高速波形計測アルゴリズムの研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650415
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 小林 春夫 群馬大学, 工学部, 助教授 (20292625)
• キーワード: 波形計測 / アルゴリズム / ジッタ / サンプリング / AD変換器 / トラック・ホールド回路

研究概要

超高速波形計測技術で直面する様々な問題を解決するための"波形計測アルゴリズム"の面からの研究、とくにサンプリング技術に関する問題をアルゴリズムの面からアプローチし、以下の結果を解析的および数値シミュレーションで導いた。
● 高速波形サンプリングのためのインターリーブ・サンプリング回路において、各チャネル・サンプリング回路間での特性(例えばオフセット、ゲイン)のミスマッチ・ばらつきが全体のサンプリング回路でパターンノイズとして表れ、精度の劣化となる。このインターリーブ・サンプリング回路のチャネル間ミスマッチの影響の誤差およびその影響を理論的およびシミュレーションでの解析し理論式を導き、またその補正アルゴリズムを考案し、シミュレーションで有効性を確認した。
● 正弦波テスト法を用い、サンプリング回路の性能を定量的に評価するとともに、特性が劣化してればその特性劣化要因は何か、またサンプリング回路のノイズ要因を特定するアルゴリズムを新たに開発し、シミュレーションでその有効性を確認した。従来のアルゴリズムでは特性劣化要因を特定できるものは少なかったが、開発したアルゴリズムはこれを特定できるのが特長で、サンプリング回路の設計改善にフィードバックさせることも可能である。測定ハードウェアは従来構成のものを用いるので従来技術と整合性があるので産業界に受け入れやすい。
● ジッタを含むクロックでサンプルされたデータのジッタの影響による誤差による精度劣化の定量的な公式を導いた。
● サンプリングにおける有限アパーチャ時間の影響による精度劣化の定量的な公式を導いた。
● サンプリングのためのトラック・ホールド回路の動的消費電力の公式を導いた。

研究成果

• [文献書誌] H.Kobayashi,M.Morimura,K.Kobayashi,Y.Ohara: "Aperture Jitter Effects in Wideband Sampling Systems"Proc. Of IMTC99. 880-885 (1999)
• [文献書誌] M.A.Mohamed Zin,H,Kobayashi etal: "A High-Speed CMOS Track/Hold Circuit"Proc. Of IMTCS99. 1709-1712 (1999)
• [文献書誌] H.Kobayashi,M.Morimura K.Kobayashi,Y.Onaya: "Aperture Jitter Effects in Wideband ADC Systems"Proc. Of IMTCS99. 1705-1708
• [文献書誌] H.Sato,H.Kobayashi: "Dynamic Power Dissipation of Track/Hold Circuit"Proc. Of IMTC2000. (2000)
• [文献書誌] N.Kurosawa,K.Maruyama,H,kobayashi et al.: "Explicit formula for channel Mismatch Effects in Time-Interleaved ADC Systems"Proc. Of IMTC2000. (2000)
• [文献書誌] H.Sugawara,H.Kobayashi,P.Arpain: "Some thoughts on Sine Wave ADC Testing"Proc. Of IMTC2000. (2000)