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2016年6月20日 (月)

高周波圧電共振器の課題を解消する回路技術を開発

2016年6月15日
国立研究開発法人情報通信研究機構
国立大学法人東京工業大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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要点
 
○無線機の性能を決める重要な技術要素
 である発振器において、
 高周波圧電共振器の周波数ばらつき
 などの課題を解決する新アルゴリズム
 に基づく回路技術を開発
 
○信号の時間軸の揺らぎを示すジッタ特性
 において極めて優れた180fs RMSを達成。
 小数点分周位相同期回路(PLL)
 としては世界トップクラスの性能
 
○外付け部品である水晶発振器を、
 集積回路に内蔵可能な高周波圧電共振器
 に置き換えることが可能となり、
 IoT時代に向けた無線通信システムの
 小型化・低コスト化・高速化に
 大きく貢献
 
 
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概要
 
 東京工業大学 科学技術創成研究院
未来産業技術研究所の伊藤浩之准教授、
益一哉教授らはNICTと共同で、
高周波圧電共振器を位相同期回路(PLL)
に用いるための新しいアルゴリズムと
回路技術を開発した。
 
 従来のPLLに比べ、低雑音かつ
優れた性能指数(FoM)で動作することを
確認した。
 
 この技術により、従来の無線モジュール
で小型化・低コスト化のネックに
なっている水晶発振器を高周波圧電共振器
に置き換えることができ、
IoT時代に向けた無線通信システムの
小型化・低コスト化・高速化に
大きく貢献できる。
 
 高周波圧電共振器は小型で集積化でき、
Q値に優れており、これを用いた発振器は
優れたジッタ特性を有する。
 
 高周波圧電共振器は水晶共振器に比べ
共振周波数のばらつきや温度依存性が
大きいことが課題だったが、
新規のアルゴリズムである
チャネル調整技術を用いたPLLの開発
により課題を解決した。
 
 最小配線幅65nmのシリコンCMOSプロセス
で試作、最高約9GHzの周波数出力を
わずか180フェムト秒の位相ゆらぎで
達成した。
 
 消費電力は12.7mW。
 
 この性能はPLLの性能指数 (FoM)で
-244dBに相当し、小数点分周
(フラクショナルN)PLLとしては
世界トップクラスの性能である。
 
 無線通信システムの小型化・低コスト化、
高速化に貢献できる。
 
 成果は6月14日からハワイで開催される
「The 2016 Symposium on VLSI Circuits」
で現地時間6月17日に発表される。
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 素晴らしい成果のようです。
 
>最小配線幅65nmのシリコンCMOSプロセス
>で試作、最高約9GHzの周波数出力を
>わずか180フェムト秒の位相ゆらぎで
>達成した。
 
>消費電力は12.7mW。
>この性能はPLLの性能指数 (FoM)で
>-244dBに相当し、小数点分周
>(フラクショナルN)PLLとしては
>世界トップクラスの性能である。
>無線通信システムの小型化・低コスト化、
>高速化に貢献できる。
 
 
 性能、コスト、高速化共、申し分ない
ように思える。
 
 今後の商品化に大いに期待したい。

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