KR20000036936A - 아날로그 디지털 변환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구성의 변경을 통해 분해능을 향상시킬 수 있는 아날로그 디지털 변환기에 대한 것이다.

본 발명에 따르면, 변환하려는 아날로그신호가 입력되는 입력단자(4)와, 상기 입력단자(4)의 후단에 접속되어 입력된 아날로그신호를 디지털로 변환하는 A/D변환부(6)를 포함하는 A/D컨버터에 있어서, 상기 입력단자(4)와 A/D변환부(6) 사이에는 가산회로(7)를 통해 삼각파발생기(8)가 접속되어, 상기 입력단자(4)로부터의 아날로그신호와 상기 삼각파발생기(8)로부터의 삼각파를 합성하여 A/D변환하고, 상기 A/D변환부(6)의 출력신호를 소정 회수만큼 샘플링하여 평균치를 산출하도록 된 것을 특징으로 하는 A/D컨버터가 제공된다.

Description

아날로그 디지털 변환기 {A/D converter}

본 발명은 아날로그 디지털 변환기에 대한 것으로서, 좀 더 상세히는 간단한 구성의 변경을 통해 분해능을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 아날로그 디지털 변환기에 대한 것이다.

아날로그 디지털 변환기, 즉, A/D컨버터는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 것으로서 다양한 종류가 나와 있으나, 일반적으로 A/D컨버터는 분해능(Resolution)이 높으면 다수의 부품이 소요되어 가격이 비싸다. 따라서, 가격이 저렴하면서도 분해능이 높은 A/D컨버터가 요구되었다. 한편, 분해능이 낮은 경우에는 상대적으로 변환속도가 빠르다. 그런데, 온도변화와 같이 서서히 변동되는 아날로그신호를 디지털 데이터로 변환시키는 경우에는 그 변환속도가 그다지 빠를 필요는 없으며, 오히려 정밀한 측정을 위해 그 분해능이 높을 것이 요구된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 A/D컨버터의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 별다른 구조변경이나 부품의 업그레이드 없이 변환속도는 낮더라도 분해능을 증대시킬 수 있어서 부품의 가격대비 성능의 향상을 도모할 수 있는 새로운 구조의 A/D컨버터를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 아날로그 디지털 변환기의 설명도

도 2는 본 발명에 따른 아날로그 디지털 변환기의 개념도

도 3은 본 발명의 아날로그 디지털 변환기의 작동설명도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

4. 입력단자 6. A/D 컨버터

7. 가산회로 8. 삼각파발생기

본 발명에 따르면, 변환하려는 아날로그신호가 입력되는 입력단자(4)와, 상기 입력단자(4)의 후단에 접속되어 입력된 아날로그신호를 디지털로 변환하는 A/D변환부(6)를 포함하는 A/D컨버터에 있어서, 상기 입력단자(4)와 A/D변환부(6) 사이에는 가산회로(7)를 통해 삼각파발생기(8)가 접속되어, 상기 입력단자(4)로부터의 아날로그신호와 상기 삼각파발생기(8)로부터의 삼각파를 합성하여 A/D변환하고, 상기 A/D변환부(6)의 출력신호를 소정 회수만큼 샘플링하여 평균치를 산출하도록 된 것을 특징으로 하는 A/D컨버터가 제공된다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 종래의 A/D컨버터의 작동설명도이고, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 A/D컨버터의 구성도와 동작설명도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 변환할 아날로그신호가 입력되는 입력단자(4)의 후단에 가산회로(7)가 접속되고, 그 후단에 A/D변환부(6)가 구비된다. 그리고, 상기 가산회로(7)의 다른 입력단에는 삼각파를 발생하는 삼각파발생기(8)가 접속된다.

이러한 본 발명에 따른 A/D컨버터를 종래의 것과 비교하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 아날로그신호(S1)는 소정 회수만큼 샘플링하는 동안 아날로그신호의 디지털로 변환한 레벨값이 노이즈를 제외하면 변동되지 않는다고 가정한다. 즉, 샘플링하는 회수는, 변환될 아날로그신호의 디지털 레벨값이 변동되지 않도록 하는 범위 내에서 결정한다.

그러면, 도 1에 도시된 종래의 A/D컨버터에서, 만일 아날로그신호(S1)가 레벨 n과 레벨 n+1 사이에서 레벨 n에 가까운 값을 갖는다고 할 때, 이를 k번 샘플링하여 A/D컨버터를 이용하여 디지털로 변환한 값을 더하면 nk가 되고, 이에 대한 평균치는 n이된다. 만일 아날로그신호(S1)이 신호레벨이 한단계 높은 n+k에 근접한 값을 갖는다면, 이에 대한 k회 샘플링에 대한 디지털변환값의 합은 (n+1)k이고, 이에 대한 평균치는 n+1이다. 이와같이, 종래의 A/D컨버터에서는 이를 소정회수 샘플링하여 평균치를 내더라도, SNR(signal to noise ratio)값은 증가될 수 있더라도 디지털 변환값에 대한 분해능은 증가되지 않는다.

그런데 동일한 아날로그신호(S1)를 본 발명에 따른 A/D컨버터로 처리하면, 입력되는 아날로그신호(S1)에 삼각펄스를 더한 합성파(S2)를 변환하게 된다. 이때, 삼각펄스의 파형은, 소정 회수 샘플링하는 동안, 그 파형이 리니어하게 상승 또는 하강될 수 있도록 결정된다. 도 2에 도시된 바와 같이 만일 k 횟수만큼 샘플링하는 동안 변환된 디지털 레벨치가 n인 것이 a번이고, n+1인 것이 k-a라고 한다면, 이들을 더한 값은 na+(n+1)(k-a)= nk+k-a가 된다. 이에 대한 평균치를 내면 n+1-a/k가 된다. 여기서 0〈a〈k 이므로 a값이 0으로부터 k 까지의 사이에서 변하는 동안, 디지털 레벨치의 변환값 n+1-a/k은 세분화되어 나타난다. 즉, n과 n+1 레벨 사이를 k 등분한 미세한 레벨치를 출력할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 A/D컨버터에 의하면, 8비트의 분해능을 가진 A/D컨버터에서 입력신호에 삼각파를 합성하여 이를 디지털로 변환한 후에, 이 변환치를 256(2⁸)번 더하여 평균치를 내면, 8비트 + 8비트 = 16비트의 분해능을 가진 A/D 컨버터를 달성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안에 따르면, A/D변환기의 입력단자에 삼각파발생기를 접속하여 입력되는 아날로그신호에 삼각파를 합성하여 이를 디지털로 변환하여 소정회수 만큼 샘플링하여 평균치를 내는 간단한 방법에 의해 회로나 부품의 대폭적인 확장없이도 분해능을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 A/D컨버터를 달성할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 본 발명에 따르면, 변환하려는 아날로그신호가 입력되는 입력단자(4)와, 상기 입력단자(4)의 후단에 접속되어 입력된 아날로그신호를 디지털로 변환하는 A/D변환부(6)를 포함하는 A/D컨버터에 있어서, 상기 입력단자(4)와 A/D변환부(6) 사이에는 가산회로(7)를 통해 삼각파발생기(8)가 접속되어, 상기 입력단자(4)로부터의 아날로그신호와 상기 삼각파발생기(8)로부터의 삼각파를 합성하여 A/D변환하고, 상기 A/D변환부(6)의 출력신호를 소정 회수만큼 샘플링하여 평균치를 산출하도록 된 것을 특징으로 하는 A/D컨버터가 제공된다.