[发明专利]基于有源正交混频器的KIDs探测器噪声测试电路及测试方法

摘要

本发明提供了一种基于有源正交混频器的KIDs探测器噪声测试电路及测试方法，所述测试电路的特征在于，包括频综源、定向耦合器、KIDs探测器读出电路模块、可调移相器、有源混频电路模块、滤波电路模块、数据采集卡与控制计算机等组成部分。本发明测试电路以宽带吉尔伯特双平衡有源正交混频电路结构为核心模块，可完成对KIDs探测器芯片的噪声测试工作，具有非常优秀的幅度/相位平衡度和端口隔离度，其中频输出端口产生的寄生直流偏压微弱，测量精准，且无需再对混频器进行单独校准，简化了测量过程，同时降低了频综源的功率电平。

主权项

1.基于有源正交混频器的KIDs探测器噪声测试电路，其特征在于，包括频综源(1)、定向耦合器(2)、KIDs探测器读出电路模块(3)、可调移相器(4)、有源混频电路模块(5)、滤波电路模块、数据采集卡(8)与控制计算机；所述频综源(1)的输出信号通过定向耦合器(2)分为两路，所述定向耦合器(2)的两路输出端分别与KIDs探测器读出电路模块(3)的读出信号输入端以及可调移相器(4)的输入端连接；所述KIDs探测器读出电路模块(3)的读出信号输出端与有源混频电路模块(5)的射频信号输入端连接，可调移相器(4)的输出端与有源混频电路模块(5)的本振信号输入端连接；而有源混频电路模块(5)的两路中频信号输出端则通过滤波电路模块与数据采集卡(8)连接；所述数据采集卡(8)的信号输出端与所述控制计算机的信号输入端连接，控制计算机的信号输出端与频综源(1)的控制信号输入端连接；所述KIDs探测器读出电路模块(3)包括设置在读出信号输入端的第一可调衰减器(301)，设置在读出信号输出端的第二可调衰减器(310)，所述第一可调衰减器(301)的输出端通过第一隔直器(302)与第一低温衰减器(303)的输入端连接，第一低温衰减器(303)的输出端通过第二隔直器(304)与第二低温衰减器(305)的输入端相连，第二低温衰减器(305)输出端与安装在样品盒内的KIDs探测器芯片的输入端相连，KIDs探测器芯片的输出端与低温低噪声放大器(306)的输入端连接，所述低温低噪声放大器(306)的输出端与第三低温衰减器(307)的输入端连接，所述第三低温衰减器(307)的输出端与常温低噪声放大器(308)的输入端相连，常温低噪声放大器(308)的输入端端通过第三隔直器(309)与第二可调衰减器(310)连接；所述第一、第二可调衰减器，第一、第三隔直器和常温低噪声放大器(308)处于常温环境中，所述第一、第二、第三低温衰减器，第二隔直器(304)，低温低噪声放大器(306)与探测器芯片设置在低温杜瓦装置内，且所述第二隔直器(304)为双隔离隔直器；所述有源混频电路模块(5)包括两个吉尔伯特双平衡混频器(503，504)和一个多相正交分路器，进入有源混频电路模块(5)的射频信号通过第一宽带巴伦(501)转换为差分信号后，分为两路进入两个吉尔伯特双平衡混频器；进入有源混频电路模块(5)的本振信号通过第二宽带巴伦(502)转换为差分信号后，通过所述多相正交分路器被均分为两路相位相差90°的等幅信号，然后分别进入两个吉尔伯特双平衡混频器，两个吉尔伯特双平衡混频器(503，504)输出的差分信号则分别通过仪表放大器转换成单端口信号后，作为有源混频电路模块(5)的中频信号输出；所述滤波电路模块设有两个低通滤波器，与有源混频电路模块(5)的两仪表放大器一一对应连接，有源混频电路模块(5)的两路中频信号经低通滤波器处理后发送至所述数据采集卡(8)，所述低通滤波器的截止频率为低于1MHz。