2004 Fiscal Year Annual Research Report
衛星観測と計算機実験による地球磁気圏におけるイオン-波動-粒子結合系の物理-磁気圏物理学の新展開-
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15204044
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松本 紘 京都大学, 生物圏研究所, 教授 (00026139)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 弘藏 京都大学, 生物圏研究所, 教授 (80026369)
大村 善治 京都大学, 生物圏研究所, 教授 (50177002)
小嶋 浩嗣 京都大学, 生物圏研究所, 助教授 (10215254)
臼井 英之 京都大学, 生物圏研究所, 助教授 (10243081)
上田 義勝 京都大学, 生物圏研究所, 助手 (90362417)
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| Keywords | 超小型プラズマ波動観測器 / アナログASIC / gm-C filter / Common mode feedback / レイアウト / プラズマ波動 / 波動-粒子相互作用 / 計算機実験 |
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| Research Abstract |
平成16年度は、次世代小型衛星用超小型プラズマ波動観測器の基礎研究として、実際のウェハーを提供するメーカーと契約を結び、その提供されるウェハーの中から、0.25umのアナログデジタル用ウェハーを選択した。そして、そのメーカーが提供するプロセスの特性を考慮したライブラリを回路シミュレータに組み込み、初段のゲインつき差動アンプ、および、コイルなどを用いずにLow pass filterを実現する、「gm-C filter」を設計した。各コンポーネントは、全差動型の回路を基本に設計し、さらにこれらを結合させ、システムとしての動作するために、パラメータの調整・設計変更を行った。特に、全差動回路では必須である、Common mode feedback回路の設計を行い、それぞれの回路コンポーネントに装備することにより、安定した動作、よりよいCMRRの実現に配慮した。次に、実際にチップ内のレイアウトを作成するために、チップ内に製作する回路の組み合わせを検討して、合計8channelを組み込む設計とすることにし、それをチップ内にレイアウトを行った。このレイアウトには、静電気破損保護や、そこに寄生する容量による特性の変化の確認など、かなり設計にノウハウと熟練が必要なため、こちらで設計したレイアウトを専門のメーカーに適正化を図ってもらう作業を行った。また、電磁界シミュレータを購入し、衛星内部に存在する、非平衡電流が衛星の構体を通して流れる際に発生する電磁界ノイズのレベルを定量的に評価する試みを行った。一方、計算機実験では、プラズマが波動-粒子相互作用により非常に高エネルギーにまで加速されるメカニズムに関する計算機実験を行いホイッスラーモードの重要性を示した。
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