Криоэлектронный аналого-цифровой преобразователь

(9) (И) А 1 1 12 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ ДЕТЕВЬСТ У 30 етикН л оп ша 8 пе 11 се.983, р.1282 94. ЦИФРО обласваноэованияво по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо ДелАм изОБРетений и ОткРытий(56) 1 ЕЕЕ Тгапеас 1 оЧо 1,МАС -19, И 3, Ма1285. 1 ЕЕЕ Е 1 есСгоп 1)еч 1 се Ьой Чо 1 ЕПЬ, И 5, Иау 1980, р.9 (54) КРИОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛОГО ВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к ти вычислительной и измерите техники и может быть использ для аналого-цифрового преобр тока или напряжения. Устройс сравнению с известными позволяет повысить быстродействие. Это достигается за счет того, что криоэлектронный аналого-цифровой преобразователь содержит 2 криоэлектронных компараторов, входы питания которых объединены, а выходы являются цифровыми выходами устройства, шину ввода ана логового сигнала иэ 2 одинаковыхлкатушек индуктивности, последователь но соединенных с сопротивлением и ин дуктивно 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.Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и может быть использовано для аналогоцифрового преобразования тока илинапряжения.Цель изобретения - повышение быстродействия,На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - график, поясняющий работу устройства;на фиг.З - функциональная схема устройства коррекции аналого-цифровогопреобразователя (АЦП); на фиг.4топологическая структура выполнениякомпаратора.Устройство содержит 2 криоэлектронных компараторов 1, шину 2 питания, шину 3 ввода аналогового сигнала, последовательно соединенные резистор 4 сопротивления К и 2 катушек 5 индуктивности Ь , 2 катушек 6индуктивности Ь, шину 7 тока смещения, причем компаратор 1 выполнен нарезисторе 8 сопротивлением К к и одиночном джозефсоновском контакте(ДК) 9,Устройство работает следующим образом.Ток 1 в катушках индуктивности тока смещения задает рабочую точку компараторов 1 на наклонной части их управляющих характеристикПри подаче тока питания 1 в компараторы в зависимости от величины тока 1в шине 3 ввода аналогового сигнала переключается некоторое число джоэефсоновских контактов 9 из состояния "0" в состояние "1", При изменении входного аналогового тока количество переключенных контактов меняется иэ-эа разброса их критических токов, определяемого технологическим разбросом на параметры элементов устройства при изготовлении (фиг.2).Распределение плотности вероятности критического тока 2 компараторов задает диапазон входного аналогового сигнала (1 , - 1). Так как характеристика преобразования, т,езависимость 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.З) содержит сумматор 1 О единиц с числом входов 2 ", где и - число двоичных раэря 5 10 15 20 25 3035 нинах ввода аналогового сигнала и смещения.Использование в компараторах одиночного ДК уменьшает длительность строб-импульса тока питания и обеспе 40 чивает частоту выборкидо 20 Гц и апертурное время менее 3 пс,В сравнении с известным устройством, использующим сквиды (апертурное время20 пс) с ограничением на Е 8 2 ГГц, частота выборки предлагаемогоустройства выше в 10 раз. 45 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 соединенныхрезистора и 2 катушек индуктивности, вход которой является входной шиной преобразуемого сигнала, а выход поддоя, и числом выходов и постоянноезапоминающее устройство 11, адресныевходы которого подсоединены к выходамсумматора а информационные ш выходов подсоединены к входам накопителя12, имеющего ш цифровых выходов схемы. Для осуществления операции занесения информации в блок, последнийсодержит дополнительно и других адресных и н других информационныхвходов,Подобная цифровая коррекция эффективна лишь для единичного кода, обладающего структурной избыточностью.В качестве порогового элементакомпараторов в устройстве используются одиночные джоэефсоновские контакты,Согласно топологической структурекомпаратора на джозефсоновском контакте он содержит (фиг.4) нижнийэлектрод 13 иэ ниобия, резистивныйслой 4 (молибден), верхний электрод15 (ниобий), шину 16 входного сигнала(заштрихована),Индуктивная связь между шинами 16и 7 с джозефсоновским элементомобеспечивается эа счет проникновениямагнитного поля в область джоэефсоновского туннельного контакта. Магнитное поле соответствует токам вкличен к шине нулевого потенциала, шину смещения и 2 катушек индуктивности тока смещения, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышенния быстродействия, 2 катушек индуктивности тока смещения соединены последовательно, начало первой иэ которых подключено к шине смещения, а конец последней - к шине нулевого потенциала, какдый криоэлектронный компаратор выполнен на последовательно соединенных токоограничиваю"щем элементе, выполненном на резисторе, и дхоэефсоновском контакте,при этом первый вывод реэистора является входом питания компаратора,а второй вывод - выходом компаратора, второй вывод дкоэефсоновскогоконтакта подключен к шине нулевогопотенциала,1330759 77 ставитель В.Солодовахред А.Кравчук рректор Е, Рошко едактор М ов 3593/57 Тираж 901 ВНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и о 113035, Москва, Ж, Раущскодписно тета СССРткрытийая наб д.4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна