KR100399900B1

KR100399900B1 - 에러 보정 기능을 강화한 아날로그-디지털 장치의 엔코더

Info

Publication number: KR100399900B1
Application number: KR10-2000-0086528A
Authority: KR
Inventors: 윤광호
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2000-12-30
Publication date: 2003-09-29
Also published as: KR20020058423A

Abstract

본 발명은 비교기의 문제로 야기되는 온도 코드의 버블에 의한 엔코딩 오류를 보정할 수 있는 아날로그-디지털 변환의 엔코더를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 비교기를 구비하여 아날로그 입력 신호를 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 변환 장치의 엔코더에 있어서, 상기 비교기로부터 입력되는 온도 코드를 소정 크기의 단위로 나누어 '0'과 '1'의 코드가 혼재하는 버블 구역을 검사하는 코드 검사 수단; 상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 엔코딩을 수행하는 엔코딩 수단; 상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 소정 크기의 단위로 상기 온도 코드를 소정 비트 크기의 버스로 스위칭하는 스위칭 수단; 상기 버스에 연결되어 상기 버스에 실린 '1'의 코드를 카운팅하는 카운팅 수단; 및 상기 엔코딩 수단의 엔코딩 결과와 상기 카운팅 수단의 출력을 가산하여 상기 엔코더의 최종 출력을 생성하는 가산 수단을 포함한다.

Description

에러 보정 기능을 강화한 아날로그-디지털 장치의 엔코더{Encoder in analog-digital converter with wide range error correction}

본 발명은 아날로그-디지털 변환 장치에 관한 것으로, 특히 에러 보정 기능을 강화한 아날로그-디지털 변환 장치 내부의 엔코더(encoder)에 관한 것이다.

일반적으로, 아날로그-디지털 변환 장치(analog-digital converter, 이하ADC라 함)는 아날로그 입력 신호를 디지털 코드로 변환하는 회로로서, 아날로그 시스템과 디지털 시스템 사이에 구비되어 인터페이싱(interfacing) 역할을 담당한다. 그리고, ADC 내부에 구비되는 엔코더는 플래시(flash) ADC나 다중 단계(multi-step) ADC의 내부에서 온도 코드(thermometer code)를 이진 코드(binary code)로 변환시키는 역할을 담당한다.

도 1a 및 도 1b는 롬 타입으로 구성된 종래의 엔코더 회로도이다. 구체적으로, 도 1a는 비교기 출력에 버블(bubble)이 없을 경우, 즉 정상적으로 동작하는 경우를 보여주는 도면이고, 도 1b는 비교기의 랜덤 옵셋(random offset) 전압으로 인한 버블이 발생하는 경우 엔코더가 오동작하여 잘못된 결과를 출력하게 되는 경우를 보여주는 도면이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 롬 타입의 종래 엔코더는 비교기 출력에 버블이 없는 정상적인 동작의 경우에 도 1a와 같이 온도 코드를 이진 코드 '0111'로 정상 변환할 수 있으나, 비교기의 랜덤 옵셋 전압으로 인한 버블이 발생하는 경우에는 도 1b와 같이 엔코더가 오동작을 하여 잘못된 결과를 출력하게 됨을 알 수 있다.

결국, 종래의 엔코더에서는 비교기의 문제로 생길 수 있는 온도 코드의 버블에 의한 엔코딩 오류가 보정되지 못한 채 그대로 발생하게 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 비교기의 문제로 야기되는 온도 코드의 버블에 의한 엔코딩 오류를 보정할 수 있는 아날로그-디지털 변환의 엔코더를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1b는 롬 타입으로 구성된 종래의 엔코더 회로도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 ADC 내부의 4비트 엔코더 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

200 : 코드 검사부 210 : MSB 엔코딩부

220 : 스위칭부 230 : 카운팅부

240 : 가산부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비교기를 구비하여 아날로그 입력 신호를 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 변환 장치의 엔코더에 있어서, 상기 비교기로부터 입력되는 온도 코드를 소정 크기의 단위로 나누어 '0'과 '1'의 코드가 혼재하는 버블 구역을 검사하는 코드 검사 수단; 상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 엔코딩을 수행하는 엔코딩 수단; 상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 스위칭함으로서 소정 크기의 단위의 상기 온도 코드를 소정 비트 크기의 버스로 전달하는 스위칭 수단; 상기 버스에 연결되어 상기 버스에 실린 '1'의 코드를 카운팅하는 카운팅 수단; 및 상기 엔코딩 수단의 엔코딩 결과와 상기 카운팅 수단의 출력을 가산하여 상기 엔코더의 최종 출력을 생성하는 가산 수단을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명은 비교기를 구비하여 아날로그 입력 신호를 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 변환 장치의 4비트 엔코더에 있어서, 상기 비교기로부터 입력되는 온도 코드를 4비트 단위로 나누어 '0'과 '1'의 코드가 혼재하는 버블 구역을 검사하는 코드 검사 수단; 상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 엔코딩을 수행하는 엔코딩 수단; 상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 스위칭함으로서 4비트 단위로 상기 온도 코드를 4비트 버스로 전달하는 스위칭 수단; 상기 버스에 연결되어 상기 버스에 실린 '1'의 코드를 카운팅하는 카운팅 수단; 및 상기 엔코딩 수단의 엔코딩 결과와 상기 카운팅 수단의 출력을 가산하여 상기 엔코더의 최종 출력을 생성하는 가산 수단을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 ADC 내부의 4비트 엔코더 회로도로서, 최하위 비트(Least Significant bit)(이하, LSB라 함)와 최상위 비트(Most Significant bit)(이하, MSB라 함)를 각각 다른 경로를 통해 처리하도록 구성된다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 4비트 엔코더는 입력되는 온도 코드를 소정 크기의 단위(도면에서는 4비트씩)로 나누어 '0'과 '1'의 코드가 혼재하는 지를 검사하는 코드 검사부(200), 코드 검사부(200)의 출력 결과에 따라 MSB에 대한 엔코딩을 수행하는 MSB 엔코딩부(210), 코드 검사부(200)의 출력 결과에 응답하여 스위칭함으로서 소정 크기의 단위의 온도 코드를 LSB 버스로 전달하는 스위칭부(220), LSB 버스에 연결되어 버스에 실린 '1'의 코드를 카운팅하는 카운팅부(230), 및 MSB 엔코딩부(210)의 결과와 카운팅부(230)의 출력을 가산하여 엔코더의 최종 출력으로 내보내는 가산부(240)로 이루어진다.

구체적으로, 코드 검사부(200)는 온도 코드를 4비트씩 각각 입력받아 논리합하는 4개의 논리합 게이트(201 내지 204), 일입력단이 접지전원에서 출력되는 신호를 반전하여 입력받고 타입력단이 논리합 게이트(201)의 출력단에 연결되는 논리곱 게이트(205), 일입력단으로 논리합 게이트(201)의 출력을 반전 입력받고 타입력단으로 논리합 게이트(202)의 출력을 입력받는 논리곱 게이트(206), 일입력단으로 논리합 게이트(202)의 출력을 반전 입력받고 타입력단으로 논리합 게이트(203)의 출력을 입력받는 논리곱 게이트(207), 및 일입력단으로 논리합 게이트(203)의 출력을 반전 입력받고 타입력단으로 논리합 게이트(204)의 출력을 입력받는 논리곱 게이트(208)로 이루어진다.

또한, 스위칭부(220)는 코드 검사부(200)의 논리곱 게이트(205 내지 208)로부터 출력되는 출력 신호에 각각 응답하여 스위칭함으로서 4비트의 온도 코드를 4비트 LSB 버스로 각각 전달하는 4개의 스위칭 블록(221 내지 224)으로 이루어진다.이를 보다 자세히 설명하면, 논리곱 게이트(205)에서 하이신호가 출력되면 이에 응답하여 스위칭 블록(221)이 턴온되어 4비트의 온도코드(도2에서 0000)가 LSB버스로 인가되어 카운팅부(230)에서 '1'의 수를 카운팅하는 것이다. 또한 논리곱게이트(206)에서 하이신호가 출력되면 이에 응답하여 스위칭 블록(222)이 턴온되어 4비트의 온도코드(도2에서는 0101)가 LSB버스로 인가되어 카운팅부(230)에서 '1'의 수를 카운팅하는 것이다.

다음으로, 도 2를 참조하여 상기와 같이 구성되는 엔코더에서 이루어지는 4비트 엔코딩 동작을 아래에 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, '0000 0101 1111 1111'과 같은 온도 코드가 비교기로부터 엔코더로 입력되면 코드 검사부(200)의 논리합 게이트(201 내지 204) 중 3개의 논리합 게이트(202 내지 204)는 '1'을, 나머지 논리합 게이트(201)는 '0'을 출력한다. 이어서, 논리합 게이트(201 내지 204)의 출력에 의해 논리곱 게이트(205 내지 208) 중 1개의 논리곱 게이트(206)만이 '1'을 출력하게 되고, 이에 응답하여 MSB 엔코딩부(210)에서 엔코딩 동작을 통해 '1000'의 코드를 내보낸다.

한편, 스위칭부(220) 내부의 각 스위칭 블록(221 내지 224) 중 스위칭 블록(222)만이 논리곱 게이트(205 내지 208)의 출력 신호(sw4 내지 sw1)에 의해 온되어 온도 코드 '0101'을 LSB 버스로 스위칭하게 된다. 이어서, 카운팅부(230)에서 LSB 버스 상의 온도 코드 '0101' 중 '1'의 개수를 카운팅하여 2의 이진 코드인 '10'을 가산부(240)로 출력한다. 마지막으로, 가산부(240)에서 MSB 엔코딩부(210)의 엔코딩 결과 코드 '1000'와 카운팅부(230)로부터의 '10'를 가산하여 '1010'를엔코더의 최종 출력으로 내보내게 된다.

참고로, 설명의 편의를 위해 4비트의 엔코더를 본 발명의 일실시예로 사용하였을 뿐 본 발명의 엔코더는 4비트에 제한되지 않고 비트 수에 관계없이 확장이 가능하다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 온도코드에서 버블이 있는 구역을 검색하여 MSB 코드를 얻고, 버블 구역을 '1'의 개수를 세는 로직(logic)에 연결하여 LSB를 얻은 후 MSB와 LSB를 가산하여 최종 엔코딩 결과를 얻음으로써 비교기의 문제로 생길 수 있는 온도 코드의 버블에 의한 엔코딩 오류를 보정할 수 있다.

Claims

비교기를 구비하여 아날로그 입력 신호를 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 변환 장치의 엔코더에 있어서,

상기 비교기로부터 입력되는 온도 코드를 소정 크기의 단위로 나누어 '0'과 '1'의 코드가 혼재하는 버블 구역을 검사하는 코드 검사 수단;

상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 엔코딩을 수행하는 엔코딩 수단;

상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 스위칭함으로서 소정 크기의 단위의 상기 온도 코드를 소정 비트 크기의 버스로 전달하는 스위칭 수단;

상기 버스에 연결되어 상기 버스에 실린 '1'의 코드를 카운팅하는 카운팅 수단; 및

상기 엔코딩 수단의 엔코딩 결과와 상기 카운팅 수단의 출력을 가산하여 상기 엔코더의 최종 출력을 생성하는 가산 수단

을 구비하는 아날로그-디지털 변환 장치의 엔코더.
제 1 항에 있어서,

상기 코드 검사 수단은,

상기 온도 코드를 상기 소정 크기씩 각각 입력받아 논리합하는 다수의 논리합 수단; 및

상기 다수의 논리합 수단 각각으로부터 출력되는 출력 신호를 2개의 입력단으로 서로 입력받아 논리곱하는 다수의 논리곱 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그-디지털 변환 장치의 엔코더.
제 2 항에 있어서,

상기 스위칭 수단은,

상기 코드 검사 수단의 논리곱 수단으로부터 출력되는 출력 신호에 각각 응답하여, 스위칭함으로서 상기 소정 크기의 온도 코드를 각각 상기 버스로 전달하는 다수의 스위칭 회로부

를 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그-디지털 변환 장치의 엔코더.
비교기를 구비하여 아날로그 입력 신호를 디지털 코드로 변환하는 아날로그-디지털 변환 장치의 4비트 엔코더에 있어서,

상기 비교기로부터 입력되는 온도 코드를 4비트 단위로 나누어 '0'과 '1'의 코드가 혼재하는 버블 구역을 검사하는 코드 검사 수단;

상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 엔코딩을 수행하는 엔코딩 수단;

상기 코드 검사 수단의 출력에 응답하여 스위칭함으로서 4비트 단위로 상기 온도 코드를 4비트 버스로 전달하는 스위칭 수단;

상기 4비트 버스에 연결되어 상기 4비트 버스에 실린 '1'의 코드를 카운팅하는 카운팅 수단; 및

상기 엔코딩 수단의 엔코딩 결과와 상기 카운팅 수단의 출력을 가산하여 상기 엔코더의 최종 출력을 생성하는 가산 수단

을 구비하는 아날로그-디지털 변환 장치의 4비트 엔코더.
제 4 항에 있어서,

상기 코드 검사 수단은,

4비트 단위로 나누어 입력되는 상기 온도 코드를 각기 서로 논리합하는 제1 내지 제4 논리합 수단;

일입력단이 접지전원에서 출력되는 신호를 반전하여 입력받고, 타입력단이 상기 제1 논리합 수단의 출력단에 연결되는 제1 논리곱 수단;

일입력단으로 상기 제1 논리합 수단의 출력을 반전 입력받고 타입력단으로 상기 제2 논리합 수단의 출력을 입력받아 논리곱하는 제2 논리곱 수단;

일입력단으로 상기 제2 논리합 수단의 출력을 반전 입력받고 타입력단으로 상기 제3 논리합 수단의 출력을 입력받아 논리곱하는 제3 논리곱 수단; 및

일입력단으로 상기 제3 논리합 수단의 출력을 반전 입력받고 타입력단으로 상기 제4 논리합 수단의 출력을 입력받아 논리곱하는 제4 논리곱 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그-디지털 변환 장치의 4비트 엔코더.
제 5 항에 있어서,

상기 스위칭 수단은,

상기 제1 내지 제4 논리곱 수단으로부터 출력되는 출력 신호에 각각 응답하여 스위칭하여 상기 4비트의 온도 코드를 각각 상기 4비트 버스로 전달하는 제1 내지 제4 스위칭 회로부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아날로그-디지털 변환 장치의 4비트 엔코더.