一種量子超低頻電壓源的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電壓源，特別是涉及一種量子超低頻電壓源。
【背景技術(shù)】
[0002]超低頻電壓源主要用于超低頻電壓參數(shù)的測量，其可輸出準確、穩(wěn)定的超低頻電壓，作為測量過程中的標準信號。超低頻電壓參數(shù)通常應用于自動控制、振動測量、結(jié)構(gòu)分析等專業(yè)中，其頻率低至毫赫茲，信號周期長，振幅變化極其緩慢，因此準確測量較為困難。作為超低頻電壓參數(shù)測量的標準器，超低頻電壓源通常以微處理器、存儲單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或數(shù)字頻率合成器等部分組成，但受到技術(shù)原理的限制，在頻率達到毫赫茲范圍時，其技術(shù)指標往往最高只能達到10-3量級，無法滿足高準確度超低頻電壓參數(shù)的測量需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種量子超低頻電壓源，以解決高準確度超低頻電壓的測量問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0005]—種量子超低頻電壓源，該電壓源包括低溫測試探桿、超低頻電壓產(chǎn)生模塊和為超低頻電壓產(chǎn)生模塊提供工作溫度的工作倉；
[0006]所述超低頻電壓產(chǎn)生模塊固定在低溫測試探桿的工作信號輸出端；
[0007]所述低溫測試探桿固定在工作倉的倉口處，其固定有超低頻電壓產(chǎn)生模塊的一端至于工作倉內(nèi)部；
[0008]所述低溫測試探桿通過其至少兩個信號輸入端接收外部信號源的信號，通過其電壓輸出端輸出超低頻電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的超低頻電壓。
[0009]優(yōu)選地，所述超低頻電壓產(chǎn)生模塊采用約瑟夫森超導結(jié)；
[0010]所述約瑟夫森超導結(jié)的微波信號輸入端通過波導與所述低溫測試探桿的工作信號輸出端中的微波信號輸出端連接；
[0011]所述約瑟夫森超導結(jié)的驅(qū)動信號輸入端與所述低溫測試探桿的工作信號輸出端中的驅(qū)動信號輸出端連接。
[0012]優(yōu)選地，所述工作倉采用液氦杜瓦。
[0013]優(yōu)選地，該電壓源進一步包括:
[0014]用于為低溫測試探桿提供微波信號的微波源，該微波源與低溫測試探桿的微波輸入端連接；
[0015]用于為低溫測試探桿提供超低頻驅(qū)動信號的超低頻信號驅(qū)動源，該超低頻信號驅(qū)動源與低溫測試探桿的驅(qū)動信號輸入端連接。
[0016]本發(fā)明的有益效果如下:
[0017]本發(fā)明所述技術(shù)方案采用量子測量技術(shù)研制了超低頻電壓源，其以約瑟夫森超導結(jié)為核心器件，通過超低頻信號驅(qū)動源使約瑟夫森超導結(jié)產(chǎn)生了量子化離散直流電壓，并將其合成為高準確度的超低頻電壓。由于約瑟夫森超導結(jié)產(chǎn)生的量子化直流電壓溯源到自然常數(shù)，其準確度可達到10—9量級，通過對離散的量子化直流電壓合成后得到的超低頻電壓頻率可達到毫赫茲，且準確度可優(yōu)于10—4量級，可解決超低頻電壓的測量問題。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明；
[0019]圖1示出本發(fā)明所述一種量子超低頻電壓源的示意圖。
[0020]附圖標號
[0021]1、約瑟夫森超導結(jié)，2、低溫測試探桿，3、液氦杜瓦，4、微波源，5、超低頻信號驅(qū)動源。
【具體實施方式】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術(shù)人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種量子超低頻電壓源，該電壓源包括低溫測試探桿2、超低頻電壓產(chǎn)生模塊和為超低頻電壓產(chǎn)生模塊提供工作溫度的工作倉;所述超低頻電壓產(chǎn)生模塊固定在低溫測試探桿2的工作信號輸出端;所述低溫測試探桿固定在工作倉的倉口處，其固定有超低頻電壓產(chǎn)生模塊的一端至于工作倉內(nèi)部;所述低溫測試探桿通過至少兩個信號輸入端接收外部信號源的信號，通過其電壓輸出端輸出超低頻電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的超低頻電壓。本方案中，所述超低頻電壓產(chǎn)生模塊采用約瑟夫森超導結(jié)I;其中，所述約瑟夫森超導結(jié)I的微波信號輸入端通過波導與所述低溫測試探桿2的工作信號輸出端中的微波信號輸出端連接;所述約瑟夫森超導結(jié)I的驅(qū)動信號輸入端與所述低溫測試探桿2的工作信號輸出端中的驅(qū)動信號輸出端連接。所述工作倉采用液氦杜瓦3。本發(fā)明所書電壓源進一步包括:用于為低溫測試探桿2提供微波信號的微波源4，該微波源4與低溫測試探桿2的微波輸入端連接;用于為低溫測試探桿2提供超低頻驅(qū)動信號的超低頻信號驅(qū)動源5，該超低頻信號驅(qū)動源5與低溫測試探桿2的驅(qū)動信號輸入端連接。
[0024]下面通過一組實施例對本發(fā)明做進一步說明:
[0025]如圖1所示，一種量子超低頻電壓源，包括:約瑟夫森超導結(jié)1、低溫測試探桿2、液氦杜瓦3、微波源4和超低頻信號驅(qū)動源5。
[0026]微波源4的輸出端與低溫測試探桿2微波輸入端波導連接，超低頻信號驅(qū)動源5的信號輸出端與低溫測試探桿2的驅(qū)動信號輸入端線纜連接，低溫測試探桿2的微波輸出端與約瑟夫森超導結(jié)的I的微波輸入端波導連接，低溫測試探桿2驅(qū)動信號輸出端與約瑟夫森超導結(jié)I的驅(qū)動信號輸入端線纜連接。約瑟夫森超導結(jié)I的電壓輸出端與低溫測試探桿2的電壓輸入端線纜連接，低溫測試探桿2的常溫端電壓輸出端可直接輸出高準確度的量子化超低頻電壓。
[0027]低溫測試探桿2固定在液氦杜瓦3瓶口。約瑟夫森超導結(jié)I連接到低溫測試探桿2的底部，位于液氦杜瓦3內(nèi)部，浸泡于液氦杜瓦3中的液氦液面以下。微波源4與低溫測試探桿2的常溫端連接，通過低溫測試探桿2內(nèi)部的波導向低溫下的約瑟夫森超導結(jié)I輸出特定頻率的微波，超低頻信號驅(qū)動源5也連接到低溫測試探桿2的常溫端，通過低溫測試探桿2內(nèi)部的偏置引線向低溫下的約瑟夫森超導結(jié)I輸出合成驅(qū)動信號。在微波源4與超低頻信號驅(qū)動源5的共同驅(qū)動下，約瑟夫森超導結(jié)I將產(chǎn)生高準確度的量子化超低頻電壓，通過低溫測試探桿2中的專用電壓引線輸出到其常溫端的電壓輸出端。
[0028]本方案所述量子超低頻電壓源采用了量子測量技術(shù)，其原理是通過對約瑟夫森超導結(jié)I驅(qū)動產(chǎn)生的高準確度的量子化直流電壓，再對離散的量子化直流電壓進行動態(tài)合成，實現(xiàn)高準確度的超低頻電壓輸出。低溫測試探桿2固定在液氦杜瓦3瓶口，一半留在常溫端，一半探入液氦杜瓦3內(nèi)部。約瑟夫森超導結(jié)I連接到低溫測試探桿2的底部，位于液氦杜瓦3內(nèi)部，浸泡于杜瓦中的液氦液面以下，液氦杜瓦3為約瑟夫森超導結(jié)I提供4.2K的工作溫度。微波源4與低溫測試探桿2的低溫測試探桿的微波輸入端連接，通過低溫測試探桿2內(nèi)部的波導向低溫下的約瑟夫森超導I結(jié)輸出特定頻率的微波;超低頻信號驅(qū)動源5連接到低溫測試探桿2的驅(qū)動信號輸入端，通過探桿內(nèi)部的偏置引線向低溫下的約瑟夫森超導結(jié)I輸出合成驅(qū)動信號。在微波源4與超低頻信號驅(qū)動源5的共同驅(qū)動下，約瑟夫森超導結(jié)I將產(chǎn)生高準確度的量子化超低頻電壓，通過低溫測試探桿2中的專用電壓引線輸出到探桿常溫端的電壓輸出端。
[0029]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
【主權(quán)項】
1.一種量子超低頻電壓源，其特征在于，該電壓源包括低溫測試探桿、超低頻電壓產(chǎn)生模塊和為超低頻電壓產(chǎn)生模塊提供工作溫度的工作倉； 所述超低頻電壓產(chǎn)生模塊固定在低溫測試探桿的工作信號輸出端； 所述低溫測試探桿固定在工作倉的倉口處，其固定有超低頻電壓產(chǎn)生模塊的一端至于工作倉內(nèi)部； 所述低溫測試探桿通過其至少兩個信號輸入端接收外部信號源的信號，通過其電壓輸出端輸出超低頻電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的超低頻電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源，其特征在于，所述超低頻電壓產(chǎn)生模塊采用約瑟夫森超導結(jié)； 所述約瑟夫森超導結(jié)的微波信號輸入端通過波導與所述低溫測試探桿的工作信號輸出端中的微波信號輸出端連接； 所述約瑟夫森超導結(jié)的驅(qū)動信號輸入端與所述低溫測試探桿的工作信號輸出端中的驅(qū)動信號輸出端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源，其特征在于，所述工作倉采用液氦杜瓦。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源，其特征在于，該電壓源進一步包括: 用于為低溫測試探桿提供微波信號的微波源，該微波源與低溫測試探桿的微波輸入端連接； 用于為低溫測試探桿提供超低頻驅(qū)動信號的超低頻信號驅(qū)動源，該超低頻信號驅(qū)動源與低溫測試探桿的驅(qū)動信號輸入端連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種量子超低頻電壓源，該電壓源包括低溫測試探桿、超低頻電壓產(chǎn)生模塊和為超低頻電壓產(chǎn)生模塊提供工作溫度的工作倉；所述超低頻電壓產(chǎn)生模塊固定在低溫測試探桿的工作信號輸出端；所述低溫測試探桿固定在工作倉的倉口處，其固定有超低頻電壓產(chǎn)生模塊的一端至于工作倉內(nèi)部；所述低溫測試探桿通過其至少兩個信號輸入端接收外部信號源的信號，通過其輸出端輸出超低頻電壓產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的超低頻電壓。本發(fā)明所述技術(shù)方案由于約瑟夫森超導結(jié)產(chǎn)生的量子化直流電壓溯源到自然常數(shù)，其準確度可達到10-9量級，通過對離散的量子化直流電壓合成后得到的超低頻電壓頻率可達到毫赫茲，且準確度可優(yōu)于10-4量級，可解決超低頻電壓的測量問題。
【IPC分類】G01R1/28
【公開號】CN105628992
【申請?zhí)枴緾N201510994260
【發(fā)明人】康焱
【申請人】北京無線電計量測試研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月25日