Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2013(平成25) 年度 生存圏科学 萌芽研究 6

研究課題

VLF帯ホイスラモード波を対象としたサーチコイル磁力計の電流検出型CMOSプリアンプ開発

研究組織

 代表者 尾崎光紀 (金沢大学理工研究域)
 共同研究者 小嶋浩嗣 (京都大学生存圏研究所)
八木谷聡 (金沢大学理工研究域)

研究概要

人類の生存圏を宇宙圏に拡大していく中で、希薄なプラズマで満たされる地球周辺の電磁環境の理解が重要である。地球磁気圏では VLF 帯(数百 Hz~10 kHz 程度)において電子サイクロトロン運動に起因するホイスラモード波が発生し、科学衛星や地上において頻繁に観測されている。このホイスラモード波は、粒子のピッチ角散乱や放射線帯電子生成機構への寄与において、その発生源の規模など様相の理解が重要視されている。本研究では、VLF 帯ホイスラモード波を検出するための誘導磁界センサ(ループアンテナやサーチコイル)に適した電流検出型 CMOS プリアンプを新規開発することを研究目的とする。従来のプリアンプは、磁界センサに誘導される電圧信号を非常に高い入力インピーダンス(1 M オーム以上)をもつプリアンプで増幅するというものであった。また、既製品を組合せ設計されるのが主流であり、センサ由来のノイズに比べて既製品のノイズ特性が支配的で、センサ性能を十分に活かすことができず、サイズも大きいという問題点があった。これに対し、本研究では、従来とは全く異なる低い入力インピーダンスをもつ電流検出型プリアンプを開発する。特に、アナログ ASIC による CMOS 集積回路としてトランジスタレベルでプリアンプを設計し、センサ特性を最大限活かすことのできるノイズ特性を有し、かつ、極端に小型化された CMOS プリアンプを開発する。

尾崎光紀: 2013(平成25)年度 生存圏科学萌芽研究

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2013年7月10日作成

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