아날로그 입력 신호를 디지털 출력 신호로 변환하기 위한 장치는, 아날로그 입력 신호 및 복수의 기준 전압들을 수신하고, 아날로그 입력 신호 및 복수의 기준 전압들 사이 차이들을 증폭하는 제1 증폭 회로, 제1 증폭 회로의 출력들에 대응하는 전하들을 각각 저장하는 복수의 제1 캐패시터들, 복수의 제1 캐패시터들의 전압들 사이 차이들을 증폭하는 제2 증폭 회로, 제2 증폭 회로의 출력들에 대응하는 전하들을 각각 저장하는 복수의 제2 캐패시터들, 및 복수의 제2 캐패시터들의 전압들을 비교함으로써 디지털 출력 신호를 생성하는 비교 회로를 포함할 수 있다.