一种PJVS系统中偏置驱动器的自校准方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种PJVS系统中偏置驱动器的自校准方法及装置，一种PJVS系统中偏置驱动器的自校准装置，偏置驱动器包括n个驱动通道，驱动通道用于驱动PJVS芯片的n

【技术实现步骤摘要】
一种PJVS系统中偏置驱动器的自校准方法及装置


[0001]本专利技术涉及偏置驱动器领域，尤其涉及一种PJVS结阵偏置驱动器的自校 准方法及装置。

技术介绍

[0002]在可编程约瑟夫森量子电压基准中，PJVS结阵偏置驱动器(以下缩写为偏 置驱动器)被用于向PJVS结阵提供偏置电流。基于V
‑
I转换型驱动原理的偏置 驱动器，由多路DAC输出驱动电压，所述驱动电压由运算放大器组成的跟随 器电路进行缓冲，相邻两路驱动电压、匹配电阻、约瑟夫森子结阵共同串联形 成电通路，从而在子结阵中形成偏置电流。实际工况条件下，各驱动通道中DAC 和运算放大器的输出、匹配电阻阻值等均会随着时间发生未知漂移，会导致各 通道输出偏置电流精度下降从而无法精准控制PJVS结阵。
[0003]偏置驱动器各驱动通道的误差，主要来源于DAC、运算放大器以及匹配电 阻；在传统的偏置驱动器校准方法中，多采用从外部引入参考电压及采样设备 的方法，然而外部参考电压在数量及成本上具有一定限制，且校准结果的准确 性取决于外部参考电压的准确性，明显降低了校准精度；因此，需要一种校准 精度较高、硬件复杂度低的校准装置对偏置驱动器各驱动通道进行校准。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种PJVS系统中偏置驱动器自校准方法及装置， 用于解决偏置驱动器校准过程中校准精度较低的问题。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种PJVS系统中偏置驱动器的自校 准方法，所述偏置驱动器包括n个驱动通道，所述驱动通道用于驱动PJVS芯 片的n
‑
1个子结阵，所述自校准方法包括：
[0006]S1：设置总校准点数N，根据各驱动通道中DAC可输出的最大电压值V
max
计算各校准点电压，并形成校准点电压序列V＝[V1、V2、
…
、V
i
、
…
V
N
]；
[0007]S2：读取当前各驱动通道增益系数序列K＝[k1、k2、
…
、k
m
、
…
、k
n
]和偏置 参数序列B＝[b1、b2、
…
、b
m
、
…
、b
n
]；
[0008]S3：待校准驱动通道m、指零仪、PJVS结阵与参考地电位组成校准回路m；
[0009]S4：更新PJVS结阵中各子结阵配置，对PJVS结阵中子结阵进行偏置组合 计算并得到PJVS结阵输出的量子电压序列V'＝[V'1、V'2、
…
、V'
i
、
…
V'
N
]；
[0010]S5：根据量子电压序列点V'
i
计算各驱动通道的理论驱动电压输出序列 U
i
＝[U
i1
、U
i2
、
…
、U
ij
、
…
U
in
]，其中U
ij
表示第i个校准点对应第j个驱动通道 输出电压值；
[0011]S6：根据各驱动通道的理论驱动电压输出序列U
i
、增益系数序列K、偏置 参数序列B计算各驱动通道的实际驱动电压输出序列U'
i
＝[U'
i1
、U'
i2
、
…
、 U'
ij
、
…
U'
in
]；
[0012]S7：根据各驱动通道的实际驱动电压输出序列U'
i
，计算各驱动通道DAC 输入码值序列D
i
＝[D
i1
、D
i2
、
…
、D
ij
、
…
D
in
]；
[0013]S8：将各驱动通道DAC输入码值序列D
i
中的DAC输入码值输入到对应 的各驱动通道中，使各驱动通道同时输出驱动电压U'
ij
；
[0014]S9：读取指零仪输出电压差Δu
im
，并存储到电压差序列Δu
m
＝[Δu
1m
、Δu
2m
、
…
、 Δu
im
、
…
、Δu
Nm
]中，其中Δu
im
表示驱动通道m在第i个校准点的电压误差；
[0015]S10：重复执行步骤S5
‑
S9，获取所有校准点处的电压差Δu
im
，得到完整的 电压差序列Δu
m
；
[0016]S11：将电压差序列Δu
m
和量子电压序列V'中数据对应相加，得到待校准 驱动通道输出电压实测序列u
m
＝[u
1m
、u
2m
、
…
、u
im
、
…
、u
Nm
]，其中u
im
为待校 准驱动通道m在第i个校准点的输出电压实测值，u
im
＝V'
i
+Δu
im
；
[0017]S12：将待校准驱动通道实际输出电压序列u
m
和量子电压序列V'中的数据 进行线性拟合，得到误差曲线u
im
＝k'
m
·
V'
i
+b'
m
，k'
m
和b'
m
分别为驱动通道m校准 后的增益系数和偏置参数；
[0018]S13：将当前待校准驱动通道m的增益系数k'
m
和偏置参数b'
m
更新到增益 参数序列K和偏置参数序列B中，k
m
＝k'
m
，b
m
＝b'
m
；
[0019]S14：重复执行步骤S2
‑
S13，将偏置驱动器中所有的驱动通道均进行一次 校准。
[0020]进一步的，步骤S1所述的校准点电压V
i
的计算方法如式(1)所示：
[0021][0022]式中V
i
代表第i个校准点的电压值，1≤i≤N。
[0023]进一步的，步骤S6中所述的实际驱动电压输出序列U'
i
中的实际驱动电压 U'
ij
的计算方法如式(2)所示：
[0024][0025]式中k
j
和b
j
为第j个驱动通道的当前增益系数和偏置参数。
[0026]进一步的，步骤S12中所述的驱动通道m校准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PJVS系统中偏置驱动器的自校准方法，所述偏置驱动器包括n个驱动通道，所述驱动通道用于驱动PJVS芯片的n
‑
1个子结阵，其特征在于，所述自校准方法包括：S1：设置总校准点数N，根据各驱动通道中DAC可输出的最大电压值V
max
计算各校准点电压，并形成校准点电压序列V＝[V1、V2、
…
、V
i
、
…
V
N
]；S2：读取当前各驱动通道增益系数序列K＝[k1、k2、
…
、k
m
、
…
、k
n
]和偏置参数序列B＝[b1、b2、
…
、b
m
、
…
、b
n
]；S3：待校准驱动通道m、指零仪、PJVS结阵与参考地电位组成校准回路m；S4：更新PJVS结阵中各子结阵配置，对PJVS结阵中子结阵进行偏置组合计算并得到PJVS结阵输出的量子电压序列V'＝[V'1、V'2、
…
、V'
i
、
…
V'
N
]；S5：根据量子电压序列点V'
i
计算各驱动通道的理论驱动电压输出序列U
i
＝[U
i1
、U
i2
、
…
、U
ij
、
…
U
in
]，其中U
ij
表示第i个校准点对应第j个驱动通道输出电压值；S6：根据各驱动通道的理论驱动电压输出序列U
i
、增益系数序列K、偏置参数序列B计算各驱动通道的实际驱动电压输出序列U'
i
＝[U'
i1
、U'
i2
、
…
、U'
ij
、
…
U'
in
]；S7：根据各驱动通道的实际驱动电压输出序列U'
i
，计算各驱动通道DAC输入码值序列D
i
＝[D
i1
、D
i2
、
…
、D
ij
、
…
D
in
]；S8：将各驱动通道DAC输入码值序列D
i
中的DAC输入码值输入到对应的各驱动通道中，使各驱动通道同时输出驱动电压U'
ij
；S9：读取指零仪输出电压差Δu
im
，并存储到电压差序列Δu
m
＝[Δu
1m
、Δu
2m
、
…
、Δu
im
、
…
、Δu
Nm
]中，其中Δu
im
表示驱动通道m在第i个校准点的电压误差；S10：重复执行步骤S5
‑
S9，获取所有校准点处的电压差Δu
im
，得到完整的电压差序列Δu
m
；S11：将电压差序列Δu
m
和量子电压序列V'中数据对应相加，得到待校准驱动通道输出电压实测序列u
m
＝[u
1m
、u
2m
、
…
、u
im
、
…
、u
Nm
]，其中u
im
为待校准驱动通道m在第i个校准点的输出电压实测值，u
im
＝V'
i
+Δu
im
；S12：将待校准驱动通道实际输出电压序列u
m
和量子电压序列V'中的数据进行线性拟合，得到误差曲线u
im
＝k'
m
·
V'
i
+b'
m
，k'
m
和b'
m
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁潘，宋晓林，崔超奕，赵建亭，钱璐帅，富雅琼，张文昊，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司营销服务中心计量中心，
类型：发明
国别省市：