An ac quantum voltmeter based on a 10 V programmable Josephson array

Abstract-This paper describes a method for the characterization of the amplitude frequency response of Analog-to-Digital converters at frequencies up to 20 kHz using a true quantum reference calibrated semiconductor based DAC arbitrary waveform generator, developed within the EMPIR project Q-WAVE, jointly founded by the European Union and the participating countries. The procedure that can be used for the characterization of any ADC is applied to the DCV function of a Keysight 3458A digital multimeter. The measurement conditions and the main uncertainty sources are identified and evaluated for complete uncertainty estimation by means of the Monte Carlo Method.

show abstract

“…Sine amplitudes are adjustable with separate 20-bit DACs [3]. The source is calibrated with a true quantum based AC voltage standard [5].…”

Section: Overview Of the Methodsmentioning

confidence: 99%

Characterization of the amplitude frequency response of analog-to-digital converters

Aguilar

Salinas

Lapuh

et al. 2016

2016 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2016)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…An AC Quantum Voltmeter was used as a standard to calibrate directly an AC source [9,10]. The AC source was compared to the Josephson voltage by a differential sampling process measured by a commercial ADC.…”

Section: Ac Quantum Voltmeter As a Standardmentioning

confidence: 99%

Towards the propagation of AC quantum voltage standards, the EMPIR ACQ-PRO Project

Caballero

Aguilar

Behr

et al. 2017

18th International Congress of Metrology

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. The ACQ-PRO is an EMPIR Project, jointly founded by the European Union and the participating countries. The overall objective of the project is to provide trans-European access to AC quantum voltage standards, to increase research capacity and to establish the basis for future collaboration between metrological institutes working on AC quantum voltage standards. With this in mind, project tasks were designed. This paper describes the objectives and the first outcomes of the project. The most remarkable achievement are the results of experimental research visits working on ACQ voltage standards. The design of a new AC quantum voltage standards easier to integrate and operate that with the BIPM participation will be validated by a pioneering intercomparison. Besides a Good Practice Guide on the use of AC quantum voltage standards is under preparation. Two working groups on ACQ voltage standards and on cryogenics applications will be created within the activities of the project. Finally, the participant Institutes are establishing the strategic plans to ensure the coordinated developing of future AC Quantum Standards.

show abstract

“…Среди них особое место занимают когерентно осциллирующие цепочки джозефсоновских контактов, которые используются как при разработке генераторов джозефсоновского излучения, так и в эталонах напряже-ния [1][2][3][4]. Принципиальная важность последнего приме-нения связана с тем, что неизвестны другие физические эффекты, которые могли бы составить конкуренцию эффекту Джозефсона в квантовой метрологии по точ-ности воспроизведения единицы напряжения.…”

Section: Introductionunclassified

Джозефсоновские Контакты Из Высокотемпературных Сверхпроводников Для Эталонов Напряжения

Клушин¹,

Пестов²,

Галин³

et al. 2016

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Представлены результаты исследования высокочастотных свойств многоконтактных джозефсоновских схем из высокотемпературных сверхпроводников и особенности их использования в эталонах напряжения.Авторы благодарят за частичную поддержку гранты РФФИ № 15-02-05793, № 15-42-02469, № 16-32-00686, а также грант РНФ № 15-12-10020. ВведениеРешение многих задач в области разработки перспек-тивных аналоговых и цифровых устройств сверхпровод-никовой электроники связывается в настоящее время с использованием многоэлементных джозефсоновских структур. Среди них особое место занимают когерентно осциллирующие цепочки джозефсоновских контактов, которые используются как при разработке генераторов джозефсоновского излучения, так и в эталонах напряже-ния [1][2][3][4]. Принципиальная важность последнего приме-нения связана с тем, что неизвестны другие физические эффекты, которые могли бы составить конкуренцию эффекту Джозефсона в квантовой метрологии по точ-ности воспроизведения единицы напряжения. Основой использования эффекта Джозефсона в квантовой метро-логии является тот факт, что под воздействием внешнего электромагнитного поля с частотой f на вольт-амперной характеристике (ВАХ) контакта возникают ступени тока при напряженияхгде K J = 2e/h = 483.5979 GHz/mV -постоянная Джо-зефсона, а n -целое число. Квантованное напряже-ние (1), возникающее на одном джозефсоновском кон-такте, обычно мало, и для его увеличения необходимо включение последовательно большого числа синхрон-но осциллирующих контактов. Важнейшими условиями для синхронизации цепочек контактов являются малый разброс их параметров, а также наличие электроди-намической системы, обеспечивающей эффективное и равномерное взаимодействие контактов с внешним элек-тромагнитным излучением. Современные технологии изготовления джозефсонов-ских контактов из ниобия позволяют синхронизировать внешним сигналом цепочки из нескольких десятков тысяч контактов. Эти микросхемы являются основой национальных эталонов напряжения во многих странах мира, включая Россию [4,5]. Однако необходимость охла-ждения ниобиевых микросхем до температуры жидкого гелия и связанные с этим высокие эксплуатационные расходы, а также ограниченное число фирм [6,7], выпус-кающих эти микросхемы, сдерживают применение ука-занных приборов в региональных центрах метрологии и стандартизации.В настоящей работе рассмотрены условия синхро-низации внешним сигналом цепочек шунтированных бикристаллических джозефсоновских контактов, работа-ющих при температуре 77 K. Успешное решение данной задачи приведет к созданию новых эталонов, что рас-ширит область применения этих приборов в квантовой метрологии и радиоизмерительной технике. Джозефсоновская микросхема из бикристаллических контактов: технология и требования к параметрамКак уже отмечалось выше, для увеличения выходного напряжения микросхемы V джозефсоновские контакты соединяют последовательно и пропускают через них общий ток смещения. Параметры контактов и условия их работы выбираются таким образом, чтобы на каждом контакте возникало напряжение (1), а суммарное напря-жение было...

show abstract

An ac quantum voltmeter based on a 10 V programmable Josephson array

Cited by 74 publications

References 36 publications

Characterization of the amplitude frequency response of analog-to-digital converters

Characterization of the amplitude frequency response of analog-to-digital converters

Towards the propagation of AC quantum voltage standards, the EMPIR ACQ-PRO Project

Джозефсоновские Контакты Из Высокотемпературных Сверхпроводников Для Эталонов Напряжения

Contact Info

Product

Resources

About