一种量子超低频电压源制造技术

本发明专利技术公开了一种量子超低频电压源，该电压源包括低温测试探杆、超低频电压产生模块和为超低频电压产生模块提供工作温度的工作仓；所述超低频电压产生模块固定在低温测试探杆的工作信号输出端；所述低温测试探杆固定在工作仓的仓口处，其固定有超低频电压产生模块的一端至于工作仓内部；所述低温测试探杆通过其至少两个信号输入端接收外部信号源的信号，通过其输出端输出超低频电压产生模块产生的超低频电压。本发明专利技术所述技术方案由于约瑟夫森超导结产生的量子化直流电压溯源到自然常数，其准确度可达到10-9量级，通过对离散的量子化直流电压合成后得到的超低频电压频率可达到毫赫兹，且准确度可优于10-4量级，可解决超低频电压的测量问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电压源，特别是涉及一种量子超低频电压源。
技术介绍
超低频电压源主要用于超低频电压参数的测量，其可输出准确、稳定的超低频电压，作为测量过程中的标准信号。超低频电压参数通常应用于自动控制、振动测量、结构分析等专业中，其频率低至毫赫兹，信号周期长，振幅变化极其缓慢，因此准确测量较为困难。作为超低频电压参数测量的标准器，超低频电压源通常以微处理器、存储单元、数模转换器或数字频率合成器等部分组成，但受到技术原理的限制，在频率达到毫赫兹范围时，其技术指标往往最高只能达到10-3量级，无法满足高准确度超低频电压参数的测量需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种量子超低频电压源，以解决高准确度超低频电压的测量问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种量子超低频电压源，该电压源包括低温测试探杆、超低频电压产生模块和为超低频电压产生模块提供工作温度的工作仓；所述超低频电压产生模块固定在低温测试探杆的工作信号输出端；所述低温测试探杆固定在工作仓的仓口处，其固定有超低频电压产生模块的一端至于工作仓内部；所述低温测试探杆通过其至少两个信号输入端接收外部信号源的信号，通过其电压输出端输出超低频电压产生模块产生的超低频电压。优选地，所述超低频电压产生模块采用约瑟夫森超导结；所述约瑟夫森超导结的微波信号输入端通过波导与所述低温测试探杆的工作信号输出端中的微波信号输出端连接；所述约瑟夫森超导结的驱动信号输入端与所述低温测试探杆的工作信号输出端中的驱动信号输出端连接。优选地，所述工作仓采用液氦杜瓦。优选地，该电压源进一步包括：用于为低温测试探杆提供微波信号的微波源，该微波源与低温测试探杆的微波输入端连接；用于为低温测试探杆提供超低频驱动信号的超低频信号驱动源，该超低频信号驱动源与低温测试探杆的驱动信号输入端连接。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案采用量子测量技术研制了超低频电压源，其以约瑟夫森超导结为核心器件，通过超低频信号驱动源使约瑟夫森超导结产生了量子化离散直流电压，并将其合成为高准确度的超低频电压。由于约瑟夫森超导结产生的量子化直流电压溯源到自然常数，其准确度可达到10-9量级，通过对离散的量子化直流电压合成后得到的超低频电压频率可达到毫赫兹，且准确度可优于10-4量级，可解决超低频电压的测量问题。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出本专利技术所述一种量子超低频电压源的示意图。附图标号1、约瑟夫森超导结，2、低温测试探杆，3、液氦杜瓦，4、微波源，5、超低频信号驱动源。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术公开了一种量子超低频电压源，该电压源包括低温测试探杆2、超低频电压产生模块和为超低频电压产生模块提供工作温度的工作仓；所述超低频电压产生模块固定在低温测试探杆2的工作信号输出端；所述低温测试探杆固定在工作仓的仓口处，其固定有超低频电压产生模块的一端至于工作仓内部；所述低温测试探杆通过至少两个信号输入端接收外部信号源的信号，通过其电压输出端输出超低频电压产生模块产生的超低频电压。本方案中，所述超低频电压产生模块采用约瑟夫森超导结1；其中，所述约瑟夫森超导结1的微波信号输入端通过波导与所述低温测试探杆2的工作信号输出端中的微波信号输出端连接；所述约瑟夫森超导结1的驱动信号输入端与所述低温测试探杆2的工作信号输出端中的驱动信号输出端连接。所述工作仓采用液氦杜瓦3。本专利技术所书电压源进一步包括：用于为低温测试探杆2提供微波信号的微波源4，该微波源4与低温测试探杆2的微波输入端连接；用于为低温测试探杆2提供超低频驱动信号的超低频信号驱动源5，该超低频信号驱动源5与低温测试探杆2的驱动信号输入端连接。下面通过一组实施例对本专利技术做进一步说明：如图1所示，一种量子超低频电压源，包括：约瑟夫森超导结1、低温测试探杆2、液氦杜瓦3、微波源4和超低频信号驱动源5。微波源4的输出端与低温测试探杆2微波输入端波导连接，超低频信号驱动源5的信号输出端与低温测试探杆2的驱动信号输入端线缆连接，低温测试探杆2的微波输出端与约瑟夫森超导结的1的微波输入端波导连接，低温测试探杆2驱动信号输出端与约瑟夫森超导结1的驱动信号输入端线缆连接。约瑟夫森超导结1的电压输出端与低温测试探杆2的电压输入端线缆连接，低温测试探杆2的常温端电压输出端可直接输出高准确度的量子化超低频电压。低温测试探杆2固定在液氦杜瓦3瓶口。约瑟夫森超导结1连接到低温测试探杆2的底部，位于液氦杜瓦3内部，浸泡于液氦杜瓦3中的液氦液面以下。微波源4与低温测试探杆2的常温端连接，通过低温测试探杆2内部的波导向低温下的约瑟夫森超导结1输出特定频率的微波，超低频信号驱动源5也连接到低温测试探杆2的常温端，通过低温测试探杆2内部的偏置引线向低温下的约瑟夫森超导结1输出合成驱动信号。在微波源4与超低频信号驱动源5的共同驱动下，约瑟夫森超导结1将产生高准确度的量子化超低频电压，通过低温测试探杆2中的专用电压引线输出到其常温端的电压输出端。本方案所述量子超低频电压源采用了量子测量技术，其原理是通过对约瑟夫森超导结1驱动产生的高准确度的量子化直流电压，再对离散的量子化直流电压进行动态合成，实现高准确度的超低频电压输出。低温测试探杆2固定在液氦杜瓦3瓶口，一半留在常温端，一半探入液氦杜瓦3内部。约瑟夫森超导结1连接到低温测试探杆2的底部，位于液氦杜瓦3内部，浸泡于杜瓦中的液氦液面以下，液氦杜瓦3为约瑟夫森超导结1提供4.2K的工作温度。微波源4与低温测试探杆2的低温测试探杆的微波输入端连接，通过低温测试探杆2内部的波导向低温下的约瑟夫森超导1结输出特定频率的微波；超低频信号驱动源5连接到低温测试探杆2的驱动信号输入端，通过探杆内部的偏置引线向低温下的约瑟夫森超导结1输出合成驱动信号。在微波源4与超低频信号驱动源5的共同驱动下，约瑟夫森超导结1将产生高准确度的量子化超低频电压，通过低温测试探杆2中的专用电压引线输出到探杆常温端的电压输出端。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量子超低频电压源，其特征在于，该电压源包括低温测试探杆、超低频电压产生模块和为超低频电压产生模块提供工作温度的工作仓；所述超低频电压产生模块固定在低温测试探杆的工作信号输出端；所述低温测试探杆固定在工作仓的仓口处，其固定有超低频电压产生模块的一端至于工作仓内部；所述低温测试探杆通过其至少两个信号输入端接收外部信号源的信号，通过其电压输出端输出超低频电压产生模块产生的超低频电压。

【技术特征摘要】
1.一种量子超低频电压源，其特征在于，该电压源包括低温测试探杆、
超低频电压产生模块和为超低频电压产生模块提供工作温度的工作仓；
所述超低频电压产生模块固定在低温测试探杆的工作信号输出端；
所述低温测试探杆固定在工作仓的仓口处，其固定有超低频电压产生模块
的一端至于工作仓内部；
所述低温测试探杆通过其至少两个信号输入端接收外部信号源的信号，通
过其电压输出端输出超低频电压产生模块产生的超低频电压。
2.根据权利要求1所述的电压源，其特征在于，所述超低频电压产生模
块采用约瑟夫森超导结；
所述约瑟夫森超导结的微波信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：康焱，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11