KR20180065855A - Digital analog converter achieving small peak value of discharging current and method of operating the same - Google Patents

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KR20180065855A
KR20180065855A KR1020170059092A KR20170059092A KR20180065855A KR 20180065855 A KR20180065855 A KR 20180065855A KR 1020170059092 A KR1020170059092 A KR 1020170059092A KR 20170059092 A KR20170059092 A KR 20170059092A KR 20180065855 A KR20180065855 A KR 20180065855A
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Abstract

Disclosed are a digital analog converter which can perform all types of discharging within one phase while reducing a peak current, and an operation method thereof. The digital analog converter comprises: an amplifier; a charging device connected to one of input terminals of the amplifier; and a discharging control unit for differentially discharging a charging voltage of the charging device into first and second discharging sections. A time constant of the first discharging section is greater than that of the second discharging section.

Description

작은 피크 전류를 실현하는 디지털 아날로그 컨버터 및 이의 동작 방법{DIGITAL ANALOG CONVERTER ACHIEVING SMALL PEAK VALUE OF DISCHARGING CURRENT AND METHOD OF OPERATING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a digital analog converter for realizing a small peak current and a method of operating the same. [0002]

본 발명은 작은 피크 전류를 실현하면서 1 phase 내에 모든 방전을 수행하는 디지털 아날로그 컨버터 및 이의 동작 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a digital-to-analog converter that performs all discharges in one phase while realizing a small peak current and an operation method thereof.

델타 시그마 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter, ADC)는 일적으로 양자화기의 디지털 출력을 아날로그로 변환하여 루프 필터로 피드백해주는 디지털 아날로그 컨버터(Digital Analog Converter, DAC)를 필요로 한다. Delta-Sigma analog-to-digital converters (ADCs) typically require a digital-to-analog converter (DAC) that converts the digital output of a quantizer to analog and feeds back the analog signal to a loop filter.

종래에는 NRZ 형태의 출력 파형을 가지는 디지털 아날로그 컨버터가 사용되었는데, 클록 신호의 지터에 매우 민감하여 작은 지터에도 델타 시그마 ADC의 성능이 급격히 저하되는 문제점이 있다. Conventionally, a digital-to-analog converter having an NRZ-type output waveform is used. However, since the jitter is very sensitive to the jitter of the clock signal, the performance of the delta-sigma ADC is drastically reduced.

이를 개선하기 위하여 다양한 DAC가 제안되었으나, 일반적으로 지터에 대한 민감성은 개선이 되었으나 피크 전류가 증가하고 회로가 복잡해지는 문제점이 있다. To improve this, various DACs have been proposed. Generally, the sensitivity to jitter is improved, but the peak current increases and the circuit becomes complicated.

KRKR 10-163492910-1634929 BB

본 발명은 피크 전류를 낮추면서도 1 phase 내에 모든 방전을 수행할 수 있는 디지털 아날로그 컨버터 및 이의 동작 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a digital-to-analog converter capable of performing all discharges within one phase while lowering the peak current and an operation method thereof.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 아날로그 컨버터는 증폭기; 상기 증폭기의 입력단 중 하나에 연결된 충전 소자; 및 상기 충전 소자의 충전 전압을 제 1 방전 구간 및 제 2 방전 구간으로 구분하여 방전시키는 방전 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 방전 구간에서의 시상수가 상기 제 2 방전 구간에서의 시상수보다 크다. According to an aspect of the present invention, there is provided a digital-to-analog converter comprising: an amplifier; A charging device coupled to one of the inputs of the amplifier; And a discharging controller for discharging the charging voltage of the charging device by dividing the charging voltage into a first discharging period and a second discharging period. Here, the time constant in the first discharge interval is larger than the time constant in the second discharge interval.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 아날로그 컨버터는 증폭기; 상기 증폭기의 입력단 중 하나에 연결된 충전 소자; 상기 충전 소자에 연결된 저항; 상기 충전 소자에 연결되고, 상기 충전 소자를 기준으로 상기 저항과 병렬로 연결되는 제 2 스위치; 및 일측이 상기 저항 및 상기 제 2 스위치와 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제 3 스위치를 포함한다. 여기서, 제 1 방전 구간에서는 상기 제 2 스위치는 오프되고 상기 제 3 스위치는 턴-온되어 상기 충전 소자로부터의 방전 전류가 상기 저항 및 상기 제 3 스위치를 통하여 상기 접지로 방전되고, 제 2 방전 구간에서는 상기 제 2 스위치가 턴-온되고 상기 제 3 스위치가 온 상태를 유지하여 상기 충전 소자로부터의 방전 전류가 상기 제 2 스위치 및 상기 제 3 스위치를 통하여 상기 접지로 방전된다. A digital-to-analog converter according to another embodiment of the present invention includes an amplifier; A charging device coupled to one of the inputs of the amplifier; A resistor connected to the charging element; A second switch coupled to the charging element and connected in parallel with the resistor with respect to the charging element; And a third switch having one side connected to the resistor and the second switch and the other side connected to the ground. Here, in the first discharge interval, the second switch is turned off and the third switch is turned on, so that the discharge current from the charge element is discharged to the ground via the resistor and the third switch, The second switch is turned on and the third switch is kept on, so that the discharging current from the charging device is discharged to the ground through the second switch and the third switch.

본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 아날로그 컨버터 동작 방법은 제 1 방전 구간 동안 충전 소자의 충전 전압을 제 1 저항을 통하여 방전하는 단계; 및 제 2 방전 구간 동안 상기 충전 소자의 충전 전압을 제 2 저항을 통하여 방전시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 저항이 상기 제 2 저항보다 크며, 상기 충전 소자의 충전 전압은 1 phase 내에 모두 방전된다. A method of operating a digital-to-analog converter according to an embodiment of the present invention includes discharging a charging voltage of a charging device through a first resistor during a first discharging period; And discharging the charging voltage of the charging device through a second resistor during a second discharging period. Here, the first resistor is larger than the second resistor, and the charging voltage of the charging device is discharged within one phase.

본 발명에 따른 디지털 아날로그 컨버터 및 이의 동작 방법은 제 1 방전 구간과 제 2 방전 구간으로 나누어서 방전을 수행하되, 상기 제 1 방전 구간에서의 시상수가 상기 제 2 방전 구간에서의 시상수보다 크도록 설정하여 피크 전류를 낮추면서 1 phase 내 모든 방전을 수행할 수 있다. A digital-to-analog converter and a method of operating the same according to the present invention perform discharging by dividing a first discharge interval and a second discharge interval so that a time constant in the first discharge interval is larger than a time constant in the second discharge interval It is possible to perform all discharges in one phase while lowering the peak current.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAC를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 DAC와 대비하기 위한 DAC를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 2의 SCR DAC와 본 발명의 DAC(도 1)의 커패시터 충전 전압을 도시한 도면이다.
도 4는 세미로그 플롯에서 도 2의 SCR DAC와 본 발명의 DAC(도 1)의 커패시터 충전 전압을 도시한 도면이다.
도 5는 DAC의 피드백 전류를 시간의 함수로 도시한 도면이다.
1 is a circuit diagram showing a DAC according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing a DAC for comparison with the DAC of the present invention.
3 is a diagram showing the capacitor charging voltage of the SCR DAC of FIG. 2 and the DAC of the present invention (FIG. 1).
4 is a diagram showing the capacitor charging voltage of the SCR DAC of FIG. 2 and the DAC of the present invention (FIG. 1) in a semi- log plot.
5 is a graph showing the feedback current of the DAC as a function of time.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprising ", or " comprising " and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps. Also, the terms " part, " " module, " and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .

본 발명은 디지털 아날로그 변환기(Digital Analog Converter, DAC)에 관한 것으로서, 특히 델타 시그마 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter, ADC)에 사용되는 DAC에 관한 것이다. The present invention relates to a digital-to-analog converter (DAC), and more particularly to a DAC used in a delta-sigma analog-to-digital converter (ADC).

구체적으로는, 델타 시그마 ADC는 1비트 또는 수비트의 분해도를 가지는 양자화기가 출력하는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후 루프 필터의 입력부로 피드백해주는 DAC가 필요하며, 본 발명의 DAC는 이러한 델타 시그마 ADC를 위해 사용될 수 있다. Specifically, the delta sigma ADC requires a DAC that converts a digital signal output from a quantizer having a resolution of 1 bit or several bits to an analog signal and then feeds back the analog signal to the input of the loop filter. The DAC of the present invention, Can be used for ADC.

본 발명의 DAC는 간단한 구조를 가지면서도 방전시 피크 전류를 다운시키는 회로 구조를 가질 수 있다. 특히, 상기 DAC는 피크 전류를 다운시키면서도 1 phase 내에 원활한 방전을 수행할 수 있다. The DAC of the present invention can have a circuit structure that has a simple structure and reduces the peak current during discharge. Particularly, the DAC can smoothly discharge within one phase while reducing the peak current.

또한, 본 발명의 DAC는 캐패시터에 충전된 전하를 2개의 시상수로 하여 방전시킬 수 있다. Further, the DAC of the present invention can discharge electric charges filled in the capacitor with two time constants.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 DAC를 도시한 회로도이고, 도 2는 본 발명의 DAC와 대비하기 위한 DAC를 도시한 회로도이다. FIG. 1 is a circuit diagram showing a DAC according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a DAC for contrast with the DAC of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 DAC는 증폭기로서 OP 앰프(100), 제 1 스위치(SW1), 충전 소자로서 충전 캐패시터(CDAC), 피드백 소자로서 캐패시터(C1) 및 방전 제어부(102)를 포함할 수 있다. 1, the DAC of this embodiment includes an operational amplifier 100, a first switch SW1, a charging capacitor C DAC as a charging element, a capacitor C 1 as a feedback element, and a discharge control section 102 as a feedback element. . ≪ / RTI >

방전 제어부(102)는 피크 전류 제어부(110), 제 2 스위치(SW2) 및 제 3 스위치(SW3)를 포함할 수 있다. The discharge control unit 102 may include a peak current control unit 110, a second switch SW2, and a third switch SW3.

제 1 스위치(SW1)는 전원 전압(Vref)과 제 1 노드(n1) 사이에 연결되며, 충전 동작시 턴-온(turn-on)된다. The first switch SW1 is connected between the power supply voltage V ref and the first node n1 and is turned on at the time of charging operation.

피크 전류 제어부(110)는 방전시 방전 전류(IDAC)의 피크 값(피크 전류)를 감소시키는 역할을 수행하며, 예를 들어 저항(RDAC)으로 이루어질 수 있다. 다만, 피크 전류 제어부(110)는 피크 전류를 작게 하는 한 회로 구성은 다양하게 변형될 수 있다. The peak current controller 110 serves to reduce the peak value (peak current) of the discharge current I DAC during the discharge, and may be made of, for example, a resistor R DAC . However, the peak current controller 110 can be modified in various ways as long as the peak current is reduced.

저항(RDAC)은 제 1 노드(n1)와 제 2 노드(n2) 사이에 연결된다. The resistor R DAC is connected between the first node n1 and the second node n2.

충전 캐패시터(CDAC)는 제 2 노드(n2)와 OP 앰프(100)의 음극단에 연결될 수 있으며, 충전 소자이다. The charge capacitor C DAC may be connected to the second node n2 and the negative terminal of the OP amplifier 100 and is a charge element.

OP 앰프(100)의 양극단은 접지에 연결될 수 있다. The positive terminal of the OP amplifier 100 may be connected to ground.

일 실시예에 따르면, OP 앰프(100)의 음극단은 네거티브 피드백으로 인하여 가상 접지를 형성할 수 있다. According to one embodiment, the negative terminal of the OP amplifier 100 may form a virtual ground due to negative feedback.

캐패시터(C1)은 OP 앰프(100)의 출력단과 음극단, 즉 제 3 노드(n3) 사이에 연결된다. A capacitor (C 1) is connected between the output terminal of the OP amp 100 and the negative extreme, that the third node (n3).

제 2 스위치(SW2)는 제 2 노드(n2)와 제 1 노드(n1) 사이에 저항(RDAC)과 병렬로 연결되며, 빠른 방전 수행을 위해 사용된다. The second switch SW2 is connected in parallel with the resistor R DAC between the second node n2 and the first node n1 and is used for quick discharge.

즉, 방전은 저항(RDAC)를 통하는 제 1 경로와 제 2 스위치(SW2)를 통하는 제 2 경로를 통하여 순차적으로 이루어질 수 있다. 결과적으로, 충전 캐패시터(CDAC)에 충전된 전하는 2개의 시상수로 하여 방전될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하겠다. That is, the discharge can be sequentially performed through the first path through the resistor R DAC and the second path through the second switch SW2. As a result, the charge charged in the charge capacitor C DAC can be discharged with two time constants. A detailed description thereof will be described later.

스위치(SW3)는 제 1 노드(n1)와 접지 사이에 연결되며, 방전시 턴-온된다. The switch SW3 is connected between the first node n1 and the ground, and is turned on at the time of discharging.

이하, 이러한 구조를 가지는 DAC의 회로 동작을 살펴보겠다. Hereinafter, a circuit operation of the DAC having such a structure will be described.

도 1을 다시 참조하면, 제 1 구간(φ1)에서, 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)가 턴-온되고, 제 3 스위치(SW3)는 오프되어 있다. 결과적으로, 전원 전압(Vref)이 스위치들(SW1 및 SW2)을 통과하는 경로로 하여 충전 캐패시터(CDAC)로 충전된다. 즉, 제 1 구간(φ1)은 충전 구간이다. Referring back to FIG. 1, in the first period? 1, the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on and the third switch SW3 is turned off. As a result, the power supply voltage V ref is charged to the charge capacitor C DAC as a path through the switches SW1 and SW2. That is, the first section? 1 is a charging section.

이어서, 제 2 구간(φ2, 제 1 방전 구간)에서 방전 동작이 수행된다. 구체적으로는, 제 2 구간(φ2)에서, 제 3 스위치(SW3)가 턴-온되고, 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)가 턴-오프된다. Then, a discharging operation is performed in the second section (? 2, first discharge section). Specifically, in the second period? 2, the third switch SW3 is turned on and the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned off.

결과적으로, 충전 캐패시터(CDAC)의 충전 전압에 해당하는 전류가 저항(RDAC) 및 제 3 스위치(SW3)를 통하여 방전된다. 이 경우, 방전 전류(IDAC)는 하기 수학식 1과 같다. As a result, a current corresponding to the charging voltage of the charging capacitor C DAC is discharged through the resistor R DAC and the third switch SW3. In this case, the discharge current I DAC is expressed by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, RON은 제 3 스위치(SW3)의 저항이다. 스위치들(SW1 내지 SW3)은 각기 RON을 가진다. Here, R ON is the resistance of the third switch SW3. Each of the switches SW1 to SW3 has R ON .

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 저항(RDAC)이 없다면 방전 전류(IDAC)는 하기 수학식 2와 같다. On the other hand, if there is no resistor R DAC as shown in FIG. 2, the discharge current I DAC is expressed by the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

즉, 저항(RDAC)으로 인하여 방전 전류(IDAC)의 피크값(피크 전류)이 작아진다. That is, the peak value (peak current) of the discharge current I DAC is reduced due to the resistance R DAC .

다만, 1 phase 동안 저항(RDAC)을 통하여 방전시키면, 1 phase 내에 완전 방전이 이루어지지 않을 수 있다. However, when discharging through a resistor (R DAC ) for one phase, a complete discharge may not be performed in one phase.

따라서, 본 발명의 DAC는 1 phase 내에 방전이 원활히 이루어지도록, 저항(RDAC)을 통하여 방전이 어느 정도 진행된 후에는 저항(RDAC)을 통하지 않는 경로로 하여 빠른 방전을 유도한다. Accordingly, the DAC of the present invention induces a rapid discharge by a path not passing through the resistor (R DAC ) after the discharge has progressed to some extent through the resistor (R DAC ) so that the discharge is smoothly performed in one phase.

일 실시예에 따르면, 제 3 구간(φ3, 제 2 방전 구간)에서 다른 경로로의 방전이 이루어질 수 있다.According to one embodiment, discharge to another path can be made in the third section (? 3, second discharge section).

구체적으로는, 제 3 구간(φ3)에서, 제 2 스위치(SW2)가 턴-온되고, 제 3 스위치(SW3)는 온 상태를 유지하며, 제 1 스위치(SW1)는 오프 상태를 유지한다. 결과적으로, 방전 전류(IDAC)는 제 2 스위치(SW2) 및 제 3 스위치(SW3)를 통하여 방전된다. 이 경우, 유효 저항값은 2RON이 된다. Specifically, in the third period? 3, the second switch SW2 is turned on, the third switch SW3 is kept in the on state, and the first switch SW1 is kept in the off state. As a result, the discharge current I DAC is discharged through the second switch SW2 and the third switch SW3. In this case, the effective resistance value is 2R ON .

결과적으로, 제 3 구간(φ3)에서는 제 2 구간(φ2)보다 더 빠른 방전이 이루어진다. 이 경우, 충전 캐패시터(CDAC)의 전압이 충분히 떨어진 상태이므로, 방전 전류(IDAC)의 크기는 과도하게 증가하지는 않는다. As a result, in the third section? 3, a discharge is performed faster than the second section? 2. In this case, since the voltage of the charge capacitor C DAC is sufficiently away, the magnitude of the discharge current I DAC does not increase excessively.

또한, 제 2 구간(φ2)과 제 3 구간(φ3)에서의 시상수가 다르게 된다. 즉, 2개의 시상수로 하여 방전이 이루어진다. Further, the time constant at the second section? 2 and the time interval at the third section? 3 are different. That is, discharge is performed by using two time constants.

일 실시예에 따르면, 제 2 구간(φ2)에서의 시상수가 제 3 구간(φ3)에서의 시상수보다 크며, 그 결과 제 2 구간(φ2)에서는 피크 전류를 감소시키고 제 3 구간(φ3)에서는 빠른 방전이 수행될 수 있다. According to one embodiment, the time constant at the second section? 2 is larger than the time constant at the third section? 3, and as a result, the peak current is reduced at the second section? 2, Discharge can be performed.

정리하면, 본 실시예의 DAC는 2개의 방전 구간을 가지며, 제 1 방전 구간에서는 방전 전류(IDAC)의 피크값을 낮추고 제 2 방전 구간에서는 시상수를 작게 하여 빠른 방전을 수행시킨다. 결과적으로, 상기 DAC는 방전 전류(IDAC)의 피크값을 낮추면서도 1 phase 내에 원활한 방전을 수행할 수 있다. In summary, the DAC of this embodiment has two discharge sections, and in the first discharge section, the peak value of the discharge current (I DAC ) is lowered, and in the second discharge section, the time constant is decreased to perform a quick discharge. As a result, the DAC can perform a smooth discharge in one phase while lowering the peak value of the discharge current (I DAC ).

방법 측면에서 살펴보면, DAC 동작 방법은 제 1 방전 구간 동안 충전 소자의 충전 전압을 제 1 저항을 통하여 방전하는 단계 및 제 2 방전 구간 동안 상기 충전 소자의 충전 전압을 제 2 저항을 통하여 방전시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 저항이 상기 제 2 저항보다 크며, 상기 충전 소자의 충전 전압은 1 phase 내에 모두 방전된다. 또한, 상기 제 2 저항은 스위치의 저항일 수 있다. In a method aspect, a method of operating a DAC includes discharging a charging voltage of a charging device through a first resistor during a first discharge interval, and discharging a charging voltage of the charging device through a second resistor during a second discharging interval . Here, the first resistor is larger than the second resistor, and the charging voltage of the charging device is discharged within one phase. Also, the second resistor may be a resistance of the switch.

이하, 실험 결과를 살펴보겠다. Hereinafter, the experimental results will be described.

도 3은 도 2의 SCR DAC와 본 발명의 DAC(도 1)의 커패시터 충전 전압을 도시한 도면이고, 도 4는 세미로그 플롯에서 도 2의 SCR DAC와 본 발명의 DAC(도 1)의 커패시터 충전 전압을 도시한 도면이며, 도 5는 DAC의 피드백 전류를 시간의 함수로 도시한 도면이다. FIG. 3 is a diagram showing the capacitor charging voltage of the SCR DAC of FIG. 2 and the DAC of the present invention (FIG. 1), and FIG. 4 is a graph of the capacitor charging voltage of the DAC of FIG. FIG. 5 is a diagram showing the feedback current of the DAC as a function of time. FIG.

SCR DAC(하단 선)에서 RONCDAC=TS/10을 사용하였고, 본 발명의 DAC(상단 선)에서 (RON+RDAC)CDAC=TS/3.5, 2RON=TS/20을 사용하였다. SCR DAC의 경우 0<t<Ts 전체가 φ2에 해당하며, 본 발명의 DAC의 경우 0<t<Ts/2가 φ2에 해당하고 Ts/2<t<TS가 φ3에 해당한다. Was used as the R ON C DAC = T S / 10 in the SCR DAC (bottom line), in the DAC (top line) of the present invention (R ON + R DAC) C DAC = T S /3.5, 2R ON = T S / 20 was used. And, in the case of SCR DAC 0 <t <T s a whole corresponds to the φ2, the case of the present invention, DAC 0 <t <T s / 2 is equivalent to the φ2, and T s / 2 <t <T S that corresponds to φ3 .

도 3에 도시된 바와 같이, SCR DAC의 전압 프로파일은 하나의 지수 함수(exponential function)를 가지는 반면에, 본 발명의 DAC는 두 개의 지수 함수를 가진다. As shown in FIG. 3, the voltage profile of the SCR DAC has one exponential function, whereas the DAC of the present invention has two exponential functions.

초기에는 SCR DAC가 더 빠르게 방전하지만, φ3에서 본 발명의 DAC가 더 가파른 기울기로 방전한다. 결과적으로, 본 발명의 DAC는 SCR DAC와 마찬가지로 1 phase 내에 완전 방전을 수행할 수 있다. 이러한 방전은 도 4의 세미로그 플롯에서 본 그래프에서도 확인할 수 있다. Initially, the SCR DAC discharges faster, but at 3 the DAC of the present invention discharges at a steep slope. As a result, the DAC of the present invention can perform a full discharge within one phase like the SCR DAC. This discharge can also be seen in the graph seen in the semigloss plot of FIG.

도 5를 참조하면, SCR DAC는 단순히 지수 함수에 따른 방전을 하기 때문에 초기에 매우 높은 피크 전류를 가지는 반면에, 본 발명의 DAC는 두 개의 구간들로 나누어서 각기 다른 시상수(RC 상수)로 방전을 하기 때문에 피크 전류가 매우 작음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, the SCR DAC initially has a very high peak current due to the exponential function discharge, whereas the DAC of the present invention divides into two intervals and discharges at different time constants (RC constants) It can be confirmed that the peak current is very small.

한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.On the other hand, the components of the above-described embodiment can be easily grasped from a process viewpoint. That is, each component can be identified as a respective process. Further, the process of the above-described embodiment can be easily grasped from the viewpoint of the components of the apparatus.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be regarded as belonging to the following claims.

100 : OP 앰프 102 : 방전 제어부
110 : 피크 전류 제어부
100: OP amp 102: Discharge control section
110: Peak current controller

Claims (10)

증폭기;
상기 증폭기의 입력단 중 하나에 연결된 충전 소자; 및
상기 충전 소자의 충전 전압을 제 1 방전 구간 및 제 2 방전 구간으로 구분하여 방전시키는 방전 제어부를 포함하되,
상기 제 1 방전 구간에서의 시상수가 상기 제 2 방전 구간에서의 시상수보다 큰 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터.
amplifier;
A charging device coupled to one of the inputs of the amplifier; And
And a discharging controller for discharging the charging voltage of the charging device into a first discharging period and a second discharging period,
Wherein the time constant in the first discharge interval is greater than the time constant in the second discharge interval.
제1항에 있어서, 상기 디지털 아날로그 컨버터는 델타 시그마 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter, ADC)에 사용되며,
상기 방전 제어부는,
상기 충전 소자에 연결된 저항;
상기 충전 소자에 연결되며, 상기 충전 소자를 기준으로 상기 저항과 병렬로 연결되는 제 2 스위치; 및
일측이 상기 저항 및 상기 제 2 스위치와 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제 3 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터.
The digital-to-analog converter according to claim 1, wherein the digital-to-analog converter is used in a delta-sigma analog-to-digital converter (ADC)
Wherein the discharge control unit comprises:
A resistor connected to the charging element;
A second switch connected to the charging element and connected in parallel with the resistor with respect to the charging element; And
And a third switch having one side connected to the resistor and the second switch and the other side connected to the ground.
제2항에 있어서, 상기 제 1 방전 구간에서는 상기 충전 소자로부터의 방전 전류가 상기 저항 및 상기 제 3 스위치를 통하여 방전되고, 상기 제 2 방전 구간에서는 상기 충전 소자로부터의 방전 전류가 상기 제 2 스위치 및 상기 제 3 스위치를 통하여 방전되는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터. The charging device according to claim 2, wherein in the first discharging interval, a discharging current from the charging device is discharged through the resistor and the third switch, and in the second discharging interval, And discharging through the third switch. 제2항에 있어서, 상기 충전 소자와 연결되는 상기 증폭기의 입력단은 가상 접지로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터. 3. The digital-to-analog converter as claimed in claim 2, wherein the input of the amplifier connected to the charging element operates as a virtual ground. 제2항에 있어서,
상기 저항과 전원 전압 사이에 연결되는 제 1 스위치를 더 포함하되,
충전 구간 동안 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 온되고 상기 제 3 스위치가 오프되어 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 통한 경로로 하여 상기 충전 소자가 충전되는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터.
3. The method of claim 2,
Further comprising a first switch connected between the resistor and the power supply voltage,
Wherein the first switch and the second switch are turned on and the third switch is turned off during a charging period so that the charging element is charged by the path through the first switch and the second switch.
증폭기;
상기 증폭기의 입력단 중 하나에 연결된 충전 소자;
상기 충전 소자에 연결된 저항;
상기 충전 소자에 연결되고, 상기 충전 소자를 기준으로 상기 저항과 병렬로 연결되는 제 2 스위치; 및
일측이 상기 저항 및 상기 제 2 스위치와 연결되고, 타측이 접지에 연결되는 제 3 스위치를 포함하되,
제 1 방전 구간에서는 상기 제 2 스위치는 오프되고 상기 제 3 스위치는 턴-온되어 상기 충전 소자로부터의 방전 전류가 상기 저항 및 상기 제 3 스위치를 통하여 상기 접지로 방전되고, 제 2 방전 구간에서는 상기 제 2 스위치가 턴-온되고 상기 제 3 스위치가 온 상태를 유지하여 상기 충전 소자로부터의 방전 전류가 상기 제 2 스위치 및 상기 제 3 스위치를 통하여 상기 접지로 방전되는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터.
amplifier;
A charging device coupled to one of the inputs of the amplifier;
A resistor connected to the charging element;
A second switch coupled to the charging element and connected in parallel with the resistor with respect to the charging element; And
And a third switch having one side connected to the resistor and the second switch and the other side connected to the ground,
The second switch is turned off and the third switch is turned on so that the discharge current from the charging element is discharged to the ground through the resistor and the third switch in the first discharge interval, The second switch is turned on and the third switch is kept on, so that the discharging current from the charging element is discharged to the ground via the second switch and the third switch.
제6항에 있어서,
상기 저항과 전원 전압 사이에 연결되는 제 1 스위치를 더 포함하되,
충전 구간 동안 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 온되고 상기 제 3 스위치가 오프되어 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 통한 경로로 하여 상기 충전 소자가 충전되는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터.
The method according to claim 6,
Further comprising a first switch connected between the resistor and the power supply voltage,
Wherein the first switch and the second switch are turned on and the third switch is turned off during a charging period so that the charging element is charged by the path through the first switch and the second switch.
제6항에 있어서, 상기 제 1 방전 구간에서의 시상수가 상기 제 2 방전 구간에서의 시상수보다 큰 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터. The digital-to-analog converter according to claim 6, wherein the time constant in the first discharge interval is greater than the time constant in the second discharge interval. 제 1 방전 구간 동안 충전 소자의 충전 전압을 제 1 저항을 통하여 방전하는 단계; 및
제 2 방전 구간 동안 상기 충전 소자의 충전 전압을 제 2 저항을 통하여 방전시키는 단계를 포함하되,
상기 제 1 저항이 상기 제 2 저항보다 크며, 상기 충전 소자의 충전 전압은 1 phase 내에 모두 방전되는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터 동작 방법.
Discharging a charging voltage of the charging device through a first resistor during a first discharging period; And
Discharging the charging voltage of the charging element through a second resistor during a second discharging period,
Wherein the first resistor is greater than the second resistor and the charging voltage of the charging device is discharged within one phase.
제9항에 있어서, 상기 제 2 저항은 스위치의 저항이며, 상기 제 1 저항과 상기 스위치가 상기 충전 소자를 기준으로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 디지털 아날로그 컨버터 동작 방법.













10. The method of claim 9, wherein the second resistor is a resistor of the switch, the first resistor and the switch being connected in parallel with respect to the charging element.













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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268718B1 (en) * 2006-07-17 2007-09-11 Fortemedia, Inc. Capacitor-based digital-to-analog converter for low voltage applications
KR20080061315A (en) * 2006-12-27 2008-07-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 A/d converter, semiconductor device using a/d converter, and sensor device
US7852248B1 (en) * 2008-12-09 2010-12-14 Alvand Technology, Inc. Analog-to-digital converter (ADC) with reduced jitter sensitivity and power consumption
KR101634929B1 (en) 2014-12-29 2016-07-01 광주과학기술원 Digital to ananogue converter, and a unit for the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7268718B1 (en) * 2006-07-17 2007-09-11 Fortemedia, Inc. Capacitor-based digital-to-analog converter for low voltage applications
KR20080061315A (en) * 2006-12-27 2008-07-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 A/d converter, semiconductor device using a/d converter, and sensor device
US7852248B1 (en) * 2008-12-09 2010-12-14 Alvand Technology, Inc. Analog-to-digital converter (ADC) with reduced jitter sensitivity and power consumption
KR101634929B1 (en) 2014-12-29 2016-07-01 광주과학기술원 Digital to ananogue converter, and a unit for the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102073309B1 (en) * 2018-08-06 2020-02-04 울산과학기술원 Gas sensor system

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