Криоэлектронный аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования тока или напряжения. Устройство по сравнению с известными позволяет повысить быстродействие. Это достигается за счет того, что криозлектронный аналого-цифровой преобразователь содержит 2 криозлектронных компараторов , входы питания которых объединены , а выходы являются цифровыми выходами устройства, шину ввода аналогового сигнала из 2 одинаковых катушек индуктивности, последовательно соединенных с сопротивлением и индуктивно связанных с соответствующими компараторами, 2 катушек индуктивности тока смещения, соединенных последовательно, индуктивно связанных с соответствующими компараторами, в качестве порогового злемента компаратора используется одиночный джозефсоновский контакт. 4 ил. $ (Л 00 00 о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I% (И) А1

М1 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по ДелАм изОБРетений и ОткРытий

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3821897/24-24 (22) 07.12.84 (46) 15.08.87. Бюл. 30 (71) Институт кибернетики им.В.М.Глушкова (72) И.Д.Войтович и А.Н,Королев (53) 681.325 (088.8) (56) IEEE Transactions on magnetics.

Vol,MAG -19, N 3, Мау 1983, р.1282

1285.

IEEE Electron Device Lotters.

Чо1 EDL-1, N5, Мау 1980, р.92-94. (54) КРИОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области вычислительной и измерительной техники и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования тока или напряжения. Устройство по сравнению с известными позволяет повысить быстродействие. Это достигается за счет того, что криоэлектронный аналого-цифровой преобразователь

h содержит 2 криоэлектронных компараторов, входы питания которых объединены, а выходы являются цифровыми выходами устройства, шину ввода ана логового сигнала из 2 одинаковых и катушек индуктивности, последовательно соединенных с сопротивлением и индуктивно связанных с соответствующи" ми компараторами, 2 " катушек индуктивности тока смещения, соединенных последовательно, индуктивно связанных с соответствующими компараторами, в качестве порогового элемента компаратора используется одиночный джозефсоновский контакт. 4 ил.

1330759

40 реключенных контактов меняется иэ-эа разброса их критических токов, определяемого технологическим разбросом на параметры элементов устройства при изготовлении (фиг.2).

Распределение плотности вероятноси ти критического тока 2 компараторов задает диапазон входного аналогового сигнала (I „, — I „„ ). Так как характеристика преобразования, т,е ° зависимость количества единиц от входного аналогового сигнала, в таком устройстве нелинейна, то потребуется цифровая коррекция, осуществить которую достаточно лишь один раэ.

Возможный вариант схемы устройства цифровой коррекции (фиг.3) содержит сумматор 10 единиц с числом входов 2 ", где n — число двоичных раэря45

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для аналогоцифрового преобразования тока или напряжения. Цель изобретения — повышение быстродействия, На фиг.I представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — график, поясняющий работу устройства; на фиг.3 — функциональная схема устройства коррекции аналого-цифрового преобразователя (АЦП); на фиг.4 топологическая структура выполнения компаратора.

Устройство содержит 2 криоэлектронных компараторов l шину 2 питания, шину 3 ввода аналогового сигнала, последовательно соединенные резистор 4 сопротивления R и 2 катуи о шек 5 индуктивности Ь, 2 катушек 6 индуктивности L, шину 7 тока смещения, причем компаратор 1 выполнен на резисторе 8 сопротивлением R к и одиночном джозефсоновском контакте (ДК) 9 .

Устройство работает следующим образом.

Ток I в катушках индуктивности тока смещения задает рабочую точку компараторов 1 на наклонной части их управляющих характеристик ° При подаче тока питания I> в компараторы в зависимости от величины тока I „ в шине 3 ввода аналогового сигнала переключается некоторое число джоэефсоновских контактов 9 из состояния "0" в состояние "1", При изменении входного аналогового тока количество педоя, и числом выходов и> постоянное запоминающее устройство 11, адресные входы которого подсоединены к выходам сумматора, а информационные ш выходов подсоединены к входам накопителя

12, имеющего ш цифровых выходов схемы. Для осуществления операции занесения информации в блок, последний содержит дополнительно и других адресных и m других информационных входов.

Подобная цифровая коррекция эффективна лишь для единичного кода, обладающего структурной избыточностью.

В качестве порогового элемента компараторов в устройстве используются одиночные джоэефсоновские контакты.

Согласно топологической структуре компаратора на джозефсоновском контакте он содержит (фиг.4) нижний электрод 13 иэ ниобия, резистивный слой 14 (молибден), верхний электрод

15 (ниобий), шину 16 входного сигнала (свинец), шину 17 смещения (свинец), область 18 туннельного перехода (заштрихована) °

Индуктивная связь между шинами 16 и 17 с джозефсоновским элементом обеспечивается эа счет проникновения магнитного поля в область джоэефсоновского туннельного контакта. Магнитное поле соответствует токам в нинах ввода аналогового сигнала и смещения.

Использование в компараторах одиночного ДК уменьшает длительность строб-импульса тока питания и обеспечивает частоту выборки fs до 20 Гц и апертурное время менее 3 пс, В сравнении с известным устройством, использующим сквиды (апертурное время 20 пс) с ограничением íà f8

2ГГц, частота выборки предлагаемого устройства выше в 10 раз. формула изобретения

Криоэлектронный аналого-цифровой преобразователь, содержащий 2" криоэлектронных компараторов, входы питания которых объединены и являются шиной питания, а выходы являются выходной шиной преобразователя, цепочку из последовательно соединенных и резистора и 2 катушек индуктивности, вход которой является входной шиной преобразуемого сигнала, а выход подl330759

Г1

num кличен к шине нулевого потенциала, шину смещения и 2 катушек индуктиви ности тока смещения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышеи ния быстродействия, 2 катушек индуктивности тока смещения соединены последовательно, начало первой иэ которых подключено к шине смещения, а конец последней — к шине нулевого потенциала, каждый криоэлектронный компаратор выполнен на последовательно соединенных токоограничиваю" щем элементе, выполненном на резисторе, и длюэефсоновском контакте, при этом первый вывод реэистора является входом питания компаратора, а второй вывод — выходом компаратора, второй вывод дкоэефсоновского контакта подключен к шине нулевого

1 потенциала.

1330759

17

Составитель В.Солодова

Редактор М.Петрова Техред А.Кравчук Корректор Е, Рошко

Заказ 3593/57 Тирам 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4