微小電流による位相変調が可能なアナログCMOS発振器群における雑音誘起位相同期

摘要

本稿は，雑音を利用して位相同期を行なう基準クロック源の構築を目的とした雑音利用LSIに関するものである．生体において観測された互いに関連性を持っていない非線形振動子（ニューロン）が共通の雑音を受けたときに位相同期するという現象に着目した．例えば，ニューロンを周期的に振動する回路とみなすと，これはLSI内で用いられるクロック源回路ととらえることができる．ここではまず，雑音誘起同期現象の理論解析を紹介する．具体的には，位相縮約理論により振動子の微分方程式を記述した上で，リアプノフ指数が常に負となり振動子間の位相が縮小することについて紹介する．そして，光源が生成した雑音（電流ノイズ）を鋭敏に受けることができるアナログCMOS発信器を提案し，回路シミュレーションによりそれらの発振器間の位相同期現象を示す．