Digitale til analoge konvertere genererer bipolære spændinger, når de kobles til en polaritetsomskiftelig dobbeltfluxforstærker

Digital-til-analog-konvertere (DAC'er) er enheder, der konverterer digital, typisk binære signaler til udgange i form af spænding. Den genererede spænding kan derefter bruges til at producere lys, som i video og fjernsyn eller lyd, som i MP3-afspillere. Single-flux-quantum (SFQ)-baserede DAC'er fremstillet ved hjælp af superledende Josephson-junctions genererer spændinger med kvante-nøjagtighed, som ville blive anvendt til metrologiske anvendelser, dvs. realisering af AC-spændingsstandarder.

En gruppe ledet af Yoshinao Mizugaki ved University of Electro-Communications i Tokyo har udviklet SFQ-baserede DAC'er, der kun producerer unipolære spændinger, med positiv polaritet. Dette gør dem mindre avancerede end andre tilgængelige DAC'er til metrologi. Deres tidligere forsøg på at løse spørgsmålet om unipolaritet var ret udtømmende. Holdet har nu forsøgt at udvikle deres enhed ved at tilføje et simpelt armatur til kredsløbet.

En DAC blev designet ved hjælp af en såkaldt polaritetsomskiftelig dobbeltfluxforstærker (PS-DSQA). PS-DSQA bestod af loops med tre kryds, eller stakke af celler, der producerede udgangsspændinger med polariteter svarende til polariteten af ​​bevidst påførte (bias) strømme. Således resulterede skift af polariteten af ​​forspændingsstrømmen i skift af den genererede spænding. Når en 8-bit digital inputkode blev anvendt, i form af en variabel pulstal multiplikator, den genererede spænding blev målt ved hjælp af et oscilloskop. Forspændingsstrømmen blev videresendt til en PS-DSQA, der var i stand til ±500 og ±8 gange forstørrelse af spændingen.

Især PS-DSQA producerede positive og negative strømme, omend ikke af samme størrelse ved ±500 gange. Imidlertid, ved ±8 gange, bias strømforhold var mere gennemførlige for ækvivalente bipolære spændinger. Sinusformede bølger blev observeret, indikerer korrekt funktion og generering af bipolære spændinger. Mizugaki og kolleger byggede med succes videre på deres tidligere arbejde, skabe DAC'er med ydeevner svarende til enheder, der er tilgængelige i øjeblikket.