2022 Fiscal Year Research-status Report
Analog Digital Mixed-Signal Integrated Circuit Architecture based on Integer Theory
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21K04190
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
小林 春夫 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20292625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑名 杏奈 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (00624628)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | AD変換器 / DA変換器 / 時間デジタイザ回路 / 整数論 / ダイナミックマッチング / AD変換器の評価技術 / 非同期逐次比較AD変換器 / 緩和DA変換器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)緩和DA変換器で正電圧出力のRC低域フィルタをCR広域低域フィルタに置き換えることで正負の両方の極性を出力できる方式を、2進数の2の補数表現の考察から導出した。(2) ユナリ型DA変換器での2次元レイアウト配列の単位セル特性のシステマテックミスマッチの影響を軽減し、スプリアスを低減するための 魔方陣・ラテン方陣・ナイトツアー等の2次元疑似乱数アルゴリズムを適用して効果をシミュレーション検証した。(3) 多角数定理、素数のゴールドバッファ予想に基づくDA変換器構成を考案し、アナログ回路部、デコーダ回路の設計を行い、また素子特性のミスマッチの影響を低減するためのダイナミックマッチング法を考案し、論文にまとめて投稿・掲載された。(4) ユナリ型DA変換器での1次元レイアウト配列の単位セル特性のシステマテックミスマッチの影響を軽減し、スプリアスを低減する回路を小規模で実現する仮想3次元ミスマッチスクランブルリング方式を考案し、シミュレーション検証を行った。(5) ユナリDA変換器での単位セルを並び替え線形性を向上させるアルゴリズムを開発した。(6) 改良ホップフィールド回路網を用い、抵抗をスイッチドキャパシタ回路で置き換えることで小チップ面積で実現できる高速非同期逐次比較近似AD変換器を考案し、シミュレーション検証った。(7) 貴金属比サンプリング技術を開発し、時間デジタイザ回路の線形性自己校正技術、AD変換器のヒストグラム法による評価技術への応用を行い、それぞれ論文を投稿し掲載された。(8) グレイコード出力折り返し型AD変換器を電荷領域構成で容易に実現できる構成を考案した。またその応用としてマルチビット拡張レズリー・サイ型デルタシグマAD変調器を考案し、その性質を明確にした。これらをそれぞれ論文発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたより多い博士後期課程学生4名、博士前期課程学生4名、学部4年生1名がこの研究テーマに加わった。そのため彼ら/彼女らの博士論文、修士論文、学士論文の作成のため外部と共同研究を行い、その結果この研究に関与した研究者が増えたため、予定より大きな成果を達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
AD変換器、DA変換器、時間デジタイザ回路に冗長性をもたせることで、一部回路が誤動作した場合でもそれを全体としてリカバーでき正しい最終出力値を得ることができるデジタル誤差補正技術を整数論を用いて考案していく。またこれまでの研究成果をまとめるレビュー論文の作成、および研究内容の専門書の執筆を行っていく。
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| Causes of Carryover |
2022年度はコロナ下のもとで在宅での研究が多く 大学での設備をあまり使用しないシミュレーション・理論解析中心の研究にしたため 設備や消耗品の費用が少なかった。またコロナにより国内・海外学会出張を行わったためその出張費を使用しなかった。現在コロナが収まりつつあり、また2022年度に大きな研究成果をあげているので、2023年度は対面での海外・国内での学会発表を行って研究成果を大きくアピールするため出張費・論文投稿費を用いる予定である。
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[Journal Article] Self-Calibration of Two Reference Voltages Ratio For Two-Step Incremental Delta-Sigma ADC2022
Author(s)
Lengkhang Nengvang, Shogo Katayama, Jianglin Wei, Lei Sha, Tri Minh Tran, Anna Kuwana, Kazufumi Naganuma, Kiyoshi Sasai, Junichi Saito, Katsuaki Morishita, Haruo Kobayashi
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Journal Title
Journal of Mechanical and Electrical Intelligent System
Volume: 5
Pages: 7-19
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Charge Domain Folding ADC for Multi-bit ΔΣ AD Modulator2022
Author(s)
Xiongyan Li, Tianrui Feng, Lengkhang Nengvang, Haijun Lin, Shogo Katayama, Jianglin Wei, Anna Kuwana, Kazufumi Naganuma, Kiyoshi Sasai, Junichi Saito, Katsuaki Morishita, Haruo Kobayashi
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Journal Title
Journal of Technology and Social Science
Volume: 2
Pages: 27-37
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Unit Cell Mismatch Scrambling Method for High-Resolution Unary DAC based on Virtual 3D Layout2022
Author(s)
Dan Yao, Xuanyan Bai, Shogo Katayama, Anna Kuwana, Kazuyuki Kawauchi, Haruo Kobayashi, Kouji Hirai, Akira Suzuki, Satoshi Yamada, Tomoyuki Kato, Ritsuko Kitakoga, Takeshi Shimamura, Gopal Adhikari, Nobuto Ono, Kazuhiro Miura, Shigeya Yamaguchi
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Journal Title
IEICE Electronics Express
Volume: 19
Pages: 1-6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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