본 개시의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기는,	제1 모드에서, 아날로그 신호 형태의 제1 입력 신호를 수신하고, 상기 제1 입력 신호 및 복수의 기준 신호들을 비교하여 상기 복수의 기준 신호들 중 하나를 선택하고, 선택된 기준 신호를 기초로 상기 디지털 신호의 적어도 일부의 상위 비트 값을 출력하는 제1 변환기, 제2 모드에서, 상기 상위 비트 값에 대응되는 상위 아날로그 신호와 상기 제1 입력 신호의 차이 값인 레지듀 신호를 기초로 하여 n회 오버 샘플링하는 동작을 수행하고, n회 오버 샘플링하는 동작을 수행하는 동안에 각각 생성되는 제1 내지 제n 오버 샘플링 신호에 상응하는 상기 디지털 신호의 중간 비트 값을 출력하는 제2 변환기, 및 제3 모드에서, 상기 제n 오버 샘플링 신호에 상응하는 상기 디지털 신호의 하위 비트 값을 출력하는 제3 변환기를 포함할 수 있다.