한국정보통신학회논문지 (Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering)

  • 제25권11호
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  • Pages.1619-1626
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  • 2021
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  • 2234-4772(pISSN)
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  • 2288-4165(eISSN)
한국정보통신학회 (The Korea Institute of Information and Commucation Engineering)
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다양한 증분형 아날로그 디지털 변환기의 설계 방정식 유도

Derivation of design equations for various incremental delta sigma analog to digital converters

  • Jung, Youngho (Department of Electronic and Electrical Engineering, Daegu University)
  • 투고 : 2021.09.02
  • 심사 : 2021.10.05
  • 발행 : 2021.11.30
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초록

증분형 아날로그 디지털 변환기는 전통적인 델타 시그마 아날로그 디지털 컨버터와 달리 리셋 동작을 통한 입력과 출력의 1:1 매핑이 가능하며 이는 멀티플렉싱에 매우 용이하게 사용될 수 있다. 또한, 증분형 아날로그 디지털 변화기는 전통적인 델타 시그마 변환기에 비해 간단한 디지털 필터 설계가 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 아날로그 디지털 컨버터 설계에 기본이 되는 딜레이가 있는 적분기와 딜레이가 없는 적분기의 시간 영역에서의 분석을 시작으로 2차 입력 피드 포워드, 확장된 카운팅, 2+1 매쉬, 2+2 매쉬 구조를 갖는 증분형 아날로그 디지털 변환기의 설계 방정식을 유도한다. 이를 통해 설계 이전에 증분형 아날로그 디지털 변환기의 성능을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 각각의 아날로그 디지털 변화기에 적합한 디지털 필터를 설계할 수 있다. 또한, 아날로그 디지털 변환기의 정확도를 향상 시키기 위한 확장된 카운팅, MASH의 설계 기술들을 제안하였다.

Unlike traditional delta-sigma analog-to-digital converters, incremental analog-to-digital converters enable 1:1 mapping of input and output through a reset operation, which can be used very easily for multiplexing. Incremental analog-to-digital converters also allow for simpler digital filter designs compared to traditional delta-sigma converters. Therefore, starting with analysis in the time domain of the delayed integrator and non-delayed integrator, which are the basic blocks of analog-to-digital converter design, the design equations of a second-order input feed-forward, extended counting, 2+1 MASH (Multi-stAge-noise-SHaping), 2+2 MASH incremental analog-to-digital converter are derived in this paper. This allows not only prediction of the performance of the incremental analog-to-digital converter before design, but also the design of a digital filter suitable for each analog-to-digital converter. In addition, extended counting and MASH design techniques were proposed to improve the accuracy of analog-to-digital converters.

키워드

과제정보

This work was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government (MSIT) (2019R1F1A1056151)

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