KR101471611B1 - Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same - Google Patents

Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101471611B1
KR101471611B1 KR20130085283A KR20130085283A KR101471611B1 KR 101471611 B1 KR101471611 B1 KR 101471611B1 KR 20130085283 A KR20130085283 A KR 20130085283A KR 20130085283 A KR20130085283 A KR 20130085283A KR 101471611 B1 KR101471611 B1 KR 101471611B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
section
reference voltage
controller
comparison
adc
Prior art date
Application number
KR20130085283A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강현욱
박상훈
김기진
안광호
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR20130085283A priority Critical patent/KR101471611B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101471611B1 publication Critical patent/KR101471611B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/1205Multiplexed conversion systems
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/124Sampling or signal conditioning arrangements specially adapted for A/D converters
    • H03M1/1245Details of sampling arrangements or methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

An apparatus and a method for a multi-channel SAR type ADC employing a reference voltage fluctuation prevention scheme are provided. According to an embodiment of the present invention, each ADC provided in an ADC apparatus forms an input voltage, which is a voltage of an analog input signal, and a reference voltage, compares the input voltage with the reference voltage to output a comparison result as digital data, records the comparison result to be externally outputted and performs a connection operation together with another ADC to form a reference voltage. Therefore, a reference is prevented from fluctuating in a section where the input voltage and the reference voltage are compared, so that a malfunction by a reference fluctuation inputted into a comparison unit of channels being compared can be prevented, and thus a high resolution ADC can be provided.

Description

레퍼런스 전압 변동 방지 기법을 적용한 다채널 SAR 타입 ADC 장치 및 방법{Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same}[0001] The present invention relates to a multi-channel SAR-type ADC apparatus and method using reference voltage fluctuation prevention technique,

본 발명은 ADC 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 신호를 다중으로 처리하는 다채널 SAR 타입 ADC 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an ADC apparatus and method, and more particularly, to a multi-channel SAR type ADC apparatus and method for processing an input signal in multiple.

ADC(Analog-to-Digital Converter)의 종류에는 크게, 입력 아날로그 신호의 대역폭 대비 빠른 샘플링 레이트를 보이는 오버샘플링 ADC, 입력 아날로그 신호의 대역폭 대비 나이퀴스트 샘플링 레이트 보다 높은 샘플링 레이트를 보이는 Nyquist ADC, 나이퀴스트 샘플링 레이트를 보이는 Pipeline, Flash, 그리고 SAR 타입의 ADC 등이 있다.There are two types of analog-to-digital converters: an oversampling ADC with a fast sampling rate versus the bandwidth of the input analog signal, a Nyquist ADC with a sampling rate higher than the Nyquist sampling rate versus the bandwidth of the input analog signal, And Pipeline, Flash, and SAR-type ADCs with a quiescent sampling rate.

Flash 타입의 ADC는 보편적으로 각 레퍼런스 비교점 마다 비교기가 있기 때문에 소비전력과 칩 상에서 차지하는 면적이 해상도가 올라감에 따라 급증하게 된다. 또한, Pipeline 타입의 ADC는 각 단 마다 비교 후 존재하는 residue를 증폭시키기 위해 OP 앰프가 존재하며 정전류가 앰프를 통해 흐르기 때문에 전력소비가 많다.Flash type ADCs generally have a comparator for each reference comparison point, so the power consumption and the area occupied by the chip increase as the resolution increases. In addition, the Pipeline type ADC has op-amps to amplify the residues after comparison for each stage, and there is a lot of power consumption because the constant current flows through the amplifier.

많은 전력소비의 단점들을 보완하기 위해, 최근에는 SAR(Successive Approximation Register) 타입의 ADC가 각광받고 있으며, 관련한 많은 연구가 진행되고 있다.In order to compensate for the drawbacks of a lot of power consumption, recently, successive approximation register (SAR) type ADC has been spotlighted, and much research is being conducted.

도 1은 SAR 타입 ADC를 도시한 도면이다. 도시된 SAR 타입 ADC는 기본적으로 한 번의 샘플링 후 여러 번의 순환적 비교를 통해 최종의 디지털 결과를 도출하는 구조로써, CDAC(10), 비교부(20), 기록부(30) 및 로직부(40)를 포함한다.1 is a diagram showing a SAR type ADC. The illustrated SAR type ADC is basically a structure for deriving the final digital result through a plurality of rounds of comparison after one sampling and includes a CDAC 10, a comparison unit 20, a write unit 30, and a logic unit 40, .

CDAC(10)는 샘플된 값과 비교할 아날로그 전압을 커패시터를 이용하여 형성한다. 비교부(20)는 아날로그 전압 값의 차이를 비교하여 디지털 값을 만들어 둔다. 기록부(30)는 비교부(20)의 비교결과 값을 기록하고, 로직부(40)는 기록부(30)에 기록된 비교결과 값을 피드백 받아 CDAC(10)에 필요한 레퍼런스 전압을 연결시켜 준다.The CDAC 10 forms an analog voltage to be compared with the sampled value using a capacitor. The comparator 20 compares the differences of the analog voltage values to produce a digital value. The recording unit 30 records the comparison result of the comparison unit 20 and the logic unit 40 receives the comparison result value recorded in the recording unit 30 and connects the necessary reference voltage to the CDAC 10.

도 2는 SAR 타입 ADC의 순환적 변환 속도를 나타낸 개념도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, SAR 타입 ADC 순환적 변환 속도는, 1) 비교부(20)에 의한 비교시간(S20), 2) 기록부(30)에 의한 비교결과 저장시간(S30), 3) 로직부(40)에 의한 비교결과 처리시간(S40), 4) CDAC(10)에 의한 레퍼런스 settling 시간(S10)의 합을 통해 산출할 수 있다.2 is a conceptual diagram showing a cyclic conversion speed of a SAR type ADC. 2, the SAR type ADC cyclic conversion speed is calculated by the following equation: 1) a comparison time S20 by the comparison unit 20, 2) a comparison result storage time S30 by the writing unit 30, 3) The comparison result processing time (S40) by the logic unit (40), and 4) the reference settling time (S10) by the CDAC (10).

비교부(20)에 의한 비교시간(S20)은 CDAC(10)에 형성된 아날로그 전압으로 인한 비교부 전압차의 크기에 반비례하게 나타나며 이러한 점에 착안하여 최근에는 기록부(30)를 SR latch로 구현하여 저장을 위한 클럭 신호를 기다릴 필요없이 선행적으로 미리 비교부(20)의 비교 결과를 저장하고, 바로 CDAC(10)에 원하는 레퍼런스 조작을 통해 실질적으로 비교시간(20)을 줄이는 기법이 널리 사용되고 있다. The comparison time S20 by the comparator 20 appears in inverse proportion to the magnitude of the comparator voltage difference due to the analog voltage formed in the CDAC 10. In view of this point, in recent years, the write unit 30 is implemented as an SR latch A technique of previously storing the comparison result of the comparison unit 20 in advance and reducing the comparison time 20 substantially through the desired reference operation to the CDAC 10 is widely used without having to wait for the clock signal for storage .

도 3은 기록부(30)로 SR latch를 사용하는 SAR 타입 ADC와 기록부(30)로 D-FF을 사용하는 SAR 타입 ADC를 비교한 도면이다.3 is a diagram showing a comparison between a SAR type ADC using the SR latch as the write unit 30 and a SAR type ADC using the D-FF as the write unit 30. [

도 3의 (a)에 나타난 바와 같이 D-FF을 기록부(30)로 사용한 경우, 기록부(30)의 출력을 기록하기 위해 Φ2의 클럭을 추가로 생성해야 하는 부담이 있으며 D-FF에 데이터가 제대로 기록되기 위한 setup time과 hold time이 존재함을 확인할 수 있다. hold time으로 인하여 Φ2의 rising edge가 Φ1의 falling edge 대비 선행하여 나와야 하며, 그러한 hold time이 모든 저장과정에서 동일한 양을 가지므로 안전성을 위해 최소 조건보다 더 넓게 설계되어야 한다.When a D-FF is used as the recording unit 30 as shown in FIG. 3 (a), there is a burden of generating a clock of? 2 in order to record the output of the recording unit 30, You can see that there is setup time and hold time to record properly. Due to the hold time, the rising edge of Φ2 must precede the falling edge of Φ1, and the hold time must be designed to be wider than the minimum condition for safety because it has the same amount in all storage processes.

반면, 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이 SR latch를 기록부(30)로 사용한 경우, 기록부(30)의 출력이 나오는 데로 추가적인 클럭 없이 D-to-Q delay를 지니고 데이터가 기록되므로 D-FF에 비해 보다 안정적으로 데이터를 기록할 수 있는 장점을 지니고 있다. 3 (b), when the SR latch is used as the write unit 30, since the output of the write unit 30 is output, data is recorded with a D-to-Q delay without additional clock, It is possible to record data more stably than the conventional method.

도 4는 다채널 SAR 타입 ADC 장치를 도시한 도면이다. 고속화를 위해, SAR 타입 ADC를 도 4에 도시된 바와 같이 복수 채널로 사용하여 단수 채널의 SAR 타입 ADC 대비 높은 변환 속도로 동작하게 하는 경우가 많다.4 is a diagram showing a multi-channel SAR type ADC device. In order to increase the speed, it is often the case that the SAR type ADC is used in a plurality of channels as shown in FIG. 4 to operate at a higher conversion speed than the SAR type ADC of the single channel.

이러한 다채널 SAR 타입 ADC는 레퍼런스 전압을 공유하게 되는데, SR latch를 기록부(30)로 사용하고 비교부(20)의 비교결과 값이 도출되는 대로 기록부(30)와 로직부(40)의 delay를 통해 바로 CDAC(10)의 레퍼런스 조작으로 이어지는 경우, 레퍼런스에서 순간적으로 많은 전하가 빠져나가 레퍼런스 전압에 변동이 생기는데, 이 변화는 궁극적으로 레퍼런스를 공유하는 비교중인 다른 채널에 영향을 주어 다른 채널의 비교부(20)가 아날로그 입력과 무관한 잘못된 비교결과 값을 도출하는 문제를 야기시킨다.The multi-channel SAR type ADC shares the reference voltage. When the SR latch is used as the write unit 30 and the comparison result of the comparison unit 20 is derived, the delay of the write unit 30 and the logic unit 40 Leads directly to a reference operation of the CDAC 10, a large amount of charge is instantaneously removed from the reference, causing a change in the reference voltage, which ultimately affects the other channels being compared, sharing the reference, Causing the section 20 to derive an erroneous comparison result value that is independent of the analog input.

즉, 다채널 SAR 타입 ADC에서는, SR latch를 통해 직접적으로 CDAC(10)의 레퍼런스를 조작함으로 인해 발생할 수 있는 레퍼런스 변화가 고해상도 ADC 구현을 방해하는 요소로 작용하게 되는 것이다.
That is, in a multi-channel SAR type ADC, a reference change that may be caused by directly manipulating the reference of the CDAC 10 through the SR latch acts as an obstacle to the implementation of a high-resolution ADC.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, SR latch를 사용하는 다채널 SAR 타입 ADC에 적용될 수 있는 레퍼런스 전압 변동을 방지할 수 있는 ADC 장치 및 방법을 제공함에 있다. 특히, 하나 또는 다수 채널의 비교기들로부터 디지털 값이 출력될 때 연결된 다른 채널에 마련된 CDAC의 레퍼런스에 전압 변동이 일어나는 것을 방지하기 위한 ADC 장치 및 방법을 제공한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ADC device and method capable of preventing a reference voltage variation which can be applied to a multi-channel SAR type ADC using an SR latch have. In particular, the present invention provides an ADC apparatus and method for preventing a voltage variation from occurring in a reference of a CDAC provided in another channel connected when digital values are output from comparators of one or a plurality of channels.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 다수의 ADC를 구비한 ADC 장치에 있어서, 각각의 ADC는, 아날로그 입력 신호의 전압인 입력 전압과 레퍼런스 전압을 형성하는 전압 형성부; 상기 입력 전압과 상기 레퍼런스 전압을 비교하여, 디지털 데이터로 비교 결과를 출력하는 비교부; 상기 비교 결과를 외부에 출력하기 위해 기록하는 기록부; 상기 형성부에 상기 레퍼런스 전압을 연결시키는 로직부; 및 상기 로직부가 다른 ADC에 마련된 다른 로직부와 함께 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 제어기;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ADC device including a plurality of ADCs, each ADC including: a voltage shaping unit for forming an input voltage and a reference voltage, which are voltages of an analog input signal; A comparator for comparing the input voltage with the reference voltage and outputting a comparison result as digital data; A recording unit for recording the comparison result to the outside; A logic unit connecting the reference voltage to the forming unit; And a controller that controls the logic unit to perform the connection operation together with other logic units provided in other ADCs.

그리고, 상기 다수의 ADC는, 아날로그 입력 신호를 다채널로 처리하기 위해 결합될 수 있다.The plurality of ADCs may be combined to process analog input signals into multiple channels.

또한, 상기 제어기는, 입력되는 제어기 구동 클럭에 의해 상기 로직부의 상기 연결 동작을 제어할 수 있다.In addition, the controller can control the connection operation of the logic unit by an input controller driving clock.

그리고, 상기 제어기 구동 클럭은, 상기 비교부와 상기 다른 ADC에 마련된 다른 비교부가 비교 및 출력 동작할 수 있는 제1 구간과 상기 비교 및 출력 동작하지 않는 제2 구간을 지정하는 제어 클럭이고, 상기 제어기는, 상기 제어기 구동 클럭이 상기 제2 구간을 지정할 때, 상기 로직부의 상기 연결 동작을 수행할 수 있다.The controller driving clock is a control clock for designating a first section in which the comparison section and another comparator provided in the other ADC can perform the comparison and output operation and a second section in which the comparison and output operation are not performed, When the controller driving clock designates the second section, perform the connecting operation of the logic section.

또한, 상기 제어기는, 상기 제어기 구동 클럭이 상기 제1 구간에서 상기 제2 구간으로 변경된 시점에, 상기 로직부의 상기 연결 동작을 수행하도록 제어 개시할 수 있다.In addition, the controller may start controlling to perform the connection operation of the logic unit when the controller driving clock is changed from the first section to the second section.

그리고, 상기 제어기는, 상기 기록부가 상기 비교 결과를 기록 완료하였고, 상기 제어기 구동 클럭이 상기 제2 구간을 지정할 때, 상기 로직부의 상기 연결 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.The controller may control the controller to perform the connection operation of the logic unit when the recording unit has recorded the comparison result and the controller driving clock designates the second section.

또한, 상기 제어기는, 상기 기록부가 상기 비교 결과를 기록 완료하였고, 상기 제어기가 상기 로직부의 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 중에는 상기 제어기 구동 클럭이 상기 제2 구간에서 상기 제1 구간으로 변경되더라도 상기 로직부가 상기 연결 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may be configured to determine whether the controller driving clock is changed from the second interval to the first interval while the recording unit has completed recording the comparison result and the controller is performing control to perform the coupling operation of the logic unit, And the logic unit can control to perform the connecting operation.

그리고, 상기 기록부는, SR latch일 수 있다.The recording unit may be an SR latch.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, ADC 방법은, 다수의 ADC가 각각, 아날로그 입력 신호의 전압인 입력 전압과 레퍼런스 전압을 형성하는 단계; 다수의 ADC가 각각, 상기 입력 전압과 상기 레퍼런스 전압을 비교하여, 디지털 데이터로 비교 결과를 출력하는 단계; 다수의 ADC가 각각, 상기 비교 결과를 외부에 출력하기 위해 기록하는 단계; 및 다수의 ADC가, 상기 레퍼런스 전압을 동시에 연결시키는 단계;를 포함한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided an ADC method comprising: a plurality of ADCs each forming an input voltage and a reference voltage, which are voltages of an analog input signal; Comparing each of the plurality of ADCs with the input voltage and the reference voltage, and outputting the comparison result as digital data; Recording each of the plurality of ADCs for outputting the comparison result to the outside; And connecting the plurality of ADCs with the reference voltage at the same time.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 다채널 SAR 타입 ADC 장치에서 입력 전압과 레퍼런스 전압을 비교하는 구간에 레퍼런스가 변동하는 것을 방지하여, 비교중인 채널의 비교부에 입력되는 레퍼런스 변동에 의한 오작동을 방지할 수 있어, 고해상도 ADC를 제공할 수 있게 된다.
As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to prevent the reference from fluctuating in the section for comparing the input voltage and the reference voltage in the multi-channel SAR type ADC apparatus, It is possible to prevent a malfunction caused by a high-resolution ADC.

도 1은 SAR 타입 ADC를 도시한 도면,
도 2는 SAR 타입 ADC의 순환적 변환 속도를 나타낸 개념도,
도 3은 기록부로 SR latch를 사용하는 SAR 타입 ADC와 기록부로 D-FF을 사용하는 SAR 타입 ADC를 비교한 도면,
도 4는 기존의 다채널 SAR 타입 ADC 장치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 SAR 타입 ADC 장치의 블럭도,
도 6은, 도 5에 도시된 ADC들의 상세 블럭도,
도 7은, 레퍼런스 전압 변동 방지를 설명하기 위해, 2채널 ADC 장치를 예시한 도면, 그리고,
도 8은, 도 6에 도시된 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)의 상세 구성을 도시한 도면이다.
1 shows a SAR type ADC,
2 is a conceptual diagram showing a cyclic conversion speed of a SAR type ADC,
3 is a view showing a comparison between a SAR type ADC using a SR latch as a recording unit and a SAR type ADC using a D-FF as a recording unit,
4 shows a conventional multi-channel SAR type ADC device,
5 is a block diagram of a multi-channel SAR-type ADC device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a detailed block diagram of the ADCs shown in FIG. 5,
7 is a diagram illustrating a two-channel ADC device for explaining the reference voltage fluctuation prevention, and FIG.
8 is a diagram showing the detailed configuration of the reference voltage fluctuation preventing apparatus 150 shown in FIG.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다채널 SAR 타입 ADC 장치의 블럭도이다. 이하에서, 표기의 편의를 위해, '다채널 SAR 타입 ADC 장치'를 '다채널 ADC 장치'로 약칭한다.5 is a block diagram of a multi-channel SAR-type ADC device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, for the sake of convenience of description, a "multi-channel SAR type ADC device" is abbreviated as a "multi-channel ADC device".

본 실시예에 따른 다채널 ADC 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, DEMUX(210), ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n), MUX(220)를 포함한다.The multichannel ADC according to the present embodiment includes a DEMUX 210, ADCs 100-1, 100-2, ..., 100-n, and a MUX 220 as shown in FIG. do.

DEMUX(210)는 입력되는 아날로그 신호를 구간 별로 역다중화 하여 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)에 순차적으로 출력한다.The demultiplexer 210 demultiplexes the input analog signals by intervals and sequentially outputs the demultiplexed signals to the ADCs 100-1, 100-2, ..., and 100-n.

ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)은 DEMUX(210)를 통해 입력되는 해당 구간의 아날로그 신호를 A/D 변환하여 출력한다. ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)은 아날로그 입력 신호를 다채널로 처리하기 위해 결합되어 있으며, 레퍼런스 전압을 공유하여 사용한다.The ADCs 100-1, 100-2, ..., and 100-n A / D-convert the analog signals of the corresponding period input through the DEMUX 210 and output the analog signals. The ADCs 100-1, 100-2, ..., and 100-n are coupled to process analog input signals into multiple channels and share the reference voltage.

ADC의 개수가 n개 이므로, 도 1에 도시된 ADC 장치는 n채널 ADC 장치에 해당하는데, 'n'은 2 이상의 정수로 필요와 사양에 따라 결정된다.Since the number of ADCs is n, the ADC device shown in FIG. 1 corresponds to an n-channel ADC device, where 'n' is an integer equal to or greater than 2 and determined according to requirements and specifications.

MUX(220)는 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)의 출력을 다중화하여, 디지털 신호를 출력한다.The MUX 220 multiplexes the outputs of the ADCs 100-1, 100-2, ..., 100-n and outputs a digital signal.

도 6은, 도 5에 도시된 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)의 상세 블럭도이다. 도 5에 도시된 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)은 동일 구성으로 구현 가능하므로, 도 6에는 대표로 하나만 도시하였다.FIG. 6 is a detailed block diagram of the ADCs 100-1, 100-2,..., 100-n shown in FIG. Since the ADCs 100-1, 100-2, ..., and 100-n shown in FIG. 5 can be implemented with the same configuration, only one representative ADC is shown in FIG.

도 6에 도시된 바와 같이, ADC는, CDAC(110), 비교부(120), SR latch(130), 로직부(140) 및 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)를 포함한다.6, the ADC includes a CDAC 110, a comparison unit 120, an SR latch 130, a logic unit 140, and a reference voltage variation prevention unit 150. [

CDAC(110)는 커패시터를 이용하여, 아날로그 입력 신호의 전압을 형성하고 이와 비교될 레퍼런스 전압을 형성하는 전압 형성 소자로 기능한다.The CDAC 110 uses a capacitor to function as a voltage shaping element that forms the voltage of the analog input signal and forms the reference voltage to be compared with it.

CDAC(110)에 의한 레퍼런스 전압 형성은 후술할 로직부(140)에 의해 제어된다. 구체적으로, 로직부(140)가 CDAC(110)에 레퍼런스 전압을 연결시켜 주어야, CDAC(110)에 레퍼런스 전압이 형성된다.The reference voltage generation by the CDAC 110 is controlled by the logic unit 140, which will be described later. Specifically, the logic unit 140 couples the reference voltage to the CDAC 110 so that the reference voltage is formed in the CDAC 110.

CDAC(110)에 의한 형성된 입력 전압과 레퍼런스 전압은 비교부(120)에 인가된다. 비교부(120)는 CDAC(110)로부터 인가되는 입력 전압과 레퍼런스 전압을 비교하여, 디지털 데이터로 비교 결과를 출력한다.The input voltage formed by the CDAC 110 and the reference voltage are applied to the comparator 120. The comparator 120 compares the input voltage applied from the CDAC 110 with a reference voltage, and outputs the comparison result as digital data.

SR latch(130)는 비교부(120)에서 출력되는 비교 결과를 외부에 출력하기 위해 잠시 기록하는 기록소자이다. SR latch(130)는 별도의 클럭이 없어도 동작하는 구조로, 동일한 성능의 다른 소자로 대체될 있다.The SR latch 130 is a recording element for temporarily recording a comparison result output from the comparison unit 120 to output the comparison result to the outside. The SR latch 130 operates without a separate clock, and can be replaced with another device having the same performance.

로직부(140)는 CDAC(110)에 레퍼런스 전압을 연결시킨다. 로직부(140)의 연결 동작은 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)에 의해 제어된다. 즉, 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)에서 제어신호가 출력되는 경우, 로직부(140)에서 연결신호가 출력되어, CDAC(110)에 레퍼런스 전압이 연결되어 인가된다.Logic section 140 couples the reference voltage to CDAC 110. The connection operation of the logic unit 140 is controlled by the reference voltage fluctuation preventing device 150. [ That is, when the control signal is outputted from the reference voltage fluctuation preventing device 150, the logic unit 140 outputs a connection signal, and the reference voltage is connected to the CDAC 110 and applied.

레퍼런스 전압 변동 방지기(150)는 '방지기 구동 클럭'에 의해 동작하여 로직부(140)의 연결 동작을 제어한다. 방지기 구동 클럭은 레퍼런스 전압 변동 방지기(150) 뿐만 아니라, 다른 ADC에 마련된 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)에도 동일하게 인가되어 사용된다. 즉, 다채널 ADC 장치의 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)에 각각 마련된 모든 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)들이 이 방지기 구동 클럭에 의해 구동된다.The reference voltage fluctuation preventing circuit 150 operates by the 'preventive driving clock' to control the connecting operation of the logic unit 140. The inhibitor drive clock is applied to the reference voltage fluctuation preventing device 150 as well as the reference voltage fluctuation preventing device 150 provided in another ADC. That is, all the reference voltage fluctuation preventing devices 150 provided in the ADCs 100-1, 100-2, ..., and 100-n of the multi-channel ADC device are driven by the preventive driving clock.

이에 의해, 다채널 ADC 장치의 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)에 각각 마련된 모든 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)들은, 다채널 ADC 장치의 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)에 각각 마련된 모든 로직부(140)들이 연결 동작을 동시에 수행하도록 제어하여, 궁극적으로는 다채널 ADC 장치의 ADC들(100-1, 100-2, ... , 100-n)에 각각 마련된 모든 CDAC(110)들에 레퍼런스 전압이 동시에 형성되도록 한다.Thus, all the reference voltage fluctuation preventing devices 150 provided in the ADCs 100-1, 100-2, ..., 100-n of the multi-channel ADC device are connected to the ADCs 100- The ADCs 100-1 and 100-n of the multi-channel ADC device are controlled so that all the logic units 140 provided in the ADCs 1, 100-2, ..., and 100- 2,..., 100-n, respectively.

이를 설명하기 위해, 도 7에는 2채널 ADC 장치를 예시하였다. 도 7에서 φ1는 비교부(120)들을 활성화시켜 동작시키는 비교부 구동 클럭이고, /φ1는 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)들을 활성화시켜 동작시키는 방지기 구동 클럭이다.To illustrate this, FIG. 7 illustrates a two-channel ADC device. In FIG. 7,? 1 is a comparator driving clock for activating and operating the comparators 120, and /? 1 is an inhibitor driving clock for activating and activating the reference voltage fluctuation preventors 150.

도 7에 도시된 바와 같이, φ1(비교부 구동 클럭)과 /φ1(방지기 구동 클럭)은 모두, '비교부(150)들이 비교 및 비교결과 출력 동작을 수행하도록 활성화되는 비교 구간'과 '비교부(150)들이 비교 및 비교결과 출력 동작을 수행하지 않도록 비활성화 구간으로 로직부(140)들이 CDAC(110)들에 레퍼런스 전압을 연결시키기 위해 출력 신호를 발생하는 로직 구간'이 반복된다.As shown in FIG. 7, both of φ 1 (comparator driving clock) and / φ 1 (preventing controller driving clock) are 'comparison periods in which the comparators 150 are activated to perform comparison and comparison output operations' The logical interval in which the logic units 140 generate an output signal to connect the reference voltage to the CDACs 110 in the inactive period so that the comparison units 150 do not perform comparison and comparison output operations is repeated.

도 7에 도시된 바에 따르면, /φ1이 하이 레벨인 로직 구간에서, 더 정확하게는 /φ1이 하이 레벨인 로직 구간으로 전환하는 시점에, 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)들이 모두 동작하여, 비교부(150)들이 비교 및 비교결과 출력 동작을 수행하지 않을 때 로직부(140)들 모두가 CDAC(110)들 모두가 레퍼런스 전압을 동시에 연결시키게 된다.7, all of the reference voltage fluctuation preventing devices 150 are operated at a time when / 1 changes to a high level logic interval, or more precisely, when / 1 changes to a high level logic interval, When all of the logic units 140 are connected to the CDAC 110 at the same time, the reference voltages are simultaneously connected to the logic units 140 when the units 150 do not perform comparison and comparison output operations.

도 8은, 도 6에 도시된 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)의 상세 구성을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)는, OR 게이트(151) 및 AND 게이트(152)를 포함한다.8 is a diagram showing the detailed configuration of the reference voltage fluctuation preventing apparatus 150 shown in FIG. 8, the reference voltage fluctuation preventing circuit 150 includes an OR gate 151 and an AND gate 152. [

도 8에 도시된 논리적 구성에 의하여, 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)는 'SR latch(130)에서 비교 결과 기록이 완료되어 출력이 발생'하고 '/φ1이 하이 레벨인 로직 구간'인 경우 출력이 발생되어, 비교부(150)들이 비교 및 비교결과 출력 동작을 수행하지 않을 때 로직부(140)들이 모두 동작하게 됨을 확인할 수 있다.8, when the comparison result is completed in the SR latch 130 and an output is generated, and / phi 1 is a logic level with a high level, the reference voltage fluctuation preventing circuit 150 outputs And the logic units 140 are all operated when the comparison units 150 do not perform comparison and comparison output operations.

또한, 도 8에 도시된 논리적 구성에 의하여, 레퍼런스 전압 변동 방지기(150)는 'SR latch(130)에서 비교 결과 기록이 완료되어 출력이 발생'하고 '레퍼런스 전압 변동 방지기(150)에서 출력이 발생'되고 있는 중에는, /φ1이 로우 레벨인 비교 구간으로 전환된 경우라도 로직부(140)들이 모두 계속 동작하도록 하였다.8, the reference voltage fluctuation preventing device 150 generates an output by completing the comparison result recording in the SR latch 130 and generating an output in the reference voltage fluctuation preventing device 150 The logic sections 140 are all kept operating even when / 1 is switched to the low-level comparison section.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

110 : CDAC
120 : 비교부
130 : SR latch
140 : 로직부
150 : 레퍼런스 전압 변동 방지기
110: CDAC
120:
130: SR latch
140: Logic unit
150: Reference voltage fluctuation preventing device

Claims (9)

다수의 ADC를 구비한 ADC 장치에 있어서,
각각의 ADC는,
아날로그 입력 신호의 전압인 입력 전압과 레퍼런스 전압을 형성하는 전압 형성부;
상기 입력 전압과 상기 레퍼런스 전압을 비교하여, 디지털 데이터로 비교 결과를 출력하는 비교부;
상기 비교 결과를 외부에 출력하기 위해 기록하는 기록부;
상기 형성부에 상기 레퍼런스 전압을 연결시키는 로직부; 및
상기 로직부가 다른 ADC에 마련된 다른 로직부와 함께 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 제어기;를 포함하고,
상기 제어기는,
입력되는 제어기 구동 클럭에 의해 상기 로직부의 상기 연결 동작을 제어하고,
상기 제어기 구동 클럭은,
상기 비교부와 상기 다른 ADC에 마련된 다른 비교부가 비교 및 출력 동작할 수 있는 제1 구간과 상기 비교 및 출력 동작하지 않는 제2 구간을 지정하는 제어 클럭이며,
상기 제어기는,
상기 제어기 구동 클럭이 상기 제2 구간을 지정할 때, 상기 로직부가 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 ADC 장치.
In an ADC device having a plurality of ADCs,
Each ADC,
A voltage forming unit for forming an input voltage and a reference voltage which are voltages of the analog input signal;
A comparator for comparing the input voltage with the reference voltage and outputting a comparison result as digital data;
A recording unit for recording the comparison result to the outside;
A logic unit connecting the reference voltage to the forming unit; And
And a controller for controlling the logic unit to perform the connection operation together with other logic units provided in other ADCs,
The controller comprising:
Controlling the connection operation of the logic unit by an input controller driving clock,
The controller driving clock includes:
A control section for designating a first section in which the comparison section and another comparison section provided in the other ADC can perform comparison and output operations and a second section in which the comparison and output operation are not performed,
The controller comprising:
And controls the logic unit to perform the connection operation when the controller driving clock designates the second section.
제 1항에 있어서,
상기 다수의 ADC는,
아날로그 입력 신호를 다채널로 처리하기 위해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 ADC 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of ADCs include:
And the analog input signal is coupled to process multiple channels.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 제어기 구동 클럭이 상기 제1 구간에서 상기 제2 구간으로 변경된 시점에, 상기 로직부의 상기 연결 동작을 수행하도록 제어 개시하는 것을 특징으로 하는 ADC 장치.
The method according to claim 1,
The controller comprising:
Wherein the control unit starts control to perform the connecting operation of the logic unit when the controller driving clock is changed from the first section to the second section.
제 1항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 기록부가 상기 비교 결과를 기록 완료하였고, 상기 제어기 구동 클럭이 상기 제2 구간을 지정할 때, 상기 로직부의 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 ADC 장치.
The method according to claim 1,
The controller comprising:
And controls the logic unit to perform the connecting operation when the recording unit has completed recording the comparison result and the controller driving clock specifies the second section.
제 6항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 기록부가 상기 비교 결과를 기록 완료하였고, 상기 제어기가 상기 로직부의 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 중에는 상기 제어기 구동 클럭이 상기 제2 구간에서 상기 제1 구간으로 변경되더라도 상기 로직부가 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 ADC 장치.
The method according to claim 6,
The controller comprising:
The logic section may perform the connection operation even if the controller drive clock is changed from the second section to the first section while the recording section has completed recording the comparison result and the controller is performing the connection operation of the logic section So as to perform the ADC operation.
제 1항에 있어서,
상기 기록부는,
SR latch인 것을 특징으로 하는 ADC 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
SR latch.
다수의 ADC가 각각, 아날로그 입력 신호의 전압인 입력 전압과 레퍼런스 전압을 형성하는 단계;
다수의 ADC가 각각, 상기 입력 전압과 상기 레퍼런스 전압을 비교하여, 디지털 데이터로 비교 결과를 출력하는 단계;
다수의 ADC가 각각, 상기 비교 결과를 외부에 출력하기 위해 기록하는 단계; 및
다수의 ADC에 상기 레퍼런스 전압을 동시에 연결시키는 단계;를 포함하고,
상기 연결 단계는,
입력되는 구동 클럭에 의해 연결 동작을 제어하고,
상기 구동 클럭은,
다수의 ADC가 비교 및 출력 동작할 수 있는 제1 구간과 상기 비교 및 출력 동작하지 않는 제2 구간을 지정하는 제어 클럭이며,
상기 연결 단계는,
상기 구동 클럭이 상기 제2 구간을 지정할 때, 상기 연결 동작을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 ADC 방법.
The plurality of ADCs each forming an input voltage and a reference voltage, which are voltages of an analog input signal;
Comparing each of the plurality of ADCs with the input voltage and the reference voltage, and outputting the comparison result as digital data;
Recording each of the plurality of ADCs for outputting the comparison result to the outside; And
Concurrently coupling the reference voltage to the plurality of ADCs,
Wherein the connecting step comprises:
Controls a connection operation by an input driving clock,
The driving clock includes:
A control clock for designating a first section in which a plurality of ADCs can perform comparison and output operation and a second section in which the comparison and output operation are not performed,
Wherein the connecting step comprises:
And controls the coupling operation to be performed when the driving clock designates the second section.
KR20130085283A 2013-07-19 2013-07-19 Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same KR101471611B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130085283A KR101471611B1 (en) 2013-07-19 2013-07-19 Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130085283A KR101471611B1 (en) 2013-07-19 2013-07-19 Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101471611B1 true KR101471611B1 (en) 2014-12-11

Family

ID=52678530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130085283A KR101471611B1 (en) 2013-07-19 2013-07-19 Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101471611B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106468897A (en) * 2015-08-21 2017-03-01 博世力士乐(西安)电子传动与控制有限公司 Interface arrangement and processing system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090102694A1 (en) * 2007-05-31 2009-04-23 Srikanth Nittala High Speed Parallel Procesing Digita Path for SAR ADC
KR20110083883A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 고려대학교 산학협력단 Time-interleaved analog-to-digital converter
KR20120006351A (en) * 2010-07-12 2012-01-18 삼성전자주식회사 Successive approximation analog to digital converter and method of analog to digital conversion

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090102694A1 (en) * 2007-05-31 2009-04-23 Srikanth Nittala High Speed Parallel Procesing Digita Path for SAR ADC
KR20110083883A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 고려대학교 산학협력단 Time-interleaved analog-to-digital converter
KR20120006351A (en) * 2010-07-12 2012-01-18 삼성전자주식회사 Successive approximation analog to digital converter and method of analog to digital conversion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106468897A (en) * 2015-08-21 2017-03-01 博世力士乐(西安)电子传动与控制有限公司 Interface arrangement and processing system
CN106468897B (en) * 2015-08-21 2021-01-12 博世力士乐(西安)电子传动与控制有限公司 Interface device and processing system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI461002B (en) Analog to digital converter and signals converting method thereof
US9270293B2 (en) System and method for multi channel sampling SAR ADC
TWI390854B (en) Analog-to-digital converter, analog-to-digital converting method, solid-state image pickup device, and camera system
US8963760B2 (en) Analog-to-digital converter and solid-state imaging device
US8411707B2 (en) Low power, high speed multi-channel data acquisition system and method
US7064700B1 (en) Multi-channel analog to digital converter
EP2117228A1 (en) Solid state imaging element and camera system
EP2564508B1 (en) A/d converter, a/d conversion method, solid-state imaging element and camera system
US7224306B2 (en) Analog-to-digital converter in which settling time of amplifier circuit is reduced
EP2775481B1 (en) Apparatus and method for reducing sampling circuit timing mismatch
US7965217B2 (en) Apparatus and method for pipelined analog to digital conversion
EP2849346A1 (en) Mixed-signal circuitry
WO2016017872A1 (en) Asynchronous successive approximation resister analog-to-digital converter and internal clock generator included therein
US20150009053A1 (en) Input configuration for analog to digital converter
JP4372111B2 (en) Analog to digital converter
US7978116B2 (en) Apparatus and method for pipelined analog to digital conversion
KR101471611B1 (en) Multi-channel SAR-typed ADC apparatus with reference voltage fluctuation preventing scheme and method using the same
JP2009105578A (en) Series-parallel analog-digital converter and analog-digital conversion method
JP5233462B2 (en) AD converter, data receiving apparatus, and data receiving method
JP4974214B2 (en) A / D converter
US20110043251A1 (en) Opportunistic Timing Control in Mixed-Signal System-On-Chip Designs
US7248186B1 (en) Noise management method and circuits suitable for utilization in circuits and systems having a switched data port
US20130154860A1 (en) Use of logic circuit embedded into comparator for foreground offset cancellation
KR100658167B1 (en) Analog to digital converter
CN109495112A (en) D conversion method and delta-sigma modulator

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant