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計中，模擬到數字的轉換是一個關鍵環節。今天我們來深入了解一下Maxim公司的ICL7116和ICL7117這兩款3? 位的模數轉換器（ADC），它們在數字面板儀表等應用中有著廣泛的用途。

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一、產品概述

ICL7116和ICL7117是3? 位的單片模數轉換器，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”讀數，方便在需要的時候記錄數據。ICL7116可直接驅動LCD顯示屏，而ICL7117則用于驅動LED顯示屏。

這兩款轉換器具有高輸入阻抗的特點，采用雙斜率轉換技術，能夠自動抑制工業環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，并且通過降低翻轉誤差和零讀數漂移，實現了高精度測量。

二、應用領域

ICL7116和ICL7117可用于各種數字面板儀表應用，主要涉及模擬數據的測量和顯示，包括但不限于以下方面：

1. 壓力測量：在工業自動化中，準確測量壓力是至關重要的。
2. 電壓測量：無論是電子設備的電源電壓監測，還是電路中的信號電壓測量，都能發揮作用。
3. 電阻測量：對于電阻元件的檢測和評估。
4. 溫度測量：在環境監測、工業控制等領域有著廣泛應用。
5. 電導測量：在化學分析、水質監測等方面有重要意義。
6. 電流測量：對電路中的電流進行實時監測。
7. 速度測量：在機械運動控制等領域的應用。
8. 材料厚度測量：在制造業中用于質量控制。

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、顯示驅動等部分，通過合理的元件配置，實現了信號的轉換和顯示。在實際設計中，工程師可以根據具體需求對電路進行調整和優化。

四、產品特性

1. 改進的第二貨源：為設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，方便用戶記錄數據。
3. 板載顯示驅動能力：無需外部電路，可直接驅動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象。
5. 片上時鐘和參考：簡化了電路設計。
6. 零輸入零讀數：確保測量的準確性。
7. 真極性指示：適用于精密零位應用。

五、引腳配置

文檔詳細給出了ICL7116和ICL7117的引腳配置圖，包括各個引腳的功能和位置。工程師在進行電路設計時，需要根據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

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

七、Maxim優勢

1. 保證過載恢復時間：在輸入信號超出量程后，能夠快速恢復正常測量。
2. 顯著改善的ESD保護：所有引腳能夠承受超過2000V的靜電放電（ESD）水平。
3. 低噪聲：確保測量的準確性和穩定性。
4. 關鍵參數在溫度范圍內有保證：在不同的溫度環境下，依然能夠保持良好的性能。
5. 可忽略的滯后效應：提高了測量的精度。
6. Maxim的質量和可靠性：為產品的長期穩定運行提供了保障。
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、詳細描述

1. 保持輸入

Hold輸入是一個數字輸入，其邏輯閾值大約在V+和測試（ICL7116）或V+和地（ICL7117）之間。無論Hold輸入狀態如何，ICL7116/ICL7117都會持續進行轉換。當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Hold輸入為低電平時，芯片在每次轉換結束時更新顯示。Hold輸入與CMOS兼容，可以通過連接到V+的開關或PNP晶體管來驅動。

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，工程師可以根據自己的需求進行選擇。

十、總結

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