[實用新型]一種無死區時間的磁通量子計數裝置

有效

• 申請號: 201520108827.4
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN204495982U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 伍俊;張國峰;榮亮亮;蔣坤;孔祥燕;謝曉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01R33/035
• 分類號: G01R33/035
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，包括：

第一磁通鎖定環及第二磁通鎖定環，分別連接相對為高靈敏度的第一SQUID及相對為低靈敏度的第二SQUID；

閾值檢測單元，分別連接所述第一磁通鎖定環及第二磁通鎖定環的輸出端；

復位單元，分別接入所述第一磁通鎖定環及第二磁通鎖定環；

磁通互鎖單元，連接在所述閾值檢測單元及復位單元之間；

數據采集單元，連接所述第一磁通鎖定環及第二磁通鎖定環的輸出端、連接所述閾值檢測單元的輸出端、并連接所述磁通互鎖單元的輸入端。

2.根據權利要求1所述的無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，所述第一磁通鎖定環及第二磁通鎖定環為相同電路結構，所述電路結構包括：

前端放大器，其包括：分別連接SQUID及偏置電壓源的兩個輸入端、及一輸出端；

積分器，其輸入端連接所述前端放大器的輸出端，其輸出端作為磁通鎖定環的輸出端；

反饋線圈，經反饋電阻連接至所述積分器的輸出端，磁性耦合于所述前端放大器輸入端連接的SQUID。

3.根據權利要求2所述的無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，

所述前端放大器，包括：

第一級運放，其負極輸入端接SQUID；

第一電阻，其兩端分別連接所述第一級運放的負極輸入端和輸出端；

其中，所述第一級運放的正極連接所述偏置電壓源的正極，所述偏置電壓源的負極接地；

所述積分器，包括：

第二級運放，其負極輸入端接至所述第一級運放的輸出端，所述第二級運放的正極輸入端接地；

電容，兩端分別連接至所述第二級運放的負極輸入端和輸出端。

4.根據權利要求1所述的無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，所述閾值檢測單元，包括：

第一閾值電路，包括：第一比較器及第二比較器，所述第一比較器的負極輸入端連接第二比較器的正極輸入端并連接至第一磁通鎖定環的輸出端，所述第一比較器的正極輸入?端輸入有負的第一參考電壓值，所述第二比較器的負極輸入端輸入有正的第一參考電壓值，以在所述第一磁通鎖定環的輸出的絕對值大于第一參考電壓值時，輸出第一復位信號；所述第一比較器及第二比較器的輸出端均連接至所述數據采集單元；

第二閾值電路，包括：第三比較器及第四比較器，所述第三比較器的負極輸入端連接第四比較器的正極輸入端并連接至第二磁通鎖定環的輸出端，所述第三比較器的正極輸入端輸入有負的第二參考電壓值，所述第四比較器的負極輸入端輸入有正的第二參考電壓值。

5.根據權利要求4所述的無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，所述閾值檢測單元還包括：第三閾值電路，其包括：第五比較器及第六比較器，所述第五比較器的正極輸入端連接第六比較器的負極輸入端并連接至第一磁通鎖定環的輸出端，所述第五比較器的負極輸入端輸入有負的第三參考電壓值，所述第六比較器的正極輸入端輸入有正的第三參考電壓值。

6.根據權利要求5所述的無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，所述復位單元包括：連接在第一磁通鎖定環中的第一復位開關、及連接在第二磁通鎖定環中的第二復位開關；所述磁通互鎖單元包括：

第一或邏輯單元，包括：分別連接所述第一比較器及第二比較器的輸出端的兩個輸入端、以及連接至所述第一復位開關以輸出開關信號的輸出端；

第二或邏輯單元，包括：分別連接所述第三比較器及第四比較器的輸出端的兩個輸入端、以及一輸出端；

第一與邏輯單元，包括：分別連接數據采集單元、第五比較器的輸出端及第六比較器的輸出端的三個輸入端、以及一輸出端；

第二與邏輯單元，包括：分別連接所述第二或邏輯單元輸出端及第一與邏輯單元輸出端的兩個輸入端、以及連接至所述第二復位開關以輸出開關信號的輸出端。

7.根據權利要求2所述的無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，

所述第一SQUID，包括：第一超導環路、及連接所述第一超導環路的第一拾取線圈；

所述第二SQUID，設于所述第一SQUID下方，其包括：與所述第一超導環路對齊的第二超導環路、及連接所述第二超導環路且面積小于所述第一拾取線圈的第二拾取線圈或不帶有所述第二拾取線圈。

8.根據權利要求7所述的無死區時間的磁通量子計數裝置，其特征在于，所述第一磁通鎖定環所包括的第一反饋線圈位于所述第一拾取線圈內最遠離第一超導環路的邊緣或角落處；所述第二磁通鎖定環所包括的第二反饋線圈位于所述第二超導環路的中心。