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高精度TDC-ASICの開発と再利用化

Publicly Offered Research

Project AreaNew Developments of Flavor Physics
Project/Area Number 22011010
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

田内 一弥  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 技師 (70391737)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
KeywordsTDC / 時間分解能 / PLL
Research Abstract

本年度は高時間分解能時間測定装置の重要要素であるTDCの開発を行った。開発したTDCの仕様としては時間分解能30psec未満、記録時間10μsecである。このTDCでは発振周波数の異なる2つのPLLを用いてその差分記録回路を使用し、1つのPLLを使用した時より時間分解能を1桁上げることを目指している。このTDCの回路設計を行い、またデジタル回路として12bitカウンタやFIFOなどが必要であるが、これらをハードウェア記述言語で自動生成するためのデジタルライブラリも必要とされることからこのライブラリの作成も行った。その回路をSOI 0.20μmプロセスを使用したASICに実装し製作を行った。
製作したTDCの回路要素として1.Voltage Controlled Oscillater 2.位相差検出回路 3.それらの結合されたPhase Locked Loop回路 4.差分記録回路 5.デジタル回路があるので出来上がったチップについて各要素について測定し評価を行った。1.VCOの動作周波数については162MHzから412MHzの範囲で動作しており設計通りの性能がでているが、クロックジッタが大きく安定していないので 2.位相差検出回路 3.Phase Locked Loop回路が共に動作不良となっている。それゆえ 4.差分記録回路 5.デジタル回路の評価もできなくなっている。
この結果を踏まえてクロックジッタの軽減・安定化、そして寄生容量の軽減のための回路変更を行い新しいTDCチップ製作を行った。現在このTDCチップが出来上がってきたので、この動作チェック・評価を行っているところである。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2012

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] SOIプロセス用Digital Libraryの開発2012

    • Author(s)
      田内一弥
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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