Abstract
Physical signals generated in the real world are transformed into electrical signals through sensors and fed into electronic circuits. The electrical signals input to electronic circuits are in analog form, thus they must be converted to digital signals using an ADC(Analog-Digital Converter) for digital processing. Signal processing circuits and ADCs that are to be integrated on a single chip together with silicon micro sensors should be designed to have less silicon area and less power consumption. This paper proposed a charge redistribution ADC which reduces silicon area considerably. The proposed method achieves 8 bit conversion by performing 4-bit conversion twice. It reduced the area of capacitor array, which takes most of the ADC area, by 1/16 when compared to a conventional method. Though it uses twice the number of clocks as a conventional method, it would be appropriate to be integrated with a silicon pressure sensor on a single chip since it does not demand high conversion rate.
실세계에서 발생하는 물리적인 신호는 센서를 통하여 전기적 신호로 바뀌어 전자회로에 입력된다. 입력된 전기적 신호는 아날로그 형태인데 디지털 신호처리를 위해서 아날로그-디지털 변환기 (ADC Analog-Digital Converter)를 사용하여 디지털 신호로 변환시켜야 한다. 실리콘 마이크로 센서와 결합되어 사용되는 신호처리 회로 및 ADC는 단일칩에 구현되기 용이하도록 저전력 및 소면적으로 설계되어야 한다. 본 논문에서는 실리콘 마이크로센서와 단일칩에 구현하기 적합하도록 실리콘 사용 면적을 대폭 줄인 전하재분배 방식의 ADC를 설계하였다. 설계된 방식은 4 비트 변환을 두 차례 수행하여 8 비트 변환을 하는 방식으로 기존 방식에 비해 커패시터 어레이의 면적을 1/16로 줄였다. 연적을 줄인 대신 변환에 사용된 클럭의 수는 2배 정도 증가되었으나 압력센서의 신호는 고속 변환이 요구되지 않으므로 압력센서에 적합하다고 할 수 있다.
