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1. WO1996039739 - HYBRID ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER FOR LOW POWER APPLICATIONS, SUCH AS USE IN AN IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE

Publication Number WO/1996/039739
Publication Date 12.12.1996
International Application No. PCT/US1996/004251
International Filing Date 28.03.1996
Chapter 2 Demand Filed 23.12.1996
IPC
H03M 1/00 2006.01
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING, DECODING OR CODE CONVERSION, IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
H03M 1/20 2006.01
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING, DECODING OR CODE CONVERSION, IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
12Analogue/digital converters
20Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits, e.g. by dithering
H03M 1/46 2006.01
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING, DECODING OR CODE CONVERSION, IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
12Analogue/digital converters
34Analogue value compared with reference values
38sequentially only, e.g. successive approximation type
46with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
H03M 1/56 2006.01
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING, DECODING OR CODE CONVERSION, IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
12Analogue/digital converters
50with intermediate conversion to time interval
56Input signal compared with linear ramp
CPC
H03M 1/002
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
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
H03M 1/208
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
12Analogue/digital converters
20Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits
208by prediction
H03M 1/46
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
12Analogue/digital converters
34Analogue value compared with reference values
38sequentially only, e.g. successive approximation type
46with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
H03M 1/56
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
1Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
12Analogue/digital converters
50with intermediate conversion to time interval
56Input signal compared with linear ramp
Applicants
  • INTERMEDICS, INC. [US]/[US]
Inventors
  • FERNALD, Kenneth, Wilson
Agents
  • HEIM, Michael, F.
Priority Data
08/460,13902.06.1995US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) HYBRID ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER FOR LOW POWER APPLICATIONS, SUCH AS USE IN AN IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE
(FR) CONVERTISSEUR ANALOGIQUE/NUMERIQUE HYBRIDE POUR DES APPLICATIONS BASSE PUISSANCE, COMME, PAR EXEMPLE, DANS LES DISPOSITIFS MEDICAUX IMPLANTABLES
Abstract
(EN)
A method and apparatus is disclosed for use in an implantable device that includes an analog-to-digital converter (ADC) for converting electrograms (such as EKG signals) into digital codes that can be stored in memory. The ADC constructed according to the present invention is capable of achieving considerable power savings by minimizing the number of clock cycles required to determine the correct digital code for a particular sample point on the electrogram signal, thus making it possible to turn off some or all of the ADC logic during idle periods. The ADC includes prediction logic that provides a starting point for subsequent searching for the correct digital code value. The prediction logic receives recent code conversions values which it uses to predict the current digital code value. This predicted digital code is converted to an analog value and compared with the actual electrogram voltage to determine if the prediction is above or below the correct code representation. Next, the ADC adds (or subtracts) a constant value (C) to (or from) the predicted code and compares the result to the actual electrogram voltage. If the ADC determines that the predicted value is within the constant value (C) of the correct digital code, then the ADC counts in the proper direction (determined by the first comparison) until the comparator changes output state, indicating that the correct code is found. If the ADC determines that the predicted value is not within the constant value (C) of the correct digital code, then the successive approximation logic is enabled and used to find the correct code. By selecting the constant value (C) to be approximately equal to the number of clock cycles required for the successive approximation circuitry to determine the correct code, the present invention, on average, can determine the correct code significantly faster than can be obtained using only successive approximation logic.
(FR)
L'invention concerne un procédé et un appareil pour un dispositif implantable comprenant un convertisseur analogique/numérique pour convertir des électrogrammes (comme par exemple des électrocardiogrammes) en codes numériques qui peuvent être enregistrés dans une mémoire. Le convertisseur A/N réalisé selon la présente invention permet d'économiser considérablement l'énergie en minimisant le nombre de cycles d'horloge requis pour déterminer le code numérique correct pour un point d'échantillonnage particulier sur un signal d'un électrogramme, ce qui permet de couper une partie ou la totalité des logiques du convertisseur A/N durant les périodes d'inactivité. Le convertisseur A/N comporte une logique de prédiction qui fournit un point de départ pour la recherche subséquente de la valeur du code numérique correct. La logique de prédiction reçoit des valeurs de conversion de codes récents qu'elle utilise pour prédire la valeur du code numérique en cours. Le code numérique prédit est converti en une valeur analogique et comparé avec une tension réelle d'un électrogramme pour déterminer si la prédiction est au-dessus ou en dessous de la représentation correcte du code. Ensuite, le convertisseur A/N ajoute (ou soustrait) une valeur constante (C) au (ou du) code prédit et compare le résultat à la tension réelle de l'électrogramme. Quand le convertisseur A/N détermine que la valeur prédite est dans les limites de la valeur constante (C) du code numérique correct, il effectue le comptage dans la propre direction correcte (déterminée par la première comparaison) jusqu'à ce que le comparateur change son état de sortie, pour indiquer que le code correct est trouvé. Quand le convertisseur A/N détermine que la valeur prédite n'est pas dans les limites de la valeur constante correcte (C) du code numérique correct, la logique d'approximations successives est validée et utilisée pour trouver le code correct. La valeur constante (C) étant choisie de sorte qu'elle soit à peu près égale au nombre de cycles d'horloge nécessaires au circuit d'approximations successives pour déterminer le code correct, la présente invention permet, en moyenne, de déterminer le code correct nettement plus rapidement que cela n'était possible avec une logique d'approximations successives uniquement.
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