JP3112792B2 - Analog-to-digital converter - Google Patents
Analog-to-digital converterInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03M1/34—Analogue value compared with reference values
- H03M1/36—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
- H03M1/361—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type
- H03M1/362—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider
- H03M1/365—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider the voltage divider being a single resistor string
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電子回路の要素として利
用する。特に、アナログ・ディジタル変換器の変換速度
の高速化技術に関する。The present invention is used as an element of an electronic circuit. In particular, the present invention relates to a technique for increasing the conversion speed of an analog / digital converter.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から高い変換速度を要求されるアナ
ログ・ディジタル変換器としてフラッシュ型と呼ばれる
ものが知られている。この従来例を図7および図8を参
照して説明する。図7はフラッシュ型アナログ・ディジ
タル変換器を示す図である。図8はトラックホールド回
路付きのアナログ・ディジタル変換器を示す図である。
アナログ信号入力端子3に入力されたアナログ信号は、
抵抗ラダー4により分圧された基準電圧と比較器71 〜
7n により比較される。その結果がデコーダ8により2
進のディジタルコードに変換されてディジタル信号出力
端子91 〜9n から出力される("Si Bipolar 2GS/s 6b
Flash A/D Conversion LSI"Wakamoto,et.al,ISSCC,198
8,PP232-233) 。2. Description of the Related Art As an analog-to-digital converter requiring a high conversion speed, a so-called flash type is conventionally known. This conventional example will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing a flash type analog / digital converter. FIG. 8 is a diagram showing an analog / digital converter with a track / hold circuit.
The analog signal input to the analog signal input terminal 3 is
The divided reference voltage by resistor ladder 4 comparators 7 1
7n . The result is obtained by the decoder 8 as 2
It is converted to the advanced digital code of output from the digital signal output terminal 9 1 ~9 n ( "Si Bipolar 2GS / s 6b
Flash A / D Conversion LSI "Wakamoto, et.al, ISSCC, 198
8, PP232-233).
【0003】また、図7に示すようにアナログ・ディジ
タル変換器の入力にトラックホールド回路20を設けた
構成も広く知られている("A Gigasample/s 5bit ADC wi
th On-chip Track & Hold Based on an Industrial 1μ
m GaAs MESFET E/D Process"Hagelauer,et.al,GaAs IC
symposium 1991 pp365-368) 。これは高速に変化する信
号をアナログ・ディジタル変換器の処理時間の間、一定
値に保持し安定してアナログ・ディジタル変換を行うた
めである。A configuration in which a track and hold circuit 20 is provided at the input of an analog-to-digital converter as shown in FIG. 7 is also widely known ("A Gigasample / s 5 bit ADC wi").
th On-chip Track & Hold Based on an Industrial 1μ
m GaAs MESFET E / D Process "Hagelauer, et.al, GaAs IC
symposium 1991 pp365-368). This is because a signal that changes at a high speed is held at a constant value during the processing time of the analog-to-digital converter and the analog-to-digital conversion is performed stably.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このフラッシュ型のア
ナログ・ディジタル変換器は、多数の比較器を必要とす
る。その個数は、分解能nビットの場合に2n-1 個、す
なわち8ビットならば255個必要になる。したがっ
て、アナログ信号入力端子と比較器との間の配線が長く
なり、n個の比較器までの信号通路長が異なることにな
る。この遅延時間により変換速度が制限されるととも
に、遅延時間の相違による出力ディジタル値に誤差が生
じる。すなわち、クロック信号により制御される比較タ
イミングにおいて、各比較器の入力には異なるタイミン
グのアナログ信号が入力されることになってその出力値
は正確ではなくなる。The flash type analog-to-digital converter requires a large number of comparators. The number is 2 n -1 when the resolution is n bits, that is, 255 when the resolution is 8 bits. Therefore, the wiring between the analog signal input terminal and the comparator becomes longer, and the signal path length to the n comparators differs. The conversion speed is limited by the delay time, and an error occurs in the output digital value due to the difference in the delay time. That is, at the comparison timing controlled by the clock signal, an analog signal at a different timing is input to the input of each comparator, and the output value is not accurate.
【0005】また、アナログ信号入力端子に多数の比較
器が並列に接続されるため入力容量が大きくなり、アナ
ログ・ディジタル変換器を高速で駆動させるためには大
きなパワーが必要となる。また、比較器は非線形な動作
をするので入力容量も非線形になるのが普通でありこれ
が歪みの原因になる。Further, since a large number of comparators are connected in parallel to the analog signal input terminal, the input capacity increases, and a large power is required to drive the analog / digital converter at high speed. Further, since the comparator operates in a non-linear manner, the input capacitance is also usually non-linear, which causes distortion.
【0006】図8のようなトラックホールド回路付の場
合、トラックホールドを制御するクロック信号の一部が
被変調信号に混入し変調精度を劣化させることもある。[0008] In the case of the case with the track-hold circuit as shown in FIG. 8, a part of the clock signal for controlling the track-and-hold may be mixed into the modulated signal, thereby deteriorating modulation accuracy.
【0007】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、本発明は出力ディジタル信号の精度および確度
を改善することを目的とする。本発明はディジタル・ア
ナログ変換器の利用周波数領域拡大を目的とする。本発
明は、変換速度が高速であり、高い変換品質のアナログ
・ディジタル変換器を提供することを目的とする。The present invention has been made in such a background, and an object of the present invention is to improve the precision and accuracy of an output digital signal. An object of the present invention is to extend the frequency range used by a digital-to-analog converter. An object of the present invention is to provide an analog-to-digital converter having a high conversion speed and high conversion quality.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明はアナログ・ディ
ジタル変換器であり、その特徴とするところは、アナロ
グ電気信号入力端子(3)と、このアナログ電気信号を
光信号に変換する電気光変換回路(1、2)と、この光
信号を受光する複数n個の光電気変換器(5)と、この
光電気変換器の各出力を一方の入力とし他方の入力にそ
れぞれ異なるレベルの基準電圧が与えられたn個の比較
器(7)と、このn個の比較器の各出力を入力としnビ
ットのディジタル信号を出力するデコーダ(8)とを備
え、前記電気光変換回路から前記n個の光電気変換器ま
でのn個の光パスの距離が実質的に等しい光回路を設け
るところにある。すなわち、一箇所から照射されるアナ
ログ光信号が等しい距離の光パスを介して均等に複数の
光電気変換器に受光され、それぞれ再び電気信号に変換
されるように前記電気光変換回路および前記光電気変換
器が配置されることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an analog-to-digital converter, which is characterized by an analog electric signal input terminal (3) and an electro-optical converter for converting the analog electric signal into an optical signal. A circuit (1, 2), a plurality of n photoelectric converters (5) for receiving the optical signal, and a reference voltage having different levels applied to the other input with each output of the photoelectric converter as one input. Are provided, and a decoder (8) which receives each output of the n comparators and outputs an n-bit digital signal is provided from the electro-optical conversion circuit. An optical circuit is provided in which the distances of the n optical paths to the photoelectric converters are substantially equal. That is, the electro-optical conversion circuit and the optical signal such that an analog optical signal emitted from one location is uniformly received by a plurality of opto-electrical converters via optical paths of the same distance, and is converted into an electric signal again. An electrical converter is provided.
【0009】その具体的構成例としては、前記光回路
は、n個の前記光電気変換器が円周上に配置され、この
円周の中心を通りこの円周を含む平面に垂直な線上に前
記電気光変換回路が配置された構造であることが望まし
い。あるいは、前記光回路は、前記電気光変換回路の出
力光が積分球を介して複数の前記光電気変換器と光学的
に結合する構造であることもできる。As a specific configuration example, the optical circuit is configured such that n optical-electrical converters are arranged on a circumference, and are arranged on a line passing through the center of the circumference and perpendicular to a plane including the circumference. It is preferable that the electro-optical conversion circuit has a structure. Alternatively, the optical circuit may have a structure in which output light of the electro-optical conversion circuit is optically coupled to a plurality of the photoelectric converters via an integrating sphere.
【0010】また、前記電気光変換回路は、出力ディジ
タル信号のクロック信号に同期する光パルスを発生する
手段を含む構成とすることもできる。このとき、前記光
電気変換器と前記比較器との間には、この光電気変換器
の出力を一時保持する手段が介挿されることが望まし
い。Further, the electro-optical conversion circuit may include a means for generating an optical pulse synchronized with a clock signal of the output digital signal. At this time, it is preferable that a means for temporarily holding the output of the photoelectric converter is inserted between the photoelectric converter and the comparator.
【0011】[0011]
【作用】電気信号を光信号に変換して、一つの電気光変
換回路から照射する。これを複数の光電気変換器が均等
に受光して電気信号に変換する。このとき、一つの電気
光変換回路から複数の光電気変換器に対する光パスの伝
送距離に差異はなく、この光電気変換器の出力が入力さ
れる多数の比較器に厳密に同じタイミングにより入力信
号を印加することができるので、比較器間のタイミング
誤差による変換エラーが発生しない。The electric signal is converted into an optical signal and emitted from one electro-optical conversion circuit. This is equally received by a plurality of photoelectric converters and converted into electrical signals. At this time, there is no difference in the transmission distance of the optical path from one electro-optical conversion circuit to a plurality of opto-electrical converters. Can be applied, so that no conversion error occurs due to a timing error between the comparators.
【0012】また、入力端子には電気光変換回路が一つ
繋がれているだけなので、入力容量が大きくなったり、
容量の非線形性による歪みがない。Further, since only one electro-optical conversion circuit is connected to the input terminal, the input capacity becomes large,
No distortion due to non-linearity of capacitance.
【0013】光源がパルス光の場合には、入力の光変調
器はサンプリング回路としても動作しているが、電気信
号によるサンプリング回路と異なり、サンプリングパル
スが被変調信号に混入することはない。When the light source is pulsed light, the input optical modulator also operates as a sampling circuit. However, unlike a sampling circuit using an electric signal, a sampling pulse does not mix into a modulated signal.
【0014】[0014]
【実施例】本発明第一実施例の構成を図1を参照して説
明する。図1は本発明第一実施例のブロック構成図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
【0015】本発明はアナログ・ディジタル変換器であ
り、その特徴とするところは、アナログ電気信号入力端
子3と、このアナログ電気信号を光信号に変換する電気
光変換回路としての光変調器2およびその光源1と、こ
の光信号を受光する複数n個の光電気変換器51 〜5n
と、この光電気変換器51 〜5n の各出力を一方の入力
とし他方の入力にそれぞれ異なるレベルの基準電圧が与
えられたn個の比較器71 〜7n と、このn個の比較器
71 〜7n の各出力を入力としnビットのディジタル信
号を出力するデコーダ8とを備え、光変調器2からn個
の光電気変換器51 〜5n までのn個の光パスの距離が
実質的に等しい光回路を設けるところにある。The present invention is an analog-to-digital converter, which is characterized by an analog electric signal input terminal 3, an optical modulator 2 as an electro-optical conversion circuit for converting this analog electric signal into an optical signal, and and its light source 1, a plurality of n photoelectric converter 5 1 to 5 n for receiving the optical signal
When the optical-electrical converter 5 1 to 5 n n number of comparators 7 1 to 7-n of different levels of reference voltages to each output to the other input as one input is given in, for these n and a decoder 8 for outputting a digital signal of n bits as input the output of the comparator 7 1 to 7-n, n-number of the light from the optical modulator 2 to n optical-electrical converter 5 1 to 5 n An optical circuit having substantially equal path distances is provided.
【0016】光源1は、半導体レーザで構成される。こ
こから出た光は光変調器2に入力される。光変調器2に
接続されたアナログ信号入力端子3からはアナログ信号
が入力される。光変調器2に対向して光電気変換器51
〜5n が設置されている。これらは、光変調器2から出
力された光信号がそれらを均等に照射するように設置さ
れている。光電気変換器51 〜5n は2n-1 個(nは分
解能(ビット))設けられている。The light source 1 is composed of a semiconductor laser. The light exiting from here is input to the optical modulator 2. An analog signal is input from an analog signal input terminal 3 connected to the optical modulator 2. Opposite the optical modulator 2 photoelectric converter 5 1
~ 5 n are installed. These are installed so that the optical signal output from the optical modulator 2 irradiates them evenly. Photoelectric converter 5 1 to 5 n is 2 n-1 or (n resolution (bit)) is provided.
【0017】光電気変換器51 〜5n の出力は、比較器
71 〜7n の一方の入力に接続される。比較器71 〜7
n のもう一方の入力には基準電圧端子11、12から基
準電圧が印加される。この比較器71 〜7n は外部から
のクロックによって出力を保持できる所謂ラッチトコン
パレータになっている。その比較結果がデコーダ8によ
り2進のディジタルコードに変換されてディジタル信号
出力端子91 〜9n から出力される。The output of the photoelectric converter 5 1 to 5 n is connected to one input of a comparator 7 1 to 7-n. Comparators 7 1 to 7
A reference voltage is applied from the reference voltage terminals 11 and 12 to the other input of n . The comparator 7 1 to 7-n is in a so-called latch preparative comparator place to hold the output by a clock from outside. The comparison result is output from the digital signal output terminal 9 1 to 9 n are converted into digital code binary by the decoder 8.
【0018】基準電圧は、分解能(1LSB)に相当す
るステップで2n-1 個用意されており、等しい値の抵抗
を2n 個直列接続し、両端にある基準電圧端子11、1
2からフルスケールに相当する基準電圧を印加する。The reference voltage, the resolution (1LSB) are 2 n-1 pieces prepared in a corresponding step, a resistor with a value equal to connect the 2 n series, the reference voltage terminal at both ends 11, 1
A reference voltage corresponding to 2 to full scale is applied.
【0019】比較器71 〜7n からの出力は、ロジック
ゲートからなるデコーダ8に入力される。このデコーダ
8の出力はディジタル信号出力端子91 〜9n に接続さ
れる。Outputs from the comparators 7 1 to 7 n are input to a decoder 8 comprising a logic gate. The output of the decoder 8 is connected to a digital signal output terminal 9 1 to 9 n.
【0020】次に、本発明第一実施例の動作を説明す
る。光源1から出力された光は、光変調器2によりアナ
ログ信号入力端子3からの入力信号に応じて強度変調さ
れ光信号になる。光変調器2から出力された光信号は、
それに対向して設置された光電気変換器51 〜5n を照
射し、この出力は比較器71 〜7n により基準電圧と比
較され、ラッチクロックにより保持される。Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. The light output from the light source 1 is intensity-modulated by an optical modulator 2 in accordance with an input signal from an analog signal input terminal 3 to become an optical signal. The optical signal output from the optical modulator 2 is
It was irradiated with oppositely placed light-electric converter 5 1 to 5 n, the output is compared with a reference voltage by a comparator 7 1 to 7-n, is held by the latch clock.
【0021】比較器71 〜7n からの出力は、基準電圧
が入力信号よりも低いときにはロー、基準電圧が入力信
号よりも高いときにはハイになる。これをデコーダ8に
より一般的なディジタルコードに変換して出力する。一
般的なディジタルコードには、ストレートバイナリ、2
の補数、グレイコード等がある。本発明第一実施例はこ
れらのいずれにも適用することができる。The outputs from the comparators 7 1 to 7 n are low when the reference voltage is lower than the input signal, and high when the reference voltage is higher than the input signal. This is converted into a general digital code by the decoder 8 and output. Common digital codes include straight binary, 2
Complement, Gray code, etc. The first embodiment of the present invention can be applied to any of these.
【0022】本発明第一実施例の動作を図2を参照して
さらに詳細に説明する。図2は本発明第一実施例の動作
を示すタイミングダイアグラムである。光源1からの光
が図2(a)に示すアナログ入力信号により変調され、
図2(b)に示す光変調器出力になる。この光変調器出
力は、光電気変換器51 〜5n を照射する。光電気変換
器51 〜5n の出力は比較器71 〜7n により基準電圧
と比較され、図2(c)に示すラッククロックによって
保持される。これがデコーダ8を通過して最終的に図2
(d)に示すようなタイミングによりディジタル信号と
して出力される。The operation of the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a timing diagram showing the operation of the first embodiment of the present invention. Light from the light source 1 is modulated by an analog input signal shown in FIG.
The optical modulator output shown in FIG. The optical modulator output irradiates photoelectric converter 5 1 to 5 n. The output of the photoelectric converter 5 1 to 5 n is compared with the reference voltage by the comparator 7 1 to 7-n, is held by the rack clock indicating in Figure 2 (c). This passes through the decoder 8 and finally FIG.
It is output as a digital signal at the timing shown in FIG.
【0023】本発明第一実施例における光変調器2およ
び光電気変換器51 〜5n の具体的構成を図3および図
4を参照して説明する。図3は本発明第一実施例におけ
る光パスを実質的に等しくする光回路の具体的構成を示
す図である。図4は本発明第一実施例における光回路の
別の例であり、光パスをn個のパスについて実質的に等
しくするための具体的構成を示す図である。図3に示す
ように、複数の光電気変換器51 〜58 が円周上に配置
され、この円周の中心を通りこの円周を含む平面に垂直
な線上に光変調器2が配置されている。光変調器2のレ
ンズからの距離がそれぞれ等距離となるように光電気変
換器51 〜58 を配置した例である。[0023] illustrating the specific configuration of the optical modulator 2 and the optical-electrical converter 5 1 to 5 n of the first embodiment of the present invention with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of an optical circuit for making optical paths substantially equal in the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is another example of the optical circuit in the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing a specific configuration for making the optical paths substantially equal for n paths. As shown in FIG. 3, a plurality of photoelectric converter 5 1-5 8 is arranged on the circumference, the optical modulator 2 is arranged on a line perpendicular to the plane including the central streets this circumference of the circle Have been. The distance from the optical modulator 2 of the lens is an example of arranging the photoelectric converter 5 1-5 8 respectively equal distance.
【0024】図4は光電気変換器群5が積分球15を介
して光変調器2と結合された例である。この場合、光変
調器2の出力は積分球15により均等な拡散光信号に変
えられ、それを光電気変換器群5により電気信号に変換
する。いずれも、光変調器2から出力された光信号が光
電気変換器51 〜58 または光電気変換器群5を均等に
照射するように設置されている。FIG. 4 shows an example in which the photoelectric converter group 5 is coupled to the optical modulator 2 via the integrating sphere 15. In this case, the output of the optical modulator 2 is converted into a uniform diffused optical signal by the integrating sphere 15, which is converted into an electric signal by the photoelectric converter group 5. Both are installed so that the optical signal output from the optical modulator 2 is uniformly irradiated with light electric transducer 5 1-5 8 or photoelectric converter group 5.
【0025】次に、本発明第二実施例を図5を参照して
説明する。図5は本発明第二実施例のブロック構成図で
ある。本発明第二実施例は、光源1をクロック源10に
より駆動されるパルス光源とし、さらに、クロック源1
0からのクロックによりデータを一時保持するホールド
回路61 〜6n を設けている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, the light source 1 is a pulsed light source driven by a clock source 10, and the clock source 1
It is provided with a hold circuit 6 1 to 6 n for temporarily holding the data by the clock from 0.
【0026】パルス光を発生する光源1は、パルス駆動
の半導体レーザで構成されクロック源10により駆動さ
れる。ここから出た光は光変調器2に入力される。光変
調器2に接続されたアナログ信号入力端子3からはアナ
ログ信号が入力される。光変調器2に対向して光電気変
換器51 〜5n が設置されている。この具体的構成は本
発明第一実施例において図3および図4に示したものと
同様である。これらは、光変調器2から出力された光信
号がそれらを均等に照射するように設置されている。光
電気変換器51 〜5n は2n-1 個(nは分解能(ビッ
ト))設けられている。The light source 1 for generating pulsed light is constituted by a pulse-driven semiconductor laser, and is driven by a clock source 10. The light exiting from here is input to the optical modulator 2. An analog signal is input from an analog signal input terminal 3 connected to the optical modulator 2. Photoelectric converter 5 1 to 5 n is placed opposite the optical modulator 2. This specific configuration is the same as that shown in FIGS. 3 and 4 in the first embodiment of the present invention. These are installed so that the optical signal output from the optical modulator 2 irradiates them evenly. Photoelectric converter 5 1 to 5 n is 2 n-1 or (n resolution (bit)) is provided.
【0027】光電気変換器51 〜5n の出力は、ホール
ド回路61 〜6n を経由して比較器71 〜7n の一方の
入力に接続される。比較器71 〜7n のもう一方の入力
には基準電圧端子11、12から基準電圧が印加され
る。この比較器71 〜7n は外部からのクロックによっ
て出力を保持できる所謂ラッチトコンパレータになって
いる。その比較結果がデコーダ8により2進のディジタ
ルコードに変換されてディジタル信号出力端子91 〜9
n から出力される。The output of the photoelectric converter 5 1 to 5 n is connected via the hold circuit 6 1 to 6 n to one input of a comparator 7 1 to 7-n. Reference voltages are applied to the other inputs of the comparators 7 1 to 7 n from reference voltage terminals 11 and 12. The comparator 7 1 to 7-n is in a so-called latch preparative comparator place to hold the output by a clock from outside. The comparison result is converted into a binary digital code by the decoder 8 and the digital signal output terminals 9 1 to 9
Output from n .
【0028】基準電圧は、分解能(1LSB)に相当す
るステップで2n-1 個用意されており、等しい値の抵抗
を2n 個直列接続し、両端にある基準電圧端子11、1
2からフルスケールに相当する基準電圧を印加する。The reference voltage, the resolution (1LSB) are 2 n-1 pieces prepared in a corresponding step, a resistor with a value equal to connect the 2 n series, the reference voltage terminal at both ends 11, 1
A reference voltage corresponding to 2 to full scale is applied.
【0029】比較器71 〜7n からの出力は、ロジック
ゲートからなるデコーダ8に入力される。このデコーダ
8の出力はディジタル信号出力端子91 〜9n に接続さ
れる。Outputs from the comparators 7 1 to 7 n are input to a decoder 8 composed of a logic gate. The output of the decoder 8 is connected to a digital signal output terminal 9 1 to 9 n.
【0030】本発明第二実施例の動作を説明する。光源
1から出力された光は、光変調器2によりアナログ信号
入力端子3からの入力信号に応じて強度変調され光信号
になる。光変調器2から出力された光信号は、それに対
向して設置された光電気変換器51 〜5n を照射し、そ
の出力はホールド回路61 〜6n により比較器71 〜7
n の出力が確定するまで保持される。この出力は比較器
71 〜7n により基準電圧と比較され、クロック源10
からのクロックにより保持される。The operation of the second embodiment of the present invention will be described. The light output from the light source 1 is intensity-modulated by an optical modulator 2 in accordance with an input signal from an analog signal input terminal 3 to become an optical signal. Optical signal output from the optical modulator 2, it was irradiated with oppositely placed light-electric converter 5 1 to 5 n, the comparator 7 1-7 by its output hold circuit 6 1 to 6 n
It is held until the output of n is determined. This output is compared with a reference voltage by a comparator 7 1 to 7-n, the clock source 10
It is held by the clock from.
【0031】比較器71 〜7n からの出力は、基準電圧
が入力信号よりも低いときにはロー、基準電圧が入力信
号よりも高いときにはハイになる。これをデコーダ8に
より一般的なディジタルコードに変換して出力する。一
般的なディジタルコードには、ストレートバイナリ、2
の補数、グレイコード等がある。本発明第二実施例はこ
れらのいずれにも適用することができる。The outputs from the comparators 7 1 to 7 n go low when the reference voltage is lower than the input signal, and go high when the reference voltage is higher than the input signal. This is converted into a general digital code by the decoder 8 and output. Common digital codes include straight binary, 2
Complement, Gray code, etc. The second embodiment of the present invention can be applied to any of these.
【0032】本発明第二実施例の動作を図6を参照して
さらに詳細に説明する。図2は本発明第二実施例の動作
を示すタイミングダイアグラムである。図6(a)は光
源1からのパルス光である。これが図6(b)に示すア
ナログ入力信号により変調され、図6(c)に示す光変
調器出力になる。この光変調器出力は、光電気変換器5
1 〜5n を照射する。光電気変換器51 〜5n の出力は
ホールド回路61 〜6n により、図6(d)に示すよう
に保持される。この保持出力は、次の光パルスが到来す
る以前に図6(e)のリセットパルスによりリセットさ
れる。ホールド回路61 〜6n の出力が比較器71 〜7
n により基準電圧と比較され、図6(f)に示すクロッ
ク源10から供給されるラッチパルスによって再度保持
される。これがデコーダ8を通過して最終的に図6
(g)に示すようなタイミングによりディジタル信号と
して出力される。The operation of the second embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a timing diagram showing the operation of the second embodiment of the present invention. FIG. 6A shows pulsed light from the light source 1. This is modulated by the analog input signal shown in FIG. 6B, and becomes an optical modulator output shown in FIG. 6C. The output of the optical modulator is output to the photoelectric converter 5
Irradiating the 1 to 5 n. The output of the photoelectric converter 5 1 to 5 n by hold circuit 6 1 to 6 n, are held as shown in FIG. 6 (d). This held output is reset by the reset pulse of FIG. 6E before the next light pulse arrives. The output of the hold circuit 6 1 to 6 n are comparators 7 1-7
It is compared with the reference voltage by n, and is again held by the latch pulse supplied from the clock source 10 shown in FIG. This passes through the decoder 8 and finally FIG.
It is output as a digital signal at the timing shown in FIG.
【0033】本発明第二実施例のように、光源1として
パルス光源を用いるとき、光変調器2はサンプリング回
路としても動作しているが、電気信号によるサンプリン
グ回路とは異なり、サンプリングパルスが被変調信号に
混入することはない。When a pulse light source is used as the light source 1 as in the second embodiment of the present invention, the optical modulator 2 also operates as a sampling circuit. However, unlike a sampling circuit using an electric signal, a sampling pulse is applied. There is no mixing with the modulation signal.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力ディジタル信号の精度および確度が改善され、利用
周波数領域が拡大され、さらに、入力容量の増大を抑
え、サンプリングパルスが被変調信号に混入することの
ない変換速度が高速であり、高い変換品質のアナログ・
ディジタル変換器を実現することができる。As described above, according to the present invention,
The accuracy and accuracy of the output digital signal have been improved, the frequency range used has been expanded, and the increase in input capacitance has been suppressed. analog·
A digital converter can be realized.
【図1】本発明第一実施例のブロック構成図。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明第一実施例の動作を示すタイミングダイ
アグラム。FIG. 2 is a timing diagram showing the operation of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明第一実施例における光回路の具体的構成
を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of an optical circuit according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明第一実施例における別の光回路の具体的
構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of another optical circuit in the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明第二実施例のブロック構成図。FIG. 5 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明第二実施例の動作を示すタイミングダイ
アグラム。FIG. 6 is a timing diagram showing the operation of the second embodiment of the present invention.
【図7】フラッシュ型アナログ・ディジタル変換器を示
す図。FIG. 7 is a diagram showing a flash type analog-digital converter.
【図8】トラックホールド回路付きのアナログ・ディジ
タル変換器を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an analog-digital converter with a track-and-hold circuit.
1 光源 2 光変調器 3 アナログ信号入力端子 4 抵抗ラダー 5 光電気変換器群 51 〜5n 光電気変換器 61 〜6n ホールド回路 71 〜7n 比較器 8 デコーダ 91 〜9n ディジタル信号出力端子 10 クロック源 11、12 基準電圧端子 15 積分球 20 トラックホールド回路REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 2 optical modulator 3 analog signal input terminal 4 resistance ladder 5 photoelectric converter group 5 1 to 5 n photoelectric converter 6 1 to 6 n hold circuit 7 1 to 7 n comparator 8 decoder 9 1 to 9 n Digital signal output terminal 10 Clock source 11, 12 Reference voltage terminal 15 Integrating sphere 20 Track and hold circuit
Claims (4)
のアナログ電気信号を光信号に変換する電気光変換回路
(1、2)と、この光信号を受光する複数n個の光電気
変換器(5)と、この光電気変換器の各出力を一方の入
力とし他方の入力にそれぞれ異なるレベルの基準電圧が
与えられたn個の比較器(7)と、このn個の比較器の
各出力を入力としnビットのディジタル信号を出力する
デコーダ(8)とを備え、前記電気光変換回路から前記
n個の光電気変換器までのn個の光パスの距離が実質的
に等しい光回路を設けたことを特徴とするアナログ・デ
ィジタル変換器。1. An analog electric signal input terminal (3), an electro-optical conversion circuit (1, 2) for converting the analog electric signal into an optical signal, and a plurality of n photoelectric converters for receiving the optical signal (5), n comparators (7) in which each output of the photoelectric converter is used as one input, and reference voltages of different levels are respectively applied to the other input, and each of the n comparators A decoder (8) for receiving an output and outputting an n-bit digital signal, wherein n optical paths from the electro-optical conversion circuit to the n opto-electrical converters have substantially equal distances. An analog-to-digital converter, comprising:
が円周上に配置され、この円周の中心を通りこの円周を
含む平面に垂直な線上に前記電気光変換回路が配置され
た構造である請求項1記載のアナログ・ディジタル変換
器。2. The optical circuit according to claim 1, wherein the n photoelectric converters are arranged on a circumference, and the electro-optical conversion circuit is on a line passing through the center of the circumference and perpendicular to a plane including the circumference. 2. The analog-digital converter according to claim 1, wherein the analog-digital converter has an arranged structure.
力光が積分球を介して複数の前記光電気変換器を照射す
る構造である請求項1記載のアナログ・ディジタル変換
器。3. The analog-digital converter according to claim 1, wherein said optical circuit has a structure in which output light of said electro-optical converter irradiates a plurality of said opto-electric converters through an integrating sphere.
信号のクロック信号に同期する光パルスを発生する手段
を含む請求項1記載のアナログ・ディジタル変換器。4. An analog-to-digital converter according to claim 1, wherein said electro-optical conversion circuit includes means for generating an optical pulse synchronized with a clock signal of an output digital signal.
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JPH07226728A JPH07226728A (en) | 1995-08-22 |
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