2和偏移电源3是否满足所述超导量子干涉传感器I的最佳工作点。
[0055]如图6所示，所述超导量子干涉传感器I的工作过程如下:
[0056]在所述超导量子干涉传感器I的调试最佳工作点的过程中，技术人员通过调节旋钮调节所述偏置电源2和偏移电源3，于是，外接的所述偏置电源2通过电阻Rl向所述超导量子干涉器件11输入偏置电流，在所述偏置电流的激励下，所述超导量子干涉器件11输出感应信号，所述感应信号经过反向放大器被反向放大，同时，所述偏置电源2和外接的可调偏移电源3各自所提供的电压分别通过电阻R2、R3汇合于电阻R4，同时，被反向放大器放大的感应信号的电压也输至所述电阻R4处，在所述电阻R4处所述感应信号的电压中的直流电压分量被予以抵销，再将抵销后的感应信号输至1:1的放大器，以起到稳压作用。由此，与所述放大器的输出端相接的后续电路通过对所述感应信号的电压的调试来确定所调节的偏置电源2和偏移电源3是否满足所述超导量子干涉传感器I的最佳工作点。
[0057]综上所述，本发明的偏移电压调节电路及所适用的超导量子干涉传感器，从偏置电源引出相当于输入所述超导量子干涉器件的偏置电压的电压，以至少部分的抵消感应信号中的直流电压分量，能够通过传感器内部实现直流电压分量的至少大部分的抵消，以有效减少外部偏移电源的动态调节范围，同时降低对可调电压源(偏置和偏移用)精度的依赖，使得外部的偏移电源在有效量程内提供高精度的微调的偏移电压，通过将所述传感器内部引出的电压和所微调的电压按比例取和，能够有效抵消感应信号中的直流电压分量，由此将传感器中的SQUID的最佳工作点所输出的感应信号有效传出；另外，由于分压电阻R2和R3的阻值比电阻R4的阻值大10倍以上，通过电阻R2和R3的电流在R4处合并后，相当于偏置电压和偏移电压的按比例叠加，由此能够有效抵消直流电压分量中偏置电压的部分，技术人员只需再通过微调偏移电压即可得到高精度的SQUID的工作点。
[0058]抵消电压由两部分组成:1.来自偏置电压通过第一比例系数贡献。2.来自另一个偏移电压，通过第二比例系数贡献。如此，则无需设置多个调节电源。
[0059]偏置电压信号在工作点直流抵消中起主要贡献，偏置电压调节过程中，随着SQUID偏置电流的增加，SQUID直流分量增加，同时抵消电路也随着偏置电压的贡献也在增大直流抵消信号。因此具有联动性，在选择合适的第一比例系数后，其工作点直流电压大部分将随着偏置电压信号的调节自动抵消。
[0060]另一个偏移电压则在引入偏置电压信号后，仍有部分直流电压未抵消情况下，再进行修正的，因此可称为工作点修正电压信号。由于所需修正的电压范围小，因此偏移电压源的不需要高的进度，也能实现工作点较小电压量的调节和修正。因此偏移电压源起直流电压修正的功能，降低了对其精度的要求。
[0061]由于工作点直流电压抵消与偏置电压源信号联动，因此偏置电压源温度漂移产生的工作点直流漂移也因为抵消电路的联动，不会产生大的波动。提高了工作点温度漂移的各忍度。
[0062]所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0063]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种偏移电压调节电路，应用于超导量子干涉传感器中，其中，所述超导量子干涉传感器包括:超导量子干涉器件，其特征在于，至少包括: 与外接的可调偏置电源相连的第一比例分压子电路，与外接的可调偏移电源相连的第二比例分压子电路，以及用于将所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路各自所输出电压相叠加来抵消所述超导量子干涉器件所输出的感应信号中的直流电压分量的电压抵消子电路。
2.根据权利要求1所述的偏移电压调节电路，其特征在于，所述电压抵消子电路包括: 与所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路的输出端的共同连接处相连并接地的电阻R4，以及加法器，其中，所述加法器的正输入端与所述超导量子干涉器件相连，所述加法器的负输入端与所述共同连接处相连。
3.根据权利要求1所述的偏移电压调节电路，其特征在于，所述电压抵消子电路包括: 与所述超导量子干涉器件的输出端相连的反向器，以及加法器，其中，所述加法器的负输入端与所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路的输出端的共同连接处相连，所述加法器的负输入端还通过电阻R4与所述反向器的输出端相连，所述加法器的输出端和负输入端之间的电阻R5，所述加法器的正输入端接地。
4.根据权利要求3所述的偏移电压调节电路，其特征在于，所述反向器包括反向放大器。
5.根据权利要求2或3所述的偏移电压调节电路，其特征在于，所述第一比例分压子电路中包含电组R2，所述第二比例分压子电路中包含电阻R3，且所述电阻R2、R3的阻值在百欧级，所述电阻R4的阻值在I至10欧之间，所述电阻R2、R3及R4的取值与所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路各自所分压的比例相关。
6.一种超导量子干涉传感器，其特征在于，至少包括: 与外接的可调偏置电源相连的偏置电路； 与所述偏置电路相连的超导量子干涉器件； 与所述偏置电源和外接的可调偏移电源相连的偏移电压调整电路，用于根据所述偏置电源和偏移电源所提供的电压来抵消所述超导量子干涉器件所输出的感应信号中的直流电压分量。
7.根据权利要求6所述的超导量子干涉传感器，其特征在于，所述偏移电压调整电路包括: 与外接的可调偏置电源相连的第一比例分压子电路，接于外接的可调偏移电源的第二比例分压子电路，以及用于将所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路各自所输出电压相叠加来抵消所述超导量子干涉器件所输出的感应信号中的直流电压分量的电压抵消子电路。
8.根据权利要求7所述的超导量子干涉传感器，其特征在于，所述电压抵消子电路包括: 与所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路的输出端的共同连接处相连并接地的电阻R4，以及加法器，其中，所述加法器的正输入端与所述超导量子干涉器件相连，所述加法器的负输入端与所述共同连接处相连。
9.根据权利要求7所述的超导量子干涉传感器，其特征在于，所述电压抵消子电路包括: 与所述超导量子干涉器件的输出端相连的反向器，以及加法器，其中，所述加法器的负输入端与所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路的输出端的共同连接处相连，所述加法器的负输入端还通过电阻R4与所述反向器的输出端相连，所述加法器的输出端和负输入端之间的电阻R5，所述加法器的正输入端接地。
10.根据权利要求9所述的超导量子干涉传感器，其特征在于，所述反向器包括反向放大器。
11.根据权利要求8或9所述的超导量子干涉传感器，其特征在于，所述第一比例分压子电路中包含电组R2，所述第二比例分压子电路中包含电阻R3，且所述电阻R2、R3的阻值在百欧级，所述电阻R4的阻值在I至10欧之间，所述电阻R2、R3及R4的取值与所述第一比例分压子电路和第二比例分压子电路各自所分压的比例相关。
【专利摘要】本发明提供一种偏移电压调节电路及所适用的超导量子干涉传感器。其中，所述传感器包括：与外接的可调偏置电源相连的偏置电路；与所述偏置电路相连的超导量子干涉器件；与所述偏置电源和外接的可调偏移电源相连的偏移电压调整电路，用于根据所述偏置电源和偏移电源所提供的电压来抵消所述超导量子干涉器件所输出的感应信号中的直流电压分量。本发明从偏置电源引出其输入所述超导量子干涉器件的电压，并将其与偏移电源所提供的电压相加，以抵消所述超导量子干涉器件所输出的感应信号中的至少大部分的直流电压分量，有效简化了对偏移电源的调节。
【IPC分类】G01R33-035, G05F1-567, G05F1-56
【公开号】CN104698406
【申请号】CN201310654806
【发明人】王永良, 徐小峰, 孔祥燕, 谢晓明
【申请人】中国科学院上海微系统与信息技术研究所
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月5日