Updated on 2026/03/07

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WADA KAZUYUKI
 
Organization
Undergraduate School School of Science and Technology Professor
Title
Professor
External link

Degree

  • 博士(工学) ( 東京工業大学 )

Research Interests

  • Analog Signal Processing

  • Integrated Circuits

  • Electronic Circuits

  • 電子回路

  • アナログ信号処理

  • 集積回路

Research Areas

  • Manufacturing technology (mechanical,electrical/electronic, chemical engineering) / Control and systems engineering

  • Manufacturing technology (mechanical,electrical/electronic, chemical engineering) / Electronic devices and equipment

Professional Memberships

  • 電気学会

    2002.1

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  • the Institute of Electrical and Electronics Engineers

    1995.1

      More details

  • 電子情報通信学会

    1994.1

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Committee Memberships

  • 電子情報通信学会   英文論文誌A(2009年2月)特集号編集委員会幹事  

    2008.4 - 2009   

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    Committee type:Academic society

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  • 電気学会   アナログ電子回路の設計生産性向上技術調査専門委員会委員  

    2008.1 - 2010   

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    Committee type:Academic society

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  • 電子情報通信学会   英文論文誌A(2008年2月)特集号編集委員会幹事  

    2007.1 - 2008   

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    Committee type:Academic society

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  • 電気学会   電子回路研究専門委員会幹事  

    2007.1   

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    Committee type:Academic society

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  • 電子情報通信学会   英文論文誌C編集委員会委員  

    2006.5   

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    Committee type:Academic society

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  • 電子情報通信学会   英文論文誌(2007年2月)A特集号編集委員会幹事  

    2006.4 - 2007   

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    Committee type:Academic society

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  • 電気学会   アナログ電子回路の設計支援技術調査専門委員会委員  

    2005.1 - 2007   

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    Committee type:Academic society

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  • 電子情報通信学会   英文論文誌C(2005年6月)特集号編集委員会  

    2004.8 - 2005   

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    Committee type:Academic society

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  • 電気学会   電子回路研究専門委員会委員  

    2004.1 - 2007   

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    Committee type:Academic society

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  • 電子情報通信学会   和文論文誌C編集委員会委員  

    2002.5 - 2005   

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    Committee type:Academic society

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  • 電気学会   高周波アナログ集積回路の解析・設計技術調査専門委員会幹事  

    2002.1 - 2005   

      More details

    Committee type:Academic society

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  • 電気学会   アナログ電子回路の流通と再利用技術調査専門委員会委員  

    2002.1 - 2004   

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    Committee type:Academic society

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  • 電気学会   アナログ電子回路のバーチャルソケットインターフェース技術調査専門委員会委員  

    1999.1 - 2001   

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    Committee type:Academic society

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Books

  • 電子回路ハンドブック

    藤井信生,関根慶太郎,高木茂孝,兵庫明(編)( Role: Joint author)

    朝倉書店  2006.7 

     More details

    Responsible for pages:52-113   Language:Japanese   Book type:Scholarly book

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MISC

Works

  • アイオワ州立大学にて海外教育研究調査

    2005.2

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Research Projects

  • Integrated Circuit Design Techniques of Energy Harvesting PoweredAnalog Signal Processing in Sensor and Power Network

    Grant number:22760275  2010 - 2011

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    WADA Kazuyuki

      More details

    Grant amount:\3250000 ( Direct Cost: \2500000 、 Indirect Cost:\750000 )

    Effect of temperature variation on integrated circuits for analog signal processing in sensor network was considered and schemes for maintaining circuit performance were proposed. First, MOSFET model is improved for the weak inversion region to express dependency on substrate potential and temperature. Second, a 0.6-V wide-dynamic range filter, which had been designed and implemented by a group of this researcher, was analyzed based on the model described above and its sensitivity with respect to temperature was suppressed by use of a bias voltage source with a negative temperature coefficient. Last, current mirrors are investigated and less than 1-% error between input and output currents at 400 K was achieved through analysis based on the model and formulation for the optimum design.

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  • Integrated Circuit for Low-Frequency Sensor Signal Processing with Natural-Energy Power Supply

    Grant number:20760237  2008 - 2009

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    WADA Kazuyuki

      More details

    Grant amount:\3120000 ( Direct Cost: \2400000 、 Indirect Cost:\720000 )

    An integrated circuit for low-frequency signal processing is developed to measure biological signals through wireless communication with portable equipments which are powered by energy source, the supply voltage of which is less than 1 V. First, filters for noise suppression, band limitation and baseband modulation are designed aiming at the point that the low-voltage and low-power filter structure which we have proposed is appropriate for baseband signal processing. A practical 0.6-V filter processing sensor signals is obtained even with 0.18-μm technology to achieve 89-dB dynamic range. Second, analog-to-digital converters (ADCs) following band limitation filters are considered. Successive approximation (SA),ΔΣ, and signal decomposition based pipeline types of architectures are investigated for low frequency and low voltage. Their noise performances are theoretically analyzed in detail and some techniques to enlarge signal-to-noise ratio by changing both wasteful structure are proposed. Last, digital substrate noise is coped with. Effectiveness with respect to a lot of noise sources are taken into account and a reliable simple model is introduced so that noise propagation in 3-D bulk is quantitatively discussed and 2 topologies effective for substrate noise suppression are derived. In conclusion, we are now sure that the aimed baseband signal processing is realizable with less than 0.8V.

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  • トランジスタのしきい電圧以下の電源で動作し消費電流がμA級の集積化信号処理回路

    Grant number:18760273  2006 - 2007

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    和田 和千

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    Grant amount:\1500000 ( Direct Cost: \1500000 )

    これまでに実現した低電圧回路を利用して,低電力フィルタを実現した.ます,二つの低電圧回路が電源電圧を分割して使用し,消費する電流が共通となるように,電源間に直列に接続(縦積み)にした構成を提案した.使用可能な電源電圧に余裕がある場合に発生する余分な電力損失を減らすことができる.単に接続しただけでは上下段の回路の信号電流が異なるため動作点がずれてしまうことから,上下二つ回路の接続点を定電位回路で固定する.次に,この構成法の具体的な適用例として,既に動作を確認している0.6V積分器を利用して,2次低域通過フィルタを設計し,試作と測定を通して性能を評価した.電源電圧1.2Vの下で,音声帯域信号処理への応用が可能な2kHz帯域のフィルタが動作し,理想特性と非常によく一致する周波数特性を得られている.消費電力は18μWと超低消費電力であり,また,60dB以上のダイナミックレンジを達成できている.縦積み構成は上下段間の節点に定電位回路を要するため,その消費電力が余計に必要になる懸念があったが,この設計例では全体のおおよそ1割に止められている.さらに本研究では,上下段の回路の特性にトランジスタの基板効果に起因する僅かな不整合が生じる問題も考察し,改善手法を検討した.以上の結栗は,基底アナログ信号の処理回路を低電力化するのに縦積み構成が有効であることを示しており,乾電池等により駆動しても長時間使用が可能な携帯電子機器の設計に寄与しうる成果である.

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  • Reduction Techniques for Digital Substrate Noise on Mixed-Signal Integrated Circuits

    Grant number:14350195  2002 - 2004

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    TAKAGI Shigetaka, FUJII Nobuo, WADA Kazuyuki, SATO Takahide, TAKAGI Shigetaka

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    Grant amount:\6900000 ( Direct Cost: \6900000 )

    Demands on high performance mixed-signal integrated circuits are increasing because of the advancing of multimedia technologies. Periodical behavior of digital circuits produces what so called digital substrate noise. This noise will deteriorate analog circuit performance and is a big problem to be solved.
    A passive guard ring has been commonly used to reduce the substrate fluctuation. However, it only suppresses the noise coupled through a substrate surface and has quite small effect on noise transfered through the deep portion of a substrate. This project proposes an active shield circuit to solve digital substrate noise problem. The proposed active shield circuit will generate an inverting signal to the digital noise and cancel out it. To improve cancellation performance layout of the active shield circuit, analog circuits and digital circuits is considered, and an automatic control technique is proposed. The validity of the proposed techniques is confirmed through experiments and simulations.

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  • Design System for Next-Generation High-Performance Analog Integrated Circuits

    Grant number:11450145  1999 - 2002

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    FUJII Nobuo, KANEKO Mineo, TAKAGI Shigetaka, NISHIHARA Akinori, TAKAKUBO Kawori, ISHIKAWA Masayuki

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    Grant amount:\14500000 ( Direct Cost: \14500000 )

    The aim of this project is to build up a design system for analog circuits in mixed-signal LSIs, which are expected to play an important role in 21st century. The following results are obtained in the project.
    (1) In order to build such a system analog basic building blocks under low-power supply voltages are proposed. The circuits are applied to a synthesis of a △ΣAS Analog-to-Digital converter as an example.
    (2) Switched-capacitor circuits are discrete-time signal processing ones and also important analog building blocks Since sitched-capacitor circuits have a clock feedthrough problem, a method to reduce the clock feedthrough effect is proposed.
    (3) To help analog circuit designs instead of a small number of analog circuit designers automatic analog circuit design algorithm is proposed.
    (4) To reduce noise from digital circuits via a substrate active gurad band circuit is proposed.
    Investigation for excellent analog circuit layouts and combination of all results obtained above are left as future problems.

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  • 非線形回路を用いて妨害信号を除去する連続時間系フィルタ

    Grant number:11750310  1999 - 2000

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    和田 和千

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    Grant amount:\1000000 ( Direct Cost: \1000000 )

    昨年度に続いて,提案の非線形連続時間系フィルタの原理的な性能の評価を行ない,比較器を用いて非線形な前処理を行なうことによる妨害波の除去能力を示した.
    昨年の成果により,通過域内の信号成分が妨害信号に比べて小さいという特徴を活用することで,通過域内の信号成分と妨害信号が同時に入力されたとき,比較器の出力である矩形波を近似式で表すことができ周波数領域で解析できることがわかった.しかしながら,解析が煩雑であったため,見通しの良い結果が得られず,提案のフィルタの前処理の特長を理解しにくかった.そこで,複素周波数を用いて新たな解析方法を採った.解析における繁雑な計算量を軽減させることができ,提案手法の特長を比較的容易に示すことができた.特に,前処理部における妨害波成分に対する利得が通過域信号成分に対する利得の2倍であることが,多くの場合分けをすることなく示された.非線形増幅回路である比較器における通過域信号成分および妨害波成分に対する利得はいずれも矩形波の波高値に比例するという性質や,妨害波を完全に除去するためには矩形波の波高値を妨害波の波高値のπ/4倍となるように設計する必要があることが基礎的成果として得られた.
    以上の結果は,理論的な検討のまとめとして公表しており,提案手法の得失や実現上の課題なども明らかにした.また,従来の信号処理技術では見られなかった特徴を非線形連続時間系信号処理が有している,という可能性を示すことができた.

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  • Analog signal processing with nonlinear circuits

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    Grant type:Competitive

    Linear analog circuits are composed of nonlinear building blocks to obtain wide dynamic range under low power supply voltages.

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  • Integrated filters

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    Grant type:Competitive

    Topology and design method of filters are investigated to obtain bandpass filters with several-hundred-mega up to one-giga hertz center frequencies on integrated circuits.

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  • Analog signal processing in communication devices

      More details

    Grant type:Competitive

    Design theories of RC polyphase and complex filters are developed and their accurate realizations are also considered.

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  • 通信用アナログ信号処理回路

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    Grant type:Competitive

    無線通信の送受信機器において,高品質なアナログ処理部を実現するために,個々の回路ブロックの構成を行なっています.これまでに,ポリフェーズフィルタの構成理論を発展させ,任意の帯域において任意精度の周波数特性を実現することを可能としています.また,Low-IF方式において重要となる複素フィルタの設計もしています.今後は,アナログ処理部の広帯域かつ低消費電力での動作を目指してRF回路などについても取り組んでゆきたいと考えています.

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  • 非線形回路による信号処理

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    Grant type:Competitive

    量子化されず連続量のままであるアナログ信号を,一つの電圧や電流,電荷といった物理量で表わし,抵抗やトランジスタなど回路素子の組み合わせで信号処理を実現します.従来の線形アナログ信号処理部は,素子の非線形特性に大きく左右され,ディジタル部ほど低電圧化が容易ではなかったのに対し,本研究では非線形な素子特性を積極的に利用して,低電圧下においても大きな電圧信号を線形に処理するための設計を多角的に行っています.

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  • 集積化フィルタ

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    Grant type:Competitive

    数百 MHz ~ 1 GHz帯における信号処理は,現在,回路上での実現が難しく,一つの集積回路に相当する大きさの外付部品で行なわれています.部品点数の削減や製造コストの点から,集積回路上で高周波フィルタを実現できれば有用と考えられることから,回路素子数が少ない回路構造などフィルタの高周波化のための技術を検討しています.

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  • 離散時間系アナログ信号処理

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    Grant type:Competitive

    離散時間系信号処理,スイッチトキャパシタフィルタ

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Social Activities

  • Springer Editorial Board of Analog Integrated Circuits and Signal Processing Mixed Signal Letters Editor

    2003.1

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  • 東京工業大学アナログ回路グループ演算増幅器設計コンテスト審査委員

    2001.4

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