KR102073309B1 - Gas sensor system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 센서 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 R-DAC와 I-DAC를 동작시키기 위한 비교기와 R-DAC를 거친 후 남은 잔류 전압으로 C-DAC를 동작시키기 위한 증폭기를 공유시킬 수 있는 가스 센서 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas sensor system, and more particularly, a comparator for operating an R-DAC and an I-DAC, and an amplifier for operating a C-DAC with a residual voltage remaining after the R-DAC. The present invention relates to a gas sensor system.
일반적으로, 각종 산업 분야, 예컨대 IOT 분야, 차량 대기질 관리 분야, 산업 방재 분야 등에 적용되고 있는 반도체식 가스 센서 시스템은 가스 농도에 따라 저항 값이 바뀌는 것을 감지하여 가스 농도를 파악(분석)할 수 있다.In general, semiconductor gas sensor systems applied to various industrial fields, such as IOT, vehicle air quality management, and industrial disaster prevention, can detect (analyze) the gas concentration by detecting a change in resistance value according to the gas concentration. have.
이를 위해, 반도체식 가스 센서 시스템은 구성에 따라 저항(resistance)을 전압(voltage)으로 바꾸어 주기 위한 R-DAC(Resistive Digital to Analog Converter)와 I-DAC(Current Digital to Analog Converter)를 필요로 한다.To this end, semiconductor gas sensor systems require a resistive digital to analog converter (R-DAC) and a current digital to analog converter (I-DAC) to convert resistance into voltage, depending on the configuration. .
또한, 반도체식 가스 센서 시스템은 바뀐 전압을 디지털 코드로 변환하기 위해 SAR ADC(Successive Approximation Register Digital to Analog Converter)를 사용하기 때문에 C-DAC(Capacitive Digital to Analog Converter)를 필요로 한다.In addition, the semiconductor gas sensor system requires a capacitive digital to analog converter (C-DAC) because a SAR ADC (Successive Approximation Register Digital to Analog Converter) is used to convert the changed voltage into a digital code.
그리고, 반도체식 가스 센서 시스템은 R-DAC와 I-DAC를 동작시키기 위한 비교기(comparator)와 R-DAC를 거친 후 남은 잔류 전압으로 C-DAC를 동작시키기 위한 별도의 증폭기(amplifier)를 필요로 한다.In addition, the semiconductor gas sensor system requires a comparator for operating the R-DAC and the I-DAC, and a separate amplifier for operating the C-DAC with the residual voltage remaining after the R-DAC. do.
그러나, 종래의 반도체식 가스 센서 시스템은 비교기와 증폭기를 각각 별도로 구비해야만 하기 때문에 전체 시스템의 사이즈가 커지게 되는 문제가 있으며, 또한 별도의 구성 소자로 인해 전력 소모가 커지게 되는 문제가 있다.However, the conventional semiconductor gas sensor system has a problem in that the size of the entire system becomes large because the comparator and the amplifier must be provided separately, and the power consumption increases due to separate components.
본 발명은 R-DAC와 I-DAC를 동작시키기 위한 비교기와 R-DAC를 거친 후 남은 잔류 전압으로 C-DAC를 동작시키기 위한 증폭기를 공유할 수 있는 가스센서 시스템을 제안하고자 한다.The present invention proposes a gas sensor system capable of sharing a comparator for operating an R-DAC and an I-DAC and an amplifier for operating a C-DAC with a residual voltage remaining after the R-DAC.
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 problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned, another problem to be solved is not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.
본 발명은, 일 관점에 따라, 가변 저항의 저항값에 대응되는 전압을 제 1 전압으로 출력하는 R-DAC(Resistance Digital to Analog Converter)와, 상기 가변 저항을 통해 흐르는 전류값에 대응되는 전압을 제 2 전압으로 출력하는 I-DAC(Current Digital to Analog Converter)와, 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압과 소정의 기준값을 비교하여 비교신호를 출력하는 재사용 비교기(Reuse Comparator)와, 상기 재사용 비교기로부터 제공되는 소정 레벨로 증폭된 잔류 전압(Residue Voltage)을 입력받아 샘플링을 통해 생성되는 아날로그 신호를 상기 재사용 비교기로 출력하는 C-DAC(Capacitive Digital to Analog Converter)와, 상기 재사용 비교기의 출력을 제공받아 상기 R-DAC, 상기 I-DAC, 상기 C-DAC의 각 DAC 어레이 값을 조절하고, 상기 재사용 비교기에서 출력되는 전압 변환의 디지털 코드를 출력하는 제어부를 포함하는 가스 센서 시스템을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a resistance digital to analog converter (R-DAC) for outputting a voltage corresponding to a resistance value of a variable resistor as a first voltage and a voltage corresponding to a current value flowing through the variable resistor are provided. Current Digital to Analog Converter (I-DAC) outputting a second voltage, a reuse comparator for outputting a comparison signal by comparing a predetermined reference value with the first voltage or the second voltage, and the reuse comparator Provides a C-DAC (Capacitive Digital to Analog Converter) for receiving a residual voltage amplified to a predetermined level provided from the output unit and outputting an analog signal generated through sampling to the reuse comparator, and an output of the reuse comparator A controller for adjusting the DAC array values of the R-DAC, the I-DAC, and the C-DAC, and outputting a digital code of a voltage conversion output from the reuse comparator It can provide a gas sensor system including.
본 발명의 상기 R-DAC는, 다수의 저항이 병렬 연결되는 저항 어레이로 구성될 수 있다.The R-DAC of the present invention may include a resistor array in which a plurality of resistors are connected in parallel.
본 발명의 상기 R-DAC는, 상기 저항 어레이의 값을 MSB(최상위 비트)에서부터 LSB(최하위 비트)까지 차례로 연결시키는 바이너리 서치(Binary Search) 알고리즘을 이용하여 상기 가변 저항의 코스(coarse) 저항값을 찾을 수 있다.The R-DAC of the present invention is a coarse resistance value of the variable resistor using a binary search algorithm that sequentially connects the value of the resistor array from the MSB (most significant bit) to the LSB (least significant bit). You can find
본 발명의 상기 I-DAC는, 다수의 전류원이 병렬 연결되는 전류원 어레이로 구성될 수 있다.The I-DAC of the present invention may be configured as a current source array in which a plurality of current sources are connected in parallel.
본 발명의 상기 I-DAC는, 상기 전류원 어레이의 값을 MSB(최상위 비트)에서부터 LSB(최하위 비트)까지 차례로 연결시키는 바이너리 서치(Binary Search) 알고리즘을 이용하여 상기 가변 저항의 파인(fine) 저항값을 찾을 수 있다.The I-DAC of the present invention uses a binary search algorithm that sequentially connects the value of the current source array from the MSB (most significant bit) to the LSB (least significant bit) in order to obtain a fine resistance value of the variable resistor. You can find
본 발명의 상기 C-DAC는, 다수의 커패시터가 병렬 연결되는 커패시터 어레이로 구성될 수 있다.The C-DAC of the present invention may be configured as a capacitor array in which a plurality of capacitors are connected in parallel.
본 발명의 상기 C-DAC, 상기 재사용 비교기 및 상기 제어부는 SAR ADC(Successive Approximation Register Analo0g-to-Digital Converter)로서 기능할 수 있다.The C-DAC, the reuse comparator, and the controller of the present invention may function as a Successive Approximation Register Analo 0g-to-Digital Converter (SAR ADC).
본 발명의 실시예에 따르면, R-DAC와 I-DAC를 동작시키기 위한 비교기와 R-DAC를 거친 후 남은 잔류 전압으로 C-DAC를 동작시키기 위한 증폭기를 공유시킴으로써, 전체 시스템의 설계 면적을 줄일 수 있으며, 또한 하나의 공유소자를 이용하기 때문에 전력소모를 절감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the comparator for operating the R-DAC and the I-DAC and the amplifier for operating the C-DAC with the residual voltage remaining after the R-DAC are shared, thereby reducing the design area of the entire system. In addition, power consumption can be reduced by using a single shared element.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 잔류 전압의 증폭시에 안정적인 전압 전달을 실현할 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, stable voltage transfer can be realized at the time of amplifying the residual voltage.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, PVT에 둔감한 동적 증폭기의 설계를 통해 가스 센서의 측정시에 주변 환경에 의한 결과 변화를 최소화할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the design of the dynamic amplifier insensitive to PVT, it is possible to minimize the resulting change due to the surrounding environment when measuring the gas sensor.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 센서 시스템의 블록구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 R-DAC의 어레이 구조도이다.
도 3은 도 1에 도시된 I-DAC의 어레이 구조도이다.
도 4는 도 1에 도시된 C-DAC의 어레이 구조도이다.
도 5는 도 1에 도시된 재사용 비교기의 회로 예시도이다.1 is a block diagram of a gas sensor system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an array structure diagram of the R-DAC shown in FIG. 1.
FIG. 3 is an array structure diagram of the I-DAC shown in FIG. 1.
4 is an array structure diagram of the C-DAC shown in FIG. 1.
5 is a circuit diagram of the reuse comparator shown in FIG. 1.
먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 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 a method for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. Herein, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments of the present invention make the disclosure of the present invention complete, and it is common in the art to which the present invention belongs. The technical scope of the present invention should be defined by the claims, since it is provided by way of example so that those skilled in the art can clearly understand the scope of the invention.
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 addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may be changed according to intention or custom of a user, an operator, or the like. Therefore, the definition should be made based on the technical idea described throughout this specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 센서 시스템의 블록구성도이다.1 is a block diagram of a gas sensor system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스 센서 시스템은 R-DAC(Resistance Digital to Analog Converter)(102), I-DAC(Current Digital to Analog Converter)(104), C-DAC(Capacitive Digital to Analog Converter)(106), 재사용 비교기(Reuse Comparator)(108) 및 제어부(110) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the gas sensor system according to the present embodiment includes a resistance digital to analog converter (R-DAC) 102, a current digital to analog converter (I-DAC) 104, and a capacitive digital to C-DAC (C-DAC). An
그리고, 가변 저항(Rsens)과 R-DAC(102)의 입력 사이에 제 1 스위치(SW1)가 구비되고, 가변 저항(Rsens)과 I-DAC(104)의 입력 사이에 제 2 스위치(SW2)가 구비된다. 여기에서, 가변 저항은 센서 저항으로도 정의될 수 있다.The first switch SW1 is provided between the variable resistor Rsens and the input of the R-
또한, R-DAC(102)의 출력과 재사용 비교기(108)의 입력 사이에 제 3 스위치(SW3)가 구비되고, I-DAC(104)의 출력과 재사용 비교기(108)의 입력 사이에 제 4 스위치(SW4)가 구비되며, C-DAC(106)의 출력과 재사용 비교기(108)의 입력 사이에 제 5 스위치(SW5)가 구비된다.In addition, a third switch SW3 is provided between the output of the R-
먼저, R-DAC(102)는, 코스(coarse; 대략적인) 과정을 위해 제 1 스위치(SW1)와 제 3 스위치(SW3)가 온 상태일 때(나머지 스위치들은 모두 오프 상태), 저항 분할(dividing)에 의해 가변 저항의 저항값에 대응되는 전압을 제 1 전압(가변 저항을 통해 흐르는 전류값에 대응되는 전압)으로 생성(출력)하여 제 3 스위치(SW3)를 경유하는 경로를 통해 재사용 비교기(108)의 입력으로 제공하는 등의 기능을 수행할 수 있다.First, the R-
이를 위해, R-DAC(102)는, 일례로서 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 저항이 병렬 연결되는 저항 어레이로 구성될 수 있다. 여기에서, 후술하는 제어부(110)로부터의 DAC 제어(DAC 어레이 값의 조절 제어)에 따라 저항 어레이 값을 MSB(최상위 비트)에서부터 LSB(최하위 비트)까지 차례로 연결시키는 바이너리 서치 알고리즘을 이용하여 가변 저항의 코스(coarse; 대략적인) 저항값을 찾을 수 있다.To this end, the R-
또한, I-DAC(104)는, 파인(fine; 상세한) 과정을 위해 제 2 스위치(SW2)와 제 4 스위치(SW4)가 온 상태일 때(나머지 스위치들은 모두 오프 상태), 가변 저항(Rsens)에 전류를 흘려 가변 저항을 흐르는 전류값에 대응되는 전압을 제 2 전압으로 생성(출력)하여 제 4 스위치(SW4)를 경유하는 경로를 통해 재사용 비교기(108)의 입력으로 제공하는 등의 기능을 수행할 수 있다.In addition, the I-
이를 위해, I-DAC(104)는, 일례로서 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 전류원이 병렬 연결되는 전류원 어레이로 구성될 수 있다. 여기에서, 후술하는 제어부(110)로부터의 DAC 제어(DAC 어레이 값의 조절 제어)에 따라 전류원 어레이 값을 MSB(최상위 비트)에서부터 LSB(최하위 비트)까지 차례로 연결시키는 바이너리 서치(Binary Search) 알고리즘을 이용하여 가변 저항의 파인(fine; 상세한) 저항값을 찾을 수 있다.To this end, the I-
다음에, C-DAC(106)는 재사용 비교기(108)로부터 제공되는 소정 레벨로 증폭(예컨대, 4배 증폭, 16배 증폭 등)된 잔류 전압(Residue Voltage)을 입력받아 샘플링(sampling)을 통해 아날로그 신호를 출력하여 제 5 스위치(SW5)를 통해 재사용 비교기(108)의 입력으로 제공하는 등의 기능을 수행할 수 있다.Next, the C-
이를 위해 C-DAC(106)는, 일례로서 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 커패시터가 병렬 연결되는 커패시터 어레이로 구성될 수 있다.To this end, the C-
한편, 재사용 비교기(108)는 제 3 스위치(SW3)를 통해 R-DAC(102)로부터 제공되는 제 1 전압 또는 제 4 스위치(SW4)를 통해 I-DAC(104)로부터 제공되는 제 2 전압과 소정의 기준값을 비교하여 제 1 비교신호를 제어부(110)로 출력하고, C-DAC(106)에서 출력된 아날로그 신호와 소정의 기준값을 비교하여 제 2 비교신호를 제어부(110)로 출력하는 등의 기능을 제공할 수 있다.On the other hand, the
여기에서, 재사용 비교기(108)는 비교기, 잔류전압 증폭기, 루프 필터의 프리-증폭기 등으로 기능할 수 있는데, 이를 위해 도 5에 도시된 바와 같은 회로 구성을 가질 수 있다.Here, the
이때, 재사용 비교기(108)가 증폭기로 사용될 경우 이득(gain)은, 예컨대 4와 16 두 가지로 조정 가능한데, 본 발명에 따르면 추가적인 증폭기가 필요하지 않고 비교기와 증폭기의 기능할 수 있고, 별도의 샘플링 과정이 필요하지 않는 형태로 동적(dynamic) 증폭기로 사용이 가능하기 때문에 전력 소모 및 면적을 최소화할 수 있다.In this case, when the
도 5는 도 1에 도시된 재사용 비교기(108)의 회로 예시도이다.5 is a circuit diagram of the
도 5를 참조하면, 재사용 비교기(108)가 비교기로 동작할 경우, RESET 스위치(SW21, SW23)가 온 되면, CLK_CINV(SW22, SW24)의 경우 오프 상태가 된다.Referring to FIG. 5, when the
이때, Lz+ 와 Lz- 노드(node)의 경우, VDD로 충전(charge)된다. 이때 F8, F10은 PMOS로서 오프 되어 있게 되고, F9, F11의 경우 RESET 스위치(SW21, SW23)가 온이기 때문에 NMOS는 온 되어 F8과 F9, F10과 F11 사이의 전압은 제로(0)가 된다.In this case, the Lz + and Lz− nodes are charged to VDD. At this time, F8 and F10 are turned off as PMOS. In the case of F9 and F11, since the RESET switches SW21 and SW23 are on, the NMOS is turned on and the voltage between F8 and F9, F10 and F11 becomes zero.
따라서, 버퍼(202, 204)를 통해 VO+, VO-는 제로(0)의 출력을 내게 된다.Thus, through the
이후, 리셋(RESET)이 끝나고, 비교를 시작하게 되면, RESET 스위치(SW21, SW23)는 오프 되고, CLK_CINV는 온이 되면, Lz+, Lz- 의 전압은 F5, F6에 인가된 전압 VIN+, VIN-에 비례하여 방전(discharge)이 진행되게 되며, 특정 레벨까지 방전될 경우, F8, F10의 PMOS가 온 되어 VO+, VO- 가 하이(high) 레벨로 바뀌게 된다.After that, when the reset is completed and the comparison starts, when the RESET switches SW21 and SW23 are turned off and the CLK_CINV is turned on, the voltages of Lz + and Lz- are applied to the voltages VIN + and VIN- applied to F5 and F6. Discharge proceeds in proportion to, and when discharged to a specific level, the PMOS of F8 and F10 is turned on, and VO + and VO- are changed to a high level.
이때, VIN+, VIN- 중 한쪽 전류가 더 크기 때문에 Lz+, Lz- 둘 중 한 곳의 전압이 상대적으로 빨리 떨어지게 되고, 그로 인해 F8, F10 둘 중 하나가 먼저 온 된다. 그렇기 때문에 전압이 높을수록 VO+, VO- 중 전압이 먼저 하이가 되는 것이 큰 것으로 비교가 가능하다.At this time, since one of VIN + and VIN- is larger, the voltage of one of Lz + and Lz- drops relatively quickly, so that one of F8 and F10 turns on first. Therefore, it is comparable that the higher the voltage, the higher the voltage among VO + and VO- first.
그리고, 재사용 비교기(108)가 증폭기로 동작할 경우, 방전이 진행되다가 비교가 완료된 시점에서는 Lz+, Lz- 가 어떠한 전압을 가지고 있는데, 이를 Lz+, Lz- 에 달린 커패시터(capacitor)를 조절하게 되면, Lz+, Lz-의 전압이 입력전압에 대한 증폭된 효과를 갖게 된다.In addition, when the
따라서, 커패시터 값을 조절하여 이득(gain)을 4와 16으로 조절할 수 있다. 즉, CLK_CINV가 열리는 시간을 상대적으로 낮추게 되면 작은 이득인 4로 되고, CLK_CINV가 열리는 시간을 상대적으로 늘리면 이득을 16까지도 조절할 수 있다.Therefore, the gain can be adjusted to 4 and 16 by adjusting the capacitor value. In other words, if the time for opening CLK_CINV is relatively lowered, the gain becomes 4, which is a small gain. If the time for opening CLK_CINV is relatively increased, the gain can be adjusted up to 16 degrees.
여기에서, F7은 리셋 타이밍에 F5, F6, F2, F4 아래에 존재할 수 있는 잔류 전압을 완전히 리셋시켜 주기 위한 용도로서 기능할 수 있다.Here, F7 may function as a use for completely resetting the residual voltage which may exist below F5, F6, F2, and F4 at the reset timing.
그리고, F1, F3은 상술한 루프 필터로 동작할 때 스위치로 하이일 때 온 되고, 로우일 때 오프 되도록 동작할 수 있다. 또한, F2, F4는 루프 필터의 입력을 인가하는 부분으로, VNS+, VNS-는 루프 필터를 거쳐 인가되는 전압을 의미할 수 있다.F1 and F3 may be turned on when the switch is high when the loop filter is operated, and turned off when the filter is low. In addition, F2 and F4 are portions for applying the input of the loop filter, and VNS + and VNS- may refer to voltages applied through the loop filter.
다시 도 1을 참조하면, 제어부(110)는 재사용 비교기(108)의 출력을 제공받아 R-DAC(102), I-DAC(104), C-DAC(106)의 각 DAC 어레이 값을 조절하고, 재사용 비교기(108)에서 출력되는 전압 변환의 디지털 코드를 MCU(Micro-controller Unit)(112)로 출력하는 등의 기능을 제공할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
여기에서, 전압 비교 후 남은 잔류 값을 소정 레벨로 증폭하여 C-DAC(106)로 보내고, 제 5 스위치(SW5)를 온 하고, 나머지 모든 스위치(SW1 - SW4)들을 오프 함으로써, C-DAC(106), 재사용 비교기(108) 및 제어부(110)를 SAR ADC(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter) 형태로 구성할 수 있으며, 이를 통해 샘플링 및 SAR ADC 변환(conversion)을 수행할 수 있다.Here, the residual value after the voltage comparison is amplified to a predetermined level and sent to the C-
그리고, MCU(112)는, 가스 센서 시스템의 전반적인 동작 제어를 수행하기 위한 것으로, 제어부(110)로부터 제공되는 디지털 코드를 분석하여 가스 농도를 파악하기 위한 처리 및 제어 등을 담당하는 모듈을 의미할 수 있다.The
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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains various substitutions, modifications, changes, etc., without departing from the essential characteristics of the present invention. You will easily see this possible. That is, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
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 protection scope of the present invention should be interpreted by the claims to be described later, and all technical ideas within the equivalent scope will be construed as being included in the scope of the present invention.
102 : R-DAC
104 : I-DAC
106 : C-DAC
108 : 재사용 비교기
110 : 제어부102: R-DAC
104: I-DAC
106: C-DAC
108: reuse comparator
110: control unit
Claims (7)
상기 가변 저항을 통해 흐르는 전류값에 대응되는 전압을 제 2 전압으로 출력하는 I-DAC(Current Digital to Analog Converter)와,
상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압과 소정의 기준값을 비교하여 비교신호를 출력하는 재사용 비교기(Reuse Comparator)와,
상기 비교신호에 대한 남은 잔류 값을 소정 레벨로 증폭한 잔류 전압(Residue Voltage)을 입력받아 샘플링을 통해 생성되는 아날로그 신호를 상기 재사용 비교기로 출력하는 C-DAC(Capacitive Digital to Analog Converter)와,
상기 재사용 비교기의 상기 비교신호의 출력을 제공받아 상기 R-DAC, 상기 I-DAC, 상기 C-DAC의 각 DAC 어레이 값을 조절하고, 상기 재사용 비교기에서 출력되는 상기 비교신호에 대한 전압 변환의 디지털 코드를 출력하는 제어부
를 포함하는 가스 센서 시스템.A resistance digital to analog converter (R-DAC) for outputting a voltage corresponding to the resistance of the variable resistor as a first voltage;
A current digital to analog converter (I-DAC) for outputting a voltage corresponding to a current value flowing through the variable resistor as a second voltage;
A reuse comparator for comparing the first voltage or the second voltage with a predetermined reference value and outputting a comparison signal;
A capacitive digital to analog converter (C-DAC) for receiving a residual voltage obtained by amplifying the residual value of the comparison signal to a predetermined level and outputting an analog signal generated through sampling to the reuse comparator;
The output of the comparison signal of the reuse comparator is provided to adjust the value of each DAC array of the R-DAC, the I-DAC, and the C-DAC, and digitally converts the voltage to the comparison signal output from the reuse comparator. Control to output the code
Gas sensor system comprising a.
상기 R-DAC는,
다수의 저항이 병렬 연결되는 저항 어레이로 구성되는
가스 센서 시스템.The method of claim 1,
The R-DAC,
Consists of an array of resistors in which multiple resistors are connected in parallel
Gas sensor system.
상기 R-DAC는,
상기 저항 어레이의 값을 MSB(최상위 비트)에서부터 LSB(최하위 비트)까지 차례로 연결시키는 바이너리 서치(Binary Search) 알고리즘을 이용하여 상기 가변 저항의 코스(coarse) 저항값을 찾는
가스 센서 시스템.The method of claim 2,
The R-DAC,
Finding the coarse resistance value of the variable resistor using a binary search algorithm that sequentially connects the values of the resistor array from the MSB (most significant bit) to LSB (least significant bit).
Gas sensor system.
상기 I-DAC는,
다수의 전류원이 병렬 연결되는 전류원 어레이로 구성되는
가스 센서 시스템.The method of claim 1,
The I-DAC,
Consists of an array of current sources in which multiple current sources are connected in parallel
Gas sensor system.
상기 I-DAC는,
상기 전류원 어레이의 값을 MSB(최상위 비트)에서부터 LSB(최하위 비트)까지 차례로 연결시키는 바이너리 서치(Binary Search) 알고리즘을 이용하여 상기 가변 저항의 파인(fine) 저항값을 찾는
가스 센서 시스템.The method of claim 4, wherein
The I-DAC,
Finding the fine resistance value of the variable resistor using a binary search algorithm that sequentially connects the value of the current source array from MSB (most significant bit) to LSB (least significant bit).
Gas sensor system.
상기 C-DAC는,
다수의 커패시터가 병렬 연결되는 커패시터 어레이로 구성되는
가스 센서 시스템.The method of claim 1,
The C-DAC,
Consists of a capacitor array in which multiple capacitors are connected in parallel
Gas sensor system.
상기 C-DAC, 상기 재사용 비교기 및 상기 제어부는 SAR ADC(Successive Approximation Register Analo0g-to-Digital Converter)로서 기능할 수 있는
가스 센서 시스템.The method of claim 1,
The C-DAC, the reuse comparator and the control unit may function as a Successive Approximation Register Analo 0g-to-Digital Converter (SAR ADC).
Gas sensor system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180091448A KR102073309B1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Gas sensor system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180091448A KR102073309B1 (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Gas sensor system |
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Publication Number | Publication Date |
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KR102073309B1 true KR102073309B1 (en) | 2020-02-04 |
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ID=69571075
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KR (1) | KR102073309B1 (en) |
Citations (4)
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---|---|---|---|---|
KR20090109454A (en) * | 2008-04-15 | 2009-10-20 | 한국과학기술원 | Continuous-time delta-sigma modulator |
KR20120065806A (en) | 2010-12-13 | 2012-06-21 | 한국전자통신연구원 | Analog digital converter |
KR101840683B1 (en) | 2017-09-27 | 2018-03-21 | 포항공과대학교 산학협력단 | Sar trpe analog to digital converter using residue integration |
KR20180065855A (en) * | 2016-12-07 | 2018-06-18 | 한양대학교 산학협력단 | Digital analog converter achieving small peak value of discharging current and method of operating the same |
-
2018
- 2018-08-06 KR KR1020180091448A patent/KR102073309B1/en active IP Right Grant
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KR20180065855A (en) * | 2016-12-07 | 2018-06-18 | 한양대학교 산학협력단 | Digital analog converter achieving small peak value of discharging current and method of operating the same |
KR101840683B1 (en) | 2017-09-27 | 2018-03-21 | 포항공과대학교 산학협력단 | Sar trpe analog to digital converter using residue integration |
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