数字的偏置电流步进式递进变化及每次变化所对应的感 应信号的采样处理，能够同步、准确的得到偏置电流所对应的感应信号的特征曲线。所W， 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。
[0087] 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±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掲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. 一种超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，至少包括： 基于互感原理输出变化电压信号并向超导量子干涉器件提供高频交流扫描磁场环境 的扫描磁通加载单元； 与所述超导量子干涉器件的供电端相连、且提供变化的偏置电流的偏置电压发生单 元，其中，所述变化电压信号的频率是所述偏置电流的频率的十倍以上； 与所述超导量子干涉器件的输出端相连的放大滤波单元； 与所述偏置电压发生单元和所述放大滤波单元相连的特性曲线生成单元，用于将所述 偏置电压发生单元所提供的变化的偏置电流与所述放大滤波单元所输出的所述超导量子 干涉器件在所述高频交流扫描磁场环境下所产生的感应信号幅度描绘成反映磁通电压转 换强度与偏置电流关系的特性曲线。
2. 根据权利要求1所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述扫描 磁通加载单元包括：电压发生器、与所述电压发生器相连的反馈电阻以及与所述反馈电阻 相连且与所述超导量子干涉器件互感的线圈。
3. 根据权利要求1所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述扫描 磁通加载单元所提供的高频交流扫描磁场环境的磁通为磁通量子的整数倍。
4. 根据权利要求1所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述放大 滤波单元包括： 与所述超导量子干涉器件的输出端相连的前置放大器； 与所述前置放大器的输出端相连的滤波组件，用于将经过所述前置放大器放大的所述 超导量子干涉器件所输出的感应信号进行滤波，并得到所述感应信号的电压变化。
5. 根据权利要求1所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述滤波 组件包括： 与所述前置放大器的输出端相连的高通滤波器； 与所述高通滤波器相连的幅值解调器；以及 与所述幅值解调器相连的低通滤波器。
6. -种超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，至少包括： 基于互感原理输出变化电压信号并向超导量子干涉器件提供高频交流扫描磁场环境 的扫描磁通加载单元； 与所述超导量子干涉器件的供电端相连、且提供变化的偏置电流的偏置电压发生单 元，其中，所述变化电压信号的频率是所述偏置电流的频率的十倍以上； 与所述超导量子干涉器件的输出端相连的放大滤波单元； 与所述放大滤波单元和偏置电压发生单元相连的采样控制单元，用于基于所述偏置电 压发生单元所输出的当前的偏置电流，对所述放大滤波单元所输出的所述超导量子干涉器 件在所述高频交流扫描磁场环境下所产生的感应信号进行采样，并在完成采样完成后向所 述偏置电压发生单元输出控制指令，以控制所述偏置电压发生单元所输出的偏置电流的变 化； 与所述采样处理单元相连的特性曲线生成单元，用于将每个所述偏置电流和相应的感 应信号幅度描绘成反映磁通电压转换强度与偏置电流关系的特性曲线。
7. 根据权利要求6所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述扫描 磁通加载单元包括：电压发生器、与所述电压发生器相连的反馈电阻以及与所述反馈电阻 相连且与所述超导量子干涉器件互感的线圈。
8. 根据权利要求6所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述扫描 磁通加载单元所提供的高频交流扫描磁场环境的磁通为磁通量子的整数倍。
9. 根据权利要求6所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述采样 控制单元包括： 与所述偏置电压发生单元相连接的模数转换器，用于将所述偏置电压发生单元所输出 的偏置电流转成数字的偏置电流； 与所述放大滤波单元相连的采样模块； 与所述模数转换器和采样模块相连的处理模块，用于在所述采样模块完成一个磁通扫 描信号周期的采样后向所述偏置电压发生单元中的控制接收模块输出控制指令，并从所采 样的各感应信号中确定所采样的感应信号的电压均值。
10. 根据权利要求9所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述处理 模块根据所采样的感应信号的电压值进行均方根或绝对值计算平均电压值，所得到的电压 值为对应当前所述偏置电流的感应信号的电压均值。
11. 根据权利要求9所述的超导量子干涉器件的特性扫描装置，其特征在于，所述控制 模块还用于基于预设的所述偏置电流的变化范围设置所述偏置电流变化的步长，并输出包 含所述步长的控制指令，以便所述偏置电压发生单元根据预设的偏置电流的周期将当前所 输出的偏置电流调整为所述步长后的新的偏置电流。
12. -种超导量子干涉器件的特性扫描方法，其特征在于，至少包括： 基于互感原理输出变化电压信号并向超导量子干涉器件提供高频交流扫描磁场环境， 向超导量子干涉器件提供变化的偏置电流，以及对所述超导量子干涉器件所输出的所述超 导量子干涉器件在所述高频交流扫描磁场环境下所产生的感应信号进行放大、滤波处理； 基于当前提供给所述超导量子干涉器件的偏置电流，对经放大滤波处理的感应信号进 行采样，在完成所述采样后控制所述偏置电流进行逐步变化，其中，所述变化电压信号的频 率是所述偏置电流的频率的十倍以上； 将每次变化的所述偏置电流和相应的感应信号幅度描绘成反映磁通电压转换强度与 偏置电流关系的特性曲线。
13. 根据权利要求12所述的超导量子干涉器件的特性扫描方法，其特征在于，控制所 述偏置电流进行逐步变化的方式包括：基于预设的偏置电流的变化范围设置令所述偏置电 流变化的步长，并按照所述步来控制所述偏置电流的变化。
14. 根据权利要求12所述的超导量子干涉器件的特性扫描方法，其特征在于，所述特 性扫描方法还包括：在完成所述采样后从所采样的各感应信号中确定所采样的感应信号的 电压均值。
15. 根据权利要求14所述的超导量子干涉器件的特性扫描方法，其特征在于，从所采 样的各感应信号中确定所采样的感应信号的电压均值的方式包括：根据所采样的感应信号 的电压值进行均方根或绝对值计算平均电压值。
【专利摘要】本发明提供一种超导量子干涉器件的特性扫描装置及方法。本发明中包括：基于互感原理输出变化电压信号并向超导量子干涉器件提供高频交流扫描磁场环境的扫描磁通加载单元；与所述超导量子干涉器件的供电端相连、且提供变化的偏置电流的偏置电压发生单元；与所述超导量子干涉器件的输出端相连的放大滤波单元；与所述偏置电压发生单元和所述放大滤波单元相连的特性曲线生成单元，用于将所述偏置电压发生单元所提供的变化的偏置电流与所述放大滤波单元所输出的感应信号幅度描绘成磁通电压转换强度与偏置电流关系的特性曲线。本发明能够直接利用该特性曲线来确定所述超导量子干涉器件的磁通转换的情况，并判断超导量子干涉器件的性能好坏，依此筛选出合格的所述超导量子干涉器件。
【IPC分类】G01R33-035, G01R35-00
【公开号】CN104569883
【申请号】CN201310470963
【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4月29日
【申请日】2013年10月10日