KR20190098794A - Multi-bit Multi-stage Binary Search Analog-to-Digital Converter - Google Patents

Multi-bit Multi-stage Binary Search Analog-to-Digital Converter Download PDF

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KR20190098794A
KR20190098794A KR1020180011548A KR20180011548A KR20190098794A KR 20190098794 A KR20190098794 A KR 20190098794A KR 1020180011548 A KR1020180011548 A KR 1020180011548A KR 20180011548 A KR20180011548 A KR 20180011548A KR 20190098794 A KR20190098794 A KR 20190098794A
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류승탁
오동렬
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한국과학기술원
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Abstract

The present invention relates to an analog-to-digital converter and, more specifically, to a multibit multistage binary search analog-to-digital converter. According to an embodiment of the present invention, the multibit multistage binary search analog-to-digital converter includes: a first stage comparator part including K first comparators receiving a clock signal, and comparing the input signal (VIN) to a reference voltage to output an output value; a second stage comparator part including M second comparators receiving a first triggering signal as a clock signal, and comparing the input signal to a reference voltage to output an output value; a decoder-switching part receiving the output value of each of the first comparators of the first stage comparator part, and selecting and providing a reference voltage for third comparators of a third stage comparator part based on the output value of the first comparators; and a third stage comparator part including O third comparators receiving the reference voltage from the decoder-switching part, receiving the second triggering signal as a clock signal, and comparing the input signal to the reference voltage to output an output value.

Description

다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기 {Multi-bit Multi-stage Binary Search Analog-to-Digital Converter}Multi-bit Multi-stage Binary Search Analog-to-Digital Converter}

본 발명은 아날로그 디지털 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to an analog-to-digital converter, and more particularly to a multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter.

UWB와 WPAN과 같은 디지털 무선 통신 기술은 RF/IF 신호를 후속 베이스밴드 처리를 위한 디지털 형식으로 변환시키기 위해 저전력 고속의 아날로그 디지털 변환기(ADC, Analog to Digital Converter)를 필요로 한다. 아날로그 디지털 변환기는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 장치로서, 연속적으로 측정되는 온도, 압력, 음성, 영상 및 전압 등의 신호를 수신하여 디지털화하는 장치이다. 현재까지 다양한 타입의 아날로그 디지털 변환기들이 제안되었다. 예컨대, 플래시 타입의 아날로그 디지털 변환기(Flash Type ADC), 파이프라인 아날로그 디지털 변환기(Pipeline ADC) 및 연속 근사 아날로그 디지털 변환기(Successive Approximation Register ADC) 등이 제안되었으며, 각각의 특성에 맞는 응용분야에서 사용되고 있다. Digital wireless communications technologies such as UWB and WPAN require low-power, high-speed analog to digital converters (ADCs) to convert RF / IF signals into digital formats for subsequent baseband processing. An analog-to-digital converter is a device that converts an analog signal into a digital signal, and is a device that receives and digitizes signals such as temperature, pressure, voice, video, and voltage that are continuously measured. To date, various types of analog to digital converters have been proposed. For example, flash type analog to digital converters (PIC), pipeline analog to digital converters (Pipeline ADCs), and successive approximation analog to digital converters (Successive Approximation Register ADCs) have been proposed, and are being used in applications suitable for each characteristic. .

플래시 타입의 아날로그 디지털 변환기는 비교적 빠르게 동작하나, 정밀도에 따라 면적이 급격히 증가한다. 파이프라인 아날로그 디지털 변환기는 빠른 동작 특성 및 높은 정밀도를 지원하나, 각 단마다 증폭기의 사용으로 인해 전력소모가 크다. 연속 근사 아날로그 디지털 변환기(SAR ADC)는 회로의 낮은 전력 소모율을 갖고 회로 구성이 간단하나, 비교적 느리게 동작한다. Flash-type analog-to-digital converters operate relatively fast, but the area increases rapidly with precision. Pipeline analog-to-digital converters support fast operation and high precision, but power is consumed by the use of amplifiers at each stage. Serial approximation analog-to-digital converters (SAR ADCs) have a low power consumption of the circuit and have a simple circuit configuration, but operate relatively slowly.

레이턴시와 변환 속도를 고려하면, 플래시 아날로그 디지털 컨버터(flash ADC)는 종종 가장 바람직한 옵션이다. 일반적으로, 플래시 아날로그 디지털 컨버터는 고전력 소비와 큰 영역 오버헤드로 가지는 단점이 있다. 반대로 SAR ADC는 저출력 소비를 가지고, 작은 영역을 차지한다. 그러나 SAR ADC는 한번의 변환을 위해 여러 비교 주기를 필요로 하며, 그로 인해 변환 속도가 제한된다. 비교기 기반 이진 검색(binary search) ADC의 구조는 플래시 ADC와 SAR ADCs의 구조의 사이이다. 플래시 ADC(고속, 고전력)와 SAR ADC (저속, 저전력)에 비교하여 볼 때, 바이너리 검색 ADC는 동작 속도와 소비 전력 사이의 밸런스를 달성한다. Given latency and conversion speed, flash analog-to-digital converters (flash ADCs) are often the most desirable option. In general, flash analog-to-digital converters have the disadvantage of high power consumption and large area overhead. In contrast, SAR ADCs have low power consumption and occupy a small area. SAR ADCs, however, require multiple comparison cycles for one conversion, which limits the conversion rate. The structure of the comparator based binary search ADC is between the structures of the flash ADCs and SAR ADCs. Compared to flash ADCs (high speed, high power) and SAR ADCs (low speed, low power), binary search ADCs achieve a balance between operating speed and power consumption.

도 1은 종래의 원시 5b 비동기 이진 검색 ADC를 도시한 것이다. 비교기에 있는 번호는 기준 전압의 전체 동작 범위에서 기준 전압의 포지션을 나타낸다. 클럭 신호는 제 1 비교기(111)에만 입력된다. 제 1 비교기(111)는 입력 신호를 중앙 기준 전압 레벨, 1/2과 비교한다. 제 1 비교기(111)의 결정에 따라, 각각의 비교기 (121)(기준전압 3/4) 또는 비교기(122)(기준전압 1/4)는 활성화된다. 비교기(121)(기준전압 3/4)가 활성화되면, 그것은 다음에 각각의 비교기(131)(기준전압 7/8) 또는 비교기(132)(기준전압 5/8)를 활성화한다. 절차는 마지막 비트가 획득될 때까지 반복한다. Figure 1 illustrates a conventional raw 5b asynchronous binary search ADC. The number in the comparator indicates the position of the reference voltage over the entire operating range of the reference voltage. The clock signal is input only to the first comparator 111. The first comparator 111 compares the input signal with the center reference voltage level, 1/2. In accordance with the determination of the first comparator 111, each comparator 121 (reference voltage 3/4) or comparator 122 (reference voltage 1/4) is activated. When the comparator 121 (reference voltage 3/4) is activated, it next activates each comparator 131 (reference voltage 7/8) or comparator 132 (reference voltage 5/8). The procedure repeats until the last bit is obtained.

도 2는 종래의 디코더 기반 비동기 이진 검색 ADC를 도시한 것이다. 도 2는 도 1과 달리 비교기의 수는 줄었으나 디코더와 스위치가 추가된 구조이다. 도 2에는 비교기 수가 적어져서 도 1 보다 비교기에 옵셋이 있는 경우에 옵셋에 대한 캘리브레이션이 쉬워진다.2 illustrates a conventional decoder based asynchronous binary search ADC. 2 illustrates a structure in which a number of comparators is reduced, but a decoder and a switch are added, unlike FIG. 1. In FIG. 2, the number of comparators is smaller, so that calibration of the offsets becomes easier when there are offsets in the comparator than FIG. 1.

도 1과 유사하게, 클럭 신호는 제 1 비교기(211)에만 입력된다. 제 1 비교기(211)의 출력 신호는 2번째-단(stage)에 있는 비교기들(221,222)의 시동 (트리거) 신호이다. 제 1 비교기(211)가 출력을 결정하면, 2번째-단 비교기들 중 하나는 입력 신호와 기준 전압 레벨 사이의 비교를 시작한다. 또한 제 1 비교기(211)의 결정은 제어 신호로서 Decoder & SW 어레이(260)에 제공되고, Decoder & SW 어레이(260)는 제어 신호를 이용하여 기준 전압을 선택하여 3번째-단 비교기들(231,232)에 기준 전압을 제공한다. Decoder & SW 어레이(260)는 기준 전압 스위칭 다중화기의 역할을 한다. 3번째 단에서는 4개의 가능한 기준 전압레벨(1/8,3/8,5/8,7/8)이 있다. 제 1 비교기(211)의 출력 코드가 Vin > 1/2을 보여주면, 단지 5/8과 7/8만 가능한 기준 전압인데, 1/8과 3/8은 1/2 보다 더 작기 때문이다. 선택된 기준 전압들, 예를 들어 5/8과 7/8은 Decoder & SW 어레이(260)를 경유하여 3번째-단 비교기들(231,232)에 연결된다. Similar to FIG. 1, the clock signal is input only to the first comparator 211. The output signal of the first comparator 211 is the start (trigger) signal of the comparators 221, 222 in the second stage. Once the first comparator 211 determines the output, one of the second-stage comparators starts a comparison between the input signal and the reference voltage level. In addition, the determination of the first comparator 211 is provided to the decoder & SW array 260 as a control signal, and the decoder & SW array 260 selects a reference voltage using the control signal to select the third-stage comparators 231 and 232. ) Provides a reference voltage. Decoder & SW array 260 serves as a reference voltage switching multiplexer. In the third stage there are four possible reference voltage levels (1/8, 3/8, 5/8, 7/8). If the output code of the first comparator 211 shows Vin> 1/2, then only 5/8 and 7/8 are possible reference voltages, since 1/8 and 3/8 are smaller than 1/2. The selected reference voltages, for example 5/8 and 7/8, are connected to third-stage comparators 231 and 232 via Decoder & SW array 260.

2번째-단 비교기의 비교동작과 3번째-단 비교기들의 기준 전압의 스위칭은 동시에 발생한다. 스위칭된 기준 전압의 안정화 시간은 비교동작 보다 더 짧아야 한다. 2번째-단의 비교동작이 완료될 때, 트리거된 3번째-단 비교기는 그것의 비교동작을 시작한다. 이때, 세 번째-단 비교기의 기준 전압은 이미 안정화되었다. 비교의 정확도는 보장되고 어떤 변환 시간도 낭비되지 않는다. 도 2의 비동기 이진 검색 ADC는 또한 고주파 클럭의 요구사항을 회피한다. 상기 비동기 이진 검색 ADC의 구조는 해상도에 지수적으로 증가하는 스위칭 네트워크의 복잡도가 단점이나 비교기의 수를 감소시킨다. The comparison operation of the second-stage comparator and the switching of the reference voltages of the third-stage comparators occur simultaneously. The settling time of the switched reference voltage should be shorter than the comparison operation. When the comparison operation of the second stage is completed, the triggered third stage comparator starts its comparison operation. At this point, the reference voltage of the third-stage comparator has already stabilized. The accuracy of the comparison is guaranteed and no conversion time is wasted. The asynchronous binary search ADC of Figure 2 also avoids the requirement of a high frequency clock. The structure of the asynchronous binary search ADC reduces the complexity of the switching network, which increases exponentially in resolution, or reduces the number of comparators.

이진 검색 ADC는 비교를 반복하기 위하여 샘플된 입력 신호를 유지(holding)하는 THA (Track and Hold Amplifier) 또는 SHA(Sample and Hold Amplifier)과 같은 샘플링 회로를 포함한다. 종래의 n-비트 이진 검색 ADC는 2n-1개 비교기를 포함하는데, 단지 n개 비교기가 1 변환 주기 동안 활성화된다. 이론상으로, 단지 1개의 비교기가 비교 단계의 임의의 한 순간에 활성화된다. 종래의 이진 검색 ADC의 THA는 2n-1개 비교기를 구동시킨다. 대부분의 비교기가 비활성적일지라도, 차단 트랜지스터는 여전히 THA에 기생 용량을 유도한다. 도 2의 비동기 이진 검색 ADC는 2n-1 비교기가 필요로 하며, 그것은 THA 설계가 단순화하게 한다. 단지 1b/단 SAR(Successive Approximation Register) ADC가 하나의 비교기만을 가지지만, 비교기의 복구와 DAC(Digital-Analog Converter) 제한 범위의 설정으로 인해 SAR ADC의 변환 속도가 제한된다.Binary search ADCs include sampling circuits such as Track and Hold Amplifier (THA) or Sample and Hold Amplifier (SHA) that hold a sampled input signal to repeat the comparison. Conventional n-bit binary search ADCs include 2n-1 comparators, with only n comparators active for one conversion period. In theory, only one comparator is active at any one moment of the comparison step. The THA of a conventional binary search ADC drives 2n-1 comparators. Although most comparators are inactive, blocking transistors still induce parasitic capacitance in THA. The asynchronous binary search ADC of Figure 2 requires a 2n-1 comparator, which simplifies the THA design. Although only 1b / successive Approximation Register (SAR) ADCs have only one comparator, the conversion speed of the SAR ADCs is limited by the comparator's recovery and setting of the digital-analog converter (DAC) limits.

도 2에서, 비동기 이진 검색 ADC는 샘플된 입력 신호를 유지를 위해 수동적 THA(passive THA)(미도시)를 포함할 수 있다. 수동적 THA는 비교기에게 고품질 샘플 신호를 제공한다. In FIG. 2, the asynchronous binary search ADC may include passive THA (not shown) to maintain the sampled input signal. Passive THA provides the comparator with a high quality sample signal.

제 1 비교기(211)는 3번째-단의 기준 전압의 선택을 결정한다. 첫째-단과 2번째-단의 비교기는 함께 4번째-단 비교기의 기준 전압을 선택한다. 입력 신호와 기준 전압은 차동전압이 될 수 있는데, 한 쌍의 기준 전압은 4 쌍 중에 선택된다. 마찬가지로, 5번째-단 비교기의 기준 전압은 제1번째 단부터 제3번째 단까지 비교기들에 의해 결정된다. 한 쌍의 기준 전압은 8 쌍 중에 선택된다. The first comparator 211 determines the selection of the third-stage reference voltage. The comparator of the first-stage and the second-stage together selects the reference voltage of the fourth-stage comparator. The input signal and the reference voltage can be differential voltages. A pair of reference voltages is selected from four pairs. Similarly, the reference voltage of the fifth-stage comparator is determined by the comparators from the first stage to the third stage. One pair of reference voltages is selected from eight pairs.

비교기가 변환 주기 동안 차례로 활성화되기 때문에, 정적 전력 소모 없는 래치 기반의 비교기가가 선택된다. Since the comparators are activated in turn during the conversion period, a latch-based comparator without static power consumption is selected.

리셋 단계에서, 비교기의 양 출력은 강제로 접지 (논리 0)된다. 비교기가 트리거되면, 하나의 출력은 VDD (논리 1)에 있고 다른 것은 래치 재생성에 기인하여 접지가 된다.In the reset phase, both outputs of the comparator are forced to ground (logical 0). When the comparator is triggered, one output is at VDD (logic 1) and the other is grounded due to latch regeneration.

이하 <표 1>은 도 1, 도 2에 도시된 종래의 이진 검색 ADC의 특징을 비교기 개수, 활성 비교기, 비트 지연 관점에서 비교한 것이다.Table 1 below compares the characteristics of the conventional binary search ADCs shown in FIGS. 1 and 2 in terms of the number of comparators, active comparators, and bit delays.

종래 이진 검색 ADC 비교Compare conventional binary search ADC 종래의 원시 이진 탐색 ADC(도 1)Conventional Raw Binary Search ADC (Figure 1) 종래의 디코더 기반 이진 탐색 ADC(도 2)Conventional decoder based binary search ADC (Figure 2) AreaArea # of comp.# of comp. 2N-12 N -1 2N-12N-1 PowerPower # of active comp.# of active comp. NN NN SpeedSpeed Bit latencyBit latency N * TCMP N * T CMP N * TCMP + (N-2) * TOR N * T CMP + (N-2) * T OR

여기서, N: 단(stage)의 개수, TCMP: 비교기의 지연시간, TOR: OR 게이트의 지연시간.Where N is the number of stages, T CMP is the delay time of the comparator, and T OR is the delay time of the OR gate.

<표 1>에서 보듯이, 디코더 기반 이진 검색 ADC(도 2)는 종래의 원시 이진 검색 ADC(도 1) 보다 ADC가 차지하는 물리적인 면적측면에서 장점이 있으나 ADC의 비트 지연 측면에서는 지연 시간이 길어지는 점과 해상도(비트수)에 지수적으로 증가하는 스위칭 네트워크의 복잡도가 단점이다. 따라서 ADC의 물리적인 면적은 줄이면서도 비트 지연을 줄이고, 스위칭 네트워크의 복잡도도 줄일 수 있는 이진 검색 ADC의 개발이 요구된다.As shown in Table 1, the decoder-based binary search ADC (Figure 2) has advantages in terms of physical area occupied by the ADC over the conventional raw binary search ADC (Figure 1), but the delay time is longer in terms of the bit delay of the ADC. The disadvantage is the complexity of the switching network, which increases exponentially with losing points and resolution (bits). Therefore, there is a need to develop a binary search ADC that reduces the physical area of the ADC and reduces the bit delay and complexity of the switching network.

한국등록특허공보 제10-1644999호 "시간 영역 다단 인터폴레이션 기법을 이용한 저전력 아날로그 디지털 변환기"Korean Patent Publication No. 10-1644999 "Low-Power Analog-to-Digital Converter Using Time Domain Multistage Interpolation Technique"

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기장치는 클럭 신호를 수신하고, 입력 신호(VIN)와 기준 전압을 비교하여 출력값을 출력하는 K개의 제1비교기를 포함하는 제1단비교기부; 상기 K개의 제1비교기의 각 비교기의 출력값을 복수개 입력받고, 그 출력값이 모두 "1"인 경우 제1트리거링 신호를 제2단 비교기부에 출력하는 L개의 AND게이트를 포함하는 AND게이트부; 상기 제1트리거링 신호를 클럭 신호로서 입력받고, 입력 신호와 기준 전압을 비교하여 출력값을 출력하는 M개의 제2비교기를 포함하는 제2단비교기부; 제2단비교기부의 각 제2비교기의 출력신호를 복수개 입력받고, 그 출력값 중 어느 하나가 "1"인 경우 제2트리거링 신호를 제3단비교기부에 출력하는 N개의 OR게이트를 포함하는 OR게이트부; 제1단비교기부의 각 제1비교기의 출력값을 수신하고, 제1비교기의 출력값에 기초하여 제3단비교기부의 제3비교기들의 기준전압을 선택하여 제공하는 디코더-스위칭부; 및 상기 디코더-스위칭부로부터 기준전압을 입력받고, 상기 제2트리거링 신호를 클럭 신호로서 입력받고, 입력 신호와 입력받은 기준 전압을 비교하여 출력값을 출력하는 O개의 제3비교기를 포함하는 제3단비교기부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter device according to an embodiment of the present invention includes K first comparators for receiving a clock signal and comparing an input signal V IN with a reference voltage and outputting an output value. A first stage comparator; An AND gate section including L AND gates for receiving a plurality of output values of the comparators of the K first comparators and outputting a first triggering signal to a second stage comparator when the output values are all “1”; A second stage comparator comprising M second comparators for receiving the first triggering signal as a clock signal and comparing an input signal with a reference voltage and outputting an output value; OR including N OR gates receiving a plurality of output signals of the second comparators of the second comparator and outputting a second triggering signal to the third comparator when any one of the output values is "1". A gate portion; A decoder-switching unit receiving an output value of each first comparator of the first comparator and selecting and providing reference voltages of third comparators of the third comparator based on the output of the first comparator; And a third comparator for receiving a reference voltage from the decoder-switching unit, receiving the second triggering signal as a clock signal, and comparing the input signal with the received reference voltage and outputting an output value. Comparator unit; characterized in that comprises a.

바람직하게는, 6 비트 4단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기로 동작하기 위하여, 상기 O개의 제3비교기의 각 비교기의 출력값을 복수개 입력받고, 그 출력값이 모두 "1"인 경우 제3트리거링 신호를 제4단 비교기부에 출력하는 L개의 AND게이트를 포함하는 AND게이트부를 2개 더 포함하고, 상기 제3트리거링 신호를 클럭 신호로서 입력받고, 입력 신호와 디코더-스위칭부로부터 입력받은 기준 전압을 비교하여 출력값을 출력하는 M개의 제4비교기를 포함하는 제4단비교기부를 2개 더 포함하고, 상기 디코더-스위칭부는 설정된 제3단비교기부의 제3비교기들의 기준전압에 기초하여 제4단비교기부의 제4비교기들의 기준전압을 선택하여 제4단비교기부의 제4비교기들에 제공하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in order to operate as a 6-bit four-stage binary search analog-to-digital converter, a plurality of output values of the comparators of the O third comparators are input, and when the output values are all "1", the third triggering signal is output. The apparatus further includes two AND gate parts including L AND gates output to the fourth stage comparator, receives the third triggering signal as a clock signal, and compares an input signal with a reference voltage received from the decoder-switching part. And a fourth stage comparator including two fourth comparators for outputting an output value, wherein the decoder-switching unit is configured to compare the fourth stage based on the reference voltages of the third comparators of the third stage comparator. The reference voltage of the fourth comparators of the base is selected and provided to the fourth comparators of the fourth comparator.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 이진 검색 ADC는 종래의 이진 검색 ADC 보다 물리적인 면적은 줄이면서도 비트 지연을 줄이고, 스위칭 네트워크의 복잡도도 줄이는 효과가 있다.As described above, the binary search ADC of the present invention has the effect of reducing the bit delay and reducing the complexity of the switching network while reducing the physical area of the conventional binary search ADC.

도 1은 종래의 원시 5b 비동기 이진 검색 ADC를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 디코더 기반 비동기 이진 검색 ADC를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기의 구조를 도시한 것이다.
Figure 1 illustrates a conventional raw 5b asynchronous binary search ADC.
2 illustrates a conventional decoder based asynchronous binary search ADC.
Figure 3 illustrates the structure of a multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter 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. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성된다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprise" or "consisting" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기의 구조를 도시한 것이다.Figure 3 illustrates the structure of a multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention.

도 3의 본 발명의 일실시예에 따른 다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기는 5비트, 3 단계 2진 검색 ADC를 도시한 것이다. 도 3에서 보듯이, 1번째 단계(stage)를 위한 복수개의 비교기(311,312,313), 2번째 단계의 비교기 선택을 위한 복수개의 AND게이트부(341,342), 2번째 단계를 위한 복수개의 비교기(321,322,323,324), 3번째 단계의 비교기 선택을 위한 복수개의 OR게이트부(351,352), 3번째 단계를 위한 복수개의 비교기(331,332,333,334,335,336), 및 3번째 단계의 비교기의 기준 전압 설정을 위한 Decoder & SW array(360)를 포함하여 구성된다.The multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter according to one embodiment of the present invention of FIG. 3 illustrates a 5-bit, three stage binary search ADC. As shown in FIG. 3, a plurality of comparators 311, 312 and 313 for the first stage, a plurality of AND gate portions 341 and 342 for selecting the comparator of the second stage, a plurality of comparators 321, 322, 323 and 324 for the second stage, A plurality of OR gate parts 351 and 352 for selecting a comparator in the third stage, a plurality of comparators 331, 332, 333, 334, 335 and 336 for the third stage, and a decoder & SW array 360 for setting a reference voltage of the comparator in the third stage. It is configured by.

도 3에 도시하지는 않았지만 VIN 입력 신호가 샘플된 입력 신호를 유지(holding)하는 THA (Track and Hold Amplifier) 또는 SHA(Sample and Hold Amplifier)과 같은 샘플링 회로를 통과하여 모든 비교기들에 동시에 입력된다. 도 3에서 보듯이, 1번째 단계를 위한 복수개의 비교기(311,312,313)는 2비트 플래시 ADC와 동일한 구조를 가진다. 따라서 클럭 신호(VCLK)는 1번째 단계의 모든 비교기(311,312,313)의 클럭 입력단에 입력된다. 1번째 단계의 모든 비교기(311,312,313)의 출력 신호는 2번째-단계에 있는 비교기들(321,322,323,324)의 시동 (트리거) 신호이다. 1번째 단계의 모든 비교기(311,312,313)의 출력 신호의 출력값에 따라 2번째-단계 비교기들 중 어느 하나가 트리거된다. 1번째 단계의 비교기들(311,312,313)에 있는 번호(1/4,1/2,3/4)와, 2번째 단계의 비교기들(321,322,323,324)에 있는 번호(1/8,3/8,5/8,7/8)는 기준 전압의 전체 동작 범위에서 기준 전압의 포지션을 나타낸다. 1번째 단계와 2번째 단계에서의 비교기의 기준전압은 기 설정된 고정된 값이다. Although not shown in FIG. 3, the V IN input signal is simultaneously input to all comparators through a sampling circuit, such as a Track and Hold Amplifier (THA) or Sample and Hold Amplifier (SHA), which holds a sampled input signal. . As shown in FIG. 3, the plurality of comparators 311, 312, and 313 for the first stage have the same structure as the 2-bit flash ADC. Therefore, the clock signal V CLK is input to the clock input terminals of all the comparators 311, 312, and 313 in the first stage. The output signals of all comparators 311, 312, 313 in the first stage are the start (trigger) signals of the comparators 321, 322, 323, 324 in the second stage. One of the second-stage comparators is triggered according to the output values of the output signals of all the comparators 311, 312, 313 of the first stage. Numbers (1/4, 1/2, 3/4) in the first stage comparators 311, 312, 313 and Numbers (1/8, 3/8, 5 / in the second stage comparators 321, 322, 323, 324 8, 7/8) represents the position of the reference voltage over the entire operating range of the reference voltage. The reference voltage of the comparator in the first and second stages is a predetermined fixed value.

1번째-단계에 있는 비교기들의 트리거링을 위한 동작을 설명하면, Referring to the operation for triggering the comparators in the first stage,

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 3/4 이상인 경우 1번째 단계의 비교기(311)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되어, 2번째 단계의 비교기(321)의 클럭 입력단에 인에이블(구동) 신호로 입력된다.If the input signal V IN is greater than or equal to 3/4 of the entire operating range, the + output signal of the comparator 311 of the first stage is outputted with "1", and the clock input terminal of the comparator 321 of the second stage is enabled. It is input as a (drive) signal.

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 3/4 미만이고, 1/2이상인 경우 1번째 단계의 비교기(311)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되고, 1번째 단계의 비교기(312)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되고, 출력신호들은 AND게이트부(341)에 입력되고, AND게이트부(341)는 "1"를 출력하게 되고, AND게이트부(341)의 출력신호는 2번째 단계의 비교기(322)의 클럭 입력단에 인에이블(구동) 신호로 입력된다.If the input signal V IN is less than 3/4 of the entire operating range and is 1/2 or more, the negative side output signal of the comparator 311 of the first stage is outputted with “1” and the comparator 312 of the first stage. Output signal of " 1 " is outputted, output signals are inputted to AND gate portion 341, AND gate portion 341 outputs " 1 &quot;, and output signal of AND gate portion 341 Is input to the clock input terminal of the comparator 322 in the second stage as an enable (drive) signal.

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 1/2 미만이고, 1/4이상인 경우 2번째 단계의 비교기(312)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되고, 1번째 단계의 비교기(313)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되고, 출력신호들은 AND게이트부(341)에 입력되고, AND게이트부(342)는 "1"를 출력하게 되고, AND게이트부(342)의 출력신호는 2번째 단계의 비교기(323)의 클럭 입력단에 인에이블(구동) 신호로 입력된다.If the input signal V IN is less than 1/2 of the entire operating range and is greater than 1/4, the output signal of the negative side of the comparator 312 of the second stage is outputted with “1”, and the comparator 313 of the first stage. Output signal of " 1 " is outputted, output signals are inputted to AND gate portion 341, AND gate portion 342 outputs " 1 &quot;, and output signal of AND gate portion 342 Is input to the clock input terminal of the comparator 323 of the second stage as an enable (drive) signal.

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 1/4 미만인 경우 1번째 단계의 비교기(313)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되고, 2번째 단계의 비교기(324)의 클럭 입력단에 인에이블(구동) 신호로 입력된다.If the input signal V IN is less than 1/4 of the entire operating range, the negative output signal of the comparator 313 of the first stage is outputted with "1", and the clock input terminal of the comparator 324 of the second stage is enabled. It is input as a (drive) signal.

상기 비교기들의 +,- 출력신호 중 "1"을 출력하지 출력단의 경우에는 "high-Z" 신호를 출력한다.The output terminal outputs "1" of the + and-output signals of the comparators, but outputs a "high-Z" signal.

입력 신호에 따라 선택되는 2번째-단계에 있는 비교기는 달라진다. 예를 들어, VIN이 22/32 < VIN < 23/32인 경우, 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 3/4 미만이고, 1/2이상인 경우에 해당되어 1번째 단계의 비교기(311)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되고, 1번째 단계의 비교기(312)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되고, 출력신호들은 AND게이트부(341)에 입력되고, AND게이트부(341)는 "1"를 출력하게 되고, AND게이트부(341)의 출력신호는 2번째 단계의 비교기(322)의 클럭 입력단에 인에이블(구동) 신호로 입력되며, 2번째-단계에 있는 비교기들 중 비교기(322)는 입력 신호와 기준 전압 레벨(5/8) 사이의 비교를 시작한다. The comparator in the second stage selected according to the input signal is different. For example, when V IN is 22/32 <V IN <23/32, the first stage comparator 311 corresponds to the case where the input signal V IN is less than 3/4 of the entire operating range and is more than 1/2. Output signal of " 1 " is outputted, output signal " 1 " of comparator 312 of the first stage is outputted, and output signals are inputted to AND gate portion 341. The unit 341 outputs "1", and the output signal of the AND gate unit 341 is input to the clock input terminal of the comparator 322 in the second stage as an enable (drive) signal, and in the second stage. Of the comparators that are present, comparator 322 starts a comparison between the input signal and the reference voltage level 5/8.

2번째-단계에 있는 비교기들 중 트리거링된 비교기의 동작을 설명하면,Referring to the operation of the triggered comparator among the comparators in the second stage,

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 7/8 이상인 경우 2번째 단계의 비교기(321)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(351)에 입력된다.If the input signal V IN is greater than or equal to 7/8 of the entire operating range, the + output signal of the comparator 321 of the second stage is outputted with “1” and is input to the OR gate unit 351.

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 7/8 미만이고, 5/8이상인 경우 2번째 단계의 비교기(321)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(352)에 입력되고, 2번째 단계의 비교기(322)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(351)에 입력된다.If the input signal V IN is less than 7/8 of the entire operating range and is more than 5/8, the negative output signal of the comparator 321 of the second stage is outputted with “1” and is inputted to the OR gate unit 352. , The + output signal of the comparator 322 in the second stage is outputted to the OR gate unit 351.

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 5/8 미만이고, 3/8이상인 경우 2번째 단계의 비교기(322)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(352)에 입력되고, 2번째 단계의 비교기(323)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(351)에 입력된다.If the input signal V IN is less than 5/8 of the entire operating range and is more than 3/8, the negative output signal of the comparator 322 of the second stage is outputted with “1” and is input to the OR gate unit 352. , The + output signal of the comparator 323 of the second stage is outputted to the OR gate unit 351.

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 3/8 미만이고, 1/8이상인 경우 2번째 단계의 비교기(323)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(352)에 입력되고, 2번째 단계의 비교기(324)의 +쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(351)에 입력된다.If the input signal V IN is less than 3/8 of the entire operating range, and more than 1/8, the negative output signal of the comparator 323 of the second stage is outputted with “1” and is input to the OR gate unit 352. , The + output signal of the comparator 324 of the second stage is outputted to the OR gate unit 351.

만일 입력신호 VIN가 전체 동작 범위 중 1/8 미만인 경우 2번째 단계의 비교기(324)의 -쪽 출력신호가 "1"이 출력되어 OR게이트부(352)에 입력된다.If the input signal V IN is less than 1/8 of the entire operating range, the negative output signal of the comparator 324 in the second stage is outputted with “1” and is input to the OR gate unit 352.

2번째 단계의 비교기들(321,322,323,324)의 출력신호들을 입력받은 OR게이트부(351, 352)는 출력신호 중 하나가 "1"인 경우 OR게이트부(351,352)의 출력신호는 3번째 단계의 비교기(331,332,333,334,335,336)의 클럭 입력단에 인에이블(구동) 신호로 입력된다.The OR gate units 351 and 352 that have received the output signals of the second stage comparators 321, 322, 323 and 324 have an output signal of the OR gate units 351 and 352 when one of the output signals is “1”. 331, 332, 333, 334, 335 and 336 are inputted as enable (drive) signals to the clock input terminals.

3번째-단계에 있는 비교기들 중 트리거링된 비교기의 동작을 설명하기 위하여 먼저 기준 전압 설정에 대해 설명한다. 1번째 단계의 모든 비교기(311,312,313)의 출력 신호는 3번째 단계를 위한 복수개의 비교기(331,332,333,334,335,336)의 기준 전압을 설정하기 위한 제어 신호로서 동작하기 위하여 Decoder & SW array(360)로 출력된다. Decoder & SW 어레이(360)는 제어 신호를 이용하여 기준 전압을 선택하여 3번째-단계 비교기들(331,332,333,334,335,336)에 기준 전압을 제공한다. Decoder & SW 어레이(360)는 기준 전압 스위칭 다중화기의 역할을 한다. 3번째 단계 비교기 6개에 대해 24개의 가능한 기준 전압레벨이 있다. 가능한 기준전압으로는 1/31-3/32, 5/32-7/32, 9/32-11/32, 13/32-15/32, 17/32-19/32, 21/32-23/32, 25/32-27/32, 29/32-31/32이 있다. In order to explain the operation of the triggered comparator among the comparators in the third stage, the reference voltage setting is first described. The output signals of all the comparators 311, 312, 313 of the first stage are output to the decoder & SW array 360 to operate as a control signal for setting the reference voltages of the plurality of comparators 331, 332, 333, 334, 335, 336 for the third stage. Decoder & SW array 360 selects a reference voltage using a control signal to provide a reference voltage to third-stage comparators 331,332,333,334,335,336. Decoder & SW array 360 serves as a reference voltage switching multiplexer. There are 24 possible reference voltage levels for the six third stage comparators. Possible voltage references are 1 / 31-3 / 32, 5 / 32-7 / 32, 9 / 32-11 / 32, 13 / 32-15 / 32, 17 / 32-19 / 32, 21 / 32-23 / 32, 25 / 32-27 / 32, 29 / 32-31 / 32.

도 3에서 보듯이, 비교기(311,312)의 출력 코드(신호)가 1/2 < Vin <3/4를 보여주면, 단지 17/32-19/32, 21/32-23/23만 가능한 기준 전압인데, 1/31-3/32, 5/32-7/32, 9/32-11/32, 13/32-15/32은 1/2 보다 더 작고, 25/32-27/32, 29/32-31/32은 3/4 보다 더 크기 때문이다.  As shown in Fig. 3, if the output code (signal) of the comparators 311, 312 shows 1/2 <Vin <3/4, only 17 / 32-19 / 32, 21 / 32-23 / 23 can reference voltage 1 / 31-3 / 32, 5 / 32-7 / 32, 9 / 32-11 / 32, 13 / 32-15 / 32 are smaller than 1/2, 25 / 32-27 / 32, 29 Because / 32-31 / 32 is bigger than 3/4.

Vin > 3/4를 보여주면, 단지 25/32-27/32, 29/32-31/32만 가능한 기준 전압이고,If Vin> 3/4, only 25 / 32-27 / 32, 29 / 32-31 / 32 are the possible reference voltages,

1/4 < Vin <1/2를 보여주면, 단지 9/32-11/32, 13/32-15/32만 가능한 기준 전압이고, Showing 1/4 <Vin <1/2, only 9 / 32-11 / 32, 13 / 32-15 / 32 are the possible reference voltages,

Vin < 1/4를 보여주면, 단지 1/31-3/32, 5/32-7/32만 가능한 기준 전압이다.If Vin <1/4, only 1 / 31-3 / 32, 5 / 32-7 / 32 are possible reference voltages.

선택된 기준 전압들, 예를 들어 17/32-19/32, 21/32-23/23 기준 전압은 Decoder & SW 어레이(360)를 경유하여 3번째-단계 비교기들 6개(331,332,333,334,335,336)에 연결된다. 즉, 기준전압들을 Decoder & SW 어레이(360)가 입력으로 받아서 1번째 단계 비교기의 출력신호에 따라 비교기들(331,332,333,334,335,336)에 제공된다.Selected reference voltages, for example 17 / 32-19 / 32, 21 / 32-23 / 23 reference voltages, are connected to six third-stage comparators 331,332,333,334,335,336 via Decoder & SW array 360. . That is, the reference voltages are received by the decoder & SW array 360 and provided to the comparators 331, 332, 333, 334, 335 and 336 according to the output signal of the first stage comparator.

2번째-단계 비교기의 비교동작과 3번째-단계 비교기들의 기준 전압의 스위칭은 동시에 발생한다. 스위칭된 기준 전압의 안정화 시간은 비교동작 보다 더 짧아야 한다. 2번째-단계의 비교동작이 완료될 때, 트리거된 3번째-단계 비교기는 그것의 비교동작을 시작한다. 이때, 세 번째-단계 비교기의 기준 전압은 이미 안정화되었다. 비교의 정확도는 보장되고 어떤 변환 시간도 낭비되지 않는다. The comparison operation of the second-stage comparator and the switching of the reference voltages of the third-stage comparators occur simultaneously. The settling time of the switched reference voltage should be shorter than the comparison operation. When the second-stage comparison operation is completed, the triggered third-stage comparator starts its comparison operation. At this point, the reference voltage of the third-stage comparator has already stabilized. The accuracy of the comparison is guaranteed and no conversion time is wasted.

3번째-단계에 있는 비교기들의 트리거링을 위한 동작을 설명하면, Referring to the operation for triggering the comparators in the third stage,

OR게이트부(351,352) 중 어느 하나(가령, 351)이 "1"을 출력하면 3번째 단계의 비교기들(331,332,333,334,335,336) 중 일부(331,332,333)의 클럭 입력단에 인에이블(구동) 신호로 입력된다. 3번째-단계에 있는 비교기들 중 일부의 비교기(331,332,333)는 입력 신호와 기준 전압 레벨(21/32-23/32) 사이의 비교하여 입력 신호가 기준 전압보다 크면 +출력단에 "1"을, 기준 전압 보다 작으면 -출력단에 "1"을 출력하게 된다.When any one of the OR gate parts 351 and 352 (eg, 351) outputs "1", it is input as an enable (drive) signal to a clock input terminal of some of the comparators 331, 332, 333, 334, 335 and 336 of the third stage. The comparators 331, 332, 333 of some of the comparators in the third-stage compare between the input signal and the reference voltage levels 21 / 32-23 / 32 and if the input signal is greater than the reference voltage, " 1 " If it is less than the reference voltage, it outputs "1" at the output terminal.

이하 <표 2>는 도 3에 도시된 이진 검색 ADC의 특징을 비교기 개수, 활성 비교기, 비트 지연 관점에서 비교한 것이다.Table 2 below compares the characteristics of the binary search ADC shown in FIG. 3 in terms of the number of comparators, active comparators, and bit delays.

본 발명의 이진 검색 ADC 특징Binary Search ADC Features of the Invention 본 발명의 이진 탐색 ADC(도 3)Binary Search ADC of the Invention (FIG. 3) # of comp.# of comp. 2N,1st+1 + 2N,3rd+1 -32 N, 1st + 1 + 2 N, 3rd + 1 -3 # of active comp.# of active comp. 2N,1st + 2N,3rd -12 N, 1st + 2 N, 3rd -1 Bit latencyBit latency 2-then-12-then-1 S * TCMP +roundup{(S-1)/2} * TAND
+rounddown{(S-1)/2} * TOR
S * T CMP + roundup {(S-1) / 2} * T AND
+ rounddown {(S-1) / 2} * T OR
1-then-21-then-2 S * TCMP +roundup{(S-3)/2} * TAND
+rounddown{(S-1)/2} * TOR
S * T CMP + roundup {(S-3) / 2} * T AND
+ rounddown {(S-1) / 2} * T OR

여기서, S: 단계(stage)의 개수, TCMP: 비교기의 지연시간, TAND: AND 게이트의 지연시간, TOR: OR 게이트의 지연시간, roundup{}: 올림, rounddown{}: 내림.Where: S: number of stages, T CMP : delay time of comparator, T AND : delay time of AND gate, T OR : delay time of OR gate, roundup {}: round up, rounddown {}: round down.

<표 2>에서 보듯이, 본 발명의 이진 검색 ADC는 종래의 원시 이진 검색 ADC(도 1) 보다 ADC가 차지하는 물리적인 면적측면에서 장점이 있고, 종래 디코더 기반 이진 검색 ADC(도 2) 보다 ADC의 비트 지연 측면에서 지연 시간이 짧아지는 점과 해상도(비트수)에 지수적으로 증가하는 스위칭 네트워크의 복잡도 측면에서 장점이 있다. As shown in Table 2, the binary search ADC of the present invention has advantages in terms of the physical area occupied by the ADC over the conventional raw binary search ADC (FIG. 1), and the ADC over the conventional decoder-based binary search ADC (FIG. 2). In terms of bit delay, the delay time is short and the complexity of the switching network increases exponentially in resolution (bit count).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

Claims (1)

다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기장치에 있어서,
클럭 신호를 수신하고, 입력 신호(VIN)와 기준 전압을 비교하여 출력값을 출력하는 K개의 제1비교기를 포함하는 제1단비교기부;
상기 K개의 제1비교기의 각 비교기의 출력값을 복수개 입력받고, 그 출력값이 모두 "1"인 경우 제1트리거링 신호를 제2단 비교기부에 출력하는 L개의 AND게이트를 포함하는 AND게이트부;
상기 제1트리거링 신호를 클럭 신호로서 입력받고, 입력 신호와 기준 전압을 비교하여 출력값을 출력하는 M개의 제2비교기를 포함하는 제2단비교기부;
제2단비교기부의 각 제2비교기의 출력신호를 복수개 입력받고, 그 출력값 중 어느 하나가 "1"인 경우 제2트리거링 신호를 제3단비교기부에 출력하는 N개의 OR게이트를 포함하는 OR게이트부;
제1단비교기부의 각 제1비교기의 출력값을 수신하고, 제1비교기의 출력값에 기초하여 제3단비교기부의 제3비교기들의 기준전압을 선택하여 제공하는 디코더-스위칭부; 및
상기 디코더-스위칭부로부터 기준전압을 입력받고, 상기 제2트리거링 신호를 클럭 신호로서 입력받고, 입력 신호와 입력받은 기준 전압을 비교하여 출력값을 출력하는 O개의 제3비교기를 포함하는 제3단비교기부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 비트 다단 2진 검색 아날로그-디지털 변환기장치.
In the multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter,
A first stage comparator comprising a K first comparators for receiving a clock signal and comparing an input signal V IN with a reference voltage and outputting an output value;
An AND gate section including L AND gates for receiving a plurality of output values of the comparators of the K first comparators and outputting a first triggering signal to a second stage comparator when the output values are all “1”;
A second stage comparator comprising M second comparators for receiving the first triggering signal as a clock signal and comparing an input signal with a reference voltage and outputting an output value;
OR including N OR gates receiving a plurality of output signals of the second comparators of the second comparator and outputting a second triggering signal to the third comparator when any one of the output values is "1". A gate portion;
A decoder-switching unit receiving an output value of each first comparator of the first comparator and selecting and providing reference voltages of third comparators of the third comparator based on the output of the first comparator; And
A third stage comparator including O third comparators for receiving a reference voltage from the decoder-switching unit, receiving the second triggering signal as a clock signal, and comparing the input signal with the received reference voltage and outputting an output value; Multi-bit multi-stage binary search analog-to-digital converter, characterized in that it comprises a base.
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