| 研究課題/領域番号 |
19K04520
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
吉村 勉 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00460767)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 発振器の位相ノイズ / 位相同期回路 / 発振器の干渉ノイズ応答 / 相互干渉ノイズ / 位相同期回路の非線形方程式 / 自己干渉ノイズ / 発振器の干渉ノイズ / 発振器の位相ノイズ低減 / 発振器の相互干渉 / 干渉ノイズの低減 / 発振器の自己干渉ノイズ / 非線形運動方程式 / 相互干渉の低減 / 位相同期回路の相互干渉 / 注入同期現象 / 非線形運動方程式の数値解析 / 非線形微分方程式の数値解析 / 発振器の線形モデル / 相互干渉現象 / カスコードPLL / 相互干渉 / 相互引き込み / 位相ノイズ / 注入同期 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の高速・高密度の集積回路設計において，電気的ノイズによる基準クロック生成回路の性能劣化のトラブルが問題となっている。特に同じ周波数で動作しあう２つの発振回路がお互いに影響を及ぼし合う相互干渉の現象については，これまでいろんな研究機関でその対策が検討されてきた。本研究では，独自の線形モデルにより相互干渉の現象を解析し，従来あまり知られていなかった同期系における相互干渉の現象を理解すると同時に，その低減について新規回路による手法を提案する。さらに検証用テストチップを設計・試作・評価することでその有効性を確認する。
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| 研究成果の概要 |
集積回路の動作に必要不可欠な高速クロック生成に用いられる発振器の干渉ノイズの影響を理論および数値解析によって初めて明らかにした。特にPLL回路に用いられる発振器の干渉ノイズの影響について、その不安定となる条件を理論的に明らかにし、検証用テストチップの測定結果により理論の妥当性を示した。今回の研究では、単一の発振器への干渉ノイズの影響のほかに、２つの発振器の相互干渉ノイズの影響についても明らかとした。さらに自己干渉ノイズについても理論の妥当性を示した。
さらに、発振器へのノイズの解析に加えて、干渉ノイズの低減についてもテストチップを用いた解析によって実効的な案を提示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
集積回路における発振器の性能向上の研究は広く行われているが、発振出力に相関のある干渉ノイズの研究は、技術ノウハウに関することもあり、あまり知られていない。本研究では発振器への干渉ノイズの影響を明らかにすることより、PLL回路などで常に課題であったノイズの影響を定量的に見積もることが可能となる。これにより本研究は発振器の設計技術の向上に大きく寄与すると考えられる。また、干渉ノイズ低減についても今回実効性を示すことができたことから、今後、発振器のノイズ低減手法の一つとして活用が広く期待できる。
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