JPH04299616A - 絶縁型高速ａ／ｄコンバータ - Google Patents
絶縁型高速ａ／ｄコンバータInfo
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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
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
／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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ンバータを示す構成図及び断面図である。
【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。
Ｄコンバータを示す構成図及び断面図である。
【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。
Ｄコンバータを示す構成図である。
【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。
成図である。
【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。
におけるアナログ信号絶縁化工程を示す構成図である。
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
Claims (3)
- 【請求項１】 アナログ信号を入力し、該アナログ信
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
。 - 【請求項２】 前記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。 - 【請求項３】 前記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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160591A JPH04299616A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 絶縁型高速ａ／ｄコンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160591A JPH04299616A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 絶縁型高速ａ／ｄコンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04299616A true JPH04299616A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=14031200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9160591A Pending JPH04299616A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 絶縁型高速ａ／ｄコンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04299616A (ja) |
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 (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光・電気デイジタル信号変換装置 |
| JPS5985127A (ja) * | 1982-11-05 | 1984-05-17 | Nec Corp | Ａ／ｄコンバ−タ |
| JPS63131128A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Yokogawa Electric Corp | 光ａ／ｄ変換器 |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP9160591A patent/JPH04299616A/ja active Pending
Patent 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 (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光・電気デイジタル信号変換装置 |
| JPS5985127A (ja) * | 1982-11-05 | 1984-05-17 | Nec Corp | Ａ／ｄコンバ−タ |
| JPS63131128A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Yokogawa Electric Corp | 光ａ／ｄ変換器 |
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