JPH05167446A - A/d converter - Google Patents

A/d converter

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JPH05167446A
JPH05167446A JP35218691A JP35218691A JPH05167446A JP H05167446 A JPH05167446 A JP H05167446A JP 35218691 A JP35218691 A JP 35218691A JP 35218691 A JP35218691 A JP 35218691A JP H05167446 A JPH05167446 A JP H05167446A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acousto
light
optic medium
signal
piezoelectric element
Prior art date
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Pending
Application number
JP35218691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koki Tanaka
光喜 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hioki EE Corp
Original Assignee
Hioki EE Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hioki EE Corp filed Critical Hioki EE Corp
Priority to JP35218691A priority Critical patent/JPH05167446A/en
Publication of JPH05167446A publication Critical patent/JPH05167446A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a stable optical A/D converter against noise or the like. CONSTITUTION:The A/D converter is provided with an optical deflection element 1 having an acousto optic medium 1a made of a single crystal made of a tellurium oxide or a glass and a piezoelectric element 2 propagating an ultrasonic wave into the acousto optic medium 1a, and a voltage controlled oscillator 8 gives a drive signal with a frequency in response to the level of an analog input signal to the piezoelectric element 2 to generate an ultrasonic wave from the piezoelectric element 2 and it is propagated in the acousto optical medium 1a to diffract a laser beam from a laser light source 3. Then a light receiving element 4 receives the deflected light and its output is converted into binary data at a signal conversion circuit such as a comparator encoder 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はA/D変換器に関し、
さらに詳しく言えば、光偏向素子を利用してアナログ信
号をディジタル信号に変換するA/D変換器に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an A / D converter,
More specifically, the present invention relates to an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal by using a light deflection element.

【0002】[0002]

【従来の技術】既存のA/D変換器をその基本原理に基
づいて分類すると、積分方式と比較方式とに大別され
る。
2. Description of the Related Art If existing A / D converters are classified based on their basic principles, they are roughly classified into an integration system and a comparison system.

【0003】この内、積分方式には、入力アナログ電圧
Vに比例したゲート時間Tを発生差せ、このTの期間だ
け基準クロックをカウントするV−T(電圧−時間)変
換型と、入力アナログ電圧Vに比例したパルス数Fを発
生させ、一定の時間Tcだけゲートを開けて、そのパル
ス数をカウントするV−F(電圧−周波数)変換型とが
ある。
Among these, the integration method includes a VT (voltage-time) conversion type in which a gate time T proportional to the input analog voltage V is generated and generated, and a reference clock is counted only during the period T, and an input analog voltage. There is a VF (voltage-frequency) conversion type in which a pulse number F proportional to V is generated, the gate is opened for a fixed time Tc, and the pulse number is counted.

【0004】これに対して、比較方式には原理的にみ
て、帰還比較型と無帰還比較型とがある。すなわち、帰
還比較型は内部にD/A変換器を有し、入力アナログ信
号と同D/A変換器の出力とを比較し、D/A変換器の
出力を一致するように動作する。これには、追従比較型
や逐次比較型などがある。
On the other hand, in comparison, there are a feedback comparison type and a non-feedback comparison type in principle. That is, the feedback comparison type has a D / A converter inside and operates so as to compare the input analog signal with the output of the D / A converter and to make the outputs of the D / A converter coincide. This includes a follow-up comparison type and a successive comparison type.

【0005】また、無帰還比較型は入力アナログ信号を
ディジタル化するにあたって、要求される分解能を満足
するだけの数に、アナログ信号のレベルを細分化し、こ
のレベルにしたがってフィード・フォワード的にA−D
変換を行なうもので、これには並列比較型や継続比較
型、直並列比較型などがある。
Further, in the non-feedback comparison type, when digitizing an input analog signal, the level of the analog signal is subdivided into a number sufficient to satisfy the required resolution, and A- is fed-forwardly according to this level. D
It performs conversion, and includes parallel comparison type, continuous comparison type, and serial / parallel comparison type.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】どのタイプもそれなり
の特徴を有してはいるが、いずれにおいてもその変換を
電気的動作に依存しているため、ノイズなどの影響を受
けやすいという問題がある。
Each type has its own characteristics, but in any case, since its conversion depends on electric operation, there is a problem that it is susceptible to noise and the like. ..

【0007】このような事情のもとにおいて、この発明
は近年開発された光偏光素子に着目してなされたもの
で、その目的は、ノイズなどに影響されることがない信
頼性の高いA/D変換器を提供することにある。
Under these circumstances, the present invention was made by paying attention to a recently developed optical polarization element, and its purpose is to provide a highly reliable A / A device that is not affected by noise or the like. It is to provide a D converter.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明においては、二酸化テルルなどの単結晶も
しくはガラスからなる音響光学媒体および同音響光学媒
体内に超音波を伝搬させる圧電素子を有する光偏向素子
と、上記音響光学媒体に向けて光を照射するレーザー光
源と、上記圧電素子に対してアナログ入力信号の大きさ
に応じた駆動信号を出力する電圧制御発振器と、上記音
響光学媒体の出射光面側に配置された複数の受光素子
と、同受光素子の出力信号を受けてそれに対応する所定
のディジタル信号を出力する信号変換回路とを備えてい
ることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention has an acousto-optic medium made of single crystal such as tellurium dioxide or glass and a piezoelectric element for propagating ultrasonic waves in the acousto-optic medium. A light deflection element, a laser light source for irradiating light toward the acousto-optic medium, a voltage control oscillator for outputting a drive signal corresponding to the magnitude of an analog input signal to the piezoelectric element, and the acousto-optic medium. It is characterized by comprising a plurality of light receiving elements arranged on the side of the outgoing light surface and a signal conversion circuit for receiving an output signal of the light receiving element and outputting a predetermined digital signal corresponding thereto.

【0009】[0009]

【作用】電圧制御発振器から圧電素子に対してアナログ
入力信号の大きさに比例した周波数の駆動信号を与える
と、同圧電素子からそれに比例した超音波が発生する。
When a drive signal having a frequency proportional to the magnitude of the analog input signal is applied from the voltage controlled oscillator to the piezoelectric element, the piezoelectric element generates an ultrasonic wave proportional thereto.

【0010】この超音波が音響光学媒体内に伝搬するこ
とにより、同媒体中を通るレーザー光が所定角度回折さ
せられ、その出射光がその回折角度に対応する受光素子
にて受光される。
By propagating this ultrasonic wave in the acousto-optic medium, the laser beam passing through the medium is diffracted by a predetermined angle, and the emitted light is received by the light receiving element corresponding to the diffraction angle.

【0011】すなわち、アナログ入力信号が光学的な角
度情報に変換される。そして、その受光素子からの出力
に基づいて信号変換回路よりアナログ入力信号に対応す
るディジタル信号が出力される。
That is, the analog input signal is converted into optical angle information. Then, based on the output from the light receiving element, the signal conversion circuit outputs a digital signal corresponding to the analog input signal.

【0012】[0012]

【実施例】図1に示されているように、このA/D変換
器は音響光学効果を有する光偏向素子1(例えば、松下
電器産業株式会社製光偏光素子EFL−D)を備えてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, this A / D converter is equipped with a light deflection element 1 having an acousto-optic effect (for example, a light polarization element EFL-D manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.). ..

【0013】この光偏向素子1は、二酸化テルル(Te
)やモリブデン酸鉛(PbMoO)などの単結晶
もしくはガラスからなる音響光学媒体1aを有し、同音
響光学媒体1aの所定部位には圧電素子2が接着剤など
により一体的に取付けられている。
The light deflection element 1 is made of tellurium dioxide (Te).
O 2 ), lead molybdate (PbMoO 4 ), or the like, which has an acousto-optic medium 1a made of a single crystal or glass, and a piezoelectric element 2 is integrally attached to a predetermined portion of the acousto-optic medium 1a with an adhesive or the like. ing.

【0014】この音響光学媒体1aの入射光面側には同
音響光学媒体1aに向けて光を照射するレーザー光源3
が設けられている。また、その出射光面側には複数の受
光素子4と、それと対をなす信号変換回路5とが配置さ
れている。
On the incident light surface side of the acousto-optic medium 1a, a laser light source 3 which irradiates light toward the acousto-optic medium 1a.
Is provided. Further, a plurality of light receiving elements 4 and a signal conversion circuit 5 paired with the light receiving elements 4 are arranged on the emission light surface side.

【0015】また、上記圧電素子2を駆動する電圧制御
発振器(VCO)8を備え、変換すべきアナログ入力信
号がこの電圧制御発振器8に加えられる。
A voltage controlled oscillator (VCO) 8 for driving the piezoelectric element 2 is provided, and an analog input signal to be converted is added to this voltage controlled oscillator 8.

【0016】図2を参照すると、この実施例において受
光素子4にはフォトダイオードが用いられており、ま
た、信号変換回路5はコンパレータ6とエンコーダ7と
から構成されている。
Referring to FIG. 2, a photodiode is used as the light receiving element 4 in this embodiment, and the signal conversion circuit 5 is composed of a comparator 6 and an encoder 7.

【0017】ここで、n個のフォトダイオード4a〜4
nが設けられているとすると、これに対応して同じくn
個のコンパレータ6a〜6nがその各々に接続される。
Here, n photodiodes 4a-4
If n is provided, the corresponding n
A number of comparators 6a-6n are connected to each.

【0018】すなわち、各コンパレータ6a〜6nの非
反転端子にフォトダイオード4a〜4nが接続されると
ともに、その各反転端子には閾値電圧Vrを設定する参
照電源9が共通的に接続される。
That is, the photodiodes 4a to 4n are connected to the non-inverting terminals of the comparators 6a to 6n, respectively, and the reference power supply 9 for setting the threshold voltage Vr is commonly connected to the inverting terminals thereof.

【0019】フォトダイオード4a〜4nの受光状態に
応じてコンパレータ6a〜6nからそれぞれ「0」もし
くは「1」の信号が出力され、その信号がエンコーダ7
によりバイナリデータに変換される。
A signal "0" or "1" is output from each of the comparators 6a to 6n in accordance with the light receiving state of each of the photodiodes 4a to 4n, and the signal is output by the encoder 7.
Is converted to binary data.

【0020】例えば、フォトダイオードとコンパレータ
とが各16個の場合には、デコーダ7は16個の10進
データを4ビットのバイナリデータに変換する。同様
に、フォトダイオードとコンパレータとが各32個の場
合には、デコーダ7は32個の10進データを5ビット
のバイナリデータに変換することになる。
For example, when there are 16 photodiodes and 16 comparators, the decoder 7 converts 16 decimal data into 4-bit binary data. Similarly, when there are 32 photodiodes and 32 comparators, the decoder 7 will convert 32 decimal data into 5-bit binary data.

【0021】このような10進−バイナリ変換回路とし
ては、例えばテキサスインスツルメンツ社製のプライオ
リティーエンコーダSN74148またはSN74LS
148などが単独もしくはシリーズに接続されて用いら
れる。
An example of such a decimal-binary conversion circuit is a priority encoder SN74148 or SN74LS manufactured by Texas Instruments Incorporated.
148 and the like are used alone or connected in series.

【0022】アナログ入力信号を電圧制御発振器8に加
えると、同電圧制御発振器8から圧電素子2にその入力
信号の大きさに比例した周波数の駆動信号が出力され
る。これにより、圧電素子2からその駆動信号の周波数
に比例した超音波が発生され、その超音波が音響光学媒
体1a内を伝搬することにより、レーザー光源3から照
射されているレーザー光が回折されて所定の角度に偏向
される。
When an analog input signal is applied to the voltage controlled oscillator 8, the voltage controlled oscillator 8 outputs a drive signal having a frequency proportional to the magnitude of the input signal to the piezoelectric element 2. As a result, an ultrasonic wave that is proportional to the frequency of the drive signal is generated from the piezoelectric element 2, and the ultrasonic wave propagates in the acousto-optic medium 1a, whereby the laser light emitted from the laser light source 3 is diffracted. It is deflected to a predetermined angle.

【0023】その偏向光が例えばフォトダイオード4b
にて受光されたとすると、同ダイオード4bが導通し、
コンパレータ6bの非反転端子に+Vの電圧が印加され
る。
The deflected light is, for example, the photodiode 4b.
If the light is received at, the diode 4b becomes conductive,
A voltage of + V is applied to the non-inverting terminal of the comparator 6b.

【0024】これにより、同コンパレータ6bにおい
て、その電圧+Vと参照電源9から供給されいる閾値電
圧Vrとが比較され、+V>Vrならば同コンパレータ
6bの出力が「1」となる。ちなみに、他のコンパレー
タの出力は「0」であるため、エンコーダ7には(01
00……0)なる10進数を意味するコード信号が入力
され、同エンコーダ7からそれに対応する例えば4ビッ
トのバイナリーデータが出力される。
As a result, the voltage + V of the comparator 6b is compared with the threshold voltage Vr supplied from the reference power source 9, and if + V> Vr, the output of the comparator 6b becomes "1". By the way, since the outputs of the other comparators are “0”, the encoder 7 has (01
A code signal representing a decimal number such as 00 ... 0) is input, and the corresponding encoder 7 outputs, for example, 4-bit binary data corresponding thereto.

【0025】ここで、例えばレーザーの偏向光がフォト
ダイオードの隣り合う2つに入射された場合には、閾値
電圧Vrを越えた方のコンパレータの出力が「1」とな
る。
Here, for example, when the polarized light of the laser is incident on two adjacent photodiodes, the output of the comparator that exceeds the threshold voltage Vr becomes "1".

【0026】なお、上記実施例では受光素子4としてフ
ォトダイオードアレイを用いているが、それに代えてC
CDなどを適用しても良い。また、受光面にガラスファ
イバーを高密度に束ねておき、同ガラスファイバーによ
ってレーザー光をフォトダイオードなどの受光素子に案
内するように変形しても良い。
Although the photodiode array is used as the light receiving element 4 in the above embodiment, it is replaced by C
A CD or the like may be applied. Further, glass fibers may be bundled at a high density on the light receiving surface, and the glass fibers may be deformed so as to guide the laser light to a light receiving element such as a photodiode.

【0027】他方、上記実施例ではレーザーの偏向光を
受光素子4にて受光するようにしているが、同受光素子
に代えて所定数の集光レンズを配置するとともに、その
光を光ファイバーにて取り出すようにし、電圧制御発振
器8に入力されるアナログ電圧をステップ状に変化させ
ることにより、分光器が構成される。
On the other hand, in the above embodiment, the deflected light of the laser is received by the light receiving element 4. However, instead of the light receiving element, a predetermined number of condenser lenses are arranged and the light is transmitted by an optical fiber. A spectroscope is configured by taking out the analog voltage and changing the analog voltage input to the voltage controlled oscillator 8 in steps.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、アナログからディジタルの変換を光学的に行なわせ
るようにしたことにより、ノイズに対して安定な絶縁型
のA/D変換器が提供される。
As described above, according to the present invention, since the analog-to-digital conversion is optically performed, an insulated A / D converter that is stable against noise is provided. To be done.

【0029】また、光偏向素子および受光素子、信号変
換回路を集積化して、より一層の小型化を図ることも可
能となる。
Further, the light deflection element, the light receiving element, and the signal conversion circuit can be integrated to further reduce the size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるA/D変換器の一実施例を示し
た摸式図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an A / D converter according to the present invention.

【図2】図1に示されている受光素子および信号変換回
路を説明するための回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a light receiving element and a signal conversion circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光偏向素子 1a 音響光学媒体 2 圧電素子 3 レーザー光源 4 受光素子 5 信号変換回路 6 コンパレータ 7 エンコーダ 8 電圧制御発振器 9 参照電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical deflection element 1a Acousto-optic medium 2 Piezoelectric element 3 Laser light source 4 Light receiving element 5 Signal conversion circuit 6 Comparator 7 Encoder 8 Voltage controlled oscillator 9 Reference power source

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二酸化テルルなどの単結晶もしくはガラス
からなる音響光学媒体および同音響光学媒体内に超音波
を伝搬させる圧電素子を有する光偏向素子と、上記音響
光学媒体に向けて光を照射するレーザー光源と、上記圧
電素子に対してアナログ入力信号の大きさに応じた駆動
信号を出力する電圧制御発振器と、上記音響光学媒体の
出射光面側に配置された複数の受光素子と、同受光素子
の出力信号を受けてそれに対応する所定のディジタル信
号を出力する信号変換回路とを備えていることを特徴と
するA/D変換器。
1. An acousto-optic medium made of a single crystal such as tellurium dioxide or glass and a light deflection element having a piezoelectric element for propagating ultrasonic waves in the acousto-optic medium, and irradiating the acousto-optic medium with light. A laser light source, a voltage-controlled oscillator that outputs a drive signal corresponding to the magnitude of an analog input signal to the piezoelectric element, a plurality of light-receiving elements arranged on the emission light surface side of the acousto-optic medium, and the same light-receiving element. An A / D converter, comprising: a signal conversion circuit that receives an output signal of an element and outputs a corresponding predetermined digital signal.
JP35218691A 1991-12-13 1991-12-13 A/d converter Pending JPH05167446A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021502002A (en) * 2017-11-07 2021-01-21 シヴァン アドバンスド テクノロジーズ リミテッド Dynamic beam shaping of optical phased array with noise correction

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021502002A (en) * 2017-11-07 2021-01-21 シヴァン アドバンスド テクノロジーズ リミテッド Dynamic beam shaping of optical phased array with noise correction
US11646543B2 (en) 2017-11-07 2023-05-09 Civan Advanced Technologies Ltd. Optical phased array dynamic beam shaping with noise correction

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Effective date: 20001025