射出成形

インジェクションロックとインジェクションプルとは、高調波発振器が、近傍の周波数で動作する別の発振器によって摂動を受けた際に発生する周波数効果のことです。結合が十分に強く、周波数が十分に近い場合、2番目の発振器が最初の発振器を捕捉し、実質的に2番目の発振器と同じ周波数を持つようになります。これがインジェクションロックです。2番目の発振器が最初の発振器を単に摂動するだけで捕捉しない場合、その効果はインジェクションプルと呼ばれます。インジェクションロックとプル効果は、多くの種類の物理システムで観測されますが、これらの用語は電子発振器やレーザー共振器と最もよく関連付けられています。

インジェクションロックは、初期のテレビやオシロスコープの設計において、比較的低コストで機器を外部信号に同期させるという有益かつ巧妙な方法で利用されてきました。また、高性能な周波数倍増回路にも使用されています。しかし、意図しないインジェクションロックやインジェクションプルは、位相同期ループやRF集積回路の性能を低下させる可能性があります。

インジェクション プルとインジェクション ロッキングは、一対の発振器が結合している多くの物理システムで観察できます。おそらくこれらの効果を最初に記録したのは、振り子時計の発明者であるクリスティアーン ホイヘンスでしょう。彼は、通常はわずかに異なる時間を刻む2つの振り子時計が、共通の梁から吊るすと完全に同期することに気付き、驚きました。現代の研究者は、振り​​子が木製の梁の微小な往復振動によって結合されたという彼の推測を裏付けています。 ^{[ 1 ]} 2つの時計は共通の周波数にインジェクション ロックされました。

現代の電圧制御発振器では、注入同期信号が低周波制御電圧を上書きし、制御不能になる場合があります。注入同期を意図的に用いることで、他の周波数シンセサイザやPLL設計技術と比較して、消費電力を大幅に削減し、位相ノイズを低減できる可能性があります。同様に、高精度基準レーザー（注入シードを参照）を用いて大型レーザーを注入同期させることで、その周波数出力を精製することができます。

注入同期発振器( ILO ) は通常、クロス結合 LC 発振器に基づいています。これは、純粋な正弦波を入力として、周波数分割^{[ 2 ]}またはPLLのジッタ低減に使用されてきました。連続モードのクロックおよびデータリカバリ (CDR) またはクロックリカバリでは、先行するパルス生成回路を使用して非ゼロ復帰 (NRZ) データを擬似ゼロ復帰 (PRZ) フォーマットに変換する^{[ 3 ]}か、送信側にある非理想的なリタイミング回路を使用してクロック信号をデータに結合する^{[ 4 ] ことで、クロック復元を実行}するために使用されました。2000 年代後半には、ILO はバーストモードのクロックリカバリ方式に使用されました。^{[ 5 ]}

インジェクションロック機能は、すべての発振器（電子発振器か否かを問わず）に固有の特性です。この機能は、発振器の周期性と自律性の組み合わせ効果として根本的に理解できます。具体的には、発振器の位相を毎発振サイクルごとに位相シフトだけ進めたり遅らせたりする周期的な注入（つまり、外部擾乱）を考えます。発振器の周期性により、発振器がインジェクションロックされている場合、この位相シフトはサイクルごとに同じになります。さらに、発振器の自律性により、各位相シフトは無期限に持続します。これら2つの効果を組み合わせると、発振サイクルごとに一定の位相シフトが生じ、その結果、時間の経過とともに一定の周波数シフトが発生します。結果として生じるシフトした発振周波数が注入周波数と一致する場合、発振器はインジェクションロックされていると言われます。ただし、注入によって発振器が経験する最大周波数シフトが、発振周波数と注入周波数を一致させるのに十分でない場合（つまり、注入周波数がロック範囲外にある場合）、発振器はインジェクションプルしかできません（§ インジェクションプルを参照）。^{[ 6 ]}

高速ロジック信号とその高調波は、発振器にとって潜在的な脅威となる。これらの信号やその他の高周波信号が基板を通して発振器に漏れ込み、意図しない同期が発生する現象は、不要な注入同期と呼ばれる。

注入同期は、特定の用途において、低消費電力で利得を得る手段となる場合もある。

注入（周波数）プルとは、干渉周波数源が発振器を妨害するものの、注入同期ができない場合に発生する現象です。スペクトログラムを見るとわかるように、発振器の周波数は周波数源の方向に引き寄せられます。同期が失敗する原因としては、結合が不十分な場合や、注入源の周波数が発振器の同期範囲（ロックウィンドウとも呼ばれる）外にある場合などが考えられます。注入プルは、発振器本来の周期性を根本的に損なう現象です。

エントレインメントとは、結合された駆動発振器のモード同期の過程を指す言葉として用いられてきた。これは、独立して動作しているときは周期が異なる2つの相互作用する振動システムが、共通の周期を持つようになる過程である。2つの発振器は同期状態になる場合もあるが、他の位相関係も起こり得る。周波数の高い方のシステムは減速し、もう一方のシステムは加速する。

振り子時計の発明者であるオランダの物理学者クリスティアーン・ホイヘンスは、1666年に共通の板に取り付けられた2つの時計の振り子が同期していることに気づき、その後の実験でこの現象を再現しました。彼はこの効果を「奇妙な共鳴」と表現しました。2つの振り子時計は、振り子が反対方向に180°位相がずれた状態で同期しましたが、同位相の状態も発生する可能性があります。同期は、2つのシステムが位相がずれているときに、負のフィードバックを生み出すような形で少量のエネルギーが伝達されるために発生します。より安定した位相関係になると、エネルギー量は徐々にゼロに減少します。物理学の分野では、ホイヘンスの観察は共鳴と調和振動子の共鳴結合に関連しており、これも共鳴振動を引き起こします。

2002年のホイヘンスの観測に関する研究では、逆位相の安定振動は偶然の産物であり、時計間の結合の強さによっては、時計が停止する「死の状態」を含む他の安定解が存在する可能性があることが示されている。^{[ 7 ]}

駆動発振器間のモード同期は、共通の容易に移動可能な表面上の機械式メトロノームを使用して簡単に実証できます。 ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}このようなモード同期は、ペースメーカーの適切な動作を含む多くの生物学的システムにとって重要です。^{[ 11 ]}

現代物理学の文献において「同調」という言葉は、多くの場合、ある流体または粒子群が別の流体または粒子群によって移動する現象を指す。非線形結合振動子のモード同期を指すためにこの言葉が用いられるようになったのは1980年頃以降であり、それに比べると依然として比較的まれである。

同様の結合現象は、補聴器において適応型フィードバックキャンセレーションが使用される際にも確認されている。このカオス的なアーティファクト（同調現象）は、相関のある入力信号が適応型フィードバックキャンセラーに提示された際に観察される。

近年、非周期的な同調は、生物リズムにおいて興味深い同調の代替形態として認識されている。^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

• 注入同期周波数分周器
• 位相同期ループ
• LC発振器
• 電子発振器
• クロスカップル型LC発振器
• バーストモードクロックとデータリカバリ
• 巻き込み現象（流体力学）
• 脳波同期
• カオスの同期
• 位相同期ループ範囲
• 潮汐ロック

• 周波数領域変換アルゴリズムによるフィルタ同調回避に関する特許 WO2008051571。Patentscope。WIPO。
• 極安定化による巻き込み防止に関する特許 WO2008051569。Patentscope。WIPO。
• 変換領域アルゴリズムによる同調回避
• 自己回帰フィルタによる同調回避に関する特許 WO2008051570。Patentscope。WIPO。

* ウォラバー、ダン H. 1991.位相同期ループ回路設計、プレンティス ホール、ISBN 0-13-662743-995～105ページ

• Adler, Robert (1946年6月). 「発振器における同期現象の研究」. Proceedings of the IRE . 34 (6): 351–357 . doi : 10.1109/JRPROC.1946.229930 . S2CID 51638781 . 
• 黒川和彦（1973年10月）「マイクロ波固体発振器の注入同期」IEEE論文集61 （ 10）：1386–1410。doi：10.1109 /PROC.1973.9293。

* Lee, Thomas H. 2004. 『CMOS無線周波数集積回路の設計』、ケンブリッジ、ISBN 0-521-83539-9563～566ページ

• 射出成形時のロック機構の実演。
• 100個のメトロノームの注入同期