素子特性ばらつきの統計性に基づく微弱信号検出の線形性改善方法とその実現方式の探究

• 研究課題/領域番号: 23360155
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松岡 俊匡 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80324820)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2011年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 確率共鳴 / 電子デバイス・集積回路

研究概要

無線通信機器の小型化、軽量化、及び多機能化・高性能化の要求に伴うCMOS集積回路の微細化、高速化、低消費電力化において、低電源電圧化による従来のA/D変換に基づくアプローチの限界を克服する必要がある。本研究では、自然界の生物の感覚器に見られる確率共鳴型信号検出の実用化の一歩として、確率的並列型A/D変換器の線形性改善を検討した。具体的には、コンパレータのオフセット電圧分布を意図的に操作することにより、分布の非線形性を低減できることを示した。この他、確率的A/D変換方式の応用の１つとして、マルチビットΔΣ変調器の量子化器への適用も検討し、内部D/A変換器誤差補正の可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] An offset distribution modification technique of stochastic flash ADC (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Asano, Y. Hirai, S. Tani, S. Yano, I. Jo, and T. Matsuoka
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express 巻: 13 号: 6 ページ: 20160115-20160115
  • DOI: 10.1587/elex.13.20160115
  • NAID: 130005139716
  • ISSN: 1349-2543
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Delta-Sigma ADC with Stochastic Quantization (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirai, S. Yano, and T. Matsuoka
  • 雑誌名: IPSJ Transactions on System LSI Design Methodology 巻: 8 号: 0 ページ: 123-130
  • DOI: 10.2197/ipsjtsldm.8.123
  • NAID: 130005091215
  • ISSN: 1882-6687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of a High-Speed-Sampling Stochastic Flash Analog-to-Digital Converter Utilizing Device Mismatch (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ham, T. Matsuoka, J. Wang, and K. Taniguchi
  • 雑誌名: Electronics and Communications in Japan 巻: Vol. 96,No. 1 号: 1 ページ: 51-62
  • DOI: 10.1002/ecj.11411
  • NAID: 10030527965
• [雑誌論文] 素子特性ミスマッチを用いた高速サンプリング並列型確率的Ａ－Ｄコンバータの設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: ハム ヒョンジュ, 松岡俊匡, 王軍, 谷口研二
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｃ（電子・情報・システム部門誌） 巻: 131 号: 11 ページ: 1848-1857
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.131.1848
  • NAID: 10030527965
  • ISSN: 0385-4221, 1348-8155
  • 査読あり
• [学会発表] 並列型確率的A/D変換器の線形性向上手法に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅野智大, 平井雄作, 谷貞宏, 矢野新也, 趙益均, 松岡俊匡
  • 学会等名: 平成27年電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 摂南大学(大阪)
  • 年月日: 2015-11-14 – 2015-11-15
• [学会発表] Extra Loop Delay Compensation for Hybrid Delta-Sigma Modulators (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirai, K. Ohara, and T. Matsuoka
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Circuits and Systems
  • 発表場所: Melbourne(Australia)
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [学会発表] マルチビットΔΣ変調器における確率的量子化器によるDAC 誤差補正 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平井雄作, 矢野 新也, 松岡 俊匡
  • 学会等名: 電気学会電子回路研究会
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] マルチビットΔΣ変調器における確率的量子化器によるDAC誤差補正 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平井雄作, 矢野新也, 松岡俊匡
  • 学会等名: 電気学会電子回路研究会
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] 非線形成分補正機能を有した確率的並列型A/D 変換器の設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢野 新也, ハム ヒョンジュ, 松岡 俊匡, 王 軍, チョウ イキュン
  • 学会等名: 電子情報通信学会集積回路研究会
  • 発表場所: 盛岡
• [学会発表] 非線形成分補正機能を有した確率的並列型A/D変換器の設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢野新也, ハム ヒュンジュ, 松岡俊匡, 王軍, チョウイキュン
  • 学会等名: 電子情報通信学会集積回路研究会
  • 発表場所: 盛岡
• [学会発表] Stochastic Flash A-D コンバータの非線形成分補正の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢野 新也, ハム ヒョンジュ, 松岡 俊匡
  • 学会等名: 平成23年電気関係学会関西支部連合大会
  • 発表場所: 姫路
• [学会発表] Stochastic Flash A-Dコンバータの 非線形成分補正の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢野新也，ハムヒョンジュ，松岡俊匡 (矢野新也)
  • 学会等名: 平成23年電気関係学会関西支部連合大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス
• [備考]
  • URL: http://www.si.eei.eng.osaka-u.ac.jp/
• [産業財産権] ΔΣA/D 変換装置 (2013)
  • 発明者名: 松岡俊匡, 平井雄作
  • 権利者名: 株式会社半導体理工学研究センター
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-098617
  • 出願年月日: 2013-05-08
• [産業財産権] ΔΣA/D変換装置 (2013)
  • 発明者名: 松岡俊匡，平井雄作
  • 権利者名: 株式会社半導体理工学研究センター
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-098617
  • 出願年月日: 2013-05-08
• [産業財産権] Δ∑A/D変換装置 (2013)
  • 発明者名: 松岡俊匡, 平井雄作
  • 権利者名: 株式会社半導体理工学研究センター
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-05-08
  • 取得年月日: 2015-06-12