複数の発振器を持つ同期系における相互干渉のメカニズム解明とその低減

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K04520
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 吉村 勉 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00460767)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 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

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。

自由記述の分野

アナログ集積回路設計

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。