JPS60254908A - Josephson filter - Google Patents
Josephson filterInfo
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- JPS60254908A JPS60254908A JP59111410A JP11141084A JPS60254908A JP S60254908 A JPS60254908 A JP S60254908A JP 59111410 A JP59111410 A JP 59111410A JP 11141084 A JP11141084 A JP 11141084A JP S60254908 A JPS60254908 A JP S60254908A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/04—Frequency selective two-port networks
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明はジョセフソンフィルタに係り特にジョセフソン
接合の等価的インダクタンスを用いたジョセフソンフィ
ルタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a Josephson filter, and particularly to a Josephson filter using equivalent inductance of a Josephson junction.
(2) 技術の背景
ジョセフソン接合は二つの超伝導体つ不連続物で分離し
たもので分離形成方法には弱結合で形成する方法9点接
続で形成する方法、トンネル障害を形成する方法等が知
られ、ジョセフソン・トンネル接合が最もよく用いられ
ている。(2) Background of the technology A Josephson junction is two superconductors separated by a discontinuum. Methods for forming the separation include forming a weak bond, forming a nine-point connection, and forming a tunnel barrier. are known, and the Josephson tunnel junction is the most commonly used.
(3) 従来技術の問題点
従来のジョセフソン接合は第1図に示すように回路パラ
メータとしてはインダクタンスを含んでいないのでジョ
セフソン接合を用いてLRフィルタを構成する場合には
作り付けのインダクタンスまたは抵抗を付加しているた
めに、上記インダクタンスし及び抵抗Rはパターン形成
後にその特性ヲ変化させることができず、そのパラメー
タは固定されてしまう欠点を有していた。(3) Problems with conventional technology As shown in Figure 1, conventional Josephson junctions do not include inductance as a circuit parameter, so when configuring an LR filter using Josephson junctions, built-in inductance or resistance is required. Because of this, the characteristics of the inductance and resistance R cannot be changed after pattern formation, and the parameters thereof are fixed.
(4) 発明の目的
本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、ジョセフソン
接合の等価的インダクタンスをバイアス電流及びコント
ロール電流によって変化させることで遮断周波数を電気
的に設定したLRフィルタを得ることを目的とするもの
である。(4) Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and aims to obtain an LR filter whose cut-off frequency is electrically set by changing the equivalent inductance of a Josephson junction using a bias current and a control current. This is the purpose.
(5) 発明の構成
そして上記目的は本発明によれば、ジョセフソン接合の
等価的インダクタンスを用いてフィルタを構成してなる
ことを特徴とするジョセフソンフィルタを提供すること
で達成される。(5) Structure of the Invention According to the present invention, the above object is achieved by providing a Josephson filter characterized in that the filter is constructed using the equivalent inductance of a Josephson junction.
(6) 発明の実施例 以下9本発明の一実施例を図面について詳記する。(6) Examples of the invention One embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第2図は本発明のジョセフソンフィルタをバイパスフィ
ルタとして利用したばあいの回路を示すもので1は入力
端子で所定の周波数成分を持ったアナログ信号3が加え
られる。誤信号3は抵抗Rを通じてジョセフソン接合素
子J1に与えられる。FIG. 2 shows a circuit in which the Josephson filter of the present invention is used as a bypass filter, and 1 is an input terminal to which an analog signal 3 having a predetermined frequency component is applied. Error signal 3 is applied through resistor R to Josephson junction element J1.
R3は負荷抵抗で該ジョセフソン接合素子J1に並列に
接続され、ジョセフソン接合素子J1と負荷抵抗R3の
一端は接地されている。3はバイアス入力端子である。R3 is a load resistor connected in parallel to the Josephson junction element J1, and one end of the Josephson junction element J1 and the load resistor R3 are grounded. 3 is a bias input terminal.
上記構成のジョセフソン接合の微分インダクタンスをめ
ると、ジョセフソン接合素子の基本方程式は一般に下記
の式で表される。When the differential inductance of the Josephson junction with the above configuration is taken into account, the basic equation of the Josephson junction element is generally expressed by the following equation.
I g = I c sinΦ ・・・・・・・・・(
1)上記(11式をtで微分すると
dt dt
dφ
から□をめると
dt
上記(3)式を(2)式に代入すると
(4)式でcosΦはcos ’Φ十 s−t rr−
”−Φ=1からcos 2Φ=1−sin’Φとなる(
11式からsinΦは1g
となる。一般にV=L□であるから(5)式でLt
に相当する微分インダクタンスは
で表することができる。またこの結果はシミュレーショ
ン結果からも確かめられた。I g = I c sinΦ ・・・・・・・・・(
1) Differentiating the above (11) with respect to t, dt dt Subtracting □ from dφ, dt Substituting the above equation (3) into equation (2), cosΦ in equation (4) becomes cos 'Φ ten s-t rr-
”-Φ=1, cos 2Φ=1-sin'Φ (
From equation 11, sinΦ is 1g. Since V=L□ in general, the differential inductance corresponding to Lt in equation (5) can be expressed as follows. This result was also confirmed from the simulation results.
上式から0≦IgにおいてLはΦo / 2πIc≦L
の範囲を取り除く。From the above formula, when 0≦Ig, L is Φo / 2πIc≦L
Remove the range.
つまりバイアス電流1gを変化させることによって微分
インダクタンスLの値を任意の値にとることができる。That is, by changing the bias current 1g, the value of the differential inductance L can be set to any value.
すなわち、第1図に於いて、入力端子1に任意の周波数
成分を持った信号3を加えジョセフソン接合素子J1に
適当な直流電流をバイアス電流Igとしてバイアス入力
端子2に加えると、負荷抵抗R3には所定の遮断周波数
fc以上の周波数成分の出力信号4を取り出し得る。こ
の場合の遮断周波数fCはジョセフソン接合素子J1の
微分インダクタンスLと負荷抵抗R3の時定数で定まり
、微分インダクタンスしはバイアス電流によって適当に
変化させることができるので遮断周波数も適宜の値に選
択できることになる。That is, in FIG. 1, if a signal 3 having an arbitrary frequency component is applied to the input terminal 1 and an appropriate DC current is applied to the bias input terminal 2 as the bias current Ig to the Josephson junction element J1, the load resistance R3 In this case, an output signal 4 having a frequency component higher than a predetermined cutoff frequency fc can be extracted. In this case, the cutoff frequency fC is determined by the time constant of the differential inductance L of the Josephson junction element J1 and the load resistance R3, and since the differential inductance can be changed appropriately by the bias current, the cutoff frequency can also be selected to an appropriate value. become.
第3図に示すものはローパスフィルターとして用いた場
合の回路図であり、第2図と同一部一分には同一符号を
付して重複説明は省略する。ジョセフソン接合素子Jl
の手前、すなわち入力端子1側に負荷抵抗R3を設けた
もので第2図と同様にバイアス電流1gを変えると入力
端子1に加えられた信号3によってジョセフソン接合素
子J1はΦo / 2π Ic≦Lの微分インダクタン
スとなり。What is shown in FIG. 3 is a circuit diagram when it is used as a low-pass filter, and the same parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted. josephson junction element jl
A load resistor R3 is provided in front of the input terminal 1, that is, on the input terminal 1 side, and when the bias current 1g is changed as shown in Fig. 2, the Josephson junction element J1 becomes Φo / 2π Ic≦ It becomes the differential inductance of L.
入力端子1に加えられた所定の周波数成分を持つ信号3
より低い周波数成分を持った出力信号4がジョセフソン
接合素子J1を通過してローパスフィルタとしての機能
を果たす。Signal 3 with a predetermined frequency component applied to input terminal 1
The output signal 4 having lower frequency components passes through the Josephson junction element J1 and functions as a low-pass filter.
上記実施例ではバイアス電流1gを変化させた場合を説
明したが第4式から明らかなように臨界電流1cを変化
させるようにしても第2図及び第3図に示すようにバイ
パスフィルタ及びローパスフィルタを構成することがで
き、その等価的インダクタンスを可変させることができ
るのでその遮断周波数を適宜選択可能となる。第4図及
び第5図は本発明の更に他の実施例を示すものであり。In the above embodiment, the case was explained in which the bias current 1g was changed, but as is clear from the fourth equation, even if the critical current 1c is changed, the bypass filter and low-pass filter as shown in FIGS. Since the equivalent inductance can be varied, the cutoff frequency can be appropriately selected. 4 and 5 show still another embodiment of the present invention.
第6図に示すようにジョセフソン接合素子を5QUID
構成にしたものを用いた場合であり、該5QUIDは超
電導インダクタンスLOで並列接続した多重のジョセフ
ソン接合素子J0,2JO。As shown in Figure 6, the Josephson junction element is 5QUID.
The 5QUID is composed of multiple Josephson junction elements J0 and 2JO connected in parallel with a superconducting inductance LO.
JOよりなり、インダクタンスLOは制御線5と磁気的
に結合していてROはインダクタンスし0と接合容量で
形成した共振回路を減衰させる為のものである。この様
な5QUIDは第4図及び第5図に示す記号J1で示さ
れる。本発明では該5QUIDを用いてバイパスフィル
タ(第4図)並にローパスフィルタ(第5図)を構成さ
せたもので制御線5に制御電流IHを流すことで第6図
に示すインダクタンスLOと磁゛気的に結合して臨界電
流1cが変化するので微分インダクタンスは変化する。The inductance LO is magnetically coupled to the control line 5, and the inductance RO is for damping the resonant circuit formed by the inductance 0 and the junction capacitance. Such a 5QUID is indicated by the symbol J1 shown in FIGS. 4 and 5. In the present invention, a bypass filter (Fig. 4) and a low-pass filter (Fig. 5) are constructed using the 5QUID, and by passing a control current IH through the control line 5, the inductance LO and magnetic field shown in Fig. 6 are Since the critical current 1c changes due to the gaseous coupling, the differential inductance changes.
この際バイアス電流IgがインダクタンスLOに与えら
れているために該バイアス電流rgを変化させても同様
に微分インダクタンスが変化し、制御線5に流す制御電
流IHとバイアス電流Igの二つを同時に変化させるよ
うにすれば微分インダクタンスLのより広いダイナミッ
クレンジを得ることが可能となる。At this time, since the bias current Ig is given to the inductance LO, even if the bias current rg is changed, the differential inductance changes in the same way, and the control current IH and the bias current Ig flowing through the control line 5 are changed simultaneously. By doing so, it becomes possible to obtain a wider dynamic range of the differential inductance L.
(7) 発明の効果
本発明は叙上の如く構成し、かつ動作させたのでジョセ
フソン接合素子の等価的微分インダクタンスを用いて遮
断周波数を適当に選択し得るLRフィルタを構成でき、
更にインダクタンスを可変するにはバイアス電流または
臨界電流を変えるだけですむので簡単に各種の特性を持
ったフィルタを構成できる特徴を有する。(7) Effects of the Invention Since the present invention is constructed and operated as described above, it is possible to construct an LR filter in which the cutoff frequency can be appropriately selected using the equivalent differential inductance of the Josephson junction element.
Furthermore, in order to vary the inductance, it is only necessary to change the bias current or critical current, so it has the feature that filters with various characteristics can be easily constructed.
第1図は従来のジョセフソン接合素子の等価回路、第2
図は本発明のジョセフソン接合素子を用いたバイパスフ
ィルタの回路図、第3図は本発明ノショセフソン接合素
子を用いたローパスフィルタの回路図、第4図は本発明
のジョセフソン接合素子を5QUID構成したバイパス
フィルタの回路図、第5図は本発明のジョセフソン接合
素子を5QUID構成したローパスフィルタの回路図。
第6図はジョセフソン接合素子を5QUID構成した場
合の回路図である。
1・・・入力端子、 2・・・バイアス入力端子、 3
・・・入力信号、 4・・・出力信号、 5・・・制御
線、 JIJo、2JO・・・ジョセフソン接合素子。
R3・・・負荷抵抗
第1図
第4図
第5図
第6図Figure 1 shows the equivalent circuit of a conventional Josephson junction element;
The figure is a circuit diagram of a bypass filter using the Josephson junction element of the present invention, Figure 3 is a circuit diagram of a low-pass filter using the Josephson junction element of the present invention, and Figure 4 is a 5QUID configuration of the Josephson junction element of the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram of a low-pass filter having a 5QUID configuration of Josephson junction elements according to the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram of a 5QUID configuration of Josephson junction elements. 1...Input terminal, 2...Bias input terminal, 3
...Input signal, 4...Output signal, 5...Control line, JIJo, 2JO...Josephson junction element. R3...Load resistance Figure 1 Figure 4 Figure 5 Figure 6
Claims (5)
いてフィルタを構成してなることを特徴と、するジョセ
フソンフィルり。(1) A Josephson filter characterized in that the filter is constructed using the equivalent inductance of a Josephson junction.
スは微分インダクタンスであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のジョセフ・ノンフィルタ。(2) The Josephson non-filter according to claim 1, wherein the equivalent inductance of the Josephson junction is a differential inductance.
を変えて変化させてなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のジョセフソンフィルり。(3) The Josephson filter according to claim 1, characterized in that the equivalent inductance is changed by changing the Iasumi flow.
流を変えることで変化させてなることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のジョセフソンフィルタ。(4) The Josephson filter according to claim 1, wherein the equivalent inductance is changed by changing a control current.
益にコントロール電流を変えることで変化させてなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のジョセフソ
ンフィルタ。(5) The Josephson filter according to claim 1, characterized in that the equivalent inductance is changed by changing the control current to a uniform value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59111410A JPS60254908A (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Josephson filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59111410A JPS60254908A (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Josephson filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60254908A true JPS60254908A (en) | 1985-12-16 |
Family
ID=14560452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59111410A Pending JPS60254908A (en) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | Josephson filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60254908A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7253701B2 (en) * | 2004-11-30 | 2007-08-07 | Northrop Grumman Corporation | Multiplexed amplifier |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59111410A patent/JPS60254908A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7253701B2 (en) * | 2004-11-30 | 2007-08-07 | Northrop Grumman Corporation | Multiplexed amplifier |
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