KR100725975B1 - Voltage generation circuit, Voltage generation method, and analog to digital converter - Google Patents
Voltage generation circuit, Voltage generation method, and analog to digital converter Download PDFInfo
- Publication number
- KR100725975B1 KR100725975B1 KR1020050101187A KR20050101187A KR100725975B1 KR 100725975 B1 KR100725975 B1 KR 100725975B1 KR 1020050101187 A KR1020050101187 A KR 1020050101187A KR 20050101187 A KR20050101187 A KR 20050101187A KR 100725975 B1 KR100725975 B1 KR 100725975B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- terminal
- reference voltage
- analog
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M1/0617—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
- H03M1/0634—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/34—Analogue value compared with reference values
- H03M1/36—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
- H03M1/361—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type
- H03M1/362—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider
Abstract
전압발생회로와 전압발생방법, 및 아날로그 디지털 변환기가 개시된다. 상기 전압발생 회로는 전압분배회로, 제어전류 발생회로, 및 다수의 스위치들을 구비한다. 상기 전압분배회로는 제1기준전압을 수신하기 위한 제1단자, 제2기준전압을 수신하기 위한 제2단자, 및 다수의 노드들을 구비하며, 분배된 전압들을 발생하기 위하여 상기 제1기준전압과 상기 제2기준전압의 차이를 분배하고, 상기 분배된 전압들 각각을 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드를 통하여 출력한다. 상기 제어전류 발생회로는 상기 제1기준전압과 상기 제2기준전압의 산술평균 전압에 기초하여 제어전류를 발생한다. 상기 다수의 스위치들 각각은 상기 전류 발생회로의 출력단자와 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드사이에 접속되고, 상기 다수의 스위치들 중에서 적어도 하나의 스위치는 대응되는 제어신호에 응답하여 스위칭된다.A voltage generating circuit, a voltage generating method, and an analog to digital converter are disclosed. The voltage generator circuit includes a voltage divider circuit, a control current generator circuit, and a plurality of switches. The voltage divider circuit includes a first terminal for receiving a first reference voltage, a second terminal for receiving a second reference voltage, and a plurality of nodes, the voltage dividing circuit being configured to generate the divided voltages. The difference of the second reference voltage is divided, and each of the divided voltages is output through a corresponding node among the plurality of nodes. The control current generating circuit generates a control current based on an arithmetic mean voltage of the first reference voltage and the second reference voltage. Each of the plurality of switches is connected between an output terminal of the current generating circuit and a corresponding node among the plurality of nodes, and at least one of the plurality of switches is switched in response to a corresponding control signal.
ADC, DAC ADC, DAC
Description
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.The detailed description of each drawing is provided in order to provide a thorough understanding of the drawings cited in the detailed description of the invention.
도 1은 종래의 아날로그 디지털 변환기의 회로도를 나타낸다.1 shows a circuit diagram of a conventional analog-to-digital converter.
도 2a는 INL이 없는 아날로그 디지털 변환기의 변환특성을 나타내는 그래프이다.2A is a graph showing conversion characteristics of an analog-to-digital converter without INL.
도 2b는 INL을 갖는 아날로그 디지털 변환기의 변환특성을 나타내는 그래프이다.2B is a graph showing conversion characteristics of an analog-to-digital converter having INL.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전압발생 회로의 회로도를 나타낸다.3 shows a circuit diagram of a voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 회로도를 나타낸다.4 shows a circuit diagram of an analog to digital converter according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 회로도를 나타낸다.5 is a circuit diagram of an analog-to-digital converter according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 4와 도 5에 도시된 본 발명에 따른 아날로그 디지털 변환기에 의하여 경감된 INL을 갖는 변환특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph illustrating conversion characteristics with INL reduced by the analog-to-digital converter according to the present invention shown in FIGS. 4 and 5.
본 발명은 집적회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적분된 비선형성(integrated nonlinearity; INL)을 경감시킬 수 있는 전압발생회로와 전압발생방법, 및 상기 전압 발생회로를 구비하는 아날로그 디지털 변환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to integrated circuits, and more particularly, to a voltage generating circuit and a voltage generating method capable of alleviating integrated nonlinearity (INL), and an analog-to-digital converter having the voltage generating circuit. .
도 1은 종래의 아날로그 디지털 변환기의 회로도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환기(analog/digital converter; ADC; 10)는 전압분배회로(20), 다수의 비교기들(41, 42, 43,..., 44, 및 45), 및 인코더(50)를 구비한다.1 shows a circuit diagram of a conventional analog-to-digital converter. Referring to FIG. 1, an analog / digital converter (ADC) 10 for converting an analog signal into a digital signal includes a
상기 전압분배회로(20)는 기준전압(Vref)과 접지전압(VSS)사이에 접속된 다수의 저항들(이를, '저항 사다리(resistor ladder)', 또는 '저항 스트링(resistor string)'이라고도 한다.)을 이용하여 상기 기준전압(Vref)과 상기 접지전압(VSS)의 차이를 소정의 전압간격으로 분배하고, 분배된 각 전압을 대응되는 노드(31, 32, 33, ..., 34, 및 35)를 통하여 출력한다.The
각 비교기(41, 42, 43,..., 44, 및 45)는 ADC(10)의 아날로그 입력전압(Vin)과 대응되는 노드(31, 32, 33, ..., 34, 및 35)의 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따른 신호를 출력한다.Each
상기 인코더(50)는 각 비교기(41, 42, 43,..., 44, 및 45)의 출력신호를 수신하여 이들을 인코딩하고 그 결과에 상응하는 N(예컨대, N=6)비트 디지털 신호 (DOUT)를 출력한다.The
도 2a는 INL이 없는 아날로그 디지털 변환기의 변환특성을 나타내는 그래프이고, 도 2b는 INL을 갖는 아날로그 디지털 변환기의 변환특성을 나타내는 그래프이다. 도 1 내지 도 2b를 참조하면, 노드(31)와 노드(35) 사이에는 실질적으로 동일한 저항값(R)을 갖는 저항들이 직렬로 접속된다.2A is a graph showing conversion characteristics of an analog-to-digital converter without INL, and FIG. 2B is a graph showing conversion characteristics of an analog-to-digital converter having INL. 1 to 2B, resistors having substantially the same resistance value R are connected in series between the
도 2a는 저항 사다리(20)를 구성하며, 노드(31)와 노드(35)사이에는 직렬로 접속된 다수의 저항들 각각의 저항값이 동일한 경우(즉, 상기 직렬로 접속된 다수의 저항들 각각의 저항값에 부정합이 없는 경우)의 ADC(10)의 입출력 전압의 변환특성을 나타낸다. 2A constitutes a
그러나, 공정상의 여러 가지 원인으로 인하여 저항 사다리(20)를 구성하는 다수의 저항들 각각의 저항값에는 부정합(mismatch)이 발생된다. 따라서, 인접하는 두 노드들(31과 32, 32와 33, 34와 35) 사이의 전압차이에 편차(이를 '오프셋(offset)'이라고도 한다)가 발생한다. 즉, 각 저항의 양단에 걸리는 전압이 서로 다른 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이 ADC(10)의 입출력 전압들은 선형성을 유지하지 못한다.However, due to various causes in the process, mismatches occur in the resistance values of each of the plurality of resistors constituting the
도 2b는 저항들의 부정합에 의해 발생하는 INL을 갖는 ADC(10)의 입출력전압 변환특성을 보인다. 저항들 각각의 저항값에 부정합이 존재하는 경우 2b에 도시된 바와 같이 적분된 비선형성(INL)은 아날로그 입력전압(Vin)의 1/2 부근에서 가장 커진다. 그 이유는 상기 부정합이 중첩되기 때문이다. 상기 INL은 ADC(10)의 데이터 처리속도를 지연시키는 문제점이 있다.2B shows input / output voltage conversion characteristics of the
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 저항값들의 부정합에 의하여 발생되는 전압차이들의 편차를 경감시킬 수 있는 구조를 갖는 전압 발생회로와 상기 전압발생 회로를 구비하는 아날로그 디지털 변환기를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a voltage generator circuit having a structure capable of reducing variations in voltage differences caused by mismatches in resistance values and an analog-to-digital converter having the voltage generator circuit.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전압발생 회로는 전압분배회로, 제어전류 발생회로, 및 다수의 스위치들을 구비한다. 상기 전압분배회로는 제1기준전압을 수신하기 위한 제1단자, 제2기준전압을 수신하기 위한 제2단자, 및 다수의 노드들을 구비하며, 분배된 전압들을 발생하기 위하여 상기 제1기준전압과 상기 제2기준전압의 차이를 분배하고, 상기 분배된 전압들 각각을 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드를 통하여 출력한다. 상기 제어전류 발생회로는 상기 제1기준전압과 상기 제2기준전압의 산술평균 전압에 기초하여 제어전류를 발생한다. The voltage generation circuit for achieving the above technical problem is provided with a voltage distribution circuit, a control current generation circuit, and a plurality of switches. The voltage divider circuit includes a first terminal for receiving a first reference voltage, a second terminal for receiving a second reference voltage, and a plurality of nodes, the voltage dividing circuit being configured to generate the divided voltages. The difference of the second reference voltage is divided, and each of the divided voltages is output through a corresponding node among the plurality of nodes. The control current generating circuit generates a control current based on an arithmetic mean voltage of the first reference voltage and the second reference voltage.
상기 다수의 스위치들 각각은 상기 전류 발생회로의 출력단자와 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드사이에 접속되고, 상기 다수의 스위치들 중에서 적어도 하나의 스위치는 대응되는 제어신호에 응답하여 스위칭된다.Each of the plurality of switches is connected between an output terminal of the current generating circuit and a corresponding node among the plurality of nodes, and at least one of the plurality of switches is switched in response to a corresponding control signal.
상기 제어전류 발생회로는 전압 발생기와 단위 이득버퍼를 구비한다. 상기 전압 발생기는 상기 제1단자와 상기 제2단자사이에 접속되며, 상기 제1기준전압과 상기 제2기준전압의 산술평균 전압에 상응하는 전압을 출력단자를 통하여 출력한다. 상기 단위 이득 버퍼는 상기 전압 발생기의 출력단자로부터 출력된 전압을 버퍼링하여 상기 제어전류를 발생한다.The control current generating circuit includes a voltage generator and a unit gain buffer. The voltage generator is connected between the first terminal and the second terminal, and outputs a voltage corresponding to the arithmetic mean voltage of the first reference voltage and the second reference voltage through an output terminal. The unit gain buffer buffers the voltage output from the output terminal of the voltage generator to generate the control current.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 아날로그 디지털 변환기는 전압분배회로, 다수의 비교기들, 인코더, 제어회로, 및 스위칭 회로를 구비한다. 상기 전압분배회로는 제1기준전압을 수신하기 위한 제1단자, 제2기준전압을 수신하기 위한 제2단자, 및 상기 제1단자로 입력된 제1기준전압과 상기 제2단자로 입력된 제2기준전압에 기초하여 전압 분배된 다수의 전압들을 출력하기 위한 다수의 노드들을 구비한다. 상기 다수의 비교기들 각각은 입력전압과 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드로부터 출력된 전압을 비교한다. An analog to digital converter for achieving the above technical problem is provided with a voltage distribution circuit, a plurality of comparators, encoders, control circuits, and switching circuits. The voltage distribution circuit may include a first terminal for receiving a first reference voltage, a second terminal for receiving a second reference voltage, and a first reference voltage input to the first terminal and a first input terminal to the second terminal. And a plurality of nodes for outputting a plurality of voltages voltage-divided based on the two reference voltages. Each of the plurality of comparators compares an input voltage with a voltage output from a corresponding node among the plurality of nodes.
상기 인코더는 상기 다수의 비교기들로부터 출력된 신호들을 인코딩하고 N비트 디지털 신호를 출력한다. 상기 제어회로는 상기 인코더로부터 출력된 N비트 디지털 신호에 응답하여 제어신호를 출력한다. 상기 스위칭 회로는 입력단자로 입력된 제어전류를 상기 제어회로로부터 출력된 제어신호에 응답하여 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드로 공급한다.The encoder encodes the signals output from the plurality of comparators and outputs an N-bit digital signal. The control circuit outputs a control signal in response to an N-bit digital signal output from the encoder. The switching circuit supplies a control current input through an input terminal to a corresponding node among the plurality of nodes in response to a control signal output from the control circuit.
상기 아날로그 디지털 변환기는 상기 제1단자와 상기 제2단자사이에 접속되며, 상기 제1기준전압과 상기 제2기준전압의 산술평균 전압을 발생하고 발생된 산술평균 전압을 출력단자를 통하여 출력하는 전압 발생기와 상기 전압 발생기의 출력단자로부터 출력된 상기 산술평균 전압을 버퍼링하여 상기 제어전류를 발생하는 단위 이득 버퍼를 더 구비한다.The analog-to-digital converter is connected between the first terminal and the second terminal, a voltage for generating an arithmetic mean voltage of the first reference voltage and the second reference voltage and outputs the generated arithmetic mean voltage through an output terminal. And a unit gain buffer for generating the control current by buffering the arithmetic mean voltage output from the generator and the output terminal of the voltage generator.
상기 제어회로는 로직회로, 디지털 아날로그 변환기, 및 제2스위칭 회로를 구비한다. 상기 로직회로는 상기 인코더로부터 출력된 N비트 디지털 신호에 응답하여 상기 제어신호, 제2제어신호, 및 M비트 디지털 신호를 발생한다. 상기 디지털 아날로그 변환기는 상기 M비트 디지털 신호에 응답하여 아날로그 전압을 발생한다. 상기 제2스위칭 회로는 외부로부터 입력된 외부 입력전압과 상기 디지털 아날로그 변환기로부터 출력된 아날로그 전압 중에서 어느 하나의 전압을 상기 제2제어신호에 응답하여 상기 입력전압으로서 출력한다.The control circuit includes a logic circuit, a digital analog converter, and a second switching circuit. The logic circuit generates the control signal, the second control signal, and the M-bit digital signal in response to the N-bit digital signal output from the encoder. The digital-to-analog converter generates an analog voltage in response to the M-bit digital signal. The second switching circuit outputs any one of an external input voltage input from the outside and an analog voltage output from the digital analog converter as the input voltage in response to the second control signal.
상기 제어회로는 로직회로, 제1디지털 아날로그 변환기, 제2스위칭 회로, 제2디지털 아날로그 변환기, 및 단위 이득 버퍼를 구비한다. 상기 로직회로는 상기 인코더로부터 출력된 N비트 디지털 신호에 응답하여 상기 제어신호, 제2제어신호, M비트 디지털 신호, 및 L비트 디지털 신호를 발생한다. 상기 제1디지털 아날로그 변환기는 상기 M비트 디지털 신호에 응답하여 아날로그 전압을 발생한다. 상기 제2스위칭 회로는 외부로부터 입력된 외부 입력전압과 상기 제1디지털 아날로그 변환기로부터 출력된 아날로그 전압 중에서 어느 하나의 전압을 상기 제2제어신호에 응답하여 상기 입력전압으로서 출력한다. 상기 제2디지털 아날로그 변환기는 상기 L비트 디지털 신호에 응답하여 아날로그 전압을 발생한다.The control circuit includes a logic circuit, a first digital analog converter, a second switching circuit, a second digital analog converter, and a unit gain buffer. The logic circuit generates the control signal, the second control signal, the M bit digital signal, and the L bit digital signal in response to the N bit digital signal output from the encoder. The first digital to analog converter generates an analog voltage in response to the M-bit digital signal. The second switching circuit outputs any one of an external input voltage input from the outside and an analog voltage output from the first digital analog converter as the input voltage in response to the second control signal. The second digital to analog converter generates an analog voltage in response to the L-bit digital signal.
상기 단위 이득 버퍼는 상기 제2디지털 아날로그 변환기로부터 출력된 아날로그 전압에 응답하여 상기 제어전류를 발생한다.The unit gain buffer generates the control current in response to an analog voltage output from the second digital analog converter.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 전압발생 방법은 제1단자를 통하여 입력된 제1기준전압과 제2단자를 통하여 입력된 제2기준전압의 차이를 다수의 전압들로 분배하고, 분배된 전압들 각각을 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드를 통하여 출력하는 단계, 상기 제1기준전압과 상기 제2기준전압의 산술평균 전압에 기초하여 제어전류를 발생하는 단계, 각각이 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드와 접 속된 다수의 스위치들 중에서, 제어신호에 응답하여 온(on)된 스위치를 통하여 상기 제어전류를 상기 다수의 노드들 중에서 대응되는 노드로 공급하는 단계, 및 상기 분배된 전압들 각각의 레벨이 상기 제어전류에 기초하여 조절되는 단계를 구비한다. In order to achieve the above technical problem, a voltage generation method divides a difference between a first reference voltage input through a first terminal and a second reference voltage input through a second terminal into a plurality of voltages, and each of the divided voltages. Outputting a control current through a corresponding node among a plurality of nodes, and generating a control current based on an arithmetic mean voltage of the first reference voltage and the second reference voltage, each of which corresponds to a plurality of nodes. Supplying the control current to a corresponding one of the plurality of nodes through a switch that is on in response to a control signal among a plurality of switches connected to a node, and a level of each of the divided voltages And adjusting based on the control current.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전압발생 회로의 회로도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 전압발생 회로는 전압분배회로(110), 다수의 스위치들(151 내지 155), 및 제어전류 발생회로(157)를 구비한다.3 shows a circuit diagram of a voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the voltage generation circuit includes a
상기 전압분배회로(110)는 제1기준전압(Vref1)을 수신하기 위한 제1단자(101), 제2기준전압(Vref2)을 수신하기 위한 제2단자(103), 및 다수의 노드들(111 내지 117)을 구비하고, 상기 제1단자(101)를 통하여 입력된 제1기준전압(Vref1)과 상기 제2기준전압(Vref2)의 차이를 동일한 간격으로 분배하고, 분배된 각 전압(DV1 내지 DV7)을 상기 다수의 노드들(111 내지 117) 중에서 대응되는 각 노드를 통하여 출력한다.The
상기 전압분배회로(110)는 직렬로 접속된 다수의 저항들(R1 내지 R8)을 구비 하며, 상기 다수의 저항들(R1 내지 R8)각각의 저항값은 동일하거나, 또는 저항들(R1과 R8)의 저항값은 나머지 저항들(R2 내지 R7)의 저항값의 절반일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 다수의 저항들(R1 내지 R8) 각각의 저항값은 동일한 것이 바람직하나, 제조공정의 여러 가지 원인으로 인하여 각 저항(R1 내지 R8)의 저항값에 편차가 발생한다. 따라서 제1단자(101)에 제1기준전압(Vref1)이 공급되고 제2단자(103)에 제2기준전압(Vref2)이 공급되는 경우, 인접하는 두 노드들(111과 112, 113과 114, 114와 115, 116과 117)사이의 전압 차이들에 편차(또는 오프셋)가 발생한다.It is preferable that the resistance values of each of the plurality of resistors R1 to R8 are the same, but deviations occur in the resistance values of the resistors R1 to R8 due to various causes of the manufacturing process. Therefore, when the first reference voltage Vref1 is supplied to the
상기 다수의 스위치들(151 내지 155) 각각은 제어전류 발생회로(157)의 출력단자(156)와 대응되는 노드(112, 113, 114, 115, 또는 117)사이에 접속되고, 대응되는 제어신호(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5)에 응답하여 온(on)/오프(off)된다.Each of the plurality of
상기 제어전류 발생회로(157)는 제어전류(I3)를 발생한다. 상기 제어전류 발생회로(157)는 전압 발생기(160)와 단위 이득 버퍼(170)를 구비한다. 상기 전압 발생기(160)는 제1단자(101)와 제2단자(103)사이에 접속되어 상기 제1입력단자(101)를 통하여 입력된 제1기준전압(Vref1)과 상기 제2단자(103)를 통하여 입력된 제2기준전압(Vref2)의 산술평균 전압에 상응하는 제3기준전압((Vref1+Vref2)/2)을 발생하고, 발생된 제3기준전압((Vref1+Vref2)/2)을 자신의 출력단자를 통하여 출력한다.The control
상기 단위 이득 버퍼(170)는 전압 발생기(160)의 출력단자로부터 출력된 제3기준전압((Vref1+Vref2)/2)을 버퍼링하고 그 결과에 따른 제어전류(I3)를 출력단자 (156)로 출력한다. 상기 단위 이득 버퍼(170)는 입력전압의 레벨과 동일한 레벨을 갖는 출력전압을 발생하며, 구동능력이 증가된 출력전류를 발생한다.The
도 3을 참조하여 인접하는 두 노드들(111과 112, 113과 114, 114와 115, 116과 117)사이의 전압 차이들에 편차(또는 오프셋)를 경감시키는 방법을 설명하면 다음과 같다.A method of reducing a deviation (or offset) in voltage differences between two
설명이 편의상 각 저항(R1 내지 R8)의 저항값은 10Ω인 것이 바람직하지만 제조공정의 여러 가지 원인에 의하여 제1단자(101)쪽에 접속된 각 저항(R1, R2,..., R3, R4)의 저항값이 10.1Ω이고, 제2단자(103)쪽에 접속된 각 저항(R5, R6,..., R7, R8)의 저항값이 9.9Ω이고, 제1단자(101)으로부터 제2단자(103)으로 흐르는 전류(I1=I2)는 1A라고 가정한다.For convenience of explanation, the resistance values of the resistors R1 to R8 are preferably 10 Ω, but the resistors R1, R2, ..., R3, R4 connected to the
단위 이득 버퍼(170)의 (+)입력단자로 제1기준전압(Vref1)와 제2기준전압(Vref2)의 산술평균 전압((Vref1+Vref2)/2)이 입력되면, 상기 단위 이득 버퍼(170)는 상기 산술평균 전압((Vref1+Vref2)/2)을 버퍼링하여 제어전류(I3)를 발생한다.When the arithmetic mean voltage ((Vref1 + Vref2) / 2) of the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2 is input to the (+) input terminal of the
만일, 다수의 스위치들(151 내지 155) 중에서 스위치(153)가 스위칭 제어신호(SW3)에 응답하여 온(ON)되면, 상기 제어전류(I3; 예컨대, I3=0.01A)는 노드(114)로 공급된다.If the
이때 제1단자(101)로부터 노드(114)로 흐르는 전류(I1)는 제어전류(I3)의 영향으로 감소(예컨대, 1A에서 0.99A로 감소)하고, 노드(114)로부터 제2단자(103)로 흐르는 전류(I2)는 상기 제어전류(I3)의 영향으로 증가(예컨대, 1A에서 1.01A로 증가)하므로, 인접하는 두 노드들(113과 114)의 전압차이와 인접하는 두 노드들(114 와 115)의 전압차이의 편차(또는, 오프셋)는 상당히 감소한다(예컨대, 0.2V에서 0.0V로 감소).At this time, the current I1 flowing from the
각 저항(R1 내지 R8)의 저항값이 다른 경우라도, 제어전류(I3)가 노드(114)로 유입되면 상기 제어전류(I3)의 영향으로 제1단자(101)로부터 노드(114)로 흐르는 전류(I1)는 감소하고 노드(114)로부터 제2단자(103)로 흐르는 전류(I2)는 증가한다. 따라서 전압 분배회로(110)의 인접하는 두 노드들(101과 111, 111과 112, 113과 114, 114와 115, 116과 117, 117과 103)사이의 전압차이의 편차가 상당히 감소한다.Even when the resistance values of the resistors R1 to R8 are different, when the control current I3 flows into the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 회로도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 아날로그 디지털 변환기(100)는 전압분배회로(110), 다수의 비교들(121 내지 127), 인코더(130), 제어회로(140), 및 스위칭 회로(150)를 구비한다.4 shows a circuit diagram of an analog to digital converter according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the analog-to-
상기 전압분배회로(110)는 제1기준전압(Vref1)을 수신하기 위한 제1단자(101), 제2기준전압(Vref2)을 수신하기 위한 제2단자(103), 및 상기 제1단자(101)로 입력된 제1기준전압(Vref1)과 상기 제2단자(103)로 입력된 제2기준전압(Vref2)에 기초하여 전압 분배된 다수의 전압들을 출력하기 위한 다수의 노드들(111 내지 117)을 구비한다.The
상기 다수의 비교들(121 내지 127) 각각은 아날로그 입력전압(Vin과 Dvin 중에서 어느 하나)과 다수의 노드들(111 내지 117) 중에서 대응되는 각 노드로부터 출력된 전압을 비교하고, 그 비교결과에 따른 비교신호를 인코더(130)로 출력한다.Each of the plurality of
상기 인코더(130)는 다수의 비교기들(121 내지 127)로부터 출력된 신호들을 인코딩하고, 그 결과에 따른 N(예컨대, N=6)비트 디지털 신호(DOUT)를 출력한다.The
상기 제어회로(140)는 상기 인코더(130)로부터 출력된 N비트 디지털 신호(DOUT)에 응답하여 적어도 하나의 제1제어신호(CTRL1)를 스위칭 회로(150)로 출력한다. 상기 제어회로(140)는 상기 인코더(130)로부터 출력된 N비트 디지털 신호(DOUT)에 기초하여 인접하는 두 노드들(101과 111, 111과 112, 113과 114, 114와 115, 116과 117, 117과 103)사이의 전압차이의 편차를 모니터링하고, 그 결과에 따라 상기 편차를 제거하기 위한 적어도 하나의 제1제어신호(CTRL1)를 스위칭 회로(150)로 출력한다.The
상기 제어회로(140)는 디지털 로직회로(141), 디지털 아날로그 변환기(143), 및 스위칭회로(145)를 구비한다.The
상기 디지털 로직 회로(141)는 인코더(130)로부터 출력된 N비트(예컨대, 6비트) 디지털 신호(DOUT)에 응답하여 두 노드들(101과 111, 111과 112,..., 113과 114, 114와 115, ..., 116과 117, 및 117과 103)사이의 전압차이의 편차를 제거하기 위한 다수의 비트들을 포함하는 제1제어신호(CTRL1), 아날로그 디지털 변환기(100)가 보정을 수행할 때 디지털 아날로그 변환기(143)로부터 출력된 아날로그 전압(DVin)을 각 비교기(121 내지 127)로 출력하는 스위칭 회로(145)의 스위칭 동작을 제어하기 위한 제2제어신호(CTRL2), 및 DAC(143)의 입력신호로서 사용되는 M(M은 자연수)비트 디지털 신호를 발생한다. 따라서 상기 제1제어신호(CTRL1)를 구성하는 각 비트와 상기 DAC(143)의 입력신호로서 사용되는 M비트 디지털 신호를 구성하는 각 비트는 상기 인코더(130)로부터 출력된 N비트(예컨대, 6비트) 디지털 신호(DOUT)에 응답하여 가변될 수 있다.The
상기 디지털 아날로그 변환기(143)는 상기 디지털 로직회로(141)로부터 출력된 M비트 디지털 신호에 응답하여 소정의 아날로그 전압(DVin)을 발생한다.The digital-to-
상기 스위칭회로(145)는 ADC(100)의 외부로부터 입력된 외부 입력전압(Vin)과 상기 디지털 아날로그 변환기(143)로부터 출력된 아날로그 전압(DVin) 중에서 어느 하나의 전압(Vin 또는 DVin)을 제2제어신호(CTRL2)에 응답하여 각 비교기(121 내지 127)의 (+)입력단자로 출력한다. 따라서 각 비교기(121 내지 127)는 각 노드(111 내지 117)의 전압과 아날로그 전압(DVin)을 수신하고 이들을 비교하고 비교결과에 따른 신호를 출력한다. 따라서 인코더(130)는 각 비교기(121 내지 127)의 출력신호를 수신하고 수신된 신호들을 인코딩하여 그 결과로서 N비트(예컨대, 6비트) 디지털 신호(DOUT)를 디지털 로직 회로(141)로 출력한다.The
예컨대, 상기 스위칭회로(145)는 아날로그 디지털 변환기(100)가 보정 (calibration)을 수행할 때 디지털 로직 회로(141)로부터 출력된 제2제어신호(CTRL2)에 응답하여 상기 디지털 아날로그 변환기(143)로부터 출력된 아날로그 전압(DVin)을 각 비교(121 내지 127)의 (+)입력단자로 출력한다.For example, when the analog-to-
상기 스위칭 회로(150)는 입력단자(156)로 입력된 제어전류(I3)를 제어회로로(140)부터 출력된 제1제어신호(CTRL1)에 응답하여 다수의 노드들(112 내지 116) 중에서 대응되는 노드로 공급한다.The
상기 스위칭 회로(150)는 다수의 스위치들(151 내지 155)을 구비하며, 상기 다수의 스위치들(151 내지 155)각각은 입력단자(156)와 다수의 노드들(112 내지 116) 중에서 대응되는 각 노드 사이에 접속된다.The
상기 다수의 스위치들(151 내지 155) 중에서 적어도 하나의 스위치는 제어회로(140)의 디지털 로직회로(141)로부터 출력된 적어도 하나의 제1제어신호(CTRL1)에 응답하여 입력단자(156)로 입력된 제어전류(I3)를 다수의 노드들(112 내지 116) 중에서 대응되는 노드로 공급한다.At least one of the
아날로그 디지털 변환기(100)는 전압 발생기(160)와 단위 이득 버퍼(170)를 더 구비한다. 상기 전압 발생기(160)는 제1단자(101)와 제2단자(103)사이에 접속되며, 상기 제1단자(101)를 통하여 입력된 제1기준전압(Vref1)과 상기 제2단자(103)를 통하여 입력된 제2기준전압(Vref2)의 산술평균 전압((Vref1+Vref2)/2)을 발생하고, 발생된 산술평균 전압((Vref1+Vref2)/2)을 자신의 출력단자를 통하여 단위 이득 버퍼(170)로 출력한다.The analog to
상기 단위 이득 버퍼(170)는 전압 발생기(160)의 출력단자로부터 출력된 산 술평균 전압((Vref1+Vref2)/2)을 버퍼링하여 제어전류(I3)를 발생한다. 상기 단위 이득 버퍼(170)는 높은 DC이득을 갖고, 입력전압의 레벨과 동일한 레벨을 갖는 출력전압을 발생하고, 출력전류(I3)의 구동 능력을 증가시키기 위한 전류 드라이버의 기능을 수행한다.The
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 회로도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 아날로그 디지털 변환기(200)는 전압분배회로(110), 다수의 비교들(121 내지 127), 인코더(130), 제어회로(210), 및 스위칭 회로(150)를 구비한다.5 is a circuit diagram of an analog-to-digital converter according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the analog-to-
상기 제어회로(210)는 디지털 아날로그 변화기(217)를 이용하여 제1기준전압(Vref1)와 제2기준전압(Vref2)의 산술평균에 상응하는 전압을 정확하게 출력한다.The
상기 제어회로(210)는 디지털 로직회로(211), 제1디지털 아날로그 변환기(213), 제2스위칭 회로(215), 및 제2디지털 아날로그 변환기(217)를 구비한다.The
상기 디지털 로직회로(211)는 인코더(130)로부터 출력된 N비트 디지털 신호(DOUT)에 응답하여 제1제어신호(CTRL1), 제2제어신호(CTRL2), M비트 디지털 신호, 및 L비트 디지털 신호를 발생한다. 여기서 N, M, 및 L은 자연수이다.The digital logic circuit 211 is configured to respond to the N-bit digital signal DOUT output from the
상기 제1디지털 아날로그 변환기(213)는 디지털 로직회로(211)로부터 출력된 M비트 디지털 신호에 응답하여 아날로그 전압(DVin)을 발생한다.The first digital-to-
상기 제2스위칭 회로(215)는 ADC(200)의 외부로부터 입력된 외부 아날로그 입력전압(Vin)과 제1디지털 아날로그 변환기(213)로부터 출력된 아날로그 전압(DVin)중에서 어느 하나의 전압(Vin 또는 DVin)을 제2제어신호(CTRL2)에 응답하여 각 비교기(121 내지 127)의 (+)입력단자로 출력한다.The
상기 제2디지털 아날로그 변환기(217)는 디지털 로직 회로(211)로부터 출력된 다수의 비트들을 포함하는 L비트 디지털 신호에 응답하여 제1기준전압(Vref1)와 제2기준전압(Vref2)의 산술평균 전압에 상응하는 아날로그 전압((Vref1+Vref2)/2)을 발생한다.The second digital-to-
상기 단위 이득 버퍼(170)는 제2디지털 아날로그 변환기(217)로부터 출력된아날로그 전압((Vref1+Vref2)/2)을 버퍼링하여 제어전류(I3)를 발생하고 발생된 제어전류(I3)를 출력단자(156)으로 공급한다.The
도 6은 도 4와 도 5에 도시된 본 발명에 따른 아날로그 디지털 변환기에 의하여 경감된 INL을 갖는 변환특성을 나타내는 그래프이다. 도 3 내지 도 6을 참조하여 INL을 경감시키는 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.FIG. 6 is a graph illustrating conversion characteristics with INL reduced by the analog-to-digital converter according to the present invention shown in FIGS. 4 and 5. A method of reducing INL will be briefly described with reference to FIGS. 3 to 6 as follows.
도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1단자(101)로부터 노드(114)로 흐르는 전류(I1)는 제어전류(I3)의 영향으로 감소하고, 노드(114)로부터 제2단자(103)로 흐르는 전류(I2)는 상기 제어전류(I3)의 영향으로 증가하므로, 편차(오프셋, 또는 INL)가 가장 부분, 예컨대 제어전류(I3)가 공급되는 노드(114)와 상기 노드(114)의 위/아래에 있는 노드(113과 115), 즉 인접하는 두 노드들(113과 114)의 전압차이와 인접하는 두 노드들(114와 115)의 전압차이의 편차는 상당히 감소한다.As described with reference to FIG. 3, the current I1 flowing from the
본 발명에 따른 전압발생회로와 상기 전압발생회로를 구비하는 아날로그 디지털 변환기는 입력전압(Vin)의 중간전압 부근의 INL을 거의 '0'으로 만들 수 있으므로 이에 따라 나머지 저항들 각각에 의하여 발생된 INL도 개선할 수 있다.In the voltage generation circuit and the analog-to-digital converter having the voltage generation circuit according to the present invention, the INL near the intermediate voltage of the input voltage Vin can be made almost '0', and thus the INL generated by each of the remaining resistors. Can also be improved.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 저항 사다리를 구비하는 전압발생 회로는 상기 저항 사다리를 구성하는 저항들 각각의 저항값의 부정합에 따라 발생한 인접하는 두 노드들의 전압차이들의 편차를 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the voltage generation circuit including the resistance ladder according to the present invention has the effect of reducing the variation in voltage differences between two adjacent nodes caused by mismatches in the resistance values of the resistors constituting the resistance ladder. .
또한, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 저항 사다리를 구비하는 전압발생 회로는 상기 저항 사다리를 구성하는 저항들 각각의 저항값의 부정합을 제거하기 위하여 상기 저항들 각각의 크기(size)를 증가시키지 않고도 인접하는 두 노드들 사아의 전압차이들의 편차 또는 상기 저장들 각각의 의하여 발생되는 적분된 비선형성을 감소시킬 수 있다.In addition, as described above, the voltage generation circuit including the resistance ladder according to the present invention does not increase the size of each of the resistors in order to eliminate mismatches in the resistance values of the resistors constituting the resistance ladder. It is possible to reduce the deviation of the voltage differences between two adjacent nodes or the integrated nonlinearity caused by each of the stores.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050101187A KR100725975B1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Voltage generation circuit, Voltage generation method, and analog to digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050101187A KR100725975B1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Voltage generation circuit, Voltage generation method, and analog to digital converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070044900A KR20070044900A (en) | 2007-05-02 |
KR100725975B1 true KR100725975B1 (en) | 2007-06-08 |
Family
ID=38270908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050101187A KR100725975B1 (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Voltage generation circuit, Voltage generation method, and analog to digital converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100725975B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR950004724A (en) * | 1993-07-02 | 1995-02-18 | 문정환 | Digital / Analog Converters Can Compensate for Output Voltage Errors |
JP2001100704A (en) | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
KR20030072529A (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-15 | 주식회사 엘지이아이 | Apparatus of offset compensation for digital to analog converter |
JP2004260397A (en) | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Sony Corp | Digital/analog converter |
-
2005
- 2005-10-26 KR KR1020050101187A patent/KR100725975B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR950004724A (en) * | 1993-07-02 | 1995-02-18 | 문정환 | Digital / Analog Converters Can Compensate for Output Voltage Errors |
JP2001100704A (en) | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
KR20030072529A (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-15 | 주식회사 엘지이아이 | Apparatus of offset compensation for digital to analog converter |
JP2004260397A (en) | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Sony Corp | Digital/analog converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070044900A (en) | 2007-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9571115B1 (en) | Analog to digital converter with high precision offset calibrated integrating comparators | |
US6914547B1 (en) | Triple resistor string DAC architecture | |
US9991900B1 (en) | Digital to analog (DAC) converter with current calibration | |
US5867116A (en) | Multi-stage interpolating analog-to-digital conversion | |
US8199041B2 (en) | Analog-to-digital converter | |
US5627537A (en) | Differential string DAC with improved integral non-linearity performance | |
US7728747B2 (en) | Comparator chain offset reduction | |
US10305505B1 (en) | Interpolation digital-to-analog converter (DAC) | |
US8223047B2 (en) | ADC calibration | |
JP2714999B2 (en) | Analog / digital converter | |
US6037889A (en) | Method to enhance the speed and improve the integral non-linearity matching of multiple parallel connected resistor string based digital-to-analog converters | |
JP3857450B2 (en) | Successive comparison type analog-digital conversion circuit | |
JP6407528B2 (en) | Semiconductor device | |
US9800259B1 (en) | Digital to analog converter for performing digital to analog conversion with current source arrays | |
JP4671766B2 (en) | Digital-analog converter and digital-analog conversion method | |
CN108540135B (en) | Digital-to-analog converter and conversion circuit | |
JP4751122B2 (en) | A / D converter | |
KR100725975B1 (en) | Voltage generation circuit, Voltage generation method, and analog to digital converter | |
EP2304875B1 (en) | Single pass inl trim algorithm for networks | |
EP0681372B1 (en) | Digital-to-analog conversion circuit and analog-to-digital conversion device using the circuit | |
CN114785350A (en) | Linear DAC modified by input code | |
US6798370B1 (en) | Parallel A/D converter | |
US6337646B1 (en) | Digital to analog converter with nonlinear error compensation | |
JP7380688B2 (en) | A/D conversion circuit | |
KR20190095589A (en) | Bridge capacitor digital analog converter for preventing overflow |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100429 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |