一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源的製作方法

2023-10-06 02:26:04

專利名稱：一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可編程偏置電流源，特別是一種用於量子直流電壓標準的可 編程偏置電流源。
背景技術：
以往的偏置電流源採用多路電流輸出方式對可編程超導結的各個結陣進行偏置， 裝置由信號接收處理單元、繼電器組、子電流源電路單元、多組充電電池組、多組充電單元 組成。其工作原理為信號接收處理單元對計算機發出的控制信號進行處理，轉換成合適電 壓後輸入到繼電器組。繼電器組接收到控制電壓後，根據指令設定各繼電器開合狀態，控制 各個子電流源電路單元的電流輸出，從而對可編程超導結進行偏置。多組充電電池組為各 子電流源電路單元提供純淨穩定的電源電壓，保證子電流源間相互不共地，同時防止引入 電網產生的幹擾。多組充電模塊則為各組充電電池充電。該偏置電流源直接輸出偏置電流對超導結進行驅動，多路偏置電流的輸出需要 由多個分立電源單元組合實現，各單元之間相互隔離，因此需多組充電電池組分別供電， 各組充電電池又需要配備相應充電單元，結構複雜。另外，超導結本身尺寸非常小，約 MX 12mm2，該偏置電流源的連接引線太多，造成焊接難度大，同時過於密集的引線也會降 低液氦下的超導結的連接可靠性。

實用新型內容本實用新型目的在於提供一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源，解決 電流輸出式偏置電流源結構複雜、輸出引線過多造成焊接超導結難度大、連接可靠性低的 問題。一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源，包括充電電池組、充電單元， 還包括信號接收調整單元、數模轉換器組、高穩電阻陣列、直流電源單元、電源切換單元。信號接收調整單元輸出端與數模轉換器組輸入端數據線連接，數模轉換器組輸出 端與高穩電阻陣列輸入端電纜連接。充電單元輸出端與充電電池組的輸入端線纜連接，充 電電池組輸出端與電源切換單元輸入端線纜連接。直流電源單元輸出端與電源切換單元輸 入端線纜連接，電源切換單元輸出端與數模轉換器組輸入端線纜連接。信號接收調整單元對控制信號進行接收和調整，將其調整為數據信號，發送到數 模轉換器組。電源切換單元對直流電源單元和充電電池組提供的兩路供電電源進行選擇和 切換，為數模轉換器組提供純淨的供電電壓。充電單元為充電電池組充電。數模轉換器組 將數據信號轉換成15路模擬電壓輸出，並通過高穩電阻陣列將輸出的偏置電壓轉換成偏 置電流對超導結進行驅動。本實用新型採用電壓輸出方式對超導結進行偏置，其硬體結構非常簡單，無重複 電路單元，只需一組充電電池組和充電單元，結構簡單，成本低。連接在超導結節點上的電 流引線只需15根，接近電流輸出式偏置電流源的一半，簡化焊接操作，同時提高了液氦下超導結連接的可靠性。另外，本實用新型具有電網供電和電池供電兩種模式，能夠延長使用 時間，提高充電電池工作效率。

圖1 一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源的原理組成框圖。1.信號接收調整單元 2.數模轉換器組 3.高穩電阻陣列 4.直流電源單元 5.充電電池組6.充電單元7.電源切換單元
具體實施方式
一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源，包括充電電池組5、充電單元 6，還包括信號接收調整單元1、數模轉換器組2、高穩電阻陣列3、直流電源單元4、電源切 換單元7。信號接收調整單元1輸出端與數模轉換器組2輸入端數據線連接，數模轉換器組 2輸出端與高穩電阻陣列3輸入端電纜連接。充電單元6輸出端與充電電池組5的輸入端 線纜連接，充電電池組5輸出端與電源切換單元7輸入端線纜連接。直流電源單元4輸出 端與電源切換單元7輸入端線纜連接，電源切換單元7輸出端與數模轉換器組2輸入端線 纜連接。信號接收調整單元1對控制信號進行接收和調整，將其調整為數據信號，發送到 數模轉換器組2。電源切換單元7對直流電源單元4和充電電池組5提供的兩路供電電源 進行選擇和切換，為數模轉換器組2提供純淨的供電電壓。充電單元6為充電電池組5充 電。數模轉換器組2將數據信號轉換成15路模擬電壓輸出，並通過高穩電阻陣列3將輸出 的偏置電壓轉換成偏置電流對超導結進行驅動。
權利要求1. 一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源，包括充電電池組(5)、充電單元 (6)，其特徵在於還包括信號接收調整單元(1)、數模轉換器組O)、高穩電阻陣列(3)、直 流電源單元G)、電源切換單元⑵；信號接收調整單元(1)輸出端與數模轉換器組( 輸入端數據線連接，數模轉換器組 ⑵輸出端與高穩電阻陣列⑶輸入端電纜連接；充電單元(6)輸出端與充電電池組(5)的 輸入端線纜連接，充電電池組( 輸出端與電源切換單元(7)輸入端線纜連接；直流電源單 元(4)輸出端與電源切換單元(7)輸入端線纜連接，電源切換單元(7)輸出端與數模轉換 器組(2)輸入端線纜連接；信號接收調整單元(1)對控制信號進行接收和調整，將其調整為數據信號，發送到數 模轉換器組O)；電源切換單元(7)對直流電源單元(4)和充電電池組( 提供的兩路供 電電源進行選擇和切換，為數模轉換器組( 提供純淨的供電電壓；充電單元(6)為充電電 池組( 充電；數模轉換器組( 將數據信號轉換成15路模擬電壓輸出，並通過高穩電阻 陣列C3)將輸出的偏置電壓轉換成偏置電流對超導結進行驅動。
專利摘要本實用新型公開了一種用於量子直流電壓標準的可編程偏置電流源，包括充電電池組(5)、充電單元(6)，還包括信號接收調整單元(1)、數模轉換器組(2)、高穩電阻陣列(3)、直流電源單元(4)、電源切換單元(7)。信號接收調整單元(1)對控制信號進行接收和調整，將其調整為數據信號，發送到數模轉換器組(2)。數模轉換器組(2)將數據信號轉換成15路模擬電壓輸出，並通過高穩電阻陣列(3)將輸出的偏置電壓轉換成偏置電流對超導結進行驅動。本實用新型採用電壓輸出方式對超導結進行偏置，其硬體結構非常簡單，無重複電路單元。本實用新型具有電網供電和電池供電兩種模式，能夠延長使用時間，提高充電電池工作效率。
文檔編號H02J7/00GK201910732SQ20102065820
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者康焱, 張卉 申請人:中國航天科工集團第二研究院二○三所