可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法及校准装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法及校准装置，一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准装置，包括：误差采集模块，用于采集PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道输出电压的误差值；多路开关模块，用于控制所述误差采集模块工作于PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道；校准控制模块，基于所述误差采集模块采集的各驱动通道误差值生成PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道的误差修正参数；所述校准控制模块包括：数字控制模块和DAC输出控制模块。本发明专利技术的有益效果在于：通过修正参数修正PJVS结阵驱动器各输出通道的输出电压，将来源于DAC以及电阻网络的误差进行整体消除，避免了单独校准的复杂性，同时保证了校准精度。准精度。准精度。

【技术实现步骤摘要】
可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法及校准装置


[0001]本专利技术涉及可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器领域，尤其涉及一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法及校准装置。

技术介绍

[0002]可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器(以下缩写为PJVS结阵偏置驱动器)是合成量子电压信号的重要组成部分，使用该偏置驱动器驱动可编程约瑟夫森结阵芯片时，通过相邻两通道在子结阵两端形成电压差，经过缓冲后产生驱动每段子结阵所需的偏置电流，从而控制每段子结阵的偏置状态；但由于各通道DAC电压输出及电阻具有一定的不稳定性，导致电流值会随着时间发生漂移，精确度下降从而导致无法满足实际驱动要求；因此，需要一种校准装置来实现对PJVS结阵偏置驱动器的输出电流进行校准。
[0003]PJVS结阵偏置驱动器具有多个可拓展的输出通道，且通道之间互相关联；并且PJVS结阵偏置驱动器的电流输出是通过DAC数模转换模块及电阻网络转换而来，因此电流输出的误差来源于DAC数模转换模块及电阻网络。由于通道数较多且电阻网络相对较为复杂，如果对所有误差来源进行单独校准来实现输出电流的校准，实际电阻误差难以估计并且会引入不必要的误差，导致电流校准的精度下降。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种PJVS结阵偏置驱动器自校准方法和校准装置，用于解决实际校准过程中通道间相互关联带来的计算复杂及对误差来源单独校准会引入新的误差的问题。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准装置，用于PJVS结阵偏置驱动器的校准，PJVS结阵偏置驱动器包括若干个驱动通道，驱动通道包括数模转换模块，将其中一通道设置为基准通道，其余通道为非基准通道，校准装置包括：
[0006]误差采集模块，用于采集PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道输出电压的误差值；
[0007]多路开关模块；用于控制误差采集模块工作于PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道；
[0008]校准控制模块；基于误差采集模块采集的各驱动通道误差值生成PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道的误差修正参数；校准控制模块包括：
[0009]数字控制模块，用于控制多路开关模块的导通状态；
[0010]DAC输出控制模块，用于控制数模转换模块的输出电压值；
[0011]其中，校准控制模块的输入端电连接误差采集模块的输出端，校准控制模块的输出端电连接PJVS结阵偏置驱动器的输入端，误差采集模块的输入端电连接多路开关模块的输出端，多路开关模块的控制端电连接数字控制模块的输出端，多路开关模块的输入端电连接PJVS结阵偏置驱动器的多个输出通道；DAC输出控制模块的输入端电连接误差采集模
块的输出端，DAC输出控制模块的输出端电连接PJVS结阵偏置驱动器的输入端。
[0012]进一步的，误差采集模块包括：
[0013]标准电阻R
S
，用于将PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道中的任意一条通道与基准通道形成回路，基准通道为PJVS结阵偏置驱动器中选定的任意一条通道；
[0014]差分放大器模块，用于测量标准电阻R
S
两端的电压值；
[0015]参考电压源模块，用于输出参考电压；
[0016]减法器模块，用于比较差分放大器模块输出的电压值和参考电压源模块输出的参考电压值，并输出差分放大器模块输出的电压值和参考电压源模块输出的参考电压值的电压差值，包括第一输入端和第二输入端；
[0017]运算放大器模块；用于将减法器模块输出的电压差值放大；
[0018]AD采样模块；用于采集运算放大器模块输出的电压差值并进行模数转换，输出PJVS结阵偏置驱动器各驱动通道的误差数据。
[0019]进一步的，参考电压源模块包括：
[0020]参考电压源；
[0021]单刀双掷开关S2，单刀双掷开关包括第一不动端S
A
、第二不动端S
B
、动端D和信号控制端；
[0022]其中，单刀双掷开关的第一不动端S
A
电连接参考电压输出模块的输出端，单刀双掷开关的第二不动端S
B
电连接地，单刀双掷开关的信号控制端电连接数字控制模块的输出端，单刀双掷开关的动端电连接减法器模块的第二输入端。
[0023]进一步的，多路开关模块中包括一个多路选择开关S1，多路选择开关S1包括若干个信号输入端(S
1A
、S
2A
……
S
NA
)、一个信号输出端和一个信号控制端，多路选择开关的若干个输入端分别与PJVS结阵偏置驱动器的若干个非基准通道的输出端电连接，多路选择开关S1的信号输出端电连接标准电阻R
S
的一端，标准电阻R
S
的另一端电连接PJVS结阵偏置驱动器的基准通道的输出端。
[0024]进一步的，误差采集模块还包括：
[0025]存储模块，用于存储AD采样模块输出的PJVS结阵偏置驱动器各驱动通道的误差值。
[0026]基于本专利技术的上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准方法，用于PJVS结阵偏置驱动器的校准，PJVS结阵偏置驱动器包括若干个驱动通道，驱动通道包括数模转换模块，驱动通道的输出电压由数模转换模块的输入码值控制，包括如下步骤：
[0027]将PJVS结阵偏置驱动器中的一驱动通道设置为基准通道，其余通道为非基准通道，设定基准通道的DAC输入码值为固定值，非基准通道为待校准通道；
[0028]使用一标准电阻R
S
将基准通道和各待校准通道依次连通形成回路；
[0029]依次采集各待校准通道的DAC输入码值与基准通道的输入码值相同时的第一误差值；
[0030]依次采集各待校准通道的DAC输入码值为最大值时相对于基准通道的第二误差值；
[0031]基于第一误差值和第二误差值生成误差曲线；
[0032]基于误差曲线生成误差修正参数，以误差修正参数对数模转换模块的输入码值x进行修正。
[0033]进一步的，误差修正参数包括增益系数k
i
和偏置参数b
i
，增益系数k
i
设为误差曲线的斜率，偏置参数b
i
设为误差曲线的截距。
[0034]进一步的，各待校准通道的DAC输入码值x被修正为其中，x为未校准时的原输入码值，V
min
为各待校准通道的最小输出电压，j为数模转换模块的位数。
[0035]进一步的，误差测量方法包括：
[0036]设定待校准通道的DAC输入码值与基准通道的DAC输入码值相同；
[0037]采集标准电阻R
S
两端电压值得到第一误差值；
[0038]设定待校准通道的DAC输入码值为最大值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准装置，用于PJVS结阵偏置驱动器的校准，所述PJVS结阵偏置驱动器包括若干个驱动通道，所述驱动通道包括数模转换模块，将其中一通道设置为基准通道，其余通道为非基准通道，其特征在于，包括：误差采集模块，用于采集PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道输出驱动电流的误差值；多路开关模块；用于控制所述误差采集模块工作于PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道；校准控制模块；基于所述误差采集模块采集的各驱动通道误差值生成PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道的误差修正参数；所述校准控制模块包括：数字控制模块，用于控制所述多路开关模块的导通状态；DAC输出控制模块，用于控制所述数模转换模块的输出电压值；其中，所述校准控制模块的输入端电连接所述误差采集模块的输出端，所述校准控制模块的输出端电连接所述PJVS结阵偏置驱动器的输入端，所述误差采集模块的输入端电连接所述多路开关模块的输出端，所述多路开关模块的控制端电连接所述数字控制模块的输出端，所述多路开关模块的输入端电连接所述PJVS结阵偏置驱动器的多个输出通道；所述DAC输出控制模块的输入端电连接所述误差采集模块的输出端，所述DAC输出控制模块的输出端电连接所述PJVS结阵偏置驱动器的输入端。2.根据权利要求1所述的一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准装置，其特征在于，所述误差采集模块包括：标准电阻R
S
，用于将所述PJVS结阵偏置驱动器的各驱动通道中的任意一条通道与基准通道形成回路，所述基准通道为PJVS结阵偏置驱动器中选定的任意一条通道；差分放大器模块，用于测量所述标准电阻R
S
两端的电压值；参考电压源模块，用于输出参考电压；减法器模块，用于比较差分放大器模块输出的电压值和参考电压源模块输出的参考电压值，并输出差分放大器模块输出的电压值和参考电压源模块输出的参考电压值的电压差值，包括第一输入端和第二输入端；运算放大器模块；用于将所述减法器模块输出的电压差值放大；AD采样模块；用于采集运算放大器模块输出的电压差值并进行模数转换，输出PJVS结阵偏置驱动器各驱动通道的误差数据。3.根据权利要求2所述的一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准装置，其特征在于，所述参考电压源模块包括：参考电压源；单刀双掷开关，所述单刀双掷开关包括第一不动端S
A
、第二不动端S
B
、动端D和信号控制端；其中，所述单刀双掷开关的第一不动端S
A
电连接所述参考电压输出模块的输出端，所述单刀双掷开关的第二不动端S
B
电连接地，所述单刀双掷开关的信号控制端电连接所述数字控制模块的输出端，所述单刀双掷开关的动端电连接所述减法器模块的第二输入端。4.根据权利要求1所述的一种可编程约瑟夫森结阵偏置驱动器的校准装置，其特征在于，所述多路开关模块中包括一个多路选择开关S1，所述多路选择开关S1包括若干个信号输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文昊，陈乐，赵建亭，富雅琼，钱璐帅，眭涛涛，孙迎丽，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：