본 발명은 제 1 변환 회로, 증폭 회로, 및 제 2 변환 회로를 포함한다. 제 1 변환 회로는, 아날로그 신호를 제 1 디지털 신호로 변환하는 것과 관련되는 제 1 잔류 전압, 및 제 1 잔류 전압에 기초하여 생성되는 제 2 잔류 전압을 출력한다. 증폭 회로는, 제 1 시간 구간 동안, 증폭 경로를 통해 제 1 잔류 전압을 증폭하여 제 3 잔류 전압을 생성하고, 제 1 시간 구간 이후의 제 2 시간 구간 동안, 증폭 경로를 통해 제 2 잔류 전압을 증폭하여 제 4 잔류 전압을 생성한다. 제 1 변환 회로는, 제 3 잔류 전압 및 제 4 잔류 전압에 기초하여 보간(interpolation) 동작을 수행하여, 아날로그 신호와 관련되는 제 2 디지털 신호를 생성한다.