2021 Fiscal Year Annual Research Report
LSI design techniques for a highly-sensitive variable-bandwidth three-phase software-defined wireless receiver
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18K04288
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宇賀神 守 日本工業大学, 基幹工学部, 教授 (90506164)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 信之 岡山県立大学, 情報工学部, 教授 (10598519)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | VCO / 位相補正 / 直交アナログ信号 / アナログ回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
30GHｚ帯で発振する電圧制御型の発振回路（VCO）において、信号増幅を担うトランジスタで発生する信号遅延と位相雑音の関係の検討を進めた。信号遅延により位相遅れが生じるため、その位相遅れと同じ大きさの位相進みが発生する周波数で発振する。これはＬＣ共振回路の誘導性周波数領域における発振を意味し、共振周波数より低い周波数で発振することになる。その結果、3つのメカニズムによりVCOの位相雑音が劣化することを突き止めた。まず1つ目は、発振周波数におけるループ位相の周波数に対する微分係数が減少することで、LC共振回路のQ値が実質的に小さくなり位相雑音が劣化する。2つ目は、LC共振回路のインピーダンスが小さくなることで、発振回路のループゲインが低下し位相雑音が劣化する。3つ目は、電流信号と電圧信号の間に位相ズレが発生し、これにより電流源ノイズの位相雑音への感度が大きくなり位相雑音が劣化する。
以上の検討をもとに、発振周波数とＬＣ共振周波数を一致させ、かつ電流源ノイズの混入による位相雑音の劣化が最小になるソースフォロワーを用いた電圧加重平均位相アジャスト型のVCO回路構成を導き出した。この構成を用いたVCOの試作と実測評価により9dBの位相雑音低減を実現した。以上の検討結果を、レター論文に掲載するとともに、レギュラー論文に投稿した。
さらに、より低位相雑音のVCO実現を目指して、30ＧＨｚ帯のコルピッツ型電圧制御発振回路への適用を検討した。ソースフォロワーによるLC共振回路のQ値エンハンスメント効果を発見し、回路構成最適化と試作を行った。現在、実測評価の準備を進めている。
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Research Products
(1 results)
