大規(guī)模A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107在衛(wèi)星電視接收機(jī)中的應(yīng)用

衛(wèi)星電視接收機(jī)是指將衛(wèi)星降頻器LNB輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻視頻信號(hào)或者射頻信號(hào)的電子設(shè)備。模擬衛(wèi)星電視接收機(jī)--接收的是模擬信號(hào)，目前因?yàn)榇蟛糠中盘?hào)均已經(jīng)數(shù)字化，基本已經(jīng)絕跡。數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)--接收的是數(shù)字信號(hào)，是目前比較常用的接收機(jī)，又分插卡數(shù)字機(jī)，免費(fèi)機(jī)，高清機(jī)等。

ICL7107的工作原理

雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器。它通過對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時(shí)間間隔，然后利用脈沖時(shí)間間隔，進(jìn)而得出相應(yīng)的數(shù)字性輸出。

它包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器，控制邏輯和時(shí)鐘信號(hào)源。積分器是A/D轉(zhuǎn)換器的心臟，在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，積分器先后對(duì)輸入信號(hào)電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行兩次積分。比較器將積分器的輸出信號(hào)與零電平進(jìn)行比較，比較的結(jié)果作為數(shù)字電路的控制信一號(hào)。

時(shí)鐘信號(hào)源的標(biāo)準(zhǔn)周期Tc 作為測(cè)量時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。它是由內(nèi)部的兩個(gè)反向器以及外部的RC組成的。

計(jì)數(shù)器對(duì)反向積分過程的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)?？刂七壿嫲ǚ诸l器、譯碼器、相位驅(qū)動(dòng)器、控制器和鎖存器。分頻器用來(lái)對(duì)時(shí)鐘脈沖逐漸分頻，得到所需的計(jì)數(shù)脈沖fc和共陽(yáng)極LED數(shù)碼管公共電極所需的方波信號(hào)fc。

譯碼器為BCD-7段譯碼器，將計(jì)數(shù)器的BCD碼譯成LED數(shù)碼管七段筆畫組成數(shù)字的相應(yīng)編碼。驅(qū)動(dòng)器是將譯碼器輸出對(duì)應(yīng)于共陽(yáng)極數(shù)碼管七段筆畫的邏輯電平變成驅(qū)動(dòng)相應(yīng)筆畫的方波。

控制器的作用有三個(gè)：第一，識(shí)別積分器的工作狀態(tài)，適時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，使各模擬開關(guān)接通或斷開，A/D轉(zhuǎn)換器能循環(huán)進(jìn)行。第二，識(shí)別輸入電壓極性，控制LED數(shù)碼管的負(fù)號(hào)顯示。第二，當(dāng)輸入電壓超量限時(shí)發(fā)出溢出信號(hào)，使千位顯示“1“ ，其余碼全部熄滅。

釣鎖存器用來(lái)存放A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，鎖存器的輸出經(jīng)譯碼器后驅(qū)動(dòng)LED 。它的每個(gè)測(cè)量周期自動(dòng)調(diào)零（AZ）、信號(hào)積分（INT）和反向積分（DE）三個(gè)階段。

方案的提出及電路的特點(diǎn)

本方案是在衛(wèi)星電視接收機(jī)的研制過程中專為頻道指示電路而作出的。該頻道指示電路具有電路簡(jiǎn)單 ，指示準(zhǔn)確美觀 ，工作穩(wěn)定可靠。經(jīng)在整機(jī)上長(zhǎng)時(shí)間的工作無(wú)任何故障。該電路調(diào)試使用方便。只需調(diào)整兩個(gè)電位器即可完成該頻道指示電路的全部調(diào)試工作。

設(shè)計(jì)思想將 ICL7107應(yīng)用于頻道指示電路是基于以下幾個(gè)方面的考慮和條件。

（1） ICL7107只需少數(shù)外圍元件即可組成應(yīng)用所需的數(shù)字電壓表。

（2） 在接收機(jī)中所用的一體化調(diào)諧器的 VT - f曲線表明調(diào)諧電壓 VT 基本屬于頻率 f的線性函數(shù) ， 這為運(yùn)用 ICL7107組成的數(shù)字電壓表來(lái)指示頻道創(chuàng)造了條件。

（3） 由于調(diào)諧電壓 VT 與頻道之間不是以十進(jìn)制為單位的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此必須在所用調(diào)諧電壓范圍 （例如對(duì)應(yīng) 1 - 24頻道 ）內(nèi)將對(duì)應(yīng)調(diào)諧電壓進(jìn)行十進(jìn)制的量化。即通過將調(diào)諧電壓所用范圍均分為 24等分后 ，再通過改變 ICL7107的基準(zhǔn)電壓 VREF + ，將相應(yīng)的各頻道調(diào)諧電壓以十進(jìn)制形式在 ICL7107 組成的數(shù)字電壓表 DC200V檔上顯示為對(duì)應(yīng)該頻道數(shù)的電壓值。例如 8頻道的調(diào)諧電壓在 DC200V檔上顯示為 08 （即 8V） ，其余類推。

（4） 由于調(diào)諧電壓的起始值不一定為零而是有一定的初始值 （也稱為臺(tái)階電壓 ） ，因此必須首先將該臺(tái)階電壓變換為零 ，這樣通過 ICL7107外圍電路 ，利用 ICL7107進(jìn)行一次減法運(yùn)算去掉臺(tái)階電壓。保證 ICL7107起始輸入為零。

（5） 由于各個(gè)調(diào)諧器的差異將引起對(duì)進(jìn)行十進(jìn)制量化的不同基準(zhǔn)電壓 VREF +和為消除臺(tái)階電壓引入的補(bǔ)償電壓 Vbu的不同要求 ，這些將通過對(duì)兩只精密多圈電位器 RP11和 RP12的調(diào)整來(lái)滿足要求 ，所以說整個(gè)頻道指示電路的調(diào)試特別方便迅速。

頻道指示電路電原理圖

頻道指示電路電原理圖見附圖 （圖中元件編號(hào)與接收機(jī)電原理圖中一致 ）

頻道指示電路工作原理該頻道指示電路在接收機(jī)中共有四個(gè)外連接點(diǎn) ，分別為穩(wěn)壓 + 5V，未穩(wěn)壓 + 5V，穩(wěn)壓 + 12V和 V ’

四個(gè)端子 ，下面分別說明其功能及電路工作過程。穩(wěn)壓 + 5V：該 + 5V電源一路直接送給 ICL7107的 1腳作為其工作正電源。另一路經(jīng) R97， R99和 RP11為 36腳提供基準(zhǔn)電源 VREF + ，其中 V15 - V17提供再次穩(wěn)壓以保證 36腳獲得更高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)電壓。第三路送往 N9 （CD4069）的 14腳經(jīng) N9及其外圍電路變換成 - 4V左右的電壓供 ICL7107的 26 腳作為其工作負(fù)電源。該電源變換器工作由 ICL7107的 38腳輸出的時(shí)鐘脈沖觸發(fā)同步 ，其頻率為 45KHz左右。未穩(wěn)壓 + 5V：該電源通過限流電阻 R108 （68Ω）接往 LED顯示器公共陽(yáng)極 ，而 ICL7107驅(qū)動(dòng)端為低電平有效。穩(wěn)壓 + 12V：該電壓由 R100和 RP12分壓在 M點(diǎn)得到所需補(bǔ)償電壓 Vbu ，送入 ICL7107的 30腳 （通過 DC200V檔分壓器 ） ，該補(bǔ)償電壓視不同調(diào)諧器而定 ，由 RP12調(diào)整。對(duì)于同一種型號(hào)的調(diào)諧器來(lái)說 ， 其補(bǔ)償電壓一致性較好 ，無(wú)需大的調(diào)整。即使對(duì)于不同型號(hào)的調(diào)諧器來(lái)說 ，其補(bǔ)償電壓范圍由 R100和 RP12給出的數(shù)值也足以滿足使用需要。 V′T電壓 ：該電壓并不是取自 AFC電路輸出端 （即調(diào)諧器 VT端 ） ，而是取自調(diào)諧電位器中心抽頭電壓 ，由于該電壓在 AFC電路中是處于各頻道中心頻率對(duì)應(yīng)的調(diào)諧電壓附近從而可以確保當(dāng)信號(hào)最好時(shí)該頻道也指示無(wú)誤。V′T 送入 ICL7107的 31腳 （通過 DC200V檔分壓器 ）。在 LED顯示器上顯示出相應(yīng)的頻道數(shù)即 V′T 電壓值。