低噪声放大器电路、低噪声放大器及量子计算机的制作方法

本申请属于射频领域、尤其是量子，特别是一种低噪声放大器电路、低噪声放大器及量子计算机。

背景技术：

1、低噪声放大器是现代射频和微波系统中非常重要的组成部分，广泛应用于通信，雷达，各种高精度测量以及各学科科研实验设备当中。低噪声放大器是射频接收机前段的重要部分。其主要作用是放大接收到的微弱信号并以足够高的增益克服后续各级的噪声。它的增益将抑制后级电路的噪声，对整个系统的噪声起决定性的作用。而随着射频技术的不断发展，对低噪声放大器的要求也不断增多，不仅对功耗、带宽、增益及增益平坦度等参数有更多的要求，同时对于低噪声放大器所能适应的工作环境同样有一定的要求。

2、在量子计算领域中，量子处理器通常工作于毫开尔文温度的极低温环境中，而且为了实现对量子处理器的非破坏性读取，施加至量子处理器的测量信号非常弱，因此量子处理器输出的微波信号也非常弱，为了使得室温的微波检测设备能够准确的测量出微波信号，需要在量子处理器后端的极低温环境中使用低噪声放大器对量子比特输出的微波信号进行放大并抑制噪声，避免微波信号被噪声信号湮没。

3、现有技术中的低噪声放大器应用于极低温环境时，低噪声放大器的晶体管元件性能参数会发生变化，进而影响低噪声放大器的性能。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种低噪声放大器电路、低噪声放大器及量子计算机，弥补了现有技术中低噪声放大器工作在极低温环境中性能差的缺点，提高了低噪声放大器在极低温环境中工作性能的稳定性。

2、本申请技术方案具体如下：

3、本申请一方面提供了一种低噪声放大器电路，包括依次串联连接的若干级信号放大单元，各所述信号放大单元分别通过rc滤波单元接收至少一路电源信号；

4、其中，各所述信号放大单元的偏置电压分别通过接收的若干路电源信号调节。

5、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，还包括若干匹配单元，其中：

6、第一级信号放大单元连接一所述匹配单元的第二端，所述匹配单元的第一端接收待放大信号；

7、最后一级信号放大单元连接一所述匹配单元的第一端，所述匹配单元的第二端输出放大后的微波信号；

8、相邻所述信号放大单元分别连接一所述匹配单元的第一端和第二端。

9、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，所述匹配单元包括并联连接的第一电容和第二电容。

10、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接最后一级信号放大单元连接的匹配单元的第二端，所述第一电阻的第二端输出所述微波信号。

11、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，所述信号放大单元包括信号放大器；

12、所述信号放大器的基极连接一所述rc滤波单元的第一端和所述匹配单元的第二端，所述rc滤波单元的第二端接收一所述电源信号；

13、所述信号放大器的集电极连接一所述rc滤波单元的第一端和所述匹配单元的第一端，所述rc滤波单元的第二端接收一所述电源信号；

14、所述信号放大器的发射极接地。

15、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，所述rc滤波单元包括π型滤波网络或t型滤波网络。

16、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，所述π型滤波网络包括第二电阻、第三电容、第四电容、及第五电容；

17、所述第二电阻的第一端连接所述信号放大器的集电极，所述第二电阻的第二端接收所述电源信号；

18、所述第三电容的第一端连接所述第二电阻的第一端，所述第三电容的第二端接地；

19、所述第四电容的第一端连接所述第二电阻的第二端，所述第四电容的第二端接地；

20、所述第五电容的第一端连接所述第二电阻的第二端，所述第五电容的第二端接地。

21、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，所述匹配单元还包括第一电感，所述第一电感的第一端连接所述信号放大器的基极或发射极，所述第一电感的第二端连接所述第二电阻的第一端。

22、如上所述的低噪声放大器电路，优选的，所述匹配单元还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述信号放大器的基极或发射极，所述第三电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端。

23、本申请另一方面提供一种低噪声放大器，包括一pcb板，以及集成与所述pcb板上的任一项上述的低噪声放大器电路。

24、本申请再一方面提供一种量子测量系统，包括通过测量线路连接的测量装置以及量子处理器，所述测量线路上集成有上述的低噪声放大器。

25、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

26、本申请的低噪声放大器电路，包括依次串联连接的若干级信号放大单元，各所述信号放大单元分别通过rc滤波单元接收至少一路电源信号；其中，各所述信号放大单元的偏置电压分别通过接收的若干路电源信号调节。通过采用多级信号放大单元确保低噪声放大器的增益满足量子处理器输出的微波信号的放大需求。每一级信号放大单元均通过独立的rc滤波单元连接独立电源，rc滤波单元对电源信号进行滤波确保电源信号的稳定性，并通过调节独立电源输出的电源信号修正晶体管的偏置电压，确保低噪声放大器的整体性能稳定不会受晶体管元件在极低温环境下参数变化的影响，提高了低噪声放大器在极低温环境中工作性能的稳定性，此外，采用多路独立的电源信号调节每一级信号放大单元的偏置电压，调整范围大、灵活性高。

技术特征：

1.一种低噪声放大器电路，其特征在于，包括依次串联连接的若干级信号放大单元，各所述信号放大单元分别通过rc滤波单元接收至少一路电源信号；

2.根据权利要求1所述的低噪声放大器电路，其特征在于，还包括若干匹配单元，其中：

3.根据权利要求2所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述匹配单元包括并联连接的第一电容和第二电容。

4.根据权利要求2所述的低噪声放大器电路，其特征在于，还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接最后一级信号放大单元连接的匹配单元的第二端，所述第一电阻的第二端输出所述微波信号。

5.根据权利要求2所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述信号放大单元包括信号放大器；

6.根据权利要求5所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述rc滤波单元包括π型滤波网络或t型滤波网络。

7.根据权利要求6所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述π型滤波网络包括第二电阻、第三电容、第四电容、及第五电容；

8.根据权利要求7所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述匹配单元还包括第一电感，所述第一电感的第一端连接所述信号放大器的基极或发射极，所述第一电感的第二端连接所述第二电阻的第一端。

9.根据权利要求7所述的低噪声放大器电路，其特征在于，所述匹配单元还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述信号放大器的基极或发射极，所述第三电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端。

10.一种低噪声放大器，其特征在于，包括一pcb板，以及集成与所述pcb板上的如权利要求1-9任一项所述的低噪声放大器电路。

11.一种量子计算机，其特征在于，包括通过测量线路连接的测量装置以及量子处理器，所述测量线路上集成有如权利要求10所述的低噪声放大器。

技术总结
本申请提出一种低噪声放大器电路、低噪声放大器及量子计算机，属于射频技术领域，尤其涉及量子技术领域，包括依次串联连接的若干级信号放大单元，各所述信号放大单元分别通过RC滤波单元接收至少一路电源信号；其中，各所述信号放大单元的偏置电压分别通过接收的若干路电源信号调节。本申请提高了低噪声放大器在极低温环境中工作性能的稳定性。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：合肥本源量子计算科技有限责任公司
技术研发日：20221025
技术公布日：2024/1/11