JPS62159129A - Optical analog to digital converter - Google Patents
Optical analog to digital converterInfo
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- JPS62159129A JPS62159129A JP121486A JP121486A JPS62159129A JP S62159129 A JPS62159129 A JP S62159129A JP 121486 A JP121486 A JP 121486A JP 121486 A JP121486 A JP 121486A JP S62159129 A JPS62159129 A JP S62159129A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光アナログ・ディジタル変換器に関し、特に
高速にして実現容易な光アナログ・ディジタル変換器に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical analog-to-digital converter, and particularly to an optical analog-to-digital converter that is fast and easy to implement.
従来の光アナログ・ディジタル変換器としては、文献(
1)に示されるものが知られている。第4図(a)はこ
の従来の光アナログ・ディジタル変換器の構成を示す説
明図で、4ビツトの光アナログ・ディジタル変換器を示
す。Conventional optical analog-to-digital converters are described in the literature (
1) is known. FIG. 4(a) is an explanatory diagram showing the configuration of this conventional optical analog-to-digital converter, and shows a 4-bit optical analog-to-digital converter.
本従来例は、入力光1.を発生する入力光レーザ−1と
、入力光1.が入力される4個の分岐路を存する分岐形
翼波路2と、この分岐形翼波路2の各分岐路にそれぞれ
接続され、それぞれの電極が入力ハイウェイ7に接続さ
れアナログ信号Vaが入力される4個の位相変調器3−
1〜3−4 と、この各位相変調器3−1〜3−4から
それぞれ出力光1.〜I4を受光し、その強度を検出し
電気信号に変換するフォトダイオード4−1〜4−4と
、このフォトダイオード4−1〜4−4からの電気信号
を一方に入力とし、ある定められたしきい値電圧■アを
他方の入力として、電気信号をディジタル信号Vat〜
Vd4に変換して出力ハイウエイ6−1〜6−4に出力
する4個の比較回路5−1〜5−4とを含んでいる。な
おここで、分岐、形翼波路2と電極が入力ハイウェイ7
に接続された位相変調回路3−1〜3−4とで、アナロ
グ信号Vaを電気信号に変換する光変調手段8を構成す
る。In this conventional example, input light 1. an input light laser-1 that generates input light 1. is connected to each branch of this branched blade wave path 2, and each electrode is connected to the input highway 7, and an analog signal Va is input. 4 phase modulators 3-
1 to 3-4, and output light 1. from each of the phase modulators 3-1 to 3-4, respectively. - Photodiodes 4-1 to 4-4 receive the light I4, detect its intensity, and convert it into an electrical signal, and the electrical signals from these photodiodes 4-1 to 4-4 are input to one side, and a certain predetermined signal is input. The threshold voltage A is used as the other input, and the electric signal is converted into a digital signal Vat~
It includes four comparison circuits 5-1 to 5-4 which convert the voltage to Vd4 and output it to output highways 6-1 to 6-4. Note that here, the branch, the shaped vane wave path 2 and the electrode are connected to the input highway 7.
The phase modulation circuits 3-1 to 3-4 connected to each other constitute an optical modulation means 8 that converts the analog signal Va into an electrical signal.
次に、本従来例の動作について説明する。入力光レーザ
ー1からの入力光■ムを分岐形翼波路2に入力し、4チ
ヤネルの光に分岐する。この分岐された4チヤネルの光
を第4図(b)に示すように、各々電極長が基準電極長
をり、として、
Ls==2’−’・Ll(k=1.2.3.4)が与え
られる4個の位相変調器3−1〜3−4に入力する。こ
のとき、各位相変調器3−1〜3−4の電極に入力ハイ
ウェイ7からのアナログ信号Vaを印加すると、次の(
2)式に示す位相遅延量が与えられ(3)式に示す強度
■工を有する出力光■1〜I、が得られる。Next, the operation of this conventional example will be explained. An input light beam from an input light laser 1 is input to a branched blade waveguide 2, and is branched into four channels of light. As shown in FIG. 4(b), the branched four-channel light is expressed as Ls==2'-'Ll(k=1.2.3. 4) is input to four phase modulators 3-1 to 3-4 provided with the following signals. At this time, when the analog signal Va from the input highway 7 is applied to the electrodes of each phase modulator 3-1 to 3-4, the following (
Given the phase delay amount shown in equation (2), output lights (1 to I) having the intensity (1) shown in equation (3) are obtained.
Δl’に=2に−1,π・V (t) / Vm(k=
1.2.3.4 ) −−−−−−−(2)1 、=
A、cos” (Δrk +ψk)(k=1.2.3
、4) ・・−−−−−(3)ただし、v(t)
:アナログ信号Vaの振幅電圧■m :アナログ信号
Vaの最大電圧A0 :変調振幅
ψ1 二位相変調器入力時の各入力光の位相のずれ
従って、例えば各電極にアナログ信号Vaに適当な直流
電圧を加えて印加することにより、ψ、−π/ 4
、−−−−−−・−(4)とすると、
アナログ信号Vaと出力光1)−14の強度の関係は第
5図に示すようになる。Δl'=2 to -1, π・V(t)/Vm(k=
1.2.3.4) −−−−−−−(2)1,=
A, cos” (Δrk + ψk) (k=1.2.3
, 4) ...------(3) However, v(t)
: Amplitude voltage of analog signal Va m : Maximum voltage A0 of analog signal Va : Modulation amplitude ψ1 Phase shift of each input light when inputting to a two-phase modulator Therefore, for example, apply an appropriate DC voltage to the analog signal Va to each electrode. By applying in addition, ψ, −π/4
, −−−−−−・−(4), then
The relationship between the analog signal Va and the intensity of the output light 1)-14 is as shown in FIG.
ここで、第4図に示すように、この出力光■8〜■4を
フォトダイオードでその強度を検出し、電気18号に変
換し、さらに比較回路5〜1〜5−4によりしきい値電
圧■工と、上記各電気信号とを比較することにより、「
1」または「0」を判定すると、出力光1)側を最上位
ビット、出力光14側を最下位ビットとする2進のディ
ジタル信号■6.〜Vd4が、それぞれ出力ハイウェイ
6−1〜6−4に出力される。Here, as shown in Fig. 4, the intensity of the output lights 18 to 4 is detected by a photodiode, converted to electrical power 18, and then thresholded by comparison circuits 5 to 1 to 5-4. By comparing the voltage and each of the above electrical signals,
If it is determined to be "1" or "0", a binary digital signal with the most significant bit on the output light 1) side and the least significant bit on the output light 14 side is generated.6. ~Vd4 are output to output highways 6-1 to 6-4, respectively.
上記の従来の光アナログ・ディジタル変換器は、アナロ
グ・ディジタル変換を光の位相遅延により行っており、
電気回路によるアナログ・ディジタル変換に比べて高速
性に優れているが、n個の位相変調器の電極長(1,1
,)を
Lm = 2’−’ ・Ll (k = 1〜n)
−(1)’のように変化させて、集積化する必要があ
る。ところで、このような位相変調器は電気光学効果の
大きい例えばニオブ酸リチウムのような強誘電体材料が
用いられ、電極長をそれぞれ微細に調整することは製造
的に困難である欠点があった。The conventional optical analog-to-digital converter described above performs analog-to-digital conversion by delaying the phase of light.
Compared to analog-to-digital conversion using electric circuits, it is superior in speed, but the electrode length of n phase modulators (1, 1
,) as Lm = 2'-' ・Ll (k = 1~n)
-(1) It is necessary to change and integrate as shown in '. Incidentally, such a phase modulator uses a ferroelectric material such as lithium niobate, which has a large electro-optical effect, and has the disadvantage that it is difficult to finely adjust the length of each electrode.
本発明の目的は、上記の欠点を除去することにより、製
造が容易で実現が容易な光アナログ・ディジタル変換器
を提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical analog-to-digital converter that is easy to manufacture and implement by eliminating the above-mentioned drawbacks.
本発明は、入力光をアナログ信号により異なる位相を有
するn (nは2以上の自然数)個の光を発生する光変
調手段と、この光変調手段からの出力光をn個の電気信
号に変換する受光手段と、上記電気信号を一定のしきい
値を基準にディジタル信号に変換する比較手段とを含む
光アナログ・ディジタル変換器において、
上記光変調手段は、上記入力光を平行光に変換する入力
光レンズと、
この入力光レンズからの平行光を回折しそれぞれ異なる
位相を有するn個の光を発生する音響光学的手段と、上
記アナログ信号を変調入力としてそれぞれ振幅の異なる
搬送波により変調された信号を上記音響光学的手段に与
えるアナログ信号変調手段と、上記音響光学的手段の出
力光を集光する出力光レンズとを含むことを特徴とする
。The present invention includes an optical modulation means that generates n (n is a natural number of 2 or more) lights having different phases from input light according to an analog signal, and converts the output light from the optical modulation means into n electrical signals. In the optical analog-to-digital converter, the light modulating means converts the input light into parallel light. an input optical lens; an acousto-optic means for diffracting the parallel light from the input optical lens to generate n lights each having a different phase; It is characterized in that it includes an analog signal modulation means for applying a signal to the acousto-optic means, and an output light lens for condensing the output light of the acousto-optic means.
また、本発明は、上記音響光学的手段はn個の音響光学
素子から構成され、上記搬送波は同一周波数であること
が好ましい。Further, in the present invention, it is preferable that the acousto-optic means is composed of n acousto-optic elements, and that the carrier waves have the same frequency.
さらに、本発明は上記音響光学的手段は1個の音響光学
素子から構成され、上記搬送波はそれぞれ周波数の異な
るn個の搬送波であり、上記各変調回路の出力を重畳し
上記音響光学素子に与える多重結合回路を含むことが好
ましい。Further, in the present invention, the acousto-optic means is composed of one acousto-optic element, the carrier waves are n carrier waves each having a different frequency, and the outputs of the respective modulation circuits are superimposed and applied to the acousto-optic element. Preferably, it includes multiple coupling circuits.
本発明は、アナログ・ディジタル変換を、従来の光の位
相遅延による位相変調器の代わりに、音響光学素子を用
いて行う。音響光学素子はその音響光学効果により、入
力光を回折させ回折光を出力する。そしてこの場合の回
折光の強度は、音響光学素子に印加される変調信号の強
さに関係する。The present invention performs analog-to-digital conversion using an acousto-optic element instead of a conventional phase modulator using optical phase delay. The acousto-optic element diffracts input light and outputs diffracted light due to its acousto-optic effect. The intensity of the diffracted light in this case is related to the intensity of the modulation signal applied to the acousto-optic element.
そこで、アナログ信号変調手段により、アナログ信号を
例えば
25−′ ・■。Therefore, the analog signal is converted into, for example, 25-'·■ by analog signal modulation means.
(k =1 ”” n s V I は基準振幅電圧)
なる振幅の正弦波信号からなる搬送波を用いて変調し、
上記音響光学素子に印加することにより、アナログ信号
に対応するn個の回折出力光が得られる。そしてこのn
個の回折出力光を出力光レンズにより集光し、例えばフ
ォトダイオードでその強度を検出し、比較回路で「1」
、「0」のディジタル信号に変換される。(k = 1 ”” n s V I is the reference amplitude voltage)
modulated using a carrier wave consisting of a sine wave signal with an amplitude of
By applying this to the acousto-optic element, n diffracted output lights corresponding to analog signals are obtained. And this n
The diffracted output light of
, is converted into a digital signal of "0".
ここで、上記変調信号は搬送波を同一周波数とし、n個
の音響光学素子に与えてもよく、もしくは周波数の異な
るn個の搬送波とし上記変調信号を重畳して1個の音響
光学素子に与えてもよい。Here, the modulated signal may be given to n acousto-optic elements using a carrier wave with the same frequency, or may be given to one acousto-optic element by using n carrier waves with different frequencies and superimposing the modulated signal. Good too.
上記のように本発明は比較的製造容易な同一の音響光学
素子を1個もしくはn個設けるだけでよく、他は電気的
あるいは光学的に簡単な要素から構成され、容易に光ア
ナログ・ディジタル変換器を得ることが可能である。As described above, the present invention requires only one or n identical acousto-optic elements, which are relatively easy to manufacture, and the others are constructed from electrically or optically simple elements, allowing easy optical analog-to-digital conversion. It is possible to obtain equipment.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図(alは本発明の第一実施例の構成を示す説明図
で、4ビツトの光アナログ・ディジタル変換器を示す。FIG. 1 (al is an explanatory diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, and shows a 4-bit optical analog-to-digital converter.
また第1図(blはフォトダイオードの受光状態を示す
部分詳細説明図である。Further, FIG. 1 (bl is a partial detailed explanatory diagram showing the light receiving state of the photodiode).
本実施例は、入力光レーザー1)からの入力光rtをア
ナログ信号Vaによりことなる位相を有する4個の光を
発生する光変調手段18と、この光変調手段18からの
出力光I3を4個の電気信号に変換する受光手段として
のフォトダイオード14−1〜14−4と上記光電気信
号を一定のしきい値電圧■7を基準にディジタル信号V
dl〜Va4に変換する比較手段としての比較回路15
−1〜15−4とを含む光アナログ・ディジタル変換器
において、上記光変調手段18は、入力光■、を平行光
に変換する入力光レンズ12と、この入力光レンズ12
からの平行光を回折しそれぞれ異なる位相を有する4個
の光を発生する音響光学素子13−1〜13−4と、ア
ナログ信号Vaを変調しそれぞれ音響光学素子13−1
〜13−4に印加する4個の変調回路20−1〜20−
4と、この各変調回路20−1〜20−4にそれぞれ搬
送波として同一周波数f0を有し振幅が
2に−1・V+ (k=1−2.3.4)なる振幅の
正弦波信号を与える4個の発振器21−1〜21−4と
、音響光学素子13−1〜13−4の出力光を集光する
出力光レンズ19とを含んでいる。In this embodiment, an optical modulation means 18 generates four lights having different phases from input light rt from an input optical laser 1) using an analog signal Va, and output light I3 from this optical modulation means 18 is divided into four lights. photodiodes 14-1 to 14-4 as light receiving means for converting the photoelectric signals into digital signals V with a constant threshold voltage 7 as a reference;
Comparison circuit 15 as comparison means for converting dl to Va4
-1 to 15-4, the light modulation means 18 includes an input light lens 12 that converts the input light (1) into parallel light;
acousto-optic elements 13-1 to 13-4 that diffract parallel light from the source and generate four lights each having a different phase, and an acousto-optic element 13-1 that modulates an analog signal Va, respectively.
4 modulation circuits 20-1 to 20- applied to ~13-4
4, and each of the modulation circuits 20-1 to 20-4 receives a sine wave signal having the same frequency f0 as a carrier wave and an amplitude of 2 to -1·V+ (k=1-2.3.4). The output light lens 19 includes four oscillators 21-1 to 21-4 that provide energy, and an output light lens 19 that condenses the output light of the acousto-optic elements 13-1 to 13-4.
本発明の特徴は、第1図において音響光学素子13−1
−13−4を含む光変調手段18を設けたことにある。The feature of the present invention is that in FIG.
-13-4 is provided.
次に本第−実施例の動作について説明する。Next, the operation of the present embodiment will be explained.
入力光レーザー1)からの入力光1iを、入力光レンズ
12に入力し平行光にする。この平行光を音響光学素子
13−1〜13−4に入力する。他方変調回路20−1
〜20−4は、入力ハイウェイ17を通して入力された
アナログ信号Vaを、発振器21−1〜21−4からの
、同一周波数f0でかつそれぞれ
VII=21′−1・■1
(k=1.2.3.4、■1は基準振幅電圧でこの場合
にはに=1のものを基
準とする。)
なる振幅の正弦波信号により変調する。Input light 1i from an input light laser 1) is input to an input light lens 12 and converted into parallel light. This parallel light is input to the acousto-optic elements 13-1 to 13-4. The other modulation circuit 20-1
~20-4 input the analog signal Va input through the input highway 17 from the oscillators 21-1~21-4 at the same frequency f0 and VII=21'-1・■1 (k=1.2 .3.4, ■1 is the reference amplitude voltage and in this case, the one with =1 is used as the reference.) It is modulated by a sine wave signal with an amplitude of .
このとき、音響光学素子13−i〜13−4に同一角度
で入力された平行光は、第1図(alに示すように、θ
=r0λ/V ・・−(5)ただし、
λ:入力光の波長
V:音響光学素子の音速
の方向に回折され、出力光の強度L(t)は次の(6)
式で与えられる(文献(2)参照)。At this time, the parallel light input to the acousto-optic elements 13-i to 13-4 at the same angle is θ
=r0λ/V...-(5) However,
λ: wavelength of input light V: diffracted in the direction of sound speed of the acousto-optic element, intensity L(t) of output light is as follows (6)
It is given by the formula (see literature (2)).
1m(t)= Io 5in2(K ・Vlt) ・2
”−’ ・V+)(k=1.2.3.4) ・・・(
6)ただし、 ■。二人力先強度
K :音響光学素子固有の定数
V(t):アナログ信号電圧
Vl :音響光素子13−1の変調振幅電圧
となる。そこで、あらかじめ各変調信号を作る際に、ア
ナログ信号Vaに適当な直流バイアス電圧を印加してお
くことにより、
1m(t)= 1. sin”(K ・V(t) ・2
’−’ ・V、 ・ψい(k=1.2.3.4)
φ、=−π/4 ・・−(7)
とすることができ、上記従来例の(3)式と同様の形式
が得られる。1m (t) = Io 5in2 (K ・Vlt) ・2
"-' ・V+) (k=1.2.3.4) ...(
6) However, ■. Two-person force intensity K: constant V(t) specific to the acousto-optic element: analog signal voltage Vl: modulation amplitude voltage of the acousto-optic element 13-1. Therefore, when creating each modulation signal in advance, by applying an appropriate DC bias voltage to the analog signal Va, 1m(t)=1. sin”(K ・V(t) ・2
'-' ・V, ・ψ (k=1.2.3.4) φ, = −π/4 ・・−(7)
, and a format similar to equation (3) of the above conventional example can be obtained.
第2図は(7)式における出力光の強度Ih(t)を図
示したもので、従来例の第5図と同様である。FIG. 2 illustrates the intensity Ih(t) of the output light in equation (7), and is similar to FIG. 5 of the conventional example.
従って、出力光■5を出力光レンズ18により集光し、
フォトダイオード14−1〜14−4により検知し、光
電気信号を得、さらに比較回路15−1〜15−4によ
りしきい値電圧V7を基準にして、「1」あるいは「0
」を決定すると、出力光1.側を最上位ビット、出力光
I4側を最下位ビットとする2進のディジタル信号■6
.〜va4が、それぞれ出力ハイウエイ16−1〜16
−5に出力される。Therefore, the output light ■5 is focused by the output light lens 18,
The photodiodes 14-1 to 14-4 detect and obtain a photoelectric signal, and the comparison circuits 15-1 to 15-4 detect the threshold voltage V7 as "1" or "0".
”, the output light 1. Binary digital signal with the most significant bit on the side and the least significant bit on the output light I4 side■6
.. ~va4 are output highways 16-1 to 16, respectively.
-5 is output.
なお、上記第一実施例では、変調回路20−1〜20−
4および発振基準21−1〜21−4を各4個ずつとし
たけれども、ここでは発振周波数は同一で出力レベルが
異なるだけ(変調回路の出力レベルが異なるといっても
よい。)であるので、発振器1個と変調回路1個とで構
成し、レベル調整器によって変調器の出力レベルを2倍
ずつに変えて音響光学素子13−1〜13−4に印加す
るようにしてもよい。In addition, in the first embodiment, the modulation circuits 20-1 to 20-
4 and 4 oscillation standards 21-1 to 21-4 each, but here the oscillation frequencies are the same and only the output levels are different (it can be said that the output levels of the modulation circuits are different). , one oscillator and one modulation circuit, and the output level of the modulator may be doubled by a level adjuster and applied to the acousto-optic elements 13-1 to 13-4.
本第二実施例によると、従来技術のように電極長の異な
る複数n個の位相変調器を集積化する等の製造上の複雑
さがな(、容易に製造できる同一の例えば二酸低テルル
などの圧電素子を含む音響光学素子を用いて実現できる
。According to the second embodiment, there is no manufacturing complexity such as integrating a plurality of n phase modulators with different electrode lengths as in the prior art. This can be realized using an acousto-optic element including a piezoelectric element such as.
第3図(a)は、本発明の第二実施例の構成を示す説明
図である。また第3図(b)はフォトダイオードの受光
状態を示す部分詳細説明図である。本第二実施例は、第
1図の第一実施例の構成において、光変調手段18を光
変調手段18aに代えたものである。そして、この光変
調手段18aは、入力光レンズ12を通して平行光が入
力される1個の音響光学素子13−5と、アナログ信号
Vaを変調する4個の変調回路2O−1a 〜2O−4
aと、この各変調回路2O−1a〜2O−4aに変調信
号としてそれぞれ異なる周波数r、−r4を有し振幅が
2に−1・vI
(V tは基準となる変調信号の変調振幅電圧)
なる振幅の正弦波信号を与える4個の発振回路2l−1
a〜2l−4aと、各変調回路2O−1a 〜2O−4
aの出力を重畳し、音響光学素子13−5に与える多重
結合回路22とを含んでいる。FIG. 3(a) is an explanatory diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention. Further, FIG. 3(b) is a partial detailed explanatory diagram showing the light receiving state of the photodiode. In the second embodiment, the light modulation means 18 in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 is replaced with a light modulation means 18a. The optical modulation means 18a includes one acousto-optic element 13-5 into which parallel light is input through the input optical lens 12, and four modulation circuits 2O-1a to 2O-4 that modulate the analog signal Va.
a, and each of the modulation circuits 2O-1a to 2O-4a has a different frequency r, -r4 as a modulation signal, and the amplitude is 2 to -1·vI (Vt is the modulation amplitude voltage of the reference modulation signal) Four oscillation circuits 2l-1 that give a sine wave signal with an amplitude of
a to 2l-4a and each modulation circuit 2O-1a to 2O-4
It includes a multiplex coupling circuit 22 which superimposes the output of the acousto-optic element 13-5.
次に、本第二実施例の動作について説明する。Next, the operation of the second embodiment will be explained.
入力光レーザー1)からの波長λの入力光■、は入力光
レンズ12により平行光となり、音響光学素子13−5
に入力される。他方変調回路2O−1a〜2O−4aは
、入力ハイウェイ17を通して入力されたレベルアナロ
グ信号Vaを発振器2l−1a〜2l−4aからの各々
周波数f、−f、でかつ
Vk = 2に−” V+
(k= 1、2、3、4)
なる振幅の正弦波信号により変調する。The input light (■) with wavelength λ from the input light laser 1) becomes parallel light by the input light lens 12, and is converted into parallel light by the acousto-optic element 13-5.
is input. On the other hand, the modulation circuits 2O-1a to 2O-4a convert the level analog signals Va input through the input highway 17 to frequencies f and -f from the oscillators 2l-1a to 2l-4a, respectively, and Vk = 2 -''V+ (k = 1, 2, 3, 4) It is modulated by a sine wave signal with an amplitude of (k = 1, 2, 3, 4).
このとき、音響光学素子13−5に入力された平行光は
、周波数f、〜f4の角周波数に対応して、独立に、
θに=fk λ/V ・・・−・(5)′
の方向に回折され、各出力光■3の強度1t、(t)は
次の(8)式で与えられる。At this time, the parallel light input to the acousto-optic element 13-5 independently corresponds to the angular frequency f, ~f4, and has the following equation in θ=fk λ/V (5)'
The intensity 1t, (t) of each output light beam 3 is given by the following equation (8).
L(t)= Ioαsin”(K HV[tl ・2に
一’ ・V、)(k=1.2.3.4) ・・−(
8)ただし、Io :入力光強度
α:比例定数
に:圧電素子固有の定数
V(tl:電気的アナログ信号電圧
■I :周波数f1の変調信号の変調
振幅電圧
さらに、各変調信号を作る際に、アナログ信号Vaに適
当な直流バイアス電圧を印加しておくと、I m(tl
= I oα5in2 (K ・ Vat) ・ 2
に一’ ・ V++φm) (k=1、2、3、
4)φ5 =−π/4 −・−
・−(91することができ、(7)式と同一形式となり
、第2図と同一の関係が得られ、これらの出力光Ikを
出力レンズ19aにより集光し、フォトダイオード14
−1〜14−4で検知し1.比較回路15−1〜15−
4により上記の第一実施例と同様のディジタル信号■d
I〜■d4が得られる。L(t) = Ioαsin'' (K HV[tl ・2 to 1' ・V,) (k=1.2.3.4) ・・−(
8) However, Io: input light intensity α: proportional constant: constant V (tl: electric analog signal voltage) specific to the piezoelectric element; I: modulation amplitude voltage of the modulation signal with frequency f1. , by applying an appropriate DC bias voltage to the analog signal Va, I m(tl
= I oα5in2 (K ・ Vat) ・ 2
ni' ・V++φm) (k=1, 2, 3,
4) φ5 = -π/4 -・-
・-(91), which has the same form as equation (7), and the same relationship as shown in FIG.
-1 to 14-4 detected 1. Comparison circuits 15-1 to 15-
4, the same digital signal d as in the first embodiment above is generated.
I~d4 are obtained.
本第二実施例は上記第一実施例に比べて、音響光学素子
は1個のみでよく、より簡単に製造できる。The second embodiment requires only one acousto-optic element and can be manufactured more easily than the first embodiment.
なお、上記説明はビット数を4ビツトとしたが本発明は
複数nビットの光アナログ・ディジタル変換器に適用で
きることはいうまでもない。Although the above explanation assumes that the number of bits is 4, it goes without saying that the present invention can be applied to a plurality of n-bit optical analog-to-digital converters.
文献(1):ヘンリイエフ・テイラア(Henry F
。Literature (1): Henry F.
.
Taylor) r光アナログ・ディジタル変換器−
設計と解析J (rAn 0ptical Anal
og−to Digital Con−vertorJ
) 、アイ、イー、イー、イー、ジャーナル オブ
クワンタム エレクトロニクス(IEE E、Jour
nal of Quantum Electro
nics) Q E −15巻、NO,4,1979
年4月、210頁。Taylor) r optical analog to digital converter
Design and Analysis J (rAn 0ptical Anal
og-to Digital Con-vertorJ
), I, E, E, E, Journal of
Quantum Electronics (IEEE E, Jour
nal of Quantum Electro
nics) QE-15 volume, NO, 4, 1979
April, 210 pages.
文献(2):杉浦幸a「音響光学変調器・偏向器」Op
lug 8 1985年2月、86頁。Literature (2): Yuki Sugiura “Acousto-optic modulator/deflector” Op.
lug 8 February 1985, page 86.
以上説明したように本発明によれば、アナログ・ディジ
タル変換を、従来の光の遅延による位相変調器の代わり
に、製造が容易な音響光学素子を用いる音響光学的手段
を用いて行うことにより、高速性に優れた光アナログ・
ディジタル変換器を容易に実現することができ、その効
果は大である。As explained above, according to the present invention, analog-to-digital conversion is performed using an acousto-optic means using an acousto-optic element that is easy to manufacture, instead of a conventional optical delay phase modulator. Optical analog with excellent high speed
A digital converter can be easily realized, and its effects are great.
第1図(alは本発明の第一実施例の構成を示す説明図
。
第1図(blはその部分詳細説明図。
第2図はその光出力強度と電気的アナログ信号電圧の関
係を示す特性図。
第3図(a)は本発明の第二実施例の構成を示す説明図
。
第3図Tb)はその部分詳細説明図。
第4図(alは従来例の構成を示す説明図。
第4図(b)はその部分詳細説明図。
第5図はその光出力強度と電気的アナログ信号電圧の関
係を示す特性図。
1.1)・・・入力光レーザー、2・・・分岐形翼波路
、3−1〜3−4・・・位相変調器、4−1〜4−4.
14−1〜14−4・・・フォトダイオード、5−1〜
5−4.15−1〜15−4・・・比較回路、6−1〜
6−4.16−1〜16−4・・・出力ハイウェイ、7
.17・・・入力ハイウェイ、8.18.18a・・・
光変調手段、12・・・入力光レンズ、13−1〜13
−5・・・音響光学素子、19.19a・・・出力光レ
ンズ、20−1〜20−4.2O−1a 〜20〜4a
・−・変調回路、21−1〜21−4.2l−1a〜2
l−4a・・・発振器、22・・・多重結合回路、Ii
・・・入力光、I、、1.〜■4・・・出力光、Va・
・・アナログ信号、V0〜Vd4・・・ディジタル信号
。
代理人 弁理士 井 出 直 孝 6)二;5
実施例
尼2 図
従来例
も5 図Figure 1 (al is an explanatory diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. Figure 1 (bl is a detailed explanatory diagram of the part thereof. Figure 2 shows the relationship between the optical output intensity and the electrical analog signal voltage. Characteristic diagram. Fig. 3(a) is an explanatory diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. Fig. 3 (Tb) is a partial detailed explanatory diagram thereof. Fig. 4 (al is an explanatory diagram showing the configuration of the conventional example) Fig. 4(b) is a detailed explanatory diagram of the part. Fig. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the optical output intensity and the electrical analog signal voltage. 1.1) Input optical laser, 2... Branched blade wave path, 3-1 to 3-4... Phase modulator, 4-1 to 4-4.
14-1~14-4...Photodiode, 5-1~
5-4.15-1 to 15-4... Comparison circuit, 6-1 to
6-4.16-1 to 16-4... Output highway, 7
.. 17...Input highway, 8.18.18a...
Light modulation means, 12... input light lens, 13-1 to 13
-5... Acousto-optic element, 19.19a... Output light lens, 20-1 to 20-4.2O-1a to 20 to 4a
・-・Modulation circuit, 21-1 to 21-4.2l-1a to 2
l-4a... Oscillator, 22... Multiple coupling circuit, Ii
...Input light, I, 1. ~■4... Output light, Va.
...Analog signal, V0 to Vd4...Digital signal. Agent Patent attorney Nao Takashi Ide 6) 2; 5 Example 2 Figure 5 Conventional example also Figure 5
Claims (3)
n(nは2以上の自然数)個の光を発生する光変調手段
と、 この光変調手段からの出力光をn個の電気信号に変換す
る受光手段と、 上記電気信号を一定のしきい値を基準にディジタル信号
に変換する比較手段と を含む光アナログ・ディジタル変換器において、上記光
変調手段は、 上記入力光を平行光に変換する入力光レンズと、この入
力光レンズからの平行光を回折しそれぞれ異なる位相を
有するn個の光を発生する音響光学的手段と、 上記アナログ信号を変調入力としてそれぞれ振幅の異な
る搬送波により変調された信号を上記音響光学的手段に
与えるアナログ信号変調手段と、上記音響光学的手段の
出力光を集光する出力光レンズと を含むことを特徴とする光アナログ・ディジタル変換器
。(1) Optical modulation means that generates n (n is a natural number of 2 or more) lights having different phases from input light according to an analog signal, and converts the output light from this optical modulation means into n electrical signals. In an optical analog-to-digital converter including a light receiving means and a comparing means for converting the electrical signal into a digital signal based on a certain threshold, the optical modulating means has an input for converting the input light into parallel light. an optical lens, an acousto-optic means for diffracting parallel light from the input optical lens to generate n lights each having a different phase, and a signal modulated by carrier waves each having a different amplitude using the analog signal as a modulation input. An optical analog-to-digital converter comprising: analog signal modulation means for providing the acousto-optic means with an output light of the acousto-optic means; and an output light lens for condensing the output light of the acousto-optic means.
成され、上記搬送波は同一周波数であることを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項に記載の光アナログ・ディ
ジタル変換器。(2) The optical analog-to-digital converter according to claim (1), wherein the acousto-optic means is composed of n acousto-optic elements, and the carrier waves have the same frequency.
成され、上記搬送波はそれぞれ周波数の異なるn個の搬
送波であり、上記各変調回路の出力を重畳し上記音響光
学素子に与える多重結合回路を含む特許請求の範囲第(
1)項に記載の光アナログ・ディジタル変換器。(3) The acousto-optic means is composed of one acousto-optic element, the carrier waves are n carrier waves each having a different frequency, and the outputs of the respective modulation circuits are superimposed and multiple-coupled to be applied to the acousto-optic element. Claim No. 1 containing a circuit (
The optical analog-to-digital converter according to item 1).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP121486A JPS62159129A (en) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | Optical analog to digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP121486A JPS62159129A (en) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | Optical analog to digital converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62159129A true JPS62159129A (en) | 1987-07-15 |
Family
ID=11495216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP121486A Pending JPS62159129A (en) | 1986-01-07 | 1986-01-07 | Optical analog to digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62159129A (en) |
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- 1986-01-07 JP JP121486A patent/JPS62159129A/en active Pending
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