejsza niż zalecana w dokumentacji [7, 8] - 100 kOhm dla ICL7106 lub 180 kOhm dla ICL7136. Eksperymentalnie ustalono, że taki oscylator uruchamia się i pracuje stabilnie na częstotliwości kwarcu tylko wtedy, gdy oryginalny oscylator RC (z zamkniętym kwarcem) przy dolnej granicy napięcia zasilania ma własną częstotliwość wyższą niż częstotliwość rezonatora kwarcowego. Wraz ze spadkiem napięcia zasilania mikroukładu i odpowiednim spadkiem napięcia zasilania generatora RC jego częstotliwość maleje.

Zachowanie generatora RC jest różne dla różnych typów ADC. Badany mikroukład KR572PV5 ze wskazanymi wartościami elementów pracował stabilnie przy napięciu zasilania powyżej 4,2 V: generator wyłączał się przy napięciu około 3,3...3,5 V, a przy kwarcu generator uruchamiał się nawet przy 4 V. wyłączenia generatora RC były odpowiednio w odstępach 130...3,2 i 3,5...2...2,3 kHz)!

W układzie prawie wszystkie kwarce zegarowe, którymi dysponuje autor, działały normalnie, gdy napięcie zasilania zmieniało się w zakresie 4 ... 9,5 V dla mikroukładów ADC wymienionych w tabeli.

Aby stłumić zakłócenia o częstotliwościach będących wielokrotnościami 50 Hz, częstotliwość oscylatora (Fgen) musi być taka, aby w czasie całkowania (4000 okresów T generatora zegarowego) całkowita liczba K okresów (20 ms) napięcia sieciowego mieściła się [2]. Innymi słowy, Fgen \u1d 200 / T \u200d 100 / K, kHz, tj. 67, 32,768, 200 kHz itd. Dla lepszego tłumienia zakłóceń z częstotliwością sieci wybrana wartość częstotliwości 6 kHz nie jest idealna, ale niezbyt różna od najbliższej obliczonej częstotliwości: 33,333/XNUMX = XNUMX kHz.

W dokumentacji firmowej [7, 11] oraz artykułach dotyczących stosowania ADC 1C1_71xx zaleca się stosowanie kondensatorów o niskim współczynniku absorpcji w dielektryku. Zwykle nie ma dodatkowych komentarzy; wskazane są tylko określone wartości: jeśli Sint jest kondensatorem z ceramicznym dielektrykiem, błąd liniowości konwersji jest rzędu 0,1%, a z dielektrykiem polistyrenowym i polipropylenowym odpowiednio 0,01 i 0,001%.

Kondensatory K73-17 (0,22 uF przy 63 V, wymiary 12x10x6 mm) można uznać za rozwiązanie kompromisowe przy wyborze między dokładnością a minimalnymi wymiarami konstrukcyjnymi. Dlatego wybrano kondensator integratora (na płytce stykowej iw miniwoltomierzu) typu K73-17, kondensator autokorekcji zera K73-30 (wymiary K73-30, K73-39, K73-24V są mniejsze niż w K73-17) oraz C2 -K73 -17.

Dla ADC z zasilaniem niskonapięciowym zastosowano zewnętrzne źródło napięcia odniesienia REF1004-1.2 (Burr-Broun/TI) w obudowie SOIC-8. Jego napięcie znamionowe wynosi 1,235 V, minimalny prąd pracy to 10 µA. Możesz użyć mikroukładów LM285 / LM385Z-1.2 (NSC, LT, Motorola, Telcom) w pakiecie TO-92 o napięciu nominalnym 1,235 V i minimalnym prądzie roboczym 10 μA, a także LM4041-1.2 lub AO1580 (50 μA, 1,225 V) [13].

Jako element sterujący mocą zastosowano detektor spadku napięcia KR1171SP42 w obudowie TO-92 [14]. Korzystając z orientacyjnych informacji z tabeli o minimalnym napięciu zasilania +Uup min, można wybrać detektor o pożądanym napięciu odpowiedzi dla określonego typu przetwornika ADC. Precyzyjny dobór napięcia progowego zwiększa efektywność wykorzystania baterii. W takiej konstrukcji można zastosować dowolny detektor napięcia zasilającego z wyjściem typu otwarty kolektor (otwarty dren) lub CMOS przeciwsobny (CMOS) i aktywnym niskim poziomem logicznym. Oto niektóre z typowych typów (większość w pakietach SOT-23): MCP120, MCP809(M), TCM809, TC54VN, TC12xx (Microchip), ADM809(L,M) (ADI), MC34xxx (Motorola), MAX809M (MAXIM ) itp.

Jeśli uznamy, że stabilizowany zasilacz nie jest wymagany dla sekcji cyfrowej przetwornika ADC, kolejnym, całkiem logicznym krokiem jest wyłączenie wewnętrznego regulatora poprzez założenie zworki na XP2 (patrz rys. 1 w [12]). Zwiększa to napięcie między dodatnim stykiem zasilania 1 i stykiem 37 (TEST) o około 1 V dla ICL7136 i 1,5 V dla innych typów. Założenie zworki nie ma żadnego wpływu na działanie części analogowej, co zostało zweryfikowane w układzie na testowanych układach. Podczas charakteryzacji nie użyto zworki. Może być potrzebny w przypadku „niesprawnego” rezonatora kwarcowego, gdy wewnętrzny oscylator nie uruchamia się dobrze lub ze wskaźnikiem wymagającym dużego napięcia zasilania.

Tak więc, jeśli w projekcie amatorskim lub przemysłowym konieczne jest zastosowanie mikroukładu z rodziny ICL71x6 o napięciu zasilania 5 ... 6 V, to biorąc pod uwagę margines napięcia zasilania, można użyć ADC bez konwerterów polaryzacji.

literatura

1. Układy scalone: ​​mikroukłady do przetwarzania analogowo-cyfrowego i multimedia. Wydanie. 1. - M.: DODEKA, 1996.
2. Biryukov S. Zastosowanie ADC KR572PV5. - Radio, 1998, nr 8, s. 62-65.
3. Biryukov S. Miernik cyfrowy RCL. - Radio, 1996, nr 3, s. 38-41; nr 7, s. 62; 1997, nr 7, s. 32.
4. Cyfrowy termometr Tsibin V. - Radio, 1996, nr 10, s. 40; 1997, nr 4, s. 56; 1998, nr 1, s. 50.
5. Sektor podzespołów elektronicznych. Rosja - 2000. - M.: DODEKA, 2000.
6. Specjalistyczne mikroukłady do multimetrów cyfrowych. - Komponenty i technologie, 2001, nr 2, s. 26.
7. Harris Semiconductor. ICL7106, ICL7107 — 3,5-cyfrowy przetwornik A/C z wyświetlaczem LCD/LED. Numer pliku 3082. Harris Corporation, 1993.
8. Harris Semiconductor. ICL7136, ICL7137 — 3,5-cyfrowy wyświetlacz LCD/LED o niskim poborze mocy Przetwornik A/C z funkcją przywracania po przekroczeniu normy. Numer pliku 3086. Harris Corporation, 1993.
9. MAX130/MAX131 — 3.5-cyfrowe przetworniki A/D z odniesieniem pasma wzbronionego. - Pełny katalog danych Maxim CD. Wydanie 2000, wersja 4.0\products\pdf1\1288.pdf.
10. MAX138/MAX139/MAX14031/2-DigitADC ze sterownikami referencyjnymi, pompą ładowania i bezpośrednimi diodami LED — pełny katalog danych Maxim CD. Wydanie 2000, wersja 4.0\products\pdfl\1292.pdf
11. ICL7129A / MAX7129-4.5-cyfrowy jednoukładowy przetwornik A/D ze sterownikiem LCD. - Pełny katalog danych Maxim CD. Wydanie 2000, wersja 4.0\products\pdf 1\1495.pdf.
12. Fedorov O. Cyfrowy miniwoltomierz z wyświetlaczem LCD. - Radio, 2002, nr 11, s. 24-26.
13. Podręcznik projektantów urządzeń analogowych CD, wydanie 2001, Rev. E1 - Bnalog.com.
14. Układy scalone: ​​Mikroukłady do zasilaczy liniowych i ich zastosowanie. - M.: DODEKA, 1998.

Autor: O. Fiodorow, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Projektant radioamatorów.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt 06.05.2024

Dźwięki, które otaczają nas we współczesnych miastach, stają się coraz bardziej przeszywające. Jednak niewiele osób myśli o tym, jak ten hałas wpływa na świat zwierząt, zwłaszcza na tak delikatne stworzenia, jak pisklęta, które nie wykluły się jeszcze z jaj. Najnowsze badania rzucają światło na tę kwestię, wskazując na poważne konsekwencje dla ich rozwoju i przetrwania. Naukowcy odkryli, że narażenie piskląt zebry rombowatej na hałas uliczny może spowodować poważne zakłócenia w ich rozwoju. Eksperymenty wykazały, że zanieczyszczenie hałasem może znacznie opóźnić wykluwanie się piskląt, a pisklęta, które się wykluwają, borykają się z szeregiem problemów zdrowotnych. Naukowcy odkryli również, że negatywne skutki zanieczyszczenia hałasem rozciągają się na dorosłe ptaki. Zmniejszone szanse na rozrodczość i zmniejszona płodność wskazują na długoterminowe skutki, jakie hałas drogowy wywiera na dziką przyrodę. Wyniki badania podkreślają taką potrzebę ... >>

Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

W świecie nowoczesnych technologii audio producenci dążą nie tylko do nienagannej jakości dźwięku, ale także do łączenia funkcjonalności z estetyką. Jednym z najnowszych innowacyjnych kroków w tym kierunku jest nowy bezprzewodowy system głośników Samsung Music Frame HW-LS60D, zaprezentowany podczas wydarzenia World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D to coś więcej niż tylko system głośników, to sztuka dźwięku w stylu ramki. Połączenie 6-głośnikowego systemu z obsługą Dolby Atmos i stylowej konstrukcji ramki na zdjęcia sprawia, że ​​produkt ten będzie idealnym dodatkiem do każdego wnętrza. Nowa ramka Samsung Music Frame jest wyposażona w zaawansowane technologie, w tym Adaptive Audio zapewniający wyraźne dialogi na każdym poziomie głośności oraz automatyczną optymalizację pomieszczenia w celu uzyskania bogatej reprodukcji dźwięku. Dzięki obsłudze połączeń Spotify, Tidal Hi-Fi i Bluetooth 5.2, a także integracji inteligentnego asystenta, ten głośnik jest gotowy, aby zaspokoić Twoje ... >>

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Nowa platforma elektroniczna GM 22.05.2019 General Motors (GM) zaprezentował całkowicie nową platformę elektroniczną, na której będzie budowana kolejna generacja pojazdów. Platforma łączy w sobie aktywne bezpieczeństwo, funkcje informacyjno-rozrywkowe i komunikacyjne, a także rozwój systemu wspomagania kierowcy Super Cruise. Zdaniem producenta rozwój motoryzacji i pojazdów w ciągu najbliższych 5-10 lat będzie wymagał znacznego zwiększenia pojemności pokładowych systemów cyfrowych w związku z przejściem na napęd elektryczny i rozszerzeniem funkcjonalności, które pomagają kierowcy i chroni go oraz pasażerów. Nowa platforma elektroniczna GM wejdzie do produkcji jeszcze w tym roku. Powinien zostać wprowadzony do większości pojazdów w globalnej ofercie GM do 2023 roku. Pierwszym modelem na nowej platformie będzie sedan Cadillac CT5 2020. Pod względem wydajności nowa platforma jest pięć razy szybsza niż jej poprzedniczka, mogąc przetwarzać do 4,5 TB danych na godzinę. Nowa architektura umożliwia również szybszą komunikację w samym pojeździe oraz ze źródłami zewnętrznymi za pomocą połączeń Ethernet 100Mbps, 1Gbps i 10Gbps. Producent zauważa również ulepszone aktualizacje oprogramowania bezprzewodowo, co pozwala na instalowanie aktualizacji przez cały okres eksploatacji samochodu.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ teleobiektyw do telefonu

▪ Twitter w bibliotece

▪ Kostki lodu kontrolują picie alkoholu

▪ Samochody Forda nauczą się śledzić bezpłatne parkingi

▪ Nowe procesory mobilne Intel

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrokontrolery. Wybór artykułów

▪ Artykuł Guliwera. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Gdzie i kiedy można było dostać posadę pustelnika w majątku arystokraty? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Udzielanie pierwszej pomocy przy złamaniach. Opieka zdrowotna

▪ artykuł Jak wygląda dźwięk. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Odbiornik VHF FM na chipie KXA058. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024