KR102489338B1 - Analog digital converter - Google Patents

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KR102489338B1 KR1020200162299A KR20200162299A KR102489338B1 KR 102489338 B1 KR102489338 B1 KR 102489338B1 KR 1020200162299 A KR1020200162299 A KR 1020200162299A KR 20200162299 A KR20200162299 A KR 20200162299A KR 102489338 B1 KR102489338 B1 KR 102489338B1
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Abstract

본 발명의 아날로그 디지털 변환기는, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부; 외부 샘플링 명령을 입력받고, 상기 외부 샘플링 명령에 대응되는 지령 샘플링 주기를 생성하며, 상기 지령 샘플링 주기만큼 반복되는 지령 샘플링 시간을 생성하고, 상기 각각의 지령 샘플링 시간마다 복수의 고속 샘플링 시간을 생성하며, 상기 각각의 고속 샘플링 시간마다 고속 샘플링 명령을 상기 변환부에 하달하는 고속 샘플링 생성부; 를 포함할 수 있다.The analog-to-digital converter of the present invention includes a conversion unit for converting an analog signal into a digital signal; Receiving an external sampling command, generating a command sampling period corresponding to the external sampling command, generating a command sampling time repeated as much as the command sampling period, and generating a plurality of high-speed sampling times for each command sampling time; , a high-speed sampling generation unit for issuing a high-speed sampling command to the conversion unit for each of the high-speed sampling times; can include

Figure R1020200162299
Figure R1020200162299

Description

아날로그 디지털 변환기{Analog digital converter}Analog digital converter {Analog digital converter}

본 발명은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to an analog-to-digital converter that converts an analog signal into a digital signal.

인간이 의사소통을 위해서 사용하는 신호 및 전압의 레벨, 전류의 크기와 같은 물리량은 아날로그 값인데 반하여, 전자기기의 내부에 포함되는 디지털 회로는 디지털 값을 사용하여 동작된다. 따라서, 아날로그 디지털 변환기(ADC : Analog Digital Converter)는, 아날로그 입력 신호를 디지털 출력 신호로 변환하는 회로이고, 인간과 전자기기 사이의 소통이나 서로 다른 전자기기 간의 소통에 필수적인 회로이다.Signals used by humans for communication and physical quantities such as voltage levels and currents are analog values, whereas digital circuits included in electronic devices are operated using digital values. Therefore, an analog digital converter (ADC) is a circuit that converts an analog input signal into a digital output signal, and is an essential circuit for communication between humans and electronic devices or communication between different electronic devices.

따라서, 외부 주변장치를 제어하는 컨트롤러를 가진 제품은 ADC가 내장될 수 있다. Therefore, a product with a controller that controls external peripherals can have an ADC built-in.

본 발명은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서, 외부 노이즈나 A/D 변환기 자체의 특성에 의한 노이즈가 발생하는 경우에 변환 에러를 줄이고, 아날로그 신호를 반복 취득하는 경우에 정밀도가 높은 정보를 취득할 수 있는 아날로그 디지털 변환기를 제공할 수 있다.In the process of converting analog signals into digital signals, the present invention reduces conversion errors when external noise or noise due to the characteristics of the A/D converter itself occurs, and provides high-precision information when analog signals are repeatedly acquired. It is possible to provide an analog-to-digital converter that can be acquired.

본 발명의 아날로그 디지털 변환기는, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부; 외부 샘플링 명령을 입력받고, 상기 외부 샘플링 명령에 대응되는 지령 샘플링 주기를 생성하며, 상기 지령 샘플링 주기만큼 반복되는 지령 샘플링 시간을 생성하고, 상기 각각의 지령 샘플링 시간마다 복수의 고속 샘플링 시간을 생성하며, 상기 각각의 고속 샘플링 시간마다 고속 샘플링 명령을 상기 변환부에 하달하는 고속 샘플링 생성부; 를 포함할 수 있다.The analog-to-digital converter of the present invention includes a conversion unit for converting an analog signal into a digital signal; Receiving an external sampling command, generating a command sampling period corresponding to the external sampling command, generating a command sampling time repeated as much as the command sampling period, and generating a plurality of high-speed sampling times for each command sampling time; , a high-speed sampling generation unit for issuing a high-speed sampling command to the conversion unit for each of the high-speed sampling times; can include

상기 고속 샘플링 생성부는 상기 변환부에 입력될 상기 외부 샘플링 명령을 가로채며, 상기 외부 샘플링 명령을 상기 고속 샘플링 명령으로 전환시킨 후 상기 변환부에 상기 고속 샘플링 명령을 전달할 수 있다.The high-speed sampling generation unit may intercept the external sampling command to be input to the conversion unit, convert the external sampling command into the high-speed sampling command, and transmit the high-speed sampling command to the conversion unit.

외부의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 경우에, 소정의 지령 샘플링 주기를 가진 K개의 지령 샘플링 시간을 마련할 수 있고, 상기 변환시 노이즈 간섭되어 잘못된 정보가 출력되는 것을 막을 필요가 있다.In the case of converting an external analog signal into a digital signal, it is necessary to provide K command sampling times with a predetermined command sampling period, and to prevent erroneous information from being output due to noise interference during the conversion.

상기의 문제를 해결하기 위해, 소정의 주기로 나눠진 각 샘플링 시간의 주변에 다시 세분화된 고속 샘플링 시간을 마련하여 취득한 값을 활용할 수 있다. In order to solve the above problem, a value acquired by providing a subdivided high-speed sampling time around each sampling time divided by a predetermined period may be utilized.

아날로그 디지털 변환기는 고속 샘플링부와 처리부를 더 포함할 수 있다. The analog-to-digital converter may further include a high-speed sampling unit and a processing unit.

고속 샘플링 생성부는 변환부가 각각의 지령 샘플링 시간의 인접한 주변에 복수의 아날로그 값을 취하게 명령할 수 있다. 이때의 주기를 고속 샘플링 주기, 각 취득 시각을 고속 샘플링 시간이라 정의할 수 있다. The high-speed sampling generation unit may instruct the conversion unit to take a plurality of analog values in the vicinity of each command sampling time. The period at this time can be defined as a high-speed sampling period, and each acquisition time can be defined as a high-speed sampling time.

변환부는 K개의 각 지령 샘플링 시간마다 N개의 고속 샘플링 값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환시킬 수 있고, 이 신호를 처리부로 보낼 수 있다.The conversion unit can convert N high-speed sampling values from analog signals to digital signals for each K command sampling time, and can send these signals to the processing unit.

처리부는 소정의 연산을 마치면 출력부로 연산된 디지털 신호를 보낼 수 있다. When the processing unit completes a predetermined operation, it may send the calculated digital signal to the output unit.

처리부는 각 고속 샘플링된 값을 더하는 합산부와 더한 값을 평균하는 평균값 생성부를 포함할 수 있다. The processing unit may include a summing unit for adding each high-speed sampled value and an average value generating unit for averaging the summed values.

N개의 고속 샘플링 시간에 샘플링된 신호가 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀌어 N개의 고속 취득값이 생성되고, 처리부는 각 K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 N개의 고속 취득값을 모두 합산한 K개의 출력 취득값이 생성되고, 합산부에서는 K개의 출력 취득값 생성을 위해 M번의 합산 연산이 행해질 수 있다. The signal sampled at N high-speed sampling times is converted into a digital signal by the conversion unit to generate N high-speed acquisition values, and the processing unit outputs K outputs summing all the N high-speed acquisition values acquired at each K command sampling time. Acquisition values are generated, and the summing unit may perform M summation operations to generate K output acquisition values.

N개의 고속 샘플링 시간에 샘플링된 신호가 상기 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀌어 N개의 고속 취득값이 생성되고, 처리부는 각 K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 N개의 고속 취득값의 평균 연산을 하며, 평균값 생성부에서는 평균 연산시 각 K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 N개의 고속 취득값을 모두 더하고 N으로 나눈 K개의 출력 취득값이 생성되고, K개의 출력 취득값 생성을 위해 M번의 합산 연산과 M*N번의 나누는 연산이 행해질 수 있다. The signal sampled at N high-speed sampling times is converted into a digital signal by the conversion unit to generate N high-speed acquisition values, and the processing unit averages the N high-speed acquisition values acquired at each K command sampling time; The average value generating unit generates K output acquisition values obtained by summing all the N high-speed acquisition values acquired at each K command sampling time during average operation and dividing by N, and performing M summing operation and M times to generate K output acquisition values. *N number of division operations can be performed.

도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 아날로그 디지털 변환기에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 디지털 샘플링을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 아날로그 디지털 변환기에 대한 개념도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예로서, 디지털 샘플링을 도시한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 처리부에서 출력부로의 연산을 도시한 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of an analog-to-digital converter as an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating digital sampling as an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of an analog-to-digital converter as an embodiment of the present invention.
4 is an explanatory diagram illustrating digital sampling as an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating an operation from a processing unit to an output unit according to the present invention.

아날로그 디지털 변환기(1)는 연속적인 실제의 아날로그 실제 신호을 소정의 주기의 시간에 샘플링된 불연속적인 디지털 신호로 변환하는 장치이다.The analog-to-digital converter 1 is a device that converts a continuous real analog real signal into a discontinuous digital signal sampled at a predetermined period of time.

아날로그 디지털 변환기(1)는 아날로그 신호를 수신하는 수신부(100), 디지털 신호를 출력하는 출력부(200), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부(300)를 포함할 수 있다. The analog-to-digital converter 1 may include a receiver 100 for receiving an analog signal, an output unit 200 for outputting a digital signal, and a converter 300 for converting an analog signal into a digital signal.

일반적인 변환부(300)는 변환시 외부에서 노이즈(noise)가 간섭하거나 변환부(300) 자체에서 오차나 노이즈가 간섭될 수도 있다. The general conversion unit 300 may be interfered with by noise from the outside during conversion, or may be interfered with by error or noise from the conversion unit 300 itself.

상기 어느 경우나 노이즈에 의해 변환부(300)는 잘못된 값을 출력하게 될 수 있다. 이런 경우에는 노이즈에 의한 잘못된 값과 실제의 올바른 값을 구분할 수 없기 때문에, 특히 정밀한 제어를 필요로 하는 공정에서는 심각한 오류를 가져올 수 있다. In any of the above cases, the conversion unit 300 may output an incorrect value due to noise. In this case, since it is impossible to distinguish between an incorrect value due to noise and an actual correct value, a serious error may occur in a process that requires precise control.

도 2는 아날로그 디지털 변환기가 외부 샘플링 명령에 따라 소정의 지령 샘플링 주기를 가진 지령 샘플링 시간에 해당하는 아날로그 값을 취득하는 것을 도시하고 있다. 이러한 1차 내지 M차 취득값은 노이즈를 포함할 수 있고, 노이즈가 샘플링된 경우에는 실제 아날로그 값과 큰 오차가 나타날 수 있다. 2 illustrates that an analog-to-digital converter acquires an analog value corresponding to a command sampling time having a predetermined command sampling period according to an external sampling command. These first through M-order acquisition values may include noise, and when the noise is sampled, a large error may appear from the actual analog value.

따라서, 샘플링된 시간에 노이즈 간섭되어 잘못된 정보가 출력되는 것을 막을 필요가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 소정의 주기로 나눠진 각 샘플링 시간의 주변에 다시 세분화된 고속 샘플링 시간을 마련하여 취득한 값을 활용할 수 있다. Therefore, it is necessary to prevent incorrect information from being output due to noise interference at the sampled time. In order to solve this problem, a value obtained by providing a subdivided high-speed sampling time around each sampling time divided by a predetermined period may be utilized.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 외부 샘플링 명령(G)에 따라 변환부(300)는 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환할 주기와 시각을 지정할 수 있다. 이때의 주기를 지령 샘플링 주기(T), 각 취득 시각을 지령 샘플링 시간이라 정의할 수 있다. Referring to FIGS. 3 to 5 , according to an external sampling command G, the conversion unit 300 may designate a period and time to convert an analog signal into a digital signal. The period at this time can be defined as the command sampling period (T), and each acquisition time can be defined as the command sampling time.

상기 지령 샘플링 시간이 K개 존재한다면, 제1 지령 샘플링 시간(T1), 제2 지령 샘플링 시간(T2) 내지 제M 지령 샘플링 시간(TM)을 포함할 수 있다. If there are K command sampling times, the first command sampling time T1 , the second command sampling time T2 to the M th command sampling time TM may be included.

아날로그 디지털 변환기는 고속 샘플링 생성부(320)와 처리부(340)를 더 포함할 수 있다. The analog-to-digital converter may further include a high-speed sampling generator 320 and a processing unit 340 .

고속 샘플링 생성부(320)는 변환부(300)가 각각의 지령 샘플링 시간의 인접한 주변에 복수의 아날로그 값을 취하게 명령할 수 있다. 이때의 주기를 고속 샘플링 주기(S), 각 취득 시각을 고속 샘플링 시간이라 정의할 수 있다. The high-speed sampling generation unit 320 may command the conversion unit 300 to take a plurality of analog values in the vicinity of each command sampling time. The period at this time can be defined as a high-speed sampling period (S), and each acquisition time can be defined as a high-speed sampling time.

상기 고속 샘플링 시간이 N개 존재한다면, 제1 고속 샘플링 시간(S1), 제2 고속 샘플링 시간(S2) 내지 제N 고속 샘플링 시간(SN)을 포함할 수 있다. If there are N high-speed sampling times, it may include a first high-speed sampling period S1, a second high-speed sampling period S2 to an N-th high-speed sampling period SN.

변환부는 K개의 각 지령 샘플링 시간마다 N개의 고속 샘플링 값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환시킬 수 있고, 이 신호를 처리부로 보낼 수 있다.The conversion unit can convert N high-speed sampling values from analog signals to digital signals for each K command sampling time, and can send these signals to the processing unit.

처리부(340)는 소정의 연산을 마치면 출력부로 연산된 디지털 신호를 보낼 수 있다. The processing unit 340 may send the calculated digital signal to the output unit when a predetermined operation is completed.

처리부(340)는 각 고속 샘플링된 값을 더하는 합산부(344)와 더한 값을 평균하는 평균값 생성부(342)를 포함할 수 있다. The processing unit 340 may include a summing unit 344 that adds each high-speed sampled value and an average value generator 342 that averages the summed values.

N개의 고속 샘플링 시간에 해당하는 값을 변환부(300)에 의해 디지털 신호로 바꾼 것을 고속 취득값(D)이라 정의할 수 있다. 상기 고속 취득값(D)은 각 N개의 고속 샘플링 시간에 대응하는 제1 고속 취득값(D1), 제2 고속 취득값(D2) 내지 제N 고속 취득값(DN)을 포함할 수 있다.The conversion of values corresponding to N high-speed sampling times into digital signals by the conversion unit 300 may be defined as a high-speed acquisition value (D). The high-speed acquisition value D may include a first high-speed acquisition value D1 , a second high-speed acquisition value D2 , to an N-th high-speed acquisition value DN corresponding to each of the N high-speed sampling times.

변환부(300)에 의해서 얻어진 N개의 고속 취득값은 처리부(340)로 보내지고, 처리부(340)에서 연산된 값은 K개의 디지털 신호로 출력될 수 있다. 이때의 K개의 디지털 신호를 출력 취득값(C)이라 정의할 수 있다. 상기 출력 취득값(C)의 수는 외부에서 명령한 지령 샘플링 시간의 값과 같을 수 있다. 상기 출력 취득값(C)은 지령 샘플링 시간에 대응하여 제1 출력 취득값(C1), 제2 출력 취득값(C2) 내지 제N 출력 취득값(CN)을 포함할 수 있다. The N high-speed acquisition values obtained by the conversion unit 300 are sent to the processing unit 340, and the values calculated by the processing unit 340 may be output as K digital signals. K digital signals at this time can be defined as an output acquisition value (C). The number of output acquisition values C may be the same as the command sampling time value commanded from the outside. The output acquisition value (C) may include a first output acquisition value (C1), a second output acquisition value (C2) to an Nth output acquisition value (CN) corresponding to the command sampling time.

처리부(340)가 평균값 생성부(342)인 경우에는, 제1 지령 샘플링 시간(T1) 주변의 N개의 고속 샘플링 시간에 대응하는 N개의 고속 취득값(D)을 모두 더하고 N으로 나눈 값이 제1 출력 취득값(C1)이 될 수 있다. When the processing unit 340 is the average value generating unit 342, the value obtained by adding all the N high-speed acquisition values D corresponding to the N high-speed sampling times around the first command sampling time T1 and dividing by N is the second value. 1 can be the output acquisition value (C1).

제2 지령 샘플링 시간(T2) 주변의 N개의 고속 샘플링 시간에 대응하는 N개의 고속 취득값(D)을 모두 더하고 N으로 나눈 값이 제2 출력 취득값(C2)이 될 수 있다. A value obtained by adding all N high-speed acquisition values D corresponding to the N high-speed sampling times around the second command sampling time T2 and dividing by N may be the second output acquisition value C2.

제M 지령 샘플링 시간(TM) 주변의 N개의 고속 샘플링 시간에 대응하는 N개의 고속 취득값(D)을 모두 더하고 N으로 나눈 값이 제M 출력 취득값(CM)이 될 수 있다. A value obtained by adding all the N high-speed acquisition values D corresponding to the N high-speed sampling times around the Mth command sampling time TM and dividing by N may be the Mth output acquisition value CM.

각 K개의 지령 샘플링 시간마다 N개의 고속 취득값(D)을 모두 더하고 N으로 나눠기 때문에, 평균값 생성부(342) 전체로 M번을 더하는 연산과 M번의 나누는 연산이 행해질 수 있다. Since all of the N high-speed acquisition values D are added and divided by N for each K command sampling time, M addition operations and M division operations can be performed in the average value generator 342 as a whole.

처리부(300)가 합산부(344)인 경우에는, 제1 지령 샘플링 시간(T1) 주변의 N개의 고속 샘플링 시간에 대응하는 N개의 고속 취득값(D)을 모두 더하면, 제1 출력 취득값(C1)이 될 수 있다. When the processing unit 300 is the summing unit 344, when all N high-speed acquisition values D corresponding to the N high-speed sampling times around the first command sampling time T1 are added, the first output acquisition value ( C1) can be

제2 지령 샘플링 시간(T2) 주변의 N개의 고속 샘플링 시간에 대응하는 N개의 고속 취득값(D)을 모두 더하면, 제2 출력 취득값(C2)이 될 수 있다. If all the N high-speed acquisition values D corresponding to the N high-speed sampling times around the second command sampling time T2 are added, the second output acquisition value C2 can be obtained.

제M 지령 샘플링 시간(TM) 주변의 N개의 고속 샘플링 시간에 대응하는 N개의 고속 취득값(D)을 모두 더하면, 제M 출력 취득값(CM)이 될 수 있다. If all the N high-speed acquisition values D corresponding to the N high-speed sampling times around the Mth command sampling time TM are added together, the Mth output acquisition value CM can be obtained.

고속 샘플링 생성부(320)와 처리부(340)가 마련되지 않은 경우에는, K개의 지령 샘플링 시간마다 K개의 지령 샘플링을 하기 때문에, 총 K개의 값을 취득할 수 있다.If the high-speed sampling generating unit 320 and the processing unit 340 are not provided, since K command sampling is performed for each K command sampling time, a total of K values can be acquired.

고속 샘플링 생성부(320)와 처리부(340)가 마련된 경우에는, K개의 지령 샘플링 시간마다 N개의 고속 샘플링을 하기 때문에, 총 K개에서 N을 곱한 수의 취득값을 얻을 수 있다. 따라서, 변환부(300)는 고속 샘플링 생성부(320)와 처리부(340)에 의해 비트 증가 효과를 얻을 수 있어 비용을 절감할 수 있다. When the high-speed sampling generation unit 320 and the processing unit 340 are provided, since N high-speed sampling is performed for every K command sampling times, the number of acquired values obtained by multiplying the total K by N can be obtained. Accordingly, the conversion unit 300 can obtain a bit increase effect by the high-speed sampling generation unit 320 and the processing unit 340, thereby reducing costs.

고속 샘플링 생성부(320)와 처리부(340)는 FPGA(field programmable gate array) 또는 주문형 반도체(ASIC)로 구성될 수 있다. 따라서, 변환부(300)에 고속 샘플링 생성부(320)와 처리부(340)가 추가되는 경우에도 빠르게 처리 가능할 수 있다. The high-speed sampling generation unit 320 and the processing unit 340 may be composed of a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC). Therefore, even when the high-speed sampling generation unit 320 and the processing unit 340 are added to the conversion unit 300, processing can be performed quickly.

고속 샘플링 생성부(320)의 고속 샘플링 주기(S)와 고속 샘플링 시간의 수(N)을 사용자 상황에 맞게 조절할 수 있다.The high-speed sampling period (S) and the number of high-speed sampling times (N) of the high-speed sampling generation unit 320 may be adjusted according to user conditions.

사용자는 경비 절감을 위해 N을 조절하면서 테스트를 하여, 노이즈의 간섭이 소정 기준 이하로 되는 N을 찾을 수 있다.The user may perform a test while adjusting N to reduce cost, and find N at which noise interference is less than or equal to a predetermined criterion.

따라서, 각 고속 취득값(D)에는 노이즈의 간섭이 존재할 수 있지만 대부분은 실제 아날로그 값에 대응할 수 있다. 대부분의 고속 취득값(D)으로부터 같은 값을 여러 번 취득하는 경우, 변화하지 않는 비트인 유효비트의 수가 증가할 수 있어 노이즈의 영향을 최대한 줄인 고품질의 디지털 신호가 출력될 수 있다. Therefore, although noise interference may exist in each high-speed acquisition value D, most of them may correspond to actual analog values. When the same value is obtained several times from most of the high-speed acquisition values D, the number of effective bits, which are bits that do not change, can increase, so that a high-quality digital signal with the effect of noise reduced as much as possible can be output.

고속 샘플링 생성부는, 외부 샘플링 명령을 입력받고, 외부 샘플링 명령에 대응되는 지령 샘플링 주기를 생성하며, 지령 샘플링 주기만큼 반복되는 지령 샘플링 시간을 생성하고, 각각의 지령 샘플링 시간마다 복수의 고속 샘플링 시간을 생성하며, 각각의 고속 샘플링 시간마다 고속 샘플링 명령을 변환부에 하달할 수 있다.The high-speed sampling generation unit receives an external sampling command, generates a command sampling period corresponding to the external sampling command, generates a command sampling time repeated as much as the command sampling period, and sets a plurality of high-speed sampling times for each command sampling time. and a high-speed sampling command may be issued to the conversion unit at each high-speed sampling time.

고속 샘플링 생성부는 변환부에 입력될 외부 샘플링 명령을 가로채며, 외부 샘플링 명령을 고속 샘플링 명령으로 전환시킬 수 있다. The high-speed sampling generation unit may intercept an external sampling command to be input to the conversion unit and convert the external sampling command into a high-speed sampling command.

고속 샘플링 생성부는, 외부 샘플링 명령을 입수하면 지령 샘플링 주기를 갖는 K개의 지령 샘플링 시간을 생성할 수 있다. 각각의 지령 샘플링 시간마다 고속 샘플링 주기를 갖는 N개의 고속 샘플링 시간을 생성할 수 있다.The high-speed sampling generation unit may generate K command sampling times having command sampling cycles upon receipt of an external sampling command. For each command sampling time, N high-speed sampling times each having a high-speed sampling period can be generated.

변환부는 고속 샘플링 명령을 입수할 수 있다. 변환부는 고속 샘플링 명령을 입수하면, 고속 샘플링 시간마다 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 변환부는 각각의 고속 샘플링 시간마다 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. The conversion unit may obtain a high-speed sampling command. When receiving a high-speed sampling command, the conversion unit may convert an analog signal into a digital signal at every high-speed sampling time. The conversion unit may convert an analog signal into a digital signal at each high-speed sampling time.

N개의 고속 샘플링 시간마다 샘플링된 신호는 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀔 수 있다. K개의 지령 샘플링 시간마다 N개의 고속 취득값이 생성될 수 있다.A signal sampled at every N high-speed sampling times may be converted into a digital signal by a conversion unit. N high-speed acquisition values can be generated for every K command sampling times.

출력부는 고속 샘플링 시간마다 디지털 신호를 고속 출력값으로서 입력받을 수 있다. The output unit may receive a digital signal as a high-speed output value at each high-speed sampling time.

외부 샘플링 명령에 따라 지령 샘플링 주기를 갖는 제1 지령 샘플링 시간 및 제2 지령 샘플링 시간이 생성될 수 있다. 제1 지령 샘플링 시간에 대응하여 제1 고속 샘플링 주기를 갖는 N개의 제1 고속 샘플링 시간이 생성될 수 있다. 제2 지령 샘플링 시간에 대응하여 제2 고속 샘플링 주기를 갖는 L개의 제2 고속 샘플링 시간이 생성될 수 있다. 이때, 제1 고속 샘플링 주기와 제2 고속 샘플링 주기는 동일하며, N과 L은 동일한 자연수인 것이 바람직하다.A first command sampling time and a second command sampling time having a command sampling period may be generated according to an external sampling command. N first high-speed sampling times having first high-speed sampling periods may be generated corresponding to the first command sampling time. L second high-speed sampling times having second high-speed sampling periods corresponding to the second command sampling times may be generated. In this case, it is preferable that the first high-speed sampling period and the second high-speed sampling period are the same, and N and L are the same natural number.

외부 샘플링 명령에 따라 지령 샘플링 주기를 갖는 복수의 지령 샘플링 시간이 생성될 수 있다. 각각의 지령 샘플링 시간에 대하여 선행 시간 차이만큼 앞서는 최초의 고속 샘플링 시간과 후행 시간 만큼 뒤쳐지는 최후의 고속 샘플링 시간이 생성될 수 있다. 선행 시간 차이와 후행 시간 차이는 동일한 값일 수 있다.A plurality of command sampling times having command sampling cycles may be generated according to an external sampling command. For each command sampling time, a first high-speed sampling time that precedes by a preceding time difference and a last high-speed sampling time that lags behind by a following time may be generated. The preceding time difference and the following time difference may have the same value.

선행 시간 차이 또는 후행 시간 차이는 지령 샘플링 주기의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 신호의 중첩을 막고, 각각의 지령 샘플링 시간에 대하여 복수로 산출된 고속 샘플링 시간이 겹쳐지는 것을 방지하기 위함이다.It is preferable that the preceding time difference or the following time difference be less than 1/2 of the command sampling period. This is to prevent overlapping of signals and to prevent overlapping of high-speed sampling times calculated in plurality for each command sampling time.

처리부는 고속 취득값의 노이즈 제거를 위하여 여러 개의 고속 샘플링 시간마다 대응되는 고속 취득값을 합친 합산값을 대표 디지털 신호로 인식할 수 있다. The processing unit may recognize, as a representative digital signal, a sum value obtained by summing high-speed acquisition values corresponding to several high-speed sampling times in order to remove noise of the high-speed acquisition value.

즉, 외부 샘플링 명령에 의해 지령 샘플링 주기를 갖는 K개의 지령 샘플링 시간이 생성될 수 있다. 각각의 지령 샘플링 시간마다 고속 샘플링 주기를 가지는 N개의 고속 샘플링 시간이 생성될 수 있다. N개의 고속 샘플링 시간에 샘플링된 신호가 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀌어 N개의 고속 취득값이 생성될 수 있다. That is, K command sampling times having command sampling cycles may be generated by an external sampling command. For each command sampling time, N high-speed sampling times having a high-speed sampling period may be generated. Signals sampled at N high-speed sampling times are converted into digital signals by the conversion unit to generate N high-speed acquisition values.

처리부는 K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 N개의 고속 취득값을 모두 합산할 수 있다. 처리부에서 출력한 합산값이 각각의 지령 샘플링 시간의 대표 디지털 신호로 인식될 수 있다. 따라서, 각각의 고속 취득값에 포함된 노이즈가 완화될 수 있다.The processing unit may sum up all N high-speed acquisition values acquired at every K command sampling time. The summed value output from the processing unit may be recognized as a representative digital signal of each command sampling time. Therefore, noise included in each high-speed acquisition value can be mitigated.

한편, 처리부는, K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 N개의 고속 취득값의 평균을 구할 수 있다. 처리부에서 출력한 평균값이 각각의 지령 샘플링 시간의 대표 디지털 신호로 인식될 수 있다. 각각의 고속 취득값의 피크값 또는 노이즈 성분은 평균 연산에 의하여 감소될 수 있다.On the other hand, the processing unit may obtain an average of N high-speed acquisition values obtained for each K command sampling time. The average value output from the processing unit may be recognized as a representative digital signal of each command sampling time. The peak value or noise component of each high-speed acquisition value can be reduced by averaging.

처리부는 N개의 고속 취득값을 모두 더한 후 이를 N으로 나눈 값을 N개의 고속 취득값의 평균값으로 인식할 수 있다. 고속 취득값의 평균값은 K개 산출될 수 있다.The processing unit may recognize a value obtained by adding all of the N high-speed acquisition values and then dividing them by N as an average value of the N high-speed acquisition values. K average values of high-speed acquisition values can be calculated.

1... 아날로그 디지털 변환기
100... 수신부 200... 출력부
300... 변환부 320... 고속 샘플링 생성부
340... 처리부 342... 평균값 생성부
344... 합산부 G... 외부 샘플링 명령
T... 지령 샘플링 주기
T1... 제1 지령 샘플링 시간 TM... 제M 지령 샘플링 시간
C... 출력 취득값
C1... 제1 출력 취득값 CM... 제M 출력 취득값
S... 고속 샘플링 주기
S1... 제1 고속 샘플링 시간 SN... 제N 고속 샘플링 시간
D... 고속 취득값
D1... 제1 고속 취득값 DN... 제N 고속 취득값
1... analog to digital converter
100 ... receiving part 200 ... output part
300 ... conversion unit 320 ... high-speed sampling generation unit
340 ... Processing unit 342 ... Average value generating unit
344... summation part G... external sampling command
T... reference sampling period
T1... First command sampling time TM... Mth command sampling time
C... output acquisition value
C1... First output acquisition value CM... Third M output acquisition value
S... high-speed sampling rate
S1 ... first high-speed sampling time SN ... Nth high-speed sampling time
D... high-speed acquisition
D1... 1st high-speed acquisition value DN... Nth high-speed acquisition value

Claims (11)

아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부;
외부 샘플링 명령을 입력받고, 상기 외부 샘플링 명령에 대응되는 지령 샘플링 주기를 생성하며, 상기 지령 샘플링 주기만큼 반복되는 지령 샘플링 시간을 생성하고, 각각의 지령 샘플링 시간마다 복수의 고속 샘플링 시간을 생성하며, 상기 각각의 고속 샘플링 시간마다 고속 샘플링 명령을 상기 변환부에 하달하는 고속 샘플링 생성부; 를 포함하고,
상기 고속 샘플링 생성부는 상기 변환부에 입력될 상기 외부 샘플링 명령을 가로채며, 상기 외부 샘플링 명령을 상기 고속 샘플링 명령으로 전환시킨 후 상기 변환부에 상기 고속 샘플링 명령을 전달하며,
상기 고속 샘플링 생성부는,
상기 외부 샘플링 명령을 입수하면 상기 지령 샘플링 주기를 갖는 K개의 지령 샘플링 시간을 생성하고,
상기 각각의 지령 샘플링 시간마다 고속 샘플링 주기를 갖는 N개의 고속 샘플링 시간을 생성하며,
상기 K, N은 자연수인 아날로그 디지털 변환기.
A conversion unit for converting an analog signal into a digital signal;
Receiving an external sampling command, generating a command sampling period corresponding to the external sampling command, generating command sampling times repeated as much as the command sampling period, and generating a plurality of high-speed sampling times for each command sampling time; a high-speed sampling generation unit for issuing a high-speed sampling command to the conversion unit for each of the high-speed sampling times; including,
The high-speed sampling generation unit intercepts the external sampling command to be input to the conversion unit, converts the external sampling command into the high-speed sampling command, and transmits the high-speed sampling command to the conversion unit;
The high-speed sampling unit,
When the external sampling command is received, K command sampling times having the command sampling period are generated;
generating N high-speed sampling times each having a high-speed sampling period for each of the command sampling times;
wherein K and N are natural numbers.
제1 항에 있어서,
상기 고속 샘플링 생성부는 상기 각각의 고속 샘플링 시간마다 상기 고속 샘플링 명령을 생성하고,
상기 변환부는 상기 고속 샘플링 명령을 입수하면, 상기 고속 샘플링 시간마다 상기 아날로그 신호를 상기 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
The high-speed sampling generation unit generates the high-speed sampling command for each of the high-speed sampling times;
The analog-to-digital converter converts the analog signal into the digital signal at each high-speed sampling time when the conversion unit obtains the high-speed sampling command.
제1 항에 있어서,
상기 변환부는 상기 각각의 고속 샘플링 시간마다 상기 아날로그 신호를 상기 디지털 신호로 변환하고,
상기 고속 샘플링 시간마다 상기 디지털 신호를 고속 출력값으로서 입력받는 출력부가 마련되는 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
The conversion unit converts the analog signal into the digital signal for each of the high-speed sampling times;
An analog-to-digital converter having an output unit receiving the digital signal as a high-speed output value at each high-speed sampling time.
삭제delete 제1 항에 있어서,
N개의 고속 샘플링 시간마다 샘플링된 신호가 상기 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀌어, K개의 지령 샘플링 시간마다 N개의 고속 취득값이 생성되는 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
An analog-to-digital converter in which signals sampled every N high-speed sampling times are converted into digital signals by the conversion unit, and N high-speed acquisition values are generated every K command sampling times.
제1 항에 있어서,
상기 외부 샘플링 명령에 따라 지령 샘플링 주기를 갖는 제1 지령 샘플링 시간 및 제2 지령 샘플링 시간이 생성되고,
상기 제1 지령 샘플링 시간에 대응하여 제1 고속 샘플링 주기를 갖는 N1개의 제1 고속 샘플링 시간이 생성되며,
상기 제2 지령 샘플링 시간에 대응하여 제2 고속 샘플링 주기를 갖는 N2개의 제2 고속 샘플링 시간이 생성되고,
상기 제1 고속 샘플링 주기와 상기 제2 고속 샘플링 주기는 동일하며,
상기 N1과 N2는 동일한 자연수인 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
A first command sampling time and a second command sampling time having a command sampling period are generated according to the external sampling command;
N1 first high-speed sampling times having a first high-speed sampling period are generated corresponding to the first command sampling time;
Corresponding to the second command sampling time, N2 second high-speed sampling times each having a second high-speed sampling period are generated;
The first high-speed sampling period and the second high-speed sampling period are the same,
The analog-to-digital converter wherein N1 and N2 are the same natural number.
제1 항에 있어서,
복수의 고속 샘플링 시간 중 일부는 대응하는 지령 샘플링 시간보다 시간이 최대로 선행 시간만큼 앞서고,
복수의 고속 샘플링 시간 중 나머지는 대응하는 지령 샘플링 시간보다 시간이 최대로 후행 시간만큼 뒤쳐지며,
대응하는 지령 샘플링 시간에 대하여, 복수의 고속 샘플링 시간 중 최초의 고속 샘플링 시간은 선행 시간만큼 앞서고, 최후의 고속 샘플링 시간은 후행시간만큼 뒤쳐지며,
상기 선행 시간 및 후행 시간은 동일한 값인 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
Some of the plurality of high-speed sampling times precede the corresponding command sampling times by a maximum preceding time,
The remainder of the plurality of high-speed sampling times lags behind the corresponding command sampling time by at most the trailing time,
With respect to the corresponding command sampling time, the first high-speed sampling time among the plurality of high-speed sampling times is ahead by the preceding time, and the last high-speed sampling time is behind by the following time;
The preceding time and the following time are the same value as the analog-to-digital converter.
제1 항에 있어서,
복수의 고속 샘플링 시간 중 일부는 대응하는 지령 샘플링 시간보다 시간이 최대로 선행 시간만큼 앞서고,
복수의 고속 샘플링 시간 중 나머지는 대응하는 지령 샘플링 시간보다 시간이 최대로 후행 시간만큼 뒤쳐지며,
대응하는 지령 샘플링 시간에 대하여, 복수의 고속 샘플링 시간 중 최초의 고속 샘플링 시간은 선행 시간만큼 앞서고, 최후의 고속 샘플링 시간은 후행시간만큼 뒤쳐지며,
상기 선행 시간 또는 후행 시간은 상기 지령 샘플링 주기의 1/2 이하인 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
Some of the plurality of high-speed sampling times precede the corresponding command sampling times by a maximum preceding time,
The remainder of the plurality of high-speed sampling times lags behind the corresponding command sampling time by at most the trailing time,
With respect to the corresponding command sampling time, the first high-speed sampling time among the plurality of high-speed sampling times is ahead by the preceding time, and the last high-speed sampling time is behind by the following time;
The preceding time or the following time is less than 1/2 of the command sampling period.
제1 항에 있어서,
상기 N개의 고속 샘플링 시간에 샘플링된 신호가 상기 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀌어 N개의 고속 취득값이 생성되고,
상기 K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 N개의 고속 취득값을 모두 합산하는 처리부를 구비하고,
상기 처리부에서 출력한 합산값이 상기 각각의 지령 샘플링 시간의 대표 디지털 신호로 인식되는 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
The signal sampled at the N high-speed sampling times is converted into a digital signal by the conversion unit to generate N high-speed acquisition values;
A processing unit for summing up all N high-speed acquisition values obtained for each of the K command sampling times,
An analog-to-digital converter in which sum values output from the processing unit are recognized as representative digital signals of each command sampling time.
제1 항에 있어서,
상기 N개의 고속 샘플링 시간에 샘플링된 신호가 상기 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀌어 N개의 고속 취득값이 생성되고,
상기 K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 N개의 고속 취득값의 평균을 구하는 처리부를 구비하고,
상기 처리부에서 출력한 평균값이 상기 각각의 지령 샘플링 시간의 대표 디지털 신호로 인식되는 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
The signal sampled at the N high-speed sampling times is converted into a digital signal by the conversion unit to generate N high-speed acquisition values;
a processing unit for obtaining an average of the N high-speed acquisition values obtained for each of the K command sampling times;
An analog-to-digital converter in which the average value output from the processing unit is recognized as a representative digital signal of each command sampling time.
제1 항에 있어서,
상기 N개의 고속 샘플링 시간에 샘플링된 신호가 상기 변환부에 의해 디지털 신호로 바뀌어 N개의 고속 취득값이 생성되고,
상기 K개의 지령 샘플링 시간마다 취득된 상기 N개의 고속 취득값의 평균값을 산출하는 처리부를 구비하며,
상기 처리부는 상기 N개의 고속 취득값을 모두 더한 후 이를 상기 N으로 나눈 값을 상기 N개의 고속 취득값의 평균값으로 인식하고, 고속 취득값의 평균값은 상기 K개 산출되는 아날로그 디지털 변환기.
According to claim 1,
The signal sampled at the N high-speed sampling times is converted into a digital signal by the conversion unit to generate N high-speed acquisition values;
a processing unit for calculating an average value of the N high-speed acquisition values obtained for each of the K command sampling times;
The processing unit recognizes a value obtained by adding all of the N high-speed acquisition values and dividing them by N as an average value of the N high-speed acquisition values, and the average value of the N high-speed acquisition values is calculated.
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