KR101710773B1 - Apparatus for controlling analog-to-digital converter and method thereof - Google Patents

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    • HELECTRICITY
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Abstract

본 발명은 아날로그-디지털 변환 제어 장치에 관한 것이다. 아날로그-디지털 변환 제어 장치는, 입력 신호(input signal)를 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 비트 설정부; 상기 상위 비트 영역에 대해 1회의 샘플링을 수행하고, 상기 하위 비트 영역에 대해 N(N은 2보다 큰 자연수) 회의 샘플링을 수행하도록 상기 아날로그-디지털 변환기를 제어하는 제어부; 및 상기 상위 비트 영역에 대한 샘플링 결과 및 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과를 이용하여 출력 값을 생성하는 출력 생성부를 포함한다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 기존의 다중 샘플링 방식보다 클럭 카운트 수를 저감시켜 변환 속도를 증가시킬 수 있다.The present invention relates to an analog-to-digital conversion control apparatus. The analog-to-digital conversion control apparatus includes: a bit setting unit for setting an input signal as an upper bit region and a lower bit region; A controller for controlling the analog-to-digital converter to perform sampling once for the upper bit region and to perform sampling for N (N is a natural number greater than 2) for the lower bit region; And an output generating unit for generating an output value by using a sampling result for the upper bit region and a sampling result for the lower bit region. As described above, according to the present invention, the number of clock counts can be reduced and the conversion speed can be increased more than the conventional multiple sampling method.

Description

아날로그-디지털 변환 제어 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog-to-

본 발명은 아날로그-디지털 변환 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부분적 변환 방식의 다중 샘플링 방법을 이용하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analog-to-digital conversion control apparatus and a control method thereof, and more particularly, to an analog-to-digital conversion control apparatus using a partial conversion type multiple sampling method and a control method thereof.

아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)는 아날로그 전기 신호를 디지털 전기 신호로 변환하는 전자회로이다. 아날로그 신호는 저장이나 조작의 편리성이 디지털 신호보다 어렵기 때문에, 초기의 전자공학과는 달리 현재는 디지털화가 많이 된다. 신호 전송시, 일반적으로 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되면 약간의 왜곡이 발생하지만, 신호의 잡음 등에 유리하다. 신호 전송을 위해 아날로그 신호는 디지털로 변환되고, 디지털 신호는 다시 디지털-아날로그 변환(digital-to-analog converter)회로를 통해 아날로그로 변환된다.An analog-to-digital converter (ADC) is an electronic circuit that converts an analog electrical signal to a digital electrical signal. Since analog signals are more difficult to store and manipulate than digital signals, digitization is now more common than in early electronics. When a signal is transmitted, generally, when the analog signal is converted into a digital signal, some distortion occurs. However, it is advantageous to the noise of the signal. For signal transmission, the analog signal is converted to digital, and the digital signal is again converted to analog via a digital-to-analog converter circuit.

아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)는 이미지 센서, 터치 센서, 초음파 영상 장치 등 각종 센서의 리드아웃 회로에 사용된다. 특히, 저잡음 고속 아날로그-디지털 변환이 필요한 응용에서 입력과 리드아웃 회로의 노이즈를 감소시키기 위한 다중 샘플링 방법을 적용한 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)가 많이 사용된다.An analog-to-digital converter (ADC) is used in lead-out circuits for various sensors such as image sensors, touch sensors, and ultrasound imaging devices. In particular, analog-to-digital converters (ADCs) employing multiple sampling methods to reduce noise in the input and readout circuits are commonly used in applications requiring low-noise, high-speed analog-to-digital conversion.

다중 샘플링 방법은 노이즈 감소를 위해 입력을 여러 번 반복하여 샘플링하는 방법이다. 이 경우 아날로그-디지털 변환을 수행하는 동작이 샘플링 횟수만큼 반복된다. 그리고 샘플링된 전체 값을 평균하여 최종적인 아날로그-디지털 변환 값이 구해진다.The multiple sampling method is a method of sampling the input repeatedly several times in order to reduce the noise. In this case, the operation of performing the analog-to-digital conversion is repeated by the number of times of sampling. Then, the sampled total values are averaged to obtain the final analog-to-digital conversion value.

이러한 종래의 다중 샘플링 방법에서는 아날로그-디지털 변환에 필요한 클럭 카운트 수가 샘플링 수에 비례하여 증가한다. 따라서 노이즈 감소를 위해 샘플링 횟수가 많아지는 경우 아날로그-디지털 변환 속도가 감소하게 된다. 또한 동일한 변환 속도가 유지되기 위해서는 내부 동작 클럭 속도가 증가해야 하기 때문에 전력 소모가 증가하는 문제점이 발생한다.In this conventional multiple sampling method, the number of clock counts required for analog-to-digital conversion increases in proportion to the number of samples. Therefore, if the number of sampling times increases to reduce the noise, the analog-to-digital conversion speed decreases. Also, since the internal operation clock speed must be increased to maintain the same conversion speed, power consumption increases.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 부분적 변환 방식의 다중 샘플링 방법을 이용하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an analog-to-digital conversion control apparatus and a control method thereof using a multiple sampling method of a partial conversion scheme.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)를 제어하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치에 있어서, 아날로그-디지털 변환 제어 장치는 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 신호(input signal)를 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 비트 설정부; 상기 상위 비트 영역에 대해 1회의 샘플링을 수행하고, 상기 하위 비트 영역에 대해 N(N은 2보다 큰 자연수) 회의 샘플링을 수행하도록 상기 아날로그-디지털 변환기를 제어하는 제어부; 및 상기 상위 비트 영역에 대한 샘플링 결과 및 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과를 이용하여 출력 값을 생성하는 출력 생성부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an analog-to-digital conversion control apparatus for controlling an analog-to-digital converter (ADC) A bit setting unit for setting an input signal of the analog-to-digital converter as an upper bit region and a lower bit region; A controller for controlling the analog-to-digital converter to perform sampling once for the upper bit region and to perform sampling for N (N is a natural number greater than 2) for the lower bit region; And an output generating unit for generating an output value by using a sampling result for the upper bit region and a sampling result for the lower bit region.

여기서, 상기 비트 설정부는, 의사 다중 샘플링(pseudo-multiple sampling) 방법에서 상기 상위 비트와 상기 하위 비트를 동일하게 설정할 수 있다.Here, the bit setting unit may set the upper bit and the lower bit to be the same in a pseudo-multiple sampling method.

여기서, 상기 비트 설정부는, 상관 다중 샘플링(correlated multiple sampling) 방법에서 샘플링 수의 증가에 따라 상위 비트의 비중을 증가시키고, 하위 비트의 비중을 감소시킬 수 있다.Here, the bit setting unit may increase the specific gravity of the upper bits and decrease the specific gravity of the lower bits as the sampling number increases in a correlated multiple sampling method.

여기서, 상기 비트 설정부는, 상기 입력 신호(input signal)의 노이즈의 크기에 따라 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역을 적응적으로 설정할 수 있다.Here, the bit setting unit may adaptively set an upper bit region and a lower bit region according to a magnitude of noise of the input signal.

여기서, 상기 비트 설정부는, 상기 하위 비트 영역이 상기 노이즈의 변화 영역을 포함하도록 상기 하위 비트 영역을 설정할 수 있다.Here, the bit setting unit may set the lower bit region so that the lower bit region includes the change region of the noise.

여기서, 상기 제어부는, 서로 다른 샘플링 신호를 사용하여 하위 비트 영역에 대한 샘플링을 수행할 수 있다.Here, the controller may perform sampling on a lower bit region using different sampling signals.

여기서, 상기 출력 생성부는, 상기 N회 샘플링에 대한 평균 값을 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과로 사용할 수 있다.Here, the output generator may use an average value for the N times sampling as a sampling result for the lower bit region.

본 발명의 실시예에 따르면, 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)를 제어하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치에서 수행되는 아날로그-디지털 변환 방법은, 상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 신호(input signal)를 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 단계; 상기 상위 비트 영역에 대해 1회의 샘플링을 수행하고, 상기 하위 비트 영역에 대해 N(N은 2보다 큰 자연수) 회의 샘플링을 수행하도록 상기 아날로그-디지털 변환기를 제어하는 단계; 및 상기 상위 비트 영역에 대한 샘플링 결과 및 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과를 이용하여 출력 값을 생성하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, an analog-to-digital conversion method performed in an analog-to-digital conversion control apparatus for controlling an analog-to-digital converter includes the steps of: ) Into an upper bit region and a lower bit region; Performing one sampling on the upper bit region and controlling the analog-to-digital converter to perform N sampling (N is a natural number greater than 2) for the lower bit region; And generating an output value using the sampling result for the upper bit region and the sampling result for the lower bit region.

여기서, 상기 비트 설정 단계는, 의사 다중 샘플링(pseudo-multiple sampling) 방법에서 상기 상위 비트와 상기 하위 비트를 동일하게 설정할 수 있다.Here, the bit setting step may set the upper bit and the lower bit to be the same in a pseudo-multiple sampling method.

여기서, 상기 비트 설정 단계는, 상관 다중 샘플링(correlated multiple sampling) 방법에서 샘플링 수의 증가에 따라 상위 비트의 비중을 증가시키고, 하위 비트의 비중을 감소시킬 수 있다.Here, the bit setting step may increase the specific gravity of the upper bits and decrease the specific gravity of the lower bits as the sampling number increases in the correlated multiple sampling method.

여기서, 상기 비트 설정 단계는, 상기 입력 신호(input signal)의 노이즈의 크기에 따라 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역을 적응적으로 설정할 수 있다.Here, the bit setting step may adaptively set the upper bit region and the lower bit region according to the magnitude of the noise of the input signal.

여기서, 상기 비트 설정 단계는, 상기 하위 비트 영역이 상기 노이즈의 변화 영역을 포함하도록 상기 하위 비트 영역을 설정할 수 있다.Here, the bit setting step may set the lower bit region so that the lower bit region includes the change region of the noise.

여기서, 상기 제어하는 단계는, 서로 다른 샘플링 신호를 사용하여 하위 비트 영역에 대한 샘플링을 수행할 수 있다.Here, the controlling step may perform sampling on a lower bit region using different sampling signals.

여기서, 상기 출력 값을 생성하는 단계는, 상기 N회 샘플링에 대한 평균 값을 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과로 사용할 수 있다.Here, the generating of the output value may use an average value for the N times sampling as a sampling result for the lower bit region.

본 발명인 아날로그-디지털 변환 제어 장치 및 그 제어 방법에 따르면, 기존의 다중 샘플링 방법보다 클럭 카운트 수를 감소시켜 변환 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 동일 시간 변환할 경우 기존 방식보다 전력 소모가 감소될 수 있다.According to the analog-digital conversion control apparatus and the control method therefor of the present invention, it is possible to increase the conversion speed by reducing the number of clock counts compared with the conventional multiple sampling method. Also, when the same time conversion is performed, the power consumption can be reduced as compared with the conventional method.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아날로그-디지털 변환 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환방법의 흐름도이다.
도 3은 이단 단일 경사(two-step single-slope) 아날로그-디지털 변환기의 블록도이다.
도 4는 도 3의 이단 단일 경사(two-step single-slope) 아날로그-디지털 변환기의 램프 신호 파형과 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상관 다중 샘플링의 부분적 다중 샘플링(partial correlated multiple sampling, PCMS) 방법이 적용된 이단 단일 경사 아날로그-디지털 변환기의 램프 신호 파형과 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 의사 다중 샘플링의 부분적 다중 샘플링(partial pseudo-multiple sampling, PPMS) 방법이 적용된 이단 단일 경사 아날로그-디지털 변환기의 램프 신호 파형과 타이밍도이다.
도 7은 이단 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부분적 다중 샘플링 방법이 적용된 도 7의 이단 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기의 비교기의 두 입력 신호의 파형이다.
도 9는 축차 근사형-단일 기울기 아날로그-디지털 변환기의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 부분적 다중 샘플링 방법이 적용된 도 9의 축차 근사형-단일 기울기 아날로그-디지털 변환기의 비교기의 두 입력 신호의 파형이다.
1 is a block diagram of an analog-to-digital conversion control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of an analog-to-digital conversion method according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a two-step single-slope analog-to-digital converter.
Figure 4 is a ramp signal waveform and timing diagram of the two-step single-slope analog-to-digital converter of Figure 3;
FIG. 5 is a timing diagram of a ramp signal of a two-stage single-slope analog-to-digital converter to which a partial correlated multiple sampling (PCMS) method of correlation multiple sampling according to the first embodiment of the present invention is applied.
6 is a ramp signal waveform and timing diagram of a two-stage single slant analog-to-digital converter to which a partial pseudo-multiple sampling (PPMS) method of pseudo-multiple sampling according to a second embodiment of the present invention is applied.
Fig. 7 is a block diagram of a two-stage approximation type analog-to-digital converter.
FIG. 8 is a waveform diagram of two input signals of a comparator of the double-ended approximation type analog-to-digital converter of FIG. 7 to which the partial multiple sampling method according to the third embodiment of the present invention is applied.
9 is a block diagram of a series-approximation-single slope analog-to-digital converter.
FIG. 10 is a waveform of two input signals of a comparator of the approximate-single-slope analog-to-digital converter of FIG. 9 to which the partial multiplexing method according to the fourth embodiment of the present invention is applied.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

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" 또는 "가지다" 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 terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 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 are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아날로그-디지털 변환 제어 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an analog-to-digital conversion control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 아날로그-디지털 변환 제어 장치(100)는 비트 설정부(110), 제어부(120) 및 출력 생성부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an analog-digital conversion control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a bit setting unit 110, a control unit 120, and an output generation unit 130.

비트 설정부(110)는 입력 신호(input signal)에 대한 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역을 설정할 수 있다. 이때, 비트 설정부(110)는 입력 신호의 노이즈(noise)를 고려하여 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역을 설정할 수 있다.The bit setting unit 110 may set an upper bit region and a lower bit region for an input signal. At this time, the bit setting unit 110 can set the upper bit region and the lower bit region in consideration of the noise of the input signal.

아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)는 아날로그 신호를 디지털 값으로 변환하는 장치이다. 디지털 변환에 있어서 샘플링(sampling)의 개념은 아날로그 신호를 일정한 간격으로 표본을 뜨는 것을 말한다. 즉, 샘플링은 아날로그 신호의 특성을 디지털 신호로 바꾸는 작업을 말한다. 여기서, 샘플링 주파수와 샘플링 레이트(sampling rate)에 따라 디지털 신호의 품질이 결정된다. 샘플링 주파수는 얼마나 자주 샘플링 하느냐에 관한 것이고, 샘플링 레이트(sampling rate)는 얼마나 많은 비트(bit)를 사용하여 아날로그 값을 디지털 값으로 표시하느냐에 관한 것이다.An analog-to-digital converter (ADC) is a device that converts an analog signal to a digital value. The concept of sampling in digital conversion refers to floating analog signals at regular intervals. In other words, sampling refers to the operation of converting the characteristics of an analog signal into a digital signal. Here, the quality of the digital signal is determined according to the sampling frequency and the sampling rate. The sampling frequency is about how often to sample, and the sampling rate is how many bits are used to represent analog values as digital values.

제어부(120)는 상위 비트 영역에 대해 1회의 샘플링을 수행하고, 하위 비트 영역에 대해 N회의 샘플링을 수행하도록 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 제어한다. 여기서, 상위 비트 영역에 대해서는 1회의 샘플링을 하위 비트 영역에 대해서는 N회의 샘플링이 수행되도록 함으로써, 부분적 변환 방식을 이용하는 다중 샘플링 방법을 적용할 수 있다. 여기서, N은 2보다 큰 자연수이다.The control unit 120 controls the analog-to-digital converter (ADC) to perform one sampling for the upper bit region and N times for the lower bit region. Here, a multiple sampling method using a partial transform scheme can be applied by performing one sampling for the upper bit region and N times sampling for the lower bit region. Where N is a natural number greater than 2.

출력 생성부(130)는 상위 비트 영역에서의 상위 비트 값, 및 하위 비트 영역에서의 하위 비트 값의 평균값을 이용하여 출력 값을 생성한다. 즉, 하위 비트 영역에 대해서는 정확도를 높이기 위해 다중 샘플링에 따른 결과 값의 평균값을 이용한다.The output generating unit 130 generates an output value using an upper bit value in the upper bit region and an average value of lower bit values in the lower bit region. That is, for the lower bit region, the mean value of the result according to the multiple sampling is used to improve the accuracy.

이하 본 발명의 실시예에 따른 아날로그-디지털 변환 방법에 대해 도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, an analog-digital conversion method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of an analog-to-digital conversion method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 먼저, 샘플링에 앞서 입력 신호를 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정할 수 있다(S310). 즉, 본 발명에 따른 부분적 다중 샘플링 방법을 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 적용하기 위해서 비트 설정부(110)는 출력 값을 상위 비트 영역과 하위 비트 영역으로 분할 설정한다.Referring to FIG. 2, an input signal may be set as an upper bit region and a lower bit region prior to sampling (S310). That is, in order to apply the partial multiplexing method according to the present invention to an analog-to-digital converter (ADC), the bit setting unit 110 divides an output value into an upper bit region and a lower bit region.

본 발명의 실시예에 따르면, 이단 단일 경사(two-step single-slope) 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 상관 다중 샘플의 부분적 다중 샘플링(partial correlated multiple sampling) 방법이 적용되는 경우, 비트 설정부(110)는 아래 표 1과 같이 전체 비트가 2N-1 및 2N(여기서 N은 2보다 큰 자연수)의 경우로 나누어 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 분리하여 설정할 수 있다. 또한, 입력 신호의 노이즈에 따라 비트 설정부(110)는 하위 비트 영역의 크기를 적응적으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 노이즈가 상대적으로 많은 경우 비트 설정부(110)는 하위 비트 영역을 크게 설정하고, 반대로 노이즈가 상대적으로 작은 경우 하위 비트 영역을 작게 설정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a partial correlated multiple sampling method of correlated multiple samples is applied to a two-step single-slope analog-to-digital converter (ADC) 110) can be divided into an upper bit region and a lower bit region divided by the case where all bits are 2N-1 and 2N (where N is a natural number greater than 2) as shown in Table 1 below. In addition, the bit setting unit 110 may adaptively set the size of the lower bit region according to the noise of the input signal. For example, when the noise is relatively large, the bit setting unit 110 sets the lower bit region to be larger, and conversely, when the noise is relatively smaller, the lower bit region can be set smaller.

Figure 112015001134469-pat00001
Figure 112015001134469-pat00001

다음으로 제어부(120)는 램프 신호(ramp signal)의 제어를 통해 상기 분할된 상위 비트 영역에 대해 1회의 샘플링을 수행하도록 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 제어하여 상위 비트 값을 출력한다(S320).Next, the control unit 120 controls the analog-to-digital converter (ADC) to perform sampling once on the divided upper bit region through the control of the ramp signal (S320) .

도 3은 이단 단일 경사 (two-step single-slope, TSSS) 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 블록도이다.3 is a block diagram of a two-step single-slope (TSSS) analog-to-digital converter (ADC).

도 3을 참조하면, 이단 단일 경사(TSSS) 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 샘플링부(210), 비교기(220) 및 카운터(230)를 포함한다. 제어부(120)는 샘플링부(210), 비교기(220) 및 카운터(230)를 제어하여 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 샘플링을 수행하도록 한다.3, a two-stage single-slope (TSSS) analog-to-digital converter (ADC) includes a sampling unit 210, a comparator 220 and a counter 230. The controller 120 controls the sampling unit 210, the comparator 220, and the counter 230 to allow the analog-to-digital converter (ADC) to perform sampling.

도 4는 도 3의 이단 단일 경사(two-step single-slope, TSSS) 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 램프 신호 파형과 타이밍도이다.Figure 4 is a ramp signal waveform and timing diagram of a two-step single-slope (TSSS) analog-to-digital converter (ADC)

도 4를 참조하면, 상위 비트 변환 시 SU 신호가 'High'가 되고, SH도 'High'가 되어 램프 신호가 VCOMP 노드를 통해 비교기에 전달된다. VCOMP 노드의 전압이 VIN 전압보다 낮아질 때 비교기(220)의 출력 VO가 'High"가 되는 순간 SH는 'Low'가 되고, 이때의 램프 전압인 VH가 CH에 저장된다. 또한, VO가 'High'가 되는 순간 VU_CNT_EN 신호가 'Low'가 되면서 카운터(230)에서의 상위 비트 카운팅이 멈추면서 이단 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 상위 비트 값이 결정된다.Referring to FIG. 4, when an upper bit is converted, the S U signal becomes 'High' and the S H becomes 'High', and the ramp signal is transmitted to the comparator through the V COMP node. When the voltage of the V COMP node becomes lower than the voltage of the V IN voltage, the instant S H becomes 'Low' at the moment when the output V O of the comparator 220 becomes 'High', and the lamp voltage V H at this time is stored in the C H. Also, when V O becomes 'High', the V U_CNT_EN signal becomes 'Low', and the upper bit counting in the counter 230 stops, and the upper bit value of the two-stage analog-to-digital converter (ADC) is determined.

다음으로 제어부(120)는 램프 신호의 제어를 통해 상기 분할된 하위 비트 영역에 대해 N회의 샘플링을 수행하도록 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 제어한다(S330). 이 경우, 제어부(120)는 각각의 샘플링 마다 서로 다른 램프 신호를 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 입력되도록 할 수 있다.Next, the control unit 120 controls the analog-to-digital converter (ADC) to perform N times of sampling for the divided lower bit region through the control of the ramp signal (S330). In this case, the controller 120 may cause the different ramp signals to be input to the analog-to-digital converter (ADC) for each sampling.

도 4를 참조하면, 하위 비트 변환 시 SL 신호가 'High'가 되면서, 램프 신호는 CH에 저장된 VH 만큼 감소되어 VCOMP 노드를 통해 비교기(220)에 전달된다. SH는 하위 비트 변환시 'Low' 값을 갖는다. 하위 비트 변환 시에도 VCOMP 노드의 전압이 VIN 전압보다 낮아질 때 비교기(220)의 출력 VO가 'High'가 되는 순간 VL_CNT_EN 신호가 'Low'가 되면서 카운터(230)에서의 하위 비트 카운팅이 멈추면서 이단 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 하위 비트 값이 결정된다.Referring to FIG. 4, as the S L signal becomes 'High' at the lower bit conversion, the ramp signal is reduced by V H stored in C H and transferred to the comparator 220 via the V COMP node. S H has a value of 'Low' when converting lower bits. When the voltage of the V COMP node becomes lower than the voltage of the V IN even in the conversion of the lower bit, the V L_CNT_EN signal becomes 'Low' when the output V O of the comparator 220 becomes 'High' The lower bit value of the two-stage analog-to-digital converter (ADC) is determined.

마지막으로 출력 생성부(130)는 상위 비트 영역에서의 상위 비트 값, 및 하위 비트 영역에서의 하위 비트 값을 이용하여 출력 값을 생성한다(S340). 이 경우, 출력 생성부(130)는 하위 비트 값에 대해서는 다중 샘플링을 통해 얻어진 평균 값을 사용할 수 있다.Finally, the output generating unit 130 generates an output value using the upper bit value in the upper bit region and the lower bit value in the lower bit region (S340). In this case, the output generating unit 130 may use an average value obtained through multisampling for the lower bit value.

이하, 본 발명인 부분적 다중 샘플링 방법을 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 적용한 다양한 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, various embodiments in which the partial multiplexing method of the present invention is applied to an analog-to-digital converter (ADC) will be described.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상관 다중 샘플링의 부분적 다중 샘플링(partial correlated multiple sampling, PCMS) 방법이 적용된 이단 단일 경사(TSSS) 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 램프 신호 파형과 타이밍도이다.FIG. 5 is a timing diagram of a ramp signal waveform of a two-stage single-slope (TSSS) analog-to-digital converter (ADC) using a partial correlated multiple sampling (PCMS) method of correlation multiple sampling according to a first embodiment of the present invention. to be.

본 실시예에서 일반적인 상관 다중 샘플링(correlated multiple sampling, CMS)과 동일한 노이즈 감소 효과가 발생한다. 즉, 샘플링 수에 비례하여 노이즈 감소 효과가 커진다. 또한, 하위 비트 변환시에 CMS 방식이 사용되어 다중 샘플링 수가 증가함에 따라 클럭 카운트가 증가하지만, 이단 구조(two-step architecture) 때문에 일반적인 CMS 방식에 비해 클럭 카운트 증가율이 크게 감소한다.In this embodiment, the same noise reduction effect as common correlated multiple sampling (CMS) occurs. That is, the noise reduction effect increases in proportion to the sampling number. Also, since the CMS scheme is used at the lower bit conversion, the clock count increases as the number of multiple samplings increases. However, the clock count increase rate is greatly reduced compared to the general CMS scheme due to a two-step architecture.

도 5를 참조하면, 첫 번째 샘플에 대한 아날로그-디지털 변환 방식으로 일반적인 이단 단일 경사 아날로그-디지털 변환 방식이 사용된다. 그 후 두 번째 샘플부터 마지막 샘플까지 첫 번째 아날로그-디지털 변환을 통해 얻은 상위 비트와 VH 전압을 유지되면서 하위 비트 변환만 반복되고 하위 비트 값이 생성된다. 이어서, 출력 생성부(130)는 첫 번째 샘플에서 얻은 상위 비트 값과 첫 번째 샘플부터 마지막 샘플까지의 하위 비트 값의 평균값을 이용하여 최종 디지털 값을 출력한다.Referring to FIG. 5, a general two-stage single-slope analog-digital conversion scheme is used as the analog-digital conversion scheme for the first sample. After the second sample from the first to the last analog sample-while maintaining the high-order bit and the voltage V H obtained by the digital conversion repeated but the low-order bit conversion, and the low-order bit value is generated. The output generating unit 130 outputs the final digital value using the upper bit value obtained from the first sample and the average value of the lower bit values from the first sample to the last sample.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 의사 다중 샘플링의 부분적 다중 샘플링(partial pseudo-multiple sampling, PPMS) 방법이 적용된 이단 단일 경사 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 램프 신호 파형과 타이밍도이다.6 is a ramp signal waveform and timing diagram of a two-stage single-slope analog-to-digital converter (ADC) with a partial pseudo-multiple sampling (PPMS) method of pseudo-multiple sampling according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예에 따라 하위 비트 변환시에 의사 다중 샘플링(pseudo-multiple sampling, PMS) 방식이 사용되어 다중 샘플링 수와 무관하게 아날로그-디지털 변환기의 분해능(resolution)에 의해 클럭 카운트(clock count)가 결정된다. 또한, 입력 노이즈가 작은 경우 노이즈 감소 효과가 작은 것이 PMS의 특징이다.According to the present embodiment, a pseudo-multiple sampling (PMS) scheme is used in the lower bit conversion, and a clock count is determined by the resolution of the analog-to-digital converter irrespective of the number of multiple samples . In addition, when the input noise is small, the effect of noise reduction is small.

도 6을 참조하면, 첫 번째 샘플에 대한 아날로그-디지털 변환 시 상위 비트 변환에는 일반적인 이단 단일 경사 아날로그-디지털 변환 방식이 사용된다. 그 후 하위 비트 변환에는 의사 다중 샘플링 방법이 사용된다. 그리고 출력 생성부(130)는 첫 번째 샘플에서 얻은 상위 비트 값과 의사 다중 샘플링을 통해 얻은 하위 비트 값을 이용하여 최종 디지털 출력 값을 생성한다.Referring to FIG. 6, in the analog-to-digital conversion for the first sample, a general two-stage single-slope analog-to-digital conversion scheme is used for high-order bit conversion. The pseudo-multiple sampling method is then used for the lower bit conversion. The output generating unit 130 generates a final digital output value using the upper bit value obtained from the first sample and the lower bit value obtained through the pseudo-multiple sampling.

도 7은 이단 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram of a two-end approximation type analog-to-digital converter (ADC).

도 7을 참조하면, 이단 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 커패시터 디지털-아날로그 변환기(ADC)의 크기를 줄이기 위하여, 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 상위 비트 변환 후, 감소된 범위의 기준 전압을 이용하여 하위 비트 변환을 수행하게 된다.Referring to FIG. 7, a two-stage approximation analog-to-digital converter (ADC) is used to reduce the size of a capacitor digital-to-analog converter The lower bit conversion is performed using the reference voltage in the range.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부분적 다중 샘플링 방법이 적용된 도 7의 이단 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기의 비교기의 두 입력 신호의 파형이다.FIG. 8 is a waveform diagram of two input signals of a comparator of the double-ended approximation type analog-to-digital converter of FIG. 7 to which the partial multiple sampling method according to the third embodiment of the present invention is applied.

도 8을 참조하면, 상위 비트 변환 시 기준 전압 VREF_TOP과 VREF_BOT을 이용하여 일반적인 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기의 동작이 수행된다. 하위 비트 변환 시 SL 신호가 'High'가 되면서, VCOMP 신호는 상위 비트의 LSB의 1/2만큼 낮아진다. 기준 전압은 VREF_TOP과 VREF_BOT외에 추가로 VR/2N+1 + VREF_TOP과 VR/2N+1 + VREF_BOT이 사용된다. 변경된 범위의 기준 전압을 바탕으로 일반적인 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기의 동작을 수행함으로써 1개 샘플의 하위 비트 값을 얻을 수 있으며, 원하는 샘플링 수만큼 하위 비트 변환을 반복함으로써 다중 샘플링 효과를 얻을 수 있다.Referring to FIG. 8, the operation of the general-approximation-type analog-to-digital converter is performed using the reference voltages V REF_TOP and V REF_BOT during the high bit conversion. When the low bit conversion is performed, the S L signal becomes 'High', and the V COMP signal is lowered by 1/2 of the LSB of the upper bit. In addition to V REF_TOP and V REF_BOT , the reference voltages V R / 2 N + 1 + V REF_TOP and V R / 2 N + 1 + V REF_BOT are used. By performing the operation of the generalized approximation analog-to-digital converter on the basis of the reference voltage of the changed range, the lower bit value of one sample can be obtained and the multiple sampling effect can be obtained by repeating the lower bit conversion by the desired number of samples .

도 9는 축차 근사형-단일 기울기 아날로그-디지털 변환기의 블록도이다.9 is a block diagram of a series-approximation-single slope analog-to-digital converter.

도 9를 참조하면, 도 7의 축차 근사형-단일 기울기 아날로그-디지털 변환기의 더미 커패시터의 하단에 램프 신호가 연결된다. 그리고 상위 비트 변환을 위하여 축차 근사형 아날로그-디지털 변환 동작이 수행되고, 이어서 하위 비트 변환을 위하여 램프 신호를 변경함으로써 단일 기울기 아날로그-디지털 변환 동작이 수행된다.Referring to FIG. 9, the ramp signal is connected to the lower end of the dummy capacitor of the approximate-single-slope analog-to-digital converter of FIG. The approximate analog-to-digital conversion operation is performed for the higher bit conversion, and then the single slope analog-to-digital conversion operation is performed by changing the ramp signal for lower bit conversion.

도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 부분적 다중 샘플링 방법이 적용된 도 9의 축차 근사형-단일 기울기 아날로그-디지털 변환기의 비교기의 두 입력 신호의 파형이다.FIG. 10 is a waveform of two input signals of a comparator of the approximate-single-slope analog-to-digital converter of FIG. 9 to which the partial multiplexing method according to the fourth embodiment of the present invention is applied.

도 10을 참조하면, 상위 비트 변환 시 기준 전압 VREF_TOP과 VREF_BOT을 이용하여 일반적인 축차 근사형 아날로그-디지털 변환기의 동작이 수행된다. 하위 비트 변환 시 SL 신호가 'High'가 되면서, VCOMP 신호는 상위 비트의 LSB의 1/2만큼 낮아지며, 이후 VRAMP 값의 변화량이 커패시터 디지털-아날로그 변환기의 전체 커패시터 값과 더미 커패시터와의 비율만큼 줄어들어 VCOMP에 반영된다. VCOMP 값을 이용하여 일반적인 단일 기울기 아날로그-디지털 변환기의 동작이 수행됨으로써 1개 샘플의 하위 비트 값이 생성되며, 원하는 샘플링 수만큼 하위 비트 변환이 반복됨으로써 다중 샘플링 효과가 나타난다.Referring to FIG. 10, the operation of the general-approximation-type analog-to-digital converter is performed using the reference voltages V REF_TOP and V REF_BOT during high bit conversion. When the lower bit conversion is performed, the S L signal becomes 'High', and the V COMP signal is lowered by 1/2 of the LSB of the upper bit. Then, the change amount of the V RAMP value is compared with the total capacitor value of the capacitor digital- And is reflected in V COMP . The operation of the general single-slope analog-to-digital converter is performed using the V COMP value to generate a lower-bit value of one sample, and the lower-bit conversion is repeated as many times as the desired number of samples.

상관 다중 샘플링(correlated-multiple sampling, CMS) 방식이 이단 단일 경사(two-step single-slope) 구조의 아날로그-디지털 변환기에 적용되는 기존의 변환의 경우 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 분해능(resolution)에 의해 결정된 클럭 카운트(clock count)가 샘플링 수에 비례하여 증가한다.In the case of a conventional conversion in which a correlated-multiple sampling (CMS) scheme is applied to a two-step single-slope analog-to-digital converter, the resolution of the analog- The clock count determined by the sampling clock count increases in proportion to the sampling number.

반면, 본 발명의 실시예에 따르면 비트 수가 12 bit이고, 16번의 샘플링을 수행되는 경우 PPMS 및 PCMS 방식에 의해 클럭 카운트가 각각 99.7%, 98.8% 감소하였다.On the other hand, according to the embodiment of the present invention, when the number of bits is 12 bits and sampling of 16 times is performed, the clock counts are reduced by 99.7% and 98.8% by PPMS and PCMS.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 아날로그-디지털 변환 제어 장치 및 그 제어 방법에 따르면, 기존의 다중 샘플링 방식보다 클럭 카운트 수를 감소시켜 변환 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 동일 시간 변환할 경우 기존 방식보다 전력 소모를 줄일 수 있다.As described above, according to the analog-digital conversion control apparatus and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, the number of clock counts can be reduced and the conversion speed can be increased more than the conventional multiple sampling method. Also, if the same time conversion is performed, the power consumption can be reduced as compared with the conventional method.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments. 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 invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be construed to include various embodiments within the scope of the claims and equivalents thereof.

100: 아날로그-디지털 변환 제어 장치,
110: 비트 설정부, 120: 제어부,
130: 출력 생성부, 200: 아날로그-디지털 변환기,
210: 샘플링부, 220: 비교기,
230: 카운터
100: analog-to-digital conversion control device,
110: bit setting unit, 120: control unit,
130: output generating unit, 200: analog-to-digital converter,
210: sampling unit, 220: comparator,
230: Counter

Claims (14)

아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)를 제어하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치에 있어서,
상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 신호(input signal)를 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 비트 설정부;
상기 상위 비트 영역에 대해 1회의 샘플링을 수행하고, 상기 하위 비트 영역에 대해 N(N은 2보다 큰 자연수) 회의 샘플링을 수행하도록 상기 아날로그-디지털 변환기를 제어하는 제어부; 및
상기 상위 비트 영역에 대한 샘플링 결과 및 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과를 이용하여 출력 값을 생성하는 출력 생성부를 포함하며
상기 제어부는, 서로 다른 샘플링 신호를 사용하여 하위 비트 영역에 대한 샘플링을 수행하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치.
An analog-to-digital conversion controller for controlling an analog-to-digital converter,
A bit setting unit for setting an input signal of the analog-to-digital converter as an upper bit region and a lower bit region;
A controller for controlling the analog-to-digital converter to perform sampling once for the upper bit region and to perform sampling for N (N is a natural number greater than 2) for the lower bit region; And
And an output generating unit for generating an output value using a sampling result of the upper bit region and a sampling result of the lower bit region,
Wherein the controller performs sampling on a lower bit region using different sampling signals.
청구항 1에 있어서,
상기 비트 설정부는,
의사 다중 샘플링(pseudo-multiple sampling) 방법에서 상기 상위 비트와 상기 하위 비트를 동일하게 설정하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the bit setting unit comprises:
Wherein the upper bit and the lower bit are set the same in a pseudo-multiple sampling method.
청구항 1에 있어서,
상기 비트 설정부는,
상관 다중 샘플링(correlated multiple sampling) 방법에서 샘플링 수의 증가에 따라 상위 비트의 비중을 증가시키고, 하위 비트의 비중을 감소시키는 아날로그-디지털 변환 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the bit setting unit comprises:
An analog-to-digital conversion control apparatus for increasing the specific gravity of upper bits and decreasing the specific gravity of lower bits as the number of samples increases in a correlated multiple sampling method.
청구항 1에 있어서,
상기 비트 설정부는,
상기 입력 신호(input signal)의 노이즈의 크기에 따라 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역을 적응적으로 설정하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the bit setting unit comprises:
And an upper bit region and a lower bit region are adaptively set according to a magnitude of noise of the input signal.
청구항 4에 있어서,
상기 비트 설정부는,
상기 하위 비트 영역이 상기 노이즈의 변화 영역을 포함하도록 상기 하위 비트 영역을 설정하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치.
The method of claim 4,
Wherein the bit setting unit comprises:
And sets the lower bit region so that the lower bit region includes the change region of the noise.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 출력 생성부는,
상기 N회 샘플링에 대한 평균 값을 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과로 사용하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the output generating unit comprises:
And uses an average value for the N times sampling as a sampling result for the lower bit region.
아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter)를 제어하는 아날로그-디지털 변환 제어 장치에서 수행되는 아날로그-디지털 변환 방법에 있어서,
상기 아날로그-디지털 변환기의 입력 신호(input signal)를 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 단계;
상기 상위 비트 영역에 대해 1회의 샘플링을 수행하고, 상기 하위 비트 영역에 대해 N(N은 2보다 큰 자연수) 회의 샘플링을 수행하도록 상기 아날로그-디지털 변환기를 제어하는 단계; 및
상기 상위 비트 영역에 대한 샘플링 결과 및 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과를 이용하여 출력 값을 생성하는 단계를 포함하며,
상기 제어하는 단계는, 서로 다른 샘플링 신호를 사용하여 하위 비트 영역에 대한 샘플링을 수행하는 아날로그-디지털 변환 제어 방법.
An analog-to-digital conversion method performed in an analog-to-digital conversion control apparatus for controlling an analog-to-digital converter,
Setting an input signal of the analog-to-digital converter as an upper bit region and a lower bit region;
Performing one sampling on the upper bit region and controlling the analog-to-digital converter to perform N sampling (N is a natural number greater than 2) for the lower bit region; And
Generating an output value by using a sampling result for the upper bit region and a sampling result for the lower bit region,
Wherein the controlling step performs sampling on a lower bit region using different sampling signals.
청구항 8에 있어서,
상기 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 단계는,
의사 다중 샘플링(pseudo-multiple sampling) 방법에서 상기 상위 비트와 상기 하위 비트를 동일하게 설정하는 아날로그-디지털 변환 제어 방법.
The method of claim 8,
Wherein the setting of the upper bit region and the lower bit region comprises:
Wherein the upper bit and the lower bit are the same in a pseudo-multiple sampling method.
청구항 8에 있어서,
상기 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 단계는,
상관 다중 샘플링(correlated multiple sampling) 방법에서 샘플링 수의 증가에 따라 상위 비트의 비중을 증가시키고, 하위 비트의 비중을 감소시키는 아날로그-디지털 변환 제어 방법.
The method of claim 8,
Wherein the setting of the upper bit region and the lower bit region comprises:
A method of analog-to-digital conversion control for increasing the specific gravity of upper bits and decreasing the specific gravity of lower bits as the number of samples increases in a correlated multiple sampling method.
청구항 8에 있어서,
상기 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 단계는,
상기 입력 신호(input signal)의 노이즈의 크기에 따라 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역을 적응적으로 설정하는 아날로그-디지털 변환 제어 방법.
The method of claim 8,
Wherein the setting of the upper bit region and the lower bit region comprises:
And an upper bit region and a lower bit region are adaptively set according to a magnitude of noise of the input signal.
청구항 11에 있어서,
상기 상위 비트 영역 및 하위 비트 영역으로 설정하는 단계는,
상기 하위 비트 영역이 상기 노이즈의 변화 영역을 포함하도록 상기 하위 비트 영역을 설정하는 아날로그-디지털 변환 제어 방법.
The method of claim 11,
Wherein the setting of the upper bit region and the lower bit region comprises:
And setting the lower bit region so that the lower bit region includes the change region of the noise.
삭제delete 청구항 8에 있어서,
상기 출력 값을 생성하는 단계는,
상기 N회 샘플링에 대한 평균 값을 상기 하위 비트 영역에 대한 샘플링 결과로 사용하는 아날로그-디지털 변환 제어 방법.
The method of claim 8,
Wherein the generating the output value comprises:
And using an average value for the N-times sampling as a sampling result for the lower bit region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080019376A (en) * 2006-08-28 2008-03-04 삼성전자주식회사 Correlated double sampling method using multi-sampling averaging and apparatus thereof
KR101448917B1 (en) * 2007-09-11 2014-10-13 삼성전자주식회사 Apparatus and Method for converting Analogue to Digital using pseudo multiple sampling
EP2571169B1 (en) * 2010-05-14 2019-07-03 National University Corporation Shizuoka University A/d converter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013098598A (en) * 2011-10-28 2013-05-20 Konica Minolta Advanced Layers Inc Imaging apparatus

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