[发明专利]一种双路可编程约瑟夫森结阵驱动方法及其装置

说明书

本发明提供了一种双路可编程约瑟夫森结阵驱动方法及其装置，驱动方法包括：设置采样频率fsubgt;s/subgt;，将可编程约瑟夫森结阵的目标输出电压波形量化为电压值序列；计算所述电压值序列Ssubgt;0/subgt;、Ssubgt;1/subgt;……Sn‑subgt;1/subgt;中各电压值对应的电压偏置组合；根据电压偏置组合计算可编程约瑟夫森结阵驱动器各驱动通道的驱动电压组合；将各驱动通道的驱动电压组合量化为二进制编码组合；将所述二进制编码组合依次输入各驱动通道中的数模转换器；通过参考时钟同步触发各驱动通道的输出驱动电压；将数模转换器输出的驱动电压驱动可编程约瑟夫森结阵。本发明的有益效果是：将参考时钟作为同步触发信号，实现两路约瑟夫森结阵驱动电流的高度同步性。

技术领域

本发明涉及电路驱动技术领域，尤其涉及一种双路同步可编程约瑟夫森结阵驱动方法及其装置。

背景技术

在可编程约瑟夫森量子电压基准装置中，约瑟夫森结阵必须在确保各子结阵的驱动电流保持同步的前提下，方能产生约瑟夫森效应所描述的直流量子电压。约瑟夫森结阵一般由十余个至二十余个子结阵串联而成，各子结阵的驱动电流需要保持高度的同步性，由于每一个子结阵的驱动电流取值均不相同，现有技术中还没有一种能够实现双路约瑟夫森结阵同时生成标准电压和电流信号所需的量子电压的方法，双路约约瑟夫森结阵不仅要确保每一路结阵内部的各子结阵的驱动电流保持同步，还需要确保两路约瑟夫森结阵之间的高度同步。因此，为保证多路驱动信号具有高度同步性，同时为防止个别子结阵偏置状态滞后引起其他子结阵的偏置状态异常，需要一种基于高稳定度时基的同步触发、控制系统架构来保证驱动同步性要求。

发明内容

为解决现有技术中的上述的问题，本申请提供了一种能够确保两路约瑟夫森结阵中所有子结阵的驱动电流保持高度同步性的双路可编程约瑟夫森结阵驱动方法及其装置。

基于上述发明目的，本申请提供了一种双路可编程约瑟夫森结阵驱动方法，用于驱动双路可编程约瑟夫森结阵，双路可编程约瑟夫森结阵包括第一可编程约瑟夫森结阵和第二可编程约瑟夫森结阵，驱动方法包含：

设置采样频率f_s，将可编程约瑟夫森结阵的目标输出电压波形量化为电压值序列S₀、S₁……S_n-1；

计算电压值序列S₀、S₁……S_n-1中各电压值对应的约瑟夫森结阵中各子结阵的电压偏置组合；

根据各子结阵的电压偏置组合计算可编程约瑟夫森结阵驱动器各驱动通道的驱动电压组合；

将各驱动通道的驱动电压组合量化为二进制编码组合；

将二进制编码组合依次输入各驱动通道中的数模转换器；

通过参考时钟同步触发各驱动通道中的数模转换器输出二进制编码对应的驱动电压；

将数模转换器输出的驱动电压转换为驱动电流驱动可编程约瑟夫森结阵输出目标电压。

进一步的，电压值序列S0、S₁......S_n-1，量化方法是：

其中，u(i/f_s)代表第i个采样点处的电压值，ROUND为取整函数，u_LSB为可编程约瑟夫森结阵中最小有效位对应子结阵所能合成的电压值。

进一步的，u_LSB的表达式为：其中N为最小有效位对应子结阵中约瑟夫森结数，n为量化台阶数，f为微波频率，K_J为约瑟夫森常数483597.9GHz/V。