本發(fā)明實(shí)施例涉及電力電子，尤其涉及一種電壓源。

背景技術(shù)：

1、在超導(dǎo)量子體系中，單個(gè)超導(dǎo)量子比特需要一路xy控制、一路z控制和一路信息讀出(readout)控制。其中，z控制通常為附帶偏置的脈沖控制。一般通過兩條獨(dú)立的線路分別送入偏置信號和脈沖信號，再經(jīng)過一個(gè)偏置電源(bias-tee)合成后輸送給量子芯片的z控制線路。偏置信號的產(chǎn)生通常使用高精度高穩(wěn)定性的電壓源。在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域，量子比特的數(shù)目增長迅速，國內(nèi)外當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)出幾百比特的量子計(jì)算機(jī)，對高精度、高穩(wěn)定性、高集成度且成本低的電壓源的需求急劇增加。

2、然而，現(xiàn)有解決方案通常為直接使用恒流源，或使用恒壓源，并在其輸出鏈路上串聯(lián)一個(gè)遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻的限流電阻。目前，市面上的商用電壓源或者電流源多是單一通道的大功率輸出源表，存在精度不夠高、輸出受溫度影響波動大、電壓噪聲高、等缺陷，而滿足測控需求的高精度源表存在體積大、成本高、難以大規(guī)模部署等缺陷，這些缺陷使得它們難以滿足量子計(jì)算中的多比特高標(biāo)準(zhǔn)的z控制需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種電壓源，解決現(xiàn)有電壓源存在精度不夠高、輸出受溫度影響波動大、電壓噪聲高的問題，使電壓源輸出電壓范圍與精度穩(wěn)定性均滿足超導(dǎo)量子計(jì)算的需求，且電壓源集成多通道電壓輸出，極大程度降低規(guī)模部署的成本。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電壓源，電壓源包括：機(jī)箱，設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)的供電模塊以及n個(gè)pcb板卡，所述n為大于等于1的整數(shù)；

3、所述pcb板卡包括：控制模塊、第一隔離模塊、第二隔離模塊、第三級濾波模塊以及dac與放大器模塊；

4、所述供電模塊與所述第一隔離模塊，所述第三級濾波模塊以及所述dac與放大器模塊依次連接，所述供電模塊還與所述控制模塊連接，所述供電模塊用于接收外部輸入的市電電壓并轉(zhuǎn)換成所述pcb板卡所需要的直流電源，所述第三級濾波模塊用于對所述pcb板卡上的電源進(jìn)行濾波；

5、所述控制模塊與所述第二隔離模塊以及所述dac與放大器模塊依次連接，所述控制模塊用于與外部進(jìn)行通信以及將控制信號通過所述第二隔離模塊傳輸至所述dac與放大器模塊，所述dac與放大器模塊用于根據(jù)所述控制信號輸出電壓值。

6、可選地，所述n的取值為4。

7、可選地，電壓源還包括設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)的第一級濾波模塊；

8、所述第一級濾波模塊與所述供電模塊連接，所述第一級濾波模塊用于濾除所述外部輸入的市電電壓中的高頻成分。

9、可選地，電壓源還包括設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)的第二級濾波模塊；

10、所述第二級濾波模塊連接在所述供電模塊和所述第一隔離模塊之間，所述第二級濾波模塊還與所述控制模塊連接，所述第二級濾波模塊用于對所述直流電源進(jìn)行濾波。

11、可選地，所述pcb板卡劃分為數(shù)字區(qū)和模擬區(qū)；

12、所述控制模塊設(shè)置在所述數(shù)字區(qū)，所述第三級濾波模塊和所述dac與放大器模塊設(shè)置在所述模擬區(qū)，所述第一隔離模塊和所述第二隔離模塊均設(shè)置在所述數(shù)字區(qū)和所述模擬區(qū)之間。

13、可選地，所述機(jī)箱包括電源倉與pcb板卡屏蔽腔；

14、所述第一級濾波模塊、所述供電模塊以及所述第二級濾波模塊設(shè)置在所述電源倉，所述pcb板卡設(shè)置在所述pcb板卡屏蔽腔內(nèi)。

15、可選地，電壓源還包括設(shè)置在所述pcb板卡屏蔽腔兩側(cè)開口處的進(jìn)風(fēng)扇和出風(fēng)扇；

16、所述進(jìn)風(fēng)扇和所述出風(fēng)扇相對設(shè)置，所述進(jìn)風(fēng)扇和所述出風(fēng)扇用于所述pcb板卡屏蔽腔的進(jìn)出風(fēng)控制。

17、可選地，所述第一級濾波模塊包括rcl濾波電路，所述第二級濾波模塊包括兩級共模濾波器。

18、可選地，所述第二級濾波模塊的濾波范圍為5khz-30mhz，所述第三級濾波模塊的濾波范圍為100khz-1ghz。

19、可選地，所述電壓值包括-5v—5v。

20、本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，提供一種高精度低溫漂低噪聲的電壓源，采用高精度低溫漂設(shè)計(jì)、濾波技術(shù)、隔離屏蔽技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境下的噪聲抑制，其輸出電壓范圍與精度穩(wěn)定性均滿足超導(dǎo)量子計(jì)算的需求，且電壓源集成多通道電壓輸出，極大程度降低規(guī)模部署的成本；綜上所述，本發(fā)明解決了現(xiàn)有電壓源或者電流源多是單一通道的大功率輸出源表，存在精度不夠高、輸出受溫度影響波動大、電壓噪聲高的問題。此外，本發(fā)明還解決了滿足測控需求的高精度源表存在體積大、成本高、難以大規(guī)模部署等缺陷，這些缺陷使得難以滿足量子計(jì)算中多比特高標(biāo)準(zhǔn)的z控制需求問題。

21、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。

技術(shù)特征：

1.一種電壓源，其特征在于，包括：機(jī)箱，設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)的供電模塊以及n個(gè)pcb板卡，所述n為大于等于1的整數(shù)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源，其特征在于，所述n的取值為4。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源，其特征在于，還包括設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)的第一級濾波模塊；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓源，其特征在于，還包括設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)的第二級濾波模塊；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源，其特征在于，所述pcb板卡劃分為數(shù)字區(qū)和模擬區(qū)；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓源，其特征在于，所述機(jī)箱包括電源倉與pcb板卡屏蔽腔；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓源，其特征在于，還包括設(shè)置在所述pcb板卡屏蔽腔兩側(cè)開口處的進(jìn)風(fēng)扇和出風(fēng)扇；

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓源，其特征在于，所述第一級濾波模塊包括rcl濾波電路，所述第二級濾波模塊包括兩級共模濾波器。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓源，其特征在于，所述第二級濾波模塊的濾波范圍為5khz-30mhz，所述第三級濾波模塊的濾波范圍為100khz-1ghz。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓源，其特征在于，所述電壓值包括-5v—5v。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電壓源。電壓源包括機(jī)箱，設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)的供電模塊以及N個(gè)PCB板卡；PCB板卡包括控制模塊、第一隔離模塊、第二隔離模塊、第三級濾波模塊以及DAC與放大器模塊；供電模塊與第一隔離模塊，第三級濾波模塊以及DAC與放大器模塊依次連接，供電模塊接收外部輸入的市電電壓并轉(zhuǎn)換成PCB板卡所需要的直流電源，第三級濾波模塊對PCB板卡上的電源進(jìn)行濾波；控制模塊與第二隔離模塊以及DAC與放大器模塊依次連接，控制模塊與外部進(jìn)行通信以及將控制信號通過第二隔離模塊傳輸至DAC與放大器模塊，DAC與放大器模塊根據(jù)控制信號輸出電壓值。本發(fā)明輸出電壓范圍與精度穩(wěn)定性均滿足超導(dǎo)量子計(jì)算需求，降低規(guī)模部署成本。

技術(shù)研發(fā)人員：蒿杰,張黎,趙良田,胡文慶,郭曉陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東人工智能與先進(jìn)計(jì)算研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30