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스타트(start) 신호와 스톱(stop) 신호의 시간 차이를 디지털 값으로 변환하는 조세 시간-디지털 변환기(Coarse TDC);상기 조세 시간-디지털 변환기에서 변환 후 남은 오차를 오차 전달부(RGen, residue generator)를 통해 전달 받아 반복 과정을 수행하는 시간 증폭기(TA, time amplifier); 및상기 반복 과정에 의해 반복시킨 시간을 전원으로 공급하는 방식을 통해 디지털 값으로 변환하는 미세 시간-디지털 변환기(Fine TDC)를 포함하고,상기 시간 증폭기는 반복형 시간 증폭기로서 NAND 게이트 발진기 구조로 구성되는 것으로,상기 오차 전달부를 거쳐 출력된 스타트 신호와 스톱 신호가 입력되면 상기 NAND 게이트 발진기의 전력을 공급하는 플립플롭을 포함하고,상기 NAND 게이트 발진기는 복수 개의 NAND 게이트가 링 발진기 형태로 구성되어 입력 신호에 맞춰 상기 링 발진기가 발진하면서 동일한 시간 차이를 출력하는 것을 특징으로 하는 2단 시간-디지털 변환기
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제1항에 있어서,상기 조세 시간-디지털 변환기는,버퍼로 구성된 지연 셀에 래치(latch)를 연결한 구조로 이루어지고,상기 버퍼를 통과한 시간만큼을 상기 래치를 통해 출력하여 상기 래치의 출력을 리타이밍시키는 것을 특징으로 하는 2단 시간-디지털 변환기
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제2항에 있어서,상기 오차 전달부는,상기 래치의 출력에 의해 스위칭되어 상기 오차를 상기 시간 증폭기로 전달하기 위한 전달 게이트와, 상기 전달 게이트의 누설전류를 방지하기 위해 상기 전달 게이트의 양쪽에 추가된 인버터와, 상기 래치의 출력으로 선택된 신호를 출력하기 위해 AND 게이트를 사용하는 먹스(MUX)로 구성되는 것을 특징으로 하는 2단 시간-디지털 변환기
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제1항에 있어서,상기 시간 증폭기는,상기 NAND 게이트 발진기에서 발진하는 두 신호를 입력으로 받아 상승 신호와 하강 신호의 차이만큼을 펄스로 출력하는 XOR 게이트와 XNOR 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 시간-디지털 변환기
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제1항에 있어서,상기 미세 시간-디지털 변환기는,버퍼로 구성된 지연 셀에 플립플롭을 연결한 구조로 이루어지고,상기 시간 증폭기로부터 상기 반복 과정이 끝난 시점에 EN 펄스가 입력되면 상기 플립플롭이 상기 지연 셀의 출력을 저장하되,상기 EN 펄스가 1인 동안 입력으로 들어온 상승 전압은 상기 지연 셀을 통과하고 상기 EN 펄스가 0인 동안 입력으로 들어온 상승 전압은 상기 지연 셀을 통과하지 않은 채 상기 지연 셀의 게이트 캐패시터에 시간 정보를 전압 정보로 저장하는 것을 특징으로 하는 2단 시간-디지털 변환기
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