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摘要：本发明公开了基于可编程约瑟夫森电压标准的宽频功率测量装置及方法，包括功率标准源模块和可编程约瑟夫森电压标准源、任意波形发生器、电压转换模块、电流转换模块、差分切换模块、差分采样器和上位控制机。本发明通过限定所述待校准交流电压、交流电流的交流频率大于标准交流量子电压的交流频率，并与标准交流量子电压的交流频率呈正整数倍数关系，采用基于可编程约瑟夫森电压标准的差分采样与下采样方法的结合，实现了对宽频功率的高准确度校准测量。

主权项：1.基于可编程约瑟夫森电压标准的宽频功率测量装置，用于对功率标准源的校准，包括功率标准源模块和可编程约瑟夫森电压标准源，其特征在于：所述装置还包括有任意波形发生器、电压转换模块、电流转换模块、差分切换模块、差分采样器和上位控制机，其中：所述可编程约瑟夫森电压标准源产生一个台阶逼近型标准交流量子电压，标准交流量子电压输出至差分切换模块中差分比较器的一个比较输入端；所述功率标准源模块为被校准功率标准源，所述被校准功率标准源输出具有不同相位角的待校准交流电压、交流电流，所述待校准交流电压、交流电流经所述电压转换模块、电流转换模块形成两个与标准交流量子电压幅值相等的定压、定流信号，定压、定流信号连接至差分切换模块中切换开关的两个输入端，所述切换开关的输出连接所述差分切换模块中差分比较器的另一个比较输入端，所述待校准交流电压、交流电流的交流频率fAC和相位角是由所述功率标准源确定的不限定为一种频率的宽频交流频率fAC和相位角，并且，所述待校准交流电压、交流电流的交流频率fAC大于标准交流量子电压的交流频率fPJVS，并与标准交流量子电压的交流频率fPJVS呈正整数倍数关系；所述差分切换模块的输出连接所述差分采样器，差分采样器将输入的模拟信号转换为数字信号输出连接至上位控制机；一个计数器输出切换信号至所述差分切换模块中切换开关的切换控制端，实现对定压信号与所述标准交流量子电压的差分信号，以及对定流信号与所述标准交流量子电压的差分信号交替测量；所述任意波形发生器根据功率标准源需求产生一个时钟信号和一个方波信号，所述时钟信号作为功率标准源的时钟输入连接所述功率标准源模块，所述方波信号分别连接所述可编程约瑟夫森电压标准源同步信号输入端和所述计数器，方波信号上升沿触发所述可编程约瑟夫森电压标准源产生所述台阶逼近型标准交流量子电压，所述方波信号的周期是1（N×fPJVS），N为在标准交流量子电压交流频率一个周期交流波形内所含的台阶数，所述计数器对方波信号上升沿计数，当计数到达指定值x*N时计数器输出一个触发信号使差分切换模块切换输出两个所述差分信号，x是根据所需采集信号时长设定的标准交流量子电压交流频率周期数；所述可编程约瑟夫森电压标准源同步信号输出端连接至功率标准源和差分采样器，作为功率标准源同步输出的触发信号和差分采样器同步采样的触发信号；所述上位控制机根据同步获取的两个差分信号重构交流电压波形和交流电流波形，将重构后得到的交流电压有效值和交流电流有效值以及相位角与所述待校准具有相位角的交流电压、交流电流比较实现对功率标准源的校准。

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百度查询： 中国计量大学 基于可编程约瑟夫森电压标准的宽频功率测量装置及方法