Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2016(平成28)年度 生存圏科学 萌芽研究 5

研究課題

ULF帯電磁イオンサイクロトロン波を対象とした超低雑音ASICチョッパアンプ開発

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

商用衛星の保全に係わる放射線帯活動に関連する電磁イオンサイクロトロン(EMIC)波を観測対象に、本研究は、アナログASIC(特定用途向けの集積回路)技術を用いて超低雑音化(10 nV/√Hz at 1 Hz)を図った超小型チョッパアンプを開発することを目的とする。プラズマ波動の一種であり衛星・地上で観測されるEMIC波は、商用衛星が飛び交う静止軌道までに形成される放射線帯の消失機構の担い手として注目されている。商用衛星の安心・安全な運用のために放射線帯の活動を把握することは極めて重要である。EMIC波が観測される低周波(数Hz以下)においてCMOSデバイスは、キャリアの揺らぎなどに伴い周波数に反比例するフリッカ雑音(数百nV/√Hz at 1 Hz)が生じる。このため、従来はSN比が不利な周波数帯で観測を強いられていた。これに対し、本研究で対象とするチョッパアンプはCMOSデバイスの持つフリッカ雑音を変復調を用いて、熱雑音領域へ入力信号を周波数遷移させSN比の改善を図るものである(図参照)。回路ブロックの大部分は過去の研究助成で開発済みであり、要となる変復調部分について力点を置き開発を進める。本研究は、回路構成の複雑さから大型になりやすいチョッパアンプに対しASIC技術を用いることで、超低雑音特性と超小型化を「同時」に実現を図る。

尾崎光紀: 2016(平成28)年度生存圏科学萌芽研究 図
図:チョッパーアンプの回路ブロック

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2016年8月3日作成

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