ICL7135：高精度四位半AD转换器
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更新于2024-07-29
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"本文介绍了ICL7135，这是一款四位半精度的模数转换（ADC）芯片，适用于与单片机配合使用的场合。这款芯片以其双斜坡转换的可靠性和±1 in 20,000计数的精度，非常适合于视觉显示数字电压表（DVM）/数字面板表（DPM）市场。"
ICL7135是Intersil公司生产的一款高精度模数转换器，其主要特性包括：
1. **41/2位精度**：标题中的“四位半”指的是ICL7135具有41/2位的数字化输出，这意味着它可以将模拟信号转化为精确到4位整数和半位小数的数字值。
2. **BCD输出**：BCD（二进制编码十进制）输出使得ICL7135能够直接驱动十进制显示器，简化了显示电路的设计。
3. **双斜坡转换技术**：这种转换方式确保了转换的稳定性和可靠性，通过比较两个不同时间间隔的斜坡电压来测量输入电压，提高了测量的精度。
4. **±1 in 20,000计数的精度**：ICL7135具有极高的精度，其误差在全量程内不超过1/20,000个计数，这在视觉显示应用中至关重要。
5. **2.0000V全量程能力**：芯片可以处理的最大输入电压为2.0000V，提供了宽泛的工作范围。
6. **自动零校准和自动极性**：自动零校准功能可以消除零点漂移，自动极性处理则适应了正负电压输入。
7. **几乎理想的差分线性**：ICL7135的差分线性接近理想状态，这意味着在不同输入电压下的转换误差极小。
8. **CMOS集成**：除了显示驱动器、参考电压源和时钟外，所有必要的有源器件都被集成在一个CMOS芯片上，降低了系统复杂性。
9. **接口扩展**：ICL7135提供了一些额外的引脚，如STROBE、OVERRANGE、UNDERRANGE、RUN/HOLD和BUSY，这些引脚使得它能与微处理器或通用异步收发传输器（UART）等更复杂的系统接口。
10. **低噪声和漂移**：自动零校准时的噪声小于10μV，零点温度漂移小于1μV/℃，输入偏置电流最大10pA，确保了高稳定性。
11. **回转误差小于一个计数**：这意味着即使在快速转换过程中，误差也非常小。
ICL7135是一款结合了高精度、多功能性和经济性的模数转换器，适合在需要高精度模拟信号数字化的电子设备中使用，特别是与微控制器协同工作的场合，例如数字仪表和测量设备。
3
FN3093.3
Absolute Maximum Ratings Thermal Information
Supply Voltage V+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .+6V
V- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -9V
Analog Input Voltage (Either Input) (Note 1) . . . . . . . . . . . . V+ to V-
Reference Input Voltage (Either Input) . . . . . . . . . . . . . . . . V+ to V-
Clock Input Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GND to V+
Operating Conditions
Temperature Range. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0
o
C to 70
o
C
Thermal Resistance (Typical, Note 2) . . . . . . . . . . . . .
θ
JA
(
o
C/W)
PDIP Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Maximum Junction Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
o
C
Maximum Storage Temperature Range . . . . . . . . . -65
o
C to 150
o
C
Maximum Lead Temperature (Soldering 10s) . . . . . . . . . . . . .300
o
C
NOTE: Pb-free PDIPs can be used for through hole wave solder
processing only. They are not intended for use in Reflow solder
processing applications.
CAUTION: Stresses above those listed in “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. This is a stress only rating and operation of the
device at these or any other conditions above those indicated in the operational sections of this specification is not implied.
NOTES:
1. Input voltages may exceed the supply voltages provided the input current is limited to +100μA.
2. θ
JA
is measured with the component mounted on a low effective thermal conductivity test board in free air. See Tech Brief TB379 for details.
Electrical Specifications V+ = +5V, V- = -5V, T
A
= 25
o
C, f
CLK
Set for 3 Readings/s, Unless Otherwise Specified
PARAMETER TEST CONDITIONS
MIN TYP MAX UNITS
ANALOG (Notes 3, 4)
Zero Input Reading V
lN
= 0V, V
REF
= 1.000V -00000 +00000 +00000 Counts
Ratiometric Error (Note 4) V
lN
= V
REF
= 1.000V -3 0 +3 Counts
Linearity Over ± Full Scale (Error of Reading from Best Straight Line) -2V ≤ V
IN
≤ +2V - 0.5 1 LSB
Differential Linearity (Difference Between Worse Case Step of
Adjacent Counts and Ideal Step)
-2V ≤ V
IN
≤ +2V - 0.01 - LSB
Rollover Error (Difference in Reading for Equal Positive and
Negative Voltage Near Full Scale)
-V
lN
≡ +V
lN
≈ 2V - 0.5 1 LSB
Noise (Peak-to-Peak Value Not Exceeded 95% of Time), e
N
V
lN
= 0V, Full scale = 2.000V - 15 - μV
Input Leakage Current, I
ILK
V
lN
= 0V - 1 10 pA
Zero Reading Drift (Note 7) V
lN
= 0V, 0
o
C to 70
o
C-0.52μV/
o
C
Scale Factor Temperature Coefficient, T
C
(Notes 5 and 7) V
lN
= +2V, 0
o
C to 70
o
C
Ext. Ref. 0ppm/
o
C
- 2 5 ppm/×
o
C
DIGITAL INPUTS
Clock In, Run/Hold
(See Figure 2) V
INH
2.8 2.2 - V
V
INL
-1.60.8 V
I
INL
V
IN
= 0V - 0.02 0.1 mA
I
INH
V
IN
= +5V - 0.1 10 μA
DIGITAL OUTPUTS
All Outputs, V
OL
I
OL
= 1.6mA - 0.25 0.40 V
B1, B2, B4, B8, D1, D2, D3, D4, D5, V
OH
I
OH
= -1mA 2.4 4.2 - V
BUSY, STROBE
, OVERRANGE, UNDERRANGE, POLARITY, V
OH
I
OH
= -10μA 4.9 4.99 - V
SUPPLY
+5V Supply Range, V+ +4 +5 +6 V
-5V Supply Range, V- -3 -5 -8 V
+5V Supply Current, I+ f
C
= 0 - 1.1 3.0 mA
-5V Supply Current, I- f
C
= 0 - 0.8 3.0 mA
Power Dissipation Capacitance, C
PD
vs Clock Frequency - 40 - pF
CLOCK
Clock Frequency (Note 6) DC 2000 1200 kHz
NOTES:
3. Tested in 4
1
/
2
digit (20.000 count) circuit shown in Figure 3. (Clock frequency 120kHz.)
4. Tested with a low dielectric absorption integrating capacitor, the 27Ω INT OUT resistor shorted, and R
lNT
= 0. See Component Value Selection Discussion.
5. The temperature range can be extended to 70
o
C and beyond as long as the auto-zero and reference capacitors are increased to absorb the higher leakage
of the ICL7135.
6. This specification relates to the clock frequency range over which the lCL7135 will correctly perform its various functions See “Max Clock Frequency”
section for limitations on the clock frequency range in a system.
7. Parameter guaranteed by design or characterization. Not production tested.
ICL7135
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