일반기술

디지털/아날로그 변환기의 성능 개선을 위한 글리치 억제회로

D/A변환기의 성능은 크게 정적 성능과 동적 성능으로 나누어진다. 정적성능에는 소비전력, 선형성, 해상도 등이 있으며, 동적 특성으로는 신호대 잡음비, 글리치 에너지 등이 있다. CMOS 전류 구동 D/A 변환기는 고속 동작이 가능하며, 저전압, 저전력 소모의 장점을 가지고 있지만, 공정변수 부정합과 전류원의 부정합 등으로 고해상도 응용이 제한되며, 고속 동작시 출력의 글리치로 인해 주파수 성능이 제한되는 단점이 있다. 글리치란 일시적인 전원 중단이나 설명할 수 없는 전자 회로 이상을 말하며, 잘못된 출력이나 시스템 충돌을 일으키는 요인이 된다. 글리치는 D/A 변환기 디지털 입력 신호의 빠른 변화 또는 신호 변환시의 지연으로 인하여 신호의 비동시 현상이 발생하고 이로 인하여 갑작스러운 글리치가 발생한다. 글리치 에너지는 선형성 오차의 증가 및 잡음 증가 등의 나쁜 영향을 미치기 때문에 글리치의 발생을 최대한 억제하도록 설계하여야 한다. 불안정한 상태의 글리치의 발생은 점차 고속화 되어가고 있는 통신 환경속에서 데이터의 송수신에 많은 영향을 끼치게 되며, 글리치 억제 회로가 필요하게 된다. 본 기술에서 입력된 디지털 입력 신호는 상위비트와 하위비트로 나누어져 D/A변환기에 입력된다. 상위 입력신호는 온도계 디코더를 통하여 2진 디지털 코드가 온도계 코드로 변환되며, 하위비트 입력신호는 상위비트 입력신호의 변환시간을 같게 하기 위하여 지연소자를 사용하였다. 변환된 신호와 지연소자를 통과한 신호는 래치를 통하여 글리치 억제회로에 입력된다. 글리치 억제회로에 입력된 신호는 글리치 억제회로를 통과하여 전류원에 입력되어 아날로그 신호를 출력하게 되며, 이때의 출력은 일반적인 혼합구조의 D/A변환기의 출력과 같다. 글리치는 D/A 변환기 디지털 입력신호의 빠른 변화 또는 신호 변환시의 지연으로 인하여 신호의 비동기 현상이 발생하고 이로 인하여 갑작스러운 글리치가 발생하는데, 본 기술에 따른 글리치 억제회로는 전류원의 스위치 On 시간은 지연시키고 Off시간은 지연없이 동작하도록 설계되어 교차점이 상승하여 동시에 두 개의 스위치가 On 또는 Off되는 것을 방지하도록 설계되었다.본 기술은 고속 데이터 송수신을 위하여 기존 D/A 변환기의 구조를 전체적으로 변화시키지 않으면서 문제점으로 제시된 글리치를 최소화하기 위한 D/A 변환기의 성능을 개선하는 특징이 있다.본 기술은 고해상도 D/A변환기 설계가 용이해지고, 주파수 성능도 향상되는 효과가 있는 기술이다.본 기술은 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸는 변환기로서 D/A 변환기가 적용되는 제품은 매우 다양하며, 본 기술은 무선통신 시스템 등에 적용할 수 있어서 시장의 범위는 넓다.