[发明专利]鉴频式KIDs探测器相位噪声测量电路系统及测量方法

摘要

本发明公开了一种鉴频式KIDs探测器相位噪声测量电路系统及测量方法，所述电路系统包括频综源、定向耦合器、KIDs读出电路探测器读出电路模块、混频器模块、低通滤波器、直流放大器、数据采集卡和控制计算机。相较于传统的同差混频式相位噪声测量方法，本发明鉴频式KIDs探测器相位噪声测量电路系统及测量方法，以单个宽带双平衡混频器和可调移相器为核心部件，对相位噪声测量和校准过程进行了明显简化，且测量结果精确，不低于现有技术，同时降低了所使用的频综源的功率电平，中频输出的寄生直流偏压也被显著减弱，并降低了数据处理量和硬件成本。

主权项

1.一种鉴频式KIDs探测器相位噪声测量电路系统，其特征在于，包括频综源、定向耦合器、KIDs探测器读出电路模块、混频器模块、低通滤波器、直流放大器、数据采集卡和控制计算机；所述频综源的输出信号通过定向耦合器分为两路，所述定向耦合器的两路输出端分别与KIDs探测器读出电路模块的读出信号输入端、可调移相器的输入端连接，所述KIDs探测器读出电路模块的读出信号输出端与混频器模块的射频输入端连接，可调移相器的输出端与混频器模块的本振输入端连接，而混频器模块的中频输出端则与所述低通滤波器连接，低通滤波器的输出端通过直流放大器与数据采集卡连接，所述数据采集卡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的控制信号输入端连接；所述KIDs探测器读出电路模块包括设置在读出信号输入端的第一可调衰减器，设置在读出信号输出端的第二可调衰减器，所述第一可调衰减器的输出端通过第一隔直器与第一低温衰减器的输入端连接，第一低温衰减器的输出端通过第二隔直器与第二低温衰减器的输入端相连，第二低温衰减器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的输入端连接，所述低温低噪声放大器的输出端与第三低温衰减器的输入端连接，所述第三低温衰减器的输出端与常温低噪声放大器的输入端相连，常温低噪声放大器的输入端端通过第三隔直器与第二可调衰减器连接；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，低温低噪声放大器与探测器芯片设置在低温杜瓦装置内，且所述第二隔直器为双隔离隔直器；所述混频器模块包括一个双平衡混频器，混频器模块的本振输入端通过第一衰减器与双平衡混合器的本振端口连接，混频器模块的射频输入端通过第二衰减器与双平衡混合器的射频端口连接，所述本振输入端与第一衰减器之间，射频输入端与第二衰减器之间分别串接一个双隔离隔直器；所述定向耦合器采用耦合度为15～30dB的宽带弱耦合度定向耦合器；所述低通滤波器的截止频率低于1MHz。