「ISSCC(International Solid-State Circuits Conference) 2018」(2月11日~15日、米サンフランシスコ)のデータコンバーター分野のセッションは、例年と同様、割り当てられた大会場がすき間なく埋まる盛況ぶりで、この分野への変わらない関心の高さをうかがわせた。同分野に投稿された多くの論文の中から今年は10件の論文が採択され、2つのセッションが組まれた。

 Session 14:High-Resolution ADCsでは、13~20ビットの高分解能と低消費電力を両立した7件のA-D変換器が報告された。また、Session 22:Gigahertz Data Convertersでは、1Gサンプル/秒を遥かに超える速度で変換を遂行するA-D変換器とD-A変換器が計3件報告された。

 Session 14で発表された各A-D変換器は、「ノイズシェーピング」と呼ばれる高精度化の手法や、内部の回路ブロックのリサイクル技術、デジタル補正技術などを駆使して、低消費電力でありながら、高分解能を達成している。A-D変換器の単位電力当たりの性能に相当する業界標準の指標(FOM)が、180dBに迫る発表や180dBを超える発表が多数なされた。10年前のA-D変換器のトップデータと比較してFOMは数十倍に達している。

15ビット以上の分解能で、消費電力は4.5μW

 例えば米University of California, Los Angeles(UCLA)が発表したΔΣ型A-D変換器は、周波数帯域が5kHzまでの信号を15ビット以上の高分解能で変換でき、消費電力はわずか4.5μWである(講演番号 14.2)。高分解能を実現するためには、内部の回路で用いるアンプのノイズを低減することと、アンプの線形性特性を良くすることが共に必要になる。UCLAのA-D変換器では、内部信号の波形に着目し、アンプの回路構成を1回の変換期間内で切り換えることで、低ノイズ化と良好な線形性特性の両立を実現した。このA-D変換器により、例えば、脳神経から出力される微弱な信号を解析し、難病の解明につなげることが可能になると期待される。

この先は有料会員の登録が必要です。有料会員(月額プラン)は申し込み初月無料!

日経 xTECHには有料記事(有料会員向けまたは定期購読者向け)、無料記事(登録会員向け)、フリー記事(誰でも閲覧可能)があります。有料記事でも、登録会員向け配信期間は登録会員への登録が必要な場合があります。有料会員と登録会員に関するFAQはこちら