JPH04299616A - Isolation type high speed a/d converter - Google Patents
Isolation type high speed a/d converterInfo
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- JPH04299616A JPH04299616A JP9160591A JP9160591A JPH04299616A JP H04299616 A JPH04299616 A JP H04299616A JP 9160591 A JP9160591 A JP 9160591A JP 9160591 A JP9160591 A JP 9160591A JP H04299616 A JPH04299616 A JP H04299616A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は絶縁型A/Dコンバー
タに関し、特に光量結合作用による絶縁型高速A/Dコ
ンバータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an isolated A/D converter, and more particularly to an isolated high speed A/D converter using a light amount coupling function.
【0002】0002
【従来の技術】図4は従来のフラッシュA/Dコンバー
タを示す構成図である。図において、1はアナログ信号
の入力電圧と基準電圧とを比較し、ON,OFFをデジ
タル出力するコンパレータ、2はコンパレータ1からの
出力をコード変換するエンコーダ、3はエンコーダ2で
次の変換が行われている間先の変換結果を安定に保つた
めに記憶するラッチ、4はエンコーダ2の出力がラッチ
3に移動する間データを安定に保つためにコンパレータ
1出力を保持するストローブ入力である。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram showing a conventional flash A/D converter. In the figure, 1 is a comparator that compares the input voltage of an analog signal with a reference voltage and outputs ON/OFF digitally, 2 is an encoder that converts the output from comparator 1 into a code, and 3 is encoder 2, which performs the next conversion. 4 is a strobe input that holds the output of comparator 1 to keep the data stable while the output of encoder 2 moves to latch 3.
【0003】次に動作について説明する。フラッシュA
/Dコンバータ方式ではnビットの信号を出力したい場
合、コンパレータ1は入力段に2n −1個配置し、各
コンパレータ1の一方の入力端子にはそれぞれ1LSB
きざみでアナログ・フルスケール値を分割した基準電圧
からの比較用電圧を入力する。アナログ信号が入力され
ると一斉に各コンパレータ1が働いてアナログ信号の入
力電圧と基準電圧とを比較し、ON,OFFをデジタル
出力する。Next, the operation will be explained. Flash A
In the /D converter method, if you want to output an n-bit signal, 2n -1 comparators 1 are arranged in the input stage, and one input terminal of each comparator 1 has 1LSB.
Input the comparison voltage from the reference voltage, which is obtained by dividing the analog full-scale value in increments. When an analog signal is input, each comparator 1 operates at the same time, compares the input voltage of the analog signal with a reference voltage, and digitally outputs ON/OFF.
【0004】コンパレータ1からの出力はエンコーダ2
によってバイナリコードやその他の必要とされるコード
に変換され、その変換結果はラッチ3に記憶される。ス
トローブ入力4はラッチ3へ移動するエンコーダ2での
変換結果を、コンパレータ1出力を保持させることによ
って安定に保ち、ラッチ3は変換された結果を次の変換
が行われている間安定に保つためにデータとして記憶す
るものである。[0004] The output from comparator 1 is encoder 2
is converted into a binary code or other required code, and the conversion result is stored in the latch 3. Strobe input 4 keeps the conversion result of encoder 2, which is transferred to latch 3, stable by holding the output of comparator 1, and latch 3 keeps the converted result stable while the next conversion is being performed. It is stored as data.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のフラッシュA/
Dコンバータは以上のように構成されているので、アナ
ログ信号入力部からエンコーダ2までの間は絶縁化され
ていないものが多く、アナログ,ディジタル間に干渉ノ
イズが発生するという問題があった。またフラッシュA
/Dコンバータにてアナログ信号の絶縁化を実現するに
は、図5に示す従来のフラッシュA/Dコンバータの前
段階でアナログ信号を絶縁化する工程を要し、それには
まず高周波の搬送波を印加して周波数変調しなければな
らないのに、トランス結合部はあまり高い周波数の変調
波に対応できないため、高出力のアナログ信号の絶縁化
は不可能であるという問題があった。[Problem to be solved by the invention] Conventional flash A/
Since the D converter is constructed as described above, there is often no insulation between the analog signal input section and the encoder 2, and there is a problem in that interference noise occurs between the analog and digital signals. Also flash A
In order to achieve isolation of analog signals with the A/D converter, it is necessary to insulate the analog signals at a stage before the conventional flash A/D converter shown in Figure 5, which involves first applying a high-frequency carrier wave. However, since the transformer coupling section cannot handle modulated waves of very high frequency, it is impossible to isolate high-output analog signals.
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、アナログ,ディジタル間のノイ
ズ発生をなくすとともに、アナログ信号絶縁化工程を必
要としない絶縁型高速A/Dコンバータを得ることを目
的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and provides an isolated high-speed A/D converter that eliminates the generation of noise between analog and digital signals and does not require an analog signal isolation process. The purpose is to obtain.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明に係る絶縁型高
速A/Dコンバータは、アナログ信号入力部と、入力さ
れたアナログ信号を光エネルギーに変換する発光ダイオ
ードアレーと、変換された光エネルギーを通過させ、デ
ィジタル的な2−n配列を形成する光量減衰用ホールと
、2−n系列を形成した光エネルギーをディジタル化さ
れた電気信号エネルギーにするフォトダイオードアレー
と、電気信号エネルギーに所望のコード変換を行うエン
コーダと、コード変換された結果を記憶するラッチとか
らなるものである。[Means for Solving the Problems] An isolated high-speed A/D converter according to the present invention includes an analog signal input section, a light emitting diode array that converts the input analog signal into optical energy, and a light emitting diode array that converts the input analog signal into optical energy. a photodiode array that converts the light energy forming the 2-n sequence into digitized electrical signal energy; It consists of an encoder that performs conversion and a latch that stores the code conversion results.
【0008】またこの発明に係る絶縁型高速A/Dコン
バータは、発光ダイオードの前段階にラダーネットワー
ク及びフラッシュ型コンパレータを備え、光量減衰用ホ
ールの代わりに光結合用ホールを備えたものである。Furthermore, the isolated high-speed A/D converter according to the present invention is provided with a ladder network and a flash type comparator at a stage before the light emitting diode, and is provided with an optical coupling hole instead of a light attenuation hole.
【0009】またこの発明に係る絶縁型高速A/Dコン
バータは、発光ダイオードによる光エネルギーに代えて
、直接外光(自然光)を光量減衰用ホールに通すように
したものである。Furthermore, the insulated high-speed A/D converter according to the present invention is configured to directly pass external light (natural light) through a light attenuation hole instead of using light energy from a light emitting diode.
【0010】0010
【作用】この発明においてはアナログ入力信号を光エネ
ルギーに変換して用いるので、アナログ,ディジタル間
の干渉ノイズの発生を防ぎ、アナログ信号絶縁化工程は
不要になる。[Operation] In the present invention, since an analog input signal is converted into optical energy and used, interference noise between analog and digital signals is prevented, and an analog signal isolation step is not required.
【0011】[0011]
【実施例】図1(a) 〜(d) は本発明の一実施例
による絶縁型高速A/Dコンバータを示す構成図及び断
面図であり、図において図4と同一符号は同一部分を示
し、10は入力されたアナログ信号をnbit に対応
して発光させるLEDアレー、11はディジタル的な2
−n系列を形成させる光量減衰用ホール、12は光量減
衰用ホール11を通過した光を当てて光起電力を生じさ
せることによってディジタル変換するフォトダイオード
アレー、13はLEDアレー10とフォトダイオードア
レー12に設けられた拡散板である。[Embodiment] FIGS. 1(a) to 1(d) are a configuration diagram and a sectional view showing an isolated high-speed A/D converter according to an embodiment of the present invention. In the figures, the same reference numerals as in FIG. 4 indicate the same parts. , 10 is an LED array that emits light according to the input analog signal in nbit, and 11 is a digital 2
12 is a photodiode array that performs digital conversion by generating a photovoltaic force by applying the light that has passed through the light attenuation hole 11; 13 is an LED array 10 and a photodiode array 12; This is a diffuser plate installed in the
【0012】次に動作について説明する。同図(b)
のように4ビットの信号を出力したい場合、入力アナロ
グ信号を4×4の配列であるLEDアレー10で光エネ
ルギーに変換し、発光させる。LEDアレー10は点光
源なので発光を均一な面発光にするためには、必要に応
じて各々のアレーに拡散板13を付加する。次に、LE
Dアレー10で面発光された光エネルギーをホール面積
の異なる光量減衰用ホール11に通過させ、光に各々の
明暗関係を生じさせることによってディジタル的な2−
n配列を形成する。この2−n系列を形成した光をフォ
トダイオードアレー12に当てて光起電力を生じさせ、
ディジタル化された電気信号エネルギーにする。フォト
ダイオードアレー12は点的受光素子であるので、面受
光を行うためにLEDアレー10同様、必要に応じ拡散
板を付加する。このような光量結合による過程を経て、
アナログ信号入力部とフォトダイオードアレー12出力
との間で信号が絶縁化されるインターフェイスを構成す
るものである。Next, the operation will be explained. Same figure (b)
When it is desired to output a 4-bit signal as in the example shown in FIG. Since the LED array 10 is a point light source, a diffuser plate 13 is added to each array as necessary in order to make the light emission uniform from a surface. Next, L.E.
A digital 2-
Form an n array. The light forming the 2-n series is applied to the photodiode array 12 to generate a photovoltaic force,
Convert into digitized electric signal energy. Since the photodiode array 12 is a point light-receiving element, a diffuser plate is added as necessary, like the LED array 10, in order to perform surface light reception. Through this process of light intensity coupling,
This constitutes an interface in which signals are isolated between the analog signal input section and the output of the photodiode array 12.
【0013】本実施例では上述のように、入力アナログ
信号をLEDアレー10で光エネルギーに変換し、ホー
ル面積の異なる光量減衰用ホール11に通過させて、フ
ォトダイオードアレー12に当てて光起電力を生じさせ
、ディジタル化された電気信号エネルギーに変換させて
から出力するので、アナログ信号入力部〜フォトダイオ
ードアレー12出力間のインターフェイスで信号は絶縁
化されるため、アナログ,ディジタル間のノイズ発生が
ない。また従来のアナログ信号絶縁化工程は不要な上に
、アナログ信号入力部〜フォトダイオードアレー12出
力間の信号伝達を光エネルギーの入出力で行うので、ア
ナログ,ディジタル間の変換が本質的に高速化された絶
縁型高速A/Dコンバータを得ることができる。In this embodiment, as described above, the input analog signal is converted into optical energy by the LED array 10, passed through the light attenuation holes 11 having different hole areas, and applied to the photodiode array 12 to generate photovoltaic energy. Since the signal is generated and converted into digitized electrical signal energy before being output, the signal is isolated at the interface between the analog signal input section and the photodiode array 12 output, so noise generation between analog and digital is prevented. do not have. In addition, the conventional analog signal isolation process is not necessary, and since signal transmission between the analog signal input section and the 12 outputs of the photodiode array is performed by inputting and outputting optical energy, conversion between analog and digital is essentially faster. An isolated high-speed A/D converter can be obtained.
【0014】なお上記実施例では、アナログ信号入力を
直接LEDアレー10で発光させるようにしたものを示
したが、図2のこの発明の他の実施例では、ラダーネッ
トワーク及びコンパレータ1とをLEDアレー10の前
段に設けており、コンパレータ1で既にデジタル化した
信号をLEDアレー10にて光エネルギーに変換し、光
量減衰用ホール11の代わりに設置した光結合用ホール
14を通過させてフォトダイオードアレー12に入力す
る。この光結合用ホール14は、LEDアレー10とフ
ォトダイオードアレー12の各々を構成する素子同士が
1対1で対応し合うように、そしてLEDアレー10の
1素子からの光エネルギーが対でないフォトダイオード
アレー12の素子へと誤入力されるのを防ぐためだけの
ものであるので、ホール面積は全て均一であればよい。In the above embodiment, the analog signal input is directly caused to emit light by the LED array 10, but in another embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the signal that has already been digitized by the comparator 1 is converted into optical energy by the LED array 10, and is passed through the optical coupling hole 14 installed in place of the light attenuation hole 11 to be connected to the photodiode array. Enter 12. This optical coupling hole 14 is arranged so that the elements constituting each of the LED array 10 and the photodiode array 12 correspond to each other on a one-to-one basis, and the light energy from one element of the LED array 10 is connected to an unpaired photodiode. Since this is only to prevent erroneous input to the elements of the array 12, all holes need only have a uniform area.
【0015】また図3のこの発明の第3の実施例に示す
ように、LEDアレー10の発光に代えて直接外光(自
然光)を光量減衰用ホール11に直接通過させてもよく
、この場合も外光のエネルギーを直接ディジタル変換さ
せる高速絶縁型A/Dコンバータとして同様の効果を奏
する。Furthermore, as shown in the third embodiment of the present invention shown in FIG. A similar effect can be achieved as a high-speed isolated A/D converter that directly converts the energy of external light into digital data.
【0016】なお、デジタル化された信号がエンコーダ
2に入力されてから以降の工程は従来例と同様であるの
で、その説明を省略する。[0016] The steps after the digitized signal is input to the encoder 2 are the same as in the conventional example, so a description thereof will be omitted.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、アナロ
グ信号入力部〜フォトダイオードアレー出力間のインタ
ーフェイスを光量結合によって絶縁するように構成した
ので、アナログ,ディジタル間のノイズ発生がなく本質
的な高速ディジタル変換を行う絶縁型超高速A/Dコン
バータを得られる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the interface between the analog signal input section and the photodiode array output is insulated by coupling the amount of light, there is essentially no noise generation between analog and digital. This has the effect of providing an isolated ultra-high-speed A/D converter that performs high-speed digital conversion.
【図1】この発明の一実施例による絶縁型高速A/Dコ
ンバータを示す構成図及び断面図である。FIG. 1 is a configuration diagram and a sectional view showing an isolated high-speed A/D converter according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の第2の実施例による絶縁型高速A/
Dコンバータを示す構成図及び断面図である。FIG. 2: Isolated high-speed A/A according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram and a sectional view showing a D converter.
【図3】この発明の第3の実施例による絶縁型高速A/
Dコンバータを示す構成図である。FIG. 3: Isolated high-speed A/A according to a third embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows a D converter.
【図4】従来のフラッシュ型A/Dコンバータを示す構
成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional flash type A/D converter.
【図5】従来のフラッシュ型A/Dコンバータの前段階
におけるアナログ信号絶縁化工程を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing an analog signal isolation process at a pre-stage of a conventional flash type A/D converter.
1 コンパレータ 2 エンコーダ 3 ラッチ 10 LEDアレー 11 光量減衰用ホール 12 フォトダイオード 13 拡散板 14 光結合用ホール 1 Comparator 2 Encoder 3 Latch 10 LED array 11. Hole for light attenuation 12 Photodiode 13 Diffusion plate 14 Optical coupling hole
Claims (3)
号に対応したディジタルのコードを出力するA/Dコン
バータにおいて、アナログ信号入力部と、入力された前
記アナログ信号を光エネルギーに変換する発光ダイオー
ドアレーと、前記光エネルギーを通過させ、ディジタル
的な2−n配列を形成する光量減衰用ホールと、該2−
n系列を形成した光エネルギーをディジタル化された電
気信号エネルギーに変換するフォトダイオードアレーと
、該電気信号エネルギーに所望のコード変換を行うエン
コーダと、該コード変換された結果を記憶するラッチと
を備えたことを特徴とする絶縁型高速A/Dコンバータ
。1. An A/D converter that inputs an analog signal and outputs a digital code corresponding to the analog signal, comprising: an analog signal input section; and a light emitting diode array that converts the input analog signal into optical energy. and a light attenuation hole that allows the light energy to pass through and forms a digital 2-n array;
A photodiode array that converts optical energy forming an n series into digitized electrical signal energy, an encoder that performs desired code conversion on the electrical signal energy, and a latch that stores the code conversion result. An isolated high-speed A/D converter characterized by:
ネットワーク及びフラッシュ型コンパレータを備え、光
量減衰用ホールの代わりに光結合用ホールを備えたこと
を特徴とする請求項1記載の絶縁型高速A/Dコンバー
タ。2. The insulated high-speed A/D according to claim 1, further comprising a ladder network and a flash-type comparator at a stage before the light emitting diode, and a light coupling hole instead of a light attenuation hole. D converter.
ーに代えて、直接外光(自然光)を前記光量減衰用ホー
ルに通すようにしたことを特徴とする請求項1記載の絶
縁型高速A/Dコンバータ。3. The isolated high-speed A/D converter according to claim 1, wherein external light (natural light) is directly passed through the light amount attenuation hole instead of the light energy generated by the light emitting diode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160591A JPH04299616A (en) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | Isolation type high speed a/d converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160591A JPH04299616A (en) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | Isolation type high speed a/d converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299616A true JPH04299616A (en) | 1992-10-22 |
Family
ID=14031200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9160591A Pending JPH04299616A (en) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | Isolation type high speed a/d converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04299616A (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5357958A (en) * | 1976-11-06 | 1978-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Analog digital converter |
| JPS5411756A (en) * | 1977-06-29 | 1979-01-29 | Hitachi Ltd | Photo a/d converter |
| JPS58168038A (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical/electrical digital signal converter |
| JPS5985127A (en) * | 1982-11-05 | 1984-05-17 | Nec Corp | Analog-digital converter |
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-
1991
- 1991-03-27 JP JP9160591A patent/JPH04299616A/en active Pending
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