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KR101931345B1 - Method and circuit for converting infra-red analog signal into digital signal - Google Patents

Method and circuit for converting infra-red analog signal into digital signal Download PDF

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KR101931345B1
KR101931345B1 KR1020180090901A KR20180090901A KR101931345B1 KR 101931345 B1 KR101931345 B1 KR 101931345B1 KR 1020180090901 A KR1020180090901 A KR 1020180090901A KR 20180090901 A KR20180090901 A KR 20180090901A KR 101931345 B1 KR101931345 B1 KR 101931345B1
Authority
KR
South Korea
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counter
bits
signal
code
circuit
Prior art date
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Active
Application number
KR1020180090901A
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Korean (ko)
Inventor
임현자
김선호
김남환
김영선
장병탁
김병혁
이희철
Original Assignee
국방과학연구소
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Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/50Analogue/digital converters with intermediate conversion to time interval
    • H03M1/56Input signal compared with linear ramp
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/002Provisions or arrangements for saving power, e.g. by allowing a sleep mode, using lower supply voltage for downstream stages, using multiple clock domains or by selectively turning on stages when needed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로에 있어서, 선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성하는 램프 생성기; 다중 위상 카운터가 출력하는 비트들을 하위(less significant) 비트들로 설정하고, 그레이 코드 카운터가 출력하는 비트들을 상위(more significant) 비트들로 설정하고, 하위 비트들 및 상위 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력하는 카운터; 및 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들을 디지털 신호로서 저장하는 적어도 하나의 칼럼 회로를 포함하는 회로가 제공된다.1. A circuit for converting an infrared analog signal to a digital signal, comprising: a ramp generator for generating a ramp-up ramp signal; A counter code which is configured by setting the bits output by the multiphase counter to less significant bits, setting the bits output by the gray code counter to more significant bits, A counter for outputting a counter value; And at least one column circuit for comparing the infrared analog signal and the ramp signal and storing the bit values corresponding to the infrared analog signal among the bit values of the counter code as a digital signal based on the comparison result .

Description

적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법 및 회로{Method and circuit for converting infra-red analog signal into digital signal}[0001] The present invention relates to a method and a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal,

본 개시는 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법 및 회로 에 관한 것이다.This disclosure relates to methods and circuits for converting infrared analog signals to digital signals.

적외선 영상 시스템은 빛이 없어도 물체를 감지할 수 있다는 점을 이용하여 군용 장비뿐만 아니라 CCTV, 자동차 보조 시야 장치 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 적외선 영상 시스템의 활용 분야가 다양해짐에 따라 적외선 영상 시스템의 해상도, 분해능 및 휴대성 등의 성능을 개선하기 위한 연구가 진행되고 있다.Infrared image systems are used in various fields such as CCTV, automobile assistant vision system, as well as military equipment by utilizing the fact that they can detect objects without light. As the application fields of the infrared image system have diversified, studies are being conducted to improve the resolution, resolution and portability of the infrared image system.

적외선 영상 시스템은 아날로그 형태의 적외선 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 핵심 구성으로 포함한다. 적외선 영상 시스템이 높은 분해능(resolution)을 가지기 위해서는 아날로그-디지털 컨버터에 높은 주파수의 클럭 신호가 인가될 것이 요구된다. 아날로그-디지털 컨버터에 인가되는 클럭 신호의 주파수가 높아짐에 따라 적외선 영상 시스템이 디지털 노이즈에 취약해지고, 적외선 영상 시스템의 소비 전력이 과다해져 휴대성이 떨어지는 문제점들이 발생한다.Infrared imaging systems include an analog-to-digital converter (ADC) that converts analog signals to digital signals. In order for an infrared imaging system to have a high resolution, it is required that a high frequency clock signal be applied to the analog-to-digital converter. As the frequency of the clock signal applied to the analog-to-digital converter increases, the infrared image system becomes vulnerable to digital noise, and the power consumption of the infrared image system becomes excessive, resulting in low portability.

상술한 문제점들을 해결하고 적외선 영상 시스템의 성능을 개선할 수 있도록 적외선 영상 시스템의 소비 전력을 감소시키고 디지털 노이즈에 대한 내성을 증가시키기 위한 기술이 요구된다.There is a need for a technique for reducing the power consumption of an infrared image system and for increasing immunity against digital noise so as to solve the above-mentioned problems and to improve the performance of an infrared image system.

다양한 실시예들은 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법 및 회로를 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.Various embodiments are directed to a method and circuit for converting an infrared analog signal to a digital signal. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems can be deduced from the following embodiments.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 개시의 일 측면에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로는, 선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성하는 램프 생성기; 다중 위상 카운터가 출력하는 비트들을 하위(less significant) 비트들로 설정하고, 그레이 코드 카운터가 출력하는 비트들을 상위(more significant) 비트들로 설정하고, 상기 하위 비트들 및 상기 상위 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력하는 카운터; 및 상기 적외선 아날로그 신호 및 상기 램프 신호를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 상기 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들을 상기 디지털 신호로서 저장하는 적어도 하나의 칼럼 회로를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal, comprising: a ramp generator for generating a linearly increasing ramp signal; The method comprising: setting the bits output by the multiphase counter to less significant bits, setting the bits output by the gray code counter to more significant bits, and setting the lower bits and the upper bits A counter for outputting a counter code; And at least one column circuit for comparing the infrared analog signal and the ramp signal and storing bit values corresponding to the infrared analog signal among the bit values of the counter code based on the comparison result, .

본 개시의 다른 측면에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법은, 선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성하는 단계; 다중 위상 카운터가 출력하는 비트들을 하위 비트들로 설정하는 단계; 그레이 코드 카운터가 출력하는 비트들을 상위 비트들로 설정하는 단계; 상기 하위 비트들 및 상기 상위 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력하는 단계; 상기 적외선 아날로그 신호 및 상기 램프 신호를 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 상기 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들을 상기 디지털 신호로서 저장하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present disclosure, a method of converting an infrared analog signal to a digital signal includes generating a linearly increasing ramp signal; Setting the bits output by the multiphase counter to the lower bits; Setting the bits output by the gray code counter to upper bits; Outputting a counter code composed of the lower bits and the upper bits; Comparing the infrared analog signal and the ramp signal; And storing the bit values corresponding to the infrared analog signal among the bit values of the counter code as the digital signal based on the comparison result.

본 개시에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로에 포함되는 카운터는 다중 위상 카운터가 출력하는 비트들을 카운터 코드의 하위 비트들로 설정할 수 있다. 카운터 코드의 하위 비트들이 다중 위상 카운터로부터 제공됨에 따라 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로에 인가되는 클럭 신호의 주파수가 낮아질 수 있다.The counter included in the circuit for converting the infrared analog signal to the digital signal according to the present disclosure can set the bits output from the multi-phase counter to the lower bits of the counter code. As the lower bits of the counter code are provided from the multiphase counter, the frequency of the clock signal applied to the circuit for converting the infrared analog signal into a digital signal may be lowered.

적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로에 인가되는 클럭 신호의 주파수가 낮아짐에 따라 회로에서 소비되는 전력이 감소할 수 있고, 회로의 디지털 노이즈에 대한 내성이 증가할 수 있다.As the frequency of a clock signal applied to a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal is lowered, the power consumed by the circuit can be reduced, and the resistance to the digital noise of the circuit can be increased.

본 개시에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로에 포함되는 카운터는 그레이 코드 카운터가 출력하는 비트들을 카운터 코드의 상위 비트들로 설정할 수 있다. 카운터 코드의 상위 비트들이 그레이 코드로 구성됨에 따라 회로가 출력하는 디지털 신호의 노이즈에 따른 오차가 감소할 수 있다.The counter included in the circuit for converting the infrared analog signal into the digital signal according to the present disclosure can set the bits output by the gray code counter to the upper bits of the counter code. As the upper bits of the counter code are composed of gray code, the error due to the noise of the digital signal outputted by the circuit can be reduced.

도 1은 종래의 아날로그-디지털 컨버터의 구성을 나타내는 블록도 및 적외선 아날로그 신호를 검출하는 과정을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 2는 일부 실시예에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 일부 실시예에 따른 다중 위상 카운터의 회로도이다.
도 4는 일부 실시예에 따른 그레이 코드 카운터의 회로도이다.
도 5는 종래의 방식으로 복수의 비트들을 출력하는 카운터의 동작을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 6은 일부 실시예에 따른 다중 위상 카운터가 복수의 비트들을 출력하는 동작을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 7은 일반적인 이진수 코드와 그레이 코드의 차이점을 설명하기 위한 표를 나타내는 도면이다.
도 8은 일부 실시예에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로 및 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 9는 일부 실시예에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a conventional analog-to-digital converter and a graph for explaining a process of detecting an infrared analog signal.
2 is a block diagram showing a configuration of a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal according to some embodiments.
3 is a circuit diagram of a multi-phase counter according to some embodiments.
4 is a circuit diagram of a gray code counter according to some embodiments.
FIG. 5 is a graph for explaining the operation of a counter for outputting a plurality of bits in a conventional manner. FIG.
6 is a graph illustrating an operation in which a multi-phase counter according to some embodiments outputs a plurality of bits.
7 is a table showing a difference between a general binary code and a gray code.
8 is a diagram illustrating a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal and a graph for explaining a process of converting an infrared analog signal to a digital signal according to some embodiments.
9 is a flowchart illustrating a method of converting an infrared analog signal into a digital signal according to some embodiments.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the following description is intended to illustrate the embodiments and not to limit or limit the scope of the invention. Those skilled in the art can easily deduce from the detailed description and examples that the scope of the present invention falls within the scope of the right.

본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the terms " comprising " or " comprising " and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, May not be included, or may be interpreted to include additional components or steps.

본 실시예들은 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법 및 회로에 관한 것으로서 이하의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서는 자세한 설명을 생략한다.The present embodiments relate to a method and a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal, and a detailed description thereof will be omitted with respect to matters widely known to those skilled in the art.

도 1은 종래의 아날로그-디지털 컨버터의 구성을 나타내는 블록도 및 적외선 아날로그 신호를 검출하는 과정을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional analog-to-digital converter and a graph for explaining a process of detecting an infrared analog signal.

도 1을 참조하면, 종래의 column level single slope 방식의 아날로그-디지털 컨버터는 글로벌 회로 및 복수의 칼럼 회로들을 포함할 수 있다. 종래의 아날로그-디지털 컨버터는 적외선 아날로그 신호(Vin1, Vin2)를 수신하고, 칼럼 회로들 각각을 통해 수신된 신호를 수신된 신호에 대응되는 N 비트의 디지털 신호로 변환할 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional column-level single slope analog-to-digital converter may include a global circuit and a plurality of column circuits. A conventional analog-to-digital converter can receive an infrared analog signal (Vin1, Vin2) and convert the received signal through each of the column circuits into an N-bit digital signal corresponding to the received signal.

글로벌 회로는 선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성할 수 있고, 복수의 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력할 수 있다. 복수의 칼럼 회로들 각각은 적외선 아날로그 신호와 램프 신호를 비교할 수 있고, 적외선 아날로그 신호에 대응되는 카운터 코드를 저장할 수 있다.The global circuit can generate a linearly increasing ramp signal and output a counter code composed of a plurality of bits. Each of the plurality of column circuits can compare an infrared analog signal with a ramp signal, and can store a counter code corresponding to an infrared analog signal.

도 1 하단의 그래프에는 시간이 흐름에 따라 변경되는 글로벌 회로가 출력하는 카운터 코드의 비트값들 중에서 적외선 아날로그 신호(Vin1)에 대응되는 비트값(D2) 및 적외선 아날로그 신호(Vin2)에 대응되는 비트값(D1)이 결정되는 과정이 도시되어 있다.1, a bit value D2 corresponding to the infrared analog signal Vin1 and a bit value D2 corresponding to the infrared analog signal Vin2 among the bit values of the counter code outputted by the global circuit, The process of determining the value D1 is shown.

글로벌 회로가 출력하는 카운터 코드의 비트수 N이 증가함에 따라 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 적외선 영상 시스템의 분해능은 향상될 수 있으나, 아날로그-디지털 컨버터에 인가되는 클럭 신호의 주파수가 높아질 수 있다.As the number of bits N of the counter code output by the global circuit increases, the resolution of the infrared image system including the analog-to-digital converter can be improved, but the frequency of the clock signal applied to the analog-to-digital converter can be increased.

적외선 영상 시스템의 해상도 및 프레임 속도가 높아지고, 높은 분해능을 제공하기 위해 클럭 신호의 주파수가 높아짐에 따라 적외선 영상 시스템의 소비 전력이 증가할 수 있다. 또한 클럭 신호의 주파수가 높아짐에 따라 적외선 영상 시스템이 지터(jitter) 등의 디지털 노이즈에 취약해질 수 있다. 따라서, 아날로그-디지털 컨버터에 인가되는 클럭 신호의 주파수를 낮추기 위한 기술이 요구된다.The resolution and the frame rate of the infrared image system are increased and the power consumption of the infrared image system may increase as the frequency of the clock signal increases to provide a higher resolution. Also, as the frequency of the clock signal increases, the infrared image system may become vulnerable to digital noise such as jitter. Therefore, a technique for lowering the frequency of the clock signal applied to the analog-to-digital converter is required.

도 2는 일부 실시예에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a configuration of a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal according to some embodiments.

도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로(1)는 램프 생성기(30), 카운터(15), 적어도 하나의 칼럼 회로(45) 및 직렬 변환기(60)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 회로(1)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있으나, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 회로(1)에 더 포함될 수 있음은 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.2, the circuit 1 for converting an infrared analog signal into a digital signal according to the present disclosure includes a lamp generator 30, a counter 15, at least one column circuit 45 and a serial converter 60 . Although only the components related to the present embodiment are shown in the circuit 1 shown in Fig. 2, it is to be understood that other general components other than the components shown in Fig. 2 may be further included in the circuit 1, It will be understood by those of ordinary skill in the art to which the examples relate.

램프 생성기(30)는 CTIA(capacitive transimpedance amplifier) 구조를 채용하고, 선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성할 수 있다. 램프 신호는 적어도 하나의 칼럼 회로(45) 각각에 인가될 수 있다.The ramp generator 30 employs a capacitive transimpedance amplifier (CTIA) architecture and can generate linearly increasing ramp signals. The ramp signal can be applied to each of the at least one column circuits 45.

카운터(15)는 복수의 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력할 수 있다. 카운터(15)는 다중 위상 카운터(10) 및 그레이 코드 카운터(20)를 포함할 수 있다. 카운터 코드를 구성하는 복수의 비트들은 다중 위상 카운터(10)로부터 출력되는 비트들 및 그레이 코드 카운터(20)로부터 출력되는 비트들로 구성될 수 있다. 카운터 코드는 적어도 하나의 칼럼 회로(45) 각각에 인가될 수 있다.The counter 15 can output a counter code composed of a plurality of bits. The counter 15 may include a multi-phase counter 10 and a gray code counter 20. The plurality of bits constituting the counter code may be composed of the bits output from the multi-phase counter 10 and the bits output from the gray code counter 20. [ The counter code may be applied to each of at least one column circuit 45.

카운터(15)는 다중 위상 카운터(10)가 출력하는 비트들을 하위 비트들로 설정하고, 그레이 코드 카운터(20)가 출력하는 비트들을 상위 비트들로 설정할 수 있다. 예를 들면, 다중 위상 카운터(10)는 1100(2)을 출력할 수 있고, 그레이 코드 카운터(20)는 1110011100(2)을 출력할 수 있다. 카운터(15)는 1100(2)을 하위 비트들로 설정하고, 1110011100(2)을 상위 비트들로 설정함으로써 11100111001100(2)의 비트값들을 갖는 카운터 코드를 출력할 수 있다.The counter 15 may set the bits output by the multiphase counter 10 to lower bits and set the bits output by the gray code counter 20 to upper bits. For example, the multiphase counter 10 may output 1100 (2) , and the gray code counter 20 may output 1110011100 (2) . The counter 15 may output a counter code having the bit values of 11100111001100 (2) by setting 1100 (2) to the lower bits and 1110011100 (2) to the upper bits.

본 개시에 따른 다중 위상 카운터(10)는 4비트를 출력하고, 그레이 코드 카운터(20)는 10비트를 출력하고, 카운터 코드는 14비트로 구성되는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다중 위상 카운터(10)는 임의의 자연수 n개의 비트들을 출력할 수 있고, 그레이 코드 카운터(20)는 임의의 자연수 m개의 비트들을 출력할 수 있으며, 카운터 코드는 하위 n비트 및 상위 m비트로 구성되는 n+m비트를 가질 수 있다.Although the multiphase counter 10 according to the present disclosure outputs 4 bits, the gray code counter 20 outputs 10 bits, and the counter code is configured to be composed of 14 bits, the present invention is not limited thereto, The gray code counter 20 can output any natural number n bits and the counter code can output any natural number m bits and the counter code can output n bits of n + m Bit. ≪ / RTI >

카운터(15)가 출력하는 카운터 코드가 갖는 비트값들은 시간이 흐름에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 카운터 코드가 14비트로 구성되는 경우 카운터(15)는 14개의 비트값들에 대응되는 214개의 값들을 시간이 흐름에 따라 순차적으로 출력할 수 있다.The bit values of the counter code output by the counter 15 may change over time. For example, when the counter code is composed of 14 bits, the counter 15 can sequentially output 2 14 values corresponding to 14 bit values in accordance with time.

적어도 하나의 칼럼 회로(45)는 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호를 비교할 수 있고, 비교 결과에 기초하여 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들을 디지털 신호로서 저장할 수 있다. 적어도 하나의 칼럼 회로(45) 각각은 비교기(40) 및 메모리(50)를 포함할 수 있다. 한편, 적어도 하나의 칼럼 회로(45)는 비교기(40)의 비교 동작 및 메모리(50)의 저장 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The at least one column circuit 45 can compare the infrared analog signal and the ramp signal and store the bit values corresponding to the infrared analog signal among the bit values of the counter code as a digital signal based on the comparison result. Each of the at least one column circuits 45 may comprise a comparator 40 and a memory 50. On the other hand, the at least one column circuit 45 may further include a control unit (not shown) for controlling the comparison operation of the comparator 40 and the storing operation of the memory 50.

비교기(40)는 증폭기의 단자들을 통해 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호를 수신하고, 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호가 일치하는 시점을 판단할 수 있다. 시간이 흐름에 따라 램프 신호는 선형적으로 증가하므로 수신된 적외선 아날로그 신호의 크기에 따라 양 신호들이 일치하는 시점이 달라질 수 있다.The comparator 40 receives the infrared analog signal and the ramp signal through the terminals of the amplifier, and can determine when the infrared analog signal and the ramp signal match. Since the ramp signal increases linearly with time, the point of time when both signals match can be changed according to the size of the received infrared analog signal.

메모리(50)는 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호가 일치하는 시점에서의 비트값들을 저장할 수 있다. 적어도 하나의 칼럼 회로(45)에 포함되는 제어부는 메모리(50)가 양 신호가 일치하는 시점에서의 비트값들을 저장하도록 메모리(50)를 제어할 수 있다. 카운터 코드가 갖는 비트값들 및 램프 신호는 시간이 흐름에 따라 변하고, 비교기(40)는 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호가 일치하는 시점을 판단할 수 있으므로, 메모리(50)에 저장된 비트값들로부터 비교기(40)가 수신한 적외선 아날로그 신호의 크기가 도출될 수 있다.The memory 50 may store bit values at a time point when the infrared analog signal and the ramp signal match among the bit values of the counter code. The control part included in at least one column circuit 45 can control the memory 50 to store the bit values at the time when the memory 50 matches both signals. The bit values and the ramp signal of the counter code change with time and the comparator 40 can determine when the infrared analog signal and the ramp signal coincide with each other so that from the bit values stored in the memory 50, The size of the infrared analog signal received by the receiver 40 can be derived.

적어도 하나의 칼럼 회로(45)는 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호의 비교를 동시에 수행할 수 있고, 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들의 저장을 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 칼럼 회로(45)의 동작들은 병렬적으로 수행될 수 있다.At least one column circuit 45 may simultaneously perform comparison of the infrared analog signal and the ramp signal, and concurrently store the bit values corresponding to the infrared analog signal. Therefore, the operations of the at least one column circuit 45 can be performed in parallel.

직렬 변환기(60)는 적어도 하나의 칼럼 회로(45)에 저장된 비트값들을 정렬하여 순차적으로 출력할 수 있다. 직렬 변환기(60)는 적어도 하나의 칼럼 회로(45)에 의해 병렬적으로 저장된 비트값들을 정렬하여 순차적으로 출력할 수 있다.The serializer 60 may sequentially output the bit values stored in at least one column circuit 45. The serializer 60 may sequentially output the bit values stored in parallel by the at least one column circuit 45 and sequentially output the bit values.

도 3은 일부 실시예에 따른 다중 위상 카운터의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a multi-phase counter according to some embodiments.

도 3을 참조하면, 다중 위상 카운터(10)는 복수의 D-플립플롭(D-flip-flop)들을 포함한다. 복수의 D-플립플롭들 각각은 펄스를 출력하고, 복수의 D-플립플롭들이 출력하는 펄스들은 서로 동일한 주파수를 갖고, 서로 상이한 위상을 갖는다. 도 3에 예시된 바와 같이, 다중 위상 카운터(10)는 8개의 D-플립플롭들을 포함할 수 있다. 복수의 D-플립플롭들이 출력하는 펄스들의 구체적인 예시는 도 6에 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, the multi-phase counter 10 includes a plurality of D-flip-flops. Each of the plurality of D-flip flops outputs a pulse, and the pulses output by the plurality of D-flip flops have the same frequency and have different phases from each other. As illustrated in FIG. 3, the multi-phase counter 10 may include eight D-flip flops. A specific example of the pulses output by the plurality of D-flip-flops is shown in Fig.

도 6은 일부 실시예에 따른 다중 위상 카운터가 복수의 비트들을 출력하는 동작을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.6 is a graph illustrating an operation in which a multi-phase counter according to some embodiments outputs a plurality of bits.

도 6을 참조하면, 다중 위상 카운터(10)에 포함되는 8개의 D-플립플롭들이 출력하는 8개의 펄스들(M0 내지 M7)이 도시되어 있다. 각각의 D-플립플롭을 통과할 때마다 각각의 D-플립플롭이 출력하는 펄스의 위상이 이동됨에 따라 8개의 펄스들(M0 내지 M7)은 서로 동일한 주파수 및 서로 상이한 위상을 가질 수 있다. 8개의 펄스들(M0 내지 M7) 각각이 갖는 값은 0 또는 1에 대응될 수 있고, 8개의 펄스들(M0 내지 M7)이 갖는 값들은 측정되는 시점에 따라 16개의 구별되는 값들을 가질 수 있다. 16개의 값들은 4비트에 대응될 수 있으므로, 8개의 D-플립플롭들을 포함하는 다중 위상 카운터(10)는 4비트를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 6, eight pulses M0 to M7 output by the eight D-flip flops included in the multiphase counter 10 are shown. As each D-flip-flop passes the phase of the pulse output by each D-flip-flop, the eight pulses M0 to M7 may have the same frequency and different phases from each other. The value of each of the eight pulses M0 to M7 may correspond to 0 or 1 and the values of the eight pulses M0 to M7 may have 16 different values depending on the time of measurement . The 16 values may correspond to 4 bits, so that the multiphase counter 10 including 8 D-flip flops can output 4 bits.

도 3 및 도 6에서는 다중 위상 카운터(10)가 4비트를 출력하기 위해 8개의 D-플립플롭들을 포함하는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상이한 개수의 D-플립플롭들을 포함하여 상이한 개수의 비트를 출력할 수 있다. 예를 들면, 다중 위상 카운터(10)는 32개의 D-플립플롭들을 포함하여 6비트를 출력할 수도 있다.3 and 6 illustrate that the multiphase counter 10 includes eight D-flip-flops for outputting four bits, but it is not limited thereto, and a different number of D-flip flops, including a different number of D- Can be output. For example, the multiphase counter 10 may output six bits, including 32 D-flip flops.

본 개시에 따른 다중 위상 카운터(10)는 종래의 이진수 카운터(binary counter)를 채용하는 경우에 비해 클럭 신호의 주파수를 낮출 수 있다. 이진수 카운터는 다중 위상 카운터(10)와 달리 이전 단계의 D-플립플롭의 출력이 다음 단계의 D-플립플롭의 클럭 단자로 인가되는 방식으로 구현될 수 있다. 이진수 카운터가 출력하는 펄스들의 구체적인 예시는 도 5에 도시되어 있다.The multi-phase counter 10 according to the present disclosure can lower the frequency of the clock signal compared to the case of employing a conventional binary counter. The binary counter can be implemented in such a manner that, unlike the multiphase counter 10, the output of the D-flip-flop of the previous stage is applied to the clock terminal of the D-flip-flop of the next stage. A specific example of the pulses output by the binary counter is shown in FIG.

도 5는 종래의 방식으로 복수의 비트들을 출력하는 카운터의 동작을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a graph for explaining the operation of a counter for outputting a plurality of bits in a conventional manner. FIG.

도 5를 참조하면, 이진수 카운터에 의해 출력되고 4비트에 대응되는 4개의 펄스들이 도시되어 있다. 4개의 펄스들(B0 내지 B3) 각각이 갖는 값은 0 또는 1에 대응될 수 있고, 4개의 펄스들(B0 내지 B3)이 갖는 값들은 측정되는 시점에 따라 4비트에 대응되는 16개의 구별되는 값들을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, four pulses output by the binary counter and corresponding to four bits are shown. The value of each of the four pulses B0 to B3 may correspond to 0 or 1 and the values of the four pulses B0 to B3 may correspond to 16 different Values.

도 5 및 도 6을 참조하면, 4비트를 출력하기 위한 상이한 두 방식이 비교될 수 있다. 도 5에 도시된 이진수 카운터의 동작에서는, 4비트 중 최하위 비트(least significant bit, LSB)에 대응되는 펄스(B0)의 주기는 T일 수 있다. 이에 비해 도 6에 도시된 다중 위상 카운터(10)의 동작에서는, 펄스들(M0 내지 M7)의 주기가 8T일 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 이진수 카운터가 동작하기 위해서는 1/T의 클럭 주파수가 요구되나, 도 6에 도시된 다중 위상 카운터(10)가 동작하기 위해서는 보다 낮은 1/(8T)의 클럭 주파수가 요구될 수 있다. 결론적으로, 동일한 개수의 비트들을 출력하는 경우 다중 위상 카운터(10)가 이진수 카운터보다 낮은 펄스 주파수에서 동작할 수 있다.Referring to Figures 5 and 6, two different schemes for outputting 4 bits can be compared. In the operation of the binary counter shown in FIG. 5, the period of the pulse B0 corresponding to the least significant bit (LSB) among the four bits may be T. FIG. In contrast, in the operation of the multiphase counter 10 shown in FIG. 6, the period of the pulses M0 to M7 may be 8T. Therefore, although the 1 / T clock frequency is required for the binary counter shown in FIG. 5 to operate, a lower 1 / (8T) clock frequency is required for the multi-phase counter 10 shown in FIG. . Consequently, the multiphase counter 10 can operate at a lower pulse frequency than the binary counter when outputting the same number of bits.

본 개시에 따른 회로(1)가 다중 위상 카운터(10)를 채용함에 따라 회로(1)에 인가되는 클럭 주파수가 감소할 수 있다. 회로(1)에 인가되는 클럭 주파수가 감소함에 따라 회로(1)를 채용하는 적외선 영상 시스템의 소비 전력이 감소할 수 있고, 소비 전력 감소에 따라 휴대성이 향상될 수 있다.As the circuit 1 according to the present disclosure employs the multi-phase counter 10, the clock frequency applied to the circuit 1 can be reduced. As the clock frequency applied to the circuit 1 decreases, the power consumption of the infrared image system employing the circuit 1 can be reduced, and the portability can be improved as the power consumption is reduced.

또한, 회로(1)의 동작 주파수가 높아질수록 지터 등의 디지털 노이즈에 취약해진다는 점에 비추어, 본 개시에 따른 회로(1)가 다중 위상 카운터(10)를 채용함에 따라 적어도 하나의 칼럼 회로(45)에 인가되는 카운터 코드를 구성하는 하위 비트들의 노이즈에 대한 내성이 향상될 수 있다.In view of the fact that the higher the operating frequency of the circuit 1 is, the more susceptible to the digital noise such as jitter, the circuit 1 according to the present disclosure adopts the multiphase counter 10 so that at least one column circuit The resistance to noise of the lower bits constituting the counter code applied to the counter 45 can be improved.

도 4는 일부 실시예에 따른 그레이 코드 카운터의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a gray code counter according to some embodiments.

도 4를 참조하면, 그레이 코드 카운터(20)는 복수의 스테이지들을 포함한다. 복수의 스테이지들 각각은 펄스를 출력하고, 복수의 스테이지들이 출력하는 펄스들은 서로 상이한 주파수를 갖고, 서로 상이한 위상을 갖는다. 복수의 스테이지들 각각은 연속된 2개의 D-플립플롭을 포함할 수 있다. 도 4에 예시된 바와 같이, 그레이 코드 카운터(20)는 10개의 스테이지들을 포함할 수 있고, 10비트를 출력할 수 있다.Referring to Fig. 4, the gray code counter 20 includes a plurality of stages. Each of the plurality of stages outputs pulses, and the pulses output by the plurality of stages have different frequencies from each other and have different phases from each other. Each of the plurality of stages may comprise two consecutive D-flip flops. As illustrated in FIG. 4, the gray code counter 20 may include 10 stages and may output 10 bits.

그레이 코드 카운터(20)가 출력하는 비트들은 그레이 코드를 구성할 수 있다. 그레이 코드를 구성하는 비트들은 이진수의 값이 1만큼 변경될 때 한 자리의 비트만이 변경되는 방식으로 이진수 값들에 대응될 수 있다. 그레이 코드 카운터(20)가 일반적인 이진수 코드 대신 그레이 코드를 구성하는 비트들을 출력함에 따른 이점은 도 7을 참조하여 설명될 수 있다.The bits output by the gray code counter 20 may constitute a gray code. The bits constituting the gray code may correspond to the binary values in such a manner that only one bit is changed when the value of the binary number is changed by one. Advantages of the gray code counter 20 outputting the bits constituting the gray code instead of the general binary code can be explained with reference to Fig.

도 7은 일반적인 이진수 코드와 그레이 코드의 차이점을 설명하기 위한 표를 나타내는 도면이다.7 is a table showing a difference between a general binary code and a gray code.

도 7을 참조하면, 4비트로 구성되는 이진수 코드 및 4비트로 구성되는 그레이 코드가 비교될 수 있다. 디지털 노이즈 등에 의해 최상위 비트(most significant bit, MSB)가 0에서 1로 변경되는 경우 이진수 코드는 8만큼의 차이가 발생함에 비해 그레이 코드는 1만큼의 차이만이 발생할 수 있다.Referring to FIG. 7, a binary code composed of 4 bits and a gray code composed of 4 bits can be compared. When the most significant bit (MSB) is changed from 0 to 1 due to digital noise or the like, a binary code may be different by 8, whereas a gray code may be different by 1.

최상위 비트가 노이즈에 의해 손상되는 경우에도 1만큼의 차이만이 발생한다는 점에 비추어, 본 개시에 따른 회로(1)가 그레이 코드 카운터(20)를 채용함에 따라 적어도 하나의 칼럼 회로(45)에 인가되는 카운터 코드를 구성하는 상위 비트들의 노이즈에 대한 내성이 향상될 수 있다.The circuit 1 according to the present disclosure is applied to at least one column circuit 45 as it adopts the gray code counter 20 in view of the fact that even when the most significant bits are damaged by noise, The immunity to the noise of the upper bits constituting the applied counter code can be improved.

한편, 다시 도 2를 참조하면, 그레이 코드 카운터(20)는 다중 위상 카운터(10)로부터 출력되는 신호를 수신할 수 있고, 다중 위상 카운터(10)로부터 출력되어 카운터(15)가 출력하는 카운터 코드를 구성하는 하위 비트들로 설정되는 비트들과 동기화되는 비트들을 출력할 수 있다. 동기화되는 비트들은 카운터(15)가 출력하는 카운터 코드를 구성하는 상위 비트들로 설정될 수 있다. 따라서, 다중 위상 카운터(10)가 출력하는 비트들 및 그레이 코드 카운터(20)가 출력하는 비트들은 동기화되어 카운터(15)가 출력하는 카운터 코드를 구성할 수 있다.2, the gray code counter 20 is capable of receiving a signal output from the multiphase counter 10 and receiving the counter code output from the multiphase counter 10 and output by the counter 15, Lt; RTI ID = 0.0 > bits, < / RTI > The bits to be synchronized can be set to the upper bits constituting the counter code output by the counter 15. [ Therefore, the bits output by the multiphase counter 10 and the bits output by the gray code counter 20 can be synchronized to constitute a counter code output by the counter 15. [

도 8은 일부 실시예에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로 및 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal and a graph for explaining a process of converting an infrared analog signal to a digital signal according to some embodiments.

도 8을 참조하면, 본 개시에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로(1)가 도시되어 있고, 본 개시에 따른 회로(1)의 동작 파형을 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 회로(1)는 램프 생성기(30), 다중 위상 카운터(10) 및 그레이 코드 카운터(20)를 포함하는 카운터(15), 적어도 하나의 칼럼 회로(45) 및 직렬 변환기(60)를 포함할 수 있다.Referring to Fig. 8, a circuit 1 for converting an infrared analog signal according to the present disclosure into a digital signal is shown, and a graph showing the operation waveform of the circuit 1 according to the present disclosure is shown. The circuit 1 may include a counter 15 including a ramp generator 30, a multiphase counter 10 and a gray code counter 20, at least one column circuit 45 and a serializer 60 have.

시간이 흐름에 따라 램프 생성기(30)가 생성하는 램프 신호는 선형적으로 증가하고, 특정 시점에서 적어도 하나의 칼럼 회로(45)에 포함되는 비교기(40)가 수신하는 적외선 아날로그 신호(Vin)와 일치할 수 있다. 양 신호가 일치하는 순간에 비교기(40)의 출력 신호(Vcomp)는 0에서 1로 변경될 수 있다.The ramp signal generated by the ramp generator 30 increases linearly with time, and the infrared analog signal Vin received by the comparator 40 included in at least one column circuit 45 at a certain time point Can be matched. The output signal Vcomp of the comparator 40 can be changed from 0 to 1 at the moment when both signals coincide.

다중 위상 카운터(10)가 출력하는 펄스들(M0 내지 M7)에 대응되는 비트들 및 그레이 코드 카운터(20)가 출력하는 펄스들(G0 내지 G9)에 대응되는 비트들 역시 시간이 흐름에 따라 변경될 수 있다. 비교기(40)의 출력 신호(Vcomp)가 0에서 1로 변경되는 시점에서, 펄스들(M0 내지 M7)에 대응되는 비트들은 카운터(15)가 출력하는 카운터 코드의 하위 4비트로 설정되고, 펄스들(G0 내지 G9)에 대응되는 비트들은 카운터 코드의 상위 10비트로 설정될 수 있다. 메모리(50)는 14비트로 구성되는 카운터 코드를 14개의 단자들(B0 내지 B13)에 저장할 수 있다.The bits corresponding to the pulses M0 to M7 output by the multiphase counter 10 and the bits corresponding to the pulses G0 to G9 output by the gray code counter 20 are also changed . The bits corresponding to the pulses M0 to M7 are set to the lower 4 bits of the counter code outputted by the counter 15 at the time when the output signal Vcomp of the comparator 40 is changed from 0 to 1, (G0 to G9) may be set to the upper 10 bits of the counter code. The memory 50 can store a counter code composed of 14 bits in 14 terminals (B0 to B13).

한편, 램프 생성기(30)는 직류 전류원 및 캐패시터를 포함할 수 있고, 직류 전류원에 의한 직류 전류가 캐패시터에 흐를 때 적분되는 캐패시터 양단의 전압에 기초하여 램프 신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 램프 생성기(30)에 포함되는 증폭기에 의해 직류 전류원의 전류가 전부 캐패시터로 흐를 수 있고, 캐패시터 양단의 전압과 전류의 관계식에 따라 선형적으로 증가하는 캐패시터 양단의 전압이 생성되어 램프 신호가 생성될 수 있다.Meanwhile, the ramp generator 30 may include a DC current source and a capacitor, and may output a ramp signal based on a voltage across a capacitor that is integrated when a DC current from the DC current source flows through the capacitor. Specifically, the amplifier included in the ramp generator 30 allows all the current of the DC current source to flow to the capacitor, and the voltage across the capacitor increases linearly with the relationship between voltage and current across the capacitor, Can be generated.

본 개시에 따른 회로(1)에 포함되는 구성요소들의 동작은 리셋 신호(Reset)에 의해 동기화될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 리셋 신호(Reset)가 인가되면 램프 생성기(30)는 초기화되어 램프 신호를 다시 생성하고, 비교기(40)의 출력(Vcomp)은 1에서 0으로 초기화되고, 다중 위상 카운터(10) 및 그레이 코드 카운터(20)는 다시 카운터 코드를 출력하는 등과 같이 램프 생성기(30), 카운터(15) 및 적어도 하나의 칼럼 회로(45)가 수행하는 동작들이 동기화될 수 있다.The operation of the components included in the circuit 1 according to the present disclosure can be synchronized by a reset signal Reset. 8, when the reset signal Reset is applied, the ramp generator 30 is initialized to regenerate the ramp signal, the output Vcomp of the comparator 40 is initialized from 1 to 0, The counter 10 and the gray code counter 20 can be synchronized with the operations performed by the ramp generator 30, the counter 15 and the at least one column circuit 45, such as outputting the counter code again.

도 9는 일부 실시예에 따른 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법은 도 2 내지 도 8에 도시된 회로(1)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 2 내지 도 8의 회로(1)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 9의 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법에도 적용될 수 있다.9 is a flowchart illustrating a method of converting an infrared analog signal into a digital signal according to some embodiments. Referring to FIG. 9, a method of converting an infrared analog signal into a digital signal is comprised of steps that are processed in a time-series manner in the circuit 1 shown in FIGS. 2 to 8. Therefore, the contents described above with respect to the circuit 1 of FIG. 2 to FIG. 8 can be applied to the method of converting the infrared analog signal of FIG. 9 into a digital signal even if omitted from the following description.

단계 s910에서, 회로(1)는 램프 생성기(30)를 통해 선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성할 수 있다.In step s910, the circuit 1 may generate a ramp signal that increases linearly through the ramp generator 30.

단계 s920에서, 회로(1)는 카운터(15)를 통해 하위 비트들로 설정된 다중 위상 카운터(10)가 출력하는 비트들 및 상위 비트들로 설정된 그레이 코드 카운터(20)가 출력하는 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력할 수 있다.In step s920, the circuit 1 is constituted by the bits output by the multiphase counter 10 set to the lower bits through the counter 15 and the bits output by the gray code counter 20 set to the upper bits Can be output.

단계 s930에서, 회로(1)는 적어도 하나의 칼럼 회로(45)를 통해 적외선 아날로그 신호 및 램프 신호를 비교하여 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들을 디지털 신호로서 저장할 수 있다.In step s930, the circuit 1 compares the infrared analog signal and the ramp signal through at least one column circuit 45 and stores the bit values corresponding to the infrared analog signal among the bit values of the counter code as a digital signal have.

한편, 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법은 그 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 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 명령어의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.On the other hand, a method for converting an infrared analog signal to a digital signal may be recorded in a computer-readable recording medium having recorded thereon one or more programs including instructions for executing the method. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, optical media such as CD-ROM and DVD, a floptical disk, 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 machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, .

1: 적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로
10: 다중 위상 카운터
15: 카운터
20: 그레이 코드 카운터
30: 램프 생성기
40: 비교기
45: 적어도 하나의 칼럼 회로
50: 메모리
60: 직렬 변환기
1: circuit that converts infrared analog signal to digital signal
10: Multiphase Counter
15: Counter
20: Gray code counter
30: Lamp generator
40: comparator
45: at least one column circuit
50: Memory
60: serializer

Claims (12)

적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 회로에 있어서,
선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성하는 램프 생성기;
다중 위상 카운터가 출력하는 비트들을 하위(less significant) 비트들로 설정하고, 그레이 코드 카운터가 출력하는 비트들을 상위(more significant) 비트들로 설정하고, 상기 하위 비트들 및 상기 상위 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력하는 카운터; 및
상기 적외선 아날로그 신호 및 상기 램프 신호를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 상기 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들을 상기 디지털 신호로서 저장하는 적어도 하나의 칼럼 회로를 포함하는 회로.
1. A circuit for converting an infrared analog signal into a digital signal,
A ramp generator for generating a linearly increasing ramp signal;
The method comprising: setting the bits output by the multiphase counter to less significant bits, setting the bits output by the gray code counter to more significant bits, and setting the lower bits and the upper bits A counter for outputting a counter code; And
And at least one column circuit for comparing the infrared analog signal and the ramp signal and for storing bit values corresponding to the infrared analog signal among the bit values of the counter code based on the comparison result, Circuit.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 칼럼 회로 각각은,
상기 적외선 아날로그 신호 및 상기 램프 신호가 일치하는 시점을 판단하는 비교기 및 상기 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 상기 시점에서의 비트값들을 저장하는 메모리를 포함하는, 회로.
The method according to claim 1,
Wherein each of the at least one column circuits comprises:
A comparator for determining when the infrared analog signal and the ramp signal match, and a memory for storing bit values at the time among the bit values of the counter code.
제 1항에 있어서,
상기 다중 위상 카운터는,
서로 동일한 주파수 및 서로 상이한 위상을 갖는 복수의 펄스들을 출력하는 복수의 D-플립플롭(D-flip-flop)들을 포함하고,
상기 복수의 펄스들의 값들에 기초하여 상기 하위 비트들로 설정되는 비트들을 출력하는, 회로.
The method according to claim 1,
The multi-
A plurality of D-flip-flops for outputting a plurality of pulses having the same frequency and different phases from each other,
And outputs the bits set to the lower bits based on the values of the plurality of pulses.
제 1항에 있어서,
상기 그레이 코드 카운터는,
서로 상이한 주파수 및 서로 상이한 위상을 갖는 복수의 펄스들을 출력하는 복수의 스테이지들을 포함하고,
상기 복수의 펄스들의 값들에 기초하여 상기 상위 비트들로 설정되는 비트들을 출력하고,
이진수의 값이 1만큼 변경될 때 한 자리의 비트만이 변경되는 그레이 코드를 구성하는 상위 비트들로 설정되는 비트들을 출력하고,
상기 복수의 스테이지들 각각은 연속된 2개의 D-플립플롭을 포함하는, 회로.
The method according to claim 1,
The gray code counter includes:
A plurality of stages outputting a plurality of pulses having different frequencies and different phases from each other,
Outputting the bits set to the upper bits based on the values of the plurality of pulses,
Outputs bits set to upper bits constituting a gray code in which only one bit is changed when the value of the binary number is changed by 1,
Wherein each of the plurality of stages comprises two consecutive D-flip flops.
제 1항에 있어서,
상기 그레이 코드 카운터는,
상기 다중 위상 카운터로부터 출력되는 신호를 수신하고,
상기 하위 비트들로 설정되는 비트들과 동기화되는 상기 상위 비트들로 설정되는 비트들을 출력하는, 회로.
The method according to claim 1,
The gray code counter includes:
Receiving a signal output from the multi-phase counter,
And outputs the bits set to the upper bits that are synchronized with the bits set to the lower bits.
제 1항에 있어서,
상기 다중 위상 카운터는,
4비트를 출력하고,
상기 그레이 코드 카운터는,
10비트를 출력하고,
상기 카운터는,
14비트로 구성되는 상기 카운터 코드를 출력하는, 회로.
The method according to claim 1,
The multi-
4 bits are output,
The gray code counter includes:
10 bits are output,
The above-
And outputs the counter code composed of 14 bits.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 칼럼 회로에 저장된 비트값들을 정렬하여 순차적으로 출력하는 직렬 변환기를 더 포함하는 회로.
The method according to claim 1,
Further comprising a serializer that sorts and sequentially outputs bit values stored in the at least one column circuit.
제 1항에 있어서,
상기 램프 생성기는,
직류 전류원 및 캐패시터를 포함하고,
상기 캐패시터에 상기 직류 전류원에 의한 직류 전류가 흐를 때 적분되는 상기 캐패시터 양단의 전압에 기초하여 상기 램프 신호를 출력하는, 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the lamp generator comprises:
A DC current source and a capacitor,
And outputs the ramp signal based on a voltage across the capacitor that is integrated when the direct current from the direct current source flows into the capacitor.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 칼럼 회로는,
상기 신호들의 비교를 동시에 수행하고, 상기 비트값들의 저장을 동시에 수행하는, 회로.
The method according to claim 1,
Said at least one column circuit comprising:
Perform simultaneous comparisons of the signals, and concurrently store the bit values.
제 1항에 있어서,
상기 회로에 인가되는 리셋 신호에 의해 상기 램프 생성기, 상기 카운터 및 상기 적어도 하나의 칼럼 회로가 수행하는 동작들이 동기화되는, 회로.
The method according to claim 1,
Wherein the ramp generator, the counter and the operations performed by the at least one column circuit are synchronized by a reset signal applied to the circuit.
적외선 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법에 있어서,
선형적으로 증가하는 램프 신호를 생성하는 단계;
하위 비트들로 설정된 다중 위상 카운터가 출력하는 비트들 및 상위 비트들로 설정된 그레이 코드 카운터가 출력하는 비트들로 구성되는 카운터 코드를 출력하는 단계;
상기 적외선 아날로그 신호 및 상기 램프 신호를 비교하여 상기 카운터 코드가 갖는 비트값들 중 상기 적외선 아날로그 신호에 대응되는 비트값들을 상기 디지털 신호로서 저장하는 단계를 포함하는, 방법.
A method for converting an infrared analog signal to a digital signal,
Generating a linearly increasing ramp signal;
Outputting a counter code consisting of bits outputted by a multiphase counter set to lower bits and bits output from a gray code counter set to upper bits;
And comparing the infrared analog signal and the ramp signal to store bit values corresponding to the infrared analog signal among the bit values of the counter code as the digital signal.
제 11항에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.12. A computer-readable recording medium on which a program for implementing the method according to claim 11 is recorded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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