KR100284289B1 - Analog / Digital Converter - Google Patents

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    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type

Abstract

본 발명은 아나로그/디지털 컨버터에 관한 것으로, 종래에는 비교기에서 오프셋전압을 보정하기 위해 추가적인 로직이 필요하여 온칩으로 구성할시에 면적이 커지고, 이로인해 전력소모도 커지며, 또한 오프셋을 보정하기 위한 바이어스전압을 생성하기까지 소요되는 시간이 길어지고, 또한 1개의 비트값을 결정하기 위한 1개의 클럭주기외에 오프셋 보정을 위한 부가적인 클럭이 필요하여 N비트를 변환하는 데 걸리는 시간이 길어지므로 고속의 시스템의 사용에 제한을 받는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 순차적으로 최상위비트를 '1'로 맞추고 나머지 모든 비트는 '0'으로 하여 비트값을 결정하여 출력하는 에스에이알부와, 이 에스에이알부의 출력신호를 아나로그로 변환하여 비교전압을 생성하는 디지털/아나로그변환기와, 상기 비교전압과 입력아나로그신호를 비교하여 '1' 또는 '0'으로 최상위비트값을 결정하여 상기 에스에이알부로 출력하는 아나로그/디지털컨버터에 있어서, 상기 디지털/아나로그변환기와 에스에이알부 사이에 위치하여, 초기에 상기 비교기의 오프셋값을 결정하여 그에 따라 오프셋을 보정하는 오프셋보정회로를 더 포함하여 구성함으로써 디바이스의 크기를 줄여 전력소모를 감소시킬 수 있고, 또한 아나로그/디지털 변환시에 사용되는 클럭의 수를 줄여 변환시간을 단축시킬 수 있으며, 또한 한번의 변환시간으로 오프셋을 제거할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an analog-to-digital converter, and conventionally requires additional logic to correct the offset voltage in the comparator, the area is large when configured on-chip, thereby increasing the power consumption, and also to correct the offset The time required to generate the bias voltage is long, and additional clock for offset correction is required in addition to one clock period for determining one bit value, which increases the time required for converting N bits. There was a problem that the use of the system was restricted. Accordingly, the present invention sequentially compares the output signal of the esl part to determine and output the bit value by setting the most significant bit to '1' and all remaining bits to '0', and converting the output signal of the esl part to analog. A digital / analog converter for generating a voltage and an analog / digital converter for comparing a comparison voltage and an input analog signal to determine a most significant bit value as '1' or '0' and output the result to the SA unit. And an offset correction circuit positioned between the digital / analog converter and an SD unit to determine an offset value of the comparator initially and correct the offset accordingly, thereby reducing the size of the device and reducing power consumption. In addition, the conversion time can be shortened by reducing the number of clocks used for analog / digital conversion. There is an effect that can be removed as an offset.

Description

아나로그/디지털 컨버터Analog / Digital Converter

본 발명은 아나로그/디지털 컨버터에 관한 것으로, 특히 에스에이알형 아나로그/디지털컨버터에서 아나로그값과 디지털값의 비교를 통해 디지털 데이터를 결정하는 비교기로부터 발생하는 오프셋전압으로 인한 에러를 제거하여 정밀도를 향상시킴과 아울러 변환시간을 단축할 수 있도록 한 아나로그/디지털 컨버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog / digital converter, and more particularly, to eliminates errors due to offset voltage generated from a comparator that determines digital data by comparing analog values and digital values in an analog type analog / digital converter. The present invention relates to an analog-to-digital converter that improves the speed and the conversion time.

음성이나 화상 정보 또는 물리적인 변화량에 대한 디지털 신호는 많은 유용한 디지털신호 처리기술을 이용하여 가공 및 처리될 수 있다. 따라서, 상기 디지털신호에 많은 유용한 디지털기술을 적용하기 위하여, 아날로그 신호는 소정 비트의 디지털 신호로 변환되어야 한다.Digital signals for voice or image information or physical variations can be processed and processed using many useful digital signal processing techniques. Therefore, in order to apply many useful digital technologies to the digital signal, the analog signal must be converted into a digital signal of a predetermined bit.

도1은 일반적인 에스에이알(Successive Approximate Register) 형 아나로그/디지털 컨버터의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 최상위비트를 '1'로 맞추고 나머지 모든 비트는 '0'으로 하여 출력함과 아울러 결정된 최상위비트(MSB)값을 외부로 출력하는 에스에이알부(12)와; 상기 에스에이알부(12)의 출력신호를 입력받아 이를 아나로그신호로 변환하는 디지털/아나로그변환기(10)와; 상기 디지털/아나로그 변환기(10)의 출력신호를 반전단자(-)에 인가받고, 입력 아나로그신호(Va)를 비반전단자(+)에 인가받아 이를 비교하여 그에 따른 비교신호를 상기 에스에이알부(12)로 출력하는 비교기(11)로 구성된다.1 is a block diagram showing the configuration of a typical Successive Approximate Register type analog / digital converter. As shown therein, the most significant bit is set to '1' and all remaining bits are set to '0'. And the ES part 12 which outputs the determined most significant bit (MSB) value to the outside; A digital / analog converter 10 which receives the output signal of the SL unit 12 and converts it into an analog signal; The output signal of the digital-to-analog converter 10 is applied to the inverting terminal (-), the input analog signal Va is applied to the non-inverting terminal (+), and compared to compare the corresponding signal according to the It consists of the comparator 11 which outputs to the egg part 12. FIG.

도2는 상기 비교기(11)의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와같이 게이트에 풀업신호(CS1)가 인가되고, 소스에 전원전압(VDD)이 인가되며, 드레인이 노드A에 접속된 피모스트랜지스터(PM10)(PM11)와, 게이트에 입력아나로그신호(VSUM)가 인가되고, 소스에 노드A, 드레인에 노드B가 접속된 피모스트랜지스터(PM12)와, 상기 피모스트랜지스터(PM12)의 게이트에 소스가, 드레인에 공통모드전압(VCM)이 인가되고, 게이트에 리셋전압(PSMP)이 인가된 엔모스트랜지스터(NM11)와, 드레인이 상기 노드A에 접속되고, 드레인이 노드C에 접속되며,게이트에 디지털/아나로그변환기의 출력신호(VSUMR)가 인가된 피모스트랜지스터(PM13)와, 상기 피모스트랜지스터(PM13)의 게이트에 소스가, 드레인에 공통모드전압(VCM)이 인가되고, 게이트에 리셋전압(PSMP)이 인가된 엔모스트랜지스터(NM12)와, 상기 노드B에 드레인이 접속되고, 소스가 접지되며,게이트에 제1 바이어스전압(BIASN)이 인가된 엔모스트랜지스터(NM13)와, 상기 노드B에 드레인이 접속되고, 소스가 접지되며, 게이트에 레퍼런스전압(VREF)이 인가된 엔모스트랜지스터(NM14)와, 상기 노드C에 드레인이 접속되고, 소스가 접지되며,게이트에 제2 바이어스전압(BIAS)이 인가된 엔모스트랜지스터(NM16)와, 상기 노드C에 드레인이 접속되고, 소스가 접지되며, 게이트에 레퍼런스전압(VREF)이 인가된 엔모스트랜지스터(NM15)로 구성되며, 상기 노드B,C에서 각기 출력신호(Vout1),(Vout2)가 출력된다.FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the comparator 11. As shown therein, a pull-up signal CS1 is applied to a gate, a power supply voltage VDD is applied to a source, and a drain is connected to node A. Most transistors PM10 and PM11, an input analog signal VSUM is applied to a gate, node A is connected to a source, and node B is connected to a drain, and the PMOS transistor PM12. The NMOS transistor NM11 having a source applied to its gate, a common mode voltage VCM applied to its drain, a reset voltage PSMP applied to its gate, a drain connected to the node A, and a drain connected to the node C. Connected to the gate, the PMOS transistor PM13 to which the output signal VSUMR of the digital / analog converter is applied, the source to the gate of the PMOS transistor PM13, and the common mode voltage VCM to the drain are applied. The NMOS transistor N having the reset voltage PSMP applied to the gate M12), a drain is connected to the node B, a source is grounded, an NMOS transistor NM13 to which a first bias voltage BIASN is applied to the gate, a drain is connected to the node B, and a source is grounded. An NMOS transistor NM14 having a reference voltage VREF applied to its gate, a drain connected to the node C, a source grounded, and an NMOS transistor having a second bias voltage BIAS applied to the gate thereof. NM16 and an NMOS transistor NM15 having a drain connected to the node C, a source connected to ground, and a reference voltage VREF applied to a gate, and output signals Vout1 at nodes B and C, respectively. , (Vout2) is output.

도3은 종래 오프셋 보상회로의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와같이 비교기의 출력신호를 반전하는 인버터(INV1)와, 상기 비교기의 출력신호가 드레인에 인가되고, 클럭신호(P2)가 게이트에 인가된 엔모스트랜지스터(NM20)와, 상기 엔모스트랜지스터(NM20)의 소스에 드레인이 접속되고,게이트에 클럭신호(P3)가 인가되며,소스가 노드D에 접속된 엔모스트랜지스터(NM22)와, 상기 비교기의 출력신호가 소스에 인가된 피모스트랜지스터(PM20)와, 상기 피모스트랜지스터(PM20)의 드레인에 소스가 접속되고, 드레인이 노드D에 접속된 피모스트랜지스터(PM22)와, 상기 노드D에 일측이 접속되고, 타측이 접지된 커패시터(C1)와, 상기 인버터(INV1)의 출력신호를 드레인에 인가받고, 게이트에 클럭신호(P2)가 인가된 엔모스트랜지스터(NM21)와, 상기 엔모스트랜지스터(NM21)의 소스에 드레인이 접속되고, 게이트에 클럭신호(P3)가 인가되며, 소스가 노드E에 접속된 엔모스트랜지스터(NM23)와, 상기 인버터(INV1)의 출력신호가 소스에 인가되고, 게이트가 상기 피모스트랜지스터(PM20)의 게이트에 접속된 피모스트랜지스터(PM21)와, 상기 피모스트랜지스터(PM21)의 드레인에 소스가 접속되고, 게이트가 상기 피모스트랜지스터(PM22)의 게이트에 접속되며, 드레인이 노드E에 접속된 피모스트랜지스터(PM23)와, 상기 노드E에 일측이 접속되고, 타측이 접지된 커패시터(C2)로 구성되며, 상기 노드D,E에서 출력신호(BIASN),(BIAS)가 출력되며, 이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional offset compensation circuit. An inverter INV1 for inverting an output signal of a comparator, an output signal of the comparator is applied to a drain, and a clock signal P2 is gated. An nMOS transistor NM20 applied to the drain and a source of the NMOS transistor NM20 are connected to a drain, a clock signal P3 is applied to the gate, and an NMOS22 NM22 source connected to the node D. A PMOS transistor (PM20) to which an output signal of the comparator is applied to a source, a PMOS transistor (PM22) having a source connected to a drain of the PMOS transistor (PM20), and having a drain connected to the node D; A capacitor C1 having one side connected to the node D, the other side of which is grounded, an output signal of the inverter INV1 being applied to a drain, and an NMOS21 transistor NM21 having a clock signal P2 applied to a gate; , The NMOS transistor (NM2) A drain is connected to the source of 1), a clock signal P3 is applied to the gate, an MOS transistor NM23 having a source connected to the node E, and an output signal of the inverter INV1 are applied to the source. A source is connected to the PMOS transistor PM21 whose gate is connected to the gate of the PMOS transistor PM20 and the drain of the PMOS transistor PM21, and the gate is connected to the gate of the PMOS transistor PM22. And a drain (PM23) having a drain connected to the node E, a capacitor C2 connected at one side to the node E, and grounded at the other side, and output signals BIASN at the nodes D and E. (BIAS) is outputted, and the operation | movement of such a conventional apparatus is demonstrated.

먼저, 에스에이알부(12)는 최상위비트(MSB)를 '1'에 맞추고 나머지 비트는 '0'으로 한 출력신호를 디지털/아나로그변환기(10)에 전송한다.First, the SL unit 12 transmits an output signal in which the most significant bit MSB is set to '1' and the remaining bits are set to '0', to the digital / analog converter 10.

이때, 최상위비트(MSB)는 VDD/2의 값을 가지고, 나머지 비트는 순차적으로 VDD/2를 승산한 값을 가져 최종적으로 최하위비트(LSB)는 VDD/2N 의 값을 가진다.In this case, the most significant bit (MSB) has a value of VDD / 2, the remaining bits have a value multiplied by VDD / 2 sequentially, and finally the least significant bit (LSB) VDD / 2 N Has the value

따라서, 상기 디지털/아나로그변환기(10)는 상기 에스에이알부(12)의 출력신호를 입력받아 이를 아나로그신호로 변환하여 비교기(11)의 반전단자(-)에 인가한다.Accordingly, the digital / analog converter 10 receives the output signal of the SL unit 12 and converts it into an analog signal and applies it to the inverting terminal (-) of the comparator 11.

그러면, 상기 비교기(11)는 상기 아나로그신호와 비반전단자(+)에 인가된 입력아나로그신호(VSUMR)를 비교하여 입력아나로그신호(VSUM)가 크면 '1'의 값을, 입력아나로그신호(VSUM)가 작으면 '0'의 값을 상기 에스에이알부(12)에 인가한다,Then, the comparator 11 compares the analog signal with the input analog signal VSUMR applied to the non-inverting terminal (+), and if the input analog signal VSUM is large, a value of '1' is input. If the log signal VSUM is small, a value of '0' is applied to the SL unit 12.

이에따라, 상기 에스에이알부(12)는 상기 비교기(11)의 출력값을 최상위비트(MSB) 값으로 결정하고, 그 다음 비트를 최상위비트(MSB)로 하여 상기와 같은 과정을 반복함으로써 각 비트의 값을 '0'이나 '1'로 결정한다.Accordingly, the RS part 12 determines the output value of the comparator 11 as the most significant bit (MSB) value, and repeats the above process with the next bit as the most significant bit (MSB), thereby resolving the value of each bit. Is set to '0' or '1'.

즉, 상기 에스에이알부(12)에서 결정한 값이 아나로그입력신호(VSUM)에 대한 디지털값이 된다.That is, the value determined by the SL unit 12 becomes a digital value with respect to the analog input signal VSUM.

이때, 상기 비교기(11)에서 발생하는 오프셋을 보정하기 위한 동작을 설명한다.In this case, an operation for correcting the offset generated in the comparator 11 will be described.

우선,도2에서 제1,제2 바이어스전압(BIASN),(BIAS)은 VDD/2 상태에서, 클럭신호(P1)가 '1' 되면 리셋신호(PSMP)가 '1'이 되어 엔모스트랜지스터(NM11),(NM12)가 각기 턴온되고, 이에따라 피모스트랜지스터(PM12),(PM13)의 게이트에는 각기 리셋전압(PSMP)이 인가된다.First, in FIG. 2, when the clock signal P1 is '1' in the first and second bias voltages BIASN and BIAS in the VDD / 2 state, the reset signal PSMP becomes '1' and thus the NMOS transistor NM11 and NM12 are turned on, and accordingly, a reset voltage PSMP is applied to the gates of the PMOS transistors PM12 and PM13.

이후, 상기 리셋신호(PSMP)가 '0'이 된후 아나로그입력신호(VSUM)와 디지털/아나로그변환기(10)의 출력신호(VSUMR)를 비교하여 오프셋이 발생하면 출력신호(Vout1)의 전압을 변경하여 최종출력단(CMPN)이 오프셋에 따라 하이 또는 로우가 된다.Thereafter, after the reset signal PSMP becomes '0', an offset is generated by comparing the analog input signal VSUM with the output signal VSUMR of the digital / analog converter 10. Then, the voltage of the output signal Vout1 is generated. To change the final output stage (CMPN) to high or low depending on the offset.

이후, 최종출력신호(CMPN)가 로우나 하이에 따라 클럭신호(P2),(P3)에 의해 제1,제2 바이어스전압을 조정하여 오프셋을 보정하게된다.Thereafter, as the final output signal CMPN is low or high, the first and second bias voltages are adjusted by the clock signals P2 and P3 to correct the offset.

이때, 상기 클럭신호(P1~P3)는 순차적으로 발생하게 된다.At this time, the clock signals P1 to P3 are sequentially generated.

예를들어, 입력아나로그신호(VSUM)에 (+)의 오프셋이 걸리면 그 입력아나로그신호(VSUM)가 걸리는 피모스트랜지스터(PM12)의 게이트에 걸리는 전압레벨이 높아지고, 이에따라 피모스트랜지스터(PM12)에 걸리는 전압이 낮아지므로 노드C에 인가된 전압이 높아지게 되어 출력신호(Vout)는 높아지게 되고, 이에 최종출력단은 전압레벨이 낮아지게 된다.For example, if a positive offset is applied to the input analog signal VSUM, the voltage level applied to the gate of the PMOS transistor PM12 to which the input analog signal VSUM is applied increases, so that the PMOS transistor PM12 is accordingly increased. ), The voltage applied to the node C is lowered, so that the voltage applied to the node C becomes high, and thus the output signal Vout becomes high, and thus the final output terminal has a low voltage level.

왜냐하면, 상기 비교기는 보통 2단 또는 3단으로 연결되어 사용되므로, 상기 제1,제2 출력신호(Vout1),(Vout2)를 다시 비교기에서 비교하여 그에 따른 최종출력신호(CMPN)를 보정회로에 입력하게 된다.Because the comparator is usually connected in two or three stages, the first and second output signals Vout1 and Vout2 are compared again in the comparator and the final output signal CMPN is compared to the compensating circuit. Will be entered.

결과적으로, 최종출력단(CMPN)에 걸리는 전압이 낮아지게 되면 도3에서 바이어스신호(BIASN)는 떨어뜨리고, 바이어스신호(BIAS)는 주게 되며, 이에따라 오프셋이 포함된 입력아나로그신호(VSUM)는 전압레벨이 떨어지게 되므로 보정된다.As a result, when the voltage applied to the final output terminal CMPN is lowered, the bias signal BIASN is dropped and the bias signal BIAS is given in FIG. 3. Accordingly, the input analog signal VSUM including the offset becomes a voltage. The level will drop so it is corrected.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 장치는 비교기에서 오프셋전압을 보정하기 위해 추가적인 로직이 필요하여 온칩으로 구성할시에 면적이 커지고, 이로인해 전력소모도 커지며, 또한 오프셋을 보정하기 위한 바이어스전압을 생성하기까지 소요되는 시간이 길어지고, 또한 1개의 비트값을 결정하기 위한 1개의 클럭주기외에 오프셋 보정을 위한 부가적인 클럭이 필요하여 N비트를 변환하는 데 걸리는 시간이 길어지므로 고속의 시스템의 사용에 제한을 받는 문제점이 있었다.However, the conventional apparatus operating as described above requires additional logic to correct the offset voltage in the comparator, so that the area becomes large when configured on-chip, thereby increasing power consumption and generating a bias voltage for correcting the offset. In order to use the high speed system, the time required to convert the N bits is longer because the time required for the conversion is longer, and an additional clock for offset correction is required in addition to one clock cycle for determining one bit value. There was a problem that was limited.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 에스에이알형 아나로그/디지털컨버터에서 아나로그값과 디지털값의 비교를 통해 디지털 데이터를 결정하는 비교기로부터 발생하는 오프셋전압으로 인한 에러를 제거하여 정밀도를 향상시킴과 아울러 변환시간을 단축할 수 있도록 한 아나로그/디지털 컨버터를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention devised in view of the above problems eliminates errors due to offset voltage generated from a comparator for determining digital data by comparing analog values and digital values in an analog-type analog / digital converter. The aim is to provide an analog-to-digital converter that improves precision and reduces conversion time.

도1은 종래 아나로그/디지털컨버터의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional analog / digital converter.

도2는 도1에 있어서, 비교기의 구성을 보인 회로도.2 is a circuit diagram showing the configuration of a comparator in FIG.

도3은 종래 오프셋보정회로의 구성을 보인 회로도.3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional offset correction circuit.

도4는 본 발명 아나로그/디지털컨버터의 구성을 보인 블록도.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the analog / digital converter of the present invention.

도5는 도4에 있어서, 오프셋보정회로의 구성을 보인 블록도.5 is a block diagram showing the configuration of an offset correction circuit in FIG.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****

40:디지털/아나로그변환기 41:비교기40: Digital / Analog Converter 41: Comparator

42:에스에이알부 43:오프셋보정회로42: SL 43: Offset correction circuit

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 순차적으로 최상위비트를 '1'로 맞추고 나머지 모든 비트는 '0'으로 하여 비트값을 결정하여 출력하는 에스에이알부와, 이 에스에이알부의 출력신호를 아나로그로 변환하여 비교전압을 생성하는 디지털/아나로그변환기와, 상기 비교전압과 입력아나로그신호를 비교하여 '1' 또는 '0'으로 최상위비트값을 결정하여 상기 에스에이알부로 출력하는 아나로그/디지털컨버터에 있어서, 상기 디지털/아나로그변환기와 에스에이알부 사이에 위치하여, 초기에 상기 비교기의 오프셋값을 결정하여 그에 따라 오프셋을 보정하는 오프셋보정회로를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention sequentially sets the most significant bit to '1' and all remaining bits to '0' to determine and output a bit value, and the output signal of the ES part. A digital / analog converter for generating a comparison voltage by converting to analog, and comparing the comparison voltage with the input analog signal to determine the most significant bit value as '1' or '0' and outputting the result to the SA unit In the log / digital converter, characterized in that it further comprises an offset correction circuit located between the digital / analog converter and the SL unit, initially determines the offset value of the comparator and corrects the offset accordingly. do.

이하, 본 발명에 의한 아나로그/디지털 컨버터에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the analog / digital converter according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도4는 본 발명 아나로그/디지털 컨버터의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 순차적으로 최상위비트를 '1'로 맞추고 나머지 모든 비트는 '0'으로 하여 비트값을 결정하여 출력하는 에스에이알부(42)와, 이 에스에이알부(42)의 출력신호를 아나로그신호로 변환하여 비교전압을 생성하는 디지털/아나로그변환기(40)와, 상기 비교전압과 입력아나로그신호를 비교하여 '1' 또는 '0'으로 최상위비트값을 결정하여 상기 에스에이알부(42)로 출력하는 비교기(41)와; 상기 디지털/아나로그변환기(40)와 에스에이알부(42) 사이에 위치하여, 초기에 상기 비교기(41)의 오프셋값을 결정하여 그에 따라 오프셋을 보정하는 오프셋보정회로(43)로 구성한다.4 is a block diagram showing the configuration of the analog / digital converter of the present invention. As shown in FIG. 4, the most significant bit is sequentially set to '1' and all remaining bits are set to '0' to determine and output a bit value. An analog part 42 and a digital / analog converter 40 which converts the output signal of the SL part 42 into an analog signal to generate a comparison voltage, and compares the comparison voltage with the input analog signal A comparator 41 for determining a most significant bit value as '1' or '0' and outputting the result to the SL unit 42; It is composed of an offset correction circuit 43 located between the digital / analog converter 40 and the SL unit 42 to initially determine the offset value of the comparator 41 and correct the offset accordingly.

도5는 상기 오프셋보정회로에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 오프셋 측정을 위한 비교 디지털신호를 출력하는 스타트레지스터(51)와, 상기 비교디지털신호를 버스인터페이스(50)를 통해 인터페이스하여 구해진 디지털데이터를 저장하는 제1 데이터레지스터(53)와; 상기 제1 데이터레지스터(53)에 저장된 디지털데이터와 스타트레지스터(51)의 초기 디지털데이터의 차이값을 구하는 가산기(54)와; 상기 가산기(54)의 가산값을 오프셋값으로 저장하는 오프셋레지스터(52)와; 오프셋이 제거된 최종 디지털데이터를 저장하는 제2 데이터레지스터(55)와; 상기 각부를 총괄제어함과 아울러 초기 오프셋제어신호를 출력하는 제어부(56)로 구성하며, 이와같이 구성한 본 발명의 동작을 2비트일 경우를 예로하여 설명한다.5 is a block diagram showing the configuration of the offset correction circuit. As shown in FIG. 5, a star register 51 for outputting a comparison digital signal for offset measurement, and the comparison digital signal through a bus interface 50 are shown in FIG. A first data register 53 for storing digital data obtained through an interface; An adder (54) for obtaining a difference value between the digital data stored in the first data register (53) and the initial digital data of the star register (51); An offset register 52 for storing the addition value of the adder 54 as an offset value; A second data register 55 for storing final digital data from which the offset is removed; The controller 56 is configured to control each unit as well as to output an initial offset control signal. The operation of the present invention configured as described above will be described using an example of 2 bits.

정상일 경우, 즉 오프셋이 없으면, 최초 오프셋보정회로(43)의 스타트레지스터(51)는 '10'을 디지털/아나로그변환기(40)에 입력한다.If normal, that is, no offset, the star register 51 of the first offset correction circuit 43 inputs '10' to the digital / analog converter 40.

그러면, 상기 디지털/아나로그변환기(40)는 상기 '10'을 아나로그신호로 변환하여 보통 VDD/2를 출력한다.Then, the digital / analog converter 40 converts the '10' into an analog signal and outputs a normal VDD / 2.

이때, 상기 오프셋보정회로(43)의 제어부(56)는 오프셋제어신호로 전송게이트(G40)를 도통시켜 상기 디지털/아나로그변환기(40)의 최초 출력신호인 VDD/2를 비교전압으로 비교기(41)의 비반전단자(+)에 인가하여 샘플링시키는데, 상기 전송게이트(G40)는 최초에 한번 도통된후 차단된다.At this time, the control unit 56 of the offset correction circuit 43 conducts the transmission gate G40 with an offset control signal to convert the VDD / 2, which is the first output signal of the digital / analog converter 40, into a comparator voltage. 41 is applied to the non-inverting terminal (+), and the transfer gate G40 is first turned off and then cut off.

상기에서 오프셋이 없으므로, 비교기(41)는 '1'을 에스에이알부(42)에 인가하고, 그러면 상기 에스에이알부(42)는 최상위비트값과 비교기(41)의 출력값이 일치하므로 그 최상위비트값을 '1'로 결정한후 그 다음 최상위비트를 '1'로 하여, 즉 '11'을 디지털/아나로그변환기(40)에 인가한다.Since there is no offset in the above, the comparator 41 applies a '1' to the ES 42, and then the SL 42 has the most significant bit value and the output value of the comparator 41 so that the most significant bit. After the value is determined to be '1', the next most significant bit is set to '1', that is, '11' is applied to the digital / analog converter 40.

이후, 상기 디지털/아나로그변환기(40)는 '11'을 변환하여 3VDD/4인 아나로그신호를 상기 비교기(41)의 반전단자(-)에 인가하고, 그러면 비교기(41)는 비반전단자(+)의 VDD/2보다 반전단자(-)에 걸리는 전압이 작으므로 '0'을 에스에이알부(42)에 인가한다.Thereafter, the digital / analog converter 40 converts '11' to apply an analog signal of 3VDD / 4 to the inverting terminal (-) of the comparator 41, and then the comparator 41 has a non-inverting terminal. Since the voltage applied to the inverting terminal (-) is smaller than that of VDD / 2 of (+), '0' is applied to the RS part 42.

따라서, 상기 에스에이알부(42)는 두 번째비트의 값을 '0'으로 확정하여 VDD/2의 디지털코드는 '10'이 된다.Accordingly, the RS 42 determines the value of the second bit as '0' so that the digital code of VDD / 2 is '10'.

이때, 오프셋보정회로(43)의 제1 데이터레지스터(53)는 상기 '10'을 저장한후 이 디지털코드값을 스타트레지스터(51)의 값과의 차이를 가산기(54)에서 구하는데, 동일하므로 오프셋은 '0'이고 이값은 오프셋레지스터(52)에 저장되며, 그 다음 입력되는 아나로그신호를 디지털신호로 변환하는 과정을 실행하게 된다.At this time, the first data register 53 of the offset correction circuit 43 stores the '10' and obtains a difference from the value of the star register 51 by the adder 54 after storing the digital code value. The offset is '0' and this value is stored in the offset register 52, and then the process of converting the input analog signal into a digital signal is executed.

만약, 오프셋이 발생하면, 최초 오프셋보정회로(43)의 스타트레지스터(51)는 '10'을 디지털/아나로그변환기(40)에 입력한다.If an offset occurs, the start register 51 of the first offset correction circuit 43 inputs '10' to the digital / analog converter 40.

그러면, 상기 디지털/아나로그변환기(40)는 상기 '10'을 아나로그신호로 변환하여 보통 VDD/2를 출력한다.Then, the digital / analog converter 40 converts the '10' into an analog signal and outputs a normal VDD / 2.

이때, 상기 오프셋보정회로(43)의 제어부(56)는 오프셋제어신호로 전송게이트(G40)를 도통시켜 상기 디지털/아나로그변환기(40)의 최초 출력신호인 VDD/2와 오프셋전압을 비교전압으로 비교기(41)의 비반전단자(+)에 인가하여 샘플링시키는데, 상기 전송게이트(G40)는 최초에 한번 도통된후 차단된다.At this time, the control unit 56 of the offset correction circuit 43 conducts the transfer gate G40 as an offset control signal to compare the offset voltage with VDD / 2, which is the first output signal of the digital / analog converter 40, to the offset voltage. In this case, the non-inverting terminal (+) of the comparator 41 is applied to sample the sample, and the transfer gate G40 is first turned on and then cut off.

이후, 비교기(41)는 비반전단자(+)가 반전단자(-)보다 크므로 '1'을 에스에이알부(42)에 인가하고, 그러면 상기 에스에이알부(42)는 최상위비트값과 비교기(41)의 출력값이 일치하므로 그 최상위비트값을 '1'로 결정한후 그 다음 최상위비트를 '1'로 하여, 즉 '11'을 디지털/아나로그변환기(40)에 인가한다.Thereafter, the comparator 41 applies a '1' to the RS part 42 because the non-inverting terminal (+) is larger than the inverting terminal (-), and then the SL part 42 has the most significant bit value and the comparator. Since the output value of (41) coincides, the most significant bit value is determined to be '1', and then the most significant bit is set to '1', that is, '11' is applied to the digital / analog converter 40.

이후, 상기 디지털/아나로그변환기(40)는 '11'을 변환하여 3VDD/4인 아나로그신호를 상기 비교기(41)의 반전단자(-)에 인가한다.Thereafter, the digital / analog converter 40 converts '11' to apply an analog signal of 3VDD / 4 to the inverting terminal (−) of the comparator 41.

이때, 오프셋전압이 VDD/4보다 크다고 가정하면 비교기(41)는 '1'을 출력하며, 이에따라, 에스에이알부(42)는 최상위비트값과 일치하므로 두 번째 비트를 '1'로 확정한다.At this time, if it is assumed that the offset voltage is greater than VDD / 4, the comparator 41 outputs '1'. Accordingly, the SL 42 matches the most significant bit value and thus determines the second bit as '1'.

이때, 오프셋보정회로(43)의 제1 데이터레지스터(53)는 상기 '11'을 저장한후 이 디지털코드값을 스타트레지스터(51)의 값 '10'과의 차이를 가산기(54)에서 구하는데, 이때의 차이값'01'이 오프셋이고 이값은 오프셋레지스터(52)에 저장된다.At this time, the first data register 53 of the offset correction circuit 43 stores the '11' and obtains the difference from the value '10' of the star register 51 by the adder 54 after storing the digital code value. At this time, the difference value '01' is an offset and this value is stored in the offset register 52.

이후, 입력 아나로그신호(Va)를 디지털신호로 변환할 경우에 모든 디지털값에 상기 오프셋을 가산기(54)에서 가산하여 이를 최종디지털값으로 제2 데이터레지스터(54)에 저장한후 출력한다.Thereafter, when the input analog signal Va is converted into a digital signal, the offset is added to all the digital values by the adder 54 and stored in the second data register 54 as the final digital value.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 디바이스의 크기를 줄여 전력소모를 감소시킬 수 있고, 또한 아나로그/디지털 변환시에 사용되는 클럭의 수를 줄여 변환시간을 단축시킬 수 있으며, 또한 한번의 변환시간으로 오프셋을 제거할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention can reduce the power consumption by reducing the size of the device, and also shorten the conversion time by reducing the number of clocks used for analog / digital conversion, and also with a single conversion time. This has the effect of eliminating the offset.

Claims (4)

순차적으로 최상위비트를 '1'로 맞추고 나머지 모든 비트는 '0'으로 하여 비트값을 결정하여 출력하는 에스에이알부와, 이 에스에이알부의 출력신호를 아나로그로 변환하여 비교전압을 생성하는 디지털/아나로그변환기와, 상기 비교전압과 입력아나로그신호를 비교하여 '1' 또는 '0'으로 최상위비트값을 결정하여 상기 에스에이알부로 출력하는 아나로그/디지털컨버터에 있어서, 상기 디지털/아나로그변환기와 에스에이알부 사이에 위치하여, 초기에 상기 비교기의 오프셋값을 결정하여 그에 따라 오프셋을 보정하는 오프셋보정회로를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 아나로그/디지털 컨버터.Sequentially converting the most significant bit to '1' and all remaining bits to '0' to determine the bit value and output the digital signal to convert the output signal of the ES part to analog to generate a comparison voltage The analog / digital converter, which compares the comparison voltage and the input analog signal, determines the most significant bit value as '1' or '0', and outputs the result to the SAL unit. And an offset correction circuit located between the log converter and the SL unit, which initially determines the offset value of the comparator and corrects the offset accordingly. 제1 항에 있어서, 오프셋보정회로의 오프셋제어신호를 반전단자에 인가받고, 그 제어신호를 인버터를 통해 비반전단자에 인가받아 최초 발생되는 비교전압을 통과시키는 전송게이트를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 아나로그/디지털 컨버터.The method of claim 1, further comprising a transmission gate that receives an offset control signal of the offset correction circuit to the inverting terminal and the control signal is applied to the non-inverting terminal through an inverter to pass the first generated comparison voltage. Analog-to-digital converter. 제1 항에 있어서, 비교기는 디지털/아나로그변환기의 최초 출력신호를 아나로그입력신호로 사용하여 오프셋값을 결정하는 것을 특징으로 하는 아나로그/디지털 컨버터.2. The analog / digital converter according to claim 1, wherein the comparator determines the offset value using the first output signal of the digital / analog converter as the analog input signal. 제1 항에 있어서, 오프셋보정회로는 오프셋 측정을 위한 비교 디지털신호를 출력하는 스타트레지스터와, 상기 비교전압을 버스인터페이스버스를 통해 인터페이스하여 구해진 디지털데이터를 저장하는 제1 데이터레지스터와; 상기 제1 데이터레지스터에 저장된 디지털데이터와 스타트레지스터의 초기 디지털데이터의 차이값을 구하는 가산기와; 상기 가산기의 가산값을 오프셋값으로 저장하는 오프셋레지스터와; 오프셋이 제거된 최종 디지털데이터를 저장하는 제2 데이터레지스터와; 상기 각부를 총괄제어함과 아울러 초기 오프셋제어신호를 출력하는 제어부로 구성한 것을 특징으로 하는 아나로그/디지털 컨버터.2. The apparatus of claim 1, wherein the offset correction circuit comprises: a star register for outputting a comparison digital signal for offset measurement, and a first data register for storing digital data obtained by interfacing the comparison voltage through a bus interface bus; An adder for obtaining a difference value between the digital data stored in the first data register and the initial digital data of the star register; An offset register for storing the addition value of the adder as an offset value; A second data register for storing final digital data from which the offset is removed; An analog / digital converter characterized in that the control unit for controlling the overall control and outputting the initial offset control signal.
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