用于万用表的 3 3/4 位 LCD 显示,3260- 计数 A/D 转换器 描述 SC7001Q 是一个低功耗的 3 3/4 位 A/D 转换器, 此电路有 33 个柱状图表的显示段驱动器, 自动调节范围, 单电源 3V 供电 此电路是一个理想的高性能自动调节数字万用表电路, 全量程有 3260 格 SC7001Q 提供了较多的用户功能 : 手动调节范围 / 数据保留 / 自动关闭电源 / 电压 / 电流 / 电阻测量 / 二极管测试 / 连续检测 内置交流 / 直流转换运放和 CMOS 带隙基准, 可以节省外部器件 此外, 内置倍压器, 可以采用 3V 单电源供电 主要特点 * 自动调节量程 -- 电压 (DC/AC):326.0mV(NA for AC), 3.260V, 326.0V, 3260V -- 电阻 326.0Ω,3.260kΩ, 32.60kΩ, 326.0kΩ, 3.260MΩ, 32.60 MΩ -- 电流 (DC/AC):326.0μA, 3260μA, 32.60mA, 326.0mA, 10A * 三重 LCD 驱动, 包括小数点, 图表和报警信号 * 低功率消耗 : 小于 1.8mW * 3V 电池工作 * 内部倍压器, 交流 - 直流转换运放 * 量程选择 / 显示保留 / 自动关闭电源 / 二极管测试 / 连续检测功能 * 内置 CMOS 带隙基准 QFP-80-14 20-0.8 产品规格分类产品封装 SC7001Q QFP-80-14X20-0.8 应用 * 手持数字万用表 * 袖珍数字万用表 * 笔形万用表 共 19 页第 1 页
内部框图 1. 模拟模块 RREF COM RMEAS IN 10.000M 1.0001K 10.010K 101.01K 1.1111M VMEAS IN VDD RINTH(L) RINTH(H) CAUTO ZERO(H) CINTH RINTL(H) RINTL(L) CAUTO ZERO(L) CINTL D MEAS IN O MEAS IN A GND 衰减器 & 传输模块 偏置 高速 A/D 低速 A/D GO TO digital GO TO digital AC AMP OUT AC AMP IN(-) 交流 - 直流放大器 ohm 源缓冲器 电平转换 & 解码 A/D 输入模块 带隙基准 From digital REF OUT VSS CFILT OUT CFILT IN AC CKT IN(+) AC CKT IN(-) REF IN A COM 2. 数字模块 O MEASIN RINTH(L) RINTH(H) CAUTO 0(H) CINTH RINTL(L) RINTL(H) CAUTO 0(L) CINTL VDD D MEASIN 衰减 & 传输高速 A/D 低速 A/D 高速定时 & 控制模块 VSS OSCO OSCI 时钟发生器 偏置 & Ohm 源缓冲器 电平转换 & 解码 SDP 低速定时 & 控制模块 REFOUT DGND F1 A/D 输入模块 AC to DC 放大器 锁存器 & 解码器 功能选择解码器 F9 电压 三重 LCD 驱动 功率控制 蜂鸣控制 CVDout CVD- CVD+ SDP1 SDP26 BP1~BP3 PWR MON AUTO PWR2 AUTO PWR1 BEEP OUT 共 19 页第 2 页
极限参数 ( 注 1) 参 数 符号 范 围 单位 电源电压 (VDD to A COM) VDD 4 V 电源电压 (VSS to A COM) VSS -4 V 数字输入电压 DVIN -0.3~VDD+0.3 V 模拟输入电压 AVIN VSS-0.3~VDD+0.3 V 数字输出电流 DIOUT -1~+1 ma 模拟输出电流 AIOUT -3~+3 ma 蜂鸣输出电流 IBEEP -1~+1 ma LCD 输出电流 ILCD -0.1~+0.1 ma 工作温度范围 TOPR 0~+50 C 存储温度范围 TSTG -40~+125 C 注 : 1. 除非特别说明, 所有电压均是相对于 A COM 测得的 独立的 A GND, D GND 和 A COM 应 该连接在一起 推荐工作条件 参 数 符号 范围最小值典型值最大值 单位 电源电压 VDD 2.4 3.0 3.6 V 电源电压 VSS -2.4-3.0-3.6 V 数字低电平电压输入 DVIL 0.5 V 数字高电平电压输入 DVIH VDD-0.5 V 参考输入电压 REF IN 0.32768 V LCD-ON 驱动电压 VLCD-ON 2.5 V LCD-OFF 驱动电压 VLCD-OFF 1.3 V 工作温度范围 Topr 0 50 C 时钟频率 f 32.768 KHz 电气特性 ( 除非特别说明,Tamb=25 C, VDD=3V, REF IN=0.32768V, f =32.768KHz) 参 数 符号 测试条件 最小值典型值最大值单位 工作电流 IDD 在 DCV 模式, VIN=0mV, 倍压器工作 600 μa 关机电流 IPO 关机 ( 掉电 ) 0 4.0 μa 数字高电平输入电流 IIH VIH =3V -1.0 +1.0 μa 数字低电平输入电流 IIL VIL=0V -10 μa ( 见下页 ) 共 19 页第 3 页
( 接上页 ) 参 数 符号 测试条件 最小值典型值最大值单位 测试管脚漏电流 ILEAK -10 +10 pa 数字高电平输入电压 VIH 2.5 V 数字低电平输入电压 VIL 0.5 V 内置参考电压输出范围 REF OUT 1.1 1.28 1.4 V 内置参考带南亚输出系数 ΔREF OUT VDD=2.4~3.6V -2000 +2000 ppm/v 电池检测内部比较器偏置电压 VBATT 管脚 47 的电压 -60 +60 mv LCD-on 驱动电压 VLCD-ON 2.5 V LCD-off 驱动电压 VLCD-OFF 1.3 V DCV 测量 ERR-DCV -0.08 +0.08 %/FS DCA 测量 ERR-DCA -0.15 +0.15 %/FS ACV 测量 ERR-ACV -0.1 +0.1 %/FS 线性度 ACA 测量 ERR-ACA -0.2 +0.2 %/FS 32.6MΩ 除外 -0.08 +0.08 %/FS 电阻测量 ERR-R 32.6MΩ 范围 -0.5 +0.5 %/FS 二极管测试 ERR-D 全量程 =2.0V -0.2 +0.2 %/FS 选项测量 ERR-OPT -0.08 +0.08 %/FS 蜂鸣输出频率 fbeep 4095 4096 4097 Hz 连续性检测值 RCC 18.3 20.7 Ω 交流 - 直流转换放大器增益 AV 输入范围 :-1~1V 70 db O.L 显示计数 D O.L 3240 3290 count 共 19 页第 4 页
管脚排列图 共 19 页第 5 页
管脚描述 管脚号 名称 描 述 1 BP1 LCD 显示底板 1 2~27 SDP1~SDP26 段显示 28 LOWBAT 低电池检测电压输入 29 PWRMON 功率监控输出 30 AUTO PWR1 自动开 / 关机选择 1 31 AUTO PWR2 自动开 / 关机选择 2 32 VDD 电源电压 33 CINTH 高速 A/D 集成电容器连接 34 CAUTO ZERO(H) 高速 A/D 自动零电容连接 35 RINTH(H) 高速 A/D 集成电阻连接 (H) 36 RINTH(L) 高速 A/D 集成电阻连接 (L) 37 A COM 模拟电路参考电压 38 REF IN 参考电压输入 39 AC AMP OUT 内置 AC 放大器输出 40 AC AMP IN(-) 内置 AC 放大器负输入 41 AC CKT IN (+) AC 测量位置输入 42 CFILT OUT 外接滤波器输出管脚 43 CFILT IN 外接滤波器输入管脚 44 AC CKT IN(-) AC 测量负输入 45 A GND 模拟地 46 NC 悬空 正常工作时, 此管脚悬空 47 REF OUT 内置带隙基准电压输出 48 CINTL 低速 A/D 集成电容连接 49 CAUTO ZERO(L) 低速 A/D 自动零电容连接 50 RINTL(L) 低速 A/D 集成电阻连接 (L) 51 RINTL(H) 低速 A/D 集成电阻连接 (H) 52 R MEAS IN 电阻和电流测量输入 53 D MEAS IN 二极管和电流高量程测量管脚 54 I MEAS IN 电流测量输入 55 VMEAS IN 电压测量输入 56 1.1111MΩ 电压测量 10 衰减 (326.0kΩ 量程 ) 57 101.01KΩ 电压测量 100 衰减 (32.60kΩ 量程 ) 58 10.010 KΩ 电压测量 1000 衰减 (3.260kΩ 量程 ) 59 1.0001KΩ 电压测量 1000 衰减 (326.0Ω 量程 ) ( 见下页 ) 共 19 页第 6 页
( 接上页 ) 管脚号 名称 描 述 60 10.000MΩ 电阻测量 3.260MΩ 量程 61 RREF COM 衰减电阻公共连接端 62 VSS 模拟电路的负电源连接 63 D GND 数字地 64~72 F1~F9 功能输入管脚 1~9 73 CVD OUT 倍压器输出 74 CVD(-) 倍压器电容连接 (-) 75 CVD(+) 倍压器电容连接 (+) 76 OUT 蜂鸣频率输出 (4096Hz) 77 OSC OUT X-tal 连接 (32.768KHz) 78 OSC IN X-tal 连接 79 BP2 LCD 显示底板 2 80 BP3 LCD 显示底板 3 功能描述 1. SC7001Q 集成双斜率 A/D 转换器 SC7001Q 包含一个低速 A/D 和一个高速 A/D 转换电路 低速 A/D 转换电路当在 320mv 电压下采用一个模拟直流输入信号, 低速转换按照 AUTO ZERO(A.Z) INTEGRATION (INT) DEINTEGRATION (DEINT) AUTO ZERO 的顺序进行 在电压测量模式时, 一次转换花 519.7ms DEINTEGRATION 间隔计数数据传输到 LCD 并且决定了输出值 高速 A/D 转换电路 量程选择和柱状显示由高速转换控制, 跟低速转换控制的道理一样 在电压测量模式, 一次 转换花 80ms Vout 双斜率转换 ( 负输入 ) 时间 Auto-zero 输入积分 微分 (T1) (T2) (T3) 双斜率 A/D 转换器 ( 负输入 ) 的波形和内部框图 共 19 页第 7 页
转换时间 时间转换时间 T1 T2 T3 速度 T1+T2+T3 低速 A/D 100ms 200ms 219.7ms(109.8ms)* 519.7ms(409.8ms) 高速 A/D 40ms 20ms 20ms(10ms) 80ms(70ms) * : 括号内的值是针对电流测量模式 2. 电压测量 在电压测量模式, 由于输入信号通过一个内部缓冲放大器应用到积分器, 所以输入阻抗非常 高 量程通过内部开关选择一个合适的通道并将一个未知电压衰减到 1/1, 1/10, 1/100, 1/1000, 1/10000 来自动改变 1.1111MΩ, 101.10KΩ, 和 1.0001KΩ 的衰减电阻串联接到 10MΩ 的电阻上 量程 衰减 ( 串联 ) 衰减比率 分辨率 326.0(R1) 10 1 0.1mV 3.260(R2) 10M&1.1111MΩ 1/10 1 mv 32.60(R3) 10M&101.01KΩ 1/100 10 mv 326.0(R4) 10M&10.01KΩ 1/1000 100 mv 3260(R15) 10M&1.0001KΩ 1/10000 1V 计数器定时器 Rint Vout INT 3277 200.0ms 327kΩ (Vin Tint)/(R Cint) DEINT 3600 219.7ms 327 kω VOUT-(Vref Tdeint)/(R Cint) 3. 电流测量 输入端包含 μa, ma, 和 10A 的量程和两个自动量程, 可以根据输入电平选择 共 19 页第 8 页
输入端量程内部开关衰减比率分辨率 μa 326.0μA 3260μA ma 32.60 ma 326.0 ma 10A 10A S S 1 0.1μA S 1/10 1μA S 1 10μA S 1/10 1μA 计数器定时器 Rint Vout INT 3277 200.0ms 327kΩ DEINT 3600 109.8ms 327kΩ VOUT-(Vref Tdeint/2)/(R Cint) 4. 电阻连续性测量 在电阻测量模式, 每个衰减电阻并联到一个 10MΩ 的电阻上 10M s 100K 1.28V REF IN R MEAS IN Rk Rx 1K 900K INT DEINT DUAL SLOPE A/D 电阻 量程 Counter Time Rint 32.60MΩ 除外 INT DEINT 3277 3600 200.0ms 129.7ms 327 kω 1 MΩ 32.60 MΩ INT 3050 186.0ms 1 MΩ DEINT 3600 219.7ms 327 kω 连续性 同 326.0Ω 量程 共 19 页第 9 页
5. 二极管测试 在二极管测试模式, 如果输入电压超过 2.01V(201 计数 ), 那么 LCD 上显示 O.L 并且测量不 能再进行了 共 19 页第 10 页
功能和量程表 1. 当 F5=0 时 No F2 F1 F4 F3 F9=1/ F9=0 R1, R2, R3, R4, R5, R32M, DP1 DP3 DP2 DP1 DP3 DP2 备注 1 0 0 0 0 DC/AC VOLT TPD 2 0 0 0 1 DC/AC VOLT 3 0 0 1 0 DC/AC VOLT 4 0 0 1 1 OHM/Contiuity F8=0,F9:T 5 0 1 0 0 OPTION only 326m VOLT 6 0 1 0 1 DC VOLT 7 0 1 1 0 DC VOLT 8 0 1 1 1 Contiuity /Diode F9=1, F7:T 9 1 0 0 0 LCD test Display 1999 10 1 0 1 0 CD/AC VOLT 11 1 0 1 1 OHM F6=1 F6=0 12 1 1 0 0 OPTION 326m VOLT 13 1 1 0 1 DC/AC ma 14 1 1 1 0 DC/AC μa 15 1 1 1 1 DC/AC VOLT * R1~R5: 量程 1~ 量程 5 * R32M: R32M 为电阻测量的 32MΩ 量程 * DP1~DP3: LCD 上指向 1,2,3 的点 * F7: 手动量程保持 ( 释放 RH, F7=0 during over 1sec) * F8: 数据保持 ( 通过切换 ) * F5: 当 F5=0 时, 模式可以通过带有 F9(F9=1 0 1) 的拨动开关来改变 * TPD: 自动关机时间 (10 分钟 ) * F1~F9: 初始状态采用内部上拉 ( 直流 326.0mV 量程 ). 所以每个功能管脚 (F1~F9) 都为 1 除非 给定某个输入 * T: 开关. 共 19 页第 11 页
2. 当 F5=1 时 R1, R2, R3, R4, R5, R32M, No F2 F1 F4 F3 F9=1/ F9=0 DP DP DP DP DP 备注 DP2 1 3 2 1 3 16 0 0 0 0 DC/AC VOLT TPD 17 0 0 0 1 DC/AC VOLT 18 0 0 1 0 DC/AC VOLT OHM 19 0 0 1 1 CONTINUITY F9:T DIODE F9:T CONTINUITY 20 0 1 1 1 DIODE F9:T 3. 自动关机功能 除非输入值在定义的时间内改变, 否则 10 分钟后自动关机 * 选择该功能如下 : Auto PWR1(Pin30) + Auto PWR2(PIN31) 0+0 1+0 0+1 1+1 POWER 开机 自动关机 Off Off 4. 按照模式显示全值模式 R1 R2 R3 R4 R5 R32M 电压 DC 326.0mV 3.260V 32.60V 326.0V 3260V AC 3.260V 32.60V 326.0V 3260V 电流 ma 32.60mA 326.0mA (AC/CD) μa 326.0μA 3260μA 电阻 (Ω) 326.0 3.260K 32.60K 326.0K 3.260M 32.60M DP3 of 在电压, 电流模式,R4 的 DP3 不显示 共 19 页第 12 页
LCD 驱动波形 BACKPLANE 1 BACKPLANE 2 3V BACKPLANE 3 2V 1V D GND SEGMENT ON 3V D GND 256/6=42.67Hz 2V SEGMENT OFF 1V LCD 显示 共 19 页第 13 页
三重 LCD 显示格式 BP 号 管脚号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 BP2 79 p31 Ω K d0 p30 dp1 d1 p29 dp2 d2 p28 dp3 BP3 80 p32 V M c0 g0 e0 c1 g1 e1 c2 g2 e2 c3 BP1 1 p33 R-H m b0 a0 f0 b1 a1 f1 b2 a2 f2 b3 管脚号 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 BP 号 BP2 79 d3 AC p27 p22 p21 p16 p15 p10 p9 p4 p3 p- BP3 80 e3 D-H p26 p23 p20 p17 p14 p11 p8 p5 p2 p0 BP1 1 a3,g3 DC p25 p24 p19 p18 p13 p12 p7 p6 p1 共 19 页第 14 页
典型应用电路图 共 19 页第 15 页
元件值号码 值 单位 号码 值 单位 R1 9900 KΩ C1 0.022 μf R2 909 KΩ C2 0.022 μf R3 100 KΩ C3 10 μf R4 900 KΩ C4 10 μf R5 1.1 MΩ C5 10 pf R6 101.01 KΩ C7 0.015 μf R7 10.01 KΩ C8 0.22 μf R8 1.001 KΩ C9 10 μf C10 0.1 μf R9 10 MΩ C11 0.0068 μf R10 100 KΩ C12 0.15 μf R11 470 KΩ C13 1 μf R12 0.1 MΩ C14 10 μf R13 100 KΩ VR1 20 KΩ R14 160 KΩ VR2 200 KΩ R15 150 KΩ VR3 500 Ω R16 324 KΩ R17 1 MΩ D1 1N4148 R18 8.2 KΩ D2 1N4148 R19 100 KΩ D3 1N4148 R20 10 KΩ D4 1N4148 R21 10 KΩ D5 1N4148 R22 100 KΩ D6 1N4148 D7 1N4148 R27 50 KΩ R28 150 KΩ Q1 C2500 R32 39 Ω Q2 C2500 R33 495 Ω Q3 C945 R34 4.995 Ω X-Tal 32768 Hz R36 324 KΩ R37 990 KΩ Z1 ZENAMIC 220 共 19 页第 16 页
测试电路 共 19 页第 17 页
封装外形图 QFP-80-14 20-0.8 单位 : 毫米 23.9±0.4 20.0±0.2 3.35MAX 17.9±0.4 14.0±0.2 12.0 0.8±0.2 0.05MIN 16.3±0.4 1 0.35 0.15±0.05 0.80 MOS 电路操作注意事项 : 静电在很多地方都会产生, 采取下面的预防措施, 可以有效防止 MOS 电路由于受静电放电影响而引起的损坏 : 操作人员要通过防静电腕带接地 设备外壳必须接地 装配过程中使用的工具必须接地 必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输 共 19 页第 18 页