KR102304423B1 - Cyclic analog-to-digital converter using ternary device and ternary encoder included in the same - Google Patents

Cyclic analog-to-digital converter using ternary device and ternary encoder included in the same Download PDF

Info

Publication number
KR102304423B1
KR102304423B1 KR1020200053394A KR20200053394A KR102304423B1 KR 102304423 B1 KR102304423 B1 KR 102304423B1 KR 1020200053394 A KR1020200053394 A KR 1020200053394A KR 20200053394 A KR20200053394 A KR 20200053394A KR 102304423 B1 KR102304423 B1 KR 102304423B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ternary
inverter
analog
output
voltage
Prior art date
Application number
KR1020200053394A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김성진
한수현
Original Assignee
울산과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020200053394A priority Critical patent/KR102304423B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102304423B1 publication Critical patent/KR102304423B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters

Landscapes

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

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a cyclic analog-to-digital converter includes: an input terminal to which a first analog signal is applied; an analog-to-ternary converter (ATC) which ternary-converts the first analog signal to output ternary data; a first capacitor to which the ternary data is applied; and an output terminal for outputting a third analog signal calculated based on the first analog signal and the ternary data. The ternary data is a signal corresponding to a second analog signal which is analogized by matching an output voltage of the ATC. Accordingly, it is possible to improve the accuracy of data conversion by adjusting a size of a semiconductor element in an inverter.

Description

터너리 소자를 이용한 순환 아날로그 디지털 변환기 및 이에 포함되는 터너리 인코더{CYCLIC ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER USING TERNARY DEVICE AND TERNARY ENCODER INCLUDED IN THE SAME}Cyclic analog-to-digital converter using ternary element and ternary encoder included therein

본 발명은 터너리 소자를 이용한 순환 아날로그 디지털 변환기 및 이에 포함되는 터너리 인코더에 관한 것이다.The present invention relates to a cyclic analog-to-digital converter using a ternary element and a ternary encoder included therein.

스마트폰, 노트북, 태블릿 PC 등과 같은 전자 기기들이 소형화되고 다양한 기능들이 추가되는 등 성능이 향상되고 있다. 이에 따라 전자 기기에 있어서 전력 소모량 및 센서의 크기 등이 중요한 요소로 부각되고 있다. 따라서 센서의 주요 요소인 아날로그 디지털 컨버터의 크기와 소모 전력의 감소에 대한 필요성이 증대되고 있다.BACKGROUND ART Electronic devices such as smart phones, laptops, and tablet PCs have been miniaturized and improved in performance as various functions are added. Accordingly, power consumption and the size of a sensor are emerging as important factors in electronic devices. Accordingly, the need for reducing the size and power consumption of an analog-to-digital converter, which is a major element of a sensor, is increasing.

아날로그 디지털 컨버터의 한 종류인 순환 아날로그 디지털 컨버터(Cyclic Analog-to-Digital Converter; Cyclic ADC)는 아날로그 증폭기(amplifier), 비교기, 및 기준 전압 생성 회로를 포함하기 때문에 전력 소모가 크고, 소형화에도 한계가 있다.Cyclic Analog-to-Digital Converter (Cyclic ADC), which is a type of analog-to-digital converter, consumes large power because it includes an analog amplifier, a comparator, and a reference voltage generating circuit, and has limitations in miniaturization. have.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터너리 소자를 이용하여 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 간에 상호 변환함으로써 크기를 최소화하고 전력 소모를 저감시킬 수 있는 순환 아날로그 디지털 변환기를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a cyclic analog-to-digital converter capable of minimizing the size and reducing power consumption by mutually converting between analog data and digital data using a ternary element.

또한, 인버터 내의 반도체 소자의 크기를 조절함으로써 데이터 변환의 정확도가 향상된 터너리 인코더를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a ternary encoder with improved data conversion accuracy by adjusting the size of a semiconductor element in the inverter.

본 발명의 일 실시예에 따른 순환 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter; ADC)는 제1 아날로그 신호가 인가되는 입력단; 상기 제1 아날로그 신호를 터너리(ternary) 변환하여 터너리 데이터를 출력하는 아날로그 터너리 변환기(Analog to Ternary Converter; ATC); 상기 터너리 데이터를 인가 받는 제1 커패시터; 및 상기 제1 아날로그 신호 및 상기 터너리 데이터를 기초로 연산된 제3 아날로그 신호가 출력되는 출력단;을 포함하고, 상기 터너리 데이터는 상기 ATC의 출력 전압에 매칭되어 아날로그화된 제2 아날로그 신호에 대응하는 신호이다.A cyclic analog to digital converter (ADC) according to an embodiment of the present invention includes an input terminal to which a first analog signal is applied; an analog-to-ternary converter (ATC) that ternary-converts the first analog signal to output ternary data; a first capacitor to which the ternary data is applied; and an output terminal for outputting a third analog signal calculated based on the first analog signal and the ternary data, wherein the ternary data is matched to the output voltage of the ATC and converted to an analog second analog signal. corresponding signal.

상기 ATC는 서로 직렬 연결된 제1 터너리 인버터 및 제2 터너리 인버터를 포함하고, 상기 제1 터너리 인버터는 상기 제1 아날로그 신호를 터너리 변환하여 제1 터너리 데이터를 출력할 수 있다.The ATC may include a first ternary inverter and a second ternary inverter connected to each other in series, and the first ternary inverter may ternarily convert the first analog signal to output first ternary data.

상기 제2 터너리 인버터는, 상기 제1 터너리 데이터를 인버팅하여 제2 터너리 데이터를 출력하고, 상기 제2 터너리 데이터를 각각의 제2 터너리 데이터에 대응하는 아날로그 전압에 매칭시켜 상기 제2 아날로그 신호를 출력할 수 있다.The second ternary inverter outputs second ternary data by inverting the first ternary data, and matches the second ternary data to an analog voltage corresponding to each of the second ternary data. A second analog signal may be output.

상기 제1 커패시터는, 상기 제1 아날로그 신호에서 상기 제2 아날로그 신호를 감산하여 잔여 전압을 획득하고, 상기 제1 커패시터의 일 단은 상기 입력단과 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타 단은 증폭기와 연결되고, 상기 증폭기는 상기 잔여 전압을 두 배 증폭하여 상기 제3 아날로그 신호를 출력할 수 있다.The first capacitor obtains a residual voltage by subtracting the second analog signal from the first analog signal, one end of the first capacitor is connected to the input terminal, and the other end of the first capacitor is connected to an amplifier connected, the amplifier may output the third analog signal by double amplifying the residual voltage.

상기 ADC는, 상기 ATC에 의해 생성되는 상기 제2 아날로그 신호를 2진 데이터로 변환하는 터너리 인코더를 더 포함하고, 상기 터너리 인코더를 이용하여 상기 2진 데이터를 아날로그 변환하여 제4 아날로그 전압을 출력할 수 있다.The ADC further includes a ternary encoder that converts the second analog signal generated by the ATC into binary data, and converts the binary data to analog using the ternary encoder to obtain a fourth analog voltage can be printed out.

상기 출력단 및 상기 입력단 사이에 경로 스위치가 배치되고, 상기 경로 스위치가 켜지면 상기 제3 아날로그 신호가 상기 입력단으로 재인가될 수 있다.A path switch may be disposed between the output terminal and the input terminal, and when the path switch is turned on, the third analog signal may be re-applied to the input terminal.

본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 인코더는, 터너리 데이터를 인가 받는 입력단; 상기 입력단에 각각 연결되는 제1 인버터 및 제2 인버터를 포함하고, 상기 터너리 데이터를 2진 데이터로 변환하는 변환부; 및 상기 2진 데이터가 아날로그 변환된 아날로그 신호가 출력되는 출력단을 포함한다.A ternary encoder according to an embodiment of the present invention includes an input terminal receiving ternary data; a conversion unit including a first inverter and a second inverter respectively connected to the input terminal, and converting the ternary data into binary data; and an output terminal for outputting an analog signal in which the binary data is analog-converted.

상기 제1 인버터의 제1 경계 전압은 기준 경계 전압보다 낮은 값을 가지고, 상기 제1 경계 전압은 상기 제1 인버터에 의해 출력되는 2진 데이터를 결정하는 전압이며, 상기 제2 인버터의 제2 경계 전압은 상기 기준 경계 전압보다 높은 값을 가지고, 상기 제2 경계 전압은 상기 제2 인버터에 의해 출력되는 2진 데이터를 결정하는 전압일 수 있다.A first threshold voltage of the first inverter has a value lower than a reference threshold voltage, the first threshold voltage is a voltage that determines binary data output by the first inverter, and a second boundary voltage of the second inverter The voltage may have a higher value than the reference threshold voltage, and the second threshold voltage may be a voltage that determines binary data output by the second inverter.

상기 변환부는, 상기 제1 인버터와 직렬 연결되고, 상기 제1 인버터에 의해 출력되는 터너리 데이터를 다시 인버팅하는 제3 인버터; 및 상기 제2 인버터와 직렬 연결되고, 상기 제2 인버터에 의해 출력되는 터너리 데이터를 다시 인버팅하는 제4 인버터;를 더 포함할 수 있다.The converter may include: a third inverter connected in series with the first inverter and re-inverting the ternary data output by the first inverter; and a fourth inverter connected in series with the second inverter and re-inverting the ternary data output by the second inverter.

본 발명의 실시예들에 따른 순환 아날로그 디지털 변환기는 터너리 소자를 이용하여 아날로그 데이터 및 디지털 데이터 간에 상호 변환함으로써 크기를 최소화하고 전력 소모를 저감시킬 수 있다.The cyclic analog-to-digital converter according to embodiments of the present invention can minimize the size and reduce power consumption by converting between analog data and digital data using a ternary element.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 터너리 인코더는 인버터 내의 반도체 소자의 크기를 조절함으로써 데이터 변환의 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, the ternary encoder according to embodiments of the present invention may improve the accuracy of data conversion by adjusting the size of the semiconductor element in the inverter.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 구조를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 터너리 변환기가 포함하는 3진 소자의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 터너리 변환기의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 일 동작 모드를 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 다른 동작 모드를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기의 구조를 나타내는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 인코더의 구성을 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 인코더의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.
1 is a circuit diagram showing the structure of an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph illustrating input/output characteristics of a ternary element included in an analog ternary converter according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating input/output characteristics of an analog ternary converter according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram illustrating an operation mode of an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram for explaining another operation mode of the analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing the structure of an analog-to-digital converter according to another embodiment of the present invention.
7 is a structural diagram schematically illustrating the configuration of a ternary encoder according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating input/output characteristics of an inverter according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph illustrating input/output characteristics of a ternary encoder according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense. In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility of adding one or more other features or components is not excluded in advance. In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and shape of each configuration shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter; 이하 'ADC'라 지칭한다.)의 구조를 나타내는 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 터너리 변환기가 포함하는 3진 소자의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.1 is a circuit diagram showing the structure of an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as 'ADC') according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an analog ternary according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the input/output characteristics of the ternary element included in the converter.

ADC(1000)는 입력단(I), ATC(Analog to Ternary Converter; 이하, 'ATC'라 지칭한다.)(100), 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제1 스위치쌍(S1), 제2 스위치쌍(S2), 증폭기(300) 및 출력단(Y)을 포함할 수 있다.ADC 1000 has an input terminal I, ATC (Analog to Ternary Converter; hereinafter referred to as 'ATC') 100, a first capacitor C1, a second capacitor C2, a first switch pair ( S1), the second switch pair (S2), the amplifier 300, and may include an output terminal (Y).

ADC(1000)는 입력 스위치(S0)가 켜지면 입력단(I)을 통해 제1 아날로그 신호(Va1)를 인가 받을 수 있다. 상기 입력단(I)은 ATC(100)의 제1 단(A1)과 연결될 수 있다.The ADC 1000 may receive the first analog signal Va1 through the input terminal I when the input switch S0 is turned on. The input terminal I may be connected to the first terminal A1 of the ATC 100 .

ATC(100)는 터너리 인버터들(110, 120)을 이용하여 상기 제1 아날로그 신호(Va1)를 터너리(ternary) 신호로 변환(이하, '터너리 변환'으로 간략히 설명할 수 있다.)하여 터너리 데이터를 출력하고, ATC(100)는 상기 터너리 데이터를 각각의 터너리 데이터에 대응되는 아날로그 신호에 매칭시켜 최종적으로 제2 아날로그 신호(Va2)를 출력할 수 있다. ATC(100)의 동작에 관하여는 후술하는 도 3에서 더 상세히 설명한다. ATC(100)는 제1 터너리 인버터(110) 및 제2 터너리 인버터(120)를 포함할 수 있다. The ATC 100 converts the first analog signal Va1 into a ternary signal by using the ternary inverters 110 and 120 (hereinafter, it may be briefly described as 'ternary conversion'). to output the ternary data, and the ATC 100 may finally output the second analog signal Va2 by matching the ternary data to an analog signal corresponding to each ternary data. The operation of the ATC 100 will be described in more detail with reference to FIG. 3 to be described later. The ATC 100 may include a first ternary inverter 110 and a second ternary inverter 120 .

도 2를 함께 참고하여, 터너리 인버터들(110, 120)의 입출력 특성에 대하여 설명한다. 제1 터너리 인버터(110) 및 제2 터너리 인버터(120)는 3진(Ternary) 데이터를 처리할 수 있는 3진 소자를 포함할 수 있다. The input/output characteristics of the ternary inverters 110 and 120 will be described with reference to FIG. 2 together. The first ternary inverter 110 and the second ternary inverter 120 may include a ternary element capable of processing ternary data.

도 2를 참조하면, 반도체 소자의 두 가지 경우의 입출력 프로파일(G1, G2)이 도시되어 있다. 2진(Binary) 소자의 경우 제1 프로파일(G1)과 같이 0 또는 1의 2진 데이터를 쓰고 읽는 입출력 특성을 나타낸다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3진 소자는, 제2 프로파일(G2)과 같이 0(P1), 1/2(P2), 1(P3)의 3진 데이터를 쓰고 읽는 입출력 특성을 나타낼 수 있다. 이하, '터너리 데이터'는 0, 1/2, 1로 레이블링 된 3 가지 상태(state)의 데이터들을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. Referring to FIG. 2 , input/output profiles G1 and G2 of two cases of a semiconductor device are shown. In the case of a binary device, like the first profile G1, it shows input/output characteristics of writing and reading binary data of 0 or 1. On the other hand, the ternary device according to an embodiment of the present invention exhibits input/output characteristics of writing and reading ternary data of 0 (P1), 1/2 (P2), and 1 (P3) like the second profile G2. can Hereinafter, 'ternary data' may be understood as a concept including data of three states labeled 0, 1/2, and 1.

터너리 인버터(110, 120)의 경우 상기 터너리 데이터(또는 트릿(trit) 데이터)를 저장/처리할 수 있어, 같은 크기의 바이너리 소자 대비 1.5배의 저장 공간을 가지고, 소형화가 가능한 이점이 있다. 이하, 상기 0, 1/2, 1의 터너리 데이터는 설명의 편의를 위해 0, 1, 2의 터너리 데이터로 설명할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 ADC(1000)를 구동시키기 위한 전압을 구동 전압(VDD)이라 할 때, 상기 0, 1/2, 1로 레이블링 된 터너리 데이터 각각은 순서대로 0, 하프 구동 전압(VDD/2), 구동 전압(VDD)을 가지는 데이터에 대응될 수 있다. In the case of the ternary inverters 110 and 120, the ternary data (or trit data) can be stored/processed, so it has a storage space 1.5 times larger than that of a binary device of the same size and has the advantage of miniaturization. . Hereinafter, the ternary data of 0, 1/2, and 1 may be described as ternary data of 0, 1, and 2 for convenience of description. When a voltage for driving the ADC 1000 according to an embodiment of the present invention is referred to as a driving voltage VDD, each of the ternary data labeled 0, 1/2, and 1 is 0 and a half driving voltage in that order. (VDD/2) may correspond to data having a driving voltage VDD.

다시 도 1을 참조하면, 제1 터너리 인버터(110)는 입력단(I)을 통해 인가되는 제1 아날로그 신호(Va1)를 터너리 변환하여 제1 터너리 데이터(Vt1)를 출력할 수 있다. 제1 터너리 인버터(110)의 입출력 특성에 관하여는 후술하는 도 3에서 더 상세히 설명한다.Referring back to FIG. 1 , the first ternary inverter 110 may ternarily convert the first analog signal Va1 applied through the input terminal I to output the first ternary data Vt1 . The input/output characteristics of the first ternary inverter 110 will be described in more detail with reference to FIG. 3 to be described later.

제2 터너리 인버터(120)는 제1 터너리 인버터(110)와 직렬로 연결될 수 있다. 제2 터너리 인버터(120)는 상기 제1 터너리 데이터(Vt1)를 인버팅하여 ATC(100)의 제2 단(A2)에 제2 터너리 데이터(Vt2)를 출력할 수 있다. 제2 터너리 인버터(120)는 이미 터너리 변환된 제1 터너리 데이터(Vt1)를 다시 인버팅함으로써, ATC(100)에 의해 출력되는 신호의 전압 대소 경향이 초기 입력 신호인 제1 아날로그 신호(Va1)와 대응되도록 할 수 있다. 가령, 제1 터너리 인버터(110)를 통해 제1 아날로그 신호(Va1)가 터너리 변환 시 '0'에서 '1'로 변환되는 경우, 제2 터너리 인버터(120)는 '1'을 다시 '0'으로 인버팅하여 제1 아날로그 신호(Va1)와 대응시킬 수 있다.The second ternary inverter 120 may be connected in series with the first ternary inverter 110 . The second ternary inverter 120 may output the second ternary data Vt2 to the second terminal A2 of the ATC 100 by inverting the first ternary data Vt1 . The second ternary inverter 120 inverts the ternary-converted first ternary data Vt1 again, so that the voltage magnitude trend of the signal output by the ATC 100 is the initial input signal, the first analog signal It can be made to correspond to (Va1). For example, when the first analog signal Va1 is converted from '0' to '1' during ternary conversion through the first ternary inverter 110, the second ternary inverter 120 returns '1' again. It may be inverted to '0' to correspond to the first analog signal Va1.

ATC(100)에 의한 제2 터너리 데이터(Vt2)는 트릿 데이터로는 ‘0, 1, 2’의 데이터가 될 수 있으나, 아날로그 신호의 관점에서는 ‘0, 1, 2’의 데이터는 각각 '0, VDD/2, VDD’에 대응될 수 있다. 제2 터너리 인버터(120)는 생성된 ‘0, 1, 2’의 제2 터너리 데이터(Vt2) 각각을 ‘0, VDD/2, VDD’의 아날로그 신호로 동작시킬 수 있다. 이와 같이, ATC(100)는 3개의 2비트 디지털 신호를 출력하여 1.5 비트 아날로그 디지털 변환기와 동일한 기능을 가질 수 있다.The second ternary data Vt2 by the ATC 100 may be data of '0, 1, 2' as treatment data, but from the viewpoint of an analog signal, data of '0, 1, 2' It may correspond to 0, VDD/2, VDD'. The second ternary inverter 120 may operate each of the generated second ternary data Vt2 of '0, 1, 2' as an analog signal of '0, VDD/2, VDD'. As such, the ATC 100 may have the same function as a 1.5-bit analog-to-digital converter by outputting three 2-bit digital signals.

제1 커패시터(C1)는 제1 아날로그 신호(Va1)와 ATC(100)에 의해 출력되는 제2 아날로그 신호(Va2)의 차이를 계산하여 잔여 전압(Vres)을 획득할 수 있다. 제1 커패시터(C1)의 일 단(A3)은 ADC(1000)의 입력단(I)과 연결되고, 제1 커패시터(C1)의 타 단(A4)은 스위치들(S1-1, S2-2) 각각의 일 단과 연결될 수 있다. 제1 커패시터(C1)의 일 단(A3)에는 제1 아날로그 신호(Va1)나 제2 아날로그 신호(Va2)가 저장될 수 있고, 타 단(A4)은 부귀환(negative feedback)을 통해 제1-1 스위치(S1-1)나 제2-2 스위치(S2-2)가 연결될 때 기준 전압(Vcm)으로 고정될 수 있다. 기준 전압(Vcm)은 증폭기(300)의 양극 입력단에 연결되는 전압으로, 증폭기(300)의 동작 영역과 ADC(1000)의 입력 신호의 최대 크기를 고려하여 결정될 수 있다. 일 예로, 기준 전압(Vcm)은 하프 구동 전압(VDD/2)일 수 있다.The first capacitor C1 may obtain the residual voltage Vres by calculating a difference between the first analog signal Va1 and the second analog signal Va2 output by the ATC 100 . One end A3 of the first capacitor C1 is connected to the input terminal I of the ADC 1000, and the other end A4 of the first capacitor C1 is connected to the switches S1-1 and S2-2. It can be connected to each end. A first analog signal Va1 or a second analog signal Va2 may be stored at one end A3 of the first capacitor C1, and the other end A4 is provided with a first through negative feedback. When the -1 switch S1-1 or the 2-2 switch S2-2 is connected, the reference voltage Vcm may be fixed. The reference voltage Vcm is a voltage connected to the positive input terminal of the amplifier 300 and may be determined in consideration of the operating region of the amplifier 300 and the maximum magnitude of the input signal of the ADC 1000 . For example, the reference voltage Vcm may be a half driving voltage VDD/2.

제1 커패시터(C1)의 양 단(A3, A4)과 스위치들의 동작 관계에 관하여는 후술하는 도 4 및 도 5에서 더 상세히 설명한다.An operation relationship between both ends A3 and A4 of the first capacitor C1 and the switches will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 to be described later.

이후, 스위치들(S1-1, S2-2)의 동작에 의해 상기 잔여 전압(Vres)은 증폭기(300)에 전달될 수 있다. Thereafter, the residual voltage Vres may be transferred to the amplifier 300 by the operation of the switches S1-1 and S2-2.

제1 스위치쌍(S1)은 제1-1 스위치(S1-1) 및 제1-2 스위치(S1-2)(이하, '경로 스위치'라 지칭할 수 있다.)를 포함할 수 있다. 제1 스위치쌍(S1)을 통해 동일한 타이밍의 제1 클럭 신호(CLK1)가 인가될 수 있다. 제2 스위치쌍(S2)은 제2-1 스위치(S2-1) 및 제2-2 스위치(S2-2)를 포함할 수 있다. 제2 스위치쌍(S2)을 통해 동일한 타이밍의 제2 클럭 신호(CLK2)가 인가될 수 있고, 제2 클럭 신호(CLK2)는 전술한 제1 클럭 신호(CLK1)와 다른 타이밍의 신호일 수 있다. 각 스위치쌍(S1, S2)의 동작에 관하여는 후술하는 도 4 및 도 5에서 더 상세히 설명한다.The first switch pair S1 may include a 1-1 switch S1-1 and a 1-2 switch S1-2 (hereinafter, may be referred to as a 'path switch'). The first clock signal CLK1 having the same timing may be applied through the first switch pair S1 . The second switch pair S2 may include a 2-1 th switch S2-1 and a 2-2 th switch S2-2. A second clock signal CLK2 having the same timing may be applied through the second switch pair S2 , and the second clock signal CLK2 may be a signal having a timing different from that of the above-described first clock signal CLK1 . The operation of each switch pair S1 and S2 will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 to be described later.

증폭기(300)는 상기 제1 아날로그 신호 및 상기 제2 아날로그 신호를 기초로 연산된 제3 아날로그 신호(Va3)을 출력할 수 있다. 구체적으로, 증폭기(300)는 잔여 전압(Vres)을 증폭하여 출력단(Y)을 통해 제3 아날로그 신호(Va3)를 출력할 수 있고, 이를 ADC(1000)의 일 '싸이클'이라 할 수 있다. 증폭기(300)의 일 단은 스위치들(S1-1, S2-2) 각각의 타 단과 연결되고, 증폭기(300)의 타 단은 출력단(Y)과 연결될 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 ADC(1000)에 의하면 제3 아날로그 신호(Va3)는 다시 입력단(I)으로 재인가될 수 있다. 여기서, 제1-2 스위치(S1-2)의 일 단은 출력단(Y)에, 타 단은 입력단(I)에 연결되어 이전 싸이클의 출력 신호를 다음 싸이클의 입력 신호로 인가하는 경로 스위치의 역할을 할 수 있다. The amplifier 300 may output a third analog signal Va3 calculated based on the first analog signal and the second analog signal. Specifically, the amplifier 300 may amplify the residual voltage Vres and output the third analog signal Va3 through the output terminal Y, which may be referred to as one 'cycle' of the ADC 1000 . One end of the amplifier 300 may be connected to the other end of each of the switches S1-1 and S2-2, and the other end of the amplifier 300 may be connected to the output terminal Y. At this time, according to the cyclic ADC 1000 according to an embodiment of the present invention, the third analog signal Va3 may be re-applied to the input terminal I again. Here, one end of the 1-2 switch (S1-2) is connected to the output terminal (Y) and the other terminal to the input terminal (I), so as to apply the output signal of the previous cycle as the input signal of the next cycle. can do.

제2 커패시터(C2)는 리셋 스위치(Sr)와 병렬 연결되고, 제1 커패시터(C1)에 의해 획득된 잔여 전압(Vres)을 출력단(Y)으로 전달할 수 있다. 리셋 스위치(Sr)는 다음 싸이클의 동작을 위해 제2 커패시터(C2)를 리셋하는 역할을 할 수 있다.The second capacitor C2 may be connected in parallel with the reset switch Sr, and may transfer the residual voltage Vres obtained by the first capacitor C1 to the output terminal Y. The reset switch Sr may serve to reset the second capacitor C2 for the operation of the next cycle.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ATC(100)의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다. 도 3의 그래프의 가로축은 ATC(100)에 대한 입력 전압(Vin)(V)이고, 세로축은 ATC(100)의 출력 전압(Vout)(V)을 나타낸다.3 is a graph illustrating input/output characteristics of the ATC 100 according to an embodiment of the present invention. The horizontal axis of the graph of FIG. 3 represents the input voltage Vin(V) to the ATC 100 , and the vertical axis represents the output voltage Vout(V) of the ATC 100 .

입력 전압(Vin)은 0 이상 VDD(V) 이하의 전압을 가지는 아날로그 신호일 수 있다. 터너리 변환을 하기 위한 기준 전압으로서, 구동 전압(VDD) 이하의 범위에서 미리 설정된 기준에 따라 제1 기준 전압(Vr1) 및 제1 기준 전압(Vr1)보다 큰 제2 기준 전압(Vr2)을 결정할 수 있다. 입력 전압(Vin)의 전압값에 따라 출력 전압(Vout)이 결정될 수 있다. The input voltage Vin may be an analog signal having a voltage of 0 or more and VDD(V) or less. As a reference voltage for ternary conversion, a first reference voltage Vr1 and a second reference voltage Vr2 greater than the first reference voltage Vr1 are determined according to a preset reference in a range less than or equal to the driving voltage VDD. can The output voltage Vout may be determined according to the voltage value of the input voltage Vin.

더 구체적으로는, 입력 전압(Vin)이 0 이상 제1 기준 전압(Vr1) 미만인 경우(0≤Vin<Vr1), 0(V)의 출력 전압(Vout)이 출력될 수 있다. 입력 전압(Vin)이 제1 기준 전압(Vr1) 이상 제2 기준 전압(Vr2) 미만인 경우(Vr1≤Vin<Vr2), VDD/2(V)의 출력 전압(Vout)이 출력될 수 있다. 입력 전압(Vin)이 제2 기준 전압(Vr2) 이상 구동 전압(VDD) 이하인 경우(Vr2≤Vin≤VDD), VDD(V)의 출력 전압(Vout)이 출력될 수 있다. 일 예로, 제1 기준 전압(Vr1)은 3/8×VDD일 수 있고, 제2 기준 전압(Vr2)은 5/8×VDD일 수 있으나, 기준 전압(Vr1, Vr2)과 구동 전압(VDD) 사이의 관계가 반드시 이에 한정되지는 않는다.More specifically, when the input voltage Vin is greater than or equal to 0 and less than the first reference voltage Vr1 (0≤Vin<Vr1), the output voltage V out of 0 (V) may be output. Input voltage (Vin) may be the output voltage (V out) of a first reference voltage (Vr1) less than when the second reference voltage (Vr2) (Vr1≤Vin <Vr2) , VDD / 2 (V) is output. When the input voltage (Vin) is equal to or less than the second reference voltage (Vr2) at least the drive voltage (VDD) (Vr2≤Vin≤VDD), has an output voltage (V out) of the VDD (V) can be output. For example, the first reference voltage Vr1 may be 3/8×VDD and the second reference voltage Vr2 may be 5/8×VDD, but the reference voltages Vr1 and Vr2 and the driving voltage VDD The relationship between them is not necessarily limited thereto.

다시 도 1을 함께 참고하면, 입력 전압(Vin)은 제1 터너리 인버터(110)에 인가되는 제1 아날로그 신호(Va1)이고, 출력 전압(Vout)은 제1 및 제2 터너리 인버터(110, 120)를 거쳐 출력되는 제2 터너리 데이터(Vt2)가 가지는 전압일 수 있다. 제2 터너리 데이터(Vt2)는 ATC(100)의 출력 전압(Vout)에 대응되는 아날로그 신호(0, VDD/2, VDD)에 매칭되어 아날로그화되어 제2 아날로그 신호(Va2)로 출력될 수 있다. 제2 터너리 데이터(Vt2)와 제2 아날로그 신호(Va2)는 실질적으로 동일한 신호일 수 있다.Referring again to FIG. 1 , the input voltage Vin is the first analog signal Va1 applied to the first ternary inverter 110 , and the output voltage Vout is the first and second ternary inverters 110 . , 120 may be a voltage of the second ternary data Vt2 outputted through it. The second ternary data Vt2 may be analogized to match the analog signals 0, VDD/2, VDD corresponding to the output voltage Vout of the ATC 100 and output as the second analog signal Va2. have. The second ternary data Vt2 and the second analog signal Va2 may be substantially the same signal.

이와 같이, 일 실시예에 따른 ATC(100)에 의하면, 아날로그 신호(Vin)를 미리 설정된 기준 전압들(Vr1, Vr2)을 기준으로 터너리 변환하여 0, VDD/2 및 VDD의 터너리 데이터를 출력할 수 있다. 즉, ATC(100)의 출력 전압(0, VDD/2, VDD)을 그대로 이용함으로써 외부의 기준 전압 생성 회로를 이용하지 않고 각 터너리 데이터(0, 1, 2)에 대응되는 아날로그 전압(0, VDD/2, VDD)을 가지는 아날로그 신호를 출력함으로써 ADC(1000)의 설계를 단순화, 간소화할 수 있다. 또한, 3진 데이터를 처리하는 터너리 인버터(110, 120)를 이용하여 ADC(1000)를 포함하는 센서의 초소형과, 저전력화가 가능하다.As described above, according to the ATC 100 according to an embodiment, ternary data of 0, VDD/2, and VDD is converted by ternary conversion of the analog signal Vin based on preset reference voltages Vr1 and Vr2. can be printed out. That is, by using the output voltage (0, VDD/2, VDD) of the ATC 100 as it is, an analog voltage (0) corresponding to each ternary data (0, 1, 2) without using an external reference voltage generating circuit , VDD/2, VDD), thereby simplifying and simplifying the design of the ADC 1000 . In addition, by using the ternary inverters 110 and 120 that process ternary data, the sensor including the ADC 1000 can be miniaturized and reduced in power.

이하, 도 4 및 도 5를 사용하여 ADC(1000)의 동작에 관하여 설명한다. 도 1 내지 도 3에서 전술한 내용과 동일한 내용은 설명을 간략히 하거나 생략한다.Hereinafter, the operation of the ADC 1000 will be described with reference to FIGS. 4 and 5 . Descriptions of the same contents as those described above in FIGS. 1 to 3 will be simplified or omitted.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ADC의 일 동작 모드인 제1 모드(M1)를 설명하기 위한 회로도이다. 제1 모드(M1)는 샘플링(Sampling) 모드로 지칭할 수 있다. 샘플링 모드에서는 제2 스위치쌍(S2)은 오프 된 상태에서 제1 스위치쌍(S1)이 켜질 수 있다. 4 is a circuit diagram illustrating a first mode M1 that is an operation mode of an ADC according to an embodiment of the present invention. The first mode M1 may be referred to as a sampling mode. In the sampling mode, the first switch pair S1 may be turned on while the second switch pair S2 is off.

이하, 샘플링 모드의 제1 싸이클의 동작에 관하여 설명한다. 샘플링 모드에서 제1 스위치쌍(S1)이 켜지면서 제1 아날로그 신호(Va1)가 샘플링 되어 제1 커패시터(C1)에 저장될 수 있다. 이와 동시에 ATC(100)는 상기 샘플링된 제1 아날로그 신호(Va1)가 0, 1, 2의 터너리 데이터 중 어떤 데이터인지 판단할 수 있다. 여기서, ATC(100)는 전술한 터너리 인버터(110, 120)에 내장된 회로에 의해 설계되어 있는 기준 전압(Vr1, Vr2)을 이용하여 상기 터너리 데이터의 상태(state)를 판단하므로, 종래의 기준 전압 생성 회로를 생략함으로써 ADC(1000)의 설계를 간소화 및 단순화할 수 있는 이점이 있다.Hereinafter, the operation of the first cycle in the sampling mode will be described. When the first switch pair S1 is turned on in the sampling mode, the first analog signal Va1 may be sampled and stored in the first capacitor C1. At the same time, the ATC 100 may determine which data among the ternary data of 0, 1, and 2 is the sampled first analog signal Va1. Here, the ATC 100 determines the state of the ternary data using the reference voltages Vr1 and Vr2 designed by the circuit built in the above-described ternary inverters 110 and 120, so that the conventional There is an advantage in that the design of the ADC 1000 can be simplified and simplified by omitting the reference voltage generating circuit of .

제1 커패시터(C1)가 제1 아날로그 신호(Va1)를 수신하여 샘플링할 때, 제1 커패시터(C1)의 타 단(A4)은 제1-1 스위치(S1-1)를 통해 전술한 기준 전압(Vcm) 값에 고정될 수 있다. 이때 제1 커패시터(C1)에는 C1*(Va1-Vcm)의 전하가 저장될 수 있고 저장된 해당 전하는 일정하게 유지될 수 있다. When the first capacitor C1 receives and samples the first analog signal Va1, the other terminal A4 of the first capacitor C1 is connected to the aforementioned reference voltage through the 1-1 switch S1-1. (Vcm) value can be fixed. At this time, a charge of C1*(Va1-Vcm) may be stored in the first capacitor C1, and the stored charge may be constantly maintained.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ADC(1000)의 다른 동작 모드인 제2 모드(M2)를 설명하기 위한 회로도이다. 제2 모드(M2)는 전하 이동(Charge transfer) 모드로 지칭할 수 있다.5 is a circuit diagram illustrating a second mode M2, which is another operation mode of the ADC 1000 according to an embodiment of the present invention. The second mode M2 may be referred to as a charge transfer mode.

ADC(1000)가 전술한 샘플링 모드로 동작하다가 제1 스위치쌍(S1)이 오프 되고, 다음 클럭 신호(일 예로, CLK2)에 의해 제2 스위치쌍(S2)이 켜지면서 전하 이동 모드로 동작할 수 있다.While the ADC 1000 operates in the above-described sampling mode, the first switch pair S1 is turned off, and the second switch pair S2 is turned on by the next clock signal (eg, CLK2) to operate in the charge transfer mode. can

제2-1 스위치(S2-1)에 의해 제1 커패시터(C1)의 일 단(A3)에는 ATC(100)에 의해 출력되는 제2 아날로그 신호(Va2)(또는 제2 터너리 데이터(Vt2))가 인가되어 홀딩될 수 있다. 제1 커패시터(C1)는 샘플링 모드에서 홀딩된 제1 아날로그 신호(Va1)에서 상기 제2 아날로그 전압(Va2)을 감산하여 잔여 전압(Vres)을 획득하고, 이를 증폭기(300)에 전달할 수 있다. 더 정확히는, 전하량 보존의 법칙에 의해 제1 모드(M1)와 제2 모드(M2) 각각에서 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 전하량의 합은 동일하므로 다음의 수식을 전개할 수 있다. (이때, 하기 수학식들에서 Vy는 출력단 Y로 출력되는 전압을 의미하고, C1, C2는 커패시터들의 커패시턴스를 의미한다.)The second analog signal Va2 (or the second ternary data Vt2) output by the ATC 100 to one end A3 of the first capacitor C1 by the 2-1 switch S2-1 ) can be applied and held. The first capacitor C1 may obtain a residual voltage Vres by subtracting the second analog voltage Va2 from the first analog signal Va1 held in the sampling mode, and transmit it to the amplifier 300 . More precisely, according to the law of conservation of the amount of charge, the sum of the charges of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 is the same in each of the first mode M1 and the second mode M2, so the following equation can be developed can (In this case, in the following equations, Vy denotes a voltage output to the output terminal Y, and C1 and C2 denote capacitances of capacitors.)

Figure 112020045298352-pat00001
Figure 112020045298352-pat00001

Figure 112020045298352-pat00002
Figure 112020045298352-pat00002

상기 [수학식 2]에 따라, 잔여 전압(Vres=(Va1-Va2)) 값은 커패시터들(C1, C2)의 커패시턴스의 비율에 따라 출력단(Y)에 증폭되어 출력될 수 있다.According to Equation 2, the residual voltage (Vres=(Va1-Va2)) may be amplified and output to the output terminal Y according to the ratio of the capacitances of the capacitors C1 and C2.

증폭기(300)는 제1 커패시터(C1)로부터 제공되는 잔여 전압(Vres)의 크기를 두 배 증폭하여 두 배의 이득을 갖는 제3 아날로그 신호(Va3)를 출력할 수 있다. 다시 도 4를 참조하면, 이러한 제3 아날로그 신호(Va3)는 다시 입력단(I)으로 인가되어 제2 싸이클(다음 싸이클)의 입력 전압이 되고, 피드백 샘플링을 수행할 수 있다. 이와 같이 잔여 전압(Vres)을 증폭하여 싸이클을 반복하면서 아날로그-디지털 변환을 함으로써 데이터의 해상도(resolution)를 높일 수 있다.The amplifier 300 may double amplify the magnitude of the residual voltage Vres provided from the first capacitor C1 to output the third analog signal Va3 having a double gain. Referring back to FIG. 4 , the third analog signal Va3 is again applied to the input terminal I to become an input voltage of the second cycle (next cycle), and feedback sampling may be performed. As described above, by amplifying the residual voltage Vres and performing analog-to-digital conversion while repeating the cycle, it is possible to increase the resolution of data.

출력된 제3 아날로그 전압(Va3)에 대하여 순환 ADC의 처리 비트 수에 따라 경로 스위치(S1-2)가 켜짐으로써 전술한 일 싸이클이 반복될 수 있다. 일 예로, 순환 ADC의 처리 비트 수가 (M+1)비트(M은 1보다 크거나 같은 자연수)라고 가정하면, 상술한 사이클이 총 M회 반복되도록 처리할 수 있다. 이러한 싸이클을 반복하면서 ADC(1000)는 초기 입력된 제1 아날로그 신호(Va1)를 최종적으로 디지털 신호로 변환할 수 있다.As the path switch S1-2 is turned on according to the number of bits processed by the cyclic ADC with respect to the output third analog voltage Va3, one cycle described above may be repeated. For example, if it is assumed that the number of processing bits of the cyclic ADC is (M+1) bits (M is a natural number greater than or equal to 1), the above-described cycle may be processed to be repeated a total of M times. While repeating this cycle, the ADC 1000 may finally convert the initially input first analog signal Va1 into a digital signal.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 ADC(1000)에 의하면, ATC(100)를 이용하여 아날로그-터너리 변환, 터너리-아날로그 변환 및 기준 전압 생성 회로의 기능을 한 번에 수행함으로써 순환 ADC를 소형화, 저전력화 할 수 있다.As described above, according to the ADC 1000 according to an embodiment of the present invention, by using the ATC 100 to perform the functions of analog-ternary conversion, ternary-analog conversion, and reference voltage generation circuit at once, cycle ADC can be miniaturized and low power consumption.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 ADC의 구조를 나타내는 회로도이다. 이하, 전술한 실시예와 동일한 구성의 중복하는 내용은 설명을 간략히 하거나 생략할 수 있고, 전술한 실시예와 구별되는 특징을 중심으로 설명한다.6 is a circuit diagram showing the structure of an ADC according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, descriptions of overlapping contents of the same configuration as those of the above-described embodiment may be simplified or omitted, and the description will be made focusing on features that distinguish them from the above-described embodiment.

ADC(1000)는 터너리 인코더(400) 및 기준 전압부(500)를 더 포함할 수 있다.The ADC 1000 may further include a ternary encoder 400 and a reference voltage unit 500 .

본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 인버터(110, 120)가 포함하는 3진 소자의 입출력 특성상, ‘1/2’의 터너리 데이터가 출력될 때 해당 데이터가 가지는 VDD/2의 전압 값이 불안정할 수 있다. 이에 따라, 전하 이동 모드에서 제1 커패시터(C1)에 저장되는 제2 아날로그 신호(Va2)의 정확도가 떨어지고 결과적으로 ADC(1000)의 해상도가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 이에, 본 개시에서는 후술하는 바와 같이 터너리 인코더(400)를 이용하여 ADC(1000)의 아날로그-디지털 변환의 정확도를 향상시키고자 한다. 또한, 터너리 인코더(400)를 사용함으로써 디지털 회로 장치와의 호환을 용이하게 할 수 있다.Due to the input/output characteristics of the ternary element included in the ternary inverters 110 and 120 according to an embodiment of the present invention, when '1/2' ternary data is output, the voltage value of VDD/2 of the corresponding data is can be unstable. Accordingly, in the charge transfer mode, the accuracy of the second analog signal Va2 stored in the first capacitor C1 may decrease, and as a result, the resolution of the ADC 1000 may decrease. Accordingly, the present disclosure intends to improve the accuracy of analog-to-digital conversion of the ADC 1000 by using the ternary encoder 400 as will be described later. In addition, compatibility with digital circuit devices can be facilitated by using the ternary encoder 400 .

터너리 인코더(400)는 ATC(100)에 의해 출력되는 제2 아날로그 신호(Va2)를 2비트의 2진 데이터로 변환하고, 상기 2진 데이터를 기초로 기준 전압부(500)에 입력되는 아날로그 신호(일 예로, VDD, VDD/2, 0) 중 하나를 선택하여 제4 아날로그 전압(Va4)을 출력할 수 있다. 터너리 인코더(400)의 일 단(A5)은 ATC(100)의 제2 단(A2)에 연결되고, 타 단(A6)은 제2-1 스위치(S2-1)에 연결될 수 있다. 상기 타 단(A6)은 터너리 인코더(400)에 의해 제4 아날로그 전압(Va4)이 출력되는 출력단일 수 있다.The ternary encoder 400 converts the second analog signal Va2 output by the ATC 100 into 2-bit binary data, and an analog input to the reference voltage unit 500 based on the binary data. The fourth analog voltage Va4 may be output by selecting one of the signals (eg, VDD, VDD/2, 0). One end A5 of the ternary encoder 400 may be connected to the second end A2 of the ATC 100 , and the other end A6 may be connected to the 2-1 th switch S2-1. The other terminal A6 may be an output terminal to which the fourth analog voltage Va4 is output by the ternary encoder 400 .

터너리 인코더(400)에는 기준 전압부(500)가 연결되어 기준 전압부(500)으로부터 기준 전압(일 예로, VDD, VDD/2, 0)을 인가 받을 수 있다. 터너리 인코더(400)는 ATC(100)로부터 전달 받은 제2 터너리 데이터(Vt2) 각각을 상기 아날로그 기준 전압(VDD, VDD/2, 0)과 매치하여 아날로그 변환하여 상기 제4 아날로그 전압(Va4)을 생성할 수 있다. 가령, 제2 터너리 데이터(Vt2)가 '1'인 경우 VDD(V)로, '1/2'인 경우 VDD/2(V)로, '0'인 경우 0(V)의 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 커패시터(C1)에 제2-1 스위치(S2-1)가 켜지면 전술한 제2 아날로그 신호(Va2) 대신에 제4 아날로그 전압(Va4)이 인가 되고, 이에 따라 제1 및 제4 아날로그 신호(Va1, Va4) 간의 잔여 전압(Vres=Va1-Va4)이 획득될 수 있다. 상기 잔여 전압(Vres)은 증폭기(300)로 전달되어, 증폭기(300)는 상기 잔여 전압(Vres)을 두 배로 증폭시켜 제3 아날로그 신호(Va3)를 생성할 수 있다.A reference voltage unit 500 is connected to the ternary encoder 400 to receive a reference voltage (eg, VDD, VDD/2, 0) from the reference voltage unit 500 . The ternary encoder 400 matches each of the second ternary data Vt2 received from the ATC 100 with the analog reference voltages VDD, VDD/2, 0 and converts the analog to the fourth analog voltage Va4 ) can be created. For example, if the second ternary data Vt2 is '1', it is VDD(V), if it is '1/2', it is VDD/2(V), and if it is '0', it is an analog signal of 0(V). can be converted In the present embodiment, when the 2-1 switch S2-1 is turned on to the first capacitor C1, the fourth analog voltage Va4 is applied instead of the aforementioned second analog signal Va2, and accordingly, the second analog voltage Va4 is applied. A residual voltage (Vres=Va1-Va4) between the first and fourth analog signals Va1 and Va4 may be obtained. The residual voltage Vres may be transmitted to the amplifier 300 , and the amplifier 300 may double amplify the residual voltage Vres to generate a third analog signal Va3 .

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 ATC(100)에 터너리 인코더(400) 및 기준 전압부(500)를 연결함으로써 터너리 데이터 중 '1/2'의 부정확성을 제거하여 제1 커패시터(C1)로 정확한 전압 공급이 가능하고, 이에 따라 출력단(Y)에 의한 출력 신호의 정확성도 향상시킬 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, by connecting the ternary encoder 400 and the reference voltage unit 500 to the ATC 100, the inaccuracy of '1/2' of the ternary data is removed and the first capacitor ( It is possible to supply an accurate voltage to C1), thereby improving the accuracy of the output signal by the output terminal (Y).

이상에서는, 순환 ADC(1000)가 기준 전압부(500)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 기준 전압부(500) 대신에 디지털-아날로그 변환기(Digital-Analog Converter; DAC)를 포함하여 상기 DAC가 아날로그 변환을 수행할 수도 있다. In the above, it has been described that the cyclic ADC 1000 includes the reference voltage unit 500 as an example, but instead of the reference voltage unit 500, the DAC includes a Digital-Analog Converter (DAC). Analog conversion can also be performed.

이하, 도 7 내지 도 9를 사용하여 일 실시예에 따른 터너리 인코더(400)에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 인코더(400)의 구성을 개략적으로 도시한 구조도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 입출력 특성을 나타내는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 인코더의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.Hereinafter, the ternary encoder 400 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9 . 7 is a structural diagram schematically showing the configuration of a ternary encoder 400 according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a graph showing input/output characteristics of an inverter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is It is a graph showing input/output characteristics of a ternary encoder according to an embodiment of the present invention.

터너리 인코더(400)는 터너리 데이터를 인가 받는 입력단(I1), 상기 터너리 데이터를 2진 데이터로 변환하는 변환부(E) 및 상기 2진 데이터가 아날로그 변환된 아날로그 신호를 출력하는 출력단(O)을 포함할 수 있다. 입력단(I1)에 인가되는 신호는 전술한 ATC(100)에서 출력된 제2 아날로그 신호(Va2)일 수 있다.The ternary encoder 400 includes an input terminal I1 for receiving ternary data, a converter E for converting the ternary data into binary data, and an output terminal for outputting an analog signal in which the binary data is analog-converted ( O) may be included. The signal applied to the input terminal I1 may be the second analog signal Va2 output from the aforementioned ATC 100 .

상기 변환부(E)는 4개의 인버터들(410, 420, 430, 440)을 포함하고, 상기 인버터들(410, 420, 430, 440)을 이용하여 터너리 데이터를 2진 데이터로 변환할 수 있다. 본 개시에서 '인버터'는 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 2개의 트랜지스터(미도시)를 포함하는 CMOS 인버터일 수 있다. 상기 CMOS 인버터에서 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터는 직렬 연결되어 있을 수 있다.The converter (E) includes four inverters (410, 420, 430, 440), and can convert ternary data into binary data using the inverters (410, 420, 430, 440). have. In the present disclosure, an 'inverter' may be a CMOS inverter including two transistors (not shown) of an NMOS transistor and a PMOS transistor. In the CMOS inverter, the NMOS transistor and the PMOS transistor may be connected in series.

더 구체적으로, 변환부(E)는 제1 인버터(410) 및 제2 인버터(420)를 포함할 수 있고, 제1 인버터(410) 및 제2 인버터(420)는 입력단(I1)을 통해 신호를 각각 인가 받을 수 있다. 변환부(E)는 제1 인버터(410)와 직렬 연결되는 제3 인버터(430) 및 제2 인버터(420)와 직렬 연결되는 제4 인버터(440)를 더 포함할 수 있다. 제3 인버터(430)는 제1 인버터(410)가 출력하는 바이너리(2진) 데이터를 다시 인버팅하고, 마찬가지로 제4 인버터(440)는 제2 인버터(420)가 출력하는 바이너리 데이터를 다시 인버팅할 수 있다.More specifically, the converter E may include a first inverter 410 and a second inverter 420 , and the first inverter 410 and the second inverter 420 are signaled through the input terminal I1 . can each be authorized. The converter E may further include a third inverter 430 connected in series with the first inverter 410 and a fourth inverter 440 connected in series with the second inverter 420 . The third inverter 430 inverts the binary (binary) data output by the first inverter 410 again, and similarly, the fourth inverter 440 inverts the binary data output by the second inverter 420 again. can be booted

도 8을 함께 참조하면, 제1 인버터(410) 및 제2 인버터(420)는 서로 다른 입출력 특성을 가지도록 설계될 수 있다. 도 8의 그래프의 가로축은 인버터들(410, 420)에 인가되는 입력 전압(Vin1)이고, 세로축은 인버터들(410, 420)에 의한 출력 전압(Vout1)을 나타낸다. Referring to FIG. 8 together, the first inverter 410 and the second inverter 420 may be designed to have different input/output characteristics. The horizontal axis of the graph of FIG. 8 represents the input voltage Vin1 applied to the inverters 410 and 420 , and the vertical axis represents the output voltage Vout1 by the inverters 410 and 420 .

제1 곡선(L1)은 제1 인버터(410)의 입출력 프로파일이고, 제2 곡선(L2)은 제2 인버터(420)의 입출력 프로파일을 나타낸다. 기준 곡선(L0)은 상기 제1 및 제2 곡선(L1, L2)과의 비교 대상으로서, 인버터 내의 NMOS 및 PMOS의 전류 구동 능력이 동일 또는 거의 유사한 인버터(이하, ‘기준 인버터’로 지칭한다.)의 입출력 프로파일을 나타낼 수 있다. 가로축에 표기된 Vb는 인버터에 의해 0, 1의 의 데이터 중 어떤 2진 데이터를 출력할 것인지를 결정하기 위한 '경계 전압'을 의미할 수 있다. 경계 전압(Vb)은 기준 곡선(L0) 상의 기준 경계 전압(Vb0), 제1 곡선(L1) 상의 제1 경계 전압(Vb1) 및 제2 곡선(L2) 상의 제2 경계 전압(Vb2)을 포함하는 개념으로 설명될 수 있다.The first curve L1 represents the input/output profile of the first inverter 410 , and the second curve L2 represents the input/output profile of the second inverter 420 . The reference curve L0 is a comparison object with the first and second curves L1 and L2, and an inverter having the same or substantially similar current driving capability of the NMOS and PMOS in the inverter (hereinafter referred to as a 'reference inverter'). ) of the input/output profile. Vb indicated on the horizontal axis may mean a 'boundary voltage' for determining which binary data among 0 and 1 data to be output by the inverter. The boundary voltage Vb includes a reference boundary voltage Vb0 on the reference curve L0, a first boundary voltage Vb1 on the first curve L1, and a second boundary voltage Vb2 on the second curve L2. can be explained as a concept.

본 개시에서, 일 예로 인버터들(410, 420) 각각 내에 포함된 NMOS, PMOS의 상대적인 크기를 서로 달리 설계함으로써 경계 전압(Vb)을 조절할 수 있다. 트랜지스터의 게이트 단자의 폭을 W, 길이를 L이라 할 때, 경계 전압(Vb)은 인버터의 NMOS의 W/L 값(W/L_n)과 PMOS의 W/L 값(W/L_p)에 의해 결정될 수 있다. In the present disclosure, as an example, the boundary voltage Vb may be adjusted by designing the relative sizes of the NMOS and the PMOS included in each of the inverters 410 and 420 to be different from each other. When the width of the gate terminal of the transistor is W and the length is L, the boundary voltage Vb is determined by the W/L value (W/L_n) of the NMOS of the inverter and the W/L value (W/L_p) of the PMOS. can

일 예로, 제1 인버터(410)는 ‘W/L_p’이 ’W/L_n‘보다 크도록 설계함으로써(W/L_p>W/L_n) 제1 경계 전압(Vb1)을 기준 경계 전압(Vb0)보다 낮출 수 있다. 반대로, 제2 인버터(420)는 ‘W/L_p’이 ’W/L_n‘보다 작도록 설계함으로써(W/L_p<W/L_n) 제2 경계 전압(Vb2)을 기준 경계 전압(Vb0)보다 높일 수 있다. 이때, 기준 경계 전압(Vb0)이 하프 구동 전압(VDD/2)이라고 가정하면(Vb0=VDD/2), Vb1<VDD/2, Vb2>VDD/2의 관계식을 만족하도록 인버터들(410, 420)의 입출력 특성을 조절할 수 있다. 이때, 앞 단의 인버터들(410, 420)의 경계 전압(Vb1, Vb2)만 조절하고 뒷 단의 인버터들(430, 440)의 경계 전압은 기준 인버터의 기준 경계 전압(Vb0)으로 설계할 수 있다. For example, the first inverter 410 sets the first threshold voltage Vb1 to be higher than the reference threshold voltage Vb0 by designing 'W/L_p' to be greater than 'W/L_n' (W/L_p>W/L_n). can be lowered Conversely, the second inverter 420 increases the second threshold voltage Vb2 higher than the reference threshold voltage Vb0 by designing 'W/L_p' to be smaller than 'W/L_n' (W/L_p < W/L_n). can In this case, assuming that the reference boundary voltage Vb0 is the half driving voltage VDD/2 (Vb0=VDD/2), the inverters 410 and 420 satisfy the relational expressions of Vb1<VDD/2, Vb2>VDD/2. ) can be adjusted. At this time, only the boundary voltages Vb1 and Vb2 of the inverters 410 and 420 of the front stage are adjusted, and the boundary voltage of the inverters 430 and 440 of the rear stage can be designed as the reference boundary voltage Vb0 of the reference inverter. have.

이상에서는, 제1 및 제2 인버터(410, 420)의 경계 전압을 조절하는 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 실시예에 따라서 제3 및 제4 인버터(430, 440)의 경계 전압을 함께 조절할 수도 있고, 경계 전압을 조절하는 인버터는 반드시 이에 한정되지 않는다.In the above, an embodiment in which the boundary voltages of the first and second inverters 410 and 420 are adjusted has been described as an example, but depending on the embodiment, the boundary voltages of the third and fourth inverters 430 and 440 may be adjusted together. and the inverter controlling the boundary voltage is not necessarily limited thereto.

이하, 도 9를 함께 참조하여 전술한 인버터를 포함하는 터너리 인코더(400)의 입출력 특성에 대하여 설명한다. 도 9의 그래프의 가로축은 터너리 인코더(400)에 인가되는 입력 전압(Vin2)이고, 세로축은 터너리 인코더(400)에 의한 출력 전압(Vout2)을 나타낸다. 일 예로 도 6을 함께 참고하면, 입력 전압(Vin2)은 제2 아날로그 신호(Va2), 출력 전압(Vout2)은 제4 아날로그 신호(Va4)에 대응될 수 있다.Hereinafter, input/output characteristics of the ternary encoder 400 including the inverter described above will be described with reference to FIG. 9 together. The horizontal axis of the graph of FIG. 9 represents the input voltage Vin2 applied to the ternary encoder 400 , and the vertical axis represents the output voltage Vout2 by the ternary encoder 400 . As an example, referring together with FIG. 6 , the input voltage Vin2 may correspond to the second analog signal Va2 , and the output voltage Vout2 may correspond to the fourth analog signal Va4 .

제1-1 프로파일(M1)은 제1 및 제3 인버터(410, 430)의 입출력 프로파일이고, 제2-1 프로파일(M2)은 제2 및 제4 인버터(420, 440)의 입출력 프로파일이다. 두 프로파일(M1, M2)에 의해 제1 영역(D1)에서는 '00', 제2 영역(D2)에서는 '01', 제3 영역(D3)에서는 '11'의 2진 데이터가 출력될 수 있다. The 1-1 profile M1 is an input/output profile of the first and third inverters 410 and 430 , and the 2-1 profile M2 is an input/output profile of the second and fourth inverters 420 and 440 . Binary data of '00' in the first region D1, '01' in the second region D2, and '11' in the third region D3 may be output by the two profiles M1 and M2. .

제2 영역(D2)에서 경계 전압(Vb1, Vb2)을 전술한 바와 같이 조절함으로써, 입력 전압(Vin2)으로 하프 구동 전압(VDD/2) 또는 VDD/2를 기준으로 약간의 오차가 있는 전압(단, 두 경계 전압(Vb1, Vb2) 사이의 범위)이 인가되더라도 제1 인버터(410)에 의해서는 '1'이, 제2 인버터(420)에 의해서는 '0'이 출력되어 최종적으로 '01'의 2진 데이터가 출력될 수 있다. 다시 말해, ATC(100)에서 아날로그 변환 시 '1'의 트릿 데이터(제2 터너리 데이터(Vt2))를 ‘VDD/2’의 아날로그 신호(제2 아날로그 신호(Va2))로 정확하게 매치시키지 못하더라도, 제2 아날로그 신호(Va2)가 제1 경계 전압(Vb1)과 제2 경계 전압(Vb2) 사이의 범위에 있다면 '01'의 2진 데이터로 변환될 수 있다. 이와 같이, 터너리 인코더(400)를 통해 터너리-아날로그 변환의 정확성을 향상시킬 수 있다.By adjusting the boundary voltages Vb1 and Vb2 in the second region D2 as described above, the input voltage Vin2 is the half driving voltage VDD/2 or a voltage having a slight error based on VDD/2. However, even if the two boundary voltages (range between Vb1 and Vb2) are applied, '1' is outputted by the first inverter 410 and '0' is outputted by the second inverter 420 and finally '01' Binary data of ' can be output. In other words, during analog conversion in the ATC 100, the treatment data of '1' (the second ternary data Vt2) cannot be accurately matched with the analog signal of 'VDD/2' (the second analog signal Va2). However, if the second analog signal Va2 is in a range between the first threshold voltage Vb1 and the second threshold voltage Vb2, it may be converted into binary data of '01'. As such, the accuracy of ternary-analog conversion may be improved through the ternary encoder 400 .

실시예에 따라서, 제1 경계 전압(Vb1) 및 제2 경계 전압(Vb2)의 대소 관계를 반대로 설계하는 경우, 제2 영역(D2)에서 ‘10’의 데이터가 출력될 수 있다.According to an exemplary embodiment, when the magnitude relation between the first boundary voltage Vb1 and the second boundary voltage Vb2 is reversed, data of '10' may be output from the second region D2.

다시 도 7을 참조하면, 터너리 인코더(400)의 출력단(O)에 의해 전술한 2진 데이터가 출력될 수 있고, 출력단(O)은 제1 출력단(O1) 및 제2 출력단(O2)을 포함할 수 있다. 제1 출력단(O1)을 통해 제1 인버터쌍(410, 430)에 의한 제1 비트(B1)가 출력될 수 있고, 제2 출력단(O2)을 통해 제2 인버터쌍(420, 440)에 의한 제2 비트(B2)가 출력될 수 있다. 두 인버터 쌍(410, 430)(420, 440)이 순차적으로 연결되도록 설계함으로써 두 비트(B1, B2)로 이루어진 2 비트의 2진 데이터가 출력될 수 있고, 각 비트(B1, B2)의 출력값에 따라 1.5 비트 데이터를 알 수 있다. 터너리 인코더(400)는 상기 2진 데이터를 전술한 기준 전압부(500)로부터 제공 받은 기준 전압에 매치시켜 아날로그 변환하여 전술한 제4 아날로그 신호(Va4)를 출력할 수 있다. 상기 두 비트(B1, B2) 값으로 터너리 인코더(400) 내의 스위치를 조절하여, 기준 전압부(500)에서 어떤 아날로그 신호(일 예로, VDD, VDD/2, 0)를 터너리 인코더(400)의 타 단(A6)에 인가할 것인지를 제어할 수 있다. 이와 같이 두 비트(B1, B2) 값에 따라 선택된 아날로그 신호에 따라 상기 타 단(A6)을 통해 제4 아날로그 신호(Va4)가 출력될 수 있다.Referring back to FIG. 7 , the above-described binary data may be output by the output terminal O of the ternary encoder 400 , and the output terminal O includes the first output terminal O1 and the second output terminal O2. may include The first bit B1 by the first inverter pair 410 and 430 may be output through the first output terminal O1, and the first bit B1 may be output by the second inverter pair 420 and 440 through the second output terminal O2. The second bit B2 may be output. By designing the two inverter pairs 410, 430, 420, and 440 to be sequentially connected, 2-bit binary data consisting of two bits B1 and B2 can be output, and the output value of each bit B1, B2 According to this, 1.5 bit data can be known. The ternary encoder 400 may analog-convert the binary data by matching the binary data with the reference voltage provided from the above-described reference voltage unit 500 to output the above-described fourth analog signal Va4. By controlling a switch in the ternary encoder 400 with the two bit values (B1, B2), the reference voltage unit 500 converts an analog signal (eg, VDD, VDD/2, 0) to the ternary encoder 400 . ), it is possible to control whether to apply to the other end (A6). As described above, the fourth analog signal Va4 may be output through the other terminal A6 according to the analog signal selected according to the values of the two bits B1 and B2.

이와 같이, 본 개시에서는 인버터 내의 NMOS 및 PMOS의 상대적인 크기를 조절함으로써 인버터(410, 420)의 입출력 특성(일 예로 경계 전압(Vb))을 차별적으로 설계하고, 결과적으로 터너리 인코더(400)를 통해 터너리-아날로그 변환이 가능하고, 나아가 터너리-아날로그 변환의 정확성을 향상시킬 수 있다. 전술한 실시예에서는 제1 경계 전압(Vb1)이 제2 경계 전압(Vb2)보다 작도록 설계하는 것을 예시로 들어 설명하였으나, 그 반대의 경우가 될 수 있음은 물론이다.As described above, in the present disclosure, input/output characteristics (for example, boundary voltage (Vb)) of the inverters 410 and 420 are differentially designed by adjusting the relative sizes of the NMOS and PMOS in the inverter, and as a result, the ternary encoder 400 is Through this, ternary-analog conversion is possible, and furthermore, the accuracy of ternary-analog conversion can be improved. In the above-described embodiment, designing the first boundary voltage Vb1 to be smaller than the second boundary voltage Vb2 has been described as an example, but the opposite case is also possible.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

따라서, 본 발명의 사상은 앞에서 설명된 실시예들에 국한하여 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위가 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all scopes equivalent to or changed from the claims described below are the scope of the spirit of the present invention. would be said to belong to the category.

1000: ADC
100: ATC
300: 증폭기
400: 터너리 인코더
410, 420, 430, 440: 인버터
500: 기준 전압부
C1: 제1 커패시터
C2: 제2 커패시터
1000: ADC
100: ATC
300: amplifier
400: ternary encoder
410, 420, 430, 440: inverter
500: reference voltage unit
C1: first capacitor
C2: second capacitor

Claims (9)

제1 아날로그 신호가 인가되는 입력단;
상기 제1 아날로그 신호를 터너리(ternary) 변환하여 터너리 데이터를 출력하는 아날로그 터너리 변환기(Analog to Ternary Converter; ATC);
상기 터너리 데이터를 인가 받는 제1 커패시터; 및
상기 제1 아날로그 신호 및 상기 터너리 데이터를 기초로 연산된 제3 아날로그 신호가 출력되는 출력단;을 포함하고,
상기 터너리 데이터는 상기 ATC의 출력 전압에 매칭되어 아날로그화된 제2 아날로그 신호에 대응하는 신호인, 순환 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter; ADC).
an input terminal to which a first analog signal is applied;
an analog-to-ternary converter (ATC) that ternary-converts the first analog signal to output ternary data;
a first capacitor to which the ternary data is applied; and
an output terminal for outputting a third analog signal calculated based on the first analog signal and the ternary data;
The ternary data is a signal corresponding to a second analog signal that is analogized by matching the output voltage of the ATC, a cyclic analog to digital converter (ADC).
제1항에 있어서,
상기 ATC는 서로 직렬 연결된 제1 터너리 인버터 및 제2 터너리 인버터를 포함하고,
상기 제1 터너리 인버터는 상기 제1 아날로그 신호를 터너리 변환하여 제1 터너리 데이터를 출력하는, 순환 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
The ATC includes a first ternary inverter and a second ternary inverter connected in series with each other,
The first ternary inverter ternary-converts the first analog signal to output first ternary data, a cyclic analog-to-digital converter.
제2항에 있어서,
상기 제2 터너리 인버터는, 상기 제1 터너리 데이터를 인버팅하여 제2 터너리 데이터를 출력하고, 상기 제2 터너리 데이터를 각각의 제2 터너리 데이터에 대응하는 아날로그 전압에 매칭시켜 상기 제2 아날로그 신호를 출력하는, 순환 아날로그 디지털 변환기.
3. The method of claim 2,
The second ternary inverter outputs second ternary data by inverting the first ternary data, and matches the second ternary data to an analog voltage corresponding to each of the second ternary data. A cyclic analog-to-digital converter that outputs a second analog signal.
제3항에 있어서,
상기 제1 커패시터는,
상기 제1 아날로그 신호에서 상기 제2 아날로그 신호를 감산하여 잔여 전압을 획득하고,
상기 제1 커패시터의 일 단은 상기 입력단과 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타 단은 증폭기와 연결되고, 상기 증폭기는 상기 잔여 전압을 두 배 증폭하여 상기 제3 아날로그 신호를 출력하는, 순환 아날로그 디지털 변환기.
4. The method of claim 3,
The first capacitor is
obtaining a residual voltage by subtracting the second analog signal from the first analog signal;
One end of the first capacitor is connected to the input terminal, the other end of the first capacitor is connected to an amplifier, and the amplifier doubles the residual voltage to output the third analog signal. converter.
제3항에 있어서,
상기 ADC는,
상기 ATC에 의해 생성되는 상기 제2 아날로그 신호를 2진 데이터로 변환하는 터너리 인코더를 더 포함하고,
상기 터너리 인코더를 이용하여 상기 2진 데이터를 아날로그 변환하여 제4 아날로그 전압을 출력하는, 순환 아날로그 디지털 변환기.
4. The method of claim 3,
The ADC is
Further comprising a ternary encoder for converting the second analog signal generated by the ATC into binary data,
A cyclic analog-to-digital converter for analog-converting the binary data using the ternary encoder to output a fourth analog voltage.
제1항에 있어서,
상기 출력단 및 상기 입력단 사이에 경로 스위치가 배치되고,
상기 경로 스위치가 켜지면 상기 제3 아날로그 신호가 상기 입력단으로 재인가되는, 순환 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
a path switch is disposed between the output terminal and the input terminal;
and the third analog signal is re-applied to the input terminal when the path switch is turned on.
제1항에 있어서,
상기 ADC는, 상기 ATC에 의해 출력되는 상기 터너리 데이터를 아날로그 변환하는 터너리 인코더를 더 포함하고,
상기 터너리 인코더는,
상기 터너리 데이터를 인가 받는 입력단;
상기 입력단에 각각 연결되는 제1 인버터 및 제2 인버터를 포함하고, 상기 터너리 데이터를 2진 데이터로 변환하는 변환부; 및
상기 2진 데이터가 아날로그 변환된 아날로그 신호가 출력되는 출력단;을 포함하는, 순환 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
The ADC further includes a ternary encoder that converts the ternary data output by the ATC to analog;
The ternary encoder is
an input terminal receiving the ternary data;
a conversion unit including a first inverter and a second inverter respectively connected to the input terminal, and converting the ternary data into binary data; and
The cyclic analog-to-digital converter comprising a;
제7항에 있어서,
상기 제1 인버터의 제1 경계 전압은 기준 경계 전압보다 낮은 값을 가지고, 상기 제1 경계 전압은 상기 제1 인버터에 의해 출력되는 2진 데이터를 결정하는 전압이며,
상기 제2 인버터의 제2 경계 전압은 상기 기준 경계 전압보다 높은 값을 가지고, 상기 제2 경계 전압은 상기 제2 인버터에 의해 출력되는 2진 데이터를 결정하는 전압인, 순환 아날로그 디지털 변환기.
8. The method of claim 7,
A first threshold voltage of the first inverter has a value lower than a reference threshold voltage, and the first threshold voltage is a voltage that determines binary data output by the first inverter,
A second threshold voltage of the second inverter has a value higher than the reference threshold voltage, and the second threshold voltage is a voltage that determines binary data output by the second inverter.
제8항에 있어서,
상기 변환부는,
상기 제1 인버터와 직렬 연결되고, 상기 제1 인버터에 의해 출력되는 바이너리 데이터를 다시 인버팅하는 제3 인버터; 및
상기 제2 인버터와 직렬 연결되고, 상기 제2 인버터에 의해 출력되는 바이너리 데이터를 다시 인버팅하는 제4 인버터;를 더 포함하는, 순환 아날로그 디지털 변환기.
9. The method of claim 8,
The conversion unit,
a third inverter connected in series with the first inverter and inverting the binary data output by the first inverter again; and
The cyclic analog-to-digital converter further comprising; a fourth inverter connected in series with the second inverter and inverting the binary data output by the second inverter again.
KR1020200053394A 2020-05-04 2020-05-04 Cyclic analog-to-digital converter using ternary device and ternary encoder included in the same KR102304423B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200053394A KR102304423B1 (en) 2020-05-04 2020-05-04 Cyclic analog-to-digital converter using ternary device and ternary encoder included in the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200053394A KR102304423B1 (en) 2020-05-04 2020-05-04 Cyclic analog-to-digital converter using ternary device and ternary encoder included in the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102304423B1 true KR102304423B1 (en) 2021-09-23

Family

ID=77926230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200053394A KR102304423B1 (en) 2020-05-04 2020-05-04 Cyclic analog-to-digital converter using ternary device and ternary encoder included in the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102304423B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100822299B1 (en) * 2005-10-27 2008-04-16 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 Inverter-based flash analog-to-digital converter using floating resistor ladder

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100822299B1 (en) * 2005-10-27 2008-04-16 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 Inverter-based flash analog-to-digital converter using floating resistor ladder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1430604B1 (en) Low power cyclic a/d converter
US5302869A (en) Voltage comparator and subranging A/D converter including such voltage comparator
US7233275B2 (en) Analog-to-digital converter with input signal range greater than supply voltage and extended dynamic range
US7576677B2 (en) Pipeline A/D converter converting analog signal to digital signal
JP2006115003A (en) Sample-hold circuit and pipeline a-d converter using the same
US9473163B1 (en) Preamplifier circuit and SAR ADC using the same
US8223058B2 (en) Switched-capacitor circuit having a capacitor array circuit, and analog-to-digital converter using said switched-capacitor circuit
US7081845B2 (en) Current mode analog-to-digital converter
JP2007174288A (en) A/d converter
JP2005269611A (en) Comparator, ad converter, semiconductor device, and imaging device
US7333039B2 (en) Dual mode sample and hold circuit and cyclic pipeline analog to digital converter using the same
CN103873784A (en) Image pickup apparatus, image pickup system, and method for driving image pickup apparatus
US7598896B2 (en) A/D converter with noise cancel function
KR100459086B1 (en) Pseudo-differential amplifier and analog-to-digital converter using the same
CN216625715U (en) Floating type dynamic latch comparator and successive approximation type analog-to-digital converter
US20110025536A1 (en) Pipeline a/d converter
KR102304423B1 (en) Cyclic analog-to-digital converter using ternary device and ternary encoder included in the same
US6504500B1 (en) A/D converter and A/D converting method
US7911366B2 (en) Gray code current mode analog-to-digital converter
JP2009027282A (en) Sample-hold circuit and pipeline a-d converter
US6822599B2 (en) Integrated circuit and A/D conversion circuit
US20120092203A1 (en) Analog to digital converter and signal processing system
JP2010109963A (en) Successive approximation type ad converter circuit and semiconductor integrated circuit for control
TWI542158B (en) Analog to digital converter and converting method thereof
US8525721B2 (en) Low power cycle data converter

Legal Events

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