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2013 年度 実績報告書

アナログ量の超高分解能直接デジタル制御技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22560369
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

米谷 昭彦  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80220771)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード量子化 / PWM / A/D変換 / 1ビット離散時間信号
研究概要

アナログ量をデジタル量に高分解能を以って変換する技術に関して研究を行った。成果となって現れた内容としては、高分解能信号を精度良く多レベルPWM信号に変換する技術と1ビット離散時間信号に変換する技術、および1ビット離散時間信号を連続時間信号に変換する技術に関するものである。いずれもΔΣ変調技術に関連したものである。
高分解能信号を分解能が低い多レベルPWM信号に変換する技術に関しては、これまで定常特性としては高い変換が可能であったが、過渡応答を含めて精度を上げることが難しかった。この問題に対して、PWM信号を近似を用いることなく厳密にノイズシェーピングフィルタにフィードバックする手法を開発し、その応用としてPWM信号のキャリア周波数をランダムに変動させるケースにも適用した。その結果として、PWM信号のスペクトル拡散を可能にしており、工業的にも有用な技術である。
また、高分解能信号を1ビット離散時間信号に変換する技術は、A/D変換器とゼロクロススイッチングによる電力調整器を応用分野としてそれぞれ研究を行った。A/D変換器への応用に対しては、高次ΔΣ変調を用いて深変調を可能にするには、非単調な1ビット量子化器を用いることにより可能になることを示した。これは、これまでの常識とは相反する結果である。さらに1ビット離散時間信号を連続時間信号に精度良く変換する回路方式について提案した。これはD/A変換器に応用するものであるが、A/D変換器への応用も考えられる。電力調整装置は、A/D変換器よりもさらに深い変調を必要とする応用である。高次のΔΣ変調を用いると、所望帯域内S/Nは向上するが、最大変調率が下がってしまう問題があったが、多ステップ先までの最適信号を算出することにより、所望の最大変調率が得られることを明らかにし、その変調器の設計手法の提案を行った。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] PWMアプローチによる1ビットDACの高精度化の試み2014

    • 著者名/発表者名
      米谷昭彦
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 電子回路研究会

      巻: ECT-14-035~051 ページ: 27-31

  • [学会発表] PWMアプローチによる1ビットDACの高精度化の試み2014

    • 著者名/発表者名
      米谷昭彦
    • 学会等名
      電気学会電子回路研究会
    • 発表場所
      神奈川大学 横浜キャンパス
    • 年月日
      20140306-20140307
  • [産業財産権] パルス幅変調信号生成器およびフルデジタルアンプおよびデジタル-アナログ変換器2013

    • 発明者名
      米谷昭彦
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-109833
    • 出願年月日
      2013-05-24

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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