18_10(1).pdf

Najsłynniejsze aplikacje

ICL7106, ICL7107

część 2

Część cyfrowa

Jak wynika z wcześniejszych rozwa−

żań, część analogowa zasilana jest peł−

nym napięciem. Natomiast część cyfro−

wa nie musi, a nawet nie powinna być za−

silana tak dużym napięciem.

Układ 7106 przeznaczony jest do współ−

pracy z wyświetlaczem LCD (ciekłokrysta−

licznym). Wyświetlacze tego typu nie po−

winny być sterowane napięciami większy−

mi niż 6...9V. Z kolei wyświetlacze LED po−

bierają znaczny prąd, i przy większych na−

pięciach zasilania w układzie scalonym wy−

dzielałaby się nadmierna moc strat.

Dlatego choć część analogowa jest iden−

tyczna w obu kostkach, część cyfrowa róż−

ni się zasadniczo. Jednakowe są tylko licz−

niki, natomiast układy sterujące wyświetla−

czem i obwody zasilania są zupełnie inne.

Na rysunku 12a (w poprzednim

numerze EdW) pokazano w uproszczeniu

budowę części cyfrowej kostki 7106. Za−

stosowano tu wewnętrzny stabilizator, któ−

ry na rysunku jest przedstawiony w posta−

ci diody Zenera. Choć w rzeczywistości nie

jest to zwykła dioda Zenera, tylko scalony

stabilizator, w efekcie uzyskuje się napięcie

rzędu 5...6V do zasilania części cyfrowej.

Na rysunku pokazano, że na wyjściach wy−

stępują przebiegi prostokątne. Zupełnie po−

czątkującym trzeba tu wyjaśnić zasadę pra−

cy najprostszego wyświetlacza LCD. Wy−

świetlacz taki ma elektrodę wspólną – jest

to jakby tylna płytka wyświetlacza – stąd

angielska nazwa BACKPLANE (w skrócie

BP). Na tę wspólną elektrodę przez cały

czas podawany jest przebieg prostokątny.

W układach 710X przy częstotliwości oscy−

latora równej 40kHz ma on częstotliwość

50Hz (40kHz : 800).

Na poszczególne segmenty wyświetla−

cza również podawane są przebiegi pros−

tokątne o tej częstotliwości. Jeśli dany

przebieg ma taką samą fazę, jak przebieg

podawany na elektrodę BP, wtedy odpo−

wiedni segment wyświetlacza jest wyga−

szony. Jeśli natomiast przebieg na danym

segmencie jest w przeciwfazie (czyli jest

niejako odwrócony), wtedy dany segment

jest widoczny (staje się ciemny).

W kostce 7106 końcówka 21 pełni

więc rolę wyjścia sygnału dla elektrody

wspólnej.

Końcówka TEST (nóżka 37) pełni dwie

rolę: po jej zwarciu do plusa zasilania na

wyświetlaczu powinny się wyświetlić

wszystkie podłączone segmenty. W prak−

tyce tej funkcji testowej się nie wykorzys−

tuje, bowiem powoduje ona podanie na

AJSŁ YNNIEJSZE

YNNIEJSZE

APLIKACJE

wyświetlacz napięć stałych, co w ciągu

kilku minut doprowadziłoby do jego nie−

odwracalnego zniszczenia. Końcówka

TEST jest natomiast wykorzystywana do

zasilania zewnętrznych układów (przykład

pokazano na rysunku 17c).

Układ 7107 przeznaczony jest do stero−

wania wyświetlaczy LED (ze wspólną ano−

dą), które z natury pobierają znaczną ilość

prądu. Wyjścia kostki połączone są wprost

z segmentami wyświetlacza, bez jakich−

kolwiek rezystorów ograniczających prąd.

Dla zmniejszenia mocy strat, część cyfro−

wa zasilana jest napięciem około 5V, i koń−

cówka nr 21 pełni tym razem rolę masy.

Układy 7107 są bowiem w większości za−

stosowań zasilane napięciem podwójnym.

Na końcówkach wyjściowych nie wystę−

pują przebiegi prostokątne, zastosowano

tam tranzystory MOSFET, zwierające po−

szczególne wyjścia do masy. Tranzystory

są tak wykonane, że w typowych warun−

kach zapewniają prąd jednego segmentu

równy 8mA (wyjątkiem jest końcówka nr

19, mająca podwójną wydajność).

Źródło napięcia dodatniego (z zasady

jest to napięcie 5V) z konieczności musi

mieć dużą wydajność prądową. Przy za−

paleniu wszystkich segmentów (wskaza−

nie −1888, oraz jeden punkt dziesiętny),

potrzebny prąd wynosi 200mA. Nato−

miast wystarczy, gdy źródło napięcia

ujemnego ma wydajność rzędu 2mA.

Należy więc zapamiętać, że przy wyko−

rzystaniu kostki 7107 należy zastosować

podwójne źródło zasilania. Dodatnie na−

pięcie zasilające powinno wynosić 5V, na−

tomiast ujemne nie musi wynosić 5V –

może mieć wartość −9V...0V (przy ujem−

nym napięciu zasilania mniejszym od 5V

należy uwzględnić niezbędne marginesy

bezpieczeństwa, pokazane na rysunku 7).

W układzie 7107 końcówka nr 37 rów−

nież pozwala zaświecić wszystkie seg−

menty wyświetlacza.

Typowy układ zasilania kostki ICL7107

pokazany jest na rysunku 12b.

Ponieważ w układzie 7107 mimo

wszystko wydziela się znaczna ilość ciep−

ła, wynikające stąd zmiany temperatury

(związane choćby z różną liczbą zapalo−

nych segmentów wyświetlacza) mają za−

uważalny wpływ na wartość wewnętrznego

napięcia odniesienia (końcówka COM),

a tym samym dokładność wskazań.

Właśnie dlatego do współpracy z kostką

7107 często stosuje się zewnętrzne na−

pięcie odniesienia. Jeśli jednak miałoby

Rys. 13. Zmniejszanie mocy strat

kostki ICL 7107.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

N AJS

Najsłynniejsze aplikacje

być wykorzystywane wewnętrzne źródło

związane z końcówką COM, warto dodat−

kowo zmniejszyć straty cieplne, stosując

w obwodzie zasilania wyświetlacza kilka

szeregowo połączonych diod świecą−

cych, jak pokazano na rysunku 13. Ilość

diod (1...4) należy dobrać eksperymental−

nie, w zależności od koloru oraz wymaga−

nej jasności użytego wyświetlacza.

Układ pracy

Kostki 7106 i 7107 mają niemal iden−

tyczny układ wyprowadzeń, różnią się tyl−

ko opisaną wcześniej rolą końcówki nr 21.

W kostce 7106 jest to wyjście do elektro−

dy wspólnej BACKPLANE, w kostce 7107

jest to końcówka masy zasilania.

Na rysunku 14a pokazano układ wy−

prowadzeń kostek. Końcówki wyjściowe

układu scalonego należy połączyć z odpo−

wiednimi punktami wyświetlacza. Rysu−

nek 14b pokazuje typowy rozkład wypro−

wadzeń 3,5−cyfrowego klasycznego wy−

świetlacza LCD (widok od strony wy−

świetlacza). W nawiasach podano wypro−

wadzenia wyświetlacza 4−cyfrowego –

jak widać układ wyprowadzeń jest bardzo

podobny. Z kolei rysunki 14c i 14d poka−

zują rozkład wyprowadzeń popularnych

wyświetlaczy LED o wysokości cyfry

12mm, podwójnych i pojedynczych.

Na rysunku 15a pokazano typowy

układ pracy kostki 7106, a na rysun−

ku 15b – kostki 7107. Pokazane wartości

elementów dotyczą zakresu ±199,9mV.

Dla zakresu 2V trzeba zmienić wartość

rezystora R INT na 470k

dzie równa sumie rezystancji

dzielnika. Natomiast bez

dzielnika układ ma niewyob−

rażalnie wielką rezystancję

wejściową, rzędu dziesiątek

i setek gigaomów (wynika to

z bardzo małej wartości prą−

du polaryzacji wejść, rzędu

pikoamperów).

W niektórych przypadkach

użyte będą zewnętrzne źród−

ła napięcia odniesienia – przy−

kłady dołączenia takich źródeł

pokazano na rysunku 16.

W praktycznych układach

pracy trzeba jeszcze zaświe−

cić odpowiedni punkt dzie−

siętny (przecinek) na wy−

świetlaczu. W przypadku

kostek 7107 i wyświetlaczy

LED sprawa jest bardzo

prosta – wystarczy rezystor

(np. 680

) włączony między

wyprowadzenie wyświetla−

cza a masę (minus).

W przypadku wyświetla−

cza ciekłokrystalicznego spra−

wa jest trudniejsza, bo do da−

nego segmentu wyświetla−

cza trzeba doprowadzić na−

pięcie zmienne, o fazie prze−

ciwnej niż sygnał elektrody

wspólnej (BACKPLANE).

W zasadzie należy wykorzys−

tać inwerter CMOS, np. 4049, 4069 czy

40106, jak pokazano na rysunku 17a. Jed−

nak dla jednego inwertera szkoda

„marnować” całego układu – pięć pozo−

stałych inwerterów będzie niewykorzysta−

nych. Dlatego w najprostszych zastoso−

waniach stosuje się trochę niecodzienny

sposób, pokazany na rysunku 17b. Co

prawda na segment wyświetlacza podaje

się napięcie o kształcie bardziej podobnym

do trójkątnego, niż prostokątnego, jednak

sposób ten jest skuteczny i nie zagraża

trwałości wyświetlacza.

W przyrządzie wielozakresowym, gdy

trzeba przełączać zakresy i zapalać na wy−

świetlaczu jeden z czterech punktów dzie−

siętnych, warto zastosować sposób z ry−

sunku 17c. W zależności, czy bramki będą

typu EX−OR (CMOS 4030), czy EX−NOR

Rys. 15. Typowe układy pracy kostek.

Dla uzyskania zakresów 19,99V; 199,9V

lub innych, trzeba na wejściu dodać dziel−

nik rezystorowy. Wartości rezystorów te−

go dzielnika wejściowego mogą być do−

wolne. Zazwyczaj, by układ pomiarowy

nie obciążał badanego obwodu stosuje się

rezystory o wartościach 1...10M

(CMOS 4077), punkt będzie zapalany po

podaniu na wejście bramki stanu wysokie−

go (EX−OR) albo niskiego (EX−NOR).

Przy zastosowaniu bramek CMOS, dla

uniknięcia uszkodzenia wyświetlacza, ko−

niecznie trzeba je zasilać napięciem

z końcówki TEST (nóżka 37), a nie peł−

nym napięciem zasilającym – wyraźnie

pokazano to na rysunkach 17a i 17c.

Dla zaawansowanych

i dociekliwych

W praktycznych zastosowaniach kostka

7106 zwykle jest zasilana pojedynczym na−

pięciem około 9V (7...12V). Natomiast kos−

tkę 7107 często zasila się napięciem +5V,

przy czym pojawia się kłopot, skąd wziąć

ujemne napięcie zasilające. Zamiast budo−

wać specjalny zasilacz, wystarczy wyko−

. Powin−

ny to być dobrej jakości rezystory metali−

zowane o tolerancji 1%. Z takim dzielni−

kiem oporność wejściowa miernika bę−

Rys. 14.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

Najsłynniejsze aplikacje

ki IN LO. Czasem potrzeb−

ne jest wskazanie odwrot−

ne – nie ma problemu, wy−

starczy zamienić miejsca−

mi końcówki IN LO, IN HI

albo REF LO, REF HI.

Ponadto czasem trzeba

uwzględnić jakieś stałe na−

pięcie przesunięcia, tak

zwany offset. Można to

wykonać bez trudu, poda−

jąc na końcówkę IN LO lub

IN HI napięcie stałe o potrzebnej

wartości. Dzięki takiej elastycz−

ności układów ICL710X, można

w prosty sposób realizować nie−

typowe zadania.

Na rysunku 19 pokazano dob−

ry przykład takiego wykorzysta−

nia. Jest to układ termometru

cyfrowego. Pracuje on na zasa−

dzie zmiany napięcia na złączu p−

n pod wpływem temperatury.

Wiadomo, że napięcie przewo−

dzenia złącza (diody), wynoszące

mniej więcej 600...650mV (zależ−

nie od typu złącza i płynącego

prądu), przy wzroście temperatu−

ry maleje liniowo o około 2,2mV

na każdy stopień Celsjusza. Ma−

my więc sytuację, że przykłado−

wo w temperaturze 0 o C, napię−

cie wynosi 630mV, a w temperaturze

+100 o C wyniesie 410mV. Układ z rysun−

ku 19 pozwala uzyskać na wyświetlaczu

wskazanie zero. Wystarczy w temperatu−

rze 0 o C ustawić z pomocą potencjometru

odpowiednie napięcie na końcówce IN

HI. Aby w temperaturze +100 o C, gdy

spadek napięcia na diodzie wynosi

410mV, uzyskać na wyświetlaczu wska−

zanie 100,0 trzeba z pomocą drugiego

potencjometru ustawić napięcie odnie−

sienia równe 220mV. Przy wzroście tem−

peratury napięcie diody maleje – dlatego

żeby uzyskać na wyświetlaczu właściwe,

dodatnie wskazania, trzeba było niejako

zamienić końcówki IN LO, IN HI.

Z kolei rysunek 20 przedstawia inny

przykład nietypowego wykorzystania

kostki. Pokazano tu układ pomiaru opor−

Rys. 16. Przykłady dołączenia

zewnętrznego źródła napięcia odniesienia.

nać prostą przetwornicę według rysun−

ku 18. Można tu zastosować kostki 4069,

40106, albo lepiej 4049 lub 4050. Diody

mogą być dowolne krzemowe małej mo−

cy, popularne „szklaczki” np. 1N4148,

BAV17...21, BAYP95, itp., ale nie należy ty

stosować popularnych 1−amperowych

diod prostowniczych typu 1N4001...7, czy

BYP401 ze względu na znaczną częstotli−

wość pracy przetwornicy – 40kHz.

W zasadzie kostki 7106 i 7107 mogą

pracować już przy pojedynczym napięciu

równym 5V. Jednak wtedy wewnętrzne

źródło napięcia odniesienia nie zapewnia

należytej stabilności i trzeba zastosować

zewnętrzny wzorzec. Ponadto trzeba

uwzględnić napięcia nasycenia części

analogowej. Napięcie mierzone nie może

być większe niż ±1,5V, a końcówka IN

LO powinna być „zaczepiona” w połowie

napięcia zasilającego (2,5V). Ze względu

na podane ograniczenia, naprawdę bar−

dzo rzadko stosuje się pracę przy tak ma−

łym, pojedynczym napięciu zasilającym.

Kostki 7106/07 są naprawdę uniwer−

salne i można je stosować w wielu różno−

rodnych, także zupełnie nietypowych ap−

likacjach. Niekoniecznie muszą pełnić ro−

lę woltomierza o zakresie ±1,999V lub

199,9mV. W wielu zastosowaniach moż−

na stosować inne zakresy i inne napięcia

odniesienia w zakresie od około 20mV do

2V. Oczywiście stosownie do zakresu

mierzonych napięć można skorygować

wartość rezystora R INT , według podanych

wcześniej wskazówek. Ponadto wcale

niekoniecznie wskazanie wyświetlacza

musi być dodatnie, gdy napięcie końców−

ki IN HI jest wyższe od napięcia końców−

Rys. 17. Sposoby wyświetlania punktu

dziesiętnego w układzie z kostką ICL7106.

ności. W zasadzie kostka mierzy stosu−

nek napięcia wejściowego do napięcia

odniesienia. Można więc wskazanie wy−

świetlacza rozumieć jako stosunek spad−

ku napięć na dwóch rezystorach. Inaczej

mówiąc, procentowy stosunek rezystan−

cji Rx do Rr. Warto zwrócić uwagę, że

przy zastosowaniu rezystora R INT

o war−

(zakres 199,9mV), trzeba było

zastosować szeregowe diody, by koń−

cówki INLO i IN HI pracowały w dopusz−

czalnym zakresie napięć wejściowych

(porównaj rysunek 7). Przykład z rysunku

20 pokazuje, że kostkę można wykorzys−

tać także do pomiaru stosunku napięć lub

stosunku rezystancji. Wtedy napięcie od−

niesienia wcale nie będzie stałe – będzie

się zmieniać w zależności od warunków.

Jest to bardzo cenna zaleta. Na przykład,

we wszystkich rezysto−

rowych układach most−

kowych, napięcie wy−

jściowe mostka jest pro−

porcjonalne do napięcia

stałego zasilającego ten

mostek. Właśnie wtedy,

zamiast napięcia odnie−

sienia o ustalonej war−

tości, warto wykorzys−

tać napięcie zasilające

mostek (lub część tego

napięcia) – uniezależni

to wskazania od zmian

napięcia zasilania.

Rys. 18. Wytwarzanie ujemnego napięcia

zasilającego dla kostki 7107.

Rys. 19. Układ prostego termometru

cyfrowego.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

tości 47k

Najsłynniejsze aplikacje

Rys. 20. Układy do pomiaru rezystancji.

sienia, wynoszący typowo 0,008%/ o C.

W ogromnej większości przypadków taka

stabilność napięcia odniesienia wystar−

czy, ale niekiedy, przy spodziewanych du−

żych zmianach temperatury trzeba obli−

czyć, czy wynikający stąd błąd nie jest

niedopuszczalnie duży. Dotyczy to

zwłaszcza kostki 7107, ponieważ tempe−

ratura jej struktury może wahać się

znacznie w zależności od ilości zapalo−

nych segmentów (czyli traconej mocy).

Tu daje o sobie znać ważna, a często

źle rozumiana sprawa: wielu początkują−

cych elektroników jest zafascynowanych

precyzją pomiarów cyfrowych. Rozumują

w ten sposób: pomiary są bardzo dokład−

ne, ponieważ wynik podawany na wy−

świetlaczu zawiera aż cztery cyfry znaczą−

ce. Rzeczywiście, rozdzielczość przy mak−

symalnym wskazaniu 1999 (w zaokrągle−

niu 2000) wynosi 1/2000=0,0005=0,05%.

Pięć setnych procenta to świetny wynik!

Ale trzeba rozróżnić rozdzielczość

wskaźnika od ostatecznej dokładności.

Ostateczna dokładność wcale nie jest

tak dobra. Wystarczy policzyć, że na przy−

kład przy zmianie temperatury struktury

układu scalonego o 50 o C (co jest zupełnie

realne w praktyce), przy współczynniku

temperaturowym równym 0,008%/ o C,

zmiana napięcia odniesienia wyniesie

50 o C x 0,008%/ o C = 0,4%. Uwzględniając

inne możliwe źródła błędów, trzeba się li−

czyć, że gotowy układ będzie miał dokład−

ność niewiele lepszą niż 1%!

Inaczej mówiąc, rozdzielczość wskaź−

nika nie będzie w pełni wykorzystana.

O tym fakcie trzeba zawsze pamiętać.

Wielu amatorów fascynuje się tylko roz−

dzielczością przyrządów cyfrowych, a za−

pomina, że dokładność zależy od kilku

czynników, przede wszystkim od stabil−

ności napięcia odniesienia i precyzji za−

stosowanych dzielników, wzmacniaczy

i przetworników. Wystarczy zajrzeć do

danych katalogowych jakiegokolwiek

multimetru cyfrowego, by się przekonać,

że dokładność przy

pomiarach napięć

zmiennych rzadko

jest lepsza niż 1%...

Przykładowo popu−

larny układ scalony

ICL7135 jest ukła−

dem woltomierza

4,5−cyfrowego, czyli

ma rozdzielczość

1/20000 = 0,005%.

Układ ten ze zrozu−

miałych względów

nie ma wewnętrzne−

go źródła napięcia

odniesienia. Do uzys−

kania naprawdę du−

żej dokładności, do

współpracy z kostką

ICL7135 należy zastosować źródło napię−

cia odniesienia o odpowiedniej stabilnoś−

ci oraz przetworniki i dzielniki o odpo−

wiedniej precyzji, w przeciwnym wypad−

ku duża rozdzielczość nic nie pomoże,

i takie same efekty uzyska się z układem

woltomierza 3,5−cyfrowego.

Jest to naprawdę waźny problem. Bar−

dzo często amatorzy popełniają poważny

błąd i w obwodach dzielników napięcia,

w tym także w obwodzie napięcia odnie−

sienia (zobacz rysunek 10), stosują tanie

i mało stabilne rezystory i potencjometry.

Właśnie te elementy mogą wprowadzić

i często wprowadzają błąd pomiaru więk−

szy, niż błąd powstały wskutek zmian

cieplnych napięcia odniesienia.

W tabeli 2 podano, że współczynnik

cieplny wewnętrznego napięcia odniesie−

nia wynosi typowo 80ppm/ o C (ppm –

parts per million = części na milion

= 1/1000000), czyli 0,008%/ o C. Podanie

takiej wartości typowej oznacza, że moż−

na spotkać kostki o znacznie gorszym

współczynniku (kilkakrotnie większym).

Dotyczy to większości kostek ICL7106/07

spotykanych na rynku. Ale przykładowo

firma UMC produkuje odpowiedniki tych

układów o oznaczeniu UM7106/07 i gwa−

rantuje, że współczynnik cieplny napięcia

odniesienia jest lepszy niż 50ppm/ o C,

a typowo wynosi 20ppm/ o C. Są to rzeczy−

wiście świetne wartości. Ale jeśli w ukła−

dzie wytwarzania napięcia odniesienia

(zobacz rysunek 10) zostaną użyte popu−

larne rezystory i potencjometry węglo−

we, to ich parametry zepsują oczekiwaną

precyzję. Trzeba bowiem wiedzieć, że re−

zystory węglowe o dużych rezystancjach

mogą mieć współczynnik cieplny rzędu

1000ppm/ o C! To samo można powie−

dzieć o popularnych węglowych PR−kach,

stosowanych w sprzęcie powszechnego

użytku. Dla uzyskania niezbędnej dokład−

ności, stabilności wskazań w funkcji tem−

peratury i czasu, w obwodach dzielników

napięcia, wzmacniaczy i przetworników,

Ponadto warto zauważyć, że z pomocą

kostek ICL710X można wykonać układ re−

alizujący funkcję 1/x. Aby to zrealizować,

wystarczy stałe napięcie odniesienia dołą−

czyć do końcówek IN LO i IN HI, nato−

miast napięcie nieznane podać na koń−

cówki REF LO i REF HI. Występuje tu jed−

nak istotne ograniczenie. Napięcie poda−

wane na końcówki REF nie może być ani

zbyt małe, ani zbyt duże, aby zapewnić

właściwą pracę wewnętrznych układów

pomiarowych. Pomimo tego istotnego

ograniczenia, w pewnych warunkach taki

sposób może okazać się pożyteczny.

Warto dokładnie zastanowić się nad

„sztuczkami” zastosowanymi w ukła−

dach z rysunków 19 i 20, bowiem dobrze

ilustrują one możliwości kostek ICL710X

i pokazują nietypowe, a bardzo pożytecz−

ne sposoby ich wykorzystania.

Podstawowe parametry

W tabeli 2 podano najważniejsze para−

metry kostek ICL7106/07.

W podanych wartościach uwagę zwra−

ca bardzo duże tłumienie sygnału wspól−

nego, wynoszące 86dB. Ale w praktyce

ważniejsze są inne parametry. Zwłaszcza

bardzo mały prąd zasilania, poniżej 1mA.

Kostka 7106 będzie pobierać tyle prądu

także przy współpracy z wyświetlaczem

(wyświetlacze LCD praktycznie nie pobie−

rają mocy). Cenną zaletą jest niewyobra−

żalnie mały prąd wejściowy (IN HI, IN LO),

a właściwie prąd upływu wejścia, równy

1pA. Tak mały prąd wejściowy umożliwia

stosowanie na wejściu rezystora szerego−

wego o dużej wartości. Często taki rezys−

tor potrzebny jest jako zabezpieczenie

(kostka nie ulegnie uszkodzeniu, jeśli przy

podaniu zbyt dużego napięcia wejściowe−

go, prąd wejściowy nie przekroczy war−

tości 1mA). Ponadto rezystor ten (1M

Tabela 2

Maksymalne napięcie zasilające

(ICL7106):

15V

Maksymalne napięcie zasilające

(ICL7107):

+6V; −9V względem masy

wraz z kondensatorem (10nF) dołączo−

nym do końcówek wejściowych tworzy

filtr eliminujący ewentualne zakłócenia, ja−

kie mogłyby indukować się w przewo−

dach i ścieżkach.

Trzeba jednak pamiętać, że przy tem−

peraturze otoczenia równej +70 o C prąd

ten wzrośnie do kilkudziesięciu pA,

a w przypadku kostki 7107, po jej nagrza−

niu może przekroczyć 1nA.

Ważnym parametrem jest współczyn−

nik cieplny wewnętrznego napięcia odnie−

Zakres temperatur pracy:

0...+70 o C

Współczynnik tłumienia

sygnału wspólnego:

typ 50µV/V (86dB)

Szumy własne:

typ. 15µV

Prąd zasilania kostki:

typ 0,8mA, max 1,8mA

Prąd wejść IN LO, IN HI

(przy +25 o C):

typ 1pA, max 10pA

Napięcie końcówki COM względem

plusa zasilania:

typ. 2,8; (2,4...3,2V)

Współczynnik cieplny napięcia

końcówki COM:

typ 80ppm/ o C (=0,008%/ o C)

Napięcie podawane na wyświetlacz

(dotyczy 7106):

typ 5Vpp (4...6Vpp)

P rąd wyjściowy segmentu

wyświetlacza (dotyczy 7107):

typ 8mA (16mA dla nóżki 19)

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

Najsłynniejsze aplikacje

trzeba stosować dobrej jakości rezystory

metalizowane. Krótko mówiąc, powinny

to być rezystory o tolerancji 1%. W żad−

nym wypadku nie należy stosować popu−

larnych węglowych potencjometrów

montażowych. Powinny być stosowane

potencjometry cermetowe, kryte, najle−

piej wieloobrotowe. Najlepiej zastoso−

wać popularne wieloobrotowe helitrimy.

Dalszy rozwój

W artykule omówiono kostki ICL7106

i ICL7107. Są one protoplastami całej ro−

dziny. Z czasem opracowano kostki

o jeszcze mniejszym poborze mocy, na

przykład ICL7126, ICL7136, ICL7137.

Mają one identyczny układ wyprowadzeń

i taki sam układ aplikacyjny, jak układy

7106 i 7107. Różnią się tylko poborem

prądu zasilania (ICL7106: 0,8mA,

ICL7126: typ.0,05mA, max 0,1mA,

ICL7136/37: typ 0,07mA, max 0,2mA).

Opracowano także kostki z pamięcią

pozwalającą zatrzymać ostatni wynik po−

miaru (jest to funkcja zwana HOLD). Jedy−

ną różnicą jest zmiana ról końcówek nr

1 i 35. Końcówka 35 w układach

ICL7116/17 jest plusem zasilania. Nie ma

wejścia REF LO (które jest połączone we−

wnętrznie do końcówki COM). Nóżka nr

1 pełni rolę wejścia sterującego. Gdy nie

jest podłączona, układ pracuje normalne,

zwarcie nóżki 1 do plusa zasilania zatrzy−

muje na wyświetlaczu ostatni wynik (choć

układy pomiarowe nadal są aktywne).

Trzeba wiedzieć, że na rynku można

spotkać kostki ICL7106/07 lub ich odpo−

wiedniki, mające zwierciadlany rozkład

wyprowadzeń. Chodzi o to, że w prakty−

ce stosuje się różne sposoby montażu:

niekiedy układ scalony i wyświetlacze

umieszczone są na tej samej stronie płyt−

ki drukowanej, a czasem po przeciwnych

stronach. Aby ułatwić projektowanie

przebiegu ścieżek, oferuje się wspomnia−

ne „zwierciadlane” kostki. Mają one

w oznaczeniu literkę R. Przykładem są

kostki tajwańskiej firmy UMC: oprócz

układów UM7106 i UM7107, firma pro−

dukuje wersje UM7106R oraz UM7107R.

W takiej „lustrzanej” wersji plusem zasi−

lania nie jest nóżka nr 1 tylko nr 40, nóż−

ka POL (MINUS) ma numer 21, a koń−

cówki oscylatora to nóżki 1 – 3.

Przy okazji warto wiedzieć, że ścisłym

odpowiednikiem układu ICL7107 jest

kostka UM7107A (UM7107AR). Firma

UMC produkuje też układ UM7107B(oraz

UM7107BR), który przeznaczony jest do

zasilania pojedynczym napięciem, i pomi−

mo, że współpracuje z wyświetlaczem,

ma obwody zasilania zbudowane tak, jak

kostka 7106 – zobacz rysunek 12a.

Firma Maxim poszła jeszcze dalej. Po−

nieważ w wielu wypadkach dostępne jest

tylko jedno napięcie zasilające, równe +5V,

a woltomierz ma mierzyć napięcia wzglę−

dem ujemnej szyny zasilającej. Powstały

kostki MAX138, MAX139 i MAX140, gdzie

niezbędną przetwornicę (porównaj rysu−

nek 18) wbudowano do wnętrza układu

scalonego. Układ aplikacyjny jest bardzo

podobny do kostek 7106/07, tyle że zasto−

sowano wewnętrzny generator zegaro−

wy, nie wymagający dołączenia elemen−

tów zewnętrznych, a końcówki nr 38 – 40

wykorzystano do podłączenia

masy oraz kondensatora nie−

zbędnego do pracy przetworni−

cy, wytwarzającej ujemne napię−

cie zasilające. Układ aplikacyjny

tych kostek jest niemal identycz−

ny, jak układów 7106/07 – układ

MAX138 przeznaczony jest do

sterowania wyświetlacza ciek−

łokrystalicznego, a układy

MAX139 i 140 – do wyświetla−

cza LED (MAX140 współpracuje

ze wskaźnikami o podwyższonej

jasności – jego prądy wyjściowe

wynoszą nie 8...9mA, tylko

2,5mA). W wymienionych ukła−

dach nie występują tylko ele−

menty wyznaczające częstotli−

wość oscylatora taktującego

(120pF, 100k

rujący (minimum 1uF) między masę,

a końcówkę 26, minusem w stronę koń−

cówki 26. Pojedyncze napięcie zasilające

trzeba podać na końcówki nr 1 (plus) i nr

39 (masa). W przypadku kostek

MAX139/140 końcówka 21 też powinna

być podłączona do masy. Układ MAX138

może być zasilany pojedynczym napię−

ciem 2,5...7V, natomiast MAX139/140

jest zasilany napięciem 5V. Na rysun−

ku 21 pokazano schemat aplikacyjny kos−

tek MAX138...140.

Dzięki uprzejmości firmy:

UNIPROD−COMPONENTS Sp. zo.o.

tel/fax (0−32) 38−20−34

ul. Sowińskiego 26

44−100 Gliwice

oficjalnego dystrybutora wyrobów firmy

Maxim, redakcja EdW otrzymała trochę

próbek układów MAX138 do bezpłatnego

rozdania wśród Czytelników EdW. Kostki

te zostaną udostępnione osobom, które

nadeślą do redakcji listy z sensownymi

propozycjami ich wykorzystania.

Podsumowanie

Podany obszerny materiał może wy−

wołać wrażenie, że wykorzystanie kostek

ICL7106/07 i pochodnych jest bardzo

trudnym zadaniem. Jest wręcz przeciw−

nie. Kostki te nie sprawiają kłopotów, są

odporne na uszkodzenia, nawet przy nie−

zbyt ostrożnym ich traktowaniu. Wystar−

czy zbudować układ woltomierza cyfro−

wego napięcia stałego na podstawie ry−

sunków 14 i 15 i będzie on pracował bez

żadnych problemów.

Natomiast podane szczegółowe wska−

zówki pomogą osobom dociekliwym i bar−

dziej zaawansowanym, w pełni wykorzys−

tać walory kostek w wielu nietypowych za−

stosowaniach. Osoby te powinny pamię−

tać o trzech zasadniczych zagadnieniach:

Uwzględniać dopuszczalne zakresy

napięć wejściowych i napięć integratora,

zgodnie z rysunkiem 7.

Rozróżniać sprawę rozdzielczości

i ostatecznej dokładności wskazań

Stosować stabilne rezystory w obwo−

dach napięcia odniesienia i dzielnikach

wejściowych.

W wielu zastosowaniach miernik bę−

dzie uzupełniony o dodatkowe obwody

dzielników, wzmacniaczy, prostowników,

itp. Szczegółowe omówienie sposobów

dołączania do kostek 7106/07 takich ob−

wodów wykracza poza ramy tego artyku−

łu. Na życzenie Czytelników informacje

takie mogą zostać przedstawione w jed−

nym z następnych numerów EdW. Ponie−

waż temat jest bardzo szeroki, zaintere−

sowani powinni nadesłać do redakcji kon−

kretne pytania i propozycje, jakie ich zda−

niem powinny zostać omówione w takim

artykule.

). Zamiast nich

między nóżki 38, 40 należy włą−

czyć kondensator o pojemności

1uF (jeśli będzie to elektrolit, to

plusem do końcówki 40), a nóż−

kę 39 trzeba podłączyć do masy.

Ponieważ układ sam wytwarza

ujemne napięcie zasilające, trze−

ba też dołączyć kondensator filt−

Rys. 21.

(red)

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/97

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: