武汉理工大学《感测技术》课程设计说明书
3.2 AC-DC变换电路
由于我们需要用数码管显示所以要将交流电压转换成直流电压然后经由AD转换输出所
以，我们要选取合适的交直流变换电路。
1) 我们可以选用二极管半波整流电路，如图4.2(a)所示。
(a) (b)
图3.4 AC-DC变换原理电路
(a)二极管半波整流电路 (b)运放线性整流电路
当输入电压ui?Umsin?t?2Usin?t时，输出直流电压uo?0.45U。这种电路若输入的电压较小，由于二极管本身有管压降，这输入交流电压幅值一半以上降在二极管上，使得变换后输出的直流电压明显减小。
当输入电压较小时，可采用图4.2(b)所示的变换电路，此电路也是一个半波
R整流电路。当电压为正半周时，二极管D1截止、D2导通，此时U0??4Ui；当
R1电压为负半周时，二极管D2截止、D1导通，此时U0?0。
实际电路为图4.3所示。其中前置级是用运算放大器组成的半波整流电路，后一级是由运算放大器组成的滤波电路。设半波整流电路的输出电压为Uo’ ，最大值为Um ，此最大电压经R5对后一级电容C充电，调节电位器R8，可使输出直流电压Uo与输入信号ui有效值相等。
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图3.5 AC-DC 实际电路
3.3 AD转换及数码显示
3.3.1 31/2位双积分型A/D转换器ICL7107功能与特点
1)ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。
2)能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。
3)在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF 。
4)能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。 5)输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。
6)整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。
7)噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。 8)芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。
9)不设有一专门的小数点驱动信号。使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+.
10)可以方便的进行功能检查。
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3.3.2 ICL7107引脚功能及主要电气参数
V＋和V-分别为电源的正极和负极，
au-gu,aT-gT,aH-gH：分别为个位、十位、百位笔画的驱动信号，依次接个位、十位、百位LED显示器的相应笔画电极。
Bck：千位笔画驱动信号。接千位LEO显示器的相应的笔画电极。 PM：液晶显示器背面公共电极的驱动端，简称背电极。
Oscl-OSc3 ：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定：
Fosl = 0.45/RC
OM ：模拟信号公共端，简称“模拟地”，使 用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连。
TEST ：测试端，该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地，故也称“逻辑地”或“数字地”。
VREF＋ VREF- ：基准电压正负端。 CREF：外接基准电容端。
INT：27是一个积分电容器，必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件
IN＋和IN- ：模拟量输入端，分别接输入信号的正端和负端。
AZ：积分器和比较器的反向输入端，接自动调零电容CAz 。如果应用在200mV满刻度的场合是使用0.47μF，而2V满刻度是0.047μF。
BUF：缓冲放大器输出端，接积分电阻Rint。其输出级的无功电流( idling current )是100μA，而缓冲器与积分器能够供给20μA的驱动电流，从此脚接一个Rint至积分电容器，其值在满刻度200mV时选用47K，而2V满刻度则使用470K。
其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。 其引脚图如图3.6所示。
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图3.6 ICL7107引脚图
3.3.3 双积分转换原理
传统的双积分型转换器测量周期分为两个阶段： 1)输入信号积分
2)参考电压积分（反积分）
在固定时间周期（TSI ）内对正在转换的输入信号进行积分。通过计数时钟脉冲信号来测量时间。然后对负极参考电压常数进行积分，直到积分器输出电压回零。参考积分时间与输入信号（TRI）成正比。请参见图3.7。
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