[发明专利]基于ERSFQ电路的低温超导读出电路及读出系统

说明书

本发明提供一种基于ERSFQ电路的低温超导读出电路及读出系统，所述低温超导读出电路包括：m个超导量子干涉器，与低温超导传感器阵列连接，用于将低温超导传感器阵列的多路输出信号转换为多路SFQ脉冲信号；ERSFQ电路，与m个超导量子干涉器连接，用于将多路SFQ脉冲信号转换成二进制单路脉冲信号输出；驱动放大电路，与ERSFQ电路连接，用于对二进制单路脉冲信号进行放大输出；其中，m为大于1的整数；通过本发明的基于ERSFQ电路的低温超导读出电路及读出系统，解决了现有技术中读出放大电路热负载大而且电路系统抗噪声干扰能力较弱的问题。

技术领域

本发明属于超导电路设计技术领域，特别是涉及一种基于ERSFQ电路的低温超导读出电路及读出系统。

背景技术

低温超导传感器凭借其高探测效率、高能量分辨率等优越的性能在量子信息、量子光学、天文探测等领域显示极高的应用价值。而随着低温超导传感器研究的发展，探测器的研究应用也越来越广泛。

由于低温超导传感器的输出信号较为微弱，需要在其工作的低温环境下进行放大处理之后方能通过室温下工作的传统半导体读出电路进行读出。目前常用的低温读出放大电路是首先利用SQUID将传感器的电流信号变为电压信号，然后再经过SQUID阵列实现低温下的一级放大后再经过室温的放大最终读出；其中，由于低温超导传感器以及低温读出放大电路的工作需要一定的偏置电流，因此，该偏置电流是通过室温到低温传输线提供的。

随着对探测器性能的要求不断提高，低温超导传感器阵列中的低温超导传感器数目要求也不断提高。但是，随着低温超导传感器数量的增加，低温超导传感器和低温读出放大电路的偏置电流随之增加，传输线的数目也随之增加，从而加大了低温环境的热负载，受制于低温制冷机的制冷极限，如何减少低温超导传感器阵列读出放大电路的热负载成为提高低温超导传感器阵列规模的关键问题。同时，目前的读出放大电路都是对模拟信号进行直接放大，而此类读出放大电路的抗噪声干扰能力较弱。因此，随着低温超导传感器阵列规模的提高，如何在低温环境下保持低温超导传感器阵列读出放大电路的低热负载、高抗噪声干扰性能将是决定探测器系统性能的关键因素。

鉴于此，有必要提供一种新的基于ERSFQ电路的低温超导读出电路及读出系统用以解决此问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于ERSFQ电路的低温超导读出电路及读出系统，用于解决现有技术中读出放大电路热负载大而且电路系统抗噪声干扰能力较弱的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于ERSFQ电路的低温超导读出电路，所述低温超导读出电路包括：

m个超导量子干涉器，与低温超导传感器阵列连接，用于将低温超导传感器阵列的多路输出信号转换为多路SFQ脉冲信号；

ERSFQ电路，与所述m个超导量子干涉器连接，用于将多路SFQ脉冲信号转换成二进制单路脉冲信号输出；

驱动放大电路，与所述ERSFQ电路连接，用于对所述二进制单路脉冲信号进行放大输出；

其中，m为大于1的整数。

优选地，所述ERSFQ电路包括：

m条第一传输线，与m个所述超导量子干涉器连接，用于传输多路SFQ脉冲信号；

多路器，与所述m条第一传输线连接，用于将多路SFQ脉冲信号转换为单路SFQ脉冲信号输出；

计数器，与所述多路器连接，用于将单路SFQ脉冲信号转换成n-bit二进制数输出；

并联-串联转换器，与所述计数器连接，用于将n-bit二进制数转换成二进制单路脉冲信号输出；

其中，m、n为大于1的整数。