• microwave
• potenza
• power
• qubit
• superconductivity
• superconduttività
• superconduttori

Lo scopo di questo elaborato è quello di creare un circuito a loop chiuso in grado di
controllare la potenza del segnale in uscita dall’oscillatore locale (LO). Tale segnale non ha potenza stabile in funzione della frequenza e l'obiettivo ultimo di questa tesi è proprio quello di stabilizzarlo. Il sistema è formato da un Variable Voltage Attenuator (VVA), da un Power Splitter, da un blocco di Attenuatori,
dall’integrato AD8319, ovvero un convertitore potenza tensione, da un microcontrollore della serie Raspberry RP2040, da un DAC ed infine da due amplificatori
operazionali. Il funzionamento di massima di questo circuito è così spiegato: Il sistema a loop chiuso, a regime, è in grado di controllare e di settare la potenza del
segnale da inviare al Mixer. Il segnale viene ripartito tramite il Power Splitter ed ha
bisogno di essere attenuato per rispettare la dinamica del AD8319, un blocco che mi
converte la potenza del segnale in tensione. Tale tensione verrà in seguito letta dal
Microcontrollore e tramite un algotimo, che implementa via software un controllore PI, il Microcontrollore genererà due tensioni che saranno necessarie al VVA per
andare ad attenuare correttamente il segnale. Tale tensioni tuttavia necessitano di
essere prima convertite in Analogico tramite un DAC ed inseguito invertite da degli
amplificatori operazionali.

Development and validation of a system for the automatic power regulation of a microwave signal in a device for the control of superconducting qubits.
The purpose of this thesis is to create a closed-loop circuit capable of controlling the output power of the local oscillator (LO) signal. This signal does not have a stable power level as a function of frequency, and the ultimate goal of this work is to stabilize it.

The system consists of a Variable Voltage Attenuator (VVA), a Power Splitter, an Attenuator block, the AD8319 integrated circuit (a power-to-voltage converter), a Raspberry RP2040 series microcontroller, a DAC, and two operational amplifiers.

The basic operation of this circuit can be explained as follows: In steady-state operation, the closed-loop system can control and set the power of the signal to be sent to the Mixer. The signal is split by the Power Splitter and needs to be attenuated to match the dynamic range of the AD8319, a block that converts the signal power into voltage. This voltage is then read by the microcontroller, which, using an algorithm that implements a PI controller in software, generates two voltages required by the VVA to correctly attenuate the signal. However, these voltages first need to be converted to analog using a DAC and then inverted by operational amplifiers.