KR19990049424A - Low Current High Speed Switching Circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저전류 고속 스위칭회로에 관한 것으로, 입력되는 데이터를 클럭에 동기시키는 제 1 래치와, 상기 제 1 래치에서 클럭에 동기된 데이터를 직접 또는 인버터를 통하여 입력받아 반전된 클럭에 동기시키는 제 2 래치 및 제 3 래치와, 상기 제 2 및 제 3 래치의 출력을 각각 입력받아 전압치가 "0"이 아닌 일정한 전압을 갖는 바이어스 데이터를 출력하는 제 1 및 제 2 레벨 시프트와, 상기 제 1 및 제 2 레벨 시프트의 출력을 바이어스 전압으로 입력받으면서 출력인 전류가 출력되도록 하는 전류 스위치들로 구성하여 제 2 및 제 3 래치에서 제 1 래치에 의해 발생되는 게이트 지연을 없애면서 전류 스위치에서 전류가 연속적으로 출력되도록 함으로써 디지탈 로직을 사용하는 경우에 발생하는 글리치 노이즈를 저감할 수 있으며 적은전류로 전류스위칭시 스위칭 타임을 줄일 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low current high speed switching circuit, comprising: a first latch for synchronizing input data with a clock; First and second level shifts for receiving second and third latches, and outputting the second and third latches, respectively, and outputting bias data having a constant voltage whose voltage value is not "0"; Current switches in the current switch continuously eliminate the gate delay caused by the first latch in the second and third latches by configuring the current switches to receive the output of the second level shift as the bias voltage and output the current as the output. Glitch noise generated when using digital logic can be reduced by outputting to This is to reduce the switching time.
Description
본 발명은 저전류 고속 스위칭회로(Switching Circuit)에 관한 것으로, 특히 디지탈/아날로그 변환기(Digital to Analog Converter)의 전류 스위칭회로에서 디지탈 로직을 사용하는 경우에 발생하는 글리치 노이즈(Glitch Noise)를 저감할 수 있으며 저전류로 고속의 스위칭이 가능하도록 한 저전류 고속 스위칭회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low current high speed switching circuit, and in particular, to reduce glitch noise generated when using digital logic in a current switching circuit of a digital to analog converter. The present invention relates to a low current high speed switching circuit capable of high speed switching with low current.
일반적으로 디지탈/아날로그 변환기는 입력되는 부호나 숫자의 조합으로 이루어진 양(디지탈 양)에 의한 정보를 물체의 위치나 전압의 크기와 같은 연속적인 양(아날로그 양)으로 변화시키기 위한 장치임은 이미 잘 알려진 사실이다.In general, digital to analog converters are already well-suited to changing information by a quantity (digital quantity) consisting of a combination of input codes or numbers into a continuous quantity (analog quantity) such as the position of an object or the magnitude of a voltage. It is a known fact.
그리고 상기의 디지탈/아날로그 변환기에는 기준전압, 연산 증폭기, 래치 및 데이터를 입력시키는 데 필요한 논리회로 등이 필요하며, 논리회로는 전자스위치로 구성하여 디지탈 스위치에 의해 제어되도록 하였다.In addition, the digital-to-analog converter requires a reference voltage, an operational amplifier, a latch, and a logic circuit necessary for inputting data. The logic circuit is configured by an electronic switch and controlled by a digital switch.
그리고 상기의 디지탈 스위치는 도 1에 도시한 것과 같이 데이터(Data)를 클럭(CLK)에 동기시키는 래치(1)와,The digital switch includes a latch 1 for synchronizing data Data with a clock CLK, as shown in FIG.
상기 래치(1)의 출력인 동기된 데이터(Do)와 기준전압(Vref)을 비교하여 차동출력(Do1)(Do2)를 출력하는 차동증폭기(2)와,A differential amplifier 2 for outputting a differential output Do1 (Do2) by comparing the synchronized data Do, which is an output of the latch 1, with a reference voltage Vref;
상기 차동증폭기(2)에서 출력되는 차동출력(Do1)(Do2)을 전달받아 전류값을 선택적으로 출력하는 전류스위치(3)들로 구성하되.,Consists of a current switch (3) for receiving a differential output (Do1) (Do2) output from the differential amplifier (2) to selectively output a current value,
데이터(Data)가 입력단(D)으로 입력되는 래치(1)의 클럭단(CK)에는 클럭(CLK)이 입력도록 하여 데이터(Data)를 클럭(CLK)에 동기시키고,The clock CLK is inputted to the clock terminal CK of the latch 1 in which data Data is input to the input terminal D to synchronize the data Data with the clock CLK.
상기 래치(1)에서 클럭(CLK)에 동기된 데이터(Do)와 기준전압(Vref)이 게이트에 각각 입력되는 차동등폭기(2)의 트랜지스터(FET1)(FET2)의 소오스에 전류(I1)가 검출되도록 하고,The current I1 is applied to the source of the transistors FET1 and FET2 of the differential amplifier 2, in which the data Do and the reference voltage Vref, which are synchronized with the clock CLK, are respectively input to the gate at the latch 1. To be detected,
구동전원(VDD)은 트랜지스터(FET3)(FE4)의 게이트와 드레인에 동시에 공급되도록 하여 이의 소오스가 상기 트랜지스터(FET1)(FET2)의 드레인과 연결되는 접점에서 차동출력(Do1)(Do2)이 출력되도록 하고,The driving power supply VDD is supplied to the gate and the drain of the transistors FET3 and FE4 at the same time so that the differential output Do1 and Do2 are outputted at the contact point whose source is connected to the drain of the transistors FET1 and FET2. Make sure,
상기의 차동출력(Do1)(Do2)이 게이트에 인가되는 전류스위치(3)의 트랜지스터(FET5)(FET6)의 드레인에는 바이어스 전류(IQ1bias)(IQ2bias)가 공급되도록 하여 공통 접속된 소오스에서 전류(I2)가 출력되도록 구성하였다.The bias currents IQ1bias and IQ2bias are supplied to the drains of the transistors FET5 and FET6 of the current switch 3 to which the differential outputs Do1 and Do2 are applied to the gates so that the currents in the common connected source I2) is configured to be output.
그러나 상기와 같은 종래의 디지탈 스위치에 의하여서는 데이터(DATA)를 입력받는 래치(1)에서 클럭(CLK)에 동기된 데이터(Do)를 출력하고, 이 데이터(Do)를 전달받는 차동증폭기(2)에서 기준전압(Vref)과 비교하면서 차동출력(Do1) (Do2)을 바이어스 전류로 출력하여 다음의 전류스위치(3)에서 전류가 출력되도록 하였으므로, 디지탈/아날로그 변환기를 고속으로 동작시키기 위하여 고속의 스위칭이 이루어져야 하고, 이때에는 차동증폭기(2)의 바이어스 전류(I1)를 증가시켜야 하므로 큰 전류를 공급해야 하는 단점이 있었다.However, according to the conventional digital switch as described above, the latch 1 receiving the data DATA outputs the data Do synchronized with the clock CLK, and the differential amplifier 2 receiving the data Do is received. ), The differential output (Do1) (Do2) was output as a bias current while comparing the reference voltage (Vref), so that the current is output from the next current switch (3), so that the digital / analog converter can operate at high speed. Switching must be made, and at this time, since the bias current I1 of the differential amplifier 2 must be increased, a large current must be supplied.
이에 따라 본 발명은 디지탈/아날로그 변환기의 전류 스위칭회로에서 디지탈 로직을 사용하는 경우에 발생하는 글리치 노이즈를 저감할 수 있으며 적은전류로 전류스위칭시 스위칭 타임을 줄일 수 있도록 한 저전류 고속 스위칭회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides a low current high speed switching circuit that can reduce the glitch noise generated when the digital logic is used in the current switching circuit of the digital / analog converter and the switching time when switching the current with a small current. It is for that purpose.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력되는 데이터를 클럭에 동기시키는 제 1 래치와,The present invention for achieving the above object is a first latch for synchronizing the input data to the clock,
상기 제 1 래치에서 클럭에 동기된 데이터를 입력받아 반전된 클럭에 동기시키는 제 2 래치와,A second latch receiving data synchronized with a clock from the first latch and synchronizing with an inverted clock;
상기 제 1 래치에서 클럭에 동기되고 반전된 데이터를 입력받아 반전된 클럭에 동기시키는 제 3 래치와,A third latch for receiving data in synchronization with a clock in the first latch and inverting the inverted clock;
상기 제 2 및 제 3 래치의 출력을 각각 입력받아 전압치가 "0"이 아닌 일정한 전압을 갖는 바이어스 데이터를 출력하는 제 1 및 제 2 레벨 시프트와,First and second level shifts receiving the outputs of the second and third latches, respectively, and outputting bias data having a constant voltage whose voltage value is not "0";
상기 제 1 및 제 2 레벨 시프트의 출력을 바이어스 전압으로 입력받으면서 출력인 전류가 연속적으로 출력되도록 하는 전류 스위치들로 구성함으로써 디지탈 로직을 사용하는 경우에 발생하는 글리치 노이즈를 저감할 수 있으며 적은전류로 전류스위칭시 스위칭 타임을 줄일 수 있도록 한 것이다.By configuring the current switches to receive the output of the first and second level shifts as a bias voltage and output the current as the output continuously, the glitch noise generated when the digital logic is used can be reduced and with a small current. The switching time can be reduced when switching the current.
도 1은 종래 디지탈 스위치의 구성을 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional digital switch.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 나타낸 회로도.2 is a circuit diagram showing a configuration according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 동작과정을 나타낸 주요 부분의 파형도.Figure 3 is a waveform diagram of the main part showing the operation of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 제 1 래치 12, 14 : 인버터11: first latch 12, 14: inverter
13 : 제 2 래치 15 : 제 3 래치13: second latch 15: third latch
16 : 제 1 레벨 시프트 17 : 제 2 레벨 시프트16: first level shift 17: second level shift
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전체적인 구성을 도시한 것으로서,Figure 2 shows the overall configuration according to an embodiment of the present invention,
입력되는 데이터(Data)를 입력단으로 입력받으면서 클럭단으로 공급되는 클럭(CLK)에 동기시키는 제 1 래치(11)와,A first latch 11 for synchronizing with the clock CLK supplied to the clock terminal while receiving input data Data at the input terminal;
상기 제 1 래치(11)에서 클럭에 동기된 데이터(Do1)를 입력단으로 입력받으면서 인버터(12)에 의해 반전되어 클럭단으로 입력되는 클럭(
상기 제 1 래치(11)에서 클럭에 동기되고 인버터(14)에 의해 반전된 데이터(
상기 제 2 래치(13)의 출력인 데이터(Do2)를 입력받으면서 바이어스 전압(bias)에 의해 전압치가 "0"이 아닌 일정한 전압의 바이어스 데이터(Do4)를 출력하는 제 1 레벨 시프트(16)와,A first level shift 16 for outputting bias data Do4 of a constant voltage whose voltage value is not "0" by the bias voltage bias while receiving data Do2 which is an output of the second latch 13; ,
상기 제 3 래치(13)의 출력인 데이터을 각각 입력받으면서 바이어스 전압(bias)에 의해 전압치가 "0"이 아닌 일정한 전압의 바이어스 데이터(Do5)를 출력하는 제 2 레벨 시프트(17)와,A second level shift 17 for outputting bias data Do5 of a constant voltage whose voltage value is not " 0 " by the bias voltage bias while receiving data that is the output of the third latch 13;
상기 제 1 레벨 시프트(16)의 출력인 바이어스 데이터(Do4)를 바이어스 전압으로 입력받으면서 출력인 전류가 출력되도록 하는 제 1 전류 스위치(18)와,A first current switch 18 which receives the bias data Do4 which is the output of the first level shift 16 as a bias voltage and outputs the current which is the output;
상기 제 2 레벨 시프트(17)의 출력인 바이어스 데이터(Do5)를 바이어스 전압으로 입력받으면서 출력인 전류가 출력되도록 하는 제 2 전류 스위치(19)들로 구성한 것이다.The second current switch 19 is configured to receive the bias data Do5, which is the output of the second level shift 17, as a bias voltage and output an output current.
이와 같이 구성한 본 발명의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation state of the present invention configured as described above are as follows.
입력단으로 도 3의 (다)에 도시한 것과 같은 데이터(Data)를 입력받으면서 클럭단으로 도 3의 (가)에 도시한 것과 같은 클럭(CLK)을 공급받는 제 1 래치(11)에서는 입력되는 데이터(Data)를 클럭(CLK)의 폴링 에지(falling edge)에 동기시킨 데이터(Do1)를 도 3의 (라)에 도시한 것과 같이 출력한다.The first latch 11 that receives the data CL as shown in FIG. 3A while receiving the data Data as shown in FIG. 3C as an input terminal is input. The data Do1, which synchronizes the data Data with the falling edge of the clock CLK, is output as shown in FIG.
상기 제 1 래치(11)에서 클럭에 동기된 데이터(Do1)를 입력단으로 입력받으면서 인버터(12)에 의해 반전된 도 3의 (나)에 도시한 것과 같은 클럭(
상기 제 1 래치(11)에서 클럭에 동기되고 인버터(14)에 의해 반전된 도 3의 (마)에 도시한 것과 같은 데이터(
상기 제 2 래치(13)의 출력인 데이터(Do2)를 입력받으면서 바이어스 전압(bias)을 공급받는 제 1 레벨 시프트(16)에서는 전압치가 "0"이 아닌 일정한 전압의 바이어스 데이터(Do4)를 제 1 전류 스위치(18)인 FET의 게이트에 출력함으로써 이의 드레인으로 공급되는 바이어스 전류(IQ3bias)가 공통 접속된 소오스를 통해 전류(I)로 흐르도록 한다.In the first level shift 16 which receives the bias voltage bias while receiving the data Do2, which is the output of the second latch 13, the bias data Do4 having a constant voltage other than the zero value is removed. By outputting to the gate of the FET which is one current switch 18, the bias current IQ3bias supplied to the drain thereof flows to the current I through a common connected source.
상기 제 3 래치(13)의 출력인 데이터을 각각 입력받으면서 바이어스 전압(bias)을 공급받는 제 2 레벨 시프트(17)에서는 전압치가 "0"이 아닌 일정한 전압의 바이어스 데이터(Do5)를 제 1 전류 스위치(18)인 FET의 게이트에 출력함으로써 이의 드레인으로 공급되는 바이어스 전류(IQ4bias)가 공통 접속된 소오스를 통해 전류(I)로 흐르도록 한다.In the second level shift 17 in which the bias voltage is supplied while receiving data, which is the output of the third latch 13, the bias current Do5 of a constant voltage, whose voltage value is not "0", is input to the first current switch. By outputting to the gate of the FET (18), the bias current IQ4bias supplied to the drain thereof flows to the current I through a common connected source.
따라서 본 발명의 저전류 고속 스위칭회로에 의하여서는 입력되는 데이터를 클럭에 동기시키고, 클럭에 동기된 데이터를 직접 또는 인버터를 통하여 입력받아 반전된 클럭에 동기시킨 후 전압치가 "0"이 아닌 일정한 전압을 갖는 바이어스 데이터를 출력하도록 하여 래치를 하나만 사용할 때 발생되는 게이트 지연을 없애면서 전류 스위치에서 전류가 연속적으로 출력되도록 함으로써 디지탈 로직을 사용하는 경우에 발생하는 글리치 노이즈를 저감할 수 있으며 적은전류로 전류스위칭시 스위칭 타임을 줄일 수 있도록 한 것이다.Therefore, the low current high speed switching circuit of the present invention synchronizes the input data to the clock, the data synchronized with the clock directly or through an inverter, and synchronizes the inverted clock. By outputting bias data, the current is continuously output from the current switch while eliminating the gate delay caused when only one latch is used, thereby reducing the glitch noise generated when the digital logic is used. The switching time can be reduced when switching.
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KR100734263B1 (en) * | 2005-06-14 | 2007-07-02 | 삼성전자주식회사 | Synchronization Circuit and synchronization method thereof |
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