KR100845136B1

KR100845136B1 - 데이터 가중 평균화 기법을 적용한 멀티비트 데이터 변환기

Info

Publication number: KR100845136B1
Application number: KR1020060083012A
Authority: KR
Inventors: 김상호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: US20090085783A1; KR20080020096A; US20080079615A1; US7808409B2; US7463175B2

Abstract

데이터의 값 및 소정의 순환 방향에 따라 n 개의 단위 소자들 중 일부를 선택하는 동작을 반복하는 동적 소자 정합 방법은 현재의 포인터 위치 및 데이터를 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 비교하여 톤(tone) 발생 가능성이 있는지 판단한다. 상기 톤 발생 가능성이 없을 때에는 현재 포인터의 위치 및 순환 방향을 유지하며, 상기 톤 발생 가능성이 있을 때에는 현재 포인터의 위치와 순환 방향을 각각 또는 함께 변경한다. 상기 현재 포인터 또는 변경되었을 경우에는 변경된 포인터의 위치 및 데이터를 저장한다. 상기 저장된 포인터의 위치로부터 상기 순환 방향 또는 변경되었을 경우에는 변경된 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 단위 소자들을 선택하고, 상기 순환 방향 또는 변경되었을 경우에는 변경된 순환 방향으로 상기 데이터 크기만큼 포인터 위치를 이동시킨다.

Description

데이터 가중 평균화 기법을 적용한 멀티비트 데이터 변환기{Multi-bit Data Converter Using Data Weighted Averaging}

도 1은 통상적인 다중비트 DAC를 나타내는 블록도이다.

도 2A 및 2B는 도 1의 다중비트 DAC에서 DWA를 이용하지 않을 때와 이용할 때에 발생하는 부정합 선형 잡음을 비교한 도면들이다.

도 3은 종래의 DWA를 적용하였을 때 톤이 발생하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동적 소자 정합 회로를 포함하는 데이터 변환기를 나타내는 블록도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 변환기 내의 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동적 소자 정합 회로를 나타내는 블록도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 기법에 이용되는 데이터 가중 평균화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 기법에 이용되는 데이터 가중 평균화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 기법에 이용되는 데이터 가중 평균화 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동작 소자 정합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동작 소자 정합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동작 소자 정합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동작 소자 정합 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

41 : 동적 소자 정합 회로

42 : 다중 비트 디지털-아날로그 변환회로

411 : 스위칭 신호 생성부

412 : 저장부

본 발명은 데이터 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동적 소자 정합에 데이터 가중 평균화 기법을 적용하는 데이터 변환기에 관한 것이다.

아날로그 신호와 디지털 신호를 함께 처리하는 혼성 모드 신호 처리(mixed mode signal processing) 시스템에서 데이터 변환기(data converter)는 매우 중요 하다. 데이터 변환기는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC) 및 디지털-아날로그 변환기(digital-to-analog converter, DAC)를 포함하는데, 고해상도의 데이터 변환기를 구현하기 위해 다양한 방법이 개발되어 왔다.

데이터 변환기에서 표본화 기법, 즉 샘플링(sampling) 기법은 ADC뿐 아니라 DAC에서도 매우 중요하다. 샘플링 기법으로는 나이퀴스트(nyquist)의 샘플링 이론에 따른 나이퀴스트 샘플링 기법이나 오버샘플링 기법 등이 널리 사용된다.

나이퀴스트 샘플링 기법을 사용한 데이터 변환기는 구조가 간단하나, 하드웨어로 구현할 때에 정밀한 소자들이 필요하고 상대적으로 잡음과 신호의 간섭에 취약하기 때문에 결과적으로 고해상도를 구현하기 어렵다.

오버샘플링 기법을 사용한 데이터 변환기는 신호 대역보다 훨씬 높은(예를 들어 64배, 128배 등) 주파수로 샘플링하는데, 구조가 복잡하고 내부 회로의 동작 속도가 빨라야 하나, 소자들의 고정밀도를 요구하지 않고 상대적으로 잡음과 신호의 간섭에 강하기 때문에 고해상도의 데이터 변환기를 구현할 수 있다.

오버샘플링 데이터 변환기 중에서 델타-시그마 변조기(delta-sigma modulator)를 사용하는 델타-시그마 데이터 변환기(delta-sigma data converter)는 신호 대역 내 잡음의 에너지를 고주파 대역으로 이동시키는 노이즈 변형(noise shaping) 성질을 갖고 있어서 높은 신호대 잡음비(signal-noise ratio, SNR)를 제공할 수 있다. 따라서, 델타-시그마 데이터 변환기는 음성 신호와 같이 주파수가 낮고 신호 대역이 좁으면서 고해상도 및 높은 신호대 잡음비를 요구하는 신호 처리에 적합하다.

델타-시그마 데이터 변환기 중 1비트 델타 시그마 변조기(1-bit delta sigma modulator)와 내부 1비트 DAC를 사용하는 델타-시그마 데이터 변환기는 전체 시스템 내에서 양자화 단계가 2단계에 불과하여 선형성이 매우 높을 수 있다. 그러나, 고해상도를 위해서는 1비트 델타 시그마 변조기가 고차 변조기의 구조를 가져야 하는데, 이런 고차 변조기는 면적을 매우 많이 차지하고 전력 소모가 큰데다, 발진 등이 생길 가능성이 커 안정도에도 문제가 있다.

다중비트 델타 시그마 변조기(multi-bit delta sigma modulator)와 내부 다중비트 DAC를 사용하는 경우, 낮은 차수의 델타 시그마 변조기를 사용할 수 있기 때문에 전체 시스템의 안정도가 향상되고, 비교적 낮은 오버샘플링 비(oversampling ratio)로써 높은 SNR을 얻을 수 있다. 그런데, 내부 다중비트 DAC 내에 포함되는 다수의 전류원들의부정합(mismatching)이 문제가 될 수 있다.

데이터 변환기에서 발생하는 잡음 중에는 양자화로 인한 잡음과 부정합으로 인한 잡음이 있다. 양자화 잡음은 아날로그 신호가 ADC에서 디지털 데이터로 변환될 때 함께 발생하는 양자화 오차(error)로 인한 잡음으로, 그 디지털 데이터가 델타-시그마 변환기를 통과하는 동안 노이즈 변형 특성에 의해 신호 대역보다 높은 대역으로 밀려난다. 그러나 부정합으로 인한 오차는 전체 시스템의 전달 함수에 직접적인 악영향을 주며, 이로 인한 잡음은 신호 대역에서 나타난다.

도 1은 통상적인 다중비트 DAC를 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 8개의 동일한 전류원들을 가지는 3비트 DAC가 예시되어 있다. 상기 전류원들은 이상적으로는 동일한 전류를 생성하도록설계되는데, 실제로 구현할 때에는 전류원이 생 성하는 전류들 사이에 약간씩의 차이 즉, 부정합이 나타나게 된다. 도 1에는 각 각각 -3%에서 1%의 부정합을 가지고 있는 전류원들이예시되어 있다.

상기 다중비트 DAC는 입력 데이터에 따라 0개부터 8개의 스위치(즉, 단위 소자)를 연결 또는 차단하는데, 같은 데이터가 입력되면 같은 스위치가 연결되기 때문에 동일한 오차를 발생시킨다.

도 2A는 도 1의 다중비트 DAC에서 DWA를 이용하지 않을 때에 발생하는 부정합 선형 잡음을 나타낸 도면이다.

도 2A를 참조하면, 입력 데이터가 1이면, 0번 스위치만 연결되고 1%의 오차가 발생한다. 입력 데이터가 2로 바뀌자, 0번 및 1번 스위치가 연결되므로 1%+1%, 즉 2%의 오차가 발생한다. 입력 데이터가 3이 되면, 0번, 1번 및 2번 스위치가 연결되고, 1%+1%+(-3%), 즉 -1%의 오차가 발생한다. 데이터가 정해진 전류원만을 선택하기 때문에 동일 데이터에 대해서 동일 부접합이 나타난다. 따라서 데이터에 따른 오차의 변화가 분산되지 않고 낮은 대역폭을 형성되어 부정합에 의한 잡음이 그대로 아날로그 신호대역내에 나타난다.

이를 해결하기 위해, 각 단위 소자를 동적으로 할당해주는 기법들이 고안되었다. 이들을 통칭하여 동적 소자 정합(dynamic element matching, DEM)이라고 한다. 이상적으로는 각 단위 소자들을 완전히 임의로(random) 선택하면오차 또한 랜덤하게 발생할 것이므로 오차로 인한 잡음을 화이트 노이즈(white noise)화할 수 있을 것이나, 랜덤한 단위 소자 제어 신호를 생성하는 회로를 구현하는 것은 복잡한 알고리즘과 추가회로를 요구한다. 따라서, 완전히 랜덤하지는 않더라도 오차로 인한 잡음을 신호 대역보다 훨신 넓은 대역으로 퍼지게 하여(spread) 노이즈 바닥(noise floor)을 충분히 낮추는 방법이 제안되어 왔다. 그중, 순차적으로 디지털 입력 데이터의 값만큼 소자들을 선택하는 데이터 가중 평균화(data weighted averaging, DWA) 기법이 널리 쓰이고 있다.

도 2B는 도 1의 다중비트 DAC에서 DWA를 이용할 때에 발생하는 부정합 선형 잡음을 나타내는 도면이다.

입력 데이터가 1인 동안, 0번, 1번, 2번 스위치가 차례로 연결되고, 1%, 1%, -3%의 오차가 차례로 발생한다. 입력 데이터가 2로 바뀌면, 3번 및 4번, 5번 및 6번, 7번 및 0번 스위치가 차례로 연결되므로 0%, 0%, 2%의 오차가 차례로 발생한다. 입력 데이터가 3으로 바뀌면, 1번 내지 3번, 4번 내지 6번, 7번 내지 1번 스위치가 차례로 연결되고, -4%, 1%, 3%의 오차가 차례로 발생한다. 도 2A와 비교하였을 때, 데이터가 전류원만을 순차적으로 선택하기 때문에 데이터에 따른 오차의 변화가 분산되어 부정합에 의한 잡음은 높은대역으로 밀려난다.

하지만, 종래의 데이터 가중 평균화 기법은 특정 입력이 반복적으로 입력될 경우 신호 대역 내에서 톤(tone)이 쉽게 발생하는 단점이 있다. 왜냐하면, 특정 데이터가 반복적으로 입력되면 오차도 반복적으로 나타나고 평균화되지 않기 때문이다.

도 3은 종래의 DWA를 적용하였을 때 톤이 발생하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 도 1의 다중비트 DAC에 입력 데이터가 '3, 4, 1, 3, 4, 1'와 같이 특정 데이터 패턴이 반복적으로 입력되는 경우가 예시되어 있다. 8개의 소자는 0~2번 소자들, 3~7번 소자들 그리고 8번 소자의 순서를 갖고 차례로 반복적으로 연결되고, 부정합 오차도 반복적으로 발생한다. 이러한 오차들로 인한 잡음은 신호 대역 내에서 생성되기 때문에 SNR을 악화시킬 수 있다.

특히, 음성 신호 처리 시스템과 같이 낮은 비트 수의 다중비트 DAC를 사용하는 경우에는, 다중비트 DAC에 입력되는 데이터의 가지 수가 많지 않기 때문에 확률적으로특정 패턴의 입력이 반복될 가능성이 크고, 그렇게 발생한 오차로 인한 잡음이 가청될 수도 있다.

따라서, 특정 입력이 반복되더라도 그 오차가 평균화되어 톤이 발생하지 않는 데이터 가중 평균화 기법과, 그러한 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동적 소자 정합 방법이 여전히 요구된다.

본 발명의 목적은 톤 발생을 억제할 수 있는 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동적 소자 정합 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다른 목적은 톤 발생을 억제할 수 있는 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동적 소자 정합 회로를 포함하는 데이터 변환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 방법은 데이터의 값 및 소정의 순환 방향에 따라 n 개의 단위 소자들 중 일부를 선택하는 동작을 반복하는 동적 소자 정합 방법으로서, 현재의 포인터 위치 및 데이터를 이전에 저장된 포인터 위 치 및 데이터와 비교하여 톤(tone) 발생 가능성이 있는지 판단하는 단계, 상기 톤 발생 가능성이 없을 때에는 현재 포인터의 위치 및 순환 방향을 유지하는 단계, 상기 톤 발생 가능성이 있을 때에는 현재 포인터의 위치와 순환 방향을 각각 또는 함께 변경하는 단계, 상기 현재 포인터 또는 변경되었을 경우에는 변경된 포인터의 위치 및 데이터를 저장하는 단계, 상기 저장된 포인터의 위치로부터 상기 순환 방향 또는 변경되었을 경우에는 변경된 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 단위 소자들을 선택하는 단계 및 상기 순환 방향 또는 변경되었을 경우에는 변경된 순환 방향으로 상기 데이터 크기만큼 포인터 위치를 이동시키는 단계를 포함한다.

실시예에 따라, 상기 현재 포인터의 위치와 순환 방향을 변경하는 단계는, 상기 현재의 포인터 위치를 다른 단위 소자를 가리키는 위치로 변경하는 단계를 포함할 수도 있고, 상기 순환 방향을 현재의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 변경하는 단계를 포함할 수도 있으며, 상기 현재의 포인터 위치를 다른 단위 소자를 가리키는 위치로 변경하는 단계 및 상기 순환 방향을 현재의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 변경하는 단계를 모두 포함할 수도 있다.

실시예에 따라, 상기 톤 발생 가능성이 있는지 판단하는 단계는 상기 현재의 포인터 위치 및 데이터를 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 각각 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 톤 발생 가능성 여부를 나타내는 데이터 반복 이벤트를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 포인터 위치 및 데이터와 비교하는 단계는 상기 포인터 위치 및 데이터 중 어느 한 정보에 대해 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 먼저 비교하고, 일치하는 경우에만 나머지 정보에 대해 서도 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 더 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터는 이전의 한 순환동안 저장된 포인터 위치 및 데이터일 수 있고, 상기 데이터 반복 이벤트를 발생시키는 단계는 상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치 및 데이터와 일치할 경우에 상기 데이터 반복 이벤트를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서는 상기 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터는 이전의 적어도 두 순환동안 저장된 포인터 위치들 및 데이터들일 수 있고, 상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치들 중에서 일치하는 포인터 위치가 둘 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장된 데이터들과 상기 현재 데이터가 모두 일치할 경우에 데이터의 데이터 반복 이벤트를 발생하는 단계를 포함하거나, 상기 현재 포인터 위치가 상기 이전 포인터 위치들 중 일치하는 포인터 위치가 하나 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장되었던 데이터들과 상기 현재 데이터가 소정 회수 이상 일치할 경우에 데이터의 데이터 반복 이벤트를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 현재의 포인터 위치를 변경하는 단계는 상기 포인터 위치를 이전의 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시킨 위치로 변경하는 단계를 포함할 수 있고, 이때 상기 m은 1일 수 있다.

다른 실시예에서는 상기 현재의 포인터 위치를 변경하는 단계는 상기 포인터의 위치를 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시 킨 위치로 변경하는 단계를 포함할 수 있고, 이때 상기 m은 1인 것일 수 있다.

실시예에 따라, 상기 연속되는 단위 소자들을 선택하는 단계는 상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향으로 선택하는 단계를 포함하거나, 상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 변환기는 다중 비트 디지털-아날로그 변환회로 및 동적 소자 정합 회로를 포함한다. 상기 다중 비트 디지털-아날로그 변환회로는 각각 동일한 크기의 단위 신호를 출력하도록 설계되나 부정합 오차를 가지는 n 개의 단위 소자들을 포함하고, 스위칭 신호에 따라 상기 n 개의 단위 소자 중 일부를 구동하며, 구동된 단위 소자들로부터 출력되는 상기 단위 신호들을 합산하여, 상기 데이터에 상응하는 아날로그 신호를 생성한다. 상기 동적 소자 정합 회로는 이전의 저장된 포인터 위치 및 현재의 포인터 위치와 데이터들을 각각 비교하여 톤(tone) 발생 가능성 여부를 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 현재 포인터 위치 또는 순환 방향을 변경하고, 상기 현재 포인터 위치 및 데이터를 저장하며, 상기 현재 포인터 위치부터 상기 순환 방향에 따라 상기 데이터의 값과 같은 개수의 단위 소자들을 선택하기 위한 상기 스위칭 신호를 생성한다.

실시예에 따라, 상기 동적 소자 정합 회로는 상기 현재와 이전의 포인터 위치들 및 데이터들을 서로 비교하여 상기 데이터가 반복 입력되는지 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 상기 현재의 포인터 위치 또는 순환 방향을 변경하고, 변경 여부에 따라 상기 현재의 포인터 위치 또는 변경된 포인터 위치로부터 상기 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택하기 위한 상기 스위칭 신 호를 생성하도록 구성된 스위칭 신호 생성부 및 상기 변경된 포인터 위치 또는 변경되지 않았을 경우에는 상기 현재의 포인터 위치를 데이터와 함께 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.

이때 상기 스위칭 신호 생성부는 상기 포인터 위치 및 데이터 중 어느 한 정보에 대해 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 먼저 비교하고, 일치하는 경우에만 나머지 정보에 대해서도 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 더 비교하도록 구성될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 저장부는 이전의 한 순환 동안의 포인터 위치 및 데이터들을 저장하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 스위칭 신호 생성부는 상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치 및 데이터와 일치할 경우에 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.

다른 실시예에서는 상기 저장부는 이전의 적어도 두 순환 동안의 포인터 위치 및 데이터들을 저장하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 스위칭 신호 생성부는 상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치들 중에서 일치하는 포인터 위치가 둘 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장된 데이터들과 상기 현재 데이터가 모두 일치할 경우에 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단하도록 구성될 수도 있다. 또한 상기 스위칭 신호 생성부는 상기 현재 포인터 위치가 상기 이전 포인터 위치들 중 일치하는 포인터 위치가 하나 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장되었던 데이터들과 상기 현재 데이터가 소정 회수 이상 일치할 경우에 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단하도록 구성될 수 도 있다.

실시예에 따라, 상기 스위칭 신호 생성부는 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단되면 상기 현재 포인터 위치를 이전의 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시킨 위치로 변경하도록 구성될 수 있고, 이때 상기 m은 1일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 스위칭 신호 생성부는 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단되면 상기 현재 포인터의 위치를 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시킨 위치로 변경하도록 구성될 수 있고, 상기 m은 1일 수 있다.

실시예에 따라, 상기 스위칭 신호 생성부는 상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향으로 선택하는 스위칭 신호를 생성하도록 구성될 수도 있지만, 상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 선택하는 스위칭 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다.

실시예에 따라 상기 단위 소자는 커패시터, 전류원 및 저항 어레이 중 어느 하나일 수 있다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

통상적으로, DWA는 단위 소자들을 순차적으로 선택하기 위해, 선택된 단위 소자들 중에서 가장 앞선 번호의 단위 소자를 가리키는 포인터를 이용한다. 포인터의 위치 값은 입력된 데이터가 이전 포인터의 위치 값에 더해지면서 계속 변경된다. DWA는 순환적으로 단위 소자를 선택하기 때문에, 포인터 위치 값은 올림값(carry)이 생길 경우 올림값을 버리고 나머지 값으로 변경된다. DWA가 n 개의 단위 소자들에 대해 적용되는 경우, 포인터 위치 값은 0에서 n-1까지의 어느 정수 값을 가진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 가중 평균화 기법은 입력되는 데이터에 따라 순환적 및 순차적으로 단위 소자를 선택하다가, 반복 입력을 예상할 수 있는 이벤트가 발생하면, 포인터 위치를 즉시 새로운 값으로 변경하거나 순환 방향을 변경하고, 새 포인터 위치로부터 새 순환 방향으로 다시 단위 소자들을 선택한다. 이를 위해, 포인터 위치와 입력 데이터는 함께 취급된다.

상기 데이터 변환기는 동적 소자 정합 회로(41) 및 다중 비트 디지털-아날로그 변환회로(DAC)(42)를 포함한다. 상기 데이터 변환기는 상기 동적 소자 정합 회로(41)에 k 비트의 데이터를 제공하는 다중 비트 변조회로(multi-bit modulator)(43)와 상기 다중 비트 디지털-아날로그(42)로부터 출력되는 아날로그 신호를 저주파 필터링하는 저주파 필터(44)를 더 포함할 수 있다.

상기 다중 비트 디지털-아날로그 변환회로(42)는 n (이때, n = 2^k)개의 단위 소자들을 포함하는데, 상기 단위 소자들은 각각 동일한 크기의 단위 신호를 출력하도록 설계되나, 부정합 오차를 가지는 것은 피할 수 없다. 매번 데이터가 들어올 때마다 데이터의 크기에 상응하는 개수의 일부 단위 소자들이 스위칭 신호에 따라 구동된다. 상기 구동된 단위 소자들로부터 출력되는 상기 단위 신호들을 합산함으로써 상기 아날로그 신호가 생성된다.

상기 동적 소자 정합 회로(41)는 이전의 저장된 포인터 위치 및 현재의 포인터 위치와 데이터들을 각각 비교하여 톤(tone) 발생 가능성 여부를 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 현재 포인터 위치 또는 순환 방향을 변경하고, 상기 현재 포인터 위치 및 데이터를 저장한다. 상기 동적 소자 정합 회로(41)는 상기 현재 포인터 위치부터 상기 순환 방향에 따라 상기 데이터의 값과 같은 개수의 단위 소자들을 선택하기 위한 상기 스위칭 신호를 생성한다.

상기 동적 소자 정합 회로(41)는 스위칭 신호 생성부(411) 및 저장부(412)를 포함한다.

상기 스위칭 신호 생성부(411)는 데이터를 입력받고 상기 현재와 이전의 포인터 위치들 및 데이터들을 서로 비교하여 상기 데이터가 반복 입력되는지 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 상기 현재의 포인터 위치 또는 순환 방향을 변경하고, 변경 여부에 따라 상기 현재의 포인터 위치 또는 변경된 포인터 위치로부터 상기 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택하기 위한 상기 스위칭 신호를 생성하도록 구성된다.

상기 저장부(412)는 상기 변경된 포인터 위치 또는 변경되지 않았을 경우에는 상기 현재의 포인터 위치를 데이터와 함께 저장한다.

상기 동적 소자 정합 회로(41)가 어떻게 스위칭 신호들을 생성하는지에 대해서는 후술한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 기법에 이용되는 데이터 가중 평균화 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, n은 8이고'3, 4, 1'의 데이터가 반복적으로 입력되는 경우에, 어떻게 단위 소자가 선택되는지 나타 나 있다. 포인터의 위치와 입력 데이터 및 선택되는 단위 소자는 서로 관련된다. 예를 들어, 3@SW0라 하면 포인터가 0번 단위 소자를 가리킬 때에 데이터 3이 입력되었음을 뜻하며, 포인터가 가리키는 0번 단위 소자로부터 3개의 단위 소자즉 0번, 1번, 2번 단위 소자들이 선택됨을 뜻한다. 포인터 위치는 데이터의 값만큼 더해져서 그 값이 변경된다. 즉, 위의 예에서 다음 포인터 위치는 3으로 변경된다.

첫 번째 포인터(P1)의 위치를 0이라 가정한다. 첫 번째 데이터 3이 입력되면(3@SW0), 0번~2번 단위 소자들이 선택된다. 두 번째 포인터(P2)의 위치는 3이 된다(0+3=3). 두 번째 데이터 4가 입력되면(4@SW3), 3번~6번 단위 소자들이 선택된다. 세 번째 포인터(P3)의 위치는 7이 된다(3+4=7). 세 번째 데이터 1이 입력되면(1@SW7), 7번 단위 소자 하나가 선택된다. 8개의 단위 소자들은 순환적으로 선택되므로, 네 번째 포인터(P4)의 위치는 8이 아니라 올림값을 버린 나머지 값, 즉 0이 된다(7+1=8*1+0).

데이터의 반복 입력을 예상하는 이벤트가 발생하면, 포인터 위치의 값은 즉시 원래 포인터 위치의 값에 1만큼 더한 값으로 변경된다. 예를 들어, 도 6과 같이 포인터(P4)의 위치가 0인 상태에서 네 번째 데이터가 3이면, 이는 종전 순환에 포인터(P1) 위치 0에서 첫 번째 데이터 3이 입력되었다는 점에서 데이터가 반복적으로 입력될 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 즉, 이전 순환에서 동일한 포인터 위치 0에서 동일한 데이터 3을 입력받았을 때에 상기 이벤트가 발생하고, 포인터(P4')의 위치는 즉시 1로 변경된다(0+1). 이때, 상기 순환에 대해서는, 올림값이 발생하거나, 또는 가장 늦은 번호의 단위 소자가 선택되고 나면 한 순환이 지난 것으로 본 다.

네 번째 데이터 3이 입력되면(3@SW1), 1번~3번단위 소자들이 선택된다. 포인터 위치는 4로 변경된다(1+3). 다섯 번째 데이터 4가 입력되면(4@SW4) 4번~7번 단위 소자들이 선택된다. 포인터 위치는 0으로 변경된다(4+4=8+0). 여섯 번째 데이터 1이 입력되면(1@SW0) 0번 단위 소자 하나가 선택되고 포인터 위치는 1로 변경된다(0+1).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 기법에 이용되는 데이터 가중 평균화 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, n은 8이고'3, 4, 1'의 데이터가 반복적으로 입력되는 경우로, 도 6과 많은 부분에서 유사하다.

다만, 포인터 위치가 소정의 조건에서 변경된다. 예를 들어 포인터의 위치는 데이터가 반복 입력된다고 판단될 때에 현재 위치에서 오름차순(시계 방향) 또는 내림차순(시계 반대 방향)으로 m만큼 변경된다. 여기서, m은 1보다 크거나 같고 n-1보다는 작을 수 있다. 만약 원래 포인터 위치 값에 m을 더한 값이 n보다 클 경우에는 올림값은 버리고 나머지 값으로 변경된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 기법에 이용되는 데이터 가중 평균화 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, n은 8이고'3, 4, 1'의 데이터가 반복적으로 입력되는 경우로, 도 6 또는 도 7과 많은 부분에서 유사하다.

다만, 이벤트 발생 시에 단위 소자들의 선택 방향이 변경된다. 예를 들어, 이벤트 발생 및 포인터 위치 변경 후에, 도 6에서와 같이 계속해서 오름차순으로 단위 소자들을 선택하는 대신, 도 8의 데이터 가중 평균화 방법에서는 변경된 포인터 위치부터 내림차순으로 단위 소자들을 선택한다.

데이터가 반복 입력될 것인지를 예상하는 이벤트는 다양한 조건에서 발생할 수 있다. 실시예에 따라 상기 이벤트는 어느 포인터 위치에 대해 한 순환 전의 데이터와 현재 데이터가 동일할 경우에 발생할 수도 있고, 여러 순환 전의 데이터와 현재 데이터가 동일할 경우에 발생할 수도 있다.

실시예에 따라, 상기 이벤트는 둘 이상의 포인터 위치가 두 차례 이상 이전 데이터가 동일할 경우에 발생할 수 있다. 예를 들어, 포인터 위치 0에서 데이터가 2이고, 다음 포인터 위치 2에서 데이터가 4였는데, 다음 순환 또는 여러 순환 이후에 포인터 위치 0에서 데이터가 2, 다시 포인터 위치 2에서 데이터가 4가 연속적으로 입력되었을 때 상기 이벤트가 발생할 수도 있다.

실시예에 따라, 상기 이벤트는 소정의 회수 이상 발생하였을 때에 발생할 수 있다. 예를 들어, 포인터 위치가 0일 때 데이터가 2인 경우가 3회에 걸쳐 연속적으로 발생할 때에 데이터가 반복 입력될 것으로 예상하는 이벤트를 발생시킬 수도 있다.

도 9는 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 소자 정합 방법은 개선된 데이터 가중 평균화 기법을 이용하여 데이터의 값 및 소정의 순환 방향에 따라 n 개의 단위 소자들 중 일부를 선택하는 동작을 반복한다. 기본적으로, 단위 소자 들을 선택하기 위한 기준 위치, 즉 포인터가 이용되며, 포인터가 가리키는 단위 소자의 위치부터 데이터의 값에 상응하는 개수만큼 순차적으로 단위 소자들이 선택되고, 선택 후에는 포인터의 위치는 미사용 단위 소자들 중 어느 한 단위 소자의 위치로 이동된다. 데이터의 수가 충분히 많아지면 단위 소자들도 평균적으로 충분히 비슷한 빈도로 선택되기 때문에 단위 소자들의 부정합으로 인한 오차도 평균화되어 상기 부정합 오차로 인한 노이즈도 주파수 도메인에서 평균적인 분포, 즉 화이트 노이즈에 가까운 분포를 가지게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동작 소자 정합 방법은, 톤이 발생할 수 있는 조건이 발생하였을 때 상기 포인터가 가리키는 위치를 톤이 발생하지 않도록 다른 위치로 바꾼다.

먼저, 데이터가 입력되면(S90), 먼저 톤이 발생할 수 있는지 여부를 판단한다(S91). 실시예에 따라, 현재의 포인터 위치 및 상기 데이터를 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 비교하면 데이터의 반복 입력 여부를 알 수 있고, 곧 톤이 발생할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

실시예에 따라서, 데이터가 반복 입력되는 경우에 톤이 발생할 수 있다고 판단하고 데이터 반복 이벤트를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 현재의 포인터 위치와 일치하는 이전에 저장된 포인터 위치가 있고, 현재의 데이터와 이전 포인터 위치에 해당하는 데이터가 서로 일치하면 데이터 반복 이벤트를 발생시킨다. 데이터들을 먼저 비교하고, 포인터 위치를 비교할 수도 있다.

실시예에 따라, 바로 전의 순환에서 발생하는 포인터 위치들 및 데이터들만 저장하고, 바로 전의 순환에서만 포인터 위치들 및 데이터들을 비교할 수도 있지만, 이전의 여러 순환 동안에 발생하는 포인터 위치들과 데이터들을 저장하고 이들을 모두 비교할 수도 있다. 또한, 포인터 위치 및 데이터가 단 한 번만이라도 일치하면 데이터 반복 이벤트를 발생시킬 수도 있지만, 소정의 회수 이상 발생하였을 때에 데이터 반복 이벤트를 발생시킬 수도 있다.

상기 톤 발생 가능성이 없다고 판단되면, 현재 포인터의 위치 및 순환 방향을 유지한다(S92). 순환 방향은 오름차순(도 6에서 시계방향)이거나 내림차순(도 6에서 반시계방향)일 수 있다. 그러나, 상기 톤이 발생할 수 있다고 판단되면, 현재의 포인터 위치를 변경한다(S93). 예를 들어, 현재의 포인터 위치가 1번 단위 소자를 가리키고 있는데 데이터가 반복 입력되고 있다고 판단되면, 즉시 1번이 아닌 3번 단위 소자를 가리키도록 현재 포인터 위치를 변경한다.

실시예에 따라, 현재의 포인터 위치는 현재 가리키는 단위 소자에서 소정의 정수 m만큼 이동한 단위 소자를 가리키는 위치로 변경된다. 예를 들어, m은 1일 수 있다. 상기 m 값은 고정될 수도 있고, 시간에 따라 달라질 수도 있다.

변경되었을 경우에는 상기 변경된 포인터 위치를 상기 데이터와 함께 저장하고, 변경되지 않았을 경우 상기 현재의 포인터 위치를 상기 데이터와 함께 저장한다(S94). 다음 포인터 위치 및 데이터는 변경된 포인터 위치 및 데이터와 비교되어야 하므로, 포인터 위치는 변경된 후에 저장될 수 있다.

다음으로, 변경되었을 경우에는 상기 변경된 포인터 위치로부터 상기 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택되고, 변경되지 않았 을 경우에는 상기 현재의 포인터 위치로부터 상기 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택한다(S95).

상기 단위 소자들이 선택된 후에는 상기 데이터 크기만큼 상기 순환 방향으로 포인터 위치를 이동시킨다(S96). 새로운 포인터 위치에서 새로 데이터를 입력받고, 이전 포인터 위치 및 이전 데이터에 대해 상기 단계들을 반복한다.

도 10을 참조하면, 데이터가 입력되면(S100), 먼저 톤이 발생할 수 있는지 여부를 판단한다(S101). 실시예에 따라, 현재의 포인터 위치 및 상기 데이터를 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 비교하면 데이터의 반복 입력 여부를 알 수 있고, 곧 톤이 발생할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

실시예에 따라, 바로 전의 순환에서 발생하는 포인터 위치들 및 데이터들만 저장하고, 바로 전의 순환에서만 포인터 위치들 및 데이터들을 비교할 수도 있지만, 이전의 여러 순환 동안에 발생하는 포인터 위치들과 데이터들을 저장하고 이들을 모두 비교할 수도 있다. 또한, 포인터 위치 및 데이터가 단 한 번만이라도 일치 하면 데이터 반복 이벤트를 발생시킬 수도 있지만, 소정의 회수 이상 발생하였을 때에 데이터 반복 이벤트를 발생시킬 수도 있다.

상기 톤 발생 가능성이 없다고 판단되면, 현재 포인터의 위치 및 순환 방향을 유지한다(S102). 그러나, 상기 톤이 발생할 수 있다고 판단되면, 현재의 순환 방향을 변경한다(S103). 예를 들어, 현재의 순환 방향이 오름차순이라면 반대의 순환 방향인 내림차순으로 순환 방향을 변경한다. 변경된 경우, 변경된 순환 방향은 다시 변경되기 전까지는 계속 유지된다.

현재 포인터 위치는 변경되지 않았으므로 상기 현재의 포인터 위치를 그대로 상기 데이터와 함께 저장한다(S104).

순환 방향이 변경되었을 경우에는 상기 현재 포인터 위치로부터 상기 변경된 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택하고, 순환 방향이 변경되지 않았을 경우에는 상기 현재의 포인터 위치로부터 원래의 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택한다(S105).

상기 단위 소자들이 선택된 후에는 상기 데이터 크기만큼 순환 방향으로 포인터 위치를 이동시킨다(S106). 새로운 포인터 위치에서 새로 데이터를 입력받고, 이전 포인터 위치 및 이전 데이터에 대해 상기 단계들을 반복한다.

도 11을 참조하면, 데이터가 입력되면(S110), 먼저 톤이 발생할 수 있는지 여부를 판단한다(S111). 실시예에 따라, 현재의 포인터 위치 및 상기 데이터를 이 전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 비교하면 데이터의 반복 입력 여부를 알 수 있고, 곧 톤이 발생할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

상기 톤 발생 가능성이 없다고 판단되면, 현재 포인터의 위치 및 순환 방향을 유지한다(S112). 그러나, 상기 톤이 발생할 수 있다고 판단되면, 현재의 포인터 위치 및 현재의 순환 방향을 모두 변경한다(S113).

실시예에 따라, 현재의 포인터 위치는 현재 가리키는 단위 소자에서 소정의 정수 m만큼 이동한 단위 소자를 가리키는 위치로 변경될 수 있다. 또 현재 순환 방향은 반대 방향으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 포인터가 오름차순으로 순환하는데 데이터 반복 이벤트가 발생하여 포인터 위치를 변경할 때 포인터 위치를 내림차 순으로 m만큼 이동시킨 위치로 변경할 수도 있다.

실시예에 따라 상기 m은 고정된 정수일 수도 있고, 시간에 따라 가변할 수도 있다.

변경되었을 경우에는 상기 변경된 포인터 위치를 상기 데이터와 함께 저장하고, 변경되지 않았을 경우 상기 현재의 포인터 위치를 상기 데이터와 함께 저장한다(S114). 다음 포인터 위치 및 데이터는 변경된 포인터 위치 및 데이터와 비교되어야 하므로, 포인터 위치는 변경된 후에 저장될 수 있다.

다음으로, 변경되었을 경우에는 상기 변경된 포인터 위치로부터 변경된 순환 방향, 즉 원래 순환 방향과 반대 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택하고, 변경되지 않았을 경우에는 상기 현재의 포인터 위치로부터 상기 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택한다(S115).

상기 단위 소자들이 선택된 후에는 상기 순환 방향으로 상기 데이터 크기만큼 포인터 위치를 이동시킨다(S116). 새로운 포인터 위치에서 새로 데이터를 입력받고, 이전 포인터 위치 및 이전 데이터에 대해 상기 단계들을 반복한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 가중 평균화 기법을 이용한 동작 소자 정합 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이 실시예에서는 톤이 발생할 수 있는지 여부를 좀더 엄격하게 판단한다.

도 12를 참조하면, 데이터가 입력되면(S120), 현재의 포인터 위치 및 상기 데이터를 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 비교한다(S121, S122). 비교 결과 데이터가 반복 입력되는 경우에 데이터 반복 이벤트를 발생시킨다(S123). 예를 들어, 현재의 포인터 위치와 일치하는 이전에 저장된 포인터 위치가 있고, 현재의 데이터와 이전 포인터 위치에 해당하는 데이터가 서로 일치하면 데이터 반복 이벤트를 발생시킨다. 데이터들을 먼저 비교하고, 포인터 위치를 비교할 수도 있다.

다음으로, 상기 데이터 반복 이벤트의 회수를 카운트한다(S124). 데이터 반복 이벤트가 소정의 횟수보다 적게 발생하였거나 데이터가 반복 입력되고 있지 않을 때에는 상기 톤 발생 가능성이 없으므로, 현재 포인터의 위치 및 순환 방향을 유지한다(S126). 데이터 반복 이벤트가 소정의 회수 이상으로 발생하였을 때에는 상기 톤이 발생할 수 있다고 판단하고, 현재의 포인터 위치 또는 현재의 순환 방향을 변경한다(S125).

실시예에 따라, 현재의 포인터 위치는 현재 가리키는 단위 소자에서 소정의 정수 m만큼 이동한 단위 소자를 가리키는 위치로 변경될 수 있다. 또, 순환 방향은 반대 방향으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 포인터가 오름차순으로 순환하는데 데이터 반복 이벤트가 발생하여 포인터 위치를 변경할 때 포인터 위치를 내림차순으로 m만큼 이동시킨 위치로 변경할 수도 있다.

실시예에 따라, 상기 m은 고정된 정수일 수도 있고, 시간에 따라 가변할 수도 있다.

변경되었을 경우에는 상기 변경된 포인터 위치를 상기 데이터와 함께 저장하고, 변경되지 않았을 경우 상기 현재의 포인터 위치를 상기 데이터와 함께 저장한다(S127). 다음 포인터 위치 및 데이터는 변경된 포인터 위치 및 데이터와 비교되어야 하므로, 포인터 위치는 변경된 후에 저장될 수 있다.

다음으로, 변경되었을 경우에는 상기 변경된 포인터 위치로부터 상기 순환 방향과 반대 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택되고, 변경되지 않았을 경우에는 상기 현재의 포인터 위치로부터 상기 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택한다(S128).

상기 단위 소자들이 선택된 후에는 상기 순환 방향으로 상기 데이터 크기만큼 포인터 위치를 이동시킨다(S129). 새로운 포인터 위치에서 새로 데이터를 입력받고, 이전 포인터 위치 및 이전 데이터에 대해 상기 단계들을 반복한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동적 소자 정합 방법 및 이를 이용한 데이터 변환기는 복잡하고 전력을 많이 소모하는 랜덤화 회로 또는 유사 랜덤화 회로 등을 사용하지 않고도 부정합 오차를 평균화할 수 있고, 톤 발생 가능성을 크게 줄일 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

데이터의 값 및 소정의 순환 방향에 따라 n 개의 단위 소자들 중 일부를 선택하는 동작을 반복하는 동적 소자 정합 방법에 있어서,

현재의 포인터 위치 및 데이터를 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 비교하여 톤(tone) 발생 가능성이 있는지 판단하는 단계;

상기 톤 발생 가능성이 있는 지에 따라 현재 포인터의 위치 및 순환 방향을 유지하거나, 또는 상기 현재 포인터의 위치와 순환 방향을 각각 또는 모두 변경하는 단계;

상기 현재 포인터 또는 변경되었을 경우에는 변경된 포인터의 위치 및 데이터를 저장하는 단계;

상기 저장된 포인터의 위치로부터 상기 순환 방향 또는 변경되었을 경우에는 변경된 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택하는 단계; 및

상기 순환 방향 또는 변경되었을 경우에는 변경된 순환 방향으로 상기 데이터 크기만큼 포인터 위치를 이동시키는 단계를 포함하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 현재 포인터의 위치와 순환 방향을 변경하는 단계는,

상기 현재의 포인터 위치를 다른 단위 소자를 가리키는 위치로 변경하는 단계를 포함하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 현재 포인터의 위치와 순환 방향을 변경하는 단계는,

상기 순환 방향을 현재의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 현재 포인터의 위치와 순환 방향을 변경하는 단계는,

상기 현재의 포인터 위치를 다른 단위 소자를 가리키는 위치로 변경하는 단계; 및 상기 순환 방향을 현재의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 톤 발생 가능성이 있는지 판단하는 단계는

상기 현재의 포인터 위치 및 데이터를 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터와 각각 비교하는 단계; 및

상기 비교 결과에 따라 톤 발생 가능성 여부를 나타내는 데이터 반복 이벤트를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제5항에 있어서, 상기 포인터 위치 및 데이터와 비교하는 단계는

상기 포인터 위치 및 데이터 중 어느 한 정보에 대해 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 먼저 비교하고, 일치하는 경우에만 나머지 정보에 대해서도 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 더 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제6항에 있어서, 상기 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터는 이전의 한 순환동안 저장된 포인터 위치 및 데이터인 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제7항에 있어서, 상기 데이터 반복 이벤트를 발생시키는 단계는

상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치 및 데이터와 일치할 경우에 상기 데이터 반복 이벤트를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제7항에 있어서, 상기 이전에 저장된 포인터 위치 및 데이터는 이전의 적어도 두 순환동안 저장된 포인터 위치들 및 데이터들인 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제9항에 있어서, 상기 데이터 반복 이벤트를 발생시키는 단계는

상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치들 중에서 일치하는 포인터 위치가 둘 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장된 데이터들과 상기 현재 데이터가 모두 일치할 경우에 데이터의 데이터 반복 이벤트를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제9항에 있어서, 상기 데이터 반복 이벤트를 발생시키는 단계는

상기 현재 포인터 위치가 상기 이전 포인터 위치들 중 일치하는 포인터 위치가 하나 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장되었던 데이터들과 상기 현재 데이터가 소정 회수 이상 일치할 경우에 데이터의 데이터 반복 이벤트를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 현재의 포인터 위치를 변경하는 단계는

상기 포인터 위치를 이전의 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시킨 위치로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제12항에 있어서, 상기 m은 1인 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 현재의 포인터 위치를 변경하는 단계는

상기 포인터의 위치를 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시킨 위치로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제14항에 있어서, 상기 m은 1인 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 연속되는 단위 소자들을 선택하는 단계는

상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향으로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
제1항에 있어서, 상기 연속되는 단위 소자들을 선택하는 단계는

상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 소자 정합 방법.
각각 동일한 크기의 단위 신호를 출력하도록 설계되나, 부정합 오차를 가지는 n 개의 단위 소자들을 포함하고, 스위칭 신호에 따라 상기 n 개의 단위 소자 중 일부를 구동하며, 구동된 단위 소자들로부터 출력되는 상기 단위 신호들을 합산하여, 입력 데이터에 상응하는 아날로그 신호를 생성하는 다중 비트 디지털-아날로그 변환회로; 및

이전의 저장된 포인터 위치 및 현재의 포인터 위치와 데이터들을 각각 비교하여 톤(tone) 발생 가능성 여부를 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 현재 포인터 위치 또는 순환 방향을 유지하거나 변경하고, 상기 현재 포인터 위치 및 데이터를 저장하며, 상기 현재 포인터 위치부터 상기 순환 방향에 따라 상기 데이터의 값과 같은 개수의 단위 소자들을 선택하기 위한 상기 스위칭 신호를 생성하는 동적 소자 정합 회로를 포함하는 데이터 변환기.
제18항에 있어서, 상기 동적 소자 정합 회로는

상기 현재와 이전의 포인터 위치들 및 데이터들을 서로 비교하여 톤 발생 가 능성을 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 상기 현재의 포인터 위치 또는 순환 방향을 유지하거나 변경하고, 변경 여부에 따라 상기 현재의 포인터 위치 또는 변경된 포인터 위치로부터 상기 순환 방향으로 상기 데이터의 값만큼 연속되는 단위 소자들을 선택하기 위한 상기 스위칭 신호를 생성하도록 구성된 스위칭 신호 생성부; 및

상기 변경된 포인터 위치 또는 변경되지 않았을 경우에는 상기 현재의 포인터 위치를 데이터와 함께 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제19항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 포인터 위치 및 데이터 중 어느 한 정보에 대해 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 먼저 비교하고, 일치하는 경우에만 나머지 정보에 대해서도 현재의 값과 이전에 저장된 값이 일치하는 지를 더 비교하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제19항에 있어서, 상기 저장부는 이전의 한 순환 동안의 포인터 위치 및 데이터들을 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제21항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치 및 데이터와 일치할 경우에 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제20항에 있어서, 상기 저장부는 이전의 적어도 두 순환 동안의 포인터 위치 및 데이터들을 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제23항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 현재 포인터 위치 및 데이터가 이전 포인터 위치들 중에서 일치하는 포인터 위치가 둘 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장된 데이터들과 상기 현재 데이터가 모두 일치할 경우에 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제23항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 현재 포인터 위치가 상기 이전 포인터 위치들 중 일치하는 포인터 위치가 하나 이상 있고, 상기 일치하는 이전 포인터 위치에서 저장되었던 데이터들과 상기 현재 데이터가 소정 회수 이상 일치할 경우에 상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제19항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단되면 상기 현재 포인터 위치를 이 전의 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시킨 위치로 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제26항에 있어서, 상기 m은 1인 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제19항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 데이터가 반복 입력되는 것으로 판단되면 상기 현재 포인터의 위치를 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 m개 단위 소자만큼 이동시킨 위치로 변경하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제28항에 있어서, 상기 m은 1인 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제19항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향으로 선택하는 스위칭 신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제19항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는

상기 단위 소자들을 이전의 순환 방향과 반대되는 순환 방향으로 선택하는 스위칭 신호를 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.
제18항에 있어서, 상기 단위 소자는 커패시터, 전류원 및 저항 어레이 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 데이터 변환기.