2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of low phase noise multiphase CMOS LC oscillators using analysis methods of nonlinear oscillations
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20K04482
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
茂呂 征一郎 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (00303363)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 結合発振器 / 同期現象 / 多相同期 / 位相雑音 / 非線形振動論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの研究により，本研究で検討する結合CMOS LC発振器の動作解析を行う手法として，非線形振動回路の周期解を導出するためのハールウェーブレット変換を用いた新たな手法を開発した．また，その逆問題を考えることで，実験などから得られた時系列データを用いて，回路パラメータを推定する手法も提案した．本年度は昨年度までに提案した回路解析手法を更に改善するとともに，その結果および，昨年度購入した電磁界解析ソフトウェアと現有の回路シミュレーションソフトを用いた回路の位相雑音解析を詳細に行った．また，回路へのコンデンサの付加による雑音軽減手法を提案し，その有効性を確認した．具体的には高次の周波数成分を含む雑音信号をコンデンサによって除去する手法を提案し，回路に見られる雑音を低減する効果があることを確認した．以上本年度の研究成果により，本年度の当初目標であった，(d) ISF（インパルス感度関数）を用いた数理モデルの詳細な解析，(e) 位相雑音を低減するための最適な回路パラメータの導出，を達成することができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記で示したように，昨年度までに提案した回路解析手法および，昨年度購入した電磁界解析ソフトウェアと現有の回路シミュレーションソフトを用いて回路の位相雑音解析を詳細に行い，雑音の軽減につながる回路構成を示すことができたため，ほぼ研究計画書に示した想定通りに進捗している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までの研究により，システムの数理モデルを導出し，そのモデルを用いて，システムの性能を表す重要な指標である位相雑音を導出することができた．今後は，数理モデルから，非線形振動論において周期振動の安定性などを示す指標となるポアンカレ写像を導出し，その結果より，位相雑音を軽減するための回路パラメータの修正を図る必要がある．これらのプロセスと，前年度までの手法を組み合わせ，さらなる性能向上を目指す．また，改善を実現するシステムを再設計し，最終的に得られたシステムをICチップ上に実装し，実際の波形や位相雑音の測定により，システムの有効性を確認する．
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| Causes of Carryover |
参加を予定していた学会がオンライン開催に変更となり，旅費および参加費が発生しなかったため，当該年度に余剰が発生した．次年度においては，書籍および消耗品の購入に充てる予定である．
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