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ホーム高速通信用発振器の相互干渉解析と自動補正に関する研究
SDGsの分類
研究テーマ
IT・IoT・AI・ロボティクスものづくり・製造技術
学科の分類
工学部電気電子システム工学科

高速通信用発振器の相互干渉解析と自動補正に関する研究 発振器のノイズキャンセル技術の確立と応用

工学部

電気電子システム工学科

高周波回路工学研究室

吉村勉 教授

集積回路設計

近年の高速・高密度の大規模集積回路において,内蔵する発振器の性能がクロック同期系デジタル回路の処理速度に大きな影響を与える。そこで問題となるのが複数の発振器間の相互干渉である。私たちは今まで発振器の干渉ノイズのモデル化およびその実証と,位相同期回路における干渉ノイズの影響について研究してきた。特に完全同期にある発振器間の相互干渉において,小規模の補正回路でその影響を低減する手法を考案し,いくつかの知見を独自に得ている。本研究ではその知見をさらに一般的な凖同期の相互干渉の低減に適用し,今までにない新しい手法での相互干渉の影響削減の提案を行いたいと考えている。

自己および相互干渉検証用テストチップによるノイズ生成メカニズムの解明

2つの発振器からなるPLL回路において,その発振器間の干渉ノイズの影響を定量的に測定・評価し,その性質やノイズ生成メカニズムを研究するために,テストチップを設計・試作した。テストチップの測定・評価により,2つの発振器間で特にノイズによる影響が大きくなる位相条件が存在することを突き止め,それを説明するための線形モデルの構築を行った。さらに発振回路間の干渉ノイズ(=エコー)をキャンセルする技術を考案し(fig.1),その回路によるノイズ低減効果を実際に確認している(fig.2)。
fig1. 干渉ノイズ検証回路とノイズ生成メカニズム
fig2. テスト回路によるノイズ低減効果の測定結果

カスケードPLLの干渉ノイズ低減への応用とキャンセル機能自動化の研究

発振器間の干渉ノイズ低減技術を,超高速動作のPLLであるカスケードPLLへ適用した。干渉ノイズキャンセル回路により,低ノイズの良好な性能の維持を実現した。今後様々な回路へのノイズキャンセル技術の適用やノイズキャンセル機能の自動化が課題となる。

論文

「Analysis and modeling of response of external noise in oscillators」(2016)YoshimuraTsutomu『Analog Integrated Circuits and Signal Processing』87(2)p.313-325.

「Analysis of pull-in range limit by charge pump mismatch in a linear phase-locked loop」(2013)YoshimuraTsutomu『IEEEE Transactions on Circuits and Systems I』60(4)p.896-907.

「A study of interference in synchronous systems」(2006)YoshimuraTsutomu『IEEEE Transactions on Circuits and Systems I』53(8)p.1726-1740.

特許

特願2015-178499「自己注入位相同期回路」

特願2018- 141815「相互注入位相同期回路」

研究者INFO: 工学部 電気電子システム工学科 高周波回路工学研究室 吉村勉 教授

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林 茂樹

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アミノ酸にはL体、D体と呼ばれる光学異性体が存在します。長年、我々ヒトはD-アミノ酸を利用しないと考えられてきました。しかし分析技術の発達に伴い、D-アミノ酸がヒトの生体内で重要な機能を有していることが明らかになってきました。またD-アミノ酸を用いて食品の呈味性や生理機能を向上させた商品も開発されています。我々の研究室ではD-アミノ酸の食品利用を目標に、発酵食品や食品に関係する微生物中のアミノ酸解析を進めています。

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分極デバイス応用を目指した酸化ガリウム薄膜の研究

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石油を作る微細藻類の遺伝資源

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培養筋肉を用いた健康科学研究

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米田 達郎

双児宮の名称変化

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神村 共住

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デザイン思考に基づく産学連携研究開発モデルの構築

デザイン思考に基づく学部横断型産学連携研究開発を試行し,その過程を分析して学部横断型産学連携研究開発モデルを考察した。市場調査や社会の共感を構築しているためのストーリー作りとしてのビジネス計画が必要となり,これには,研究開発の段階からビジネスを視野に入れた広義における知的財産マネジメントを取り入れる必要がある。これを,R&D工学部の産学連携活動に高田研究室が参加して実践的に検証した。

河合 俊和

医師と協働する手術支援マニピュレータ

執刀医が手術を一人で行える,安全性に優れるソロサージェリー手術支援ロボットを研究しています. 人と同じ空間に存在し,共存協調して作業を行えるロボット技術の確立を目指して, 内視鏡下手術におけるカメラと鉗子の助手をマニピュレータが担えるよう,医工・産学連携で取り組んでいます. 医師のハイエンドツールであるオールインワンシステムのリモート(遠隔)操作型ロボットに対して, アシスタントツールであるローカル操作型ロボットLODEM(Locally Operated Detachable Endo-effector Manipulator)群は, センシング能力に優れる人と,安定した作業に優れるロボットが補完しあう,インテグレーションです.

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