KR101691976B1 - Offset cancellation apparatus using delay locked loop - Google Patents

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울산과학기술원
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Abstract

본 발명의 지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치는, 입력 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 비교기로 공급하는 DAC와, 상기 DAC로부터 제공되는 샘플링 및 홀딩된 입력 신호의 레벨과 아날로그 출력신호의 레벨을 비교하여 하이 또는 로우 레벨의 비교신호를 출력하는 상기 비교기와, 상기 비교기로부터의 비교신호 출력을 이용하여 상기 비교기의 오프셋을 검출하고, 그 검출 결과에 의거하여 상기 비교기의 스위칭을 조정하는 디지털 DLL부와, 상기 비교신호의 출력 중 어느 신호가 시간적으로 빠른 지를 판단하여 하이 또는 로우 레벨의 출력을 SAR 로직부로 전달하는 결정 로직부와, 상기 결정 로직부로부터 제공되는 하이 또는 로우 레벨의 출력에 의거하여 최상위 비트에서부터 최하위 비트까지 순차적으로 기 설정된 n비트 수만큼의 디지털 신호를 출력하는 상기 SAR 로직부를 포함할 수 있다.An offset correcting apparatus using the delay locked loop according to the present invention comprises: a DAC for converting an input digital signal into an analog signal and supplying the analog signal to a comparator; and a comparator for comparing the level of the sampled and held input signal provided from the DAC with the level of the analog output signal A digital DLL unit for detecting an offset of the comparator by using a comparison signal output from the comparator and adjusting the switching of the comparator based on a result of the detection; A decision logic section for determining which of the outputs of the comparison signal is temporally faster and delivering a high or low level output to the SAR logic section; and a decision logic section for determining, based on the high or low level output from the decision logic section, The number of bits of n bits that are set in sequence from bit to least significant bit It may include the SAR logic unit configured to output a signal.

Description

지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치{OFFSET CANCELLATION APPARATUS USING DELAY LOCKED LOOP}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an offset correction apparatus using a delay locked loop (hereinafter referred to as " OFFSET CANCELATION APPARATUS USING DELAY LOCKED LOOP &

본 발명은 ADC(analog to digital converter)용 비교기의 오프셋을 보정하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지연 고정 루프(DLL : delay locked loop)를 이용하여 비교기에서의 오프셋을 검출하고, 이를 이용하여 비교기의 커패시터를 조정함으로써 오프셋을 보상하는데 적합한 지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for correcting the offset of a comparator for an analog-to-digital converter (ADC), and more particularly to a method of detecting an offset in a comparator using a delay locked loop (DLL) To an offset correction device using a delay locked loop suitable for compensating an offset by adjusting a capacitor of the comparator.

잘 알려진 바와 같이, 실제로 칩(chip)을 구현함에 있어서, 시간 도메인 비교기(Time-domain Comparator)의 커패시터 사이즈(capacitor size)와 입력 트랜지스터 사이즈(input transistor size)간의 미스매칭(mismatch)이 있을 경우, 디지털 비트(digital bit)을 결정하는 부분인 비교기(comparator)의 결과에 따라 전혀 다른 비트를 얻을 수 있는데, 이것을 비교기 오프셋(comparator offset)이라 하며, 이러한 오프셋은 ADC의 성능에 있어서 주된 노이즈(dominant noise) 성분으로 작용한다.As is well known, in actual implementation of a chip, if there is a mismatch between the capacitor size of the time-domain comparator and the input transistor size, Depending on the result of the comparator, which determines the digital bit, a completely different bit is obtained which is called the comparator offset, which is the dominant noise in the performance of the ADC ) Component.

기존의 SAR(success approximation register) ADC에서 아무런 보정 기술 없이는 용량성(capacitive) DAC와 비교기의 오프셋에 의해 12비트를 구현하기가 매우 힘들며, 10비트 이상을 정확하게 구현하기 위해서는 반드시 이를 보정할 수 있는 기술이 필요하다.
It is very difficult to implement 12 bits due to the offset of the capacitive DAC and the comparator without any correction technique in the existing SAR (success approximation register) ADC. In order to accurately implement 10 bits or more, Is required.

대한민국 공개특허 제2013-0048690호(공개일: 2013. 05. 10)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0048690 (Publication date: May 10, 2013)

본 발명은 지연 고정 루프(DLL)를 이용하여 비교기 자체에 있는 오프셋을 검출하고, 그 검출 결과를 이용하여 비교기의 커패시터 스위치를 조정하여 오프셋에 기인하는 지연을 보정해 줄 수 있는 새로운 오프셋 보정 기법을 제안하고자 한다.The present invention provides a new offset correction technique that can detect an offset in a comparator itself using a delay locked loop (DLL) and adjust a capacitor switch of a comparator using the detection result to correct a delay caused by an offset I would like to propose.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and another problem to be solved by the present invention can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

본 발명은, 일 관점에 따라, 입력 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 비교기로 공급하는 DAC와, 상기 DAC로부터 제공되는 샘플링 및 홀딩된 입력 신호의 레벨과 아날로그 출력신호의 레벨을 비교하여 하이 또는 로우 레벨의 비교신호를 출력하는 상기 비교기와, 상기 비교기로부터의 비교신호 출력을 이용하여 상기 비교기의 오프셋을 검출하고, 그 검출 결과에 의거하여 상기 비교기의 스위칭을 조정하는 디지털 DLL부와, 상기 비교신호의 출력 중 어느 신호가 시간적으로 빠른 지를 판단하여 하이 또는 로우 레벨의 출력을 SAR 로직부로 전달하는 결정 로직부와, 상기 결정 로직부로부터 제공되는 하이 또는 로우 레벨의 출력에 의거하여 최상위 비트에서부터 최하위 비트까지 순차적으로 기 설정된 n비트 수만큼의 디지털 신호를 출력하는 상기 SAR 로직부를 포함하는 지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치를 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a DAC which converts an input digital signal into an analog signal and supplies the analog signal to a comparator, and a comparator that compares the level of the sampled and held input signal provided from the DAC with the level of the analog output signal, A comparator for comparing the output signal of the comparator with the output signal of the comparator and outputting a comparison signal of a level of the comparison signal; a digital DLL part for detecting an offset of the comparator using the comparison signal output from the comparator, A decision logic section for determining which of the outputs of the decision logic section is temporally fast and for delivering a high or low level output to the SAR logic section; and a decision logic section for determining, from the most significant bit to the least significant bit And outputs the digital signals as many as n bits, And an offset correction device using a delay locked loop including a rectilinear portion.

본 발명의 상기 비교기는, 차동 시간 도메인 비교기(differential time domain comparator)로 구성될 수 있다.The comparator of the present invention may be configured as a differential time domain comparator.

본 발명의 상기 디지털 DLL부는, 두 개의 지연 셀(delay cell)을 포함할 수 있다.The digital DLL unit of the present invention may include two delay cells.

본 발명의 상기 지연 셀 각각은, 신호 지연 라인과 오프셋 산출부를 포함할 수 있다.Each of the delay cells of the present invention may include a signal delay line and an offset calculation unit.

본 발명의 상기 오프셋 산출부는, 다수의 D-플립플롭(DFF)과 다수의 배타적 노아 게이트(XNOR)를 포함할 수 있다.The offset calculator of the present invention may include a plurality of D flip-flops (DFF) and a plurality of exclusive NOR gates (XNOR).

본 발명의 상기 오프셋 산출부에서의 각 오프셋 출력은, 상기 비교기의 커패시터 어레이와 1:1로 맵핑될 수 있다.Each offset output in the offset calculator of the present invention can be mapped 1: 1 with the capacitor array of the comparator.

본 발명의 상기 신호 지연 라인은, 다수의 인버터로 구성될 수 있다.
The signal delay line of the present invention may be composed of a plurality of inverters.

본 발명은, 지연 고정 루프(DLL)를 이용하여 검출한 비교기에서의 오프셋을 이용해 비교기의 커패시터 스위치를 조정하여 오프셋에 기인하는 지연을 보정해 줌으로써, 비교기의 오프셋에 기인하여 ADC 성능이 저하되는 것을 효과적으로 억제할 수 있으며, 이를 통해 10 비트 이상의 SAR ADC를 실현할 수 있다.
The present invention adjusts the capacitor switch of the comparator using the offset in the comparator detected using a delay locked loop (DLL) to compensate for the delay due to the offset, thereby reducing the ADC performance due to the offset of the comparator It is possible to realize a SAR ADC of more than 10 bits.

도 1은 본 발명에 따른 지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치에 대한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 오프셋 보정 장치에 적용되는 각종 파형에 대한 동작 타이밍도이다.
도 3은 도 1에 도시된 비교기에 대한 예시적인 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따라 오프셋이 보정되는 것을 설명하기 위한 펄스 예시도이다.
도 5a 및 5b는 디지털 DLL부에 포함되는 두 개의 지연 셀(delay cell)에 대한 블록구성도이다.
도 6은 본 발명에 따라 디지털 DLL부에 포함되는 지연 셀에 대한 세부 구성도이다.
1 is a block diagram of an offset correction apparatus using a delay locked loop according to the present invention.
2 is an operation timing chart for various waveforms applied to the offset correction apparatus of the present invention.
3 is an exemplary circuit diagram for the comparator shown in FIG.
4 is a pulse diagram for explaining that the offset is corrected according to the present invention.
5A and 5B are block diagrams of two delay cells included in the digital DLL unit.
6 is a detailed configuration diagram of a delay cell included in the digital DLL unit according to the present invention.

먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것이므로, 본 발명의 기술적 범위는 청구항들에 의해 정의되어야 할 것이다.First, the advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will be clarified with reference to the embodiments to be described in detail with reference to the accompanying drawings. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, 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 of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.In the following description of the present invention, 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. It is to be understood that the following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to intentions or customs of a user, an operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the technical idea described throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[실시 예][Example]

도 1은 본 발명에 따른 지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치에 대한 블록구성도로서, 용량성(Capacitive)의 DAC(digital to analog converter : 디지털 아날로그 변환기)(102), 비교기(104), 디지털 DLL(delay locked loop : 지연 고정 루프)부(106), 결정 로직부(Decision Logic)(108) 및 SAR(success approximation register : 연속 근사 레지스터) 로직부(110) 등을 포함할 수 있다.FIG. 1 is a block diagram of an offset correcting apparatus using a delay locked loop according to the present invention. The apparatus includes a capacitive DAC (digital to analog converter) 102, a comparator 104, a digital DLL a delay locked loop portion 106, a decision logic portion 108 and a success approximation register (SAR) logic portion 110,

그리고, 도 2는 본 발명의 오프셋 보정 장치에 적용되는 각종 파형에 대한 동작 타이밍도로서, 클록(CLK) 신호, 리셋(RESET) 신호, 샘플링앤홀드(S/H) 신호, 디지털 DLL 신호 등이 포함될 수 있다.2 is an operation timing diagram of various waveforms applied to the offset correction apparatus of the present invention. The clock signal CLK, the RESET signal, the sampling and holding (S / H) signal, the digital DLL signal, .

도 2를 참조하면, SAR ADC 구조 상 n 비트를 컨버전(conversion)하기 위해서는 N 싸이클이 필요하다는 것을 클록 신호에서 알 수 있는데, 매 컨버전 시작에 앞서 리셋과 샘플링 과정을 거치게 되며, 이 과정에서는 어떤 데이터 처리도 없기 때문에(즉, Vdacp, Vdacn의 신호가 일정하게 유지되는 시간) 디지털 DLL를 이용한 보정을 별도의 싸이클 없이 실시간으로 할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be known from the clock signal that N cycles are required to convert n bits on the SAR ADC structure. Before the start of each conversion, a reset and a sampling process are performed. In this process, Since there is no processing (that is, a time during which the signals of Vdacp and Vdacn are kept constant), correction using the digital DLL can be performed in real time without any additional cycle.

통상의 경우 보정을 위한 싸이클이 따로 존재하기 때문에 동작 속도 면에서 느려질 수밖에 없는데, 이런 구조와 타이밍을 이용할 경우 기존 속도를 유지하면서 더 정확한 컨버전이 가능하다.In general, because there is a cycle for correction, the speed of operation is inevitably slowed down. With this structure and timing, more accurate conversion can be performed while maintaining the existing speed.

도 1을 참조하면, DAC(102)는 SAR 로직부(110)로부터 제공되는 논리 스위칭 정보(비트 정보)에 따라 샘플링된 아날로그 신호를 낮추거나 높여 디지털 비트를 결정, 즉 1비트 단위로 순차 입력되는 두 입력(Vinp, Vinm)(차동 입력)의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 등의 기능을 제공할 수 있으며, 여기에서 출력되는 아날로그 신호는 비교기(104)의 입력으로 제공된다.Referring to FIG. 1, the DAC 102 lowers or raises the sampled analog signal according to logic switching information (bit information) provided from the SAR logic unit 110 to determine digital bits, that is, And may provide functions such as converting a digital signal of two inputs (Vinp, Vinm) (differential input) to an analog signal, and the analog signal output therefrom is provided as an input to the comparator 104. [

이를 위해, DAC(102)는 다수의 커패시터, 증폭회로, 스위칭 소자 등으로 구성되어 외부로부터 입력되는 아날로그 전압을 샘플링 및 홀딩하는 샘플 앤 홀더 증폭기(SHA : sampling/holding amplifier)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 샘플링 모드(sampling mode) 또는 홀드 모드(hold mode)를 실행할 수 있다.For this purpose, the DAC 102 may include a sampling / holding amplifier (SHA), which is composed of a plurality of capacitors, amplification circuits, switching elements, etc., for sampling and holding an analog voltage input from the outside, In this way, sampling mode or hold mode can be executed.

다음에, 비교기(104)는 한 싸이클마다 DAC(102)로부터 전달되는 샘플링 및 홀딩된 입력 전압의 레벨과 아날로그 출력신호의 레벨을 비교하고, 그 비교 결과에 의거하여 하이 또는 로우 레벨의 비교신호를 출력하는 등의 기능을 제공할 수 있는데, 이를 위해 비교기(104)는 도 3에 도시된 바와 같은 구성(예컨대, 차동 시간 도메인 비교기(differential time domain comparator))을 가질 수 있다. 예컨대, 클록 신호가 로우일 때는 해당 트랜지스터(예컨대, PMOS)의 드레인 부분이 VDD로 충전(charge)되며, 클록 신호가 하이일 때는 입력신호에 따라 방전(discharge)이 시작되어 어느 순간 해당 트랜지스터(PMOS)가 온될 수 있는 전압이 될 때 비교신호의 출력이 나오게 된다.Next, the comparator 104 compares the level of the sampled and held input voltage delivered from the DAC 102 with the level of the analog output signal per cycle, and outputs a high or low level comparison signal on the basis of the comparison result And the comparator 104 may have a configuration as shown in FIG. 3 (for example, a differential time domain comparator). For example, when the clock signal is low, the drain portion of the transistor (e.g., PMOS) is charged to VDD. When the clock signal is high, discharge is started according to the input signal, The output of the comparison signal is output.

즉, 도 3을 참조하면, 트랜지스터 M1, M2는 차동(differential) 입력을 받는 부분으로 전압에 따라 전류 양이 달라지는데, 이는 이후 방전 시간(discharge time) 및 출력 파형에 영향을 주게 된다.That is, referring to FIG. 3, the transistors M1 and M2 receive a differential input, and the amount of current varies depending on the voltage, which affects the discharge time and the output waveform thereafter.

그리고, 차동 시간 도메인 비교기는 오프셋의 보정을 위해 DP0 ~ DP3, DN0 ~ DN3 출력을 갖는데, 이러한 비교기는 클록 신호에 동기화되어 다이나믹(dynamic) 형태로 동작하게 되며, 클록 신호가 로우일 때, 트랜지스터 M5, M6가 온되어 노드 A, B가 VDD로 충전되는데, 이러한 과정을 리셋이라고 하며, 컨버전(conversion) 중 각각의 싸이클마다 실행된다. 클록이 하이가 되는 순간 Ctrl(클록이 넌 오버래핑(non overlapping) 되었지만 상태(state)는 같은 신호), 트랜지스터 M5, M6는 오프가 되고, 트랜지스터 M3, M4는 온 되면서 방전 경로(discharge path)가 형성된다.The differential time domain comparator has DP0 to DP3 and DN0 to DN3 outputs for offset correction. The comparator operates in a dynamic manner in synchronization with the clock signal. When the clock signal is low, the transistor M5 , M6 is turned on and nodes A and B are charged to VDD. This process is called reset and is executed for each cycle during conversion. The transistors M5 and M6 are turned off and the transistors M3 and M4 are turned on so that a discharge path is formed when the clocks are high (non-overlapping but the state is the same signal) do.

이때, 노드 A와 B의 전압이 떨어지게 되는데, 입력신호가 높은 쪽이 큰 전류가 흘려 먼저 트랜지스터 M7 혹은 M8을 온 시키게 되어(임계 전압: threshold voltage) Voutp, Voutn의 출력이 나오게 된다.At this time, the voltages of the nodes A and B are lowered. When the input signal is higher, a larger current flows to turn on the transistor M7 or M8, and the output of the threshold voltage Voutp and Voutn is output first.

만약 같은 입력신호는 넣어주게 된다면, 출력에 차이가 없어야 하지만 실제로는, 일례로서 도 4에 도시된 Voutp, Voutn과 같이 어떤 시간 차이(Td)를 가지게 되며, 이것이 오프셋으로 정의될 수 있다. 이러한 오프셋을 디지털 DLL부(106)를 통해 노드 A, B에 있는 스위치 DP3 ~ DP0, DN3 ~ DN0를 조정하여 보정해 줌으로써, 시간 차이(Td)를 오차허용 범위까지 줄일 수 있다.If the same input signal is input, there should be no difference in output, but in practice, it will have a certain time difference (Td) as Voutp and Voutn shown in FIG. 4 and this can be defined as an offset. By adjusting these offsets by adjusting the switches DP3 to DP0 and DN3 to DN0 in the nodes A and B via the digital DLL unit 106, the time difference Td can be reduced to an error tolerance range.

다음에, 디지털 DLL부(106)는 비교기(104)로부터의 비교신호 출력 Voutp, Voutn을 이용하여 비교기(104)에서의 오프셋을 검출하고, 그 검출 결과에 의거하여 비교기(104)의 스위칭을 조정(지연 보정)하는 등의 기능을 제공할 수 있는데, 이를 위해 디지털 DLL부(106)는, 일례로서 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 두 개의 지연 셀(delay cell)을 포함할 수 있으며, 하나의 지연 셀은 신호 지연 라인(502a)과 오프셋 산출부(504a)로 구성되고, 다른 하나의 지연 셀은 신호 지연 라인(502b)과 오프셋 산출부(504b)로 구성될 수 있다.Next, the digital DLL section 106 detects the offset in the comparator 104 using the comparison signal outputs Voutp and Voutn from the comparator 104, and adjusts the switching of the comparator 104 based on the detection result (Delay correction). For this purpose, the digital DLL unit 106 may include, for example, two delay cells as shown in FIGS. 5A and 5B, One delay cell may include a signal delay line 502a and an offset calculator 504a and the other delay cell may include a signal delay line 502b and an offset calculator 504b.

여기에서, 각 신호 지연 라인은, 일례로서 도 6에 도시된 바와 같이, 시계열적으로 일련하는 다수의 인버터로 구성될 수 있으며, 각 오프셋 산출부는 다수의 D-플립플록(DFF)과 다수의 배타적 노아 게이트(XNOR)로 구성될 수 있는데, 디지털 DLL부(106)는 비교기(104)의 비교신호의 출력을 이용하여 비교기 자체의 오프셋(offset)을 검출(확인)하고, 이 검출(확인)된 정보를 이용하여 비교기의 스위칭을 조정해 줌으로써 오프셋으로 인해 차이가 나는 지연(delay)을 보정해 주는 기능을 제공한다. 즉, 디지털 DLL부(106)는 2개의 지연 셀을 이용하여 비트를 결정해 줌으로써, 비교기의 커패시터 스위치를 조절하여 오프셋을 보정해 주는 기능을 제공할 수 있다.Here, each of the signal delay lines may be composed of a plurality of inverters in series in a time series, for example, as shown in FIG. 6, and each offset calculator may include a plurality of D flip flops DFF and a plurality of exclusive The digital DLL section 106 detects the offset of the comparator itself by using the output of the comparison signal of the comparator 104 and outputs the detected The information is used to adjust the switching of the comparator to provide a function to compensate for the delay due to the offset. That is, the digital DLL unit 106 can provide a function of adjusting a capacitor switch of a comparator to correct an offset by determining a bit using two delay cells.

도 6을 참조하면, Voutp와 Voutn은 비교기(104)의 출력으로써, 하나는 D-플립플롭의 클럭 신호가 되고, 다른 하나는 지연 셀(delay cell)을 통해 신호가 지연된다.Referring to FIG. 6, Voutp and Voutn are outputs of the comparator 104, one of which is a clock signal of the D-flip-flop and the other of which is delayed through a delay cell.

도 6에서는 일례로서 Voutn 이 Voutp 보다 빠른 경우이며, 이때, 첫 번째 D-플립플롭의 출력은 1이 나오게 되고, Voutn이 지연되다 보면, 클록 신호보다 데이터가 늦게 들어오게 되어 D-플립플롭이 0을 출력하는 경우가 발생하게 된다. 이때, 서로의 배타적 노아게이트로 묶여 있는 단에 의해, D-플립플롭의 출력이 바뀌는 시점에 DN0 ~ DN3 중 하나의 출력이 하이로 나오게 된다.6, Voutn is faster than Voutp. At this time, the output of the first D-flip-flop becomes 1, and when Voutn is delayed, the data comes later than the clock signal and the D- There is a case in which the output is outputted. At this time, the output of one of DN0 to DN3 becomes high when the output of the D-flip-flop is changed by the stage tied to each other's exclusive Noah gate.

이것이 지연의 양이 되는데, 도 3에 도시된 스위치와 1:1로 매칭(맵핑)시킴으로써, 일례로서 도 4에 도시된 바와 같이 Td를 0.5 LSB 안쪽까지 보정할 수 있게 된다. DN이 스위칭 되면, 현재 Vdacn 쪽에 오프셋이 존재하지만, 노드 B에 총 커패시턴스(total capacitance)의 증가로 인해, RC 지연이 증가하여 그 차이를 맞춰 줄 수 있게 된다. 여기에서, 지연 셀을 한 쌍으로 사용하는 이유는 어느 쪽이 빠른지 알 수 없기 때문에 두 개의 지연 셀을 이용하는 것이며, 이를 통해 결과에 따른 값을 보정한다.This is the amount of delay. By matching (mapping) 1: 1 with the switch shown in FIG. 3, it becomes possible to correct Td to within 0.5 LSB as shown in FIG. 4 as an example. When the DN is switched, there is an offset to the current Vdacn, but because of the increase in total capacitance at the node B, the RC delay increases to match the difference. Here, the reason why the delay cells are used as a pair is that two delay cells are used because they can not know which one is fast, thereby correcting the value according to the result.

이를 위해, 디지털 DLL부(106) 내 오프셋 산출부에서의 각 오프셋 출력(DN0 - DN3, DP0 - DP3)을 비교기(104)의 커패시터 어레이와 1:1로 맵핑시킴으로써, 오프셋을 보정할 수 있다.For this purpose, the offset can be corrected by mapping each offset output (DN0 - DN3, DP0 - DP3) in the offset calculation unit in the digital DLL unit 106 to the capacitor array of the comparator 104 in a 1: 1 manner.

그리고, 결정 로직부(108)는 비교신호의 두 출력 Voutp와 Voutn 중 어느 신호가 시간적으로 빠른 지를 판단하여 하이 또는 로우 레벨의 출력을 다음 단의 SAR 로직부(110)로 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.Then, the decision logic unit 108 determines which of the two outputs Voutp and Voutn of the comparison signal is temporally faster, and transfers the output of the high or low level to the SAR logic unit 110 of the next stage .

다음에, SAR 로직부(110)는 결정 로직부(108)로부터 제공되는 하이 또는 로우 레벨의 출력에 의거하여 최상위 비트에서부터 최하위 비트까지 순차적으로 홀딩하여 기 설정된 n비트 수만큼 디지털 신호를 출력하는 등의 기능을 제공할 수 있는데, 여기에서 생성되는 최상위 비트의 디지털 신호는 논리 스위칭 정보로서 DAC(102)로 제공될 수 있다.Next, the SAR logic unit 110 sequentially holds the most significant bit to the least significant bit based on the output of the high or low level provided from the decision logic unit 108, and outputs the digital signal by the predetermined number of n bits Where the most significant bit digital signal generated herein may be provided to the DAC 102 as logic switching information.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.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 as defined by the following claims. It is easy to see that this is possible. That is, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed in accordance with the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

102 : DAC
104 : 비교기
106 : 디지털 DLL부
108 : 결정 로직부
110 : SAR 로직부
502a, 502b : 신호 지연 라인
504a, 504b : 오프셋 산출부
102: DAC
104: comparator
106: Digital DLL section
108: decision logic section
110: SAR logic unit
502a, 502b: signal delay lines
504a and 504b:

Claims (7)

입력 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 비교기로 공급하는 DAC와,
상기 DAC로부터 제공되는 샘플링 및 홀딩된 입력 신호의 레벨과 아날로그 출력신호의 레벨을 비교하여 하이 또는 로우 레벨의 비교신호를 출력하는 상기 비교기와,
상기 비교기로부터의 비교신호 출력을 이용하여 상기 비교기의 오프셋을 검출하고, 그 검출 결과에 의거하여 상기 비교기의 스위칭을 조정하는 디지털 DLL부와,
상기 비교신호의 출력 중 어느 신호가 시간적으로 빠른 지를 판단하여 하이 또는 로우 레벨의 출력을 SAR 로직부로 전달하는 결정 로직부와,
상기 결정 로직부로부터 제공되는 하이 또는 로우 레벨의 출력에 의거하여 최상위 비트에서부터 최하위 비트까지 순차적으로 기 설정된 n비트 수만큼의 디지털 신호를 출력하는 상기 SAR 로직부
를 포함하고,
상기 디지털 DLL부는,
신호 지연 라인과 오프셋 산출부를 각각 갖는 두 개의 지연 셀(delay cell)을 포함하는
지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치.
A DAC that converts an input digital signal into an analog signal and supplies the analog signal to a comparator,
A comparator for comparing a level of the sampled and held input signal provided from the DAC with a level of an analog output signal to output a high or low level comparison signal;
A digital DLL unit for detecting an offset of the comparator by using a comparison signal output from the comparator and adjusting the switching of the comparator based on the detection result,
A decision logic unit for determining which of the output signals of the comparison signal is temporally fast and delivering a high or low level output to the SAR logic unit,
And outputting a digital signal corresponding to a predetermined number of n bits sequentially from a most significant bit to a least significant bit based on an output of a high logic level or a low logic level,
Lt; / RTI >
The digital DLL unit,
And includes two delay cells each having a signal delay line and an offset calculator
An offset correction apparatus using a delay locked loop.
제 1 항에 있어서,
상기 비교기는,
차동 시간 도메인 비교기(differential time domain comparator)로 구성되는
는 지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치.
The method according to claim 1,
The comparator comprising:
Which is composed of a differential time domain comparator
Is an offset correction device using a delay locked loop.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 오프셋 산출부는,
다수의 D-플립플롭(DFF)과 다수의 배타적 노아 게이트(XNOR)를 포함하는
지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the offset calculator comprises:
A plurality of D flip-flops (DFF) and a plurality of exclusive NOR gates (XNOR)
An offset correction apparatus using a delay locked loop.
제 5 항에 있어서,
상기 오프셋 산출부에서의 각 오프셋 출력은,
상기 비교기의 커패시터 어레이와 1:1로 맵핑되는
지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein each of the offset outputs in the offset calculator comprises:
Lt; RTI ID = 0.0 > 1: 1 < / RTI > with the capacitor array of the comparator
An offset correction apparatus using a delay locked loop.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 지연 라인은,
다수의 인버터로 구성되는
지연 고정 루프를 이용한 오프셋 보정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the signal delay line comprises:
Consisting of a plurality of inverters
An offset correction apparatus using a delay locked loop.
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