RU2319300C1 - Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора - Google Patents
Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319300C1 RU2319300C1 RU2006140908/09A RU2006140908A RU2319300C1 RU 2319300 C1 RU2319300 C1 RU 2319300C1 RU 2006140908/09 A RU2006140908/09 A RU 2006140908/09A RU 2006140908 A RU2006140908 A RU 2006140908A RU 2319300 C1 RU2319300 C1 RU 2319300C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- frequency
- phase
- loop
- junction
- Prior art date
Links
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 9
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 101150080418 ddp-1 gene Proteins 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L2207/00—Indexing scheme relating to automatic control of frequency or phase and to synchronisation
- H03L2207/12—Indirect frequency synthesis using a mixer in the phase-locked loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам фазовой синхронизации и может быть использовано для фазовой автоподстройки и стабилизации частоты генераторов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности синхронизации криогенного генератора за счет уменьшения задержки сигнала в петле системы фазовой автоподстройки частоты. Предлагаемое устройство содержит генератор на длинном джозевсоновском переходе (ДДП), два охлаждаемых НЕМТ усилителя, гармонический смеситель, основанный на переходе сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС), опорный синтезатор частот диапазона 19-20 ГГц, фазовый детектор, который выполнен на туннельном СИС-переходе, петлевой LC-фильтр нижних частот, опорный синтезатор частот диапазона 0.1-1 ГГц, при этом фазовый детектор, генератор на ДДП, гармонический смеситель, два охлаждаемых НЕМТ усилителя и петлевой LC фильтр нижних частот размещены в криостате криогенного генератора. 7 ил.
Description
Изобретение относится к системам фазовой синхронизации и может быть использовано для фазовой автоподстройки и стабилизации частоты генераторов.
Известен аналог предлагаемого технического решения - система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для терагерцового квантового каскадного лазера [1]. Квантовый каскадный лазер находится в криостате и является генератором терагерцового излучения. Его частота равна примерно 2.75 ТГц. Сигнал генератора состоит из двух близких мод и идет на смесительный элемент (болометр на горячих электронах), находящийся при температуре жидкого гелия. На выходе болометра формируется сигнал, равный разности двух мод генератора (частотой примерно 7 ГГц). Поскольку моды имеют различные коэффициенты зависимости излучаемой частоты от тока, подаваемого на квантовый каскадный лазер, частота их разностного сигнала управляется током питания генератора. По разностному сигналу производится взаимная синхронизация мод. Для этого он подается на систему ФАПЧ, включающую усилитель, электронный блок ФАПЧ на полупроводниковых элементах, спектроанализатор, и необходимые связующие элементы. В данном техническом решении для фазовой автоподстройки использовался электронный блок EIP 575 с шириной полосы до 10 КГц.
Недостатком аналога является низкая эффективность фазовой синхронизации, а именно узкая полоса синхронизации и большие фазовые шумы. К недостаткам относится также то, что при попытке значительно увеличить полосу синхронизации становится существенной задержка сигнала, возникающая за счет его большого пути следования от криогенного генератора к фазовому детектору, находящемуся вне криостата при комнатной температуре.
Прототипом предлагаемого технического решения служит система ФАПЧ для длинного джозефсоновского перехода (ДДП), являющегося сверхпроводниковым генератором на однонаправленном потоке магнитных вихрей (так называемый flux-flow oscillator, FFO) [2]. Данное устройство используется для стабилизации частоты ДДП и является широкополосной системой ФАПЧ, имеющей полосу синхронизации около 12 МГц. Блок-схема устройства-прототипа показана на Фиг.1. Оно подключено к микрочипу 12, содержащему ДДП 1 и гармонический смеситель 2, основанный на переходе сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС) [3]. Микрочип 12 расположен в криостате 11 при температуре жидкого гелия (4.2 К). ДДП является перестраиваемым генератором, управляемым напряжением, и работает в диапазоне 100-700 ГГц. Гармонический смеситель 2 используется для понижения частоты сигнала ДДП 1 с нескольких сот гигагерц до 400 МГц [4]. Рассматриваемая система-прототип включает: усилители сигнала 400 МГц 4 и 5; электронный блок ФАПЧ 6, содержащий фазовый детектор, систему регулировки усиления сигнала детектора, петлевой фильтр; опорный синтезатор 7; спектроанализатор 8 для наблюдения пониженного по частоте спектра ДДП; блоки питания элементов системы. Соединительные кабели 9, 10, ведущие сигнал от элементов внутри криостата 11 к электронному блоку ФАПЧ 6 и обратно, имеют суммарную длину около 2 м.
Сигнал ДДП 1, который с помощью гармонического смесителя 2 и опорного синтезатора диапазона 19-21 ГГц 3 понижен по частоте до 400 МГц, поступает на охлаждаемый НЕМТ усилитель 4 [5], размещенный внутри криостата 11. Затем сигнал проходит через усилитель 5, расположенный вне криостата при комнатной температуре, и подается на вход электронного блока системы ФАПЧ 6. Фазовый детектор, размещенный в этом блоке, представляет собой схему на полупроводниковых элементах. В электронном блоке проводится сравнение по фазе поступившего на вход сигнала с сигналом опорного синтезатора частоты 400 МГц 7. В результате вырабатывается выходной сигнал ошибки, который подается на ДДП 1 и подстраивает его частоту.
Недостатком данной системы является ограниченная эффективность ее работы, проявляющаяся в лимитировании ее ширины полосы синхронизации и связанная с задержкой сигнала, во-первых, в микросхеме электронного блока (около 5 нс), во-вторых, в соединительных кабелях в петле ФАПЧ (около 10 нс). Ограничение, вызванное длиной проводов, является принципиальным, поскольку фазовый детектор находится вне криостата при комнатной температуре, а большая протяженность кабелей необходима, чтобы обеспечить приемлемо малый поток тепла по ним в гелиевый объем.
Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности синхронизации криогенного генератора за счет уменьшения задержки сигнала в петле системы фазовой автоподстройки частоты.
Поставленная цель достигается тем, что все элементы петли системы, в том числе и фазовый детектор, размещены в криостате, что исключает необходимость наличия длинных соединительных кабелей в петле ФАПЧ.
Поставленная цель достигается также тем, что фазовый детектор выполнен в виде туннельного СИС перехода, что позволяет ему работать при температуре жидкого гелия и располагаться в одном криообъеме с генератором, т.е. в непосредственной близости от него.
Поставленная цель достигается тем, что по сравнению с прототипом СИС-переход, работая как фазовый детектор, не создает задержки в петле ФАПЧ.
Принципиально новым в представленном техническом решении, по сравнению с известным, является то, что
- все элементы петли ФАПЧ, включая фазовый детектор, размещены в криостате генератора в объеме, находящемся при температуре жидкого гелия;
- фазовый детектор выполнен в виде туннельного СИС-перехода.
Перечень фигур и графических изображений.
Фиг.1. Схема устройства-прототипа. 1 - генератор диапазона 100-700 ГГц (ДДП), 2 - гармонический СИС-смеситель, 3 - опорный синтезатор диапазона 19-20 ГГц, 4 - охлаждаемый НЕМТ усилитель (30 дБ), 4 - усилитель (60 дБ), 6 - электронный блок ФАПЧ, 7 - опорный синтезатор частоты 400 МГц, 8 - спектроанализатор, 9 и 10 - соединительный кабель длиной 1 м, 11 - криостат, 12 - микрочип.
Фиг.2. Схема предлагаемого технического решения. 1 - генератор на длинном джозефсоновском переходе (ДДП) диапазона 100-700 ГГц, 2 - гармонический смеситель, основанный на переходе сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС), 3 - опорный синтезатор частот диапазона 19-20 ГГц, 4 - первый охлаждаемый НЕМТ усилитель, 5 - второй охлаждаемый НЕМТ усилитель, 6 - криогенный фазовый детектор, выполненый на тунельном СИС-переходе, 7 - опорный синтезатор частот диапазона 0.1-1 ГГц, 8 - спектроанализатор, 9 - петлевой LC-фильтр нижних частот, 10 - микрочип, 11 - криостат.
Фиг.3. Спектры ДДП, пониженные по частоте: 1 - автономный спектр (ширина линии 3.4 МГц); 2 - синхронизированный с пощью устройства-прототипа с длиной петли 2 м (спектральное качество 72%), 3 - синхронизированный с помощью устройства-прототипа с длиной петли 3 м (спектральное качество 63%); 4 - синхронизированный с помощью устройства-прототипа с длиной петли 4 м (спектральное качество 55%).
Фиг.4. Зависимость доли синхронизируемой мощности СК от длины проводов и задержки в петле ФАПЧ устройства-прототипа. Ширина автономной линии ДДП 3.4 МГц.
Фиг.5. Экспериментально измеренные вольт-амперные характеристики СИС-перехода: 1 - автономная ВАХ, 2 - подан один сигнал, 3 - поданы два сигнала синфазно, 4 - поданы два сигнала противофазно, 5 - разность кривых 3 и 4 (фазовый отклик). Частота сигналов 4 ГГц.
Фиг.6. Зависимость тока накачки СИС-перехода I от амплитуды приходящего высокочастотного сигнала А. Напряжение на переходе 2.55 мВ.
Фиг.7. Сравнительный рисунок. Экспериментально измеренные пониженные по частоте спектры ДДП: автономная линия излучения ДДП шириной 5.5 МГц; 2 - ДДП синхронизирован предлагаемым устройством (спектральное качество 70%); 3 - ДДП синхронизирован устройством-прототипом (спектральное качество 61%).
Предлагаемое техническое решение содержит следующие основные элементы (Фиг.2): генератор на длинном джозефсоновском переходе (ДДП) 1, гармонический смеситель 2, основанный на переходе сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС), опорный синтезатор частот диапазона 19-20 ГГц 3, первый охлаждаемый НЕМТ усилитель 4, второй охлаждаемый НЕМТ усилитель 5, фазовый детектор, выполненый на тунельном СИС-переходе 6, опорный синтезатор частот диапазона 0.1-1 ГГц 7, петлевой LC-фильтр нижних частот 9. Из представленной схемы видно, что все элементы петли ФАПЧ (1, 2, 4, 5, 6, 9 и соединительные провода) расположены внутри криостата 11 обозначенного двойной пунктирной линией.
Предлагаемое устройство работает следующим образом: сигнал генератора на длинном джозефсоновском переходе (ДДП), который с помощью гармонического смесителя, основанного на переходе сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС), и опорного синтезатора частот диапазона 19-20 ГГц понижен по частоте с сотен гигагерц до промежуточной частоты диапазона 0.1-1 ГГц, поступает на первый охлаждаемый НЕМТ усилитель, а затем на второй охлаждаемый НЕМТ усилитель. Коэффициент усиления второго охлаждаемого НЕМТ усилителя варьируется до 20 дБ в зависимости от управляющего напряжения. Это позволяет регулировать мощность сигнала и общий коэффициент усиления в петле. Усиленный сигнал приходит на вход фазового детектора, выполненого на тунельном СИС-переходе. На другой вход фазового детектора, выполненого на тунельном СИС-переходе, приходит сигнал опорного синтезатора частот диапазона 0.1-1 ГГц. В зависимости от рассогласования фаз входных сигналов на детекторе вырабатывается выходной сигнал. Этот сигнал идет через петлевой LC-фильтр нижних частот, основная функция которого - предотвратить проникновение сигнала промежуточной частоты диапазона 0.1-1 ГГц с детектора на ДДП. Приходя на генератор на длинном джозефсоновском переходе (ДДП), выходной сигнал фазового детектора создает корректирующее напряжение, которое меняет мгновенную частоту и фазу генератора.
Рассмотрим физические принципы, определяющие работу системы ФАПЧ. ДДП представляет собой длинный джозефсоновский переход, в котором приложенное магнитное поле и ток смещения создают однонаправленный поток магнитных вихрей. Генераторы на основе ДДП были успешно испытаны в диапазоне 100-700 ГГц. Спектр излучения ДДП имеет лоренцевскую форму (см. Фиг.3, кривая 1), а ширина его определяется дифференциальными сопротивлениями по току смещения и току, создающему магнитное поле соответственно [6]. Лоренцевская форма спектра излучения ДДП означает, что ширина линии определяется широкополосными флуктуациями (нелинейная суперпозиция теплового и дробового шума) [3, 4, 6, 7]. Этот факт принципиально отличает генератор на основе ДДП от большинства традиционных генераторов, у которых спектр является Гауссовым, а ширина обусловлена размытием узкой собственной линии низкочастотными флуктуациями. В частности, в сверхпроводниковом интегральном генераторе на основе ДДП для проекта TELIS в диапазоне 500-700 ГГц была достигнута ширина линии от 2 до 9 МГц [7].
Чтобы использовать ДДП как гетеродин в приемнике для мониторинга узких линий, нужно улучшать его спектральные характеристики. Одной из основных таких является спектральное качество (СК), равное доле мощности излучения генератора, сосредоточенной в полосе требуемой ширины вокруг его центральной частоты. В случае применения системы ФАПЧ СК равно проценту мощности, синхронизируемой данной системой в центральном пике. Спектральное качество тем больше, чем шире полоса системы, причем для эффективной синхронизации эта ширина должна заметно превосходить автономную ширину линии генератора. Таким образом, для ДДП в диапазоне 500-700 ГГц нужна система ФАПЧ с шириной полосы синхронизации более 10 МГц.
Для такой широкополосной системы ФАПЧ становится существенной задержка сигнала в соединительных кабелях, вызванная их длиной и конечностью скорости распространения сигнала (скорости света). В устройстве-прототипе минимальная допустимая длина проводов петли составляет 2 м, что вызывает задержку сигнала 10 нс. Дополнительное увеличение длины кабелей приводит к значительному уменьшению ширины полосы синхронизации системы (см. Фиг.3 кривые 2, 3, 4). На спектрах на Фиг.3 расстояние от центрального пика до небольшого бокового пика примерно равно ширине синхронизации системы ФАПЧ. Было проведено исследование зависимости максимальной доли синхронизируемой мощности СК от длины кабелей петли L и задержки в петле ФАПЧ. Из результатов, представленных на Фиг.4. следует, что уменьшение задержки позволяет значительно увеличить эффективность системы ФАПЧ.
В предложенном техническом решении устранена проблема минимальной допустимой длины кабелей. Это достигается тем, что все элементы петли ФАПЧ, включая фазовый детектор, размещены в одном криообъеме с генератором. При этом в петле ФАПЧ практически нет перепада температуры, и, следовательно, в этой конструкции не требуются длинные соединительные кабели (суммарной длиной не менее 2 м). Для такой конструкции не требуются длинные соединительные кабели, т.к. практически нет перепада температуры в петле ФАПЧ.
Реализовать представленную схему позволило то, что в качестве криогенного фазового детектора впервые предложен и апробирован туннельный СИС-переход. Используемый СИС-переход выполнен в виде пленочной структуры Nb-AlOx-Nb, созданной в едином вакуумном цикле стандартным методом магнетронного напыления. Предварительные исследования показали его возможность эффективно работать в качестве фазового детектора на частотах до 1 ГГц.
Раскроем физическую сущность работы СИС-перехода как фазового детектора. Типичная автономная вольт-амперная характеристика (ВАХ) перехода имеет вид кривой 1 на Фиг.5. При подаче на переход сигнала частоты порядка 1 ГГц его ВАХ изменяется и приобретает вид кривой 2 (Фиг.5). Кривые 3 и 4 показывают результат одновременной подачи двух сигналов одной частоты, причем кривой 3 соответствует синфазный случай, а кривой 4 - противофазный (разность фаз между сигналами 180 градусов). Разность между кривыми 3 и 4, показанная на Фиг.5 кривой 5, характеризует величину фазового отклика и его зависимость от напряжения перехода. Исследования показали возможность получения синусоидального фазового отклика при фиксированном напряжении СИС-перехода. Наиболее предпочтительный диапазон напряжений для работы СИС перехода как криогенного фазового детектора составляет от 2.5 до 3.3 мВ
Более полно раскрыть физические свойства криогенного фазового детектора помогает следующий анализ: полная мощность, приходящая на СИС-переход, есть результат когерентного сложения мощностей прикладываемых сигналов: где Р1 и Р2 - мощности первого и второго сигнала, а φ - разность фаз между ними. Амплитуда суммарного сигнала для двух важных случаев может быть записана: (синфазный случай), (противофазный случай). Таким образом в амплитудном представлении суммарный сигнал осциллирует вокруг с амплитудой (для случая P2≤P1), поэтому фазовый отклик может быть легко определен, если известна зависимость тока СИС-перехода от амплитуды падающего сигнала Были измерены экспериментальные зависимости тока перехода от мощности падающего сигнала I(Р) и по ним рассчитаны кривые Типичная кривая представлена на Фиг.6. Фазовый отклик максимален там, где кривая имеет наибольший наклон. Из Фиг.6 следует, что для данного напряжения на СИС-переходе это достигается при токах, меньших половины скачка тока на щели (скачком тока на щели называется скачкообразное изменение тока перехода в области напряжения щели (см. кривую 1 Фиг.5, напряжение щели 2.8 мВ). Представленный анализ позволяет определить области мощностей сигналов, вызывающих токи, при которых фазовый отклик максимален. Следует отметить, что кривые, близкие к представленной на Фиг.6, были получены также теоретически. В основе их расчета лежит формула Тьена-Гордона [8]:
где I - ток СИС-перехода, Vdc - напряжение на переходе, Vac - амплитуда напряжения падающего на переход переменного сигнала, ω - его частота, I0(V) - ВАХ перехода без воздействия внешнего излучения (кривая 1 Фиг.5), Jn - функция Бесселя первого рода, e - заряд электрона, - крещенная постоянная планка.
Предлагаемое техническое решение, представленное схемой на Фиг.2, было сконструировано и проверено в работе. Суммарная задержка сигнала в собранном устройстве составляет около 10 нс, по сравнению с 15 нс в прототипе. Она складывается из задержки 8 нс в соединительных кабелях петли (1.6 м) и 2 нс в петлевом фильтре 9. Уменьшение задержки позволило увеличить ширину полосы системы ФАПЧ по сравнению с прототипом (сравнение кривых 1 и 2 на Фиг.7). Это привело к уменьшению фазовых шумов в спектре синхронизованного генератора и увеличило его спектральное качество. Из кривой 1 на Фиг.7 видно, что предлагаемая система ФАПЧ имеет ширину синхронизации 19 МГц. Предлагаемое устройство позволяет синхронизовать в центральном пике 70% мощности генератора с шириной автономной линии 5.5 МГц (кривая 1) против 61% для устройства прототипа (кривая 2).
К преимуществам предлагаемого технического решения следует отнести также то, что СИС-переход, работая как фазовый детектор, требует мощность входного сигнала на 40-50 дБ меньше по сравнению с прототипом. Кроме того, в предлагаемом устройстве обеспечивается возможность дальнейшего совершенствования, в частности заметное уменьшение длины соединительных кабелей за счет дальнейшей оптимизации элементов и конструкции системы.
Ссылки:
1. A.Baryshev, J.N.Hovenier, J.L.Adam, I.Kasalynas, J.R.Gao, Т.О.Klaassen, B.S.Williams, S.Kumar, Q.Hu, J.L.Reno. "Phase locking and spectral linewidth of a two-mode terahertz quantum cascade laser". Applied Physics Letters 89, 031115, 2006.
2. V.P.Koshelets, "Test of the PLL for TELIS (Breadboard model); Phase Noise and Spectral Quality of the Phase-Locked FFO", Technical Note for TELIS project, 08 May, 2003. http://www.cplire.ru/html/lab234/pubs/2003-23.pdf.
3. Лихарев К.К. Введение в динамику джозефсоновских переходов. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1985.
4. V.P.Koshelets, S.V.Shitov, P.N.Dmitriev, A.B.Ermakov, A.S.Sobolev, M.Yu. Torgashin, P.R.Wesselius, P.A.Yagoubov, C.Mahaini, J.Mygind. "Externally Phase-Locked Local Oscillator for Submm Integrated Receivers: Achievements and Limitations", "IEEE Trans. on Appl. Supercond.", vol.13, No 2, pp.1035-1038, June 2003.
5. Niklas Wadefalk, Anders Mellberg, Iltcho Angelov, Michael E., Barsky, Stacey But, Emmanuil Choumas, Ronald W. Grundbacher, Erik Ludvig Kollberg, Richard Lai, Niklas Rorsman, Piotr Starski, Jorgen Stenarson, Dwight C. Streit and Herbert Zirath. "Cryogenic Wide-Band Ultra-Low-Noise IF Amplifiers Operating at Ultra-Low DC Power" in IEEE Transactions On Microwave Theory And Techniques, Vol.51, No.6, June 2003.
6. Кошелец В.П., Шитов С.В., Филиппенко Л.В., Дмитриев П.Н., Ермаков А.Б., Соболев А.С., Торгашин М.Ю. "Интегральные сверхпроводниковые приемники субмм волн", Известия ВУЗов «Радиофизика», том XLVI, №8-9, стр.687-701, 2003.
7. В.П.Кошелец, П.Н.Дмитриев, А.Б.Ермаков, Л.В.Филиппенко, О.В.Корюкин, М.Ю.Торгашин, A.B.Худченко. «Интегральный сверхпроводниковый спектрометр для мониторинга атмосферы», Известия ВУЗов «Радиофизика», том XLVIII, №10-11, стр.947-954, 2005.
8. Tucker J.R. and Feldman M.J. "Quantum detection at millimeter wavelengths", Rev. Mod. Phys. 4 1055-1113, 1985.
Claims (1)
- Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора, содержащая генератор на длинном джозевсоновском переходе (ДДП), гармонический смеситель, основанный на переходе сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (СИС), опорный синтезатор частот диапазона 19-20 ГГц, последовательно соединенные фазовый детектор и петлевой LC фильтр нижних частот, опорный синтезатор частот диапазона 0,1-1 ГГц, выход которого подключен к входу фазового детектора, первый охлаждаемый (НЕМТ) усилитель, отличающаяся тем, что фазовый детектор выполнен на туннельном СИС-переходе, дополнительно введен второй охлаждаемый НЕМТ усилитель, включенный между первым охлаждаемым НЕМТ усилителем и другим входом фазового детектора, при этом сигнал с генератора на ДДП, пониженный по частоте с помощью гармонического смесителя и опорного синтезатора частот диапазона 19-20 ГГц, поступает на первый охлаждаемый НЕМТ усилитель, сигнал с фазового детектора через петлевой LC фильтр нижних частот поступает на генератор на ДДП, а фазовый детектор, генератор на ДДП, гармонический смеситель, первый охлаждаемый НЕМТ усилитель, второй охлаждаемый НЕМТ усилитель и петлевой LC фильтр нижних частот размещены в криостате криогенного генератора.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006140908/09A RU2319300C1 (ru) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора |
PCT/RU2007/000650 WO2008063100A1 (en) | 2006-11-21 | 2007-11-21 | Wide-band phase-locked loop system for frequency control of the cryogenic local oscillator of a submillimeter integrated receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006140908/09A RU2319300C1 (ru) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2319300C1 true RU2319300C1 (ru) | 2008-03-10 |
Family
ID=39281128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006140908/09A RU2319300C1 (ru) | 2006-11-21 | 2006-11-21 | Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2319300C1 (ru) |
WO (1) | WO2008063100A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450435C1 (ru) * | 2011-03-01 | 2012-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН | Система стабилизации частоты перестраиваемого криогенного генератора |
RU2522711C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Перестраиваемый криогенный генератор гетеродина субтерагерцового диапазона на основе распределенного туннельного перехода для интегральных приемных систем |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172562U1 (ru) * | 2016-12-30 | 2017-07-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Установка для локальной криотерапии |
WO2022263704A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-22 | Iqm Finland Oy | Qubit clock signal generation |
CN115265769B (zh) * | 2022-05-13 | 2023-09-29 | 中国科学院紫金山天文台 | 太赫兹石墨烯约瑟夫森结探测系统 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE68926947T2 (de) * | 1988-12-09 | 1997-01-30 | Canon Kk | Supraleitender elektromagnetischer Wellenmischer und diesen enthaltendes Gerät |
RU2280321C2 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-07-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение "Морской государственный университет им. адмирала Г.И. Невельского" | Схема фазовой автоматической подстройки частоты радиоэлектронной аппаратуры |
-
2006
- 2006-11-21 RU RU2006140908/09A patent/RU2319300C1/ru active
-
2007
- 2007-11-21 WO PCT/RU2007/000650 patent/WO2008063100A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАНАССЕВИЧ В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование. - М.: Связь, 1979, с.190, 205. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450435C1 (ru) * | 2011-03-01 | 2012-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН | Система стабилизации частоты перестраиваемого криогенного генератора |
RU2522711C2 (ru) * | 2012-10-18 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Перестраиваемый криогенный генератор гетеродина субтерагерцового диапазона на основе распределенного туннельного перехода для интегральных приемных систем |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008063100A1 (en) | 2008-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Planat et al. | Photonic-crystal Josephson traveling-wave parametric amplifier | |
Koshelets et al. | Self-pumping effects and radiation linewidth of Josephson flux-flow oscillators | |
Pound | Frequency stabilization of microwave oscillators | |
Lewen et al. | Phase locked backward wave oscillator pulsed beam spectrometer in the submillimeter wave range | |
Ivanov et al. | Study of the excess noise associated with demodulation of ultra-short infrared pulses | |
RU2319300C1 (ru) | Широкополосная система фазовой автоподстройки частоты для криогенного генератора | |
Francois et al. | A low phase noise microwave frequency synthesis for a high-performance cesium vapor cell atomic clock | |
Miano et al. | Symmetric traveling wave parametric amplifier | |
Koshelets et al. | Optimization of the phase-locked flux-flow oscillator for the submm integrated receiver | |
Koshelets et al. | Flux flow oscillators for sub-mm wave integrated receivers | |
Koshelets et al. | Towards a phase-locked superconducting integrated receiver: prospects and limitations | |
Koshelets et al. | Linewidth of submillimeter wave flux‐flow oscillators | |
WO2017158134A1 (en) | An apparatus and method for microwave generation and amplification by stimulated emission of radiation | |
Eisele et al. | Efficient power combining with D-band (110-170 GHz) InP Gunn devices in fundamental-mode operation | |
Koshelets et al. | Superfine resonant structure on IV-curves of long Josephson junction and its influence on flux flow oscillator linewidth | |
Bara-Maillet et al. | Microwave–to–millimeter-wave synthesis chain phase noise performance | |
Koshelets et al. | Flux flow oscillators for superconducting integrated submm wave receivers | |
Khudchenko et al. | Cryogenic phase detector for superconducting integrated receiver | |
Kalashnikov et al. | Harmonic phase detector for phase locking of cryogenic terahertz oscillators | |
Kalashnikov et al. | Investigation of the harmonic mixer and low-frequency converter regimes in a superconducting tunnel junction | |
Bulcha et al. | Phase locking of a 2.5 THz quantum cascade laser to a microwave reference using THz Schottky mixer | |
Booi et al. | Resonances in two-dimensional array oscillator circuits | |
Koshelets et al. | Externally phase-locked flux flow oscillator for submm integrated receivers: achievements and limitations | |
RU2450435C1 (ru) | Система стабилизации частоты перестраиваемого криогенного генератора | |
Yurke et al. | Observation of 4.2 equilibrium noise squeezing via a josephson-parametric amplifier |