2015 Fiscal Year Research-status Report
超高次デルタシグマ変調器を用いた高精度・高能率A/D変換器の開発
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26420360
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
鮫島 俊哉 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 准教授 (00298192)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 符号化 / A/D変換器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，これまで実現されていない超高次のデルタシグマ変調器(ΔΣ変調器)を，ロバスト制御理論に基づいて理論的に設計し，それを用いた高精度・高能率のアナログ/ディジタル変換器(A/D変換器)を開発することである。数10次を超える超高次のΔΣ変調器がもし実現できれば，量子化bit数がたとえ1 bitであっても，現実的な標本化周波数のまま高い信号対量子化雑音比(SNR)が得られ，しかも通常マルチビット方式では不可能な広帯域信号のディジタル記録が，非圧縮でかつ伝送容量を増やすことなく可能となる。それを以て，音響・映像信号を対象とした記録媒体・伝送経路のさらなる有効利用を図る。
本年度は，ΔΣ変調器の設計に対して，ロバスト制御理論の一つであるスライディングモード制御を適用するための理論的検討を行った。まず，ΔΣ変調器の設計問題をスライディングモード制御理論によって解釈することができるように，ΔΣ変調器のシステム構成を再構築し，当該の設計問題を，スライディングモード制御器を設計する問題に落とし込む作業を行った。
つぎに，計算機シミュレーションを行い，構築した制御手法の妥当性を確認した。さらに制御性能の評価を行って，スライディングモード制御を使用する際のパラメータ値の選択，評価関数の設定の最適化を含めた制御システムとしての再構成を行った。それらの結果をもとに，実用化が可能な制御システムの規模と性能の関係を明らかにした。
さらに，Field-Programmable Gate Array(FPGA)を用いたΔΣ変調器の試作システムの開発準備のため，FPGAによる制御システムのハードウェア構成に関する技術専門書などを購入し，当該技術に関する専門的知識の修得を図った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画当初においては，当該年度に海外における国際会議での研究成果発表，およびField-Programmable Gate Array(FPGA)を用いたΔΣ変調器の試作システムの開発準備を行う予定であったが，ΔΣ変調器の設計にスライディングモード制御を適用するための理論的検討に時間を要したため，それらを十分に実施することができなかった。
しかし，計画していた国内学会における研究成果発表1件は行うことができたため，ΔΣ変調器を設計するための理論定式化，および計算機シミュレーションによる各種設計パラメータのチューニングについては，おおむね順調に進捗しているものと自己評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，これまでに構築した2つの設計手法によって，超高次のΔΣ変調器の設計を試みる。目安として，20次のΔΣ変調器の実現を目標としたい。
また，当該年度に十分実施することができなかった，Field-Programmable Gate Array(FPGA)を用いたΔΣ変調器の試作システムの開発準備を行い，FPGAを用いたΔΣ変調器の試作システムの作成にとりかかる所存である。
さらに，音響・映像信号などのディジタル記録・伝送に一般的に使用できるようなA/D，D/A変換システムとして汎用化し，その物理性能を測定し，所期の性能が実現されているか確認するところまでを，今後の研究の推進目標としたい。
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| Causes of Carryover |
研究計画当初に，当該年度に実施する予定であった，Field-Programmable Gate Array(FPGA)を用いたΔΣ変調器の試作システムの開発準備を十分実施することができなかった。そのため，試作システムを実装するためのFPGA開発キットの購入を行わなかったため，未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試作システムを実装するためのFPGA開発キットの購入を，次年度において行う。
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