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

衛(wèi)星電視接收機是指將衛(wèi)星降頻器LNB輸出信號轉(zhuǎn)換為音頻視頻信號或者射頻信號的電子設(shè)備。模擬衛(wèi)星電視接收機--接收的是模擬信號，目前因為大部分信號均已經(jīng)數(shù)字化，基本已經(jīng)絕跡。數(shù)字衛(wèi)星電視接收機--接收的是數(shù)字信號，是目前比較常用的接收機，又分插卡數(shù)字機，免費機，高清機等。

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。它通過對輸入模擬電壓和參考電壓分別進行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時間間隔，然后利用脈沖時間間隔，進而得出相應(yīng)的數(shù)字性輸出。

它包括積分器、比較器、計數(shù)器，控制邏輯和時鐘信號源。積分器是A/D轉(zhuǎn)換器的心臟，在一個測量周期內(nèi)，積分器先后對輸入信號電壓和基準(zhǔn)電壓進行兩次積分。比較器將積分器的輸出信號與零電平進行比較，比較的結(jié)果作為數(shù)字電路的控制信一號。

時鐘信號源的標(biāo)準(zhǔn)周期Tc 作為測量時間間隔的標(biāo)準(zhǔn)時間。它是由內(nèi)部的兩個反向器以及外部的RC組成的。

計數(shù)器對反向積分過程的時鐘脈沖進行計數(shù)?？刂七壿嫲ǚ诸l器、譯碼器、相位驅(qū)動器、控制器和鎖存器。分頻器用來對時鐘脈沖逐漸分頻，得到所需的計數(shù)脈沖fc和共陽極LED數(shù)碼管公共電極所需的方波信號fc。

譯碼器為BCD-7段譯碼器，將計數(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)動器是將譯碼器輸出對應(yīng)于共陽極數(shù)碼管七段筆畫的邏輯電平變成驅(qū)動相應(yīng)筆畫的方波。

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

釣鎖存器用來存放A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，鎖存器的輸出經(jīng)譯碼器后驅(qū)動LED 。它的每個測量周期自動調(diào)零（AZ）、信號積分（INT）和反向積分（DE）三個階段。

方案的提出及電路的特點

本方案是在衛(wèi)星電視接收機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單 ，指示準(zhǔn)確美觀 ，工作穩(wěn)定可靠。經(jīng)在整機上長時間的工作無任何故障。該電路調(diào)試使用方便。只需調(diào)整兩個電位器即可完成該頻道指示電路的全部調(diào)試工作。

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

（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) ， 這為運用 ICL7107組成的數(shù)字電壓表來指示頻道創(chuàng)造了條件。

（3） 由于調(diào)諧電壓 VT 與頻道之間不是以十進制為單位的對應(yīng)關(guān)系。因此必須在所用調(diào)諧電壓范圍 （例如對應(yīng) 1 - 24頻道 ）內(nèi)將對應(yīng)調(diào)諧電壓進行十進制的量化。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)諧電壓以十進制形式在 ICL7107 組成的數(shù)字電壓表 DC200V檔上顯示為對應(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 （也稱為臺階電壓 ） ，因此必須首先將該臺階電壓變換為零 ，這樣通過 ICL7107外圍電路 ，利用 ICL7107進行一次減法運算去掉臺階電壓。保證 ICL7107起始輸入為零。

（5） 由于各個調(diào)諧器的差異將引起對進行十進制量化的不同基準(zhǔn)電壓 VREF +和為消除臺階電壓引入的補償電壓 Vbu的不同要求 ，這些將通過對兩只精密多圈電位器 RP11和 RP12的調(diào)整來滿足要求 ，所以說整個頻道指示電路的調(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 （圖中元件編號與接收機電原理圖中一致 ）

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

四個端子 ，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 腳作為其工作負電源。該電源變換器工作由 ICL7107的 38腳輸出的時鐘脈沖觸發(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顯示器公共陽極 ，而 ICL7107驅(qū)動端為低電平有效。穩(wěn)壓 + 12V：該電壓由 R100和 RP12分壓在 M點得到所需補償電壓 Vbu ，送入 ICL7107的 30腳 （通過 DC200V檔分壓器 ） ，該補償電壓視不同調(diào)諧器而定 ，由 RP12調(diào)整。對于同一種型號的調(diào)諧器來說 ， 其補償電壓一致性較好 ，無需大的調(diào)整。即使對于不同型號的調(diào)諧器來說 ，其補償電壓范圍由 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應(yīng)的調(diào)諧電壓附近從而可以確保當(dāng)信號最好時該頻道也指示無誤。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。