[发明专利]超导探测器用直流偏置源

权利要求书

1.超导探测器用直流偏置源，其特征是，该直流偏置源由固定偏置电路、模拟扫描电路、偏置控制及监测电路和单片机智能控制电路组成，单片机智能控制电路的第一输出端通过工作模式控制电路和偏置控制及监测电路的控制端连接，单片机智能控制电路的电压设定端和DA电路输入端连接；所述偏置控制及监测电路的第一输出端通过ADC电路和单片机智能控制电路的信号输入端连接，所述偏置控制及监测电路的偏压设定端通过选择开关选择和DAC电路输出端或模拟扫描电路电压输出端或固定偏置电路电压输出端连接；当偏置控制及监测电路的偏压设定端和DAC电路输出端连接时，超导探测器用直流偏置源的工作方式为智能方式，当偏置控制及监测电路的偏压设定端和模拟扫描电路电压输出端连接或固定偏置电路电压输出端连接时，偏置源的工作方式为手动方式；所述偏置控制及监测电路中设有恒压电路和恒流电路、6线法测量电路和4线法测量电路、IV扫描电路和PV扫描电路，手动方式下设有模拟开关对这些电路选择连接，智能方式下通过单片机智能控制电路控制，对这些电路进行选择链接；

所述单片机智能控制电路用于与上位机进行通信，通信内容包括接收上位机控制命令、向上位机发送偏置源工作状态信息和测量数据，检测超导探测器用直流偏置源工作方式和偏置控制及监测电路输出状态，并将状态信息发送给上位机，根据状态信息判定后续动作和指令；

所述偏置控制及监测电路根据单片机发出的模式选择信号完成工作模式的选择，接受偏置设定电压，将偏置电压输出到与电路相连的外部超导探测器负载电路，并完成超导结上电压和电流的放大处理；所述偏置设定电压由偏压设定端输入，偏置设定电压为模拟扫描电路、模拟固定偏置电路或单片机控制DAC输出电路三者之一的输出电压；

所述固定偏置电路通过恒温基准源结合粗调电位器和细调电位器电路，调节和输出固定偏置电压；

所述模拟扫描电路通过双运放结合频率调节电位器、快扫慢扫选择开关和输出幅度调节电位器电路，调节和输出模拟扫描电压，为偏置控制及监测电路提供预定偏置电压。

2.根据权利要求1所述的超导探测器用直流偏置源，其特征是，当超导探测器用直流偏置源处于手动工作方式时，单片机智能控制电路控制ADC转换电路定时检测超导探测器超导结上的电压和电流，将电压和电流显示在液晶屏上；当超导探测器用直流偏置源处于智能工作方式时，单片机智能控制电路接收上位机的控制命令，设定DAC电路偏置输出，设定恒压模式或恒流模式工作，设定选择6线法或4线法测量电流，设定预定偏置电压，设定对超导探测器超导结进行IV扫描或PV扫描。

3.根据权利要求1所述的超导探测器用直流偏置源，其特征是，在工作模式控制电路输出端与偏置控制和监测电路中实现模式选择的开关之间设有光电隔离器，单片机通过数字光电隔离IO方式控制光电隔离器状态的切换实现模式的选择，光电隔离器实现数字地与模拟地的隔离，减小数字部分干扰对模拟电路的影响。

4.根据权利要求1所述的超导探测器用直流偏置源，其特征是，所述固定偏置电路通过恒温基准源结合粗调电位器和细调电位器电路实现固定偏置的精确调节和稳定输出。

5.根据权利要求1所述的超导探测器用直流偏置源，其特征是，所述模拟扫描电路的核心电路是由双运算放大器构成三角波扫描电路，通过开关的通断提供模拟方式的快速扫描和慢速扫描。

6.根据权利要求1所述的超导探测器用直流偏置源，其特征是，在偏置控制及监测电路处于恒流模式下，所述直流偏置源中的总串联电阻Rs为10KΩ。