Je bent de eerste winnaar van de Young Scientist Award. Hoeveel waarde hecht je aan deze prijs?
'Ik ben nooit eerder bekroond, alleen al daarom vind ik het leuk. Daarbij geldt de ESSCIRC als een toonaangevende conferentie. Vrijwel iedereen van betekenis op het gebied van chip-realisatie was aanwezig, de jury bestond uit grote namen uit het onderzoeksveld. De juryleden volstonden niet met het bestuderen van de ingezonden artikelen, maar zaten de hele week bij de praatjes van de deelnemers. Niet alleen de relevantie van het onderzoek telde, maar ook de presentatie - kan de wetenschapper zijn bevindingen ook onder woorden brengen? Alles bij elkaar maakt dat de toekenning wel bijzonder, geloof ik.
Je noemde de bijdragen aan de conferentie zó specialistisch dat de ene chip-specialist de andere nauwelijks meer kan volgen. Toch de vraag: wat behelst je onderzoek, en waarom vinden je collega's het zo bijzonder?
'Het wordt een tamelijk ingewikkeld verhaal, maar ik zal m'n best doen. Ik doe onderzoek naar oscillatoren. Dat zijn schakelingen die een goed gedefinieerd, periodiek signaal moeten uitzenden, zeg maar een zuivere trilling. Probleem bij oscillatoren is dat ze ruisen, en dat die ruis de stabiliteit van de frequentie nadelig beïnvloedt. Met andere woorden: hoe minder ruis, hoe beter de oscillator.
'In het type schakeling dat wij onderzoeken treden twee soorten ruis op, thermische ruis en de zogenaamde 1/f-ruis. Wat ik ontdekt heb, is dat die laatste storingsfactor relatief eenvoudig gereduceerd kan worden. Je moet weten dat zo'n oscillator bestaat uit een aantal geschakelde transistoren. Tijdens bepaalde experimenten viel mij op dat het periodiek uitschakelen van die bouwstenen een terugval in de 1/f-ruis oplevert.
'Hoe harder je zo'n transistor uitzet - dat doe je door het ding volledig kort te sluiten - hoe sterker de 1/f-ruis in de oscillator afneemt. We denken dat het effect optreedt doordat het 'ruisgeheugen' wordt verstoord. Je 'reset' het verleden van de stoorzender als het ware telkens, waardoor de ruis het wiel steeds opnieuw moet uitvinden. En dat moet vlug gebeuren, want dat uitzetten gebeurt zo'n miljard keer per seconde. Klaarblijkelijk te vlug om op volle kracht te ruisen.
'De grap van mijn vinding is dat veel oscillatoren zo gebouwd zijn dat dit periodiek uitschakelen gewoon kan. Die dingen zijn jaren lang bestudeerd, maar iedereen heeft dit effect - dat bijna gratis is - over het hoofd gezien.'
Is er een concrete toepassing voor je uitvinding?
'Jazeker. In de mobiele telefonie zit men te springen om zuivere, trillingvaste oscillatoren. In elke gsm zitten oscillators. Het zijn de zender en ontvanger van het apparaat. Je moet je voorstellen dat elk gesprek zichafspeelt op een specifieke, unieke golflengte. Per dag vliegen honderdduizenden mobiele telefoongesprekken door de ether, en die mogen elkaar niet storen, elkaar niet raken, niet 'interfereren' met een duur woord.
Daarbij komt dat vanwege radio en ander zendverkeer er voor draadloze telefonie maar een beperkt golflengtegebied beschikbaar is. Al die gesprekken moeten dus, zeg maar, secuur naast elkaar worden gelegd - de ene frequentie netjes naast de ander, zo dicht mogelijk bij elkaar, zónder elkaar te raken. Je begrijpt - en nu kom ik bij mijn vinding - dat hiervoor een zo zuiver mogelijke zender nodig is. Anders gezegd: een oscillator met zo min mogelijk ruis.
'Dat mijn manier van ruisonderdrukking bovendien weinig energie kost, is mooi meegenomen: in een gsm moet alles zo rendabel mogelijk, want het ding werkt op een piepklein batterijtje.'
Peter Buwalda
Sander Gierkink
