Convertitore Analogico – Digitale
con uscita in codice BCD
Il convertitore analogico-digitale CA3162E della INTERSIL è un ADC a doppia rampa con uscita digitale in codice decimale BCD (Binary Coded Decimal), costituta da 3 cifre da 4 bit che si alternano con la tecnica del multiplexing.
Il convertitore interfacciato con un decoder driver, come ad esempio il modello CA3161E ad anodo comune, realizza un sistema completo per la misura e la visualizzazione a 3 cifre decimali per tensioni comprese tra 0 e 999 mV. In fig. 1 si riporta lo schema elettrico fornito dal costruttore del sistema completo di conversione e visualizzazione.
Fig 1 Sistema di conversione ADC con CA3162E.
La tensione analogica applicata in entrata è convertita in digitale in tre fasi temporali distinte. Nella prima fase si ha la conversione della cifra delle unità (LSD) e contemporaneamente viene posto al livello basso il pin 5 e al livello alto i pin 3 e 4 delle uscite denominate Digit Driver. Il transistor PNP collegato al pin 5 si porta in saturazione con conseguente accensione del display relativo alla cifra LSD. Nella seconda fase si ha la l’emissione dei 4 bit relativi alla cifra delle centinaia (NSD) è l’attivazione (livello basso) del pin 3 con conseguente accensione della cifra NSD. Ovviamente i pin 4 e 5 sono al livello alto Nella terza fase il dato presente sulle linee BCD Outputs è relativo alla cifra delle centinaia MSD. In questo caso si porta al livello basso il pin 4 e di conseguenza si attiva il display MSD. Il ciclo si ripete. I display si attivano uno alla volta ma la frequenza di ripetizione è tale da far apparire i 3 display contemporaneamente accesi.
Il potenziometro inserito sul pin 13 consente l’aggiustamento del valore di fondo scala (GAIN ADJ), mentre quello connesso tra i pin 8 e 9 per mette di regolare il valore minimo di conversione (ZERO ADJ). Il costruttore consiglia di applicare in entrata 0V e regolare il potenziometro di ZERO ADJ per ottenere sul display 000mV; successivamente applicare in entrata 900mV e regolare il GAIN ADJ fino a visualizzare 900mV.
La tensione applicata sul pin 6 definisce la modalità di conversione:
· V6 = 5V. Conversione alla frequenza di 96 Hz (High Speed);
· V6 = 1.2V. Si ottiene ponendo un resistore da 12 KW tra il pin 6 e il morsetto +5V. Si ha il blocco della conversione con mantenimento del dato in uscita:
· V6 = 0V oppure aperto. Conversione alla frequenza di 4 Hz (Low Speed);
Il condensatore collegato al pin 12 è indispensabile per il funzionamento del convertitore poiché è quello d’integrazione dell’ADC a doppia rampa.
Il condensatore da 0.1µF collegato tra alimentazione e massa ha il compito di ridurre i rumori presenti sulla linea di alimentazione
Le resistenze R1, R2 e R3 da 150Ω, se necessario, possono essere utilizzate per gestire il punto decimale dei display.
Il sistema descritto rappresenta la parte fondamentale di un multimetro digitale. Il CA3162E può essere impiegato per pilotare display a catodo comune e a cristalli liquidi. Per tali applicazioni si rimanda al data sheet del componete.