[發明專利]一種高精度電壓源

在審

• 申請號: 202211655274.5
• 申請日: 2022-12-22
• 公開（公告）號: CN115756068A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 王淵;林海川;徐超;黃維;陳蘭;鄧彥東;丁俊洪
• 申請（專利權）人: 成都中微達信科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高精度電壓源，該高精度電源將多個電壓基準芯片并聯輸出并通過低通濾波器進行濾波，降低輸出電壓的噪聲；再通過升壓電路進行升壓，提高輸出電壓的范圍后，得到數模轉換器的基準電壓；本發明通過上述方式，能夠實現噪聲和電壓范圍均滿足量子測控所需的要求，而且便于集成，可實現小型化。

技術領域

本發明涉及量子測控技術領域，特別涉及一種高精度電壓源。

背景技術

在量子測控系統中，DC源是用于電場設置和量子點移動的關鍵部件；目前，商用電壓源常使用源表(例如吉時利2400系列)方案，源表的電壓范圍、噪聲基本上都可以實現量子測控所需的要求；而量子測控系統可操控的量子比特數的增長是必然趨勢，若采用源表作為DC源，每增加一個量子比特，則需要增加一臺源表，受限于源表的體積，使得量子測控系統的集成極其困難；而且，商用電壓源單價昂貴，要實現更多量子比特的操控，用戶需要付出的成本非常高。

除采用源表外，采用DAC也可實現DC源，但受限于DAC本身的噪聲性能，要達到量子測控系統所需的噪聲要求，需要考慮基準電壓、PCB布線以及溫度變化等因素，尤其，DAC的溫度穩定性不好，溫度的變化將導致輸出電壓變化，造成精度下降。

發明內容

本發明的目在于：提供一種高精度電壓源，其電壓范圍和噪聲均滿足量子測控所需的要求，而且可實現小型化且便于集成。

為實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種高精度電壓源，其包括：

多個電壓基準芯片；

低通濾波器，其用于對所述多個電壓基準芯片并聯輸出的電壓進行濾波；

升壓電路，其用于對經所述低通濾波器濾波處理的電壓進行升壓處理；

數模轉換器，用于根據輸入的電壓數據，輸出相應的直流電壓；其中，所述數模轉換器的基準電壓由經所述升壓電路升壓處理后的電壓提供。

根據一種具體的實施方式，本發明的高精度電壓源中，所述升壓電路包括；運算放大器、第一電阻網絡和第二電阻網絡；其中，所述運算放大器的正相輸入端連接所述低通濾波器，其反相輸入端分別連接所述第一電阻網絡的和所述第二電阻網絡的一個端口；所述第一電阻網絡的另一個端口接地，所述第二電阻網絡的另一個端口連接至所述運算放大器的輸出端；

其中，所述第一電阻網絡和所述第二電阻網絡由多個相同電阻值的電阻構成；且所述第一電阻網絡中電阻的電阻值為所述第一電阻網絡的等效電阻值，所述第二電阻網絡中電阻的電阻值為所述第二電阻網絡的等效電阻值。

根據一種具體的實施方式，本發明的高精度電壓源中，所述第一電阻網絡和所述第二電阻網絡均由四個電阻構成，其中，兩個并聯后的電阻與另外兩個并聯后的電阻串聯在一起。

根據一種具體的實施方式，本發明的高精度電壓源包括：至少四個所述電壓基準芯片。

根據一種具體的實施方式，本發明的高精度電壓源中，所述數模轉換器具有反饋補償引腳，用以通過外部驅動器對數模轉換器內部的壓降進行補償。

根據一種具體的實施方式，本發明的高精度電壓源中，所述升壓電路至所述數模轉換器的基準電壓輸入端的線路上設置有緩沖器。

根據一種具體的實施方式，本發明的高精度電壓源包括：電路板、用于容納所述電路板的密封隔熱結構；其中，所述電路板上設置相應的電壓源電路。

根據一種具體的實施方式，本發明的高精度電壓源還包括：半導體制冷片、電加熱器、溫度傳感器和溫度控制器；其中，所述溫度控制根據所述溫度傳感器檢測到的密封隔熱結構內的溫度場數據，控制所述半導體制冷片或所述電加熱器工作，以維持密封隔熱結構內的溫度在一定范圍內變化。

與現有技術相比，本發明的有益效果：