探索ICL7116/ICL7117：3? 位帶顯示保持功能的ADC

在電子工程師的日常設(shè)計中，模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。今天我們來深入了解一下Maxim公司的ICL7116和ICL7117這兩款3? 位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），它們在數(shù)字面板儀表等應(yīng)用中有著廣泛的用途。

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一、產(chǎn)品概述

ICL7116和ICL7117是3? 位的單片模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與ICL7106和ICL7107類似，但增加了一個保持（Hold）引腳。這個引腳使得用戶可以“凍結(jié)”讀數(shù)，方便在需要的時候記錄數(shù)據(jù)。ICL7116可直接驅(qū)動LCD顯示屏，而ICL7117則用于驅(qū)動LED顯示屏。

這兩款轉(zhuǎn)換器具有高輸入阻抗的特點，采用雙斜率轉(zhuǎn)換技術(shù)，能夠自動抑制工業(yè)環(huán)境中常見的干擾信號。同時，它們還具備真正的差分輸入，在進(jìn)行比率測量（如歐姆或橋式傳感器測量）時非常有用。此外，Maxim為ICL7116和ICL7117增加了零積分器相位，消除了超量程殘留和滯后效應(yīng)，并且通過降低翻轉(zhuǎn)誤差和零讀數(shù)漂移，實現(xiàn)了高精度測量。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

ICL7116和ICL7117可用于各種數(shù)字面板儀表應(yīng)用，主要涉及模擬數(shù)據(jù)的測量和顯示，包括但不限于以下方面：

1. 壓力測量：在工業(yè)自動化中，準(zhǔn)確測量壓力是至關(guān)重要的。
2. 電壓測量：無論是電子設(shè)備的電源電壓監(jiān)測，還是電路中的信號電壓測量，都能發(fā)揮作用。
3. 電阻測量：對于電阻元件的檢測和評估。
4. 溫度測量：在環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
5. 電導(dǎo)測量：在化學(xué)分析、水質(zhì)監(jiān)測等方面有重要意義。
6. 電流測量：對電路中的電流進(jìn)行實時監(jiān)測。
7. 速度測量：在機(jī)械運(yùn)動控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。
8. 材料厚度測量：在制造業(yè)中用于質(zhì)量控制。

三、典型工作電路

文檔中給出了ICL7116和ICL7117的典型工作電路圖，以200mV參考電壓為例。電路中包含了模擬輸入、顯示驅(qū)動等部分，通過合理的元件配置，實現(xiàn)了信號的轉(zhuǎn)換和顯示。在實際設(shè)計中，工程師可以根據(jù)具體需求對電路進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

四、產(chǎn)品特性

1. 改進(jìn)的第二貨源：為設(shè)計提供了更多的選擇和保障。
2. 保持引腳：允許無限期顯示保持，方便用戶記錄數(shù)據(jù)。
3. 板載顯示驅(qū)動能力：無需外部電路，可直接驅(qū)動LCD（ICL7116）或LED（ICL7117）顯示屏。
4. 高阻抗CMOS差分輸入：具有低噪聲（<15μVp-p），無滯后或超量程殘留現(xiàn)象。
5. 片上時鐘和參考：簡化了電路設(shè)計。
6. 零輸入零讀數(shù)：確保測量的準(zhǔn)確性。
7. 真極性指示：適用于精密零位應(yīng)用。

五、引腳配置

文檔詳細(xì)給出了ICL7116和ICL7117的引腳配置圖，包括各個引腳的功能和位置。工程師在進(jìn)行電路設(shè)計時，需要根據(jù)引腳配置來正確連接元件，確保芯片的正常工作。

六、電氣特性

1. 絕對最大額定值

• 電源電壓：ICL7116的V+到V-最大為15V；ICL7117的V+到GND最大為+6V，V-到GND最大為 -9V。
• 模擬輸入電壓：在輸入電流限制在100μA的情況下，輸入電壓可超過電源電壓。
• 參考輸入電壓：范圍為V+到V-。
• 時鐘輸入：ICL7116的測試引腳到V+，ICL7117的GND到V+。

2. 功率耗散

不同封裝的功率耗散有所不同，陶瓷封裝為1000mW，CERDIP封裝和塑料封裝為800mW。

3. 工作和存儲溫度范圍

工作溫度范圍為0°C到 +70°C，存儲溫度范圍為 -65°C到 +160°C，引腳焊接溫度（60s）為 +300°C。

4. 電氣參數(shù)

包括零輸入讀數(shù)、比率讀數(shù)、翻轉(zhuǎn)誤差、線性度、共模抑制比、噪聲、輸入泄漏電流、零讀數(shù)漂移、比例因子溫度系數(shù)、電源電流等參數(shù)。這些參數(shù)在不同的溫度條件下有著不同的表現(xiàn)，工程師在設(shè)計時需要根據(jù)實際應(yīng)用場景進(jìn)行考慮。

七、Maxim優(yōu)勢

1. 保證過載恢復(fù)時間：在輸入信號超出量程后，能夠快速恢復(fù)正常測量。
2. 顯著改善的ESD保護(hù)：所有引腳能夠承受超過2000V的靜電放電（ESD）水平。
3. 低噪聲：確保測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
4. 關(guān)鍵參數(shù)在溫度范圍內(nèi)有保證：在不同的溫度環(huán)境下，依然能夠保持良好的性能。
5. 可忽略的滯后效應(yīng)：提高了測量的精度。
6. Maxim的質(zhì)量和可靠性：為產(chǎn)品的長期穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。
7. 增加輸入電流的最大額定值：輸入電壓在輸入電流限制在±1mA的情況下可超過電源電壓。

八、詳細(xì)描述

1. 保持輸入

Hold輸入是一個數(shù)字輸入，其邏輯閾值大約在V+和測試（ICL7116）或V+和地（ICL7117）之間。無論Hold輸入狀態(tài)如何，ICL7116/ICL7117都會持續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)Hold輸入連接到V+時，顯示鎖存脈沖被抑制，顯示鎖存器不會更新；當(dāng)Hold輸入為低電平時，芯片在每次轉(zhuǎn)換結(jié)束時更新顯示。Hold輸入與CMOS兼容，可以通過連接到V+的開關(guān)或PNP晶體管來驅(qū)動。

2. 參考電壓

與ICL7106和ICL7107不同，ICL7116和ICL7117沒有參考低輸入，參考電壓應(yīng)施加在參考高（REF HI）和公共端之間。

九、訂購信息

文檔提供了不同封裝和溫度范圍的訂購選項，包括PDIP、CERDIP、LPCC、MQFP等封裝形式，工程師可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇。

十、總結(jié)

ICL7116和ICL7117是兩款性能出色的3? 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有高輸入阻抗、高精度、低噪聲等優(yōu)點，并且增加了顯示保持功能，為電子工程師在設(shè)計數(shù)字面板儀表等應(yīng)用時提供了更多的選擇和便利。在實際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的需求和場景，合理選擇芯片和設(shè)計電路，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。你在使用類似的ADC芯片時，有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。