1V脉冲驱动型交流量子电压源研究

脉冲驱动型交流量子电压标准ACJVS通过高速脉冲序列驱动约瑟夫森结阵芯片的方式实现宽频带交流量子电压的合成,相比于可编程型交流量子电压标准PJVS,具有免台阶切换、频谱纯净、频带宽等优点。搭建的系统主要包括8位高速脉冲码型发生器、微波放大器、直流阻断、约瑟夫森结阵芯片等。通过驱动包含4个子阵列,每个子阵列含12810个约瑟夫森结的结阵芯片,并结合4通道联合低频补偿的方式,成功产生了1 V有效值的脉冲驱动型交流量子电压,为进一步建立交流量子电压基准打下了坚实的基础。最后,展望了脉冲驱动型交流量子电压在量子阻抗桥、交流量子功率源、交流量子功率表方面的应用价值。

基于可编程SNS型约瑟夫森结阵的驱动系统研究

文章基于可编程SNS型约瑟夫森结阵,研究了一种交流量子电压驱动方法。该方法根据结阵的I-V特性,通过控制各段结阵的偏置状态及组合方式,实现交流量子电压的合成。采用电压源驱动方式,将节点电流分析法应用在偏置电路参数计算中,设计了偏置模块,搭建了交流约瑟夫森量子电压驱动系统。实验结果表明,该系统偏置电流的建立时间为1.27μs,稳定性优于6 n A/min,输出电流分辨率可达0.01 m A,可以合成频率为50 Hz、每周期40个采样点、有效值为1 V的交流约瑟夫森量子电压信号。

交流约瑟夫森量子电压在电磁计量中的应用

随着国际单位制变革的完成,计量单位量子化和量值传递扁平化成为未来发展趋势。通过分析约瑟夫森结阵的I-V特性曲线,给出了合成量子电压的方法;通过介绍不同阶梯波信号的合成方法和约瑟夫森结阵偏置状态计算方法,实现了可用于不同电参数测量的交流量子电压合成;为满足基波和谐波功率信号的测量,介绍了用于功率测量的两路相位可调阶梯波信号合成方法;利用所合成的阶梯波信号制定了交流电压测量方法、功率测量方法和感应分压器角差和比差测量方法,并给出了实验结果,证明了交流量子电压在电磁计置中的重要作用。为实现宽频带电参数向交流量子电压的溯源,介绍了脉冲驱动型交流量子电压的发展现状及应用前景。