아날로그 디지털 변환기는 전압제어 발진기, 위상 보간부 및 위상 검출부를 포함한다. 전압 제어 발진기는 링 형태로 연결된 복수의 딜레이 셀들을 포함하며, 입력 신호에 응답하여 복수의 딜레이 셀들의 각 출력단에서 서로 단위 위상차를 가진 제1 발진 신호들을 출력한다. 위상 보간부는 제1 발진 신호들 중 단위 위상차를 가진 인접 신호들을 보간하여 인접 신호들의 중간 위상을 가지는 보간 신호들을 생성하고, 제1 발진 신호들 및 보간 신호들을 제2 발진 신호로 출력한다. 위상 검출부는 제2 발진 신호들의 위상 변화량을 검출하고, 검출된 위상 변화량에 기초하여 입력 신호에 대응되는 디지털 값을 결정한다.