WO2015002478A1 - Multiplying digital analog converter and operating method for same - Google Patents

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WO2015002478A1
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hold
voltage
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김철우
이호규
.아으렁거젭
박세진
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고려대학교 산학협력단
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    • H03M1/0695Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy by range overlap between successive stages or steps using less than the maximum number of output states per stage or step, e.g. 1.5 per stage or less than 1.5 bit per stage type

Definitions

  • It relates to the structure and operation method of a multiplying digital analog converter included in a pipelined analog to digital converter.
  • Analog-to-Digital Converter is a device that converts analog signals to digital signals.
  • the analog-to-digital converter is a flash analog-to-digital converter (Flash ADC), a sequential comparison analog-to-digital converter ( It is divided into Successive-approximation ADC, Integrated Analog-to-Digital Converter (Integrating ADC), Pipelined Analog-to-Digital Converter (Pipelined ADC), and Sigma-Delta Analog-to-Digital Converter (Sigma-Delta ADC).
  • the analog-to-digital converter converts an analog signal into a digital code corresponding to the analog signal.
  • the generated digital code is processed in the digital domain and is easy to store data.
  • a first capacitor unit for sampling and holding the input voltage in the sampling phase, and amplifies the difference between the input voltage and the reference voltage in the amplifying phase and transfers it to an output terminal; And a second capacitor unit configured to sample and hold the input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit.
  • the capacitor section is provided with a multiplying digital-to-analog converter comprising three capacitors connected Y-shaped.
  • a reduction in clock distribution circuit, a reduction in silicon area, and low power operation can be expected.
  • FIG. 1 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic conceptual diagram of a pipelined analog-to-digital converter according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing the structure of a conventional multiplying digital-to-analog converter.
  • FIG. 5 shows an operation diagram of the circuit during the sampling phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
  • FIG. 6 shows an operation diagram of the circuit during the amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
  • Figure 7 shows a detailed circuit diagram of a multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of a circuit during a sampling phase of the multiplying digital-to-analog converter of FIG. 7 according to an embodiment.
  • FIG. 9 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 7 according to one embodiment.
  • FIG. 10 illustrates a block diagram of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a structure of a differential mode multiplying digital analog converter according to an embodiment.
  • FIG. 12 illustrates an operation diagram of a circuit during the sampling phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • FIG. 13 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplification phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • a first capacitor unit for sampling and holding the input voltage in the sampling phase, and amplifies the difference between the input voltage and the reference voltage in the amplifying phase and transfers it to an output terminal; And a second capacitor unit configured to sample and hold the input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit.
  • the capacitor section is provided with a multiplying digital-to-analog converter comprising three capacitors connected Y-shaped.
  • the first sample and hold unit may transfer the input voltage to a first one of the three Y-connected capacitors in the sampling phase; A second sample and hold unit connecting the first capacitor to the output terminal in the amplifying phase; And a third sample and hold unit configured to transfer the input voltage to the second capacitance unit in the sampling phase.
  • At least one of the first sample and hold part, the second sample and hold part, and the third sample and hold part may include a bootstrap switch.
  • a second capacitor different from the first capacitor among the second capacitor portion and the three Y-type connected capacitors is connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP may be grounded. Can be.
  • the three capacitors connected to the Y-type capacitor and the capacitor included in the second capacitor part may have the same capacitance.
  • the reference voltage may be determined according to the digital value of the previous step measured the input voltage in the previous step of the multiplying digital-to-analog converter.
  • the first positive capacitor unit for sampling and holding a positive input voltage in the sampling phase, and amplifies the difference between the input voltage and the first reference voltage in the amplifying phase and transfers it to a first output terminal;
  • a second positive capacitor unit configured to sample and hold the positive input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the first reference voltage from the positive input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit;
  • a first sub-capacitor for sampling and holding a negative input voltage in the sampling phase and amplifying a difference between the negative input voltage and a second reference voltage in the amplifying phase and transferring the negative input voltage to a second output terminal;
  • a second unit configured to sample and hold the negative input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the second reference voltage from the negative input voltage in the amplifying phase to the first unit capacitor.
  • a differential mode multiplying digital-to-analog converter is provided that includes a capacitor portion, wherein the first positive capacitor portion includes three capacitors connected to a first
  • the first positive sample and hold unit may transfer the positive input voltage to a first positive capacitor among the three Y-type connected capacitors in the sampling phase; A second positive sample and hold unit connecting the first positive capacitor to the first output terminal in the amplifying phase; A third positive sample and hold unit transferring the positive input voltage to the second positive capacitance unit in the sampling phase; A first part sample and hold part configured to transfer the negative input voltage to a first part capacitor among the two Y-type connected capacitors in the sampling phase; A second part sample and hold part connecting the first part capacitor to the second output terminal in the amplifying phase; And a third part sample and hold part configured to transfer the negative input voltage to the second part capacitance part in the sampling phase.
  • the first tablet sample and hold part, the second tablet sample and hold part, the third tablet sample and hold part, the first part sample and hold part, the second part sample and hold part And at least one of the third unit sample and hold unit may include a bootstrap switch.
  • a second positive capacitor different from the first positive capacitor among the second positive capacitor part and the three Y-type connected capacitors is connected to the positive input of the OP AMP, and the second part A second part capacitor different from the first part capacitor among the capacitor part and the three Y-type connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP.
  • the first reference voltage is an analog voltage level that is determined according to a first digital value of a previous step of measuring the positive input voltage in a previous step of the differential mode multiplying digital-to-analog converter.
  • the second reference voltage may be an analog voltage level that is determined according to the second digital value of the previous step measured the negative input voltage in the previous step of the differential mode multiplying digital-analog converter.
  • the method includes: holding and sampling an input voltage of a sampling phase in a second capacitor unit; Transferring, by the second capacitor unit, a voltage difference obtained by subtracting a reference voltage from the input voltage of an amplifying phase; Sampling and holding the input voltage of the sampling phase in the first capacitor unit; And amplifying and transmitting the difference between the input voltage and the reference voltage of the amplifying phase in the first capacitor part to an output terminal, wherein the first capacitor part includes three Y-connected capacitors.
  • An analog conversion method is provided.
  • the step of transferring the input voltage of the sampling phase to a first one of the three Y-connected capacitors in the first sample and hold unit; And connecting the first capacitor of the amplifying phase to the output terminal in a second sample and hold unit, and transferring the input voltage of the sampling phase to the second capacitance unit in a third sample and hold unit. can do.
  • a second capacitor different from the first capacitor among the second capacitor unit and the three Y-type connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP may be grounded.
  • the method may further include determining the reference voltage according to the digital value of the previous step measured by the input voltage before the multiplying digital-to-analog converter.
  • first and second are intended to distinguish one component from another component, and the scope of the present invention should not be limited by these terms.
  • first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • FIG. 1 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to one embodiment.
  • the multiplying digital-analog converter includes a first capacitor unit 110, a second capacitor unit 120, a first sample and hold unit 130, a second sample and hold unit 140, and a third sample and hold unit ( 150).
  • the first capacitor unit 110 may sample and hold an input voltage in a sampling phase, and amplify a difference between the input voltage and a reference voltage in an amplifying phase and transfer the same to an output terminal.
  • the first capacitor unit 110 may include three capacitors Y-connected.
  • the second capacitor unit may sample and hold the input voltage in the sampling phase and transfer the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit 110.
  • the first sample and hold unit 130 may transfer the input voltage to a first one of the three Y-connected capacitors in the sampling phase.
  • the second sample and hold unit 140 may connect the first capacitor to the output terminal in the amplifying phase.
  • the third sample and hold unit 150 may transfer the input voltage to the second capacitance unit in the sampling phase.
  • at least one of the first sample and hold unit 130, the second sample and hold unit 140, and the third sample and hold unit 150 may include a bootstrap switch.
  • a second capacitor different from the first capacitor among the second capacitor unit 120 and the three Y-connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP may be grounded.
  • the three capacitors connected to the Y-type capacitor and the capacitor included in the second capacitor unit 120 may have the same capacitance.
  • the reference voltage may be determined according to the digital value of the previous step measured the input voltage in the previous step of the multiplying digital-to-analog converter.
  • FIG. 2 is a schematic conceptual diagram of a pipelined analog-to-digital converter according to an embodiment.
  • Pipeline analog-to-digital converters include multiple multiplying digital-to-analog converters that convert digital signals to analog signals, and multiple sub-flash analog-to-digital converters that convert analog signals to digital signals.
  • Converter a pipelined analog-to-digital converter for converting an input analog signal into a digital signal, and a digital correction logic for correcting an error of a digital signal output from a plurality of sub-flash analog-to-digital converters of the pipelined analog-to-digital converter. Logic).
  • the pipelined analog-to-digital converter may have a pipeline structure in which a multiplying digital analog converter and a sub-flash analog-to-digital converter form a single stage and connect a plurality of stages.
  • FIG. 3 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to an embodiment.
  • the multiplying digital to analog converter 300 is a digital to analog converter 302, a summer 303, an amplifier 304, a sample and hold circuit ( 305).
  • the input voltage is converted by the sub-flash analog-to-digital converter 301 into a 2.8-bit digital code.
  • the sub flash digital analog converter 301 generates a corresponding reference voltage in the digital analog converter 302.
  • the summer 303 performs a process of subtracting the reference voltage from the input voltage.
  • the subtracted value is called the residue value and is amplified four times in the amplifier 304 and then sampled in the sample and circuit 305.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing the structure of a conventional multiplying digital-to-analog converter.
  • a conventional multiplying digital-to-analog converter 400 includes four capacitors 401, 402, 403, 404, an amplifier, four sample and hold circuits 411, 412, 413, 414 and an output voltage. Is composed of a sample and circuit 415 for sampling.
  • the multiplying analog-to-digital converter requires two non-overlapping clocks 430.
  • the input voltage is applied through the input 424.
  • the sampling phase 431 the input signal is sampled, and in the amplifying paging 432, the reference voltage generated by the sub-flash digital-to-analog converter is subtracted and amplified from the input voltage.
  • the amplified value is output through the output unit 425.
  • the multiplying digital-to-analog converter stores charges by receiving an input voltage at one end of the sampling phase 431, and stores charges by receiving the digital voltage D * VREF of the amplifier part in the amplifying phase 432.
  • the amplifier amplifies a difference between the input voltage and the digital voltage D * VREF and outputs a residual voltage.
  • the other end of the capacitor (401, 402, 403, 404) is connected to the input node of the amplifier.
  • a digital voltage (D * VREF) representing a digital code value of a digital signal of N (N is an integer of 3 or more) bits may be input.
  • the capacitors 401, 402, and 403 may be input with VREF, GND, and -VREF, respectively, according to the digital code value of the digital signal.
  • Table 1 shows the subtracted results according to the digital code.
  • FIG. 5 shows an operation diagram of the circuit during the sampling phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
  • sampling phase 431 the sampling phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the amplifying phase switch is turned off to operate as an open circuit, as shown in FIG.
  • the amount of charge stored in the negative terminal of the amplifier is shown in [Equation 1].
  • FIG. 6 shows an operation diagram of the circuit during the amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
  • the amplifying phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the sampling phase switch is turned off to operate as an open circuit, as shown in FIG.
  • the amount of charge stored in the negative terminal of the amplifier is shown in [Equation 2].
  • Equation 1 Equation 1
  • Equation 2 Equation 2
  • Figure 7 shows a detailed circuit diagram of a multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • the multiplying digital analog converter 710 requires four unit capacitors 701, 702, 703, 704 to form a closed loop of sampling and amplifier.
  • the positive terminal of the two capacitors 703 and 704 is connected to the amplifier, and this node is IN.
  • the positive terminal of the two capacitors 701 and 702 is connected to the negative terminal of the other capacitor 703, and this node is referred to as VX.
  • Three capacitors 701, 702, 703 form a Y connection.
  • the negative terminal of capacitor 701 is always connected to ground.
  • the multiplying analog-to-digital converter 710 requires two non-overlapping clocks 720. During the sampling phase 740, two capacitors 702, 704 are connected to the input signal through sample and hold circuits 711, 712.
  • the negative terminal of the capacitor 704 is connected to a reference voltage based on a code generated by the sub flash analog to digital converter.
  • the negative terminal of the capacitor 702 is connected to the output terminal of the amplifier through the sample and hold circuit 713.
  • the multiplying digital-to-analog converter 710 may include a first capacitor unit 701, 702, and 703, a second capacitor unit 704, a first sample and hold unit 711, a second sample and hold unit 713, The third sample and hold part 712 may be included.
  • the first capacitors 701, 702, and 703 may sample and hold an input voltage in the sampling phase 740, and amplify the difference between the input voltage and the reference voltage in the amplifying phase 750 and transmit the amplified phase to the output terminal.
  • the first capacitor unit 701, 702, 703 may include three Y-type capacitors 701, 702, 703.
  • the second capacitor unit 704 samples and holds the input voltage in the sampling phase 740, and subtracts the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase 750. 701, 702, and 703.
  • the first sample and hold unit 711 may transfer the input voltage to the first capacitor 702 of the three Y-connected capacitors in the sampling phase 740.
  • the second sample and hold unit 713 may connect the first capacitor to the output terminal in the amplifying phase 750.
  • the third sample and hold unit 712 may transfer the input voltage to the second capacitance unit 704 in the sampling phase 740.
  • at least one of the first sample and hold unit 711, the second sample and hold unit 713, and the third sample and hold unit 712 may include a bootstrap switch.
  • the second capacitor 703 that is different from the first capacitor 702 of the second capacitor unit 704 and the three Y-connected capacitors is connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP is Can be grounded.
  • the existing multiplying digital-to-analog converter 400 shown in FIG. 4 required four unit capacitors and five sample and hold circuits.
  • the multiplying digital-to-analog converter 710 illustrated in FIG. 7 requires four unit capacitors as in FIG. 4, but only three sample and hold circuits are required.
  • the multiplying digital analog converter 710 requires about 40% less circuitry than the conventional multiplying digital analog converter 400 shown in FIG. Therefore, the clock distribution circuit, the silicon area and the low power operation can be expected.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of a circuit during a sampling phase of the multiplying digital-to-analog converter of FIG. 7 according to an embodiment.
  • the sampling phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the amplifying phase switch is turned off to operate as an open circuit.
  • the sampling phase switch is turned on to ground the VX node. Therefore, the voltage at both ends of the capacitor 801 becomes 0V to act as a short circuit. Similarly, the VIN node goes to 0V when the sampling phase switch is turned on. The voltage across the capacitor 803 is 0V, which acts as a short circuit.
  • the applied voltage is applied to the capacitors 802 and 804 to charge the amount of charge.
  • the sample and hold circuit 713 is open, and the other sample and hold circuits 711, 712 are shorted.
  • the sample and hold circuits 711 and 712 sample the applied voltage.
  • two capacitors 802 and 804 are connected to the input signal and nodes VX and VIN are connected to ground.
  • the charge stored in each node is as shown in [Equation 4] and [Equation 5].
  • FIG. 9 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 7 according to one embodiment.
  • the amplifying phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the sampling phase switch is turned off to operate as an open circuit.
  • the sampling phase switch is opened so that one end of capacitors 901, 902, 903 is connected to the VX node.
  • the capacitors 901, 902, 903 form a Y coupling.
  • the other end of the capacitor 901 is connected to ground and the other end of the capacitor 902 is connected to the sample and hold circuit 713.
  • the other end of the capacitor 903 is connected to the VIN node.
  • the sample and hold circuit 713 is connected to the output terminal 920 to form a feedback structure.
  • one end of the capacitor 904 is connected to the digital voltage 910, the other end is connected to the VIN node.
  • the digital voltage is the value of (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or + Vref or-(3/2) * Vref) to be.
  • the digital voltage is determined based on a code generated by the sub flash analog to digital converter.
  • the capacitor 904 is connected to a reference voltage and the capacitor 902 is connected to the output terminal of the amplifier. Charges stored in each node are as shown in [Equation 6] and [Equation 7].
  • the overall circuit area, power for driving the bootstrap switch, and the like can be reduced by about 40%.
  • Table 2 shows the subtraction values for the digital codes generated by the sub-flash analog-to-digital converters of the multiplying digital-to-analog converters.
  • FIG. 10 illustrates a block diagram of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • the differential mode multiplying digital-to-analog converter may include an input voltage multiplying digital-to-analog converter 1001 and a surf flash analog-to-digital converter 1002.
  • the differential mode input voltages VINP and VINN are applied to the multiplying digital analog converter 1001 and the sub flash analog digital converter 1002.
  • the sub-flash analog-to-digital converter 1002 receives a differential mode analog input voltage and converts it into a digital voltage to provide a digital value to the multi-flying digital-to-analog converter 1001.
  • the multiplying digital-to-analog converter 1001 subtracts an input signal and a digital value provided to the sub-flash analog-to-digital converter.
  • the subtracted value is called the residue, and the residue is amplified.
  • the amplified value is output from the output.
  • the differential mode multiplying digital analog converter 1001 requires about 40% less circuitry than conventional differential mode multiplying digital analog converters. Therefore, the clock distribution circuit, the silicon area and the low power operation can be expected.
  • FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a structure of a differential mode multiplying digital analog converter according to an embodiment.
  • the differential mode multiplying digital analog converter can be represented using two multiplying digital analog converters as described above.
  • Multiplying digital-to-analog converters can be connected via a common mode voltage (VCM).
  • VCM common mode voltage
  • a sampling phase turn-on switch that is turned on during the sampling phase may be connected to a node of a common mode voltage (VCM).
  • the differential mode multiplying digital-to-analog converter 1101 may include eight capacitors 1111, 1112, 1113, 1114, 1121, 1122, 1123, and 1124, an amplifier 1100, a sample and hold circuit 1115, 1116, 1117, 1125, 1126, and 1127), and may be configured as a switch.
  • the unit capacitors 1111, 1112, 1113, and 1114 sample and amplify the positive input voltage to generate a negative output voltage.
  • Sub-flash analog-to-digital converters provide positive digital values.
  • the unit capacitors 1121, 1122, 1123, and 1124 sample and amplify the negative input voltage to produce a positive output voltage.
  • Sub-flash analog-to-digital converters provide negative digital values.
  • the amplifier 1100 amplifies the residue in a differential mode.
  • Multiplying digital-to-analog converter 1101 requires two non-overlapping clocks 1102.
  • the differential input voltage is sampled to capacitor pair ⁇ (1112, 1114) ⁇ , ⁇ (1122, 1124) ⁇ , respectively, and during the next amplification paging 1140, a pair of sampling capacitors 1114, 1124 Reference voltage (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or -Vref or-based on the digital code of the sub-flash analog-to-digital converter (3/2) * Vref).
  • the other capacitor pairs 1112 and 1122 are connected to output nodes, respectively.
  • a residue is generated in which the reference voltage is subtracted from the input voltage, and the residue is amplified.
  • the first positive capacitors 1111, 1112, and 1113 sample and hold a positive input voltage in the sampling phase 1130, and amplify the difference between the input voltage and the first reference voltage in the amplifying phase 1140 to output a first output. Can be delivered to the terminal.
  • the second positive capacitor unit 1114 samples and holds the positive input voltage in the sampling phase 1130, and subtracts the first reference voltage from the positive input voltage in the amplifying phase 1140. The difference may be transferred to the first capacitor unit.
  • the first positive capacitor parts 1111, 1112, and 1113 may include three capacitors connected to a first Y-type capacitor.
  • the first capacitor parts 1121, 1122, and 1123 sample and hold a negative input voltage in the sampling phase 1130, and amplify the difference between the negative input voltage and the second reference voltage in the amplification phase 1140.
  • the second capacitor unit samples and holds the negative input voltage in the sampling phase 1130, and subtracts the voltage difference obtained by subtracting the second reference voltage from the negative input voltage in the amplifying phase 1140. It may be transferred to the subcapacitors 1121, 1122, and 1123.
  • the first part capacitor parts 1121, 1122, and 1123 may include three capacitors connected to a second Y-type.
  • the first positive sample and hold 1115 may transfer the positive input voltage to the first positive capacitor among the three Y-connected capacitors in the sampling phase 1130.
  • the second positive sample and hold 1117 may connect the first positive capacitor to the first output terminal in the amplifying phase 1140.
  • the third positive sample and hold 1116 may transmit the positive input voltage to the second positive capacitance unit 1114 in the sampling phase 1130.
  • the first part sample and hold unit 1125 may transfer the negative input voltage to the first part capacitor among the three Y-connected capacitors in the sampling phase 1130.
  • the second unit sample and hold unit 1127 may connect the first unit capacitor to the second output terminal in the amplifying phase 1140.
  • the third part sample and hold 1126 may transfer the negative input voltage to the second part capacitance part 1124 in the sampling phase 1130.
  • the first tablet sample and hold 1115, the second tablet sample and hold 1117, the third tablet sample and hold 1116, and the first sample and hold may include a bootstrap switch.
  • a second positive capacitor 1113 which is different from the first positive capacitor 1112 among the second positive capacitor unit 1114 and the first Y-connected three capacitors is connected to the positive input of the OP AMP
  • the second part capacitor 1123 different from the first part capacitor 1122 among the second part capacitor part 1124 and the three Y-type connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP.
  • the first reference voltage is an analog voltage level determined according to a first digital value of a previous step measured by the positive input voltage in a previous step of the differential mode multiplying digital-analog converter
  • the second reference voltage is The negative input voltage may be an analog voltage level determined according to the second digital value of the previous step measured in the previous step of the differential mode multiplying digital-analog converter.
  • FIG. 12 illustrates an operation diagram of a circuit during the sampling phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • the sampling phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the amplifying phase switch is turned off to operate as an open circuit.
  • the sampling phase switch is turned on to connect the VPX node with a node of a common mode voltage (VCM). Therefore, the voltage across the capacitor 1211 becomes equal to the voltage of the VCM and acts as a short circuit.
  • the VINP node is turned on by the sampling phase switch to be the same as the voltage of the VCM, which acts as a short circuit.
  • the voltage across the capacitor 1213 acts as a short circuit to VCM.
  • the applied voltage is applied to the capacitors 1212 and 1214 to charge the amount of charge.
  • the sampling phase switch is turned on to connect the VNX node with a node of a common mode voltage (VCM). Therefore, the voltage at both ends of the capacitor 1221 is equal to the voltage of the VCM to act as a short circuit.
  • the VINN node also turns on the sampling phase switch to equal the voltage at VCM and acts as a short circuit.
  • the voltage across the capacitor 1223 acts as a short circuit to VCM.
  • the applied voltage is charged to the capacitors 1222 and 1224 to charge the amount of charge.
  • FIG. 13 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplification phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
  • the amplifying phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the sampling phase switch is turned off to operate as an open circuit.
  • the sampling phase switch is opened so that one end of capacitors 1311, 1312, 1313 is connected to the VPX node.
  • the capacitors 1311, 1312, and 1313 form a Y coupling.
  • the other end of the capacitor 1311 is connected to a node of a common mode voltage (VCM), and the capacitor 1312 is connected to a sample and hold circuit.
  • the other end of the capacitor 1313 is connected to the VINP node.
  • the sample and hold circuit connected to the capacitor 1312 is connected to the output terminal to form a feedback structure.
  • one end of the capacitor 1314 is connected with a digital voltage and the other end is connected with a VINP node.
  • the digital voltage is the value of (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or + Vref or-(3/2) * Vref) to be.
  • the digital voltage is determined based on a code generated in the sub flash analog to digital converter.
  • the sampling phase switch is opened so that one end of the capacitors 1321, 1322, 1323 are connected to the VNX node.
  • the capacitors 1321, 1322, and 1323 form a Y-coupling.
  • the other end of the capacitor 1321 is connected to a node of a common mode voltage (VCM), and the capacitor 1322 is connected to a sample and hold circuit.
  • the other end of the capacitor 1323 is connected to the VINP node.
  • the sample and hold circuit connected to the capacitor 1322 is connected to the output terminal to form a feedback structure.
  • one end of the capacitor 1324 is connected with a digital voltage and the other end is connected with a VINP node.
  • the digital voltage is the value of (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or + Vref or-(3/2) * Vref) to be.
  • the digital voltage is determined based on a code generated in the sub flash analog to digital converter.
  • the existing differential mode multiplying digital analog converter can be replaced with the differential mode multiplying digital analog converter shown in FIG.
  • the number of capacitors did not change, but the number of sample and hold circuits was reduced from ten to six.
  • the driving path of the clock distribution circuit is reduced, and the space of the clock distribution circuit can be reduced by 3/5. That is, the sample and hold circuit usually uses a bootstrap switch, which has a larger area than a conventional transistor. Much bigger. For example, it may have an area of 20 times or more than a conventional transistor.
  • the driving power consumption is large, and since the bootstrap switch must receive a negative input as well as a positive input, the driving power is also large.
  • the overall circuit area, power for driving the bootstrap switch, and the like can be reduced by about 40%.
  • the system described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components.
  • the systems and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable arrays (FPAs), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other system capable of executing and responding to instructions.
  • the processing system may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
  • the processing system may also access, store, manipulate, process and generate data in response to the execution of the software.
  • OS operating system
  • the processing system may also access, store, manipulate, process and generate data in response to the execution of the software.
  • processing system includes a plurality of processing elements and / or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include.
  • the processing system may include a plurality of processors or one processor and one controller.
  • other processing configurations are possible, such as parallel processors.
  • the software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device.
  • Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or system for the purpose of interpreting or providing instructions or data to the processing system. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted.
  • the software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner.
  • Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
  • the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

Abstract

The present invention relates to a multiplying digital analog converter included in a pipelined analog digital converter, and an operating method for same. The multiplying digital analog converter comprises: a first capacitor unit which samples an input voltage in a sampling phase and holds same, and amplifies the difference between the input voltage and a reference voltage in an amplification phase, and transmits same to an output terminal; and a second capacitor unit which samples the input voltage in the sampling phase, and holds same, and transmits, to the first capacitor unit, the voltage difference resulting from the reference voltage having been subtracted from the input voltage in the amplification phase. The first capacitor unit can comprise three Y-connected capacitors.

Description

멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터 및 그 동작 방법Multiplying Digital Analog Converter and Its Operation Method
파이프라인 아날로그 디지털 컨버터에 포함되는 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 구조 및 동작 방법에 연관된다.It relates to the structure and operation method of a multiplying digital analog converter included in a pipelined analog to digital converter.
아날로그 디지털 컨버터(ADC, Analog-to-Digital Converter)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 장치로, 아날로그 디지털 컨버터는 신호 변환 방식에 따라 플래시 아날로그 디지털 컨버터(Flash ADC), 축차 비교형 아날로그 디지털 컨버터(Successive-approximation ADC), 집적 아날로그 디지털 컨버터(Integrating ADC), 파이프라인 아날로그-디지털 컨버터(Pipelined ADC) 및 시그마-델타 아날로그 디지털 컨버터(Sigma-Delta ADC)로 구분된다.Analog-to-Digital Converter (ADC) is a device that converts analog signals to digital signals.The analog-to-digital converter is a flash analog-to-digital converter (Flash ADC), a sequential comparison analog-to-digital converter ( It is divided into Successive-approximation ADC, Integrated Analog-to-Digital Converter (Integrating ADC), Pipelined Analog-to-Digital Converter (Pipelined ADC), and Sigma-Delta Analog-to-Digital Converter (Sigma-Delta ADC).
아날로그 디지털 컨버터는 아날로그 신호를 아날로그 신호에 상응하는 디지털 코드로 변환하는 역할을 수행한다. 생성된 디지털 코드는 디지털 도메인에서 처리되며, 데이터 저장에도 용이하다.The analog-to-digital converter converts an analog signal into a digital code corresponding to the analog signal. The generated digital code is processed in the digital domain and is easy to store data.
휴대용 시스템에서는 고속, 높은 해상도, 저전력 아날로그 디지털 컨버터가 디지털 멀티미디어에 많이 사용된다. 최근 디지털 멀티미디어와 연관한 디지털 변환기의 연구가 많이 이루어지고 있다.In portable systems, high-speed, high resolution, low-power analog-to-digital converters are popular for digital multimedia. Recently, many researches on digital converters related to digital multimedia have been conducted.
본 발명의 일실시예의 목적은 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다. It is an object of one embodiment of the present invention to provide a multiplying digital analog converter and a method of operation thereof.
일측에 따르면, 샘플링 페이즈에서 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압과 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 출력 단자에 전달하는 제1 커패시터부; 및 상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압에서 상기 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부에 전달하는 제2 커패시터부를 포함하고, 상기 제1 커패시터부는 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터가 제공된다.According to one side, a first capacitor unit for sampling and holding the input voltage in the sampling phase, and amplifies the difference between the input voltage and the reference voltage in the amplifying phase and transfers it to an output terminal; And a second capacitor unit configured to sample and hold the input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit. The capacitor section is provided with a multiplying digital-to-analog converter comprising three capacitors connected Y-shaped.
본 발명의 일 실시예에 따르면 클록 분배회로의 감소와 실리콘 면적의 감소 및 저전력 작동을 기대할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a reduction in clock distribution circuit, a reduction in silicon area, and low power operation can be expected.
도 1은 일실시예에 따른 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터의 블록도이다.1 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to one embodiment.
도 2는 일실시예에 따른 파이프라인 아날로그 디지털 컨버터에 관한 개략적인 개념도이다.2 is a schematic conceptual diagram of a pipelined analog-to-digital converter according to an embodiment.
도 3은 일실시예에 따른 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 블록 다이어그램을 도시한 도면이다.3 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to an embodiment.
도 4는 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 구조를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing the structure of a conventional multiplying digital-to-analog converter.
도 5는 도 4의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 샘플링 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 5 shows an operation diagram of the circuit during the sampling phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
도 6은 도 4의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 증폭 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 6 shows an operation diagram of the circuit during the amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
도 7은 일실시예에 따른 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 세부 회로도를 도시한다.Figure 7 shows a detailed circuit diagram of a multiplying digital analog converter according to one embodiment.
도 8은 일실시예에 따른 도 7의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 샘플링 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an operation of a circuit during a sampling phase of the multiplying digital-to-analog converter of FIG. 7 according to an embodiment.
도 9는 일실시예에 따른 도 7의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 증폭 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.9 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 7 according to one embodiment.
도 10은 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 블록 다이어그램을 도시한 도면이다.10 illustrates a block diagram of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
도 11은 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 구조를 도시한 회로도이다.11 is a circuit diagram illustrating a structure of a differential mode multiplying digital analog converter according to an embodiment.
도 12는 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 샘플링 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.12 illustrates an operation diagram of a circuit during the sampling phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
도 13은 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 증폭 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 13 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplification phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
일측에 따르면, 샘플링 페이즈에서 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압과 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 출력 단자에 전달하는 제1 커패시터부; 및 상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압에서 상기 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부에 전달하는 제2 커패시터부를 포함하고, 상기 제1 커패시터부는 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터가 제공된다.According to one side, a first capacitor unit for sampling and holding the input voltage in the sampling phase, and amplifies the difference between the input voltage and the reference voltage in the amplifying phase and transfers it to an output terminal; And a second capacitor unit configured to sample and hold the input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit. The capacitor section is provided with a multiplying digital-to-analog converter comprising three capacitors connected Y-shaped.
일실시예에 따르면, 상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1 커패시터로 전달하는 제1 샘플 앤드 홀드부; 상기 증폭 페이즈에서 상기 제1 커패시터를 상기 출력 단자로 연결하는 제2 샘플 앤드 홀드부; 및 상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 상기 제2 커패시턴스부로 전달하는 제3 샘플 앤드 홀드부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the first sample and hold unit may transfer the input voltage to a first one of the three Y-connected capacitors in the sampling phase; A second sample and hold unit connecting the first capacitor to the output terminal in the amplifying phase; And a third sample and hold unit configured to transfer the input voltage to the second capacitance unit in the sampling phase.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 샘플 앤드 홀드부, 상기 제2 샘플 앤드 홀드부, 및 상기 제3 샘플 앤드 홀드부 중 적어도 하나는 부트스트랩 스위치를 포함할 수 있다.According to another embodiment, at least one of the first sample and hold part, the second sample and hold part, and the third sample and hold part may include a bootstrap switch.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 커패시터부 및 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1 커패시터와 상이한 제2 커패시터는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결되고, 상기 OP AMP의 포지티브 인풋은 그라운드 될 수 있다.According to another embodiment, a second capacitor different from the first capacitor among the second capacitor portion and the three Y-type connected capacitors is connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP may be grounded. Can be.
또한, 상기 Y형 연결된 상기 세 개의 커패시터들 및 상기 제2 커패시터부에 포함되는 커패시터는 동일한 커패시턴스를 가질 수 있다.In addition, the three capacitors connected to the Y-type capacitor and the capacitor included in the second capacitor part may have the same capacitance.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 레퍼런스 전압은 상기 입력 전압을 상기 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 디지털 값에 따라 결정될 수 있다.According to another embodiment, the reference voltage may be determined according to the digital value of the previous step measured the input voltage in the previous step of the multiplying digital-to-analog converter.
다른 일측에 따르면, 샘플링 페이즈에서 양의 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압과 제1 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 제1 출력 단자에 전달하는 제1정 커패시터부; 상기 샘플링 페이즈에서 상기 양의 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 양의 입력 전압에서 상기 제1 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부에 전달하는 제2정 커패시터부; 상기 샘플링 페이즈에서 음의 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 음의 입력 전압과 제2 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 제2 출력 단자에 전달하는 제1부 커패시터부; 및 상기 샘플링 페이즈에서 상기 음의 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 음의 입력 전압에서 상기 제2 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1부 커패시터부에 전달하는 제2부 커패시터부를 포함하고, 상기 제1정 커패시터부는 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하고, 상기 제1부 커패시터부는 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하는 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터가 제공된다.According to the other side, the first positive capacitor unit for sampling and holding a positive input voltage in the sampling phase, and amplifies the difference between the input voltage and the first reference voltage in the amplifying phase and transfers it to a first output terminal; A second positive capacitor unit configured to sample and hold the positive input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the first reference voltage from the positive input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit; ; A first sub-capacitor for sampling and holding a negative input voltage in the sampling phase and amplifying a difference between the negative input voltage and a second reference voltage in the amplifying phase and transferring the negative input voltage to a second output terminal; And a second unit configured to sample and hold the negative input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the second reference voltage from the negative input voltage in the amplifying phase to the first unit capacitor. A differential mode multiplying digital-to-analog converter is provided that includes a capacitor portion, wherein the first positive capacitor portion includes three capacitors connected to a first Y type, and the first portion capacitor portion includes three capacitors connected to a second Y type. do.
일실시예에 따르면, 상기 샘플링 페이즈에서 상기 양의 입력 전압을 상기 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1정 커패시터로 전달하는 제1정 샘플 앤드 홀드부; 상기 증폭 페이즈에서 상기 제1정 커패시터를 상기 제1 출력 단자로 연결하는 제2정 샘플 앤드 홀드부; 상기 샘플링 페이즈에서 상기 양의 입력 전압을 상기 제2정 커패시턴스부로 전달하는 제3정 샘플 앤드 홀드부; 상기 샘플링 페이즈에서 상기 음의 입력 전압을 상기 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1부 커패시터로 전달하는 제1부 샘플 앤드 홀드부; 상기 증폭 페이즈에서 상기 제1부 커패시터를 상기 제2 출력 단자로 연결하는 제2부 샘플 앤드 홀드부; 및 상기 샘플링 페이즈에서 상기 음의 입력 전압을 상기 제2부 커패시턴스부로 전달하는 제3부 샘플 앤드 홀드부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the first positive sample and hold unit may transfer the positive input voltage to a first positive capacitor among the three Y-type connected capacitors in the sampling phase; A second positive sample and hold unit connecting the first positive capacitor to the first output terminal in the amplifying phase; A third positive sample and hold unit transferring the positive input voltage to the second positive capacitance unit in the sampling phase; A first part sample and hold part configured to transfer the negative input voltage to a first part capacitor among the two Y-type connected capacitors in the sampling phase; A second part sample and hold part connecting the first part capacitor to the second output terminal in the amplifying phase; And a third part sample and hold part configured to transfer the negative input voltage to the second part capacitance part in the sampling phase.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1정 샘플 앤드 홀드부, 상기 제2정 샘플 앤드 홀드부, 상기 제3정 샘플 앤드 홀드부, 상기 제1부 샘플 앤드 홀드부, 상기 제2부 샘플 앤드 홀드부 및 상기 제3부 샘플 앤드 홀드부 중 적어도 하나는 부트스트랩 스위치를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the first tablet sample and hold part, the second tablet sample and hold part, the third tablet sample and hold part, the first part sample and hold part, the second part sample and hold part And at least one of the third unit sample and hold unit may include a bootstrap switch.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2정 커패시터부 및 상기 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1정 커패시터와 상이한 제2정 커패시터는 OP AMP의 포지티브 인풋에 연결되고, 상기 제2부 커패시터부 및 상기 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1부 커패시터와 상이한 제2부 커패시터는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결될 수 있다.According to another embodiment, a second positive capacitor different from the first positive capacitor among the second positive capacitor part and the three Y-type connected capacitors is connected to the positive input of the OP AMP, and the second part A second part capacitor different from the first part capacitor among the capacitor part and the three Y-type connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 레퍼런스 전압은 상기 양의 입력 전압을 상기 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 제1 디지털 값에 따라 결정되는 아날로그 전압 레벨이고, 상기 제2 레퍼런스 전압은 상기 음의 입력 전압을 상기 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 제2 디지털 값에 따라 결정되는 아날로그 전압 레벨일 수 있다.According to yet another embodiment, the first reference voltage is an analog voltage level that is determined according to a first digital value of a previous step of measuring the positive input voltage in a previous step of the differential mode multiplying digital-to-analog converter. The second reference voltage may be an analog voltage level that is determined according to the second digital value of the previous step measured the negative input voltage in the previous step of the differential mode multiplying digital-analog converter.
또 다른 일측에 따르면, 제2 커패시터부에서 샘플링 페이즈의 입력 전압을 샘플하여 홀드하는 단계; 상기 제2 커패시터부에서 증폭 페이즈의 상기 입력 전압에서 레퍼런스 전압을 감산한 전압 차이를 제1 커패시터부에 전달하는 단계; 상기 제1 커패시터부에서 상기 샘플링 페이즈의 상기 입력 전압을 샘플하여 홀드하는 단계; 및 상기 제1 커패시터부에서 상기 증폭 페이즈의 상기 입력 전압과 상기 레퍼런스 상기 전압 차이를 증폭하여 출력 단자에 전달하는 단계를 포함하고, 상기 제1 커패시터부는 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환 방법이 제공된다.According to yet another aspect, the method includes: holding and sampling an input voltage of a sampling phase in a second capacitor unit; Transferring, by the second capacitor unit, a voltage difference obtained by subtracting a reference voltage from the input voltage of an amplifying phase; Sampling and holding the input voltage of the sampling phase in the first capacitor unit; And amplifying and transmitting the difference between the input voltage and the reference voltage of the amplifying phase in the first capacitor part to an output terminal, wherein the first capacitor part includes three Y-connected capacitors. An analog conversion method is provided.
일실시예에 따르면, 제1 샘플 앤드 홀드부에서 상기 샘플링 페이즈의 상기 입력 전압을 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1 커패시터로 전달하는 단계; 및 제2 샘플 앤드 홀드부에서 상기 증폭 페이즈의 상기 제1 커패시터를 상기 출력 단자로 연결하고, 제3 샘플 앤드 홀드부에서 상기 샘플링 페이즈의 상기 입력 전압을 상기 제2 커패시턴스부로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of transferring the input voltage of the sampling phase to a first one of the three Y-connected capacitors in the first sample and hold unit; And connecting the first capacitor of the amplifying phase to the output terminal in a second sample and hold unit, and transferring the input voltage of the sampling phase to the second capacitance unit in a third sample and hold unit. can do.
다른 실시예에 따르면, 상기 제2 커패시터부 및 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1 커패시터와 상이한 제2 커패시터는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결되고, 상기 OP AMP의 포지티브 인풋은 그라운드 될 수 있다.According to another embodiment, a second capacitor different from the first capacitor among the second capacitor unit and the three Y-type connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP may be grounded. have.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 입력 전압을 상기 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 디지털 값에 따라 상기 레퍼런스 전압을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment, the method may further include determining the reference voltage according to the digital value of the previous step measured by the input voltage before the multiplying digital-to-analog converter.
이하에서, 일부 실시예들을, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, some embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is not limited or limited by these embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
아래 설명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.The terminology used in the following description has been selected as widely used as possible in the present invention in consideration of the functions in the present invention, but may vary according to the intention or custom of the person skilled in the art, the emergence of new technologies and the like.
또한 특정한 경우는 이해를 돕거나 및/또는 설명의 편의를 위해 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant for the sake of understanding and / or convenience of description, and in this case, detailed meanings thereof will be described in the corresponding description. Therefore, the terms used in the following description should be understood based on the meanings of the terms and the contents throughout the specification, rather than simply the names of the terms.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as "first" and "second" are intended to distinguish one component from another component, and the scope of the present invention should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly connected to the other component. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
도 1은 일실시예에 따른 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터의 블록도이다.1 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to one embodiment.
멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터는 제1 커패시터부(110), 제2 커패시터부(120), 제1 샘플 앤드 홀드부(130), 제2 샘플 앤드 홀드부(140), 제3 샘플 앤드 홀드부(150)를 포함할 수 있다.The multiplying digital-analog converter includes a first capacitor unit 110, a second capacitor unit 120, a first sample and hold unit 130, a second sample and hold unit 140, and a third sample and hold unit ( 150).
제1 커패시터부(110)는 샘플링 페이즈에서 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압과 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 출력 단자에 전달할 수 있다. 상기 제1 커패시터부(110)는 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함할 수 있다.The first capacitor unit 110 may sample and hold an input voltage in a sampling phase, and amplify a difference between the input voltage and a reference voltage in an amplifying phase and transfer the same to an output terminal. The first capacitor unit 110 may include three capacitors Y-connected.
제2 커패시터부는 상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압에서 상기 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부(110)에 전달할 수 있다.The second capacitor unit may sample and hold the input voltage in the sampling phase and transfer the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit 110.
제1 샘플 앤드 홀드부(130)는 상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1 커패시터로 전달할 수 있다. 제2 샘플 앤드 홀드부(140)는 상기 증폭 페이즈에서 상기 제1 커패시터를 상기 출력 단자로 연결될 수 있다. 제3 샘플 앤드 홀드부(150)는 상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 상기 제2 커패시턴스부로 전달할 수 있다. 또한, 상기 제1 샘플 앤드 홀드부(130), 상기 제2 샘플 앤드 홀드부(140), 및 상기 제3 샘플 앤드 홀드부(150) 중 적어도 하나는 부트스트랩 스위치를 포함할 수 있다.The first sample and hold unit 130 may transfer the input voltage to a first one of the three Y-connected capacitors in the sampling phase. The second sample and hold unit 140 may connect the first capacitor to the output terminal in the amplifying phase. The third sample and hold unit 150 may transfer the input voltage to the second capacitance unit in the sampling phase. In addition, at least one of the first sample and hold unit 130, the second sample and hold unit 140, and the third sample and hold unit 150 may include a bootstrap switch.
상기 제2 커패시터부(120) 및 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1 커패시터와 상이한 제2 커패시터는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결되고, 상기 OP AMP의 포지티브 인풋은 그라운드 될 수 있다.A second capacitor different from the first capacitor among the second capacitor unit 120 and the three Y-connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP may be grounded.
또한, 상기 Y형 연결된 상기 세 개의 커패시터들 및 상기 제2 커패시터부(120)에 포함되는 커패시터는 동일한 커패시턴스를 가질 수 있다.In addition, the three capacitors connected to the Y-type capacitor and the capacitor included in the second capacitor unit 120 may have the same capacitance.
상기 레퍼런스 전압은 상기 입력 전압을 상기 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 디지털 값에 따라 결정될 수 있다.The reference voltage may be determined according to the digital value of the previous step measured the input voltage in the previous step of the multiplying digital-to-analog converter.
도 2는 일실시예에 따른 파이프라인 아날로그 디지털 컨버터에 관한 개략적인 개념도이다.2 is a schematic conceptual diagram of a pipelined analog-to-digital converter according to an embodiment.
파이프라인 아날로그 디지털 컨버터는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 다수의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(Multiplying Digital to Analog Converter), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 다수의 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터(Sub Flash Analog to Digital Converter), 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 파이프라인 아날로그 디지털 변환부, 파이프라인 아날로그 디지털 변환부의 다수의 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터에서 출력되는 디지털 신호의 에러를 정정하는 디지털 커렉션 로직(Digital Correction Logic)을 포함할 수 있다.Pipeline analog-to-digital converters include multiple multiplying digital-to-analog converters that convert digital signals to analog signals, and multiple sub-flash analog-to-digital converters that convert analog signals to digital signals. Converter, a pipelined analog-to-digital converter for converting an input analog signal into a digital signal, and a digital correction logic for correcting an error of a digital signal output from a plurality of sub-flash analog-to-digital converters of the pipelined analog-to-digital converter. Logic).
파이프라인 아날로그 디지털 컨버터는 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터 및 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터가 하나의 스테이지를 이루어 다수의 스테이지를 연결한 파이프라인 구조를 가질 수 있다.The pipelined analog-to-digital converter may have a pipeline structure in which a multiplying digital analog converter and a sub-flash analog-to-digital converter form a single stage and connect a plurality of stages.
도 3은 일실시예에 따른 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 블록 다이어그램을 도시한 도면이다.3 is a block diagram of a multiplying digital-to-analog converter according to an embodiment.
멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(Multiplying Digital to Analog Converter)(300)는 디지털 아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter)(302), 합산기(303), 증폭기(304), 샘플 앤드 회로(sample and hold circuit)(305)를 포함할 수 있다.The multiplying digital to analog converter 300 is a digital to analog converter 302, a summer 303, an amplifier 304, a sample and hold circuit ( 305).
일실시예에 따르면, 입력 전압은 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터(301)에 의하여 2.8비트의 디지털 코드로 변환된다. 서브 플래쉬 디지털 아날로그 컨버터(301)는 그에 상응하는 기준 전압을 디지털 아날로그 컨버터(302)에서 생성한다. 입력 전압에서 기준 전압이 감산되는 과정을 합산기(303)에서 수행한다. 감산된 값은 레지듀 값으로 불리며, 4배로 증폭기(304)에서 증폭된 후, 샘플 앤드 회로(305)에서 샘플링된다.According to one embodiment, the input voltage is converted by the sub-flash analog-to-digital converter 301 into a 2.8-bit digital code. The sub flash digital analog converter 301 generates a corresponding reference voltage in the digital analog converter 302. The summer 303 performs a process of subtracting the reference voltage from the input voltage. The subtracted value is called the residue value and is amplified four times in the amplifier 304 and then sampled in the sample and circuit 305.
도 4는 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 구조를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing the structure of a conventional multiplying digital-to-analog converter.
일실시예에 따르면, 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(400)는 4개의 커패시터(401, 402, 403, 404), 증폭기, 4개의 샘플 앤드 홀드 회로(411, 412, 413, 414) 및 출력 전압을 샘플링하는 샘플 앤드 회로(415)로 구성된다.According to one embodiment, a conventional multiplying digital-to-analog converter 400 includes four capacitors 401, 402, 403, 404, an amplifier, four sample and hold circuits 411, 412, 413, 414 and an output voltage. Is composed of a sample and circuit 415 for sampling.
일실시예에 따르면, 멀티플라잉 아날로그 디지털 컨버터는 두 개의 겹치지 않는 클록(430)이 필요하다. 입력 전압은 입력부(424)를 통하여 인가된다. 샘플링 페이즈(431)에서는 입력 신호를 샘플링하고, 증폭 페이징(432)에서는 입력 전압으로부터 서브 플래쉬 디지털 아날로그 컨버터에서 생성된 기준 전압이 감산, 증폭(405)된다. 증폭된 값은 출력부(425)를 통하여 출력된다.According to one embodiment, the multiplying analog-to-digital converter requires two non-overlapping clocks 430. The input voltage is applied through the input 424. In the sampling phase 431, the input signal is sampled, and in the amplifying paging 432, the reference voltage generated by the sub-flash digital-to-analog converter is subtracted and amplified from the input voltage. The amplified value is output through the output unit 425.
다른 실시예에 따르면, 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터는 샘플링 페이즈(431)에서 일단에 입력전압을 입력받아 전하를 저장하고 증폭 페이즈(432)에서 증폭부의 디지털 전압(D*VREF)을 입력받아 전하를 저장하는 커패시터(401, 402, 403), 샘플링 페이즈(431)에서 일단에 입력전압을 입력받아 전하를 저장하고 증폭 페이즈(432)에서 일단이 증폭부의 출력노드로 연결되는 커패시터(404), 및 증폭 페이즈(432)에서 입력전압과 디지털 전압(D*VREF)의 차이를 증폭하여 레지듀 전압을 출력하는 증폭부를 포함한다.According to another embodiment, the multiplying digital-to-analog converter stores charges by receiving an input voltage at one end of the sampling phase 431, and stores charges by receiving the digital voltage D * VREF of the amplifier part in the amplifying phase 432. Capacitors 401, 402, and 403, a capacitor 404 having one end of an input voltage stored at a sampling phase 431, storing charges, and one end of which is connected to an output node of an amplifying unit at an amplifying phase 432, and an amplifying phase. In operation 432, the amplifier amplifies a difference between the input voltage and the digital voltage D * VREF and outputs a residual voltage.
또한, 커패시터(401, 402, 403, 404)의 타단은 증폭부의 입력노드로 연결된다. 병렬 연결된 커패시터의 갯수에 따라서 N(N은 3이상의 정수)비트의 디지털 신호의 디지털 코드값을 나타내는 디지털 전압(D*VREF)을 입력 받을 수 있다. 커패시터(401, 402, 403)에는 디지털 신호의 디지털 코드 값에 따라 각각 VREF, GND, -VREF가 입력될 수 있다. [표 1]은 디지털 코드에 따른 감산된 결과를 나타낸다.In addition, the other end of the capacitor (401, 402, 403, 404) is connected to the input node of the amplifier. According to the number of capacitors connected in parallel, a digital voltage (D * VREF) representing a digital code value of a digital signal of N (N is an integer of 3 or more) bits may be input. The capacitors 401, 402, and 403 may be input with VREF, GND, and -VREF, respectively, according to the digital code value of the digital signal. Table 1 shows the subtracted results according to the digital code.
표 1
Resolved digital code, D Equivalent Value Equivalent resultant reference voltage
000 -3/4 -3/4*Vref
001 -2/4 -2/4*Vref
010 -1/4 -1/4*Vref
011 0 GND
100 +1/4 +1/4*Vref
101 +2/4 +2/4*Vref
110 +3/4 +3/4*Vref
Table 1
Resolved digital code, D Equivalent Value Equivalent resultant reference voltage
000 -3/4 -3 / 4 * Vref
001 -2/4 -2 / 4 * Vref
010 -1/4 -1 / 4 * Vref
011 0 GND
100 +1/4 + 1/4 * Vref
101 +2/4 + 2/4 * Vref
110 +3/4 + 3/4 * Vref
도 5는 도 4의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 샘플링 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 5 shows an operation diagram of the circuit during the sampling phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
샘플링 페이즈(431)에서 샘플링 페이즈 스위치는 턴온되어 단락회로와 같이 동작하고, 증폭 페이즈 스위치는 턴오프되어 개방회로와 같이 동작하므로 도5와 같다. 증폭기의 음극 단자에 저장된 전하량은 [수학식 1]과 같다.In the sampling phase 431, the sampling phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the amplifying phase switch is turned off to operate as an open circuit, as shown in FIG. The amount of charge stored in the negative terminal of the amplifier is shown in [Equation 1].
수학식 1
Figure PCTKR2014005948-appb-M000001
Equation 1
Figure PCTKR2014005948-appb-M000001
도 6은 도 4의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 증폭 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 6 shows an operation diagram of the circuit during the amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 4.
증폭 페이즈(432)에서 증폭 페이즈 스위치는 턴온되어 단락회로와 같이 동작하고, 샘플링 페이즈 스위치는 턴오프되어 개방회로와 같이 동작하므로 도6과 같다. 증폭기의 음극 단자에 저장된 전하량은 [수학식 2]와 같다.In the amplifying phase 432, the amplifying phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the sampling phase switch is turned off to operate as an open circuit, as shown in FIG. The amount of charge stored in the negative terminal of the amplifier is shown in [Equation 2].
수학식 2
Figure PCTKR2014005948-appb-M000002
Equation 2
Figure PCTKR2014005948-appb-M000002
전하량 보존의 법칙에 따라 [수학식 1]과 [수학식 2]가 같다. 정리하면 [수학식 3]과 같다.[Equation 1] and [Equation 2] are the same according to the law of conservation of charge amount. In summary, Equation 3 is shown.
수학식 3
Figure PCTKR2014005948-appb-M000003
Equation 3
Figure PCTKR2014005948-appb-M000003
도 7은 일실시예에 따른 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 세부 회로도를 도시한다.Figure 7 shows a detailed circuit diagram of a multiplying digital analog converter according to one embodiment.
일실시예에 따르면, 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(710)는 샘플링 및 증폭기의 폐루프를 형성하기 위해서 4개의 단위 커패시터(701, 702, 703, 704)를 필요로 한다. 두 개의 커패시터(703, 704)의 양극 단자는 증폭기에 연결되며, 이 노드를 IN으로 한다. 2개의 커패시터(701, 702)의 양극단자는 다른 커패시터(703)의 음극 단자에 연결되며, 이 노드는 VX로 한다. 3개의 커패시터(701, 702, 703)은 Y연결을 형성한다. 커패시터(701)의 음극 단자는 항상 접지에 연결된다. 멀티플라잉 아날로그 디지털 컨버터(710)는 두 개의 겹치지 않는 클록(720)이 필요하다. 샘플링 페이즈(740) 동안 두 개의 커패시터(702, 704)는 샘플 앤드 홀드 회로(711, 712)를 통해서 입력 신호에 연결된다. 증폭 페이즈(750) 동안에는 커패시터(704)의 음극단자는 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터에서 생성한 코드에 의거하여 기준 전압에 연결된다. 커패시터(702)의 음극단자는 샘플 앤드 홀드 회로(713)을 통해서 증폭기의 출력단자에 연결된다.According to one embodiment, the multiplying digital analog converter 710 requires four unit capacitors 701, 702, 703, 704 to form a closed loop of sampling and amplifier. The positive terminal of the two capacitors 703 and 704 is connected to the amplifier, and this node is IN. The positive terminal of the two capacitors 701 and 702 is connected to the negative terminal of the other capacitor 703, and this node is referred to as VX. Three capacitors 701, 702, 703 form a Y connection. The negative terminal of capacitor 701 is always connected to ground. The multiplying analog-to-digital converter 710 requires two non-overlapping clocks 720. During the sampling phase 740, two capacitors 702, 704 are connected to the input signal through sample and hold circuits 711, 712. During the amplifying phase 750, the negative terminal of the capacitor 704 is connected to a reference voltage based on a code generated by the sub flash analog to digital converter. The negative terminal of the capacitor 702 is connected to the output terminal of the amplifier through the sample and hold circuit 713.
멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터(710)는 제1 커패시터부(701, 702, 703), 제2 커패시터부(704), 제1 샘플 앤드 홀드부(711), 제2 샘플 앤드 홀드부(713), 제3 샘플 앤드 홀드부(712)를 포함할 수 있다.The multiplying digital-to-analog converter 710 may include a first capacitor unit 701, 702, and 703, a second capacitor unit 704, a first sample and hold unit 711, a second sample and hold unit 713, The third sample and hold part 712 may be included.
제1 커패시터부(701, 702, 703)는 샘플링 페이즈(740)에서 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈(750)에서 상기 입력 전압과 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 출력 단자에 전달할 수 있다. 상기 제1 커패시터부(701, 702, 703)는 Y형 연결된 세 개의 커패시터들(701, 702, 703)을 포함할 수 있다.The first capacitors 701, 702, and 703 may sample and hold an input voltage in the sampling phase 740, and amplify the difference between the input voltage and the reference voltage in the amplifying phase 750 and transmit the amplified phase to the output terminal. The first capacitor unit 701, 702, 703 may include three Y- type capacitors 701, 702, 703.
제2 커패시터부(704)는 상기 샘플링 페이즈(740)에서 상기 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈(750)에서 상기 입력 전압에서 상기 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부(701, 702, 703)에 전달할 수 있다.The second capacitor unit 704 samples and holds the input voltage in the sampling phase 740, and subtracts the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase 750. 701, 702, and 703.
제1 샘플 앤드 홀드부(711)는 상기 샘플링 페이즈(740)에서 상기 입력 전압을 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1 커패시터(702)로 전달할 수 있다. 제2 샘플 앤드 홀드부(713)는 상기 증폭 페이즈(750)에서 상기 제1 커패시터를 상기 출력 단자로 연결될 수 있다. 제3 샘플 앤드 홀드부(712)는 상기 샘플링 페이즈(740)에서 상기 입력 전압을 상기 제2 커패시턴스부(704)로 전달할 수 있다. 또한, 상기 제1 샘플 앤드 홀드부(711), 상기 제2 샘플 앤드 홀드부(713), 및 상기 제3 샘플 앤드 홀드부(712) 중 적어도 하나는 부트스트랩 스위치를 포함할 수 있다.The first sample and hold unit 711 may transfer the input voltage to the first capacitor 702 of the three Y-connected capacitors in the sampling phase 740. The second sample and hold unit 713 may connect the first capacitor to the output terminal in the amplifying phase 750. The third sample and hold unit 712 may transfer the input voltage to the second capacitance unit 704 in the sampling phase 740. In addition, at least one of the first sample and hold unit 711, the second sample and hold unit 713, and the third sample and hold unit 712 may include a bootstrap switch.
상기 제2 커패시터부(704) 및 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1 커패시터(702)와 상이한 제2 커패시터(703)는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결되고, 상기 OP AMP의 포지티브 인풋은 그라운드 될 수 있다.The second capacitor 703 that is different from the first capacitor 702 of the second capacitor unit 704 and the three Y-connected capacitors is connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP is Can be grounded.
도 4에 도시된 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 변환기(400)은 4개의 단위 커패시터 및 5개의 샘플 앤드 홀드 회로를 필요로 하였다. 도 7에 도시된 멀티플라잉 디지털 아날로그 변환기(710)은 4개의 단위 커패시터를 필요로 하는 것은 도 4와 같지만, 샘플 앤드 홀드 회로는 3개만 필요로 한다.The existing multiplying digital-to-analog converter 400 shown in FIG. 4 required four unit capacitors and five sample and hold circuits. The multiplying digital-to-analog converter 710 illustrated in FIG. 7 requires four unit capacitors as in FIG. 4, but only three sample and hold circuits are required.
따라서, 멀티플라잉 디지털 아날로그 변환기(710)는 도 4에 도시된 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 변환기(400)에 비하여 약 40% 적은 회로를 필요로 한다. 그러므로 클록 분배회로의 감소와 실리콘 면적의 감소 및 저전력 작동을 기대할 수 있다.Accordingly, the multiplying digital analog converter 710 requires about 40% less circuitry than the conventional multiplying digital analog converter 400 shown in FIG. Therefore, the clock distribution circuit, the silicon area and the low power operation can be expected.
도 8은 일실시예에 따른 도 7의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 샘플링 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an operation of a circuit during a sampling phase of the multiplying digital-to-analog converter of FIG. 7 according to an embodiment.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치는 턴온되어 단락회로와 같이 동작하고, 증폭 페이즈 스위치는 턴오프되어 개방회로와 같이 동작한다.According to one embodiment, the sampling phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the amplifying phase switch is turned off to operate as an open circuit.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치가 턴온되어 VX 노드가 접지된다. 따라서 커패시터(801)의 양단 전압은 0V로 되어 단락회로로 작용한다. 또한 VIN 노드도 마찬가지로 샘플링 페이즈 스위치의 턴온으로 0V가 된다. 커패시터(803)의 양단 전압은 0V로 되어 단락회로로 작용한다.According to one embodiment, the sampling phase switch is turned on to ground the VX node. Therefore, the voltage at both ends of the capacitor 801 becomes 0V to act as a short circuit. Similarly, the VIN node goes to 0V when the sampling phase switch is turned on. The voltage across the capacitor 803 is 0V, which acts as a short circuit.
일실시예에 따르면, 인가되는 전압은 커패시터(802, 804)에 걸려 전하량을 충전하게 된다. 샘플링 페이즈 동안에는 샘플 앤드 홀드 회로(713)은 개방되고, 다른 샘플 앤드 홀드 회로(711, 712)는 단락된다. 샘플 앤드 홀드 회로(711, 712)는 인가되는 전압을 샘플링 한다.According to one embodiment, the applied voltage is applied to the capacitors 802 and 804 to charge the amount of charge. During the sampling phase, the sample and hold circuit 713 is open, and the other sample and hold circuits 711, 712 are shorted. The sample and hold circuits 711 and 712 sample the applied voltage.
일실시예에 따르면, 두 개의 캐피시터(802, 804)는 입력 신호에 연결되며, 노드(VX, VIN)는 접지에 연결된다. 각 노드에 저장되는 전하는 [수학식 4], [수학식 5]와 같다.According to one embodiment, two capacitors 802 and 804 are connected to the input signal and nodes VX and VIN are connected to ground. The charge stored in each node is as shown in [Equation 4] and [Equation 5].
수학식 4
Figure PCTKR2014005948-appb-M000004
Equation 4
Figure PCTKR2014005948-appb-M000004
수학식 5
Figure PCTKR2014005948-appb-M000005
Equation 5
Figure PCTKR2014005948-appb-M000005
초기 VIN을 샘플 앤드 홀드 하는 커패시터의 수가 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 동작중에 4개에서 2개로 줄었기 때문에, 인풋 로딩이 줄어들고, VIN 샘플링에 소요되는 전력이 감소할 수 있다.Since the number of capacitors that sample and hold the initial VIN has been reduced from four to two during the operation of conventional multiplying digital-to-analog converters, input loading can be reduced and power required for VIN sampling can be reduced.
도 9는 일실시예에 따른 도 7의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 증폭 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.9 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplifying phase of the multiplying digital analog converter of FIG. 7 according to one embodiment.
일실시예에 따르면, 증폭 페이즈 스위치는 턴온되어 단락회로와 같이 동작하고, 샘플링 페이즈 스위치는 턴오프되어 개방회로와 같이 동작한다.According to one embodiment, the amplifying phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the sampling phase switch is turned off to operate as an open circuit.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치가 개방되어 VX 노드에는 커패시터(901, 902, 903)의 일단이 연결된다. 커패시터(901, 902, 903)은 Y결합을 이루게 된다. 커패시터(901)의 타단은 접지에 연결되고 커패시터(902)의 타단은 샘플 앤드 홀드 회로(713)에 연결된다. 커패시터(903)의 타단은 VIN노드에 연결된다. 샘플 앤드 홀드 회로(713)은 출력단자(920)와 연결되어 피드백 구조를 이루게 된다.According to one embodiment, the sampling phase switch is opened so that one end of capacitors 901, 902, 903 is connected to the VX node. The capacitors 901, 902, 903 form a Y coupling. The other end of the capacitor 901 is connected to ground and the other end of the capacitor 902 is connected to the sample and hold circuit 713. The other end of the capacitor 903 is connected to the VIN node. The sample and hold circuit 713 is connected to the output terminal 920 to form a feedback structure.
일실시예에 따르면, 커패시터(904)의 일단은 디지털 전압(910)과 연결되고, 타단은 VIN 노드와 연결된다. 디지털 전압은 (+(3/2)*Vref or +Vref or +(1/2)*Vref or GND or -(1/2)*Vref or +Vref or -(3/2)*Vref)의 값이다. 상기 디지털 전압은 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터에서 생성한 코드에 의거하여 정해진 것이다.According to one embodiment, one end of the capacitor 904 is connected to the digital voltage 910, the other end is connected to the VIN node. The digital voltage is the value of (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or + Vref or-(3/2) * Vref) to be. The digital voltage is determined based on a code generated by the sub flash analog to digital converter.
일실시예에 따르면, 커패시터(904)는 기준 전압에 연결되며, 커패시터(902)는 증폭기의 출력단자에 연결된다. 각 노드에 저장되는 전하는 [수학식 6], [수학식 7]과 같다.According to one embodiment, the capacitor 904 is connected to a reference voltage and the capacitor 902 is connected to the output terminal of the amplifier. Charges stored in each node are as shown in [Equation 6] and [Equation 7].
수학식 6
Figure PCTKR2014005948-appb-M000006
Equation 6
Figure PCTKR2014005948-appb-M000006
수학식 7
Figure PCTKR2014005948-appb-M000007
Equation 7
Figure PCTKR2014005948-appb-M000007
전하량 보존 법칙에 따라 [수학식 4], [수학식 6]은 같고, [수학식 5], [수학식 7]도 각각 같다. 노드 VX, OUT에 대하여 정리하면 [수학식 8], [수학식 9]와 같다.[Equation 4] and [Equation 6] are the same, and [Equation 5] and [Equation 7] are the same, respectively. The nodes VX and OUT can be summarized as in [Equation 8] and [Equation 9].
수학식 8
Figure PCTKR2014005948-appb-M000008
Equation 8
Figure PCTKR2014005948-appb-M000008
수학식 9
Figure PCTKR2014005948-appb-M000009
Equation 9
Figure PCTKR2014005948-appb-M000009
[수학식 8]을 [수학식 9]에 대입하여 정리하면 [수학식 10]과 같다.[Equation 8] is substituted into [Equation 9] to summarize the same as [Equation 10].
수학식 10
Figure PCTKR2014005948-appb-M000010
Equation 10
Figure PCTKR2014005948-appb-M000010
Figure PCTKR2014005948-appb-I000001
Figure PCTKR2014005948-appb-I000001
그리고 [수학식 10]를 정리하면 [수학식 11]과 같다.And sum up [Equation 10] is the same as [Equation 11].
수학식 11
Figure PCTKR2014005948-appb-M000011
Equation 11
Figure PCTKR2014005948-appb-M000011
[수학식 11]은 [수학식 3]과 같음을 알 수 있다. 따라서 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터는 도 7에 도시된 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터로 대체될 수 있다. 기존의 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터와 비교해 보았을 때, 커패시터의 수는 변하지 않았으나, 샘플 앤드 홀드 회로의 수가 5개에서 3개로 줄었다. 클록 분배 회로의 드라이빙 경로가 줄었으며, 클록 분배 회로의 공간이 3/5으로 감소할 수 있다. 즉, 보통 샘플 앤드 홀드 회로는 부트스트랩 스위치를 사용하는데, 상기 부트스트랩 스위치는 통상의 트랜지스터보다 면적이 훨씬 크다. 예를 들면, 통상의 트랜지스터보다 20배 이상 면적일 수 있다. 또한, 구동 전력 소모도 크고, 부트스트랩 스위치는 정입력 뿐만 아니라 부입력도 받아야 하므로 구동 전력도 크다.[Equation 11] can be seen that the same as [Equation 3]. Therefore, the existing multiplying digital analog converter can be replaced with the multiplying digital analog converter shown in FIG. 7. Compared with the existing multiplying digital-to-analog converters, the number of capacitors did not change, but the number of sample and hold circuits was reduced from five to three. The driving path of the clock distribution circuit is reduced, and the space of the clock distribution circuit can be reduced to 3/5. That is, sample and hold circuits typically use bootstrap switches, which are much larger in area than conventional transistors. For example, it may have an area of 20 times or more than a conventional transistor. In addition, the driving power consumption is large, and since the bootstrap switch must receive a negative input as well as a positive input, the driving power is also large.
따라서, 샘플 앤드 홀드 회로의 수가 줄어듦으로써, 전체적으로 회로 면적, 부트스트랩 스위치를 구동하는 전력 등이 약 40% 감소할 수 있다.Thus, by reducing the number of sample and hold circuits, the overall circuit area, power for driving the bootstrap switch, and the like can be reduced by about 40%.
[표 2]는 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터에서 생성한 디지털 코드에 대한 감산 값을 나타낸다.Table 2 shows the subtraction values for the digital codes generated by the sub-flash analog-to-digital converters of the multiplying digital-to-analog converters.
표 2
Resolved digital code, D Equivalent Value Equivalent resultant reference voltage
000 -3/2 -3/2*Vref
001 -1 -1*Vref
010 -1/2 -1/2*Vref
011 0 GND
100 +1/2 +1/2*Vref
101 +1 +1*Vref
110 +3/2 +3/2*Vref
TABLE 2
Resolved digital code, D Equivalent Value Equivalent resultant reference voltage
000 -3/2 -3 / 2 * Vref
001 -One -1 * Vref
010 -1/2 -1 / 2 * Vref
011 0 GND
100 +1/2 + 1/2 * Vref
101 +1 + 1 * Vref
110 +3/2 + 3/2 * Vref
도 10은 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 블록 다이어그램을 도시한 도면이다.10 illustrates a block diagram of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
일실시예에 따라, 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터는 입력전압 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(1001)와 서프 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터(1002)를 포함할 수 있다. 차동 모드 입력 전압(VINP, VINN)은 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(1001)와 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터(1002)에 인가된다.According to one embodiment, the differential mode multiplying digital-to-analog converter may include an input voltage multiplying digital-to-analog converter 1001 and a surf flash analog-to-digital converter 1002. The differential mode input voltages VINP and VINN are applied to the multiplying digital analog converter 1001 and the sub flash analog digital converter 1002.
일실시예에 따라, 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터(1002)는 차동 모드 아날로그 입력 전압을 인가받아 디지털 전압으로 변환하여 멀티 플라잉 디지털 아날로그 컨버터(1001)에 디지털 값을 제공한다.According to an embodiment, the sub-flash analog-to-digital converter 1002 receives a differential mode analog input voltage and converts it into a digital voltage to provide a digital value to the multi-flying digital-to-analog converter 1001.
일실시예에 따라, 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(1001)은 입력 신호와 상기 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터로 제공받은 디지털 값을 감산한다. 감산된 값을 레지듀라 하고, 상기 레지듀는 증폭된다. 증폭된 값은 출력부에서 출력된다.According to one embodiment, the multiplying digital-to-analog converter 1001 subtracts an input signal and a digital value provided to the sub-flash analog-to-digital converter. The subtracted value is called the residue, and the residue is amplified. The amplified value is output from the output.
차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 변환기(1001)는 기존의 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 변환기에 비하여 약 40% 적은 회로를 필요로 한다. 그러므로 클록 분배회로의 감소와 실리콘 면적의 감소 및 저전력 작동을 기대할 수 있다.The differential mode multiplying digital analog converter 1001 requires about 40% less circuitry than conventional differential mode multiplying digital analog converters. Therefore, the clock distribution circuit, the silicon area and the low power operation can be expected.
도 11은 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 구조를 도시한 회로도이다.11 is a circuit diagram illustrating a structure of a differential mode multiplying digital analog converter according to an embodiment.
일실시예에 따르면, 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터는 상기한 바와 같이 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터 2개를 사용하여 나타낼 수 있다. 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터는 VCM(common mode voltage)을 통하여 연결될 수 있다. VCM(common mode voltage)의 노드에는 샘플링 페이즈 동안 턴온되는 샘플링 페이즈 턴온 스위치가 연결될 수 있다.According to one embodiment, the differential mode multiplying digital analog converter can be represented using two multiplying digital analog converters as described above. Multiplying digital-to-analog converters can be connected via a common mode voltage (VCM). A sampling phase turn-on switch that is turned on during the sampling phase may be connected to a node of a common mode voltage (VCM).
일실시예에 따르면, 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(1101)는 8개의 커패시터(1111, 1112, 1113, 1114, 1121, 1122, 1123, 1124), 증폭기(1100), 샘플 앤드 홀드 회로(1115, 1116, 1117, 1125, 1126, 1127), 스위치로 구성될 수 있다. 단위 커패시터(1111, 1112, 1113, 1114)는 양의 입력 전압을 샘플링 및 증폭하여 음의 출력 전압을 생성한다. 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터는 양의 디지털 값을 제공한다.According to an embodiment, the differential mode multiplying digital-to-analog converter 1101 may include eight capacitors 1111, 1112, 1113, 1114, 1121, 1122, 1123, and 1124, an amplifier 1100, a sample and hold circuit 1115, 1116, 1117, 1125, 1126, and 1127), and may be configured as a switch. The unit capacitors 1111, 1112, 1113, and 1114 sample and amplify the positive input voltage to generate a negative output voltage. Sub-flash analog-to-digital converters provide positive digital values.
다른 실시예에 다르면, 단위 커패시터(1121, 1122, 1123, 1124)는 음의 입력 전압을 샘플링 및 증폭하여 양의 출력 전압을 생성한다. 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터는 음의 디지털 값을 제공한다.According to another embodiment, the unit capacitors 1121, 1122, 1123, and 1124 sample and amplify the negative input voltage to produce a positive output voltage. Sub-flash analog-to-digital converters provide negative digital values.
일실시예에 따르면, 증폭기(1100)는 레지듀는 차동 모드로 증폭시킨다. 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터(1101)는 겹치지 않는 두 개의 클록(1102)을 필요로 한다. 샘플링 페이징(1130) 동안 차동 입력 전압이 커패시터 쌍 {(1112, 1114)}, {(1122, 1124)}에 각각 샘플링되며, 다음 증폭 페이징(1140) 동안 한 쌍의 샘플링 커패시터(1114, 1124)는 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터의 디지털 코드에 의거하여 기준 전압(+ (3/2)*Vref or +Vref or + (1/2)*Vref or GND or - (1/2)*Vref or -Vref or -(3/2)*Vref)에 연결된다. 다른 커패시터 쌍 (1112, 1122)는 출력노드에 각각 연결된다. 증폭 페이징 동안에는 기준 전압이 입력 전압으로부터 감산되는 레지듀가 생성되고, 상기 레지듀는 증폭된다.According to one embodiment, the amplifier 1100 amplifies the residue in a differential mode. Multiplying digital-to-analog converter 1101 requires two non-overlapping clocks 1102. During sampling paging 1130, the differential input voltage is sampled to capacitor pair {(1112, 1114)}, {(1122, 1124)}, respectively, and during the next amplification paging 1140, a pair of sampling capacitors 1114, 1124 Reference voltage (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or -Vref or-based on the digital code of the sub-flash analog-to-digital converter (3/2) * Vref). The other capacitor pairs 1112 and 1122 are connected to output nodes, respectively. During amplification paging, a residue is generated in which the reference voltage is subtracted from the input voltage, and the residue is amplified.
제1정 커패시터부(1111, 1112, 1113)는 샘플링 페이즈(1130)에서 양의 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈(1140)에서 상기 입력 전압과 제1 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 제1 출력 단자에 전달할 수 있다. 제2정 커패시터부(1114)는 상기 샘플링 페이즈(1130)에서 상기 양의 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈(1140)에서 상기 양의 입력 전압에서 상기 제1 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부에 전달할 수 있다. 상기 제1정 커패시터부(1111, 1112, 1113)는 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함할 수 있다.The first positive capacitors 1111, 1112, and 1113 sample and hold a positive input voltage in the sampling phase 1130, and amplify the difference between the input voltage and the first reference voltage in the amplifying phase 1140 to output a first output. Can be delivered to the terminal. The second positive capacitor unit 1114 samples and holds the positive input voltage in the sampling phase 1130, and subtracts the first reference voltage from the positive input voltage in the amplifying phase 1140. The difference may be transferred to the first capacitor unit. The first positive capacitor parts 1111, 1112, and 1113 may include three capacitors connected to a first Y-type capacitor.
제1부 커패시터부(1121, 1122, 1123)는 상기 샘플링 페이즈(1130)에서 음의 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 상기 증폭 페이즈(1140)에서 상기 음의 입력 전압과 제2 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 제2 출력 단자에 전달할 수 있다. 제2 커패시터부는 상기 샘플링 페이즈(1130)에서 상기 음의 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈(1140)에서 상기 음의 입력 전압에서 상기 제2 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1부 커패시터부(1121, 1122, 1123)에 전달할 수 있다. 상기 제1부 커패시터부(1121, 1122, 1123)는 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함할 수 있다.The first capacitor parts 1121, 1122, and 1123 sample and hold a negative input voltage in the sampling phase 1130, and amplify the difference between the negative input voltage and the second reference voltage in the amplification phase 1140. To the second output terminal. The second capacitor unit samples and holds the negative input voltage in the sampling phase 1130, and subtracts the voltage difference obtained by subtracting the second reference voltage from the negative input voltage in the amplifying phase 1140. It may be transferred to the subcapacitors 1121, 1122, and 1123. The first part capacitor parts 1121, 1122, and 1123 may include three capacitors connected to a second Y-type.
제1정 샘플 앤드 홀드(1115)부는 상기 샘플링 페이즈(1130)에서 상기 양의 입력 전압을 상기 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1정 커패시터로 전달할 수 있다. 제2정 샘플 앤드 홀드(1117)부는 상기 증폭 페이즈(1140)에서 상기 제1정 커패시터를 상기 제1 출력 단자로 연결할 수 있다. 제3정 샘플 앤드 홀드(1116)부는 상기 샘플링 페이즈(1130)에서 상기 양의 입력 전압을 상기 제2정 커패시턴스부(1114)로 전달할 수 있다.The first positive sample and hold 1115 may transfer the positive input voltage to the first positive capacitor among the three Y-connected capacitors in the sampling phase 1130. The second positive sample and hold 1117 may connect the first positive capacitor to the first output terminal in the amplifying phase 1140. The third positive sample and hold 1116 may transmit the positive input voltage to the second positive capacitance unit 1114 in the sampling phase 1130.
제1부 샘플 앤드 홀드(1125)부는 상기 샘플링 페이즈(1130)에서 상기 음의 입력 전압을 상기 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1부 커패시터로 전달할 수 있다. 제2부 샘플 앤드 홀드(1127)부는 상기 증폭 페이즈(1140)에서 상기 제1부 커패시터를 상기 제2 출력 단자로 연결할 수 있다. 제3부 샘플 앤드 홀드(1126)부는 상기 샘플링 페이즈(1130)에서 상기 음의 입력 전압을 상기 제2부 커패시턴스부(1124)로 전달할 수 있다.The first part sample and hold unit 1125 may transfer the negative input voltage to the first part capacitor among the three Y-connected capacitors in the sampling phase 1130. The second unit sample and hold unit 1127 may connect the first unit capacitor to the second output terminal in the amplifying phase 1140. The third part sample and hold 1126 may transfer the negative input voltage to the second part capacitance part 1124 in the sampling phase 1130.
일실시예에 따르면, 상기 제1정 샘플 앤드 홀드(1115)부, 상기 제2정 샘플 앤드 홀드(1117)부, 상기 제3정 샘플 앤드 홀드(1116)부, 상기 제1부 샘플 앤드 홀드(1125)부, 상기 제2부 샘플 앤드 홀드(1127)부 및 상기 제3부 샘플 앤드 홀드(1126)부 중 적어도 하나는 부트스트랩 스위치를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first tablet sample and hold 1115, the second tablet sample and hold 1117, the third tablet sample and hold 1116, and the first sample and hold ( At least one of the part, the second part sample and hold 1127, and the third part sample and hold 1126 may include a bootstrap switch.
또한, 상기 제2정 커패시터부(1114) 및 상기 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1정 커패시터(1112)와 상이한 제2정 커패시터(1113)는 OP AMP의 포지티브 인풋에 연결되고, 상기 제2부 커패시터부(1124) 및 상기 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1부 커패시터(1122)와 상이한 제2부 커패시터(1123)는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결될 수 있다.In addition, a second positive capacitor 1113 which is different from the first positive capacitor 1112 among the second positive capacitor unit 1114 and the first Y-connected three capacitors is connected to the positive input of the OP AMP, The second part capacitor 1123 different from the first part capacitor 1122 among the second part capacitor part 1124 and the three Y-type connected capacitors may be connected to the negative input of the OP AMP.
그리고, 상기 제1 레퍼런스 전압은 상기 양의 입력 전압을 상기 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 제1 디지털 값에 따라 결정되는 아날로그 전압 레벨이고, 상기 제2 레퍼런스 전압은 상기 음의 입력 전압을 상기 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 제2 디지털 값에 따라 결정되는 아날로그 전압 레벨일 수 있다.The first reference voltage is an analog voltage level determined according to a first digital value of a previous step measured by the positive input voltage in a previous step of the differential mode multiplying digital-analog converter, and the second reference voltage is The negative input voltage may be an analog voltage level determined according to the second digital value of the previous step measured in the previous step of the differential mode multiplying digital-analog converter.
도 12는 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 샘플링 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.12 illustrates an operation diagram of a circuit during the sampling phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치는 턴온되어 단락회로와 같이 동작하고, 증폭 페이즈 스위치는 턴오프되어 개방회로와 같이 동작한다.According to one embodiment, the sampling phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the amplifying phase switch is turned off to operate as an open circuit.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치가 턴온되어 VPX 노드가 VCM(common mode voltage)의 노드와 연결된다. 따라서 커패시터(1211)의 양단 전압은 VCM의 전압과 같게 되어 단락회로로 작용한다. 또한 VINP 노드도 마찬가지로 샘플링 페이즈 스위치의 턴온으로 VCM의 전압과 같게 되어 단락회로로 작용한다. 커패시터(1213)의 양단 전압은 VCM으로 단락회로로 작용한다. 인가되는 전압은 커패시터(1212, 1214)에 걸려 전하량을 충전하게 된다.According to one embodiment, the sampling phase switch is turned on to connect the VPX node with a node of a common mode voltage (VCM). Therefore, the voltage across the capacitor 1211 becomes equal to the voltage of the VCM and acts as a short circuit. In addition, the VINP node is turned on by the sampling phase switch to be the same as the voltage of the VCM, which acts as a short circuit. The voltage across the capacitor 1213 acts as a short circuit to VCM. The applied voltage is applied to the capacitors 1212 and 1214 to charge the amount of charge.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치가 턴온되어 VNX 노드가 VCM(common mode voltage)의 노드와 연결된다. 따라서 커패시터(1221)의 양단 전압은 VCM의 전압과 같게 되어 단락회로로 작용한다. 또한 VINN 노드도 마찬가지로 샘플링 페이즈 스위치의 턴온으로 VCM의 전압과 같게 되어 단락회로로 작용한다. 커패시터(1223)의 양단 전압은 VCM으로 단락회로로 작용한다. 인가되는 전압은 커패시터(1222, 1224)에 걸려 전하량을 충전하게 된다.According to one embodiment, the sampling phase switch is turned on to connect the VNX node with a node of a common mode voltage (VCM). Therefore, the voltage at both ends of the capacitor 1221 is equal to the voltage of the VCM to act as a short circuit. The VINN node also turns on the sampling phase switch to equal the voltage at VCM and acts as a short circuit. The voltage across the capacitor 1223 acts as a short circuit to VCM. The applied voltage is charged to the capacitors 1222 and 1224 to charge the amount of charge.
도 13은 일실시예에 따른 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터의 증폭 페이즈 동안 회로의 동작 다이어그램을 도시한 도면이다.FIG. 13 illustrates an operation diagram of a circuit during an amplification phase of a differential mode multiplying digital analog converter according to one embodiment.
일실시예에 따르면, 증폭 페이즈 스위치는 턴온되어 단락회로와 같이 동작하고, 샘플링 페이즈 스위치는 턴오프되어 개방회로와 같이 동작한다.According to one embodiment, the amplifying phase switch is turned on to operate as a short circuit, and the sampling phase switch is turned off to operate as an open circuit.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치가 개방되어 VPX 노드에는 커패시터(1311, 1312, 1313)의 일단이 연결된다. 커패시터(1311, 1312, 1313)은 Y결합을 이루게 된다. 커패시터(1311)의 타단은 VCM(common mode voltage)의 노드와 연결되고, 커패시터(1312)는 샘플 앤드 홀드 회로에 연결된다. 커패시터(1313)의 타단은 VINP노드에 연결된다. 커패시터(1312)와 연결된 샘플 앤드 홀드 회로는 출력단자와 연결되어 피드백 구조를 이루게 된다.According to one embodiment, the sampling phase switch is opened so that one end of capacitors 1311, 1312, 1313 is connected to the VPX node. The capacitors 1311, 1312, and 1313 form a Y coupling. The other end of the capacitor 1311 is connected to a node of a common mode voltage (VCM), and the capacitor 1312 is connected to a sample and hold circuit. The other end of the capacitor 1313 is connected to the VINP node. The sample and hold circuit connected to the capacitor 1312 is connected to the output terminal to form a feedback structure.
일실시예에 따르면, 커패시터(1314)의 일단은 디지털 전압과 연결되고, 타단은 VINP 노드와 연결된다. 디지털 전압은 (+(3/2)*Vref or +Vref or +(1/2)*Vref or GND or -(1/2)*Vref or +Vref or -(3/2)*Vref)의 값이다. 상기 디지털 전압은 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터에서 생성된 코드에 의거하여 정해진 것이다.According to one embodiment, one end of the capacitor 1314 is connected with a digital voltage and the other end is connected with a VINP node. The digital voltage is the value of (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or + Vref or-(3/2) * Vref) to be. The digital voltage is determined based on a code generated in the sub flash analog to digital converter.
일실시예에 따르면, 샘플링 페이즈 스위치가 개방되어 VNX 노드에는 커패시터(1321, 1322, 1323)의 일단이 연결된다. 커패시터(1321, 1322, 1323)은 Y결합을 이루게 된다. 커패시터(1321)의 타단은 VCM(common mode voltage)의 노드와 연결되고, 커패시터(1322)는 샘플 앤드 홀드 회로에 연결된다. 커패시터(1323)의 타단은 VINP노드에 연결된다. 커패시터(1322)와 연결된 샘플 앤드 홀드 회로는 출력단자와 연결되어 피드백 구조를 이루게 된다.According to one embodiment, the sampling phase switch is opened so that one end of the capacitors 1321, 1322, 1323 are connected to the VNX node. The capacitors 1321, 1322, and 1323 form a Y-coupling. The other end of the capacitor 1321 is connected to a node of a common mode voltage (VCM), and the capacitor 1322 is connected to a sample and hold circuit. The other end of the capacitor 1323 is connected to the VINP node. The sample and hold circuit connected to the capacitor 1322 is connected to the output terminal to form a feedback structure.
일실시예에 따르면, 커패시터(1324)의 일단은 디지털 전압과 연결되고, 타단은 VINP 노드와 연결된다. 디지털 전압은 (+(3/2)*Vref or +Vref or +(1/2)*Vref or GND or -(1/2)*Vref or +Vref or -(3/2)*Vref)의 값이다. 상기 디지털 전압은 서브 플래쉬 아날로그 디지털 컨버터에서 생성된 코드에 의거하여 정해진 것이다.According to one embodiment, one end of the capacitor 1324 is connected with a digital voltage and the other end is connected with a VINP node. The digital voltage is the value of (+ (3/2) * Vref or + Vref or + (1/2) * Vref or GND or-(1/2) * Vref or + Vref or-(3/2) * Vref) to be. The digital voltage is determined based on a code generated in the sub flash analog to digital converter.
기존의 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터는 도 11에 도시된 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터로 대체될 수 있다. 기존의 차동 모드 멀티플라잉 디지털 아날로그 컨버터와 비교해 보았을 때, 커패시터의 수는 변하지 않았으나, 샘플 앤드 홀드 회로의 수가 10개에서 6개로 줄었다. 클록 분배 회로의 드라이빙 경로가 줄었으며, 클록 분배 회로의 공간이 3/5으로 감소할 수 있다 즉, 보통 샘플 앤드 홀드 회로는 부트스트랩 스위치를 사용하는데, 상기 부트스트랩 스위치는 통상의 트랜지스터보다 면적이 훨씬 크다. 예를 들면, 통상의 트랜지스터보다 20배 이상 면적일 수 있다. 또한, 구동 전력 소모도 크고, 부트스트랩 스위치는 정입력 뿐만 아니라 부입력도 받아야 하므로 구동 전력도 크다.The existing differential mode multiplying digital analog converter can be replaced with the differential mode multiplying digital analog converter shown in FIG. Compared with conventional differential mode multiplying digital-to-analog converters, the number of capacitors did not change, but the number of sample and hold circuits was reduced from ten to six. The driving path of the clock distribution circuit is reduced, and the space of the clock distribution circuit can be reduced by 3/5. That is, the sample and hold circuit usually uses a bootstrap switch, which has a larger area than a conventional transistor. Much bigger. For example, it may have an area of 20 times or more than a conventional transistor. In addition, the driving power consumption is large, and since the bootstrap switch must receive a negative input as well as a positive input, the driving power is also large.
따라서, 샘플 앤드 홀드 회로의 수가 줄어듦으로써, 전체적으로 회로 면적, 부트스트랩 스위치를 구동하는 전력 등이 약 40% 감소할 수 있다.Thus, by reducing the number of sample and hold circuits, the overall circuit area, power for driving the bootstrap switch, and the like can be reduced by about 40%.
이상에서 설명된 시스템은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 시스템 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 시스템과 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 시스템은 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 시스템은 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 시스템은 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 시스템이 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 시스템은 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The system described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the systems and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable arrays (FPAs), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other system capable of executing and responding to instructions. The processing system may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing system may also access, store, manipulate, process and generate data in response to the execution of the software. For ease of understanding, one processing system may be described as being used, but one of ordinary skill in the art will appreciate that the processing system includes a plurality of processing elements and / or multiple types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing system may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 시스템에 의하여 해석되거나 처리 시스템에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 시스템, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and configure the processing device to operate as desired, or process it independently or collectively. You can command the device. Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or system for the purpose of interpreting or providing instructions or data to the processing system. Or may be permanently or temporarily embodied in a signal wave to be transmitted. The software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

Claims (15)

  1. 샘플링 페이즈에서 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압과 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 출력 단자에 전달하는 제1 커패시터부; 및A first capacitor unit for sampling and holding an input voltage in a sampling phase and amplifying a difference between the input voltage and a reference voltage in an amplifying phase and transferring the same to an output terminal; And
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압에서 상기 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부에 전달하는 제2 커패시터부A second capacitor unit configured to sample and hold the input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the reference voltage from the input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit;
    를 포함하고,Including,
    상기 제1 커패시터부는 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And the first capacitor portion comprises three Y-connected capacitors.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1 커패시터로 전달하는 제1 샘플 앤드 홀드부;A first sample and hold unit configured to transfer the input voltage to a first one of the three Y-connected capacitors in the sampling phase;
    상기 증폭 페이즈에서 상기 제1 커패시터를 상기 출력 단자로 연결하는 제2 샘플 앤드 홀드부; 및A second sample and hold unit connecting the first capacitor to the output terminal in the amplifying phase; And
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 입력 전압을 상기 제2 커패시턴스부로 전달하는 제3 샘플 앤드 홀드부A third sample and hold unit transferring the input voltage to the second capacitance unit in the sampling phase
    를 더 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.Multi-flying digital-to-analog converter further comprising.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제1 샘플 앤드 홀드부, 상기 제2 샘플 앤드 홀드부, 및 상기 제3 샘플 앤드 홀드부 중 적어도 하나는 부트스트랩 스위치를 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And at least one of the first sample and hold section, the second sample and hold section, and the third sample and hold section comprises a bootstrap switch.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 제2 커패시터부 및 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1 커패시터와 상이한 제2 커패시터는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결되고, 상기 OP AMP의 포지티브 인풋은 그라운드 되는 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And a second capacitor different from the first capacitor among the second capacitor unit and the three Y-connected capacitors is connected to the negative input of the OP AMP, and the positive input of the OP AMP is grounded.
  5. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 Y형 연결된 상기 세 개의 커패시터들 및 상기 제2 커패시터부에 포함되는 커패시터는 동일한 커패시턴스를 가지는 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And the capacitors included in the Y-connected three capacitors and the second capacitor part have the same capacitance.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 레퍼런스 전압은 상기 입력 전압을 상기 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 디지털 값에 따라 결정되는 아날로그 전압 레벨인 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And the reference voltage is an analog voltage level that is determined according to the digital value of the previous step measured the input voltage in a previous step of the multiplying digital-to-analog converter.
  7. 샘플링 페이즈에서 양의 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 증폭 페이즈에서 상기 입력 전압과 제1 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 제1 출력 단자에 전달하는 제1정 커패시터부;A first positive capacitor unit configured to sample and hold a positive input voltage in a sampling phase, and amplify a difference between the input voltage and the first reference voltage in an amplifying phase and transfer the same to a first output terminal;
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 양의 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 양의 입력 전압에서 상기 제1 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1 커패시터부에 전달하는 제2정 커패시터부;A second positive capacitor unit configured to sample and hold the positive input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the first reference voltage from the positive input voltage in the amplifying phase to the first capacitor unit; ;
    상기 샘플링 페이즈에서 음의 입력 전압을 샘플하여 홀드 하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 음의 입력 전압과 제2 레퍼런스 전압 차이를 증폭하여 제2 출력 단자에 전달하는 제1부 커패시터부; 및A first sub-capacitor for sampling and holding a negative input voltage in the sampling phase and amplifying a difference between the negative input voltage and a second reference voltage in the amplifying phase and transferring the negative input voltage to a second output terminal; And
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 음의 입력 전압을 샘플하여 홀드하고, 상기 증폭 페이즈에서 상기 음의 입력 전압에서 상기 제2 레퍼런스 전압을 감산한 상기 전압 차이를 상기 제1부 커패시터부에 전달하는 제2부 커패시터부A second part capacitor configured to sample and hold the negative input voltage in the sampling phase, and to transfer the voltage difference obtained by subtracting the second reference voltage from the negative input voltage in the amplifying phase to the first part capacitor part; part
    를 포함하고,Including,
    상기 제1정 커패시터부는 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하고, 상기 제1부 커패시터부는 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하는 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And the first positive capacitor portion comprises three first Y-connected capacitors, and the first sub capacitor portion comprises three second Y-type connected capacitors.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 양의 입력 전압을 상기 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1정 커패시터로 전달하는 제1정 샘플 앤드 홀드부;A first positive sample and hold unit configured to transfer the positive input voltage to a first positive capacitor among the three Y-connected capacitors in the sampling phase;
    상기 증폭 페이즈에서 상기 제1정 커패시터를 상기 제1 출력 단자로 연결하는 제2정 샘플 앤드 홀드부;A second positive sample and hold unit connecting the first positive capacitor to the first output terminal in the amplifying phase;
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 양의 입력 전압을 상기 제2정 커패시턴스부로 전달하는 제3정 샘플 앤드 홀드부;A third positive sample and hold unit transferring the positive input voltage to the second positive capacitance unit in the sampling phase;
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 음의 입력 전압을 상기 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1부 커패시터로 전달하는 제1부 샘플 앤드 홀드부;A first part sample and hold part configured to transfer the negative input voltage to a first part capacitor among the two Y-type connected capacitors in the sampling phase;
    상기 증폭 페이즈에서 상기 제1부 커패시터를 상기 제2 출력 단자로 연결하는 제2부 샘플 앤드 홀드부; 및A second part sample and hold part connecting the first part capacitor to the second output terminal in the amplifying phase; And
    상기 샘플링 페이즈에서 상기 음의 입력 전압을 상기 제2부 커패시턴스부로 전달하는 제3부 샘플 앤드 홀드부A third part sample and hold part transferring the negative input voltage to the second part capacitance part in the sampling phase;
    를 더 포함하는 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.Differential mode multiplying digital-to-analog converter further comprising.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제1정 샘플 앤드 홀드부, 상기 제2정 샘플 앤드 홀드부, 상기 제3정 샘플 앤드 홀드부, 상기 제1부 샘플 앤드 홀드부, 상기 제2부 샘플 앤드 홀드부 및 상기 제3부 샘플 앤드 홀드부 중 적어도 하나는 부트스트랩 스위치를 포함하는 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.The first tablet sample and hold part, the second tablet sample and hold part, the third tablet sample and hold part, the first part sample and hold part, the second part sample and hold part, and the third part sample And at least one of the end-hold portions includes a bootstrap switch.
  10. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 제2정 커패시터부 및 상기 제1 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1정 커패시터와 상이한 제2정 커패시터는 OP AMP의 포지티브 인풋에 연결되고,A second positive capacitor different from the first positive capacitor of the second positive capacitor unit and the three Y-type connected three capacitors is connected to the positive input of the OP AMP,
    상기 제2부 커패시터부 및 상기 제2 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1부 커패시터와 상이한 제2부 커패시터는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결되는 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And a second part capacitor different from the first part capacitor of the second part capacitor part and the three Y-type connected capacitors is connected to the negative input of the OP AMP.
  11. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 제1 레퍼런스 전압은 상기 양의 입력 전압을 상기 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 제1 디지털 값에 따라 결정되는 아날로그 전압 레벨이고,The first reference voltage is an analog voltage level that is determined according to a first digital value of a previous step measured the positive input voltage in a previous step of the differential mode multiplying digital-to-analog converter,
    상기 제2 레퍼런스 전압은 상기 음의 입력 전압을 상기 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 제2 디지털 값에 따라 결정되는 아날로그 전압 레벨인 차동 모드 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터.And the second reference voltage is an analog voltage level determined by the second digital value of the previous step measured the negative input voltage in a previous step of the differential mode multiplying digital-analog converter.
  12. 제2 커패시터부에서 샘플링 페이즈의 입력 전압을 샘플하여 홀드하는 단계;Sampling and holding the input voltage of the sampling phase in the second capacitor unit;
    상기 제2 커패시터부에서 증폭 페이즈의 상기 입력 전압에서 레퍼런스 전압을 감산한 전압 차이를 제1 커패시터부에 전달하는 단계;Transferring, by the second capacitor unit, a voltage difference obtained by subtracting a reference voltage from the input voltage of an amplifying phase;
    상기 제1 커패시터부에서 상기 샘플링 페이즈의 상기 입력 전압을 샘플하여 홀드하는 단계; 및Sampling and holding the input voltage of the sampling phase in the first capacitor unit; And
    상기 제1 커패시터부에서 상기 증폭 페이즈의 상기 입력 전압과 상기 레퍼런스 상기 전압 차이를 증폭하여 출력 단자에 전달하는 단계Amplifying the difference between the input voltage of the amplifying phase and the reference voltage at the first capacitor unit and transferring the difference to the output terminal;
    를 포함하고,Including,
    상기 제1 커패시터부는 Y형 연결된 세 개의 커패시터들을 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환 방법.And the first capacitor portion comprises three Y-type connected capacitors.
  13. 제12항에 있어서,The method of claim 12,
    제1 샘플 앤드 홀드부에서 상기 샘플링 페이즈의 상기 입력 전압을 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 제1 커패시터로 전달하는 단계; 및Transferring the input voltage of the sampling phase to a first one of the three Y-connected capacitors in a first sample and hold unit; And
    제2 샘플 앤드 홀드부에서 상기 증폭 페이즈의 상기 제1 커패시터를 상기 출력 단자로 연결하고, 제3 샘플 앤드 홀드부에서 상기 샘플링 페이즈의 상기 입력 전압을 상기 제2 커패시턴스부로 전달하는 단계Connecting the first capacitor of the amplifying phase to the output terminal in a second sample and hold section, and transferring the input voltage of the sampling phase to the second capacitance section in a third sample and hold section;
    를 더 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환 방법.Multi-flying digital to analog conversion method further comprising.
  14. 제13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 제2 커패시터부 및 상기 Y형 연결된 세 개의 커패시터들 중 상기 제1 커패시터와 상이한 제2 커패시터는 OP AMP의 네거티브 인풋에 연결되고, 상기 OP AMP의 포지티브 인풋은 그라운드 되는 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환 방법.The second capacitor unit and the second capacitor of the three Y-connected capacitors different from the first capacitor is connected to the negative input of the OP AMP, the positive input of the OP AMP is a multiply digital-to-analog conversion method .
  15. 제12항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 입력 전압을 상기 멀티플라잉 디지털-아날로그 컨버터 이전 단계에서 측정한 이전 단계의 디지털 값에 따라 상기 레퍼런스 전압을 결정하는 단계Determining the reference voltage according to the digital value of the previous step measured the input voltage in a previous step of the multiplying digital-to-analog converter
    를 더 포함하는 멀티플라잉 디지털-아날로그 변환 방법.Multi-flying digital to analog conversion method further comprising.
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