SC7001Q 用于万用表的33/4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 QFP-80-14×20-0.8 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 产品规格分类 产 品 封 装 SC7001Q QFP-80-14X20-0.8 应用 * 三重LCD驱动，包括小数点，图表和报警信号 * 手持数字万用表 * 低功率消耗：小于1.8mW * 袖珍数字万用表 * 3V电池工作 * 笔形万用表 * 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 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第1页 SC7001Q 内部框图 CINTL CAUTO ZERO(L) RINTL(H) RINTL(L) CINTH CAUTO ZERO(H) RINTH(H) RINTH(L) VDD VMEAS IN 1.1111M 101.01K 10.010K 1.0001K 10.000M RMEAS IN RREF COM 1. 模拟模块 D MEAS IN O MEAS IN 衰减器 &传输模块 高速 A/D 偏置 A GND 低速 A/D GO TO digital GO TO digital AC AMP OUT ohm 源缓冲器 交流-直流 放大器 AC AMP IN(-) 电平转换 & 解码 带隙基准 A/D 输入模块 From digital REF OUT VSS CFILT OUT CFILT IN AC CKT IN(+) AC CKT IN(-) REF IN A COM CINTL 0(L) CAUTO RINTL(H) RINTL(L) CINTH 0(H) CAUTO O MEASIN RINTH(H) RINTH(L) 2. 数字模块 VDD D MEASIN 衰减 & 传输 高速A/D 低速A/D 高速定时 & 控制模块 SDP OSCO OSCI 电平转换 & 解码 偏置 & Ohm 源缓冲器 时钟 发生器 VSS REFOUT DGND 低速定时 & 控制模块 F1 AC to DC 放大器 A/D 输入模块 锁存器 & 解码器 功能选择 解码器 F9 PWR MON AUTO PWR2 AUTO PWR1 功率控制 BP1~BP3 SDP1 CVD+ CVD- CVDout 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn SDP26 三重 LCD 驱动 电压 蜂鸣控制 BEEP OUT 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第2页 SC7001Q 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 参考输入电压 VDD-0.5 REF IN LCD-ON 驱动电压 VLCD-ON LCD-OFF 驱动电压 VLCD-OFF 工作温度范围 Topr 时钟频率 V 0.32768 V 2.5 V 0 f 1.3 V 50 °C 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 在DCV模式， VIN=0mV， 工作电流 IDD 关机电流 IPO 关机(掉电) 数字高电平输入电流 IIH VIH =3V -1.0 数字低电平输入电流 IIL VIL=0V -10 倍压器工作 0 600 μA 4.0 μA +1.0 μA μA (见下页) 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第3页 SC7001Q (接上页) 参 数 测试管脚漏电流 符 号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 ILEAK -10 数字高电平输入电压 VIH 2.5 数字低电平输入电压 VIL 内置参考电压输出范围 内置参考带南亚输出系数 电池检测内部比较器偏置电 压 REF OUT ΔREF OUT VBATT VLCD-ON LCD-off 驱动电压 VLCD-OFF 线性度 LCD-on 驱动电压 +10 pA V 1.1 1.28 VDD=2.4~3.6V -2000 管脚 47 的电压 -60 0.5 V 1.4 V +2000 ppm/V +60 2.5 mV V 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 ACA 测量 ERR-ACA -0.2 +0.2 %/FS 电阻测量 ERR-R 32.6MΩ除外 -0.08 +0.08 %/FS 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 -0.08 +0.08 %/FS 选项测量 ERR-OPT 蜂鸣输出频率 fBEEP 4095 4096 4097 Hz 连续性检测值 RCC 18.3 Ω 交流-直流转换放大器增益 O.L 显示计数 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn AV D O.L 输入范围：-1~1V 70 20.7 dB 3240 3290 count 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第4页 SC7001Q 管脚排列图 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第5页 SC7001Q 管脚描述 管脚号 名 称 描 述 LCD显示底板1 1 BP1 2~27 SDP1~SDP26 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 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(-) 45 A GND 46 NC 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) 段显示 电源电压 AC 测量负输入 模拟地 悬空。正常工作时，此管脚悬空。 (见下页) 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第6页 SC7001Q (接上页) 管脚号 名 称 描 述 电阻测量 3.260MΩ 量程 60 10.000MΩ 61 RREF COM 62 VSS 63 D GND 数字地 64~72 F1~F9 功能输入管脚1~9 73 CVD OUT 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 79 BP2 LCD 显示底板2 80 BP3 LCD 显示底板3 衰减电阻公共连接端 模拟电路的负电源连接 倍压器输出 X-tal 连接 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 (T1) 输入积分 (T2) 微分 (T3) 双斜率A/D转换器（负输入）的波形和内部框图 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第7页 SC7001Q 转换时间 时间 转换时间 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) 速度 T1+T2+T3 * : 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。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第8页 SC7001Q 输入端 μA mA 量程 内部开关 衰减比率 分辨率 326.0μA S 1 0.1μA 3260μA S 1/10 1μA 32.60 mA S 1 10μA 326.0 mA S 1/10 1μA 10A S 10A 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 100K s 1.28V Rk REF IN 1K INT R MEAS IN 900K DEINT DUAL SLOPE A/D Rx Counter Time INT 3277 200.0ms 327 kΩ DEINT 3600 129.7ms 1 MΩ INT 3050 186.0ms 1 MΩ DEINT 3600 219.7ms 327 kΩ 量程 电阻 32.60MΩ除外 32.60 MΩ 连续性 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn Rint 同326.0Ω 量程 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第9页 SC7001Q 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。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第10页 SC7001Q 功能和量程表 1. 当 F5=0时 R1, R2, R3, R4, R5, R32M, No F2 F1 F4 F3 F9=1/ F9=0 1 0 0 0 0 DC/AC VOLT • • • • • × 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 9 1 0 0 0 LCD test × × × × × × 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 • • • • • × DP1 DP3 DP2 DP1 DP3 DP2 备 注 TPD F9=1, F7:T Display 1999 * 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. 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第11页 SC7001Q 2. 当 F5=1时 No F2 F1 F4 F3 F9=1/ F9=0 R1, R2, R3, R4, R5, DP DP DP DP DP 1 3 2 1 3 R32M, DP2 备注 16 0 0 0 0 DC/AC VOLT • • • • • × 17 0 0 0 1 DC/AC VOLT • • • • • × 18 0 0 1 0 DC/AC VOLT • • • • • × OHM • • • • • • CONTINUITY • × × × × × F9:T DIODE × • × × × × F9:T CONTINUITY • × × × × × DIODE × • × × × × 19 20 0 0 0 1 1 1 1 1 TPD 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) POWER 0+0 1+0 0+1 1+1 开机 自动关机 Off Off 4.按照模式显示全值 模式 电压 DC R1 R2 R3 R4 R5 326.0mV 3.260V 32.60V 326.0V 3260V 3.260V 32.60V 326.0V 3260V AC 电流 mA 32.60mA 326.0mA (AC/CD) μA 326.0μA 3260μA 326.0K 3.260M 电阻(Ω) 326.0 3.260K 32.60K R32M 32.60M DP3 of 在电压，电流模式，R4 的DP3 不显示。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第12页 SC7001Q LCD 驱动波形 BACKPLANE 1 BACKPLANE 2 3V 2V BACKPLANE 3 1V D GND SEGMENT ON 3V D GND 256/6=42.67Hz 2V SEGMENT OFF 1V LCD 显示 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第13页 SC7001Q 三重 LCD 显示格式 管脚号 2 3 4 BP2 79 p31 Ω K BP3 80 p32 V M BP1 1 p33 R-H 15 16 BP号 管脚号 BP号 BP2 79 d3 BP3 80 e3 BP1 1 a3,g3 ⎯ 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 d0 p30 dp1 d1 p29 dp2 d2 p28 dp3 c0 g0 e0 c1 g1 e1 c2 g2 e2 c3 m b0 a0 f0 b1 a1 f1 b2 a2 f2 b3 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 AC p27 p22 p21 p16 p15 p10 p9 p4 p3 p- D-H p26 p23 p20 p17 p14 p11 p8 p5 p2 p0 DC p24 p19 p18 p13 p12 p7 p6 p1 p25 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第14页 SC7001Q 典型应用电路图 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第15页 SC7001Q 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 R36 324 KΩ R37 990 KΩ 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn Z1 Hz ZENAMIC 220 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第16页 SC7001Q 测试电路 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第17页 SC7001Q 封装外形图 QFP-80-14×20-0.8 单位：毫米 23.9±0.4 3.35MAX 0.8±0.2 20.0±0.2 1 12.0 16.3±0.4 14.0±0.2 17.9±0.4 0.05MIN 0.15±0.05 0.35 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。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: www.silan.com.cn 版本号： 1.2 2007.12.26 共19页 第18页