专利名称：泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及模拟对数字转换器，尤其是一种泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器，为具有多通道的光耦合式多工开关的转换器，通过该光耦合式多工开关所具备的高阻抗、耐高压特性提供良好的隔离作用于各通道之间，而可避免高压对通道所造成的损害。
然而此种习用由模拟开关30所组成的多工开关则具有通道之间隔离不佳的缺点。请参考图4A、B所示，假设第一组输入通道CH1为导通状态，而其余各组输入通道CH2～CH8皆为截止，但截止的通道因其内部模拟开关30的阻抗值不够高，当有干扰电源32产生于导通的第一输入通道CH1与截止的第二输入通道CH2之间时，则高压将会两通道同时贯穿烧毁，会产生上述干扰电源32的状况，例如有各通道之间本身受到静电干扰，或是周围电子设备所发出的电磁干扰EMI，甚或雷击所产生的高压均有可能成为干扰电源32。
为达成上述目的，本发明泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器主要包括一具备多组输入通道的光耦合式多工开关及一用以转换信号的模拟对数字转换模组，其中该多工开关的各输入通道均具有正、负两输入端子，且各输入端子皆由一光继电器组成，各光继电器由前述模拟对数字转换模组控制其导通/截止状态，以决定应该接受其中的一组输入通道进行信号转换作业。
本发明的泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器，其具体包括有一用以将模拟信号转换为数字信号的模拟对数字转换模组；一具有多组信号输入通道的光耦合式多工开关，其输出端连接至前述模拟对数字转换模组，且该光耦合式多工开关由前述模拟对数字转换模组控制；一资料传输隔离单元，连接前述模拟对数字转换模组，用以将自模拟对数字转换模组输出的数字信号耦合至下一控制系统中；一电源转换隔离模组，连接该模拟对数字转换模组，可提供一工作电源予前述模拟对数字转换模组；其中该模拟对数字转换模组可选择光耦合式多工开关中其中一组的信号输入通道，并将该信号输入通道中的模拟信号转换为数字信号后由前述资料传输隔离单元输出。
其中上述模拟对数字转换模组通过一通道输入选择器控制该光耦合式多工开关。上述光耦合式多工开关，包括有复数组输入通道，各通道具有正、负输入端子，且各正、负输入端子分别以一第一光继电器及第二光继电器所组成，其中前述第一光继电器包括有一第一光场效晶体管，其集极为信号的正输入端，其射极连接至一正输出端；一第一发光二极管，其阳极端连接至一正电源，其阴极端由该通道输入选择器控制；前述第二光继电器包括一第二光场效晶体管，其集极为信号的负输入端，其射极连接至一负输出端；一第二发光二极管，其阳极端连接至前述正电源，其阴极端由前述通道输入选择器控制；当前述模拟对数字转换模组送出控制信号予该通道输入选择器后，由该通道输入选择器输出低电压准位信号予第一、第二发光二极管的阴极端使其导通后，由该第一、第二发光二极管所产生的光讯号分别控制第一、第二光场效晶体管导通，进而使信号由正、负输入端传递至正、负输出端后回传至模拟对数字转换模组进行信号转换。
图号1光耦合式多工开关2模拟对数字转换模组3通道输入选择器4第二资料传输单元5电源转换隔离模组
10、10′光继电器11、11′光场效晶体管12、12′发光二极管30模拟开关31解码器100控制系统101第一光隔离器102电源CH1～CH8信号输入通道A、B输出端子VCC正电源本发明主要包括有一模拟对数字转换模组2，该模拟对数字转换模组2的控制接脚通过一通道输入选择器3连接至一光耦合式多工开关1，而该光耦合式多工开关1的输出端则直接连接回模拟对数字转换模组2，同时该模拟对数字转换模组2通过一第二光隔离器4与控制系统100的第一光隔离器101进行序列资料传输，再者该模拟对数字转换模组2通过一电源转换隔离模组5自一电源102取得工作电源。
上述的第二光隔离器4采取光耦合方式与控制系统100的第一光隔离器101达成隔离与资料传输效果，故可通过一光耦合器具体实施；而该电源转换隔离模组5同样以非直接接触的方式自电源102端取得工作电压，并转换为直流电源后供予模拟对数字转换模组2。
请参阅图2所示，上述光耦合式多工开关1具有多组信号输入通道CH1～CH8，于本实施例中具有八组输入通道，其中各输入通道CH1～CH8分别接受不同的输入信号，且各输入通道CH1～CH8皆具备有正、负两输入端子，各输入端子主要由一光继电器10所组成。
以组成第一输入通道CH1其正输入端子而言，该光继电器10的主要元件包括有一光场效晶体管11及一发光二极管12，该光场效晶体管11的集极端为信号输入端，而其射极端则连接一正输出端子A；又前述发光二极管12的阳极端通过一电阻器连接至一正电源VCC，而其阴极端则连接至一模拟对数字转换模组20。该第一输入通道CH1的负输入端子的结构与正输入端子完全相同，同样为由一光继电器10′所组成，但其光场效晶体管11′的集极则为负输入端，其射极则连接至另一负输出端子B。
而其余输入通道CH2～CH8的内部结构与第一输入通道CH1相同，故不再赘述。假设欲输出第一输入通道CH1的信号时，首先由该模拟对数字转换模组2输出一控制信号予通道输入选择器3，由该通道输入选择器3提供低电压准位的信号给两发光二极管12、12′的阴极端，当两发光二极管12、12′导通发光后，两相对应的光场效晶体管11、11′接收光信号后即由原本的截止状态转为导通，故正、负输入端子的信号便可传递至输出端子A、B，进而输出至下一级电路。
因光场效晶体管11于截止状态时，其内部本身的阻抗高达1000M欧姆以上，故两通道彼此之间具有良好的隔离效果，其电压的耐压程度高达350伏特，故即使有干扰电源发生亦无电压破坏之虞，进而确保多工开关的正常操作。
而本发明首先通过该模拟对数字转换模组2控制前述通道输入选择器3选择光耦合式多工开关1其中一通道后，并撷取该通道的模拟输入信号，由模拟对数字转换模组2转换为数字信号后，将此数字信号通过第二光隔离器4以序列传输方式送入至下一阶段的控制系统100中，以令该控制系统100对信号进行更进一步的分析处理。
以上所述实施例仅系为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以其限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器，其特征是其包括有一用以将模拟信号转换为数字信号的模拟对数字转换模组；一具有多组信号输入通道的光耦合式多工开关，其输出端连接至前述模拟对数字转换模组，且该光耦合式多工开关由前述模拟对数字转换模组控制；一资料传输隔离单元，连接前述模拟对数字转换模组，用以将自模拟对数字转换模组输出的数字信号耦合至下一控制系统中；一电源转换隔离模组，连接该模拟对数字转换模组，可提供一工作电源予前述模拟对数字转换模组；其中该模拟对数字转换模组可选择光耦合式多工开关中其中一组的信号输入通道，并将该信号输入通道中的模拟信号转换为数字信号后由前述资料传输隔离单元输出。
2.如权利要求1所述的泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器，其特征是该模拟对数字转换模组通过一通道输入选择器控制该光耦合式多工开关。
3.如权利要求2所述的泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器，其特征是该光耦合式多工开关，包括有复数组输入通道，各通道具有正、负输入端子，且各正、负输入端子分别以一第一光继电器及第二光继电器所组成，其中前述第一光继电器包括有一第一光场效晶体管，其集极为信号的正输入端，其射极连接至一正输出端；一第一发光二极管，其阳极端连接至一正电源，其阴极端由该通道输入选择器控制；前述第二光继电器包括一第二光场效晶体管，其集极为信号的负输入端，其射极连接至一负输出端；一第二发光二极管，其阳极端连接至前述正电源，其阴极端由前述通道输入选择器控制；当前述模拟对数字转换模组送出控制信号予该通道输入选择器后，由该通道输入选择器输出低电压准位信号予第一、第二发光二极管的阴极端使其导通后，由该第一、第二发光二极管所产生的光讯号分别控制第一、第二光场效晶体管导通，进而使信号由正、负输入端传递至正、负输出端后回传至模拟对数字转换模组进行信号转换。
全文摘要
本发明为一种泛用型多通道的模拟对数字隔离转换器，由一具多通道的光耦合式多工开关接收模拟信号后，再经由一模拟对数字转换模组选择其中一通道的模拟信号转换为数字信号，此数字信号再经由一光隔离器以光耦合方式传送至下一级作业系统处理，再者本发明转换器的工作电源取得同样是利用隔离技术达成，以避免电源干扰；其中因该光耦合式多工开关以多组光继电器(Photo MOS Relay)所构成，通过光继电器本身即具备有极高的阻抗值及耐高压特性，可确保各通道之间拥有良好的隔离效果，以避免高电压对通道之间产生破坏及烧毁。
文档编号H03M1/12GK1420629SQ0113484
公开日2003年5月28日 申请日期2001年11月15日 优先权日2001年11月15日
发明者庄灿皇 申请人:庄灿皇