KR101483041B1 - Constant fraction discriminator time pickoff apparatus and method thereof - Google Patents
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Abstract
일정 분율 판별 방식의 타임 픽오프 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 장치는 수신되는 제1 입력 신호의 크기를 검출하고, 상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 따라 증폭기의 이득을 제어하여 상기 제1 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화(normalization)하여 출력하는 자동 이득 제어부; 상기 자동 이득 제어부로부터 출력된 신호를 미리 결정된 시간만큼 지연시킨 제1 신호와 미리 결정된 크기 비율만큼 조절된 제2 신호를 출력하는 일정 분율 판별부; 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 비교하여 상기 수신된 상기 제1 입력 신호에 대응하는 펄스 신호를 출력하는 비교기를 포함함으로써, 입자물리, 타이밍(timing) 계측장치 등에서 입력 신호의 크기를 일정하게 하여 입력 신호 파형의 기울기 및 크기에 의한 펄스 신호 발생 시점의 차이(time walk)를 감소시키고 정확한 시간 측정을 수행할 수 있다.A time pick-off apparatus and a method thereof for a constant fraction discrimination method are disclosed. A time pick-off apparatus according to an embodiment of the present invention detects a magnitude of a first input signal to be received and controls a gain of the amplifier according to a magnitude of the first input signal, To a predetermined size and outputting the normalized gain control signal; A constant rate discrimination unit for outputting a first signal delayed by a predetermined time and a second signal adjusted by a predetermined ratio, And a comparator that compares the first signal with the second signal and outputs a pulse signal corresponding to the received first input signal. Thus, the particle physics, timing measurement apparatus, So that it is possible to reduce the time walk of the pulse signal generation due to the slope and size of the input signal waveform and to perform accurate time measurement.
Description
본 발명은 타임 픽오프(time pickoff)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입자물리, 타이밍(timing) 계측장치 등에서 입력 신호의 크기를 일정하게 하여 입력 신호 파형의 기울기 및 크기에 의한 펄스 신호 발생 시점의 차이(time walk)를 감소시키고 정확한 시간 측정을 수행할 수 있는 CFD(constant fraction discriminator) 방식의 타임 픽오프 장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time pickoff, and more particularly, to a time pickoff in which a magnitude of an input signal is constant in a particle physics, a timing measurement apparatus, (CFD) type time pickoff apparatus capable of reducing a time walk and performing accurate time measurement, and a method thereof.
본 발명은 교육과학기술부 및 한국연구재단의 일반연구자지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2010-0021393, 과제명: 고속 front-end electronics에서 시간 측정 회로의 정밀도 향상에 대한 연구].The present invention was derived from research carried out by the Ministry of Education, Science and Technology and the Korea Research Foundation as part of the general researcher support project [Project Number: 2010-0021393, Title: Improvement of accuracy of time measurement circuit in high-speed front- Research on.
정확한 시간 간격 측정 혜택을 누릴 수 있는 과학 장비의 광범위한 제품군이 있으며, 이러한 기기들로는 입자 분석기, 지연 라인 자외선 영사기(UV imager), 레이저 범위 검색 기기 등이 있다. There are a wide range of scientific instruments that can benefit from accurate time interval measurements, such as particle analyzers, delay line UV imagers, and laser range finding instruments.
입자의 비행 시간(TOF: time of flight)과 같은 매우 짧은 시간 측정을 위해서는 원하는 신호가 발생한 시점에 정확히 생성된 기준 펄스가 필요하다. Time pickoff 회로는 이와 같은 기준 펄스를 생성하는 회로로서, 널리 사용되고 있는 방식으로는 leading edge discriminator, constant fraction discriminator 가 있다.For very short time measurements, such as time of flight (TOF), a precisely generated reference pulse is needed at the time the desired signal is generated. The time pickoff circuit is a circuit that generates such reference pulses. The widely used method is a leading edge discriminator and a constant fraction discriminator.
Leading edge discriminator(LED)는 가장 기본적인 time pickoff 회로로서, 비교기와 임계(threshold) 값 설정부로만 구성되어 구조가 매우 단순하고 세팅이 용이하다는 장점이 있다. 하지만, 기준 펄스의 발생 시점이 입력 신호의 크기에 의존하는 타임 워크(time walk)가 커서 높은 시간 정밀도를 위해서는 offline correction, double threshold와 같은 추가 기술이 요구된다.Leading edge discriminator (LED) is the most basic time pickoff circuit. It consists of a comparator and a threshold value setting unit, which is very simple and easy to set. However, since the time point at which the reference pulse is generated depends on the magnitude of the input signal, there is a need for additional techniques such as an offline correction and a double threshold for high time accuracy.
Constant fraction discriminator(CFD)는 상승 시간이 일정한 입력 신호에서 신호의 크기가 일정 비율에 도달하는 시점은 크기에 상관없이 일정하다는 점을 이용한 방법으로, 이론적으로는 time walk를 갖지 않아 가장 널리 사용되고 있다.Constant fraction discriminator (CFD) is the most widely used method because it does not have a time walk theoretically, because the point at which the signal size reaches a certain rate is constant irrespective of the size in the input signal with constant rise time.
그러나, 회로에 사용된 비교기의 응답 시간이 입력 신호의 크기에 반비례하는 성향이 있어 실제로는 time walk를 보이며 이를 감소시키기 위해 신호 크기에 따른 지연(delay) 조절과 같은 추가 기술이 요구되고 있다.However, since the response time of the comparator used in the circuit tends to be inversely proportional to the size of the input signal, it actually shows a time walk and requires additional technology such as delay adjustment depending on the signal size in order to reduce the time walk.
이와 같이 CFD는 입력 신호의 크기 차이가 비교기의 응답 시간에 영향을 미치기 때문에 입력 신호의 동적 범위가 커지면 그 만큼 time walk가 커지는 문제점이 있다.
As described above, CFD has a problem in that the difference in the magnitude of the input signal affects the response time of the comparator, and thus the time walk becomes larger as the dynamic range of the input signal increases.
따라서, 넓은 동적 범위를 가지면서 time walk를 줄일 수 있는 CFD 방식을 사용하는 타임 픽오프 장치의 필요성이 대두된다.Therefore, there is a need for a time pickoff device that uses a CFD method that has a wide dynamic range and can reduce a time walk.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 이벤트로 인해 발생되는 입력 신호의 크기를 일정하게 하여 입력 신호 파형의 기울기 및 크기에 의한 비교기에서의 펄스 신호 발생 시점의 차이를 감소시키고 정확한 시간 측정을 수행할 수 있는 CFD 방식의 타임 픽오프 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to reduce the difference in the pulse signal generation time in the comparator by the slope and size of the input signal waveform, And to provide a time pick-off device of a CFD method capable of performing accurate time measurement and a method thereof.
구체적으로, 본 발명은 입력 신호의 크기에 반비례하도록 이득을 자동 제어함으로써, 비교기로 입력되는 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화시켜 신호 조절 회로에서 신호 크기의 동적 범위를 감소시킬 수 있고, 이를 통해 입력 신호들의 기울기 및 크기의 변화 폭도 감소하게 되어 타임 픽오프 회로를 구성하고 있는 비교기의 응답 시간이 입력 신호의 기울기 및 크기에 대한 의존성이 감소되며, 따라서 입력 신호에 따른 펄스 신호 발생 시점의 오차를 줄일 수 있다.More specifically, the present invention can automatically reduce the dynamic range of the signal size in the signal adjustment circuit by normalizing the magnitude of the input signal input to the comparator to a predetermined magnitude by automatically controlling the gain in inverse proportion to the magnitude of the input signal, The response time of the comparator constituting the time pick-off circuit is reduced depending on the slope and the magnitude of the input signal. Therefore, the error of the pulse signal generation time according to the input signal .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 장치는 수신되는 제1 입력 신호의 크기를 검출하고, 상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 따라 증폭기의 이득을 제어하여 상기 제1 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화(normalization)하여 출력하는 자동 이득 제어부; 상기 자동 이득 제어부로부터 출력된 신호를 미리 결정된 시간만큼 지연시킨 제1 신호와 미리 결정된 크기 비율만큼 조절된 제2 신호를 출력하는 일정 분율 판별부(Constant Fraction Discriminator, CFD); 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 비교하여 상기 수신된 상기 제1 입력 신호에 대응하는 펄스 신호를 출력하는 비교기를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a time pick-off apparatus for detecting a magnitude of a first input signal to be received and calculating a gain of the amplifier according to a magnitude of the first input signal. An automatic gain control unit for normalizing the magnitude of the first input signal to a predetermined magnitude and outputting the magnitude; A constant fraction discriminator (CFD) for outputting a first signal delayed by a predetermined time and a second signal adjusted by a predetermined size ratio; And a comparator for comparing the first signal with the second signal and outputting a pulse signal corresponding to the received first input signal.
상기 자동 이득 제어부는 입력 신호의 크기를 미리 설정된 복수의 크기 값 범위들로 분할하고, 상기 복수의 크기 값 범위들 중 상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 해당하는 크기 값 범위에 따라 이득을 제어할 수 있다.Wherein the automatic gain control unit divides the magnitude of the input signal into a plurality of magnitude ranges having a predetermined magnitude, and calculates a gain according to a magnitude range corresponding to the detected magnitude of the first input signal among the plurality of magnitude ranges Can be controlled.
상기 자동 이득 제어부는 상기 제1 입력 신호의 크기를 검출하는 입력 신호 크기 검출부; 상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하는 이득 제어부; 및 상기 이득 제어부에 의해 결정된 이득에 따른 상기 증폭기의 제어를 통하여 상기 제1 입력 신호의 크기를 상기 미리 결정된 크기로 정규화하여 출력하는 증폭부를 포함할 수 있다.Wherein the automatic gain control unit comprises: an input signal size detector for detecting the size of the first input signal; A gain controller for controlling the gain of the amplifier according to the magnitude of the first input signal; And an amplifier for normalizing the magnitude of the first input signal to the predetermined magnitude through the control of the amplifier according to the gain determined by the gain controller.
상기 이득 제어부는 상기 제1 입력 신호의 크기에 따라 복수의 이득 제어 신호를 출력하고, 상기 증폭부는 상기 복수의 이득 제어 신호에 의해 결정된 이득에 따라 상기 제1 입력 신호를 상기 미리 결정된 크기로 정규화하여 출력할 수 있다.Wherein the gain control unit outputs a plurality of gain control signals according to a magnitude of the first input signal and the amplifying unit normalizes the first input signal to the predetermined magnitude according to a gain determined by the plurality of gain control signals Can be output.
상기 이득 제어부는 상기 제1 입력 신호의 크기와 미리 결정된 각각의 임계 값을 비교하여 상기 복수의 이득 제어 신호를 상기 증폭부로 출력하는 복수의 비교기들를 포함할 수 있고, 상기 복수의 비교기들은 병렬 비교에 의해 상기 복수의 이득 제어 신호를 상기 증폭부로 출력하는 플래시 타입(flash type)으로 배치될 수 있다.
The gain control unit may include a plurality of comparators for comparing the magnitude of the first input signal with predetermined threshold values and outputting the plurality of gain control signals to the amplification unit, And outputting the plurality of gain control signals to the amplifying unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 방법은 수신된 제1 입력 신호의 크기를 검출하는 단계; 상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 따라 증폭기의 이득을 제어하여 상기 제1 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화하여 출력하는 단계; 정규화하여 출력된 신호를 미리 결정된 시간만큼 지연시킨 제1 신호와 미리 결정된 크기 비율만큼 조절된 제2 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 비교하여 상기 수신된 상기 제1 입력 신호에 대응하는 펄스 신호를 출력하는 단계를 포함한다.A time pick-off method according to an embodiment of the present invention includes: detecting a magnitude of a received first input signal; Controlling the gain of the amplifier according to the detected magnitude of the first input signal to normalize the magnitude of the first input signal to a predetermined magnitude and outputting the magnitude; Generating a first signal that is a normalized output signal by a predetermined time delay and a second signal that is adjusted by a predetermined size ratio; And comparing the first signal with the second signal and outputting a pulse signal corresponding to the received first input signal.
본 발명에 따르면, 이벤트 예를 들어, 에너지 입자 검출로 인해 발생되는 입력 신호의 크기에 반비례하도록 증폭기의 이득을 자동 제어하여 입력 신호의 크기를 정규화시킴으로써, 입력 신호 파형의 기울기 및 크기에 의한 펄스 신호 발생 시점의 차이를 감소시키고 정확한 시간을 측정할 수 있다.According to the present invention, the amplitude of the input signal is automatically normalized by automatically controlling the gain of the amplifier to be in inverse proportion to the magnitude of the input signal generated due to energy particle detection, for example, It is possible to reduce the difference in the point of occurrence and to measure the accurate time.
보다 상세하게, 본 발명은 Constant fraction discriminator(CFD) 방식에서, 수신되는 입력 신호의 크기와 무관하게 비교기로 입력되는 신호의 크기를 정규화시키기 위하여, 입력 신호의 크기에 반비례하도록 증폭기의 이득을 자동 제어함으로써, 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화시켜 출력한다. 이를 통해 입력 신호들의 기울기와 크기의 변화 폭도 감소하게 되어 비교기의 응답 시간에 대한 입력 신호 기울기와 크기의 의존성이 감소되며, 결과적으로 입력 신호에 따른 펄스 신호 발생 시점의 차이인 time walk를 줄일 수 있다.More particularly, the present invention relates to a method for automatically adjusting the gain of an amplifier in inverse proportion to the magnitude of an input signal in order to normalize the size of a signal input to a comparator regardless of the magnitude of a received input signal in a constant fraction discriminator (CFD) Thereby normalizing the magnitude of the input signal to a predetermined magnitude and outputting it. As a result, the gradient of the input signal and the amplitude of the amplitude of the input signal are reduced, so that the dependency of the input signal on the response time of the comparator is reduced. As a result, the time walk, .
나아가, 본 발명은 비교기로 입력되는 신호의 크기를 정규화시키기 때문에 입력 신호가 넓은 동적 범위를 가지면서도 time walk를 줄일 수 있다.Further, since the present invention normalizes the magnitude of a signal input to the comparator, the input signal can have a wide dynamic range while reducing the time walk.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동 이득 제어부에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 타임 픽오프 장치에 대한 일 실시예의 회로 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 입력 신호의 크기와 타임 워크 간의 관계를 설명하기 위한 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 입력 신호의 크기에 따라 도 2에 도시된 증폭부의 이득 관계에 대한 그래프를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.1 shows a configuration of a time pick-off device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a configuration of an automatic gain controller shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
3 shows a circuit configuration of an embodiment of the time pick-off apparatus of the present invention.
4 is a graph for explaining the relationship between the magnitude of the input signal and the time work.
5 is a graph illustrating a gain relation of the amplifier shown in FIG. 2 according to the magnitude of an input signal.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the time pick-off method according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or " comprising " is intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, , But do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 일정 분율 판별 방식의 타임 픽오프 장치 및 그 방법을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a time pick-off apparatus and a method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.1 shows a configuration of a time pick-off device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 타임 픽오프 장치는 자동 이득 제어부(110), 일정 분율 판별부(120) 및 비교기(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the time pickoff apparatus includes an automatic
자동 이득 제어부(110)는 수신된 입력 신호의 크기에 반비례하도록 이득을 제어하고, 제어된 이득에 따라 수신된 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화(normalization)하여 일정 분율 판별부(120)로 출력한다.The automatic
이 때, 자동 이득 제어부(110)는 입력 신호 크기에 따라 미리 분할된 복수의 크기 값 범위들 중에서 수신된 입력 신호의 크기에 해당하는 크기 값 범위에 해당하는 이득으로 수신된 입력 신호의 이득을 제어함으로써, 수신된 입력 신호의 크기를 정규화(normalization)시킬 수 있다.At this time, the automatic
즉, 자동 이득 제어부(110)는 다른 크기와 기울기를 갖는 입력 신호가 수신되더라도 동일한 크기를 갖도록 증폭기의 이득을 자동 제어함으로써, 일정 분율 판별부(120)를 통해 비교기(130)로 입력되는 신호의 크기를 정규화시키며, 이를 통해 비교기(130)로부터 출력되는 펄스 신호들 간의 시간 차이인 타임 워크(time walk)를 줄일 수 있다.That is, the automatic
이 때, 자동 이득 제어부(110)는 수신된 입력 신호의 크기에 따라 생성되는 이득 제어 신호에 의하여 증폭기의 이득을 자동 제어할 수 있고, 본 발명의 일 실시예와 같이 복수의 이득 제어 신호를 생성하는 경우 복수의 크기 값 범위들은 미리 결정되거나 요구되는 타임 정밀도(time accuracy) 또는 타임 워크(time walk) 범위에 의해 결정될 수 있다.At this time, the automatic
일정 분율 판별부(120)는 자동 이득 제어부(110)로부터 크기가 정규화된 입력 신호를 수신하고, 수신된 신호를 미리 결정된 시간만큼 지연시킨 제1 신호와 미리 결정된 크기 비율만큼 조절된 제2 신호를 비교기(130)로 출력한다.The constant
이 때, 일정 분율 판별부(120)는 신호 지연부(121) 및 신호 크기 조절부(122)를 포함하며, 신호 지연부(121)는 상술한 바와 같이, 자동 이득 제어부(110)로부터 수신된 신호를 일정 시간만큼 지연시켜 출력하고, 신호 크기 조절부(122)는 자동 이득 제어부(110)로부터 수신된 신호의 크기를 일정 비율만큼 조절하여 출력한다.At this time, the constant
여기에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일정 분율 판별부(120)는 입력 신호의 크기가 상이하더라도 자동 이득 제어부(110)에 의해 정규화된 크기로 조절되어 수신되기 때문에 일정 분율 판별부(120)로 수신되는 신호의 크기의 동적 범위는 일정 기준 이하로 줄어들게 되고, 따라서 비교기(130)로 입력되는 신호의 동적 범위 또한 일정 기준 이하로 줄어들게 된다.As can be seen, since the constant
비교기(130)는 일정 분율 판별부(120)로부터 출력되는 두 신호를 수신하고, 수신된 두 신호를 비교하여 두 신호가 같아지는 시점에서 수신된 입력 신호에 해당하는 펄스 신호를 생성하여 출력한다.The
이 때, 비교기(130)로 입력되는 신호는 자동 이득 제어부(110)에 의해 이미 일정 크기로 정규화된 상태이기 때문에 동적 범위가 일정 범위 이하로 조절된 상태이고, 따라서 비교기(130)의 응답 시간을 일정하게 만들어 줄 수 있으며, 이를 통해 비교기(130)의 응답 시간 차이로 인해 발생되는 타임 워크를 일정 시간 이하로 줄일 수 있다.In this case, since the signal input to the
이런 본 발명과 기존의 CFD 방식을 간략하게 비교하면 다음과 같다.The present invention and a conventional CFD method are briefly compared as follows.
기존의 CFD 방식을 사용하는 타임 픽오프 장치는 특정 동적 범위를 가지는 입력 신호를 직접 수신하고, 수신된 입력 신호를 일정 시간만큼 지연시킨 신호와 일정 크기 비율만큼 조절한 신호를 출력하며, 출력된 두 신호가 같아지는 시점이 입력 신호의 크기와 무관하게 항상 최대 크기의 일정 비율이 되는 시점이 되도록 하는데, 이렇게 만들어진 두 신호를 비교기를 통해 비교하여 기준 펄스를 생성한다.A time pickoff device using the conventional CFD method directly receives an input signal having a specific dynamic range, outputs a signal obtained by delaying the received input signal by a predetermined time and a signal adjusted by a predetermined size ratio, The time point at which the signals are equal is always the point at which the constant ratio of the maximum magnitude is obtained irrespective of the magnitude of the input signal. The two generated signals are compared through a comparator to generate a reference pulse.
이런 기존의 CFD 방식은 입력 신호의 기울기와 무관하게 최대 크기의 일정 비율이 되는 시점을 찾기 때문에 기울기의 차이에 의해 발생될 수 있는 도달 시간의 차이인 타임 워크(time walk)를 원론적으로 해결할 수 있지만, 도달 시간(arrival time)이 동일하더라도 비교기로 입력되는 입력 신호의 크기와 기울기는 여전히 다르고, 이로 인해 비교기 입력 커패시턴스에 대한 충전 시간이 다르기 때문에 비교기의 응답 시간이 달라지고, 이로 인해 타임 워크가 발생하게 된다. This conventional CFD method can solve the time walk which is the difference of the reaching time which can be caused by the difference of the slope because it finds the point at which the maximum size is a constant ratio irrespective of the slope of the input signal And the arrival time are the same, the response time of the comparator is changed due to the difference in the magnitude and the slope of the input signal input to the comparator and therefore the charging time for the comparator input capacitance, .
반면, 본 발명의 새롭게 제안된 CFD 방식은 자동 이득 제어부(110)에 의해 특정 동적 범위를 갖는 입력 신호를 정규화된 크기로 조절함으로써, 비교기로 입력되는 신호들의 크기와 기울기를 일정하게 또는 일정 범위 이하로 만들고, 이를 통해 비교기로 입력되는 신호의 기울기와 크기의 차이로 인해 발생되는 비교기의 입력 커패시턴스에 대한 충전 시간을 일정하게 만들어 주기 때문에 비교기의 응답 시간을 일정하게 만들고 따라서 응답 시간 차이로 인해 발생되는 타임 워크를 일정 시간 이하로 줄일 수 있다.
On the other hand, according to the newly proposed CFD method of the present invention, the automatic
도 2는 도 1에 도시된 자동 이득 제어부에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.FIG. 2 shows a configuration of an automatic gain controller shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 자동 이득 제어부(110)는 입력 신호 크기 획득부(210), 이득 제어부(220) 및 증폭부(230)를 포함한다.2, the automatic
입력 신호 크기 획득부(210)는 수신된 입력 신호의 크기를 획득한다.The input signal
이 때, 입력 신호 크기 획득부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 피크 검출기(210)를 이용하여 수신된 입력 신호(VIN)의 크기를 획득할 수 있다.At this time, the input signal
물론, 입력 신호 크기 획득부(210)는 피크 검출기에 한정되지 않으며, 입력 신호의 크기를 획득할 수 있는 다양한 회로에 의해 입력 신호 크기를 획득할 수 있다.Of course, the input signal
이득 제어부(220)는 미리 결정된 복수의 크기 값 범위들 중 입력 신호 크기 획득부(210)에 의해 획득된 입력 신호의 크기에 해당하는 크기 값 범위에 대한 복수의 이득 제어 신호를 출력한다.The
이 때, 이득 제어부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 획득된 입력 신호의 크기와 미리 결정된 임계 값(Vth1, Vth2, Vth3)을 각각 비교하여 이득 제어 신호를 각각 출력하는 복수의 비교기를 포함할 수 있으며, 복수의 비교기 각각은 미리 결정된 임계 값(Vth1, Vth2, Vth3)과 획득된 입력 신호의 크기를 비교하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the
이득 제어부(220)를 구성하는 복수의 비교기는 획득된 입력 신호의 크기와 미리 결정된 임계 값을 병렬적으로 비교하고, 이를 통해 획득된 각각의 이득 제어 신호를 증폭부(230)로 출력하는 플래시 타입(flash type)으로 배치될 수도 있다.The plurality of comparators constituting the
여기서, 복수의 비교기 각각은 이득 제어 신호를 증폭부(230)로 제공할 수 있다.Here, each of the plurality of comparators may provide a gain control signal to the
또한, 이득 제어부(220)를 구성하는 비교기의 개수는 미리 결정된 크기 값 범위들의 개수에 의해 결정될 수 있으며, 일 예로 아래 <표 1>에 도시된 바와 같이, 크기 값 범위들의 개수가 4개인 경우 이득 제어부(220)는 3개의 비교기로 구성될 수 있다.
Also, the number of comparators constituting the
[표 1][Table 1]
표 1에서 알 수 있듯이, 입력 신호의 크기가 20~2000[mV]이고 동적 범위가 40[dB]이며 입력 신호의 크기 값 범위들을 4개로 분할하는 경우, 크기 값 범위는 20~63[mV], 63~200[mV], 200~640[mV], 640~2000[mV]로 분할될 수 있다.As shown in Table 1, when the input signal size is 20 ~ 2000 [mV] and the dynamic range is 40 [dB] and the input signal size range is divided into 4, the size range is 20 ~ 63 [mV] , 63 to 200 [mV], 200 to 640 [mV], and 640 to 2000 [mV].
이 때, 증폭부(230)는 입력 신호의 크기를 일정 크기로 조절할 수 있도록 크기 값 범위 별로 증폭부의 이득을 조절할 수 있다. 예를 들어, 각 크기 값 범위 별로 증폭부의 이득을 32, 10, 3.2, 1로 설정하면 일정 분율 판별부(120)로 입력되는 신호 즉, 증폭부(230)의 출력 신호의 크기가 640~2000[mV]가 된다.
In this case, the
도 4는 입력 신호의 크기와 타임 워크 간의 관계를 설명하기 위한 그래프를 나타낸 것으로, 하나의 크기 값 범위에 해당하는 입력 신호의 최소 크기(x)와 최대 크기(kx)에 대해 이득이 G인 증폭기로부터 출력된 신호 y(=Gx)와 ky를 나타낸 것이다.FIG. 4 is a graph for explaining the relationship between the magnitude of the input signal and the time work. In FIG. 4, an amplifier having a gain of G for a minimum size (x) and a maximum size (kx) (= Gx) and ky output from the signal processing unit 40. [
도 4에 도시된 바와 같이, 증폭기로부터 출력되는 제1 출력 신호(y)의 크기가 미리 결정된 임계 값(Vth)에 해당하는 시간(t1)과 증폭기로부터 출력되는 제2 출력 신호(ky)의 크기가 미리 결정된 임계 값(Vth)에 해당하는 시간(t2)의 차이가 타임 워크에 해당한다.As shown in FIG. 4, when the magnitude of the first output signal y outputted from the amplifier is equal to the time t 1 corresponding to the predetermined threshold Vth and the magnitude of the second output signal ky outputted from the amplifier The time walk corresponds to the difference in time (t 2 ) when the size corresponds to a predetermined threshold value (Vth).
이때, 타임 워크를 계산하기 위한 시간 즉, t1과 t2는 아래 <수학식 1>에 의해 계산될 수 있다.
In this case, the time for calculating the time work, i.e., t 1 and t 2 , can be calculated by Equation (1) below.
[수학식 1][Equation 1]
여기서, tr은 입력 신호의 상승 시간을 의미하고, y는 출력 신호의 최소 크기를 의미한다.Here, t r denotes the rise time of the input signal, and y denotes the minimum size of the output signal.
상기 <수학식 1>에 의해 계산된 t1과 t2를 이용하여 두 입력 신호 간의 타임 워크를 계산할 수 있으며, 계산된 타임 워크는 아래 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
The time work between two input signals can be calculated using t 1 and t 2 calculated by Equation (1), and the calculated time work can be expressed as Equation (2) below.
[수학식 2]&Quot; (2) "
여기서, k는 크기 값 범위에 해당하는 범위 크기를 의미한다.Here, k means a range size corresponding to the size value range.
즉, 입력 신호의 크기 차이에 따른 기울기의 차이로 인하여 타임 워크가 발생할 수 있지만, 본 발명은 입력 신호의 크기 차이를 정규화시킴으로써, 일정 분율 판별부(120)로 입력되는 신호의 기울기 및 크기 차이를 감소시키고, 이를 통해 비교기에서의 응답 시간을 일정 범위 내로 만들어 주어 타임 워크를 일정 시간 이하로 줄일 수 있다.
That is, a time work may occur due to a difference in the slope depending on the magnitude of the input signal. However, according to the present invention, by normalizing the magnitude difference of the input signal, the slope and the magnitude difference of the signal input to the constant
다시 도 2를 참조하면, 이득 제어부(220)에 의하여 복수의 이득 제어 신호가 출력되면, 증폭부(230)는 수신된 입력 신호를 복수의 이득 제어 신호에 의해 이득이 제어된 증폭기를 이용하여 입력 신호의 크기를 정규화시켜 일정 분율 판별부(120)로 출력한다.Referring again to FIG. 2, when a plurality of gain control signals are output by the
여기서, 증폭부(230)는 도 3에 도시된 일 예와 같이, 이득 제어부(220)로부터 출력되는 복수의 이득 제어 신호를 수신하여 디지털로 제어되는 복수의 감쇠기(attenuator)와 고정된 이득을 갖는 2단 증폭기를 포함할 수 있다.
3, the amplifying
도 5는 입력 신호의 크기에 따라 도 2에 도시된 증폭부의 이득 관계에 대한 그래프를 나타낸 것이다.5 is a graph illustrating a gain relation of the amplifier shown in FIG. 2 according to the magnitude of an input signal.
도 5를 통해 알 수 있듯이, 증폭부의 이득은 입력 신호의 크기 값 범위에 따라 4단계로 제어되는 것을 알 수 있으며, 입력 신호의 크기가 클수록 이득이 반대로 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 입력 신호의 크기와 이득의 반비례 관계를 통하여 증폭부로부터 출력되는 출력 신호의 크기를 정규화시킬 수 있다.As can be seen from FIG. 5, the gain of the amplifier is controlled in four stages according to the magnitude range of the input signal. It can be seen that as the magnitude of the input signal increases, the gain decreases. That is, the magnitude of the output signal output from the amplifying unit can be normalized through the inverse relationship between the magnitude of the input signal and the gain.
일례로, 도 5의 4단계에 대한 증폭부의 이득 제어에서 입력 크기 범위 별 이득을 각각 32, 10, 3.2, 1로 설정하면 출력 신호의 크기는 모두 640~2000[mV]로 정규화된다. 그러므로, 일정 분율 판별부(120)로 입력되는 입력 신호의 동적 범위(dynamic range)는 자동 이득 제어부(110)로 입력되는 입력 신호에 대한 동적 범위의 1/30 이하로 감소하게 된다. 따라서, 입력 신호의 크기에 따른 충전 시간의 차이에 따른 비교기의 응답 시간의 차이 역시 크게 감소하게 된다.
For example, in the gain control of the amplifier in the fourth step of FIG. 5, when the gain for each input size range is set to 32, 10, 3.2, and 1, the output signal size is normalized to 640 to 2000 [mV]. Therefore, the dynamic range of the input signal input to the constant
이와 같이, 본 발명에 따른 타임 픽오프 장치는 에너지 입자 검출 등에 의해 발생되는 입력 신호의 크기에 반비례하도록 증폭기의 이득을 자동 제어하고 이를 통해 비교기로 입력되는 신호를 일정 크기로 정규화시킴으로써, 비교기의 입력 커패시턴스에 대한 충전 시간을 일정하게 만들어 주어 비교기의 응답 시간을 일정하게 만들어 주고, 이를 통해 타임 워크를 일정 시간 이하로 줄일 수 있으며, 따라서 정확한 시간을 측정할 수 있다.
As described above, the time pickoff apparatus according to the present invention automatically controls the gain of the amplifier so as to be in inverse proportion to the magnitude of the input signal generated by energy particle detection or the like, and normalizes the signal inputted to the comparator to a predetermined magnitude, By making the charging time constant for the capacitance, the response time of the comparator is made constant, and the time work can be reduced to a certain time or less, and thus the accurate time can be measured.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것으로, 도 1과 도 2에 도시된 타임 픽오프 장치에 의한 동작 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the time pick-off method according to an exemplary embodiment of the present invention, and is an operation flowchart of the time pick-off device shown in FIGS.
도 6을 참조하면, 본 발명의 타임 픽오프 방법은 수신될 입력 신호의 크기 예를 들어, 20~2000[mV]를 복수의 크기 값 범위들로 분할하고, 입력 신호가 수신되는지 판단한다(S610, S620).Referring to FIG. 6, the time pick-off method of the present invention divides a size of an input signal to be received, for example, 20 to 2000 [mV] into a plurality of size value ranges and determines whether an input signal is received (S610 , S620).
단계 S620에서 이벤트 발생에 대응하는 입력 신호가 수신되면, 수신된 입력 신호의 크기를 획득하고, 분할된 크기 값 범위들 중 획득된 입력 신호의 크기에 대응하는 크기 값 범위에 대한 복수의 이득 제어 신호를 생성한다(S630, S640).When an input signal corresponding to the occurrence of the event is received in step S620, the gain control unit obtains the magnitude of the received input signal, and obtains a plurality of gain control signals for a magnitude range corresponding to the magnitude of the input signal, (S630, S640).
이 때, 생성되는 이득 제어 신호의 개수는 크기 값 범위들의 개수에 의해 결정될 수 있고, 바람직하게 이득 제어 신호의 개수는 크기 값 범위들의 개수(N)보다 작은 개수(N-1)를 가질 수 있다.At this time, the number of generated gain control signals may be determined by the number of the magnitude value ranges, and preferably the number of gain control signals may have a number (N-1) smaller than the number N of magnitude value ranges .
복수의 이득 제어 신호가 생성되면, 생성된 복수의 이득 제어 신호를 이용하여 수신되는 입력 신호의 크기를 증폭하는 증폭기의 이득을 제어한다(S650).When a plurality of gain control signals are generated, a gain of an amplifier for amplifying the magnitude of an input signal received using the generated plurality of gain control signals is controlled (S650).
여기서, 복수의 이득 제어 신호에 의해 제어되는 증폭기는 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.Here, the amplifier controlled by the plurality of gain control signals may include at least one or more amplifiers.
단계 S650에 의한 이득 제어를 통해, 수신된 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화(normalization)하여 출력한다(S660).In step S660, the magnitude of the received input signal is normalized to a predetermined magnitude through gain control in step S650.
정규화된 입력 신호가 출력되면, 정규화된 입력 신호를 미리 결정된 일정 시간만큼 지연시켜 제1 신호를 생성하고, 정규화된 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기 비율만큼 조절하여 제2 신호를 생성한다(S670).When the normalized input signal is output, the normalized input signal is delayed by a predetermined period of time to generate a first signal, and the second signal is generated by adjusting the size of the normalized input signal by a predetermined size ratio (S670) .
단계 S870에 의해 생성된 제1 신호와 제2 신호를 비교하고, 두 신호의 같아지는 시점에 수신된 입력 신호에 대응하는 펄스 신호를 생성한다(S680).
The first signal generated in step S870 is compared with the second signal, and a pulse signal corresponding to the received input signal is generated at the same time of the two signals (S680).
이와 같이, 본 발명에 따른 타임 픽오프 방법은 펄스 신호를 생성하는 비교기로 입력되는 입력 신호의 크기를 크기 값 범위에 따른 이득 제어를 통해 정규화시킴으로써, 생성되는 펄스 신호의 타임 워크를 감소시킬 수 있고, 이를 통해 이벤트의 발생 시간의 측정 정확도를 높일 수 있다.
As described above, the time pick-off method according to the present invention can reduce the time work of the generated pulse signal by normalizing the magnitude of the input signal inputted to the comparator for generating the pulse signal through the gain control according to the magnitude value range , Thereby increasing the measurement accuracy of the event occurrence time.
본 발명의 일 실시예에 따른 타임 픽오프 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
The time pick-off method according to an exemplary embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 성분 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. Although the present invention has been described with reference to specific embodiments and specific examples, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (9)
상기 자동 이득 제어부로부터 출력된 신호를 미리 결정된 시간만큼 지연시킨 제1 신호와 미리 결정된 크기 비율만큼 조절된 제2 신호를 출력하는 일정 분율 판별부; 및
상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 비교하여 상기 수신된 상기 제1 입력 신호에 대응하는 펄스 신호를 출력하는 비교기
를 포함하고,
상기 자동 이득 제어부는
입력 신호의 크기를 미리 설정된 복수의 크기 값 범위들로 분할하고, 상기 복수의 크기 값 범위들 중 상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 해당하는 크기 값 범위에 따라 이득을 제어하는 타임 픽오프 장치.And a controller for controlling the gain of the amplifier according to the detected magnitude of the first input signal to normalize the magnitude of the first input signal to a predetermined magnitude, A gain controller;
A constant rate discrimination unit for outputting a first signal delayed by a predetermined time and a second signal adjusted by a predetermined ratio, And
A comparator for comparing the first signal with the second signal and outputting a pulse signal corresponding to the received first input signal;
Lt; / RTI >
The automatic gain control unit
A time pick-off method for dividing a magnitude of an input signal into a plurality of predetermined magnitude ranges and controlling a gain according to a magnitude range corresponding to the detected magnitude of the first input signal among the plurality of magnitude ranges, Device.
상기 자동 이득 제어부는
상기 제1 입력 신호의 크기를 검출하는 입력 신호 크기 검출부;
상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하는 이득 제어부; 및
상기 이득 제어부에 의해 결정된 이득에 따른 상기 증폭기의 제어를 통하여 상기 제1 입력 신호의 크기를 상기 미리 결정된 크기로 정규화하여 출력하는 증폭부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 타임 픽오프 장치.The method according to claim 1,
The automatic gain control unit
An input signal size detector for detecting the size of the first input signal;
A gain controller for controlling the gain of the amplifier according to the magnitude of the first input signal; And
And an amplifier unit for normalizing the magnitude of the first input signal to the predetermined magnitude through the control of the amplifier according to the gain determined by the gain control unit,
And a time-pick-off device.
상기 이득 제어부는
상기 제1 입력 신호의 크기에 따라 복수의 이득 제어 신호를 출력하고,
상기 증폭부는
상기 복수의 이득 제어 신호에 의해 결정된 이득에 따라 상기 제1 입력 신호를 상기 미리 결정된 크기로 정규화하여 출력하는 것을 특징으로 하는 타임 픽오프 장치.The method of claim 3,
The gain control unit
Outputting a plurality of gain control signals according to the magnitude of the first input signal,
The amplifying unit
And normalizes the first input signal to the predetermined magnitude according to a gain determined by the plurality of gain control signals, and outputs the normalized signal.
상기 이득 제어부는
상기 제1 입력 신호의 크기와 미리 결정된 각각의 임계 값을 비교하여 상기 복수의 이득 제어 신호를 상기 증폭부로 출력하는 복수의 비교기들
를 포함하는 것을 특징으로 하는 타임 픽오프 장치.5. The method of claim 4,
The gain control unit
A plurality of comparators for comparing the magnitude of the first input signal with predetermined thresholds to output the plurality of gain control signals to the amplification unit,
And a time-pick-off device.
상기 복수의 비교기들은
병렬 비교에 의해 상기 복수의 이득 제어 신호를 상기 증폭부로 출력하는 플래시 타입(flash type)으로 배치되는 것을 특징으로 하는 타임 픽오프 장치.
6. The method of claim 5,
The plurality of comparators
Wherein the plurality of gain control signals are arranged in a flash type that outputs the plurality of gain control signals to the amplifying unit by parallel comparison.
수신된 제1 입력 신호의 크기를 검출하는 단계;
상기 복수의 크기 값 범위들 중 상기 검출된 상기 제1 입력 신호의 크기에 해당하는 크기 값 범위에 따라 증폭기의 이득을 제어하여 상기 제1 입력 신호의 크기를 미리 결정된 크기로 정규화하여 출력하는 단계;
정규화하여 출력된 신호를 미리 결정된 시간만큼 지연시킨 제1 신호와 미리 결정된 크기 비율만큼 조절된 제2 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 비교하여 상기 수신된 상기 제1 입력 신호에 대응하는 펄스 신호를 출력하는 단계
를 포함하는 타임 픽오프 방법.
Dividing a magnitude of an input signal into a plurality of magnitude ranges of a predetermined magnitude;
Detecting a magnitude of the received first input signal;
Controlling a gain of the amplifier according to a magnitude range corresponding to the detected magnitude of the first input signal among the plurality of magnitude value ranges to normalize the magnitude of the first input signal to a predetermined magnitude and output;
Generating a first signal that is a normalized output signal by a predetermined time delay and a second signal that is adjusted by a predetermined size ratio; And
Comparing the first signal with the second signal and outputting a pulse signal corresponding to the received first input signal
/ RTI >
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