Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Ultra-linear Digital-to-analogue Conversion

Alternativ tittel: Ultralineær digital til analog-omforming

Tildelt: kr 12,0 mill.

I dag brukes datamaskiner til å styre mange ting — alt fra robotstøvsugere til vindmøller til romraketter. For at datamaskiner skal kunne brukes til å styre fysiske objekter må de ha en kobling til verden rundt, mellom digitale biter og byter inne i datamaskinen til de analoge bevegelsene vi ser når robotstøvsugeren flyr over stuegulvet eller når en enorm romrakett lander mykt på bakken. Denne koblingen har et navn: digital til analog-omsetter. Den omsetter eller omvandler de litt firkantede og oppstykkede virtuelle mønstre inne i datamaskinen til glatte og sammenhengende fysiske mønstre utenfor datamaskinen. En sånn omvandling vil aldri være perfekt; det rekonstruerte fysiske mønsteret vil aldri likne nøyaktig på det som en ønsket seg. Ufullkommenhetene er vanligvis små ved bruk av dagens utstyr, men det finnes fortsatt tilfeller hvor det er ønskelig å gjøre dem enda mindre. Ett eksempel er når man bygger strukturer på en atomær skala ved å flytte og sette sammen enkle atomer, eller når man justerer lysbrytningen i presisjonsoptikk som brukes når man forbedrer bildene som lages med store teleskoper. Målet med dette prosjektet kan beskrives som å viske ut forskjellen mellom det digitale og det analoge, eller det virtuelle og det virkelige. De grunnleggende fysiske begrensningene for denne utviskingen er kjente. Det nærmeste man kommer disse begrensningene i dag er ved bruk av svært dyre og sjeldne oppstillinger som benytter kvantemekaniske effekter i superledene materialer (Josephsonsammenføyninger). Dette prosjektet vil ha denne grensa som et sammenligningsgrunnlag og forsøke å nærme seg denne ved bruk av mer ordinær halvlederteknologi. Det vil gjøre det mulig å lage billige enheter i stort antall; noe som vil gjøre denne eksepsjonelle yteevnen tilgjengelig for et bredt lag av sluttbrukere.

High-resolution motion control has a wide array of applications in science and industry: adaptive optics, semiconductor lithography, fabrication and inspection, laser interferometry, measurement science, and scanning probe microscopy for imaging and manipulation on an atomic scale. A limiting factor in advancing the capabilities of these technologies is the noise and distortion introduced by the digital-to-analogue converters (DACs); the physical interface to digital control algorithms. The best performing DAC available today achieves a resolution of 47 parts-per-million (15 effective number of bits). The Project manager has set the new state-of-the-art by building a DAC with a resolution more than 12 ppm (17 ENOB), demonstrating an ability to innovate in and contribute to a highly competitive and active area of engineering science. This project aims to develop methods for DACs enabling a resolution of 1 ppm at high speed and with low latency by way of control engineering: modelling, model-based control and dithering; with implementations using highly advanced semiconductor fabrication methods. This level of performance has never been achieved before and will define the new state-of-the-art. A semiconductor device with such capabilities will be a key enabling technology because it will allow mass-market availability of unprecedented performance; e.g. better accuracy and precision in measuring instruments or low-cost, high-throughput manipulation of atomic-scale structures. Today, analogue-digital conversion is ubiquitous — it is a key element in any system requiring a digital-physical interface. It constitutes a USD 3.5 billion market that is increasing 10-15% annually. Better linearity and higher resolution will benefit any systems using such conversion, and methods relating to analogue-digital conversion will also have major impact in switched-mode devices used for e.g. renewable energy production and distribution, or communications.

Aktivitet:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek