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J-GLOBAL ID：201402296911213735   整理番号：14A0409101

飛行時間型質量分析計のための単一磁束量子マルチストップ機能付き時間-ディジタル変換器の設計と実証

Design and Demonstration of a Single-Flux-Quantum Multi-Stop Time-to-Digital Converter for Time-of-Flight Mass Spectrometry

著者 (3件)： SANO Kyosuke (Dep. of Electrical and Computer Engineering, Yokohama National Univ.) ,  YAMANASHI Yuki (Dep. of Electrical and Computer Engineering, Yokohama National Univ.) ,  YOSHIKAWA Nobuyuki (Dep. of Electrical and Computer Engineering, Yokohama National Univ.)
資料名： IEICE Transactions on Electronics (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers)  (IEICE Transactions on Electronics (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： E97-C  号： 3  ページ： 182-187 (J-STAGE)  発行年： 2014年 
JST資料番号： L1370A  ISSN： 0916-8524  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では超伝導飛行時間型質量分析計(TOF-MS)を開発した。そこでは超伝導ストリップイオン検出器(SSID)と単一磁束量子(SFQ)マルチストップ機能付き時間-ディジタル変換器(TDC)を用いている。SFQマルチストップTDCでは複数の入力信号間の時間間隔の各々が,バイナリーデータに直接変換されて測定できる。本論文ではAISTNb標準プロセス(STP2)を用いた3×24bitのFIFO(先入先出)バッファを持つ24bitのSFQマルチストップTDCを設計し実装した。時間分解能は100ps,ダイナミックレンジは1.6msであった。TDCのタイミングジッタを2つの方法を比較することにより検討した。一つはオンチップSFQクロック発生器(CG)を用い,もう一つは常温でのマイクロ波発振器を使用したTDCを比較して評価した。二つのTDCの正しい動作を確認し,それらのタイミングジッタの値を評価した。実験で得られたタイミングジッタは,測定時間間隔50μsの場合でオンチップSFQ CGとそれを実装しないTDCでそれぞれおよそ40nsと700psであった。このジッターは測定した時間間隔が長くなるについて直線状に増加した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *質量分析計 ,  *磁束量子 ,  *信号変換器 ,  ニオブ ,  時間分解能 ,  ダイナミックレンジ ,  FIFO ,  信号発生器 ,  ジッタ ,  超小形回路技術 ,  記憶制御
準シソーラス用語： *SFQ【超伝導】 ,  オンチップ ,  クロック発生器 ,  タイミングジッタ ,  *時間ディジタル変換器 ,  *飛行時間型質量分析計

分類 (2件)： Josephson接合・素子  (BM04043E) ,  その他の超伝導応用装置  (BM04044V)

引用文献 (7件)：

• [1] N. Zen, A. Casaburi, S. Shiki, K. Suzuki, M. Ejrnaes, R. Cristiano, and M. Ohkubo, “1mm ultrafast superconducting stripline molecule detector,” Appl. Phys. Lett., vol.95, 172508, 2009.
• [2] K.K. Likharev and V.K. Semenov, “RSFQ logic/memory family; A new Josephson-junction technology for sub-terahertz clock-frequency digital systems,” IEEE Trans. Appl. Supercond., vol.1, pp.3-28, 1991.
• [3] S. Yorozu, Y. Kameda, H. Terai, A. Fujimaki, T. Yamada, and S. Tahara, “A single flux quantum standard logic cell library,” Physica C, vol.378-381, pp.1471-1474, 2002.
• [4] K. Tanaka, H. Waki, Y. Ido, S. Akita, Y. Yoshida, and T. Yoshida, “Protein and polymer analyses up to m/z 100000 by laser ionization time-of flight mass spectrometry,” Rapid Commun. Mass Spectrom., vol.2, pp.151-153, 1988.
• [5] N. Yoshikawa, H. Suzuki, H. Hara, A. Murakami, and Y. Yamanashi, “Design of SFQ multi-stop time-to-digital converters for time-of-flight mass spectrometry,” ISEC 2009, SP-P44, Fukuoka, June 2009.

タイトルに関連する用語 (8件)： 飛行時間型質量分析計 ,  単一磁束量子 ,  マルチ ,  ストップ ,  ディジタル ,  変換器 ,  設計 ,  実証