基于约瑟夫森量子电压的谐波电压测量方法研究

来源：计量学报杂志2020年第3期北京时间：

作者：徐熙彤,贾正森,王磊,周天地,潘仙林,石照民

单位：中国计量科学研究院 电磁计量科学技术研究所,北京100029

摘要：约瑟夫森量子电压目前大多应用于正弦信号的测量,极少有针对谐波信号的研究。对可编程约瑟夫森电压基准应用于谐波检测的可行性进行了研究,实现谐波电压向量子电压过渡。在使用阶梯波交流量子电压进行谐波电压测量时,由于过渡过程和吉布斯现象的存在,部分数据出现较大波动;若将该部分处于过渡过程的数据纳入傅里叶变换,会导致恢复得到的信号幅值和相位失真。针对这一问题,提出了一种新的谐波电压计算方法:加权傅里叶变换。该方法通过将处于过渡过程的数据权重置零的方式,实现了谐波电压的准确测量。实验结果表明,谐波电压幅值和相位测量结果较理想,幅值测量标准差均小于1 μV,相位测量标准差均小于15 μrad。

关键词：计量学;量子电压;谐波测量;加权傅里叶变换;差分采样

基金资助：国家高科技研究发展计划(2015AA050404)