JPS62216422A - Josephson a/d converter - Google Patents

Josephson a/d converter

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Publication number
JPS62216422A
JPS62216422A JP5715986A JP5715986A JPS62216422A JP S62216422 A JPS62216422 A JP S62216422A JP 5715986 A JP5715986 A JP 5715986A JP 5715986 A JP5715986 A JP 5715986A JP S62216422 A JPS62216422 A JP S62216422A
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JP
Japan
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control line
bits
superconducting quantum
current
josephson
Prior art date
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Application number
JP5715986A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuji Nakanishi
中西 卓二
Haruo Yoshikiyo
吉清 治夫
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS62216422A publication Critical patent/JPS62216422A/en
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Abstract

PURPOSE:To convert even a small amplitude signal and perform A/D conversion with a high precision by making the method for input of relatively upper bits of an analog signal to be converted to comparators and that of relatively lower bits different from each other. CONSTITUTION:An input signal to be converted is inputted to comparators C1-C4 for lower four bits through a ladder type resistance circuit network consisting of eight resistances R to attain equivalent desired thresholds in lower bit comparators. Comparators C5-C8 for upper four bits have a common control line for input signal, and a current taking-out resistance Pn (n=5-8) is con nected to each comparator Cn (n=5-8), and the input signal current branched by the ladder type resistance circuit network is supplied to them. The length of the control line for input signal coupled to comparators C5-C8 is set to 1/2, 1/4, 1/8, and 1/6 successively, that is, the length of the control line for input signal coupled to one comparator is set to a half of that coupled to the preceding comparator.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は高速にして高精度を有し、かつ、被変換入力信
号の電流振幅が比較的小さくて済む、ジ目セフンンアナ
ログ変換器(以下「A/D変換器」という、)に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention provides a high-speed analog converter ( (hereinafter referred to as "A/D converter").

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図はアイ・ビー・エム、テクニカル・ディスクロー
ジャー・プルティンWc/7巻、lり7j年3月第10
号、第30!3ページ(IBM T、 D、 B、vo
l。
Figure 5 is from IBM, Technical Disclosure Plutin Wc/Volume 7, March 10th, 1970.
No. 30!3 page (IBM T, D, B, vo
l.

/7 、A / OMarch /り7j p、303
3)において、ツ了ぺ氏によって開示され企ジ冒セフン
ン A/D変換器(以下、「従来方法」という、)であ
り、−例として3ビツトの場合の回路構成図である。
/7, A/OMarch/ri7j p, 303
3) is a circuit configuration diagram of a 3-bit A/D converter (hereinafter referred to as the "conventional method") disclosed by Mr. Tsuryope.

本ジ冒セフソンA/D変換器は以下の動作原理を有する
。同図に示すように、本ジ冒セフンンA/D変換器は3
ビツトに対応して3個の3接合形超伝導量子干渉計(以
下「SQUより」という。)Ol。
The present Jifuson A/D converter has the following operating principle. As shown in the figure, this A/D converter has three
Three three-junction superconducting quantum interferometers (hereinafter referred to as "SQU") Ol correspond to the bits.

02.03を比較器とし、各5QUIDには被変換アナ
ログ信号(図中1a)  がそれぞれの共通制御電流線
に制御電流として印加される。ここでX印はジョセフソ
ン接合、Po(+1=/、 2.3.−、上位ビットは
どnが大きい)は出力電流取出し用抵抗である。各5Q
UIDの最大ジョセフソン電流値は12、即ち、制御電
流値に対して第6図に示すような周期的な閾値特性を有
する。即ち、On (n =/ + 2+3、・・・ 
)における該閾値における1周期相当の制御電流値を△
Icn  としな場合、△Icn/△Ic (n + 
/ )=+になるように、接合部の間隔を変えることに
より、各5QUIDのインダクタンス値が選ばれている
。かかる構成の場合、各5QUIDにパルス状のバイア
ス電流が共通に印加されると、 Iaが第6図の*の部
位の場合はその5QUIDは電圧転移し、それ以外の部
位ではその8QUIDは電圧転移しないことが容易に理
解できる・。そして電圧転移している比較器0口に接続
された抵抗Pnの両端に電位差が生じ、電圧転移してい
ない比較器Onに接続された抵抗pnの両端の電圧差は
ovである。このことがら本3ピツ) A/D変換器は
同図に示すように、被変換アナログ信号を2”−4水準
に分類し、かつ、それを3ビツトの2値付号(デジタル
)に符号化する機能を有していることが分る。なお第を
図ではグレイコードになっているが各8QUIDにおけ
る周期の始点をシフトすることによりバイナリ−コード
等が実現される。本例は3ビツトの場合であるが、一般
にnビットの場合でも同様に、n個の5QUIDを比較
器として用い、被変換アナログ信号を2n水準に分類し
、かつ、符号化する機能を有することは容易に理解でき
よう。
02.03 is used as a comparator, and an analog signal to be converted (1a in the figure) is applied to each 5QUID as a control current to each common control current line. Here, the mark X is a Josephson junction, and Po (+1=/, 2.3.-, where n is large for the upper bit) is a resistor for taking out the output current. Each 5Q
The maximum Josephson current value of the UID is 12, that is, it has periodic threshold characteristics with respect to the control current value as shown in FIG. That is, On (n=/+2+3,...
), the control current value corresponding to one cycle at the threshold value is △
If Icn, △Icn/△Ic (n +
The inductance value of each 5QUID is chosen by varying the spacing of the junctions such that / ) = +. In such a configuration, when a pulsed bias current is commonly applied to each of the 5 QUIDs, if Ia is at the location marked * in Figure 6, that 5 QUID will undergo voltage transition, and at other locations, the 8 QUID will undergo voltage transition. It is easy to understand that this is not the case. Then, a potential difference occurs between both ends of the resistor Pn connected to the comparator 0, which has undergone voltage transition, and the voltage difference between both ends of the resistor pn, which is connected to the comparator On, which has not undergone voltage transition, is ov. As shown in the figure, the A/D converter classifies the analog signal to be converted into 2"-4 levels and encodes it into a 3-bit binary code (digital). It can be seen that it has the function of converting into a gray code.Although it is a gray code in the figure, a binary code etc. can be realized by shifting the starting point of the period in each 8QUID.In this example, a 3-bit However, it is easy to understand that in general, even in the case of n bits, n 5QUIDs are used as comparators to classify and encode the analog signal to be converted into 2n levels. Good morning.

かかる原理のジョセフソンA/D変換器の場合、第6図
に示すような各ビットにおける等価的な閾値特性を実現
するには、従来以下の3種の方法が考えられていた。
In the case of the Josephson A/D converter based on this principle, the following three methods have been conventionally considered in order to realize equivalent threshold characteristics for each bit as shown in FIG.

■ 従来方法のごとく、各5QUIDの自己インダクタ
ンスとして、下位ビットから上位ビットへ頭次+の関係
を有するものにより構成する方法。
(2) As in the conventional method, the self-inductance of each 5QUID is constructed by having a positive relationship from the lower bit to the upper bit.

■ 第7図に示すように、各5QUID (0/、 0
2゜・・・)において、それにカップリングする入力信
号用制御線長さを下位ビットから上位ビットへ順次十に
なろように構成することにより、各制御線と各5QUI
D間の相互インダクタンスを順次1/2になるように構
成する方法。
■ As shown in Figure 7, each 5QUID (0/, 0
2°...), by configuring the length of the input signal control line coupled thereto to be 10 in order from the lower bit to the upper bit, each control line and each 5QUI
A method of configuring so that the mutual inductance between D is sequentially reduced to 1/2.

■ 第r図に示すように、各5QUID (0/、 0
2゜・・・)へ入力される被変換アナログ信号電流(制
御電流)の振幅を、梯子形抵抗回路網により下位ビット
から上位ビットへ順次1/2になるように構成する方法
■ As shown in Figure r, each 5QUID (0/, 0
A method in which the amplitude of the analog signal current to be converted (control current) input to the converter (control current) is sequentially halved from the lower bit to the upper bit using a ladder resistor network.

本方法は・各5QUIDの自己インダクタンス、相互イ
ンダクタンスとも同一であるが、各5QUIDへの入力
電流の振幅を制御することにより、等価的にそれら(自
己インダクタンス、tなは相互インダクタンス)を変化
させることと同等の機能を現出している。
In this method, the self-inductance and mutual inductance of each 5QUID are the same, but by controlling the amplitude of the input current to each 5QUID, they (self-inductance, t is mutual inductance) can be changed equivalently. It has the same functionality as .

しかしながら、これらの各方法は、要求変換精度が高く
なり、ピット数が増加するにつれて、それぞれ以下に示
すような欠点が顕著になることが明らかになった。即ち
、 ■の方法の場合、各ビットにおける5QUIDがそれぞ
れ異なシ、同一のプロセスを用いて、例えば♂21類と
いった大きく異なる多数の自己インダクタンスを、その
相対値が充分正確になるように設計、製作することは困
難であっな。
However, it has become clear that each of these methods suffers from the following drawbacks, as the required conversion accuracy increases and the number of pits increases. That is, in the case of method (2), the 5QUID in each bit is different, and using the same process, many different self-inductances, such as ♂21 type, are designed and manufactured so that their relative values are sufficiently accurate. It's difficult to do that.

■の方法の場合、各5QUIDにおける制御線のフリン
ジ効果や浮遊インダクタンスの影響が犬キ<・■の方法
の場合と同様に、同一のプロセスを用いて、例えば2種
類といった大きく異なる多数の相互インダクタンスを、
その相対値が十分正確になるように設計、!B作するこ
とは困難でめった。
In the case of the method (■), the fringe effect of the control line and the influence of the stray inductance in each 5QUID are small.As with the method (■), using the same process, many different mutual inductances, for example two types, can be generated. of,
Designed so that its relative value is accurate enough! It was difficult and rare to make a B.

■の方法の場合、かかる欠点は有しない。しかしながら
、本方法の場合、最上位ビットにおいては、もとの信号
振幅に対しその信号振幅が例えばNピッ) A/D変換
器の場合、+ゝになってしまう。一方、現実に設計可能
な8QUIDを考えた場合、閾値における/周期分あな
りの電流値として最低0、!mk程度は必要である・従
って、例えばrビットA/D変換器を想足し★場合、入
力信号が実際にrビット精度にディジタル変換される★
めには、フルスケール振幅として0.j x2 ”−1
)=4#mAもの大きい値を有する入力信号が必要であ
ることになシ、実際上微小振幅アナログ信号の人/D変
換が出来ないという欠点があった。
Method (2) does not have this drawback. However, in the case of this method, in the most significant bit, the signal amplitude becomes, for example, N pips (in the case of an A/D converter) + 200 cm compared to the original signal amplitude. On the other hand, when considering 8QUIDs that can be designed in reality, the current value at the threshold value/period is at least 0! About mk is necessary. Therefore, for example, if we consider an r-bit A/D converter, the input signal is actually converted digitally to r-bit precision.
For example, set the full scale amplitude to 0. j x2 ”-1
) = 4#mA, which requires an input signal having a large value, and has the disadvantage that it is practically impossible to perform human-to-digital conversion of minute amplitude analog signals.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、微小振幅アナログ信号の変換も可能で
、かつ高精度変換も可能なジョセフソンA/D変換器を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a Josephson A/D converter that is capable of converting minute amplitude analog signals and also capable of high precision conversion.

〔発明の構成〕 本発明は、Nビットジョセフンンλ/D変換器において
、 (1)比較的下位ビットの比較器には被変換入力信号を
梯子形抵抗回路網を通して入力させることにより、該下
位ビット比較器における相対的な所望の閾値を実現し、
比較的上位ビットの比較器には、それらに磁気的に結合
される制御線の、各々の5QUID比較器における相互
インダクタンスが、相対的にl、+1士。
[Structure of the Invention] The present invention provides an N-bit Josephine λ/D converter in which: (1) an input signal to be converted is inputted to a comparator of a relatively lower bit through a ladder resistor network; realizing the relative desired threshold in the bit comparator;
For relatively high-order bit comparators, the mutual inductance in each of the 5QUID comparators of the control lines magnetically coupled to them is relatively l, +1.

・・・のどとくに上位ビットになるに従って、順次1/
2になるように、それぞれの制御線のカップリング長さ
を靜榔七(形成するか、まなは(11)比較的下位ビッ
トの比較器の形成法はこれと同様とし、比較的上位ビッ
トの比較器を、それぞれの自己インダクタンスが、相対
的ニ1、++ 4−9・・・のどとくに上位ビットにな
るに従って順次1/2になるように形成するか、まなは
、上記一種のそれぞれの方法において、その下位および
上位の構成法を互いに逆にした構成法により、微小振幅
アナログ信号を高精度に変換可能にしたことを主要な特
徴とする。
...Sequentially 1/
2, the coupling length of each control line is set to 11. The comparators may be formed so that their respective self-inductances become 1/2 sequentially as the relative 21, ++4-9, etc. become more significant bits, or alternatively, each of the above-mentioned methods may be used. The main feature of the present invention is that it is possible to convert minute amplitude analog signals with high precision by using a configuration method in which the lower and higher order configuration methods are reversed.

従来の技術とは、各比較器への被変換信号の入力形態が
異なる。以下、具体的実施例にて詳細に説明する。
This method differs from the conventional technology in the input form of the converted signal to each comparator. A detailed explanation will be given below using specific examples.

〔実施例〕〔Example〕

(実施例/) 第1図は本発明の実施例であって、変換
精度rピットの場合について図示したものである・ 9N−4ビツトのうちの、下位m=μビットに該当する
該超伝導量子干渉計における該アナログ信号電流(制御
電流)入力用制御線のそれぞれの一端には、抵抗値&の
終端抵抗が直接か、もしくはそれが特性インピーダンス
几の超伝導線路を介して接続され、該制御線のそれぞれ
の他端は抵抗値几の2m個の抵抗よシなる梯子形抵抗回
路網のそれぞれのm個の分岐抵抗に接続され、残)の上
位N−m=μビットに該当するそれぞれの該超伝導量子
干渉計においては、それぞれに共通の7本の入力信号電
流用共通制御線が設置され、該共通制御線には上記該梯
子形抵抗回路網のそれぞれの分岐にて分岐し終えな信号
入力電流が供給される構造をなし、かつ、該N−m個の
超伝導量子干渉計に磁気的に結合される該共通制御線の
、各々の超伝導量子干渉計における相互インダクタンス
が、相対的にl1士、+・・・・のどとくに上位ビット
になるに従って、順次1/2になるように、それぞれの
該超伝導量子干渉計における該共通制御線のカップリン
グ長さが8÷杵壬形成されてなることを特徴とするジ目
セフンン人/D変換器である。
(Example/) Figure 1 is an example of the present invention, and is illustrated for the case of conversion accuracy r pits. At one end of each of the analog signal current (control current) input control lines in the quantum interferometer, a terminating resistor with a resistance value of & is connected directly or via a superconducting line with a characteristic impedance. The other end of each control line is connected to each m branch resistor of a ladder resistor network consisting of 2m resistors of resistance value 几, each corresponding to the upper N-m=μ bits of the remaining). In the superconducting quantum interferometer, seven common control lines for input signal current are installed, and the common control lines are connected to each other by branching at each branch of the ladder-shaped resistor network. The mutual inductance in each superconducting quantum interferometer of the common control line, which has a structure in which a signal input current is supplied and is magnetically coupled to the N-m superconducting quantum interferometers, is The coupling length of the common control line in each of the superconducting quantum interferometers is calculated by dividing the coupling length of the common control line in each superconducting quantum interferometer so that it becomes 1/2 relatively, especially as it becomes more significant. This is a J-eye/D converter characterized by its shape.

即ち、第1図に示すように、本A/D変換器の場合、下
位μビットの比較器(0/、 02. OJ。
That is, as shown in FIG. 1, in the case of this A/D converter, the lower μ bit comparators (0/, 02. OJ.

04t)へは、被変換入力信号をr個(4tXJ)の抵
抗値几よりなる梯子形抵抗回路網を通して入力させるこ
とにより、該下位ビット比較器における等価的な所望の
閾値を実現している。ま九各比較器On (n=/、 
2.3.≠)には電流取出し用抵抗pn (n=/、 
2. J、≠)が接続されている。ここで、第1図に示
すように、各比較器において、その入力線の一端を値が
凡の抵抗で終端し、他の一端を該梯子形抵抗回路網の分
岐抵抗(几)に接続する構造としているのは、インピー
ダンス整合を考慮したためであり、該整合が必ずしも必
要でない時には、両抵抗をまとめてもよい(2几)こと
は上位≠ビット(Oj、 CG、 07. OJ’) 
(D比較器は、その入力信号用制御線を共通とし、また
各比較器On (n =3.6.7.了)には電流取出
し用抵抗Pn (1=j、 &+ 71 ? )が接続
されている。そ−れに上記梯子形抵抗回路網にて分岐し
終えた入力信号電流が供給される構造とする。そして、
そのそれぞれの比較器にカップリングする入力信号用制
御線長さをその下位ピッ) (OJ″)から上位ビット
(Or >へ順次士2士、香、へ、即ち、順次すぐ上位
のビットの1/2になるように構成する。従って、それ
らの各々の5QUID比較器における相互インダクタン
スが、相対的にi、 +1 +、・・・のどとくに上位
ビットになるに従って小さくなるように形成されること
になシ、下位ビットの場合と同様に該上位ビット比較器
においても、その等価的な所望の閾値が実現されること
が分る。
04t), an equivalent desired threshold value in the lower bit comparator is realized by inputting the input signal to be converted through a ladder resistor network consisting of r (4tXJ) resistance values. Each comparator is turned on (n=/,
2.3. ≠) is a current extraction resistor pn (n=/,
2. J, ≠) are connected. Here, as shown in Fig. 1, one end of the input line of each comparator is terminated with a resistor of ordinary value, and the other end is connected to a branch resistor (几) of the ladder-shaped resistor network. The reason for this structure is to take impedance matching into consideration, and when matching is not absolutely necessary, both resistors may be combined (2 liters). This means that upper ≠ bits (Oj, CG, 07. OJ')
(The D comparators use a common input signal control line, and each comparator On (n = 3.6.7. completed) is connected to a current extraction resistor Pn (1 = j, &+71?) The structure is such that the input signal current that has been branched through the ladder resistor network is supplied to it.
The length of the control line for the input signal coupled to each comparator is determined from the lower bit (OJ'') to the upper bit (Or >), i.e., to the immediately upper bit (Or >), that is, to the immediately higher bit /2. Therefore, the mutual inductance in each of these 5QUID comparators is formed so that it becomes relatively smaller as it becomes more significant bits. However, it can be seen that the equivalent desired threshold value is realized in the upper bit comparator as well as in the case of the lower bit.

このように構成しな場合、5QUIDの閾値における1
周期分あ走りの電流値を0.3mkとすると、被変換入
力信号のフルスケール振幅はOJ×2”=μm人、即ち
、従来の梯子形抵抗回路網を用いた場合に比べて、入力
信号のフルスケール振幅が16分のlで済むことになシ
、充分微小な信号が変換可能であることが分る。一方、
上位φビットの比較器における制御線長さの水準も≠水
準のみでらυ、同一プロセスで充分正確な相対精度が実
現可能な水準数であシ、高精度変換も可能であることが
分る。
If not configured in this way, 1 at the 5QUID threshold
If the current value for the period is 0.3 mk, the full-scale amplitude of the input signal to be converted is OJ x 2" = μm, that is, the input signal is smaller than when using a conventional ladder resistor network. It can be seen that a sufficiently small signal can be converted since the full scale amplitude of is only 1/16.
It can be seen that the level of the control line length in the comparator of the upper φ bit is ≠ only the level υ, and the number of levels is such that sufficiently accurate relative accuracy can be achieved in the same process, and high-precision conversion is also possible. .

ここで、本例においては、精度rビットのうち等分のμ
ビットずつを上記一種の異なる入力法に振り分けたが、
入力最大振幅、およびチップ製造プロセスの困難さに応
じて、例えば、それを3ビツトとjビットのごとくに、
非等分11分けても良いことは勿論である。
Here, in this example, μ is an equal portion of r bits of precision.
I distributed each bit to one of the above different input methods, but
Depending on the input maximum amplitude and the difficulty of the chip manufacturing process, it can be divided into, for example, 3 bits and j bits.
Of course, it may be divided into 11 unequal parts.

(実施例2) 第2図は本発明の他の実施例であつて、
実施例1と同様に変換精度tビットの場合について図示
したものである。同図に示すように、本例の場合、下位
≠ビットの入力方法は実施例/と同一であるが、上位≠
ピッ)(OJ″、OA。
(Example 2) FIG. 2 shows another example of the present invention,
As in the first embodiment, the diagram shows a case where the conversion precision is t bits. As shown in the figure, in this example, the input method for the lower ≠ bit is the same as in the embodiment, but the upper ≠
Beep) (OJ″, OA.

07、Of)の比較器が従来方法と同様に、それぞれの
自己インダクタンスが++ ++  番+ ・・・のど
とくに上位ビットになるに従うて順次1/2になるよう
に形成されているところが実施例1と異なる。
Embodiment 1 shows that the comparators of 07, Of) are formed in the same way as in the conventional method, so that the self-inductance of each one becomes 1/2 sequentially as it goes to the upper bits. different from.

本構成から、本実施例の効果は実施例1と全く同様であ
ることは容易に理解出来よう。また、実施例1と同様に
、本例においても、精度rビットのうち、上記上位およ
び下位ビットの2種の異なる入力法への振り分けを、例
えば、それを3ビツトとjビットのごとくに、非等分に
しても良いことは勿論である。
From this configuration, it can be easily understood that the effects of this embodiment are exactly the same as those of the first embodiment. Also, in this example, as in the first embodiment, the upper and lower bits of the r bits of precision are distributed to two different input methods, for example, 3 bits and j bits. Of course, it may be divided into unequal parts.

(実施例3) 第3図は本発明の他の実施例でラシ、本
例は実施例1における、その比較的下位ビットにおける
信号入力法と、比較的上位ビットにおける信号入力法を
互いに逆にした構成例であシ、その効果は実施例1と全
く同様でおる。
(Embodiment 3) FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this example, the signal input method for relatively lower bits and the signal input method for relatively upper bits in Embodiment 1 are reversed. This configuration example has the same effect as the first embodiment.

(実施例μ) 第≠図は本発明の他の実施例でアシ、本
例は実施例コにおける、その比較的下位ビットにおける
信号入力法と、比較的上位ビットにおける信号入力法を
互いに逆にした構成例であυ、その効果は実施例λと全
く同様である。
(Embodiment μ) Figure ≠ shows another embodiment of the present invention, and in this example, the signal input method for relatively lower bits and the signal input method for relatively higher bits in Example 2 are reversed. This is a configuration example υ, and the effect is exactly the same as that of the embodiment λ.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は、ジ1セ7ンンA/D変
換器において、被変換アナログ信号の比較的上位ビット
の比較器への入力法と、その比較的下位ビットの比較器
への入力法を別種にした企め、小振幅信号の変換も可能
で、かつ高精度な人/D変換が出来るという利点がある
As explained above, the present invention provides a method for inputting relatively high-order bits of an analog signal to be converted to a comparator and a method for inputting relatively low-order bits of the analog signal to a comparator in a seven-channel A/D converter. It has the advantage of using a different type of input method, being able to convert small amplitude signals, and performing highly accurate human/D conversion6.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1l:本発明による?ビットジ璽セフンン入/D変換
器の一実施例、 第2図、第3図1w、μ図二本発明によるrビットジ冒
セ7ンンA / D変換器の他の実施例、第5図:従来
のジ讐セフンンA/D変換器の回路構成例、 第6図:本発明及び従来のジョセフンンA/D変換器各
比較器5QUIDにおける、最大ジョセフンン電流値対
制御電流特性、 第7C1従来のNビットジlセフンンA/D 変換器の
他の構成例、 第、r図:i来のNビットジ冒セフンンλ/D変換器の
他の構成例。
Part 1: According to the invention? One embodiment of the bit input A/D converter, FIG. 2, FIG. 3, FIG. Figure 6: Maximum current value versus control current characteristics in each comparator 5QUID of the present invention and the conventional A/D converter; 7C1 Conventional N-bit digital converter circuit configuration example. Another example of the configuration of the A/D converter; Figure 1: Another example of the configuration of the conventional N-bit λ/D converter.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ジョセフソン素子を用いたN個の比較器からNビ
ットのデジタル信号を並列にとり出す全並列形A/D変
換器であって、N個の該比較器は電流制御形超伝導量子
干渉計(SQUID)により構成され、かつ、それぞれ
の該比較器に入力される被変換アナログ信号電流に対す
る最大ジョセフソン電流値の周期的な閾値特性の周期が
、下位ビットの比較器から上位ビットの比較器になるに
従い順次2倍になるように変化するジョセフソンA/D
変換器において、 該Nビットのうちの、下位mビットに該当 するそれぞれの該超伝導量子干渉計における該アナログ
信号電流の振幅が、梯子形抵抗回路網を用いて、下位ビ
ットから上位ビットに順次1/2になるように該超伝導
量子干渉計のそれぞれに入力信号電流用制御線が接続さ
れ、残りの上位N−mビットに該当するそれぞ れの該超伝導量子干渉計に共通の1本の入力信号電流用
共通制御線が設置され、該共通制御線には上記該梯子形
抵抗回路網にて分岐し終えた信号入力電流が供給される
構造をなし、かつ、該N−m個の超伝導量子干渉計に磁
気的に結合される該共通制御線の、各々の超伝導量子干
渉計における相互インダクタンスが、下位ビットから上
位ビットになるに従って順次1/2になるように、それ
ぞれの該超伝導量子干渉計における該共通制御線のカッ
プリング長さが形成されてなることを特徴とするジョセ
フソンA/D変換器。
(1) A fully parallel A/D converter that extracts N-bit digital signals in parallel from N comparators using Josephson elements, and the N comparators are current-controlled superconducting quantum interference The period of the periodic threshold characteristic of the maximum Josephson current value for the converted analog signal current input to each comparator is determined by the comparison from the lower bit comparator to the upper bit comparator. Josephson A/D that gradually doubles as the device grows
In the converter, the amplitude of the analog signal current in each of the superconducting quantum interferometers corresponding to the lower m bits of the N bits is sequentially converted from the lower bit to the upper bit using a ladder resistor network. An input signal current control line is connected to each of the superconducting quantum interferometers so that the current is 1/2, and one common control line to each of the superconducting quantum interferometers corresponding to the remaining upper N-m bits is connected to the input signal current control line. A common control line for input signal current is installed, and the common control line has a structure in which the signal input current that has been branched at the ladder resistor network is supplied, and The mutual inductance in each superconducting quantum interferometer of the common control line magnetically coupled to the conducting quantum interferometer is reduced to 1/2 from the lower bit to the upper bit. A Josephson A/D converter, characterized in that the coupling length of the common control line in a conduction quantum interferometer is formed.
(2)ジョセフソン素子を用いたN個の比較器からNビ
ットのデジタル信号を並列にとり出す全並列形A/D変
換器であって、N個の該比較器は電流制御形超伝導量子
干渉計(SQUID)により構成され、かつ、それぞれ
の該比較器に入力される被変換アナログ信号電流に対す
る最大ジョセフソン電流値の周期的な閾値特性の周期が
、下位ビットの比較器から上位ビットの比較器になるに
従い順次2倍になるように変化するジョセフソンA/D
変換器において、 該Nビットのうちの、下位mビットに該当 する該超伝導量子干渉計における該アナログ信号電流の
振幅が、梯子形抵抗回路網を用いて、下位ビットから上
位ビットに順次1/2になるように該超伝導量子干渉計
のそれぞれに入力信号電流用制御線が接続され、 残りの上位N−mビットに該当するそれぞ れの該超伝導量子干渉計に共通の1本の入力信号電流用
共通制御線が接続され、該共通制御線には上記該梯子形
抵抗回路網にて分岐し終えた信号入力電流が供給される
構造をなし、かつ、該N−m個の超伝導量子干渉計にお
いては、それぞれの自己インダクタンスが、下位ビット
から上位ビットになるに従って順次1/2になるように
形成されてなることを特徴とするジョセフソンA/D変
換器。
(2) A fully parallel A/D converter that extracts N-bit digital signals in parallel from N comparators using Josephson elements, and the N comparators are current-controlled superconducting quantum interference The period of the periodic threshold characteristic of the maximum Josephson current value for the converted analog signal current input to each comparator is determined by the comparison from the lower bit comparator to the upper bit comparator. Josephson A/D that gradually doubles as the device grows
In the converter, the amplitude of the analog signal current in the superconducting quantum interferometer corresponding to the lower m bits of the N bits is sequentially reduced by 1/1 from the lower bits to the upper bits using a ladder resistor network. An input signal current control line is connected to each of the superconducting quantum interferometers so that the input signal current control line is connected to each of the superconducting quantum interferometers so that the input signal current control line is connected to one input signal common to each of the superconducting quantum interferometers corresponding to the remaining upper N-m bits. A common control line for current is connected, and the common control line is supplied with the signal input current that has been branched at the ladder resistor network, and the N-m superconducting quantum In an interferometer, a Josephson A/D converter is characterized in that each self-inductance is formed so as to be halved successively from lower bits to upper bits.
(3)ジョセフソン素子を用いたN個の比較器からNビ
ットのデジタル信号を並列にとり出す全並列形A/D変
換器であって、N個の該比較器は電流制御形超伝導量子
干渉計(SQUID)により構成され、かつ、それぞれ
の該比較器に入力される被変換アナログ信号電流に対す
る最大ジョセフソン電流値の周期的な閾値特性の周期が
、下位ビットの比較器から上位ビットの比較器になるに
従い、順次2倍になるように変化するジョセフソンA/
D変換器において、 該Nビットのうちの、下位mビットに該当 するそれぞれの該超伝導量子干渉計に共通の1本の入力
信号電流用共通制御線が設置され、かつ、該m個の超伝
導量子干渉計に磁気的に結合される該共通制御線の、各
々の超伝導量子干渉計における相互インダクタンスが、
下位ビットから上位ビットになるに従って順次1/2に
なるように、それぞれの該超伝導量子干渉計における該
共通制御線のカップリング長さが形成され、 残りの上位N−mビットに該当するそれぞ れの該超伝導量子干渉計における該アナログ信号電流の
振幅が梯子形抵抗回路網を用いて、下位ビットから上位
ビットに順次1/2になるように、該超伝導量子干渉計
のそれぞれに入力信号電流用制御線が接続される構造を
なし、該梯子形抵抗回路網の入力端に、上記m個の超伝
導量子干渉計における該共通制御線の出力端が接続され
てなることを特徴とするジョセフソンA/D変換器。
(3) A fully parallel A/D converter that extracts N-bit digital signals in parallel from N comparators using Josephson elements, and the N comparators are current-controlled superconducting quantum interference The period of the periodic threshold characteristic of the maximum Josephson current value for the converted analog signal current input to each comparator is determined by the comparison from the lower bit comparator to the upper bit comparator. Josephson A that gradually doubles as it becomes a vessel/
In the D converter, one input signal current common control line is installed common to each of the superconducting quantum interferometers corresponding to the lower m bits of the N bits, and The mutual inductance in each superconducting quantum interferometer of the common control line magnetically coupled to the conducting quantum interferometer is
The coupling length of the common control line in each superconducting quantum interferometer is formed so that it becomes 1/2 from the lower bit to the upper bit, and each of the coupling lengths corresponding to the remaining N−m upper bits is An input signal is input to each of the superconducting quantum interferometers so that the amplitude of the analog signal current in the superconducting quantum interferometers becomes 1/2 sequentially from the lower bit to the upper bit using a ladder resistor network. It has a structure in which a current control line is connected, and is characterized in that the output end of the common control line in the m superconducting quantum interferometers is connected to the input end of the ladder-shaped resistance network. Josephson A/D converter.
(4)ジョセフソン素子を用いたN個の比較器からNビ
ットのデジタル信号を並列にとり出す全並列形A/D変
換器であって、N個の該比較器は電流制御形超伝導量子
干渉計(SQUID)により構成され、かつ、それぞれ
の該比較器に入力される被変換アナログ信号電流に対す
る最大ジョセフソン電流値の周期的な閾値特性の周期が
、下位ビットの比較器から上位ビットの比較器になるに
従い順次2倍になるように変化するジョセフソンA/D
変換器において、 該Nビットのうちの、下位mビットに該当 するそれぞれの該超伝導量子干渉計に共通の1本の入力
信号電流用共通制御線が設置され、かつ、該m個の超伝
導量子干渉計のそれぞれの自己インダクタンスが、下位
ビットから上位ビットになるに従って順次1/2になる
ように形成され、 残りの上位N−mビットに該当する該超伝 導量子干渉計における該アナログ信号電流の振幅が梯子
形抵抗回路網を用いて、下位ビットから上位ビットに順
次1/2になるように、該超伝導量子干渉計のそれぞれ
に入力信号電流用制御線が接続される構造をなし、該梯
子形抵抗回路網の入力端に、上記m個の超伝導量子干渉
計における該共通制御線の出力端が接続されてなること
を特徴とするジョセフソンA/D変換器。
(4) A fully parallel A/D converter that extracts N-bit digital signals in parallel from N comparators using Josephson elements, and the N comparators are current-controlled superconducting quantum interference The period of the periodic threshold characteristic of the maximum Josephson current value for the converted analog signal current input to each comparator is determined by the comparison from the lower bit comparator to the upper bit comparator. Josephson A/D that gradually doubles as the device grows
In the converter, one input signal current common control line common to each of the superconducting quantum interferometers corresponding to the lower m bits of the N bits is installed, and the m superconducting The self-inductance of each quantum interferometer is formed to be 1/2 from the lower bit to the upper bit, and the analog signal current in the superconducting quantum interferometer corresponding to the remaining upper N-m bits is a structure in which an input signal current control line is connected to each of the superconducting quantum interferometers so that the amplitude of the superconducting quantum interferometer is sequentially reduced to 1/2 from the lower bit to the upper bit using a ladder-shaped resistance network; A Josephson A/D converter, characterized in that the output end of the common control line of the m superconducting quantum interferometers is connected to the input end of the ladder-shaped resistance network.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526683A (en) * 1991-07-19 1993-02-02 Fujikura Ltd Sensor signal digitizing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526683A (en) * 1991-07-19 1993-02-02 Fujikura Ltd Sensor signal digitizing device

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