JPS6352810B2 - - Google Patents

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JPS6352810B2
JPS6352810B2 JP14335880A JP14335880A JPS6352810B2 JP S6352810 B2 JPS6352810 B2 JP S6352810B2 JP 14335880 A JP14335880 A JP 14335880A JP 14335880 A JP14335880 A JP 14335880A JP S6352810 B2 JPS6352810 B2 JP S6352810B2
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JP
Japan
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JP14335880A
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Hiroyuki Abe
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6352810B2 publication Critical patent/JPS6352810B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/001—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits characterised by the elements used
    • H03M7/003—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits characterised by the elements used using superconductive devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はジヨセフソン集積回路、特にジヨセ
フソン、量子干渉計に用いるコード変換回路に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to Josephson integrated circuits, and more particularly to Josephson code conversion circuits used in quantum interferometers.

ジヨセフソン集積回路においては自然２進コー
ド表示や、グレイコード表示等種々の２進コード
表示が用いられる。論理演算においては自然２進
コードが主として用いられ、又入出力回路に用い
られるアナログ・デイジタル変換器においては、
グレイコードが用いられる事がある。これらの二
つの２進コードの間の変換を、ジヨセフソン集積
回路の技術を用いて実現するものが、この発明に
よるグレイコード→自然２進コード自然２進コー
ド→グレイコードのコード変換回路である。 Josephson integrated circuits use various binary code representations such as natural binary code representation and Gray code representation. Natural binary codes are mainly used in logical operations, and in analog-to-digital converters used in input/output circuits,
Gray code is sometimes used. The gray code to natural binary code and natural binary code to gray code code conversion circuit according to the present invention realizes conversion between these two binary codes using Josephson integrated circuit technology.

10進コード表示、グレイコード表示、自然２進
コード表示の間の対応関係を示したのが第１図で
ある。例えば10進コード表示の５には、グレイコ
ード表示の（111）、自然２進コード表示の（101）
が対応する。 FIG. 1 shows the correspondence between decimal code representation, Gray code representation, and natural binary code representation. For example, 5 in decimal code is (111) in gray code and (101) in natural binary code.
corresponds.

まずグレイコード表示｛AN、AN-1、…、A1｝
より、自然２表示｛BN、BN-1、…、B1｝への変
換について説明する。 First, gray code display {A N , A N-1 , ..., A 1 }
Now, the conversion to natural 2 representations {B N , B N-1 , . . . , B 1 } will be explained.

最上位ビツトについてはBN＝ANとする。第
（Ｎ−１）ビツトについては BN＝０のときBN-1＝AN-1 BN＝１のときBN-1＝AN-1 とする。以下第ｋビツト（ｋ＝Ｎ−２、…２、
１）については Bk+1＝０のときBk＝Ak Bk+1＝１のときBk＝k として、BN-2、…B2、B1がきまる。第２図は
（A3、A2、A1）の３ビツトグレイコード表示よ
り、（B3、B2、B1）の３ビツト自然２進表示への
変換の過程を示したものである。B3はA3に等し
く、B3とA2によつてB2が、B2とA1によつてB1が
決定されている。 For the most significant bit, B N =A N. For the (N-1)th bit, when B N =0, B N-1 = A N-1; when B N =1, B N-1 = A N-1 . Below, the kth bit (k=N-2,...2,
Regarding 1), when B k+1 = 0, B k = A k when B k+1 = 1, B k = k , and B N-2 ,...B 2 , B 1 are determined. Figure 2 shows the process of conversion from the 3-bit gray code representation of (A 3 , A 2 , A 1 ) to the 3-bit natural binary representation of (B 3 , B 2 , B 1 ). . B 3 is equal to A 3 , and B 2 is determined by B 3 and A 2 , and B 1 is determined by B 2 and A 1 .

つぎに、自然２進コード｛AN、AN-1、…、
A1｝よりグレイコード表示｛BN、BN-1、…、
B1｝への変換について説明する。 Next, the natural binary code {A N , A N-1 ,...,
Gray code display from A 1 } {B N , B N-1 ,...,
The conversion to B 1 } will be explained.

最上位ビツトについては、BN＝ANとする。第
（Ｎ−１）ビツトについては AN＝０のときBN-1＝AN-1 AN＝１のときBN-1＝N-1 とする。以下第ｋビツト（ｋ＝Ｎ−２、…２、
１）については Ak+1＝０のときBk＝Ak Ak+1＝１のときBk＝k として、BN-2、…、B2、B1がきまる。第３図は
（A3、A2、A1）の３ビツト自然２進表示より
（B3、B2、B1）のグレイコード表示１の変換の過
程を示したものであり、B3はA3に等しく、A3と
A2によつてB2がA2とA1によつてB1が決定されて
いる。 For the most significant bit, B N =A N. For the (N-1)th bit, when A N =0, B N-1 = A N- 1; when A N =1, B N-1 = N-1 . Below, the kth bit (k=N-2,...2,
Regarding 1), when A k+1 = 0, B k = A k when A k+1 = 1, B k = k , and B N-2 , . . . , B 2 , B 1 are determined. Figure 3 shows the process of converting the Gray code representation 1 of (B 3 , B 2 , B 1 ) from the 3-bit natural binary representation of (A 3 , A 2 , A 1 ), and B 3 is equal to A 3 , and A 3 and
B 2 is determined by A 2 and B 1 is determined by A 2 and A 1 .

上記のようなコード間の変換を実現するため
に、複数個のジヨセフソン接合とインダクタンス
及びこのインダクタンスと磁気的に結合する２本
の制御線をもつ、量子干渉計の特性を利用する。
量子渉計の等価回路は第４図に示される。図中で
Ｘ印で示すものはジヨセフソン接合J1、J2、J3で
ある。第５図は第４図の回路を模式的に表わし
た、簡略化した表示である。 In order to realize the conversion between codes as described above, the characteristics of a quantum interferometer, which has a plurality of Josephson junctions and inductances and two control lines magnetically coupled to the inductances, are utilized.
The equivalent circuit of the quantum interferometer is shown in FIG. Those indicated by X marks in the figure are Josephson junctions J 1 , J 2 , and J 3 . FIG. 5 is a simplified representation that schematically represents the circuit of FIG.

負荷抵抗RLで終端された回路にバイアス電流
IGを流し込む時端子より流れ出る電流をIO、
端子に生じる電圧をVOとするとき、 IG＜ImではIO＝０、VO＝０ IG＞ImではIO＝IG VO＝RL・IG となるような臨界電流Inが存在する。Inはインダ
クタンスＬと磁気的に結合される相互インダクタ
ンスＭを通じて制御電流IX1、IX2の関数となる。
第６図はInと（IX1×IX2）の関係を示したもの
である。 Bias current in circuit terminated with load resistor R L
When IG is applied, the current flowing out from the terminal is IO,
When the voltage generated at the terminal is VO, there exists a critical current In such that when IG<Im, IO=0 and VO=0, and when IG>Im, IO=IG and VO= RL.IG . I n is a function of the control currents IX 1 , IX 2 through a mutual inductance M that is magnetically coupled to an inductance L.
FIG. 6 shows the relationship between In and (IX 1 ×IX 2 ).

第６図に示した臨界電流Inの制御電流の和
（IX1＋IX2）に対する依存性はΦ0／Ｍを周期とす
る周期関数として表わされる。ここにΦ0は磁束
量子（2.07×10-15weber）、Ｍは相互インダクタ
ンスである。 The dependence of the critical current I n on the sum of control currents (IX 1 +IX 2 ) shown in FIG. 6 is expressed as a periodic function whose period is Φ 0 /M. Here, Φ 0 is the magnetic flux quantum (2.07×10 −15 weber), and M is the mutual inductance.

変換回路で用いられる電流の単位をIuとする。
第６図中でIn＝Iuなる直線とIn←→（IX1＋IX2）の
関係を表わす曲線の交点をI1、I2、I3とするとき I1＜Iu＜I2＜2Iu＜I3 となるようにIuを選ぶと次のような性質が得られ
る。 Let I u be the unit of current used in the conversion circuit.
In Figure 6, when I 1 , I 2 , and I 3 are the intersection points of the straight line I n = I u and the curve representing the relationship I n ←→(IX 1 + IX 2 ), I 1 < I u < I 2 If I u is chosen so that <2I u <I 3 , the following properties are obtained.

バイアス電流IGをIuに等しいとした時 IX1＝０のときIX2＝０ であれば IO＝０ VO＝０ IX2＝Iu であれば IO＝Iu VO＝RL・Iu IX1＝IuのときIX2＝０ であればIO＝Iu VO＝RL・Iu IX2＝IuであればIO＝０ VO＝０ となる。 When bias current IG is equal to I u , when IX 1 = 0, if IX 2 = 0, then IO = 0 VO = 0, if IX 2 = I u , then IO = I u VO = R L・I u IX When 1 = I u , if IX 2 = 0, then IO = I u VO = R L · I u IX 2 = I u , then IO = 0 VO = 0.

この発明の目的は、上記の量子干渉計の性質を
利用して、グレイ・コード表示から自然２進表示
への変換及び自然２進表示からグレイ・コード表
示の変換を可能にするジヨセフソン素子を用いた
２進コード変換回路を実現しようとするものであ
る。 The object of the present invention is to utilize the properties of the quantum interferometer described above to use a Josephson element that enables conversion from Gray code representation to natural binary representation and from natural binary representation to Gray code representation. This is an attempt to realize a binary code conversion circuit.

この発明によれば（Ｎ−１）個の二入力ジヨセ
フソン量子干渉計よりなり入力A1、A2…、
AN-1、ANをビツト要素とするグレイコード表示
より出力B1、B2、…、BN-1、BNをビツト要素と
する自然２進コードへの変換回路において、入力
ANに対応する入力電流ICNを出力電流IONとしION
を出力BNに対応させ、入力AN-1に対応する入力
電流ICN-1とIONを第（Ｎ−１）の二入力量子干渉
計に入力し、その出力電流ION-1をBN-1に対応さ
せ、以下Akに対応する入力電流ICkとIOk+1を第
ｋの二入力量子干渉計に入力し、その出力電流値
IOkをBkに対応させる（ｋ＝Ｎ−２、…、２、
１）事を特徴とするジヨセフソン素子を用いた２
進コード変換回路が得られる。 According to this invention, it consists of (N-1) two-input Josephson quantum interferometers, with inputs A 1 , A 2 . . .
In a conversion circuit for converting the output from the Gray code display having A N-1 , A N as bit elements to a natural binary code having B 1 , B 2 , ..., B N-1 , B N as bit elements, the input
Let the input current IC N corresponding to A N be the output current IO N and IO N
corresponds to the output B N , the input currents IC N-1 and IO N corresponding to the input A N-1 are input to the (N-1) two-input quantum interferometer, and the output current IO N-1 is The input currents IC k and IO k+1 corresponding to B N-1 and below A k are input to the k-th two-input quantum interferometer, and the output current value is
Make IO k correspond to B k (k=N-2,...,2,
1) Using a Josephson element characterized by
A hexadecimal code conversion circuit is obtained.

さらにこの発明によれば（Ｎ−１）個の二入力
ジヨセフソン量子干渉計よりなり、入力A1、…
ANをビツト要素とするＮビツト自然２進コード
表示より出力B1、…、BNをビツト要素とするＮ
ビツトグレイコード表示へ変換する回路におい
て、入力ANに対応する入力電流ICNを出力電流
IONとし、IONに出力BNに対応させ、入力AN-1に
対応する入力電流ICN-1とICNを第（Ｎ−１）の二
入力量子干渉計に入力し、その出力電流ION-1を
出力BN-1に対応させ、以下入力Akに対応する入
力電流ICkとICk+1を第ｋの二入力量子干渉計に入
力し、その出力電流IOkを出力Bkに対応させる
（ｋ＝Ｎ−２、…２、１）事を特徴とするジヨセ
フソン素子を用いた２進コード変換回路が得られ
る。 Further, according to the present invention, it consists of (N-1) two-input Josephson quantum interferometers, with inputs A 1 ,...
From an N-bit natural binary code representation with A N as a bit element, output B 1 ,...,N with B N as a bit element
In a circuit that converts to Bit Gray code display, the input current IC N corresponding to the input A N is converted into the output current
IO N , IO N corresponds to the output B N , input currents IC N-1 and IC N corresponding to the input A N-1 are input to the (N-1)th two-input quantum interferometer, and its output is The current IO N-1 is made to correspond to the output B N-1 , and the input currents IC k and IC k+1 corresponding to the input A k are inputted to the k-th two-input quantum interferometer, and the output current IO k is A binary code conversion circuit using Josephson elements is obtained, which is characterized in that it corresponds to the output B k (k=N-2, . . . 2, 1).

以下図面を用いて、この発明について詳細に説
明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第７図はこの発明の第１の発明の一実施例を示
す回路図である。例として４ビツトのグレイコー
ド表示より４ビツトの自然２進表示への変換回路
が示されている。IF3、IF2、IF1は２入力ジヨセ
フソン量子干渉計である。 FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment of the first aspect of the present invention. As an example, a circuit for converting a 4-bit Gray code representation to a 4-bit natural binary representation is shown. IF 3 , IF 2 , and IF 1 are two-input Josephson quantum interferometers.

グレイ・コード表示のビツト要素A4、A3、
A2、A1に対応する入力IC4、IC3、IC2、IC1が入
力される。AkとICkの対応関係は次の通りであ
る。 Gray code representation of bit elements A 4 , A 3 ,
Inputs IC 4 , IC 3 , IC 2 , and IC 1 corresponding to A 2 and A 1 are input. The correspondence between A k and IC k is as follows.

（ｋ＝４、３、２、１） Ak＝１のときICk＝Iu Ak＝０のときICk＝０ IC4はIF3のIX1として流入し、さらにIF3を通り
過ぎて、終端抵抗に流入するIO4となる。即ち
IO4＝IC4である。 (k=4, 3, 2, 1) When A k = 1, IC k = I u When A k = 0, IC k = 0 IC 4 flows in as IX 1 of IF 3 , and further passes through IF 3. , resulting in IO 4 flowing into the termination resistor. That is,
IO4 = IC4 .

IO4＝Iuに対してB4＝１ IO4＝０に対してB4＝０ を対応させると、自然２進表示の最上位ビツト
B4＝A4が得られる。 When IO 4 = I u corresponds to B 4 = 1 and IO 4 = 0 corresponds to B 4 = 0, the most significant bit of natural binary representation
B 4 =A 4 is obtained.

IF3にはIX2としてIC3が流入し、またIX1とし
てIO4が流入するのでB4＝１即ちIO4＝Iuの場合
A3＝１即ちIC3＝IuのときIO3＝０ A3＝０即ちIC3＝０のときIO3＝Iu B4＝０即ちIO4＝Iuの場合A3＝１即ちIC3＝Ikのと
きIO3＝Iu A3＝０即ちIC3＝０のときIO3＝０ IO3＝IuにB3＝1IO3＝０にB3＝０を対応させれ
ば、自然２進表示の上位より第２番目のビツト要
素B3が決定される。 IC 3 flows into IF 3 as IX 2 , and IO 4 flows into IX 1 , so if B 4 = 1, that is, IO 4 = I u
A 3 = 1, i.e. IC 3 = I u , then IO 3 = 0 A 3 = 0, i.e. IC 3 = 0, then IO 3 = I u B 4 = 0, i.e. IO 4 = I u , then A 3 = 1, i.e. IC When 3 = I k , IO 3 = I u A 3 = 0, that is, when IC 3 = 0, IO 3 = 0. If IO 3 = I u corresponds to B 3 = 1, and IO 3 = 0 corresponds to B 3 = 0, then The second bit element B3 from the higher order of the natural binary representation is determined.

以下、IF2のIX1としてIO3、IX2としてIC2を入
力した時のIF2の出力IO2についてIO2＝IuにB2＝
１をIO2＝０にB2＝０を対応させれば、自然２進
表示の上位より第３番目のビツト要素B2が定め
られる。最後にIF1のIX1としてIO2、IX2として
IC1を入力した時のIF1の出力IO1について、IO1＝
IuにB1＝１、IO1＝０にB1＝０を対応させると、
自然２進表示の最下位ビツト要素B1が得られる。
例えばグレイコード表示の（A4、A3、A2、A1）
＝（１、０、０、０）よりの変換を考えると、IC4
＝Iu、IC3＝IC2＝IC1＝０であり IO4＝IC4＝Iu従つてB4＝１ IF3の２入力はIO4＝Iu、IC3＝０であり、これ
よりIO3＝Iu、従つてB3＝１ IF2の２入力はIO3＝Iu、IC2＝０でありこれよ
りIO2＝Iu従つてB2＝１ IF1の２入力はIO2＝Iu、、IC1＝０であり、これ
よりIO1＝Iu従つてB1＝１ このようにして自然２進コード表示（B4、B3、
B2、B1）＝（１、１、１、１）が得られる。 Below, regarding the output IO 2 of IF 2 when IO 3 is input as IX 1 of IF 2 and IC 2 is input as IX 2 , IO 2 = I u and B 2 =
By associating 1 with IO 2 =0 and B 2 =0, the third bit element B 2 from the top of the natural binary representation is determined. Finally IF 1 IX 1 as IO 2 , IX 2 as
Regarding the output IO 1 of IF 1 when inputting IC 1 , IO 1 =
If I u corresponds to B 1 = 1, and IO 1 = 0 corresponds to B 1 = 0, then
The least significant bit element B1 in natural binary representation is obtained.
For example, gray code display (A 4 , A 3 , A 2 , A 1 )
Considering the conversion from = (1, 0, 0, 0), IC 4
= I u , IC 3 = IC 2 = IC 1 = 0, and IO 4 = IC 4 = I u , so B 4 = 1. The two inputs of IF 3 are IO 4 = I u , IC 3 = 0, and this From this, IO 3 = I u , therefore B 3 = 1. The two inputs of IF 2 are IO 3 = I u , IC 2 = 0, and from this, IO 2 = I u , therefore B 2 = 1. The two inputs of IF 1 are IO 2 = I u , , IC 1 = 0, from which IO 1 = I u and B 1 = 1. Thus, natural binary code representation (B 4 , B 3 ,
B 2 , B 1 )=(1, 1, 1, 1) is obtained.

第８図はこの発明の第２の発明の一実施例を示
す図面である。例として４ビツトの自然２進表示
より４ビツトのグレイコード表示への変換回路が
示されている。IF3、IF2、IF1は２入力量子干渉
計である。 FIG. 8 is a drawing showing an embodiment of the second invention. As an example, a conversion circuit from a 4-bit natural binary representation to a 4-bit Gray code representation is shown. IF 3 , IF 2 , and IF 1 are two-input quantum interferometers.

自然２進表示のビツト要素A4、A3、A2、A1に
対応する電流IC4、IC3、IC2、IC1が入力される
が、その対応関係は Ak＝１のときICk＝Iu Ak＝０のときICk＝０ である。（ｋ＝４、３、２、１） IC4はIF3のIX1として流入し、さらにIF3を通り
過ぎて、終端抵抗に流入するIO4となる。即ち、
IO4＝IC4である。 Currents IC 4 , IC 3 , IC 2 , and IC 1 corresponding to bit elements A 4 , A 3 , A 2 , and A 1 in natural binary representation are input, but their correspondence is IC when A k =1. When k =I u A k =0, IC k =0. (k=4, 3, 2, 1) IC 4 flows in as IX 1 of IF 3 , further passes through IF 3 , and becomes IO 4 that flows into the terminating resistor. That is,
IO4 = IC4 .

IO4＝Iuに対してB4＝１ IO4＝０に対してB4＝０ を対応させればグレイコード表示の最上位ビツト
要素B4（＝A4）が得られる。IC3はIF3のIX2とし
て流入し、さらにIF2のIX1として流入した後終
端抵抗に流入する。またIC2はIF2のIX2として流
入し、さらにIF1のIX1として流入した後終端抵
抗に流入する。またIC1はIF1のIX2として流入し
た後終端抵抗に流入する。 By associating B 4 =1 with IO 4 =I u and B 4 =0 with IO 4 =0, the most significant bit element B 4 (=A 4 ) of the Gray code display is obtained. IC 3 flows as IX 2 of IF 3 , further flows as IX 1 of IF 2 , and then flows into the terminating resistor. Further, IC 2 flows as IX 2 of IF 2 , further flows as IX 1 of IF 1 , and then flows into the terminating resistor. Moreover, IC 1 flows into the termination resistor after flowing in as IX 2 of IF 1 .

IF3の入力はIC4及びIC3である。 The inputs of IF 3 are IC 4 and IC 3 .

A4＝１即ちIC4＝Iuの場合A3＝１即ちIC3＝Iuな
らばIO3＝０ A3＝０即ちIC3＝０ならばIO3＝Iu A4＝０即ちIC4＝０の場合 A3＝１即ちIC3＝
IuならばIO3＝Iu A3＝０即ちIC3＝０ならばIO3
＝０ IO3＝IuにB3＝１を、IO3＝０にB3＝０を対応
させれば、グレイコード表示の上位より第２番目
のビツト要素B3が得られる。 A 4 = 1, i.e. IC 4 = I u , then A 3 = 1, i.e. IC 3 = I u , then IO 3 = 0 A 3 = 0, i.e. IC 3 = 0, then IO 3 = I u A 4 = 0, i.e. IC When 4 = 0, A 3 = 1 or IC 3 =
If I u , then IO 3 = I u A 3 = 0, that is, if IC 3 = 0, then IO 3
=0 By associating B 3 =1 with IO 3 =I u and B 3 =0 with IO 3 =0, the second bit element B 3 from the top of the Gray code display is obtained.

ついで、IF2にIC3、IC2を入力した時のIF2の出
力IO2について、IO2＝IuにB2＝１、IO2＝０にB2
＝０を対応させればグレイコード表示の上位より
第３番目のビツト要素B2が得られる。 Next, regarding the output IO 2 of IF 2 when IC 3 and IC 2 are input to IF 2 , IO 2 = I u has B 2 = 1, IO 2 = 0 has B 2
=0, the third bit element B2 from the top of the Gray code display is obtained.

最後にIF1にIC2、IC1を入力した時のIF1の出力
IO1について、IO1＝IuにB1＝１、IO2＝０に、B1
＝０を対応させればグレイコード表示の最下位ビ
ツト要素B1が決定される。 Finally, the output of IF 1 when inputting IC 2 and IC 1 to IF 1
For IO 1 , IO 1 = I u , B 1 = 1, IO 2 = 0, B 1
=0, the least significant bit element B1 of the Gray code display is determined.

例えば自然２進表示（A4、A3、A2、A1）＝
（１、０、１、０）よりの変換を考えると、IO4
＝IC4＝Iu従つてB4＝１ IF3の２入力はIC4＝Iu IC3＝０でありこれよ
りIO3＝Iu従つてB3＝１ IF2の２入力はIC3＝０、IC2＝Iuであり、これ
よりIO2＝Iu従つてBL＝１ IF1の２入力はIC2＝Iu、IC1＝０であり、これ
よりIO1＝Iu従つてB1＝１ となる。このようにしてグレイコード表示（B4、
B3、B2、B1）＝（１、１、１、１）が得られる。 For example, natural binary representation (A 4 , A 3 , A 2 , A 1 ) =
Considering the conversion from (1, 0, 1, 0), IO 4
= IC 4 = I u Therefore, B 4 = 1 The two inputs of IF 3 are IC 4 = I u IC 3 = 0, so IO 3 = I u Therefore, B 3 = 1 The two inputs of IF 2 are IC 3 = 0, IC 2 = I u , and from this, IO 2 = I u. Therefore, B L = 1. The two inputs of IF 1 are IC 2 = I u , IC 1 = 0, and from this, IO 1 = I u. Therefore, B 1 =1. In this way Gray code display (B 4 ,
B 3 , B 2 , B 1 )=(1, 1, 1, 1) is obtained.

この発明の実施例に用いられる二入力量子干渉
計としては、ラツチング型及び自己リセツト型の
いずれをも用いる事ができる。ラツチング型の量
子干渉型を用いる場合バイアス電流IGは二つの
入力信号電流が確立した後で立ち上らなければな
らないので、４ビツトグレイコード表示より自然
２進コード表示への変換回路において、IF3、
IF2、IF1に印加されるバイアス電流IG3、IG2、
IG1はこの順に遅れて、立ち上がらせなければな
らない。 As the two-input quantum interferometer used in the embodiments of the present invention, either a latching type or a self-resetting type can be used. When using the latching type quantum interference type, the bias current IG must rise after the two input signal currents are established, so in the conversion circuit from 4-bit Gray code display to natural binary code display, IF 3 ,
Bias currents applied to IF 2 , IF 1 IG 3 , IG 2 ,
IG 1 must be brought up later in this order.

例として、グレイコード（1000）より自然２進
表示（1111）への変換の場合のタイミングチヤー
トを第９図に示す。 As an example, FIG. 9 shows a timing chart for conversion from Gray code (1000) to natural binary representation (1111).

他方自然２進表示よりグレイコード表示への変
換回路においては、A4、A3、A2、A1に対応する
入力電流IC4、IC3、IC2、IC1が確立した後で、
IG1、IG2、IG3を同時に又逐次に立上らせればよ
い。 On the other hand, in the conversion circuit from natural binary representation to Gray code representation, after the input currents IC 4 , IC 3 , IC 2 , IC 1 corresponding to A 4 , A 3 , A 2 , A 1 are established,
It is sufficient to start up IG 1 , IG 2 , and IG 3 simultaneously or sequentially.

以上述べたように、この発明によるジヨセフソ
ン素子を用いた２進コード変換回路は、ジヨセフ
ソン量子干渉計の臨界電流の制御電流に対する依
存性にあらわれる周期性を利用してグレイコード
表示、自然２進表示相互間のコード変換を行わせ
るものであり、ジヨセフソン集積回路において広
く利用可能である。 As described above, the binary code conversion circuit using the Josephson element according to the present invention utilizes the periodicity that appears in the dependence of the critical current of the Josephson quantum interferometer on the control current to display gray code and natural binary representation. It performs code conversion between each other and is widely available in Josephson integrated circuits.

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

第１図は10進コード表示、グレイコード表示、
自然２進コード表示の対応関係を示す図面であ
る。第２図はグレイコード表示より自然２進表示
への変換の過程を示す図面である。第３図は自然
２進表示よりグレイコード表示への変換の過程を
示す図面である。第４図は量子干渉計の等価回路
を示す図面である。第５図は量子干渉計の簡略化
した表示を示す図面である。第６図は量子干渉計
の臨界電流Inの制御電流の和（IX1＋IX2）に対
する依存性を示す図面である。第７図はこの発明
の一実施例であるグレイコード表示より自然２進
表示への変換回路を示す図面である。第８図はこ
の発明の一実施例である自然２進表示より、グレ
イコード表示への変換回路を示す図面である。第
９図はグレイコード表示より自然２進表示への変
換回路についてのタイミングチヤートである。図
において、J1，J2，J3はジヨセフソン接合、Ｌは
インダクタンス、IX1，IX2は制御電流、IGはバ
イアス電流、IO1〜IO4は出力、IC1〜IC4は入力、
IF1〜IF3はジヨセフソン量子干渉計を示す。 Figure 1 shows decimal code display, gray code display,
It is a drawing showing the correspondence relationship of natural binary code display. FIG. 2 is a diagram showing the process of converting from Gray code representation to natural binary representation. FIG. 3 is a diagram showing the process of conversion from natural binary representation to Gray code representation. FIG. 4 is a drawing showing an equivalent circuit of a quantum interferometer. FIG. 5 is a drawing showing a simplified representation of a quantum interferometer. FIG. 6 is a diagram showing the dependence of the critical current I n of the quantum interferometer on the sum of control currents (IX 1 +IX 2 ). FIG. 7 is a diagram showing a conversion circuit from Gray code display to natural binary display, which is an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a drawing showing a conversion circuit from natural binary representation to Gray code representation, which is an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a timing chart for a conversion circuit from Gray code display to natural binary display. In the figure, J 1 , J 2 , J 3 are Josephson junctions, L is inductance, IX 1 , IX 2 are control currents, IG is bias current, IO 1 to IO 4 are outputs, IC 1 to IC 4 are inputs,
IF 1 to IF 3 indicate Josephson quantum interferometers.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ （Ｎ−１）個の二入力ジヨセフソン量子干渉
計よりなり入力A1、A2、…AN-1、ANをビツト要
素とするグレイコード表示より出力B1、B2、…、
BN-1、BNをビツト要素とする自然２進コードへ
の変換回路において、入力ANに対応する入力電
流ICNを出力電流IONとしIONを出力BNに対応さ
せ、入力AN-1に対応する入力電流ICN-1とIONを
第（Ｎ−１）の二入力量子干渉計に入力し、その
出力電流ION-1をBN-1に対応させ、以下Akに対応
する入力電流ICkとIOk+1を第ｋの二入力量子干渉
計に入力し、その出力電流値IOkをBkに対応させ
る（ｋ＝Ｎ−２、…、２、１）事を特徴とするジ
ヨセフソン素子を用いた２進コード変換回路。 ２ （Ｎ−１）個の二入力ジヨセフソン量子干渉
計よりなり、入力A1、…ANをビツト要素とする
Ｎビツト自然２進コード表示より出力B1、…、
BNをビツト要素とするＮビツトグレイコード表
示へ変換する回路において、入力ANに対応する
入力電流ICNを出力電流IONとし、IONに出力BNに
対応させ、入力AN-1に対応する入力電流ICN-1と
ICNを第（Ｎ−１）の二入力量子干渉計に入力し、
その出力電流ION-1を出力BN-1に対応させ、以下
入力Akに対応する入力電流ICkとICk+1を第ｋの二
入力量子干渉計に入力し、その出力電流IOkを出
力Bkに対応させる（ｋ＝Ｎ−２、…２、１）事
を特徴とするジヨセフソン素子を用いた２進コー
ド変換回路。[Claims] Consisting of 1 (N-1) two-input Josephson quantum interferometers, the output B 1 is output from a Gray code display with inputs A 1 , A 2 , ...A N-1 , A N as bit elements. B 2 ,...
In a conversion circuit to a natural binary code with B N-1 and B N as bit elements, input current IC N corresponding to input A N is set as output current IO N , IO N corresponds to output B N , and input A The input currents IC N-1 and IO N corresponding to N-1 are input to the (N-1) two-input quantum interferometer, and the output current IO N-1 is made to correspond to B N-1 . The input current IC k and IO k+1 corresponding to k are input to the k-th two-input quantum interferometer, and the output current value IO k is made to correspond to B k (k=N-2, ..., 2, 1 ) A binary code conversion circuit using Josephson elements. Consisting of 2 (N-1) two-input Josephson quantum interferometers, the outputs B 1 , . . . from an N-bit natural binary code representation with inputs A 1 , . . . A N as bit elements.
In a circuit that converts B N to an N-bit gray code display with bit elements, the input current IC N corresponding to the input A N is set as the output current IO N , IO N corresponds to the output B N , and the input A N-1 Input current IC corresponding to N-1 and
Input IC N into the (N-1)th two-input quantum interferometer,
The output current IO N-1 corresponds to the output B N-1 , and the input currents IC k and IC k+1 corresponding to the input A k are input to the k-th two-input quantum interferometer, and the output current IO A binary code conversion circuit using Josephson elements, characterized in that k corresponds to output B k (k=N-2, . . . 2, 1).
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