大规模A/D转换器ICL7107在卫星电视接收机中的应用

卫星电视接收机是指将卫星降频器LNB输出信号转换为音频视频信号或者射频信号的电子设备。模拟卫星电视接收机--接收的是模拟信号，目前因为大部分信号均已经数字化，基本已经绝迹。数字卫星电视接收机--接收的是数字信号，是目前比较常用的接收机，又分插卡数字机，免费机，高清机等。

ICL7107的工作原理

双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。

它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。

时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。

计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。

译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。

控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。第二，识别输入电压极性，控制LED数码管的负号显示。第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1“ ，其余码全部熄灭。

钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。

方案的提出及电路的特点

本方案是在卫星电视接收机的研制过程中专为频道指示电路而作出的。该频道指示电路具有电路简单 ，指示准确美观 ，工作稳定可靠。经在整机上长时间的工作无任何故障。该电路调试使用方便。只需调整两个电位器即可完成该频道指示电路的全部调试工作。

设计思想将 ICL7107应用于频道指示电路是基于以下几个方面的考虑和条件。

（1） ICL7107只需少数外围元件即可组成应用所需的数字电压表。

（2） 在接收机中所用的一体化调谐器的 VT - f曲线表明调谐电压 VT 基本属于频率 f的线性函数 ， 这为运用 ICL7107组成的数字电压表来指示频道创造了条件。

（3） 由于调谐电压 VT 与频道之间不是以十进制为单位的对应关系。因此必须在所用调谐电压范围 （例如对应 1 - 24频道 ）内将对应调谐电压进行十进制的量化。即通过将调谐电压所用范围均分为 24等分后 ，再通过改变 ICL7107的基准电压 VREF + ，将相应的各频道调谐电压以十进制形式在 ICL7107 组成的数字电压表 DC200V档上显示为对应该频道数的电压值。例如 8频道的调谐电压在 DC200V档上显示为 08 （即 8V） ，其余类推。

（4） 由于调谐电压的起始值不一定为零而是有一定的初始值 （也称为台阶电压 ） ，因此必须首先将该台阶电压变换为零 ，这样通过 ICL7107外围电路 ，利用 ICL7107进行一次减法运算去掉台阶电压。保证 ICL7107起始输入为零。

（5） 由于各个调谐器的差异将引起对进行十进制量化的不同基准电压 VREF +和为消除台阶电压引入的补偿电压 Vbu的不同要求 ，这些将通过对两只精密多圈电位器 RP11和 RP12的调整来满足要求 ，所以说整个频道指示电路的调试特别方便迅速。

频道指示电路电原理图

频道指示电路电原理图见附图 （图中元件编号与接收机电原理图中一致 ）

频道指示电路工作原理该频道指示电路在接收机中共有四个外连接点 ，分别为稳压 + 5V，未稳压 + 5V，稳压 + 12V和 V ’

四个端子 ，下面分别说明其功能及电路工作过程。稳压 + 5V：该 + 5V电源一路直接送给 ICL7107的 1脚作为其工作正电源。另一路经 R97， R99和 RP11为 36脚提供基准电源 VREF + ，其中 V15 - V17提供再次稳压以保证 36脚获得更高稳定度的基准电压。第三路送往 N9 （CD4069）的 14脚经 N9及其外围电路变换成 - 4V左右的电压供 ICL7107的 26 脚作为其工作负电源。该电源变换器工作由 ICL7107的 38脚输出的时钟脉冲触发同步 ，其频率为 45KHz左右。未稳压 + 5V：该电源通过限流电阻 R108 （68Ω）接往 LED显示器公共阳极 ，而 ICL7107驱动端为低电平有效。稳压 + 12V：该电压由 R100和 RP12分压在 M点得到所需补偿电压 Vbu ，送入 ICL7107的 30脚 （通过 DC200V档分压器 ） ，该补偿电压视不同调谐器而定 ，由 RP12调整。对于同一种型号的调谐器来说 ， 其补偿电压一致性较好 ，无需大的调整。即使对于不同型号的调谐器来说 ，其补偿电压范围由 R100和 RP12给出的数值也足以满足使用需要。 V′T电压 ：该电压并不是取自 AFC电路输出端 （即调谐器 VT端 ） ，而是取自调谐电位器中心抽头电压 ，由于该电压在 AFC电路中是处于各频道中心频率对应的调谐电压附近从而可以确保当信号最好时该频道也指示无误。V′T 送入 ICL7107的 31脚 （通过 DC200V档分压器 ）。在 LED显示器上显示出相应的频道数即 V′T 电压值。