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Voltmetro a cristalli liquidi - 2

Voltmetro a cristalli liquidi

Internamente è presente un generatore di tensione di riferimento che fornisce 2,8V in meno rispetto al potenziale applicato al piedino di alimentazione positiva (VCC pin 1). La tensione di riferimento è disponibile al piedino COMMON, ovvero al 32, che è poi il nodo di riferimento per le tensioni applicate agli ingressi.

La misura si svolge in tre fasi, che vengono ripetute ciclicamente:

1) Auto-Zero; in essa inizialmente l’ingresso differenziale viene internamente sconnesso dai punti IN (30 e 31) e collegato al comune (pin 32) quindi il condensatore C2 viene caricato con la tensione di riferimento e poi, sempre internamente, viene inserito il condensatore collegato al piedino 29 in modo che si trovi in retroazione al circuito comprendente il differenziale di ingresso, il comparatore, e l’integratore.

2) Integrazione del segnale; viene ripristinato il collegamento interno ed eliminato il loop di retroazione dell’autozero, quindi l’ingresso differenziale è collegato ai pin di input dell’ICL7106 (i soliti 30 e 31) e l’uscita dello stadio differenziale fornisce una tensione che viene integrata dall’integratore interno ottenendo un impulso a dente di sega, interrotto dopo un breve periodo di tempo prefissato.

3) Deintegrazione; in quest’ultima fase la rampa prodotta dall’integratore viene confrontata nel comparatore dopo che “INlow” (piedino 30) viene internamente connesso al COMMON (pin 32) e “INhigh” al condensatore di riferimento C2: il collegamento è tale da forzare la scarica del condensatore dell’integratore (C4 nel circuito) quindi, per determinare il valore della tensione di ingresso, il chip verifica il tempo impiegato dall’uscita dello stesso integratore a tornare a zero.

Va notato che per il buon funzionamento del tutto l’ICL7106 deve avere il piedino 32 (COMMON) collegato all’INlow, ovvero al 30; se il modulo deve lavorare a tensione singola (5÷9 volt c.c.) significa che le due linee di ingresso sono sollevate dalla massa, e quindi le tensioni da misurare non devono essere riferite a questa.

Torniamo adesso allo schema elettrico vero e proprio per vedere gli altri particolari dell’integrato: partiamo dal trimmer R3, che serve per registrare lo stadio differenziale di ingresso e quindi per tarare alla perfezione lo strumento; esso agisce sul piedino +REF (36) applicando una tensione variabile entro certi limiti (tra 2,8V e 2,68V in meno della tensione di batteria) secondo quanto consigliato nella documentazione del costruttore.

Il potenziale fornito al piedino 36 permette di aggiustare finemente la tensione differenziale ottenuta con lo stadio di ingresso dell’ICL7106 in modo da correggere l’eventuale offset interno. La rete C3/R5 serve per la temporizzazione dell’oscillatore di clock, mentre la C4/R6/C5 è quella necessaria alla sezione di ingresso, per realizzare l’Auto-Zero e l’integrazione/deintegrazione della tensione differenziale.

Particolare rilievo assume il partitore resistivo posto in serie ai punti “IN-HI e IN-LO” perché è quello che ci consente di adattare il voltmetro a varie misure, ovvero di selezionare la portata: in pratica se si toglie la R2 il circuito ha la sensibilità propria dell’ICL7106, pari a 200 mV di fondoscala; inserendo la resistenza la differenza di potenziale applicata ai punti IN viene ridotta, e si può quindi far misurare valori ben più alti di quello intrinseco.

 

 

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