JPH0136909B2 - - Google Patents

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JPH0136909B2
JPH0136909B2 JP22211083A JP22211083A JPH0136909B2 JP H0136909 B2 JPH0136909 B2 JP H0136909B2 JP 22211083 A JP22211083 A JP 22211083A JP 22211083 A JP22211083 A JP 22211083A JP H0136909 B2 JPH0136909 B2 JP H0136909B2
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JP
Japan
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under test
output current
output
logic circuit
josephson
Prior art date
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JP22211083A
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Inventor
Juji Hatano
Yutaka Harada
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はジヨセフソン論理回路の測定装置に係
り、特にその出力電流振幅を測定する装置に関す
る。
〔発明の背景〕
ジヨセフソンに論理回路の出力電流の大きさを
測定するためには、その出力電流をコントロール
入力とする単一のジヨセフソンデバイスの閾値の
変化をみればよいことは公知の技術である。この
原理をもとに出力電流波形を観測する方法の代表
的なものとしてC.A.Hamiltor et al.“A
superconducting sampler for Josephson logic
circuts”Appl.Phys.Lett.35(9)、1 November
1979 pp 718―719 に記載の測定法がある。しかし、注目する測定量
が最終的にはこのような波形であるにしても、こ
のような波形観測を行う前に被測定回路の動作点
を捜索すべく出力電流振幅自体を測定したいとい
う要求が生じることが多々ある。このような場合
にいちいち上記文献による方法で波形観測を行う
には手間がかかる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ジヨセフソン論理回路の出力
電流振幅を効率よく測定する手段を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
被測定ジヨセフソン論理回路の出力電流を単一
のジヨセフソンデバイスである検出ゲートに導
く。被測定回路の電源電流を一度ゼロにリセツト
した後所定の値まで立上げたとする。ここでトリ
ガ入力を被測定回路に加えると出力電流が発生す
る。トリガ入力が加わる前後の検出ゲートの閾値
の差が注目する出力電流振幅である。この閾値の
差を直接に電気量(電圧)に変換する装置を構成
した。
〔発明の実施例〕
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
第1図はジヨセフソン論理回路の出力電流振幅を
測定する装置の一つを、また第2図は同装置で用
いられる入力パルスのタイムチヤートを示したも
のである。第1図において101〜105は互い
に同期のとれたパルス発生器であり201〜20
5に示すパルスを発生している。108,10
9,110は差動増幅器、111はコンパレー
タ、112はモノマルチバイブレータ、113,
114はANDゲート、115はインバータ、1
16,117はサンプルホールド回路である。1
01は被測定回路106にトリガ入力201を供
給する。102は同じく、電源電流202を供給
する。202は201をはさむ十分広い時間にお
いて一定値を有する。103は検出ゲート107
にゲート電流203を供給する。106は201
を受けて出力電流206を発生する。107は2
06とバイアス電流205の和が一定値に達した
時にスイツチして出力電圧208を発生する。2
03のパルスは202の一周期内に201の前後
に2つ存在する。205は203が一定値を有す
る間に単調増加するきよ歯状波である。208が
“0”から“1”に立上る時に111はスイツチ
して112によりサンプリングパルス209を発
生する。209は、206が“0”である時(1
周期の202の中で201の前の時間)と“1”
である時(同じく後の時間)でそれぞれ116と
117に作用し205をサンプルホールドする。
116と117の出力の差、すなわち110出力
は206の振幅を表わしている。201他の周期
210の下限は差動増幅器の帯域、サンプルホー
ルド回路のアクイジシヨン・タイム他で制限され
ており、これは100μs程度の値に設定する。
第3図に示すのは別の出力電流振幅測定装置で
あり、第4図は同装置で用いられる入力パルスの
タイムチヤートを示したものである。第3図で3
01〜304は互いに同期のとれたパルス発生器
であり201〜204に示すパルスを発生してい
る。308,316は差動増振器、309,31
0はDCオフセツト付加手段、311,312は
ミラー積分回路、313,314は高周波スイツ
チ(例えばHP33102A)315は遅延線、317
はインバータである。301は被測定回路306
にトリガ入力401を供給する。302は同じく
電源電流402を供給する。403は検出ゲート
307にゲート電流403を供給する。402,
403は401をはさむ十分広い時間において一
定値を有する。306は401をうけて出力電流
406を発生する。404は406以上の振幅を
有するパルスで、それ自身またはそれが遅延線3
15で遅らされた405のどちらかが高周波スイ
ツチ313,314により選択されて、フイード
バツク信号407を310で付加された後307
のバイアス電流として供給される。アナログゲー
ト321〜324はコントロールパルス411〜
414で開閉制御される。401〜404の周期
をT1、420〜424の周期をT2とするとT2
T1である。例えばT1=10μs、T2=1msと設定す
ることができる。307は和{406+407+
(404または405)}が閾値に達した瞬間にス
イツチする。420=“1”の場合、オフセツト
409を調整することにより307→308→3
11→307のフイードバツクがかかつた状態で
307のスイツチング確率を50%前後の一定値に
することができる。この状態では、404+40
6+407=const.となる。一方420=“0”
で307→308→312→307のフイードバ
ツクがかかつた状態では405+406+407
=const.となる。従つて316出力は(404の
ピーク値の時刻での406の値)と(405のピ
ーク値の時刻での406の値)との差、すなわち
406の振幅になる。
第5図には他の出力電流振幅測定装置を示す。
同図で501,503,505はパルス発生器5
06は被測定回路、507は検出ゲート、508
は高速増幅器(例B&HDC3002A)、509はサ
ンプリングオシロスコープのサンプリングヘツ
ド、510はそのタイムベース、511は510
の周期出力パルスを1/16に分周する分周器、5
12は511出力をさらに1/64に分周する分周
器である。513〜516はサンプルホールド回
路、517,518,528は差動増幅器、51
9,520はDCオフセツト付加回路、521,
522はミラー積分回路、523〜527はアナ
ログゲートである。529は遅延線である。同図
中のパルス601〜625のタイムチヤートを第
6図に示す。501は506の電源電流601
を、503は506へのトリガ入力603を、5
05は検出ゲートのゲート電流605をそれぞれ
供給する。601及び605は第6図に示すよう
に603をはさむ十分広い時間において一定値を
有するパルスである。506は603を受けて出
力電流606を発生する。507は606とバイ
アス電流607の和がその閾値に達した時にスイ
ツチし出力電圧を発生する。この出力電圧は増幅
器508で増幅され信号608としてサンプリン
グヘツド509のAchに入力される。本サンプリ
ングヘツドはフイードスルー型の構造を有してお
り、608はそのサンプリングヘツドから出た後
遅延線529を経て信号609としてBchに入力
される。Achサンプリングヘツドの垂直軸増幅器
出力610及びBchサンプリングヘツドの垂直軸
増幅器出力はそれぞれサンプルホールド回路51
3と514及び515と516に入力される。6
05はサンプリングレートを1/16分周した矩形
波627でオン・オフ変調される。513,51
5へのサンプリングパルス621及び514,5
16へのサンプリングパルス622は627に同
期した位相の180゜異なるパルスである。従つて5
13及び514の出力の差612及び515,5
16の出力の差613はそれぞれ608,609
信号をチヨツビング検出した出力となつている。
アナログゲート523〜526はそれぞれ627
を1/64分周した信号623〜626でオン・オ
フ制御される。サンプリングタイムベースのサン
プリング時刻を第6図630に示すように検出ゲ
ート出力電圧がAチヤネルに到達する時刻とBチ
ヤネルに到達する時刻との中間に設定しておく。
アナログゲート523,525が閉じている時間
ではDCオフセツト614を適当に調節すること
により509→517→521のフイードバツク
ループが働いてサンプリング時刻630において
608が“0”である確率と“1”である確率が
等しいようにバイアス電流607が定まる。すな
わち検出ゲート507が全然スイツチしない状態
とトリガ入力603に伴う出力電流606を受け
てスイツチする状態の中間の状態にバイアスされ
る。一方アナログゲート524,526が閉じて
いる時間ではDCオフセツト615を適当に調節
することにより509→518→522のフイー
ドバツクループが働いてサンプリング時刻630
において609が“0”である確率と“1”であ
る確率が等しいようにバイアス電流607が定ま
る。すなわち、検出ゲート507がゲート電流印
加時に既にスイツチしている状態とトリガ入力6
03に伴う出力電流606を受けてスイツチする
状態の中間の状態にバイアスされる。それぞれの
フイードバツクループは時分割で閉じられるがそ
れぞれが定常状態に到達している場合、積分回路
521,522出力の差を示している差動増幅器
528出力は注目する出力電流振幅を表わしてい
る。
なお第5図の装置は第7図に示すような局部的
な改変を行うことにより直ちに606の出力電流
波形を測定するための装置に変更することができ
る。第7図においてトリガ入力603の一部は方
向性結合器701で分岐されて509のBチヤネ
ルに入力される。途中の702は遅延線である。
507のバイアス電流はフアンクシヨンジエネレ
ータ703から独立に供給される。このバイアス
電流をオシロスコープ704のy軸に出力し、一
方信号628をx軸に出力することにより606
の立上り部分を704上に再生することができ
る。なお、フイードバツク信号607はタイムベ
ース510のサンプリング時刻制御信号として用
いられる。第5図と第7図の装置の構成の変更は
同軸リレー等を使い簡単に行うことができる。す
なわち第5図の装置で被測定回路の様々な入力条
件に対して出力電流振幅を求め動作点を決定し、
そのまますぐに波形観測を行なうことができる。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によればジヨセフソン
論理回路の出力電流振幅を測定装置の1つの電圧
出力信号として取り出すことができ入出力特性等
を効率的に調べることができる。
【図面の簡単な説明】
第1,3,5図は本発明による出力電流振幅測
定装置を、第2,4,6図はそれぞれ第1,3,
5図の装置中のパルスのタイムチヤートを示す。
また第7図は第5図の装置を局部的に改変して実
現される出力電流波形測定装置を示す。 101,102,104,105,301,3
02,303,304,305,501,50
3,505……パルス発生器、106,306,
506……被測定回路、107,307,507
……検出ゲート、108,109,110,30
8,316,517,518,528……差動増
幅器、111……パレータ、112……モノマル
チバイブレータ、113,114……ANDゲー
ト、115,317……インバータ、116,1
17,513,514,515,516……サン
プルホールド回路、309,310,519,5
20……DCオフセツト付加回路、313,31
4……高周波スイツチ、321,322,32
3,324,523,524,525,526,
527……アナログゲート、311,312,5
21,522……積分回路、509……サンプリ
ングヘツド、510……サンプリングタイムベー
ス、511,512……分周器、315,52
9,702……遅延線、701……方向性結合
器、703……フアンクシヨンジエネレータ、7
04……オシロスコープ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ジヨセフソン論理回路の出力電流振幅を測定
    する装置において、被測定回路であるジヨセフソ
    ン論理回路にゼロと所定有限値を交互に周期的に
    くり返す電源電流を供給する手段と、該被測定回
    路の入力端に前記電源電流の有限値をとる時間の
    中央付近でトリガパルスを入力するパルス発生器
    と、該被測定回路の出力電流と、該ジヨセフソン
    論理回路にトリガパルスが与えられる前と後とで
    同様に増加する所定のバイアス電流とがコントロ
    ール入力として加えられる単一ジヨセフソンデバ
    イスからなる検出ゲートと、該検出ゲートが零電
    圧状態から電圧状態に変化したことを検出する変
    化検出手段を備え、前記トリガパルスが与えられ
    る前と後とで該検出ゲートが電圧状態に変化する
    のに要する前記バイアス電流の値の差により該被
    測定論理回路の出力電流振幅を得ることを特徴と
    するジヨセフソン論理回路出力電流振幅測定装
    置。
JP22211083A 1983-11-28 1983-11-28 ジョセフソン論理回路出力電流振幅測定装置 Granted JPS60114776A (ja)

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