Аналого-цифровые преобразователи ВТ7106 и ВТ7107

Микросхемы ВТ7106 и ВТ7107 представляют собой высококачественные 3,5-разрядные аналого-цифровые преобразователи с малым энергопотреблением и прямым выходом на индикатор. Все активные компоненты, необходимые для работы преобразователя, содержатся в кристалле КМОП-микросхемы. В нее включены: блок аналого-цифрового преобразования напряжение — код; дешифратор семисегментных индикаторов; интерфейсная схема, управляющая индикатором (только для ВТ7106); источник опорного напряжения и тактовый генератор. ВТ7106 предназначена для работы с жидкокристаллическим индикатором, а ВТ7107 — со светодиодным. Микросхема сочетает в себе высокую точность и экономичность. Величина ухода нуля не превышает 100 мкВ для диапазона 2 В и 10 мкВ для диапазона 200 мВ, величина входного тока — 10 дА, ошибка счета — одну единицу младшего разряда. Встроенная система корректировки нуля устраняет его смещение без использования внешней системы установки. Микросхемы размещаются в 40-выводных корпусах типа ДИП, их цоколевка приведена на рис.1. Функциональное назначение выводов приведено в табл.1, предельные режимы эксплуатации (при температуре 25°С) — в табл.2, электрические параметры схемы (при напряжении питания 10В, температуре 25°С, частоте тактовых импульсов 48 кГц, если не оговорено иное) — в табл.3.

Особенности микросхем:

нулевые показания индикатора при нулевом входном напряжении;
правильное определение полярности входного сигнала при очень малом, в пределах точности измерений, входном сигнале;
малый уровень входного шума;
небольшая мощность (6 мВт), потребляемая микросхемой от источника питания (без учета энергии, расходуемой ЖКИ или светодиодным индикатором);
высокоомный дифференициальный КМОП-вход (входное сопротивление — порядка 1012 Ом);
прямой выход на ЖКИ-индикатор для ВТ7106 и на светодиодный индикатор для ВТ7107;
отсутствие дополнительных активных компонентов;
высокая линейность преобразования (ошибка — менее единицы младшего разряда);
наличие внутреннего источника опорного напряжения с малым температурным дрейфом;
возможные применения: щитовые цифровые измерительные приборы, цифровые мультиметры, термометры, измерители емкости, РН-метры, фотометры и т.п.

Рис. 1
Корпус микросхем типа ДИП

Таблица 1

Номер вывода	Обозначение вывода	Описание вывода
1	V⁺	Положительный вывод источника питания
2	D1	Вывод управления секцией D индикатора единиц
3	С1	Вывод управления секцией С индикатора единиц
4	В1	Вывод управления секцией В индикатора единиц
5	А1	Вывод управления секцией А индикатора единиц
6	F1	Вывод управления секцией F индикатора единиц
7	G1	Вывод управления секцией G индикатора единиц
8	Е1	Вывод управления секцией Е индикатора единиц
9	D2	Вывод управления секцией 0 индикатора десятков
10	С2	Вывод управления секцией С индикатора десятков
11	В2	Вывод управления секцией В индикатора десятков
12	А2	Вывод управления секцией А индикатора десятков
13	F2	Вывод управления секцией F индикатора десятков
14	Е2	Вывод управления секцией Е индикатора десятков
15	D3	Вывод управления секцией D индикатора сотен
16	ВЗ	Вывод управления секцией В индикатора сотен
17	F3	Вывод управления секцией F индикатора сотен
18	ЕЗ	Вывод управления секцией Е индикатора сотен
19	АВ4	Вывод управления обеими половинами индикатора 1 тысячи
20	POL	Вывод управления знаком минус индикатора
21	ВР GND	Общий вывод индикатора ЖКИ (для ВТ7106) Общий провод ("земля") цифровой части (для ВТ7107)
22	G3	Вывод управления секцией G индикатора сотен
23	A3	Вывод управления секцией А индикатора сотен
24	СЗ	Вывод управления секцией С индикатора сотен
25	G2	Вывод управления секцией G индикатора десятков
26	V^-	Отрицательнй вывод источника питания
27	V_INT	Выход интегратора
28	V_BUF	Вывод подключения интегрирующего резистора
29	C_AZ	Вывод подключения конденсатора автоматической установки нуля
30	V^-_N	Аналоговый вход низкого уровня
31	V⁺_N	Аналоговый вход высокого уровня
32	АС	Аналоговая "земля"
33	C^-_REF	Вывод подключения конденсатора опорного напряжения
34	C⁺_REF	Вывод подключения конденсатора опорного напряжения
35	V^-_REF	Вывод подключения внешнего опорного напряжения
36	V⁺_REF	Вывод подключения внешнего опорного напряжения
37	TEST	Контрольный выход
38	OSC3	Вывод подключения конденсатора генератора тактовых импульсов
39	OSC2	Вывод подключения резистора генератора тактовых импульсов
40	OSC1	Общая точка соединения резистора и конденсатора генератора тактовых импульсов

Таблица 2

Наименование параметра, единица измерения	Обозначение	Параметр
Напряжение питания от V^-доV⁺,В	V_MAX	15
Входное аналоговое напряжение, В	V_{ВХ MAX}	от V^-доV⁺
Опорное входное напряжение, В	V_{ОП MAX}	от V^-доV⁺
Амплитуда тактовых импульсов, В	V_{А MAX}	от GND доV⁺
Рассеиваемая мощность, Вт	N_MAX	0,8
Рабочая температура кристалла, °С	T_OPR	0...70
Температура хранения, °С	T_STG	-55...+150

Таблица 3

Наименование параметра, единица измерения	Обозначение	Норма			Режим измерения
Наименование параметра, единица измерения	Обозначение	Мин	Тип	Макс	Режим измерения
Напряжение питания (ВТ7106), В	V_ПИТ	7	10	12	—
Напряжение обоих источников питания (ВТ7 107), В	V_ПИТ	3,5	5	6	—
Ток, потребляемый от источника питания (исключая ток светодиодов для ВТ7107), мА	I_DD	—	0,6	1,0	V_N=0
Входной ток утечки, пА	I_LEAK		1	10	V_N=0
Напряжение управления сегментом АВ4 (ВТ7106), В	V_LCDS	4	5	6	—
Ток управления сегментом (кроме АВ4, ВТ7107), мА	I_LED	5	7	—	Напряж. на сегменте 3В
Ток управления сегментом АВ4 (ВТ7107), мА	I_LED1	10	15	—	Напряж. на сегменте 3В
Напряжение аналоговой "земли" (по отношению к выводу положит. источника питания), В	V_ANACOM	2,7	3,0	3,3	25 кОм между землей и положительным выводом источника питания
Уровень шумов (от пика до пика), мкВ	V_N	—	15	—	При V_N=0 на диапазоне 200 мВ
Показания счетчика при нулевом входном напряжении		-000,0	±000,0	+000,0	При V_N=0 на диапазоне 200 мВ
Относительные показания счетчика		999	999/1000	1000	При V_N=V_REF=100мВ
Линейность преобразования (максимальное отклонение от идеальной прямой линии), число единиц младшего разряда		-1	±0,2	+1	На диапазоне 200мВ или 2В
Дрейф нуля мкВ/ ^°С		—	0,2	1	V_N=0,T_OPR=0...70 ^°C
Ошибка разбалансировки, число единиц младшего разряда		-1	±0,2	+1	V^-_N=V⁺_N=200 мВ
Нелинейность коэффициента преобразования, мкВ/В	C_MRR	—	50	200	V_CM=±1 В, V_N=0 В, диапазон 200 мВ

Рис. 2
Схема включения БИС BT7106

Рис. 2
Схема включения БИС BT7107

Микросхема ВТ7106 питается от одного источника напряжением 9... 10 В, положительный полюс которого подключается к выводу 1, отрицательный — к выводу 26. Для питания ВТ7107 необходимы два источника по 5 В. Общей точкой обоих источников является вывод 21, +5 В подается на вывод 1, -5 В — на вывод 26. Схема включения БИС ВТ7106 приведена на рис.2, а ВТ7107 — на рис.3.

Микросхемы работают следующим образом (рис.4). Измеряемое напряжение подается на интегрирующий конденсатор C_INT в течение фиксированного интервала времени, определяемого тактовым генератором. Накопленный конденсатором заряд будет пропорционален входному напряжению при условии постоянства тактовой частоты и входного тока.

Рис. 4
Принцип работы микросхем

Затем этот конденсатор разряжается до нуля опорным сигналом с полярностью, противоположной входному. Интервал времени, необходимый для разряда интегрирующего конденсатора, измеряется счетчиком счетных импульсов, для того чтобы вывести результат на дисплей. Он пропорционален средней величине входного сигнала в течение времени интегрирования.