[發(fā)明專利]一種低漂移低噪聲直流高壓輸出電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810533379.0
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108712077B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃學(xué)人;劉道信;崔凱楓;孫煥堯;袁金波;曹健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所
• 主分類號: H02M3/20
• 分類號: H02M3/20;H02M7/40
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開了一種低漂移低噪聲直流高壓輸出電路，包括電源電路、求和電路、基準(zhǔn)電壓電路、高壓放大模塊、高壓輸出顯示模塊。本發(fā)明可以實現(xiàn)高壓放大模塊外控輸入電壓手動連續(xù)可調(diào)，以及提供自動連續(xù)可調(diào)接口，且提供多種不同的調(diào)節(jié)幅度；電壓基準(zhǔn)電路為高壓放大模塊供電，同時為求和電路提供基準(zhǔn)電壓，確保高壓模塊外控電壓的穩(wěn)定。根據(jù)實際需求，可以制作多塊這種低漂移低噪聲直流高壓輸出電路可以組裝成體積小，多通道、不同輸出范圍的高壓裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子囚禁領(lǐng)域，具體涉及一種低漂移低噪聲直流高壓輸出電路。適用于光學(xué)頻標(biāo)、量子光學(xué)、量子信息等需要穩(wěn)定高壓輸出的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在光頻標(biāo)領(lǐng)域中，參考的物理體系主要有原子體系和離子體系，其中基于原子體系的光頻標(biāo)主要參考光晶格內(nèi)的多個囚禁原子來實現(xiàn)；而基于離子體系的光頻標(biāo)主要參考囚禁離子來實現(xiàn)。離子體系需要離子阱結(jié)合利用射頻場和直流電場將離子俘獲和穩(wěn)定囚禁在一定空間范圍內(nèi)。其中用于調(diào)節(jié)離子位置的直流電場需要使用直流高壓電源，根據(jù)使用的阱的結(jié)構(gòu)和實際的實驗需要直流高壓的輸出范圍一般小于1000V。低漂移低噪聲的高壓輸出對于穩(wěn)定的囚禁離子是非常重要的。

一般商用的直流高壓源，價格昂貴，并且輸出漂移大。當(dāng)實驗需要多通道高壓輸出時，往往需要多臺商用高壓源，這樣使得實驗成本更高，還浪費實驗室空間。因此本發(fā)明提出一種低漂移低噪聲直流高壓輸出電路設(shè)計方案，制作成本低，輸出電壓穩(wěn)定，且可以制作多塊這樣的電路，組裝成多通道、體積小不同輸出范圍的高壓輸出裝置，滿足實際實驗需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種低漂移低噪聲直流高壓輸出電路，用簡易的電路實現(xiàn)低漂移低噪聲直流高壓輸出，作為一種直流高壓源應(yīng)用在離子囚禁的領(lǐng)域，具體用在離子阱囚禁離子的補(bǔ)償極和帽極供電。穩(wěn)定的高壓供電輸出，能夠更精確的改變離子勢阱中的位置，從而更好的實現(xiàn)離子的穩(wěn)定囚禁。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種低漂移低噪聲直流高壓輸出電路，包括電源電路，還包括電壓基準(zhǔn)電路，

電源電路與電壓基準(zhǔn)電路連接，電壓基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)電壓經(jīng)過電位器分壓后獲得基準(zhǔn)分壓電壓，基準(zhǔn)分壓電壓通過分壓限流電阻與第一運算放大器的反相端連接，第一運算放大器的同相端接電氣地，外部輸入電壓通過撥碼器的撥碼子開關(guān)以及撥碼子開關(guān)對應(yīng)的撥碼器限流電阻與第一運算放大器的反相端連接，第一運算放大器的反向端通過反饋電阻與第一運算放大器的輸出端連接，第一運算放大器的輸出端與反相器的輸入端連接，電壓基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)電壓輸入到高壓放大模塊的電源供電端，反相器的的輸出端與高壓放大模塊的輸出電壓調(diào)節(jié)端連接。

如上所述的撥碼子開關(guān)以及撥碼子開關(guān)對應(yīng)的撥碼器限流電阻構(gòu)成求和支路，求和支路為多條，每條求和支路均一端與外部輸入電壓連接，另一端與第一運算放大器的輸出端連接。

如上所述的電壓基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)電路電源芯片和擴(kuò)流三極管，基準(zhǔn)電路電源芯片的型號為AD581JH，擴(kuò)流三極管的型號為2N6040G，電源電路的輸出電壓分別與基準(zhǔn)電路限流電阻一端和擴(kuò)流三極管的發(fā)射極連接，基準(zhǔn)電路限流電阻另一端分別與基準(zhǔn)電路電源芯片的輸入端和擴(kuò)流三極管的基極連接，擴(kuò)流三極管的集電極與基準(zhǔn)電路電源芯片的輸出端連接，基準(zhǔn)電路電源芯片的輸入端和輸出端并聯(lián)有基準(zhǔn)電路穩(wěn)壓電容。

如上所述的反相器的的輸出端與二極管的陰極連接，二極管的陽極接電氣地。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

1、用低成本簡單的電路實現(xiàn)低漂移低噪聲直流高壓輸出。

2、可以手動調(diào)節(jié)輸出，以及提供外加程序自動調(diào)節(jié)高壓輸出的接口。

3、根據(jù)實際需求，可以組裝成體積小，多通道、不同輸出范圍的高壓裝置。

附圖說明