CN108445293A - 一种量子芯片端口阻抗测试装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种量子芯片端口阻抗测试装置及测量方法，属于量子领域。本发明精确便捷的量子芯片端口阻抗测试装置包括锁相放大器、继电器阵列切换电路、量子芯片、MCU控制器、上位机，继电器阵列切换电路每一路与量子芯片每个端口相连，继电器阵列切换电路包括双刀双掷继电器，双刀双掷继电器连接MCU控制器，MCU控制器连接上位机。本发明的测试方法包括将锁相放大器信号输出调节至最小电压，将锁相放大器的信号输出调节至测试电压值，打开上位机的通讯程序，依次接通量子芯片需要测量的端口，利用上位机的锁相放大器程序采集电压和电流数据。本发明装置及测量方法具有测量效率高、操作方便、避免量子芯片击穿的优点。

Description

一种量子芯片端口阻抗测试装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种量子芯片领域，特别涉及一种量子芯片端口阻抗测试装置及测量方法。

背景技术

在量子芯片领域，量子芯片端口阻抗是量子芯片器件参数性能的一个重要外在表征。当前的测量电阻的方法不能完全适用于测量量子芯片，因为量子芯片测量需要用极小的电压。一般电压表不能直接测试，放大后再测量，噪声影响也很大。如果采用传统普遍的万用表直接测量量子芯片，会直接将量子芯片某些端口击穿。如果采用一般电桥仪器，也会有相对于量子芯片耐压来说的不确定电压，采用一般伏安法测电阻又会带来导线的电阻误差。由于量子芯片测量需要用极小的电压，意味着流经芯片的电流也比较小。传统上，模拟开关普遍用于通道切换，但模拟开关关闭后，关闭的通道也会有一定微小的漏电流，正是因为这个漏电流接近于测量量子芯片时的电流，会造成误差，因此传统模拟开关也不适合量子芯片阻抗测量通道切换。这就意味着需要用机械开关来实现切换，但一般继电器电磁干扰较强，还存在着开关闭合瞬间的脉冲这样的问题，会导致量子芯片被击穿。现在常规的防浪涌器件如TVS二极管、压敏电阻、气体放电管等ESD器件其防护电压相对于有些量子芯片的测量电压都太高，起不到保护作用。

此外，现有技术中多采用人工手动测试的方法，但是人工手工测试的方法一方面效率不高，另一方面，由于操作过程中人体的静电或人为的操作不当很容易击穿损坏量子芯片，以一个16端口芯片端口为例，如果两两端口间阻抗均需要测试一遍，次数就达到了120次，操作繁琐。

因此，如何既满足量子芯片端口阻抗低电压、高精度的测量要求，同时又避免量子芯片在测量过程中被损坏是现有技术中亟需解决的技术问题。

发明内容

1、要解决的问题

对现有技术中测量量子芯片阻抗的装置及方法测试精度低、量子芯片容易被击穿以及人工测试效率低的问题，本发明提供一种确便捷的量子芯片端口阻抗测试装置及测量方法。本发明采用锁相放大器进行小信号输出小信号测量，利用双刀双掷继电器整列在硬件上实现了测量线路在多端口间任意切换，极大地提高了测量精度、电磁安全性和测试效率，避免量子芯片损坏。

2、技术方案

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种量子芯片端口阻抗测试装置，包括锁相放大器、继电器阵列切换电路、量子芯片、MCU控制器、上位机，所述锁相放大器的输出端连接所述继电器阵列切换电路的输入端，所述继电器阵列切换电路的输出端连接所述锁相放大器的输入端，所述继电器阵列切换电路每一路与所述量子芯片每个端口相连，所述继电器阵列切换电路包括双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器连接所述MCU控制器，所述MCU控制器连接上位机。

优选的，所述继电器阵列切换电路每一路双刀双掷继电器与单路滤波器相连，所述单路滤波器与所述量子芯片单个端口相连。

优选的，所述继电器阵列切换电路还包括单刀继电器，所述双刀双掷继电器经过所述单刀继电器连接至所述量子芯片端口。

优选的，所述双刀双掷继电器和所述单刀继电器的线圈两端分别设有滤波电容和二极管，公共端设有滤波器，触点间连接滤波电容。

优选的，所述锁相放大器通过网线连接PC机，所述PC机具有显示读取所述锁相放大器输出端的电流和锁相放大器输入端的电压的数据输出模块。

优选的，所述锁相放大器与所述继电器阵列切换电路通过BNC电缆连接。

优选的，所述MCU控制器连接拨码开关。

优选的，所述MCU控制器通过USB接口或UART接口连接于上位机。

优选的，还包括电路板，所述MCU控制器、继电器阵列、USB接口或UART串口以及控制所述继电器阵列切换电路的拨码开关设置于电路板上。

优选的，本发明还提供一种量子芯片端口阻抗测试装置的测量方法，包括以下步骤：

1)将所述锁相放大器的信号输出调节至0V；

2)将所述锁相放大器、继电器阵列切换电路、量子芯片连接在一起；

3)将所述锁相放大器的信号输出调节至测试电压值，所述测试电压值小于量子芯片的击穿电压值；

4)打开所述上位机的通讯程序，打开所述上位机的锁相放大器程序；

5)通过所述上位机的通讯程序对所述MCU控制器发指令控制所述继电器阵列切换电路，依次接通所述量子芯片需要测量的端口；

6)利用所述上位机的锁相放大器程序采集电压和电流数据，所述电压数据为锁相放大器输入端的电压值，所述电流数据为锁相放大器输出端的电流值，电压值和电流值的比值即为端口电阻。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明利用锁相放大器提供的小电压测量，可以避免量子芯片被击穿，锁相放大器对噪声的影响有出色的抑制作用，既提高了测量的安全性又提高了测量的准确性，采用双刀双掷继电器阵列实现测量线路在量子芯片多端口间切换，利用MCU微控制器人机交互对测量线路切换的控制完成对若干个端口之间阻抗进行测量的方法，使得测量更加的方便快捷，从而提高了测试效率，降低了芯片损坏率。

(2)本发明的继电器阵列切换电路每一路与单路滤波器相连，所述单路滤波器与所述量子芯片单个端口相连，继电器和量子芯片之间的滤波器可消除外界和继电器开闭带来的电压浪，利用滤波器来降低量子芯片端口间电压浪涌和对继电器进行降EMI处理，降低了芯片被击穿的概率。

(3)本发明双刀双掷继电器和单刀单掷继电器组合关闭选择能提供量子芯片高电平、低电平、高阻态三态，适用范围更广。

(4)本发明在双刀双掷继电器线圈两端设有滤波电容和续流二极管，公共端设有滤波器，触点间连接滤波电容，实现对继电器进行了降EMI处理，极大地提高了测量精度、电磁安全性。

(5)本发明的测试仪表使用锁相放大器可以通过网线连接PC机，测试芯片阻抗时可以在PC机上直接读出锁相放大器输出端的电流和输入端的电压，因此可以在线后台计算端口阻抗，极大提高了测试效率。

(6)本发明的锁相放大器与所述继电器阵列切换电路通过BNC电缆连接，相当于开尔文测电阻法，消除了测试线电阻叠加的影响，提高测试准确性。

(7)本发明采用串口和拨码开关两种人机交互方式，极大方便测试人员，使得操作更具灵活性。

(8)本发明的MCU控制器通过USB接口或UART接口连接于PC机，连接方式更加多样灵活，便于操作。

(9)本发明还包括电路板，所述MCU控制器、继电器阵列、USB接口或UART串口以及控制所述继电器阵列切换电路的拨码开关设置于电路板上，电路板预留了多种电位地的切换选择或者不接，更加便于操作人员进行选择，更加便捷。

(10)本发明的测量方法用于测试量子芯片端口阻抗时效率高、操作方便、测量准确、安全性高，不会造成量子芯片击穿。

附图说明

图1是本发明量子芯片端口阻抗测试装置的原理示意图；

图2是本发明的继电器阵列切换电路结构示意图；

图3是本发明的滤波器结构示意图。

具体实施方式

为了更加清楚地描述本发明，下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

参考图1和图2，一种量子芯片端口阻抗测试装置，包括锁相放大器、继电器阵列切换电路、量子芯片、MCU控制器、上位机，锁相放大器的输出端连接继电器阵列切换电路的输入端，继电器阵列切换电路的输出端连接锁相放大器的输入端，利用锁相放大器提供小电压输出和小电压测量，用来满足量子芯片端口间测试电压要极低的需求和提高测试精度。继电器阵列切换电路每一路与量子芯片每个端口相连，利用继电器阵列切换电路实现锁相放大器电压输出端和电压检测端到各个量子芯片端口通道的切换，代替人工逐个拆卸接头切换端口的工作量。继电器阵列切换电路包括双刀双掷继电器，双刀双掷继电器连接MCU控制器，MCU控制器连接上位机。另外，有电源系统与MCU控制器、继电器阵列切换电路、USB接口芯片连接。其中锁相放大器跟上位机之间通过网线连接，锁相放大器测量的电压电流信息传至上位机，通过锁相放大器上位机软件可以获取。

此外，参考图1，继电器阵列切换电路、拨码开关、MCU控制器、USB接口转换芯片以及电源系统集成做在一块电路板上，为了便于更换待测量子芯片，将量子芯片放置于一个工装上，通过工装FPC接头、FPC线连接至电路板上，再与滤波器相连。在本实例中，采用的锁相放大器的型号为SR830，上位机采用PC机。

工作时，本装置的工作原理是：锁相放大器测量后的数据传送至PC机，MCU控制器控制继电器阵列中每一个双刀双掷继电器的状态，PC机通过USB接口给MCU控制器传送指令。首先将锁相放大器信号输出调节至0V，再按照上所述连接方式，将所有部分连接一起，然后将锁相放大器信号输出调节至测试电压值，所述测试电压值小于量子芯片的击穿电压值，由于工艺不同，不同的量子芯片的击穿电压值也不同。打开PC机通讯程序，打开PC机锁相放大器程序，通过PC机通讯程序对MCU控制器发指令控制继电器阵列，设置相应的双刀双抛继电器通断。利用PC机锁相放大器软件采集电压电流数据，电压数据为锁相放大器输入端的电压，电流数据为锁相放大器输出端的电流，电压和电流的比值即为端口电阻。例如，有些量子芯片端口阻抗主要为其中几对两两之间有一定的阻值，其余若干端口之间为开路，以测量16端口的量子芯片1端口和9端口之间的阻抗为例，只需将第一双刀双掷继电器和第九双刀双掷继电器其中一个接在高电位(+)另外一个接低电位(-)，其他双刀双掷继电器接低电位(-)，利用PC机锁相放大器软件采集电压电流数据，电压数据为锁相放大器输入端的电压，电流数据为锁相放大器输出端的电流，电压和电流的比值即为端口电阻。

对于使用该装置测量的结果，锁相放大器电压输出端的电流值和锁相放大器电压检测输入端的电压值均可以直接通过锁相放大器上位机软件直接得到，便于记录和处理计算。切换待测量量子芯片若干端口的方式有两种：一种是通过拨码开关设置，MCU控制器扫描相应的拨码开关位的状态，来控制相对应的继电器的状态，达到重构电路的目的，从而能测量相应的若干端口之间的阻抗；第二种是通过与PC机通讯，操作人员通过PC机上位机软件，给MCU控制器发指令，MCU控制器根据接收到的指令来控制相应继电器的状态，达到重构电路的目的，从而能测量相应的量子芯片若干端口之间的阻抗。每一个继电器的状态都有一个指示灯，供操作人员确认操作的正确性。切换待测量量子芯片若干端口的方式，均减少了人工更换测量通路、直接接触量子芯片以及跟测试装置接触的次数，从而提高了测试效率，降低了芯片损坏率。

本发明量子芯片端口阻抗测试装置利用锁相放大器提供的小电压测量，可以避免量子芯片被击穿，锁相放大器对噪声的影响有出色的抑制作用，既提高了测量的安全性又提高了测量的准确性，采用双刀双掷继电器阵列实现测量线路在量子芯片多端口间切换，利用MCU控制器人机交互对测量线路切换的控制完成对若干个量子芯片端口之间阻抗进行测量的方法，使得测量更加的方便快捷，从而提高了测试效率，降低了芯片损坏率。

实施例2

参考图2，与实施例1所不同的是，所述继电器阵列切换电路每一路双刀双掷继电器与单路滤波器相连，所述单路滤波器与所述量子芯片单个端口相连。

参考图3，图中所示为滤波器结构和连接方式，继电器阵列切换电路每一路与单路滤波器相连，所述单路滤波器与所述量子芯片单个端口相连。单刀单掷继电器和量子芯片端口之间的滤波器形式为3级巴特沃兹低通LC滤波器，由10uF电容C1、22uH电感L、10uF电容C2和22uF电容C3构成。滤波器的接地端应连接至锁相放大器输出端的低电位(-)，该滤波器的接入对继电器的电磁干扰和开关瞬间的浪涌有很好的抑制效果，22uF电容C3需设置在靠近量子芯片端口，用于防止开闭瞬间电感的感应电压损伤芯片。

本发明的继电器和量子芯片之间的滤波器可消除外界和继电器开闭带来的电压浪，利用滤波器来降低量子芯片端口间电压浪涌和对继电器进行降EMI处理，降低了芯片被击穿的概率。

实施例3

本实施例中，其电路结构与上述实施例基本相同，不同之处在于，继电器阵列切换电路还包括单刀继电器，继电器阵列由多个双刀双掷继电器和单刀单掷继电器组成，量子芯片每一个端口分别对应一个双刀双掷继电器和一个单刀单掷继电器，双刀双掷继电器经过所述单刀继电器连接至所述量子芯片端口。这样可以为每个量子芯片端口提供高电平、低电平和悬空高阻态，更方便灵活的测试若干端口之间的阻抗。

图2中显示了锁相放大器和继电器阵列的连接方式、继电器阵列与滤波器的连接方式、滤波器与量子芯片的连接方式以及继电器整列组成方式。每个量子芯片端口依次经过滤波器、单刀单掷继电器、双刀双掷继电器、锁相放大器相连。

具体的，以某个量子芯片端口为例，量子芯片端口与滤波器相连，滤波器与单刀单掷继电器相连，双刀双掷继电器公共端两个端子短接再与单刀单掷继电器相连。双刀双掷继电器包含两组触点：一组触点为常开触点，另一组触点为常闭触点，每组触点都有两个端子。锁相放大器电压输出端和电压检测输入端均为BNC接口，通过BNC电缆连接至电路板，BNC电缆内导体标记为高电平(+)，BNC电缆外导体标记为低电平(-)，将锁相放大器电压输出端的高电平+和锁相放大器电压检测输入端的高电平(+)分别接在两个常开触点端子上，将锁相放大器电压输出端的低电平(-)和锁相放大器电压检测输入端的低电平(-)分别接在两个常闭触点端子上，通过设置相应的继电器通断重构测量通道，当单刀单掷继电器断开时，则相应的量子芯片端口为悬空高阻态。当单刀单掷继电器闭合时，与其相连的双刀双掷继电器有两种状态，一种是接测量电平高电平(+)，则量子芯片端口接高电平(+)；第二种是接测量电平的低电平(-)，则量子芯片端口接低电平(-)；若要测量若干量子芯片端口和若干量子芯片端口之间的端口阻抗，就要将相应的若干量子芯片端口接高电平(+)和若干相应的若干量子芯片端口接低电平(-)。例如，量子芯片1端口接测量电平高电平(+)，2端口接1端口接测量电平低电平(-)，其他端口悬空，则测得的结果为1端口和2端口之间阻抗，以此类推，也可以测一个端口跟多个端口之间的阻抗和多个端口跟多个端口之间的阻抗。

需要注意的是，双刀双掷继电器的数量和单刀单掷继电器的数量应当大于或等于量子芯片端端口的数量，在本实施例中，双刀双掷继电器的数量和单刀单掷继电器的数量、量子芯片端端口的数量均相等。

本发明连接于双刀双掷继电器和量子芯片端口间的单刀继电器也适用于悬空端口外接，适用范围更广。

实施例4

参考图2，本实施例的一种量子芯片端口阻抗测试装置，其电路结构与实施例1基本相同，申请人为解决降EMI的问题，在所述双刀双掷继电器和所述单刀继电器的线圈两端分别设有滤波电容和二极管，公共端设有滤波器，触点间连接滤波电容。

每个继电器控制线圈两个端子之间并联10uF电容用来减缓控制通断时线圈两端电压变化的速度，从而降低继电器的EMI。每个继电器控制线圈两个端子之间并联二极管，二极管的阴极要和电源系统的高点位相连，这样为线圈突然断电时的感应电流提供通路，从而降低了感应电压，减少了对电源系统的损坏，降低了继电器线圈电磁干扰，减少了EMI。每个继电器公共端和常开常闭端触点间均并联10uF电容用于吸收闭合时的电压脉冲，降低了继电器开关闭合瞬间脉冲的幅度，有效避免了继电器击穿量子芯片的影响。

本发明的量子芯片端口阻抗测试装置在双刀双掷继电器线圈两端设有滤波电容和续流二极管，公共端设有滤波器，触点间连接滤波电容，实现对继电器进行了降EMI处理，极大地提高了测量精度、电磁安全性和测试效率。

实施例5

本实施例的一种量子芯片端口阻抗测试装置，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：锁相放大器可以通过网线连接PC机，测试芯片阻抗时可以在PC机上直接读出锁相放大器输出端的电流和锁相放大器输入端的电压。

锁相放大器输入端的电压和锁相放大器输出端的电流的比值即为量子芯片端口的阻抗，这样以来就可以在线后台计算端口阻抗，极大提高了测试效率。

实施例6

参考图1，本实施例的一种量子芯片端口阻抗测试装置中的所述锁相放大器与所述继电器阵列切换电路通过BNC电缆连接。本发明的锁相放大器与所述继电器阵列切换电路通过BNC电缆连接，相当于开尔文测电阻法，消除了测试线电阻叠加的影响。本量子芯片端口阻抗测试装置，利用继电器阵列重构测量通路，通过一对BNC接头对若干个端口之间阻抗进行测量的方法，实现不用手工拆卸BNC即测试完成若干个端口两两之间的阻抗。在其他实施例中，也可以采用其他双线电缆代替BNC电缆。

实施例7

参考图1和图2，为了使得测试人员操作更便捷，本实施例中，在所述MCU控制器连接拨码开关。本发明采用串口和拨码开关两种人机交互方式，极大方便测试人员，使得操作更具灵活性。

本装置的继电器阵列切换电路阵列的重构由MCU控制器控制，MCU控制器的人机交互有两种方式：一种是通过拨码开关设置，MCU控制器通过扫描拨码开关的状态，然后来控制继电器的状态。第二种是通过与上位机，例如PC机上位机通讯，操作人员通过PC机上位机软件，给MCU控制器发指令，MCU控制器根据接收到的指令来控制相应继电器的状态。

基于MCU控制器控制和人机交互有串口通信和手动拨码开关两种操作方式，来操作继电器阵列重构测量电路，减少人体跟测试装置接触的次数，既避免了手工操作更换各个测量端口的BNC接头带来的静电和误操作，又提高了测量效率，并且拨码开关位数应大于或等于量子芯片端口数。

实施例8

参考图1，本发明量子芯片端口阻抗测试装置还包括电路板，所述MCU控制器、继电器阵列、USB接口或UART串口以及控制所述继电器阵列切换电路的拨码开关设置于电路板上。本实施例中，继电器阵列切换电路、拨码开关、MCU控制器、USB接口转换芯片以及电源系统集成做在电路板上。量子芯片放置于工装上，通过工装上的FPC接头、FPC线连接至电路板上，再与滤波器相连，便于更换待测量子芯片。

其中，MCU控制器通过USB接口或UART接口连接于PC机，上位机通过USB接口给MCU控制器传送指令。在其他实施例中，也可以采用网口、RS2接口等替代过USB接口或UART接口，但网口硬件及开发成本较好高，适用性不强。

本发明的MCU控制器通过USB接口或UART接口连接于PC机，采用USB接口连接方便，便于操作，采用UART接口需要另外接USB转UART接口模块，连接方式更加多样灵活。

进一步的，电路板上还预留有控制继电器的拨码开关、UART串口或USB接口的开断，测试板预留了多种电位地的切换选择或者不接，更加便于操作人员进行选择，更加便捷。

实施例9

参考图1-3，本发明提供一种量子芯片端口阻抗测试装置的测量方法，包括以下步骤：

1)将所述锁相放大器的信号输出调节至0V。在本实例中，采用的锁相放大器的型号为SR830。

2)将所述锁相放大器、继电器阵列切换电路、量子芯片连接在一起。具体的，将锁相放大器的输出端连接所述继电器阵列切换电路的输入端，所述继电器阵列切换电路的输出端连接所述锁相放大器的输入端，所述继电器阵列切换电路每一路与所述量子芯片每个端口相连，所述继电器阵列切换电路包括双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器连接所述MCU控制器，所述MCU控制器连接上位机。

3)将所述锁相放大器的信号输出调节至测试电压值，测试电压值小于量子芯片的击穿电压值，由于工艺不同，不同的量子芯片的击穿电压值也不同。

4)打开所述上位机的通讯程序，打开所述上位机的锁相放大器程序，用于控制对MCU控制器发指令控制继电器阵列，控制相应的继电器通断。

5)通过所述上位机的通讯程序对所述MCU控制器发指令控制所述继电器阵列切换电路，依次接通所述量子芯片需要测量的端口。具体的，当单刀单掷继电器断开时，则相应的量子芯片端口为悬空高阻态；当单刀单掷继电器闭合时，与其相连的双刀双掷继电器包括两种状态，一种是接测量电平高电位，则量子芯片端口接高电位；第二种是是接测量电平的低电位，则量子芯片端口接低电位。需要注意的是，若要测量若干量子芯片端口和若干量子芯片端口之间的端口阻抗，因为要有压差，才有电流流过，所以要将相应的量子芯片端口的一端接高电平，量子芯片端口的另一端接低电平。

6)利用所述上位机的锁相放大器程序采集电压和电流数据，在本实施例中，可以采用网线与上位机相连进行通讯。其中，所述电压数据为锁相放大器输入端的电压值，所述电流数据为锁相放大器输出端的电流值，电压值和电流值的比值即为端口电阻。

对于步骤3)中将所述锁相放大器的信号输出调节至测试电压值，根据量子芯片实际最小击穿值设定测试电压在值，测试电压值应小于量子芯片的最小击穿电压值，否则量子芯片会被击穿，一般将测试电压值设为1/2最小击穿电压值，但测试电压值也不能过小，否则会引入更多噪声，造成结果误差偏大。在本实施例中，量子芯片最小击穿电压值仅为5mV，设置测量电压值为2mV，从锁相放大器电压输出端输出2mV电压，再经过BNC电缆的电阻损耗，加在量子芯片端口之间电压小于2mV，但由于电缆和量子芯片是串联的，所以锁相放大器电压输出端测出的电流是准确的。

本量子芯片端口阻抗测试装置的测量方法的原理：锁相放大器电压输出端通过连接电缆输出一个小电压，小电压加在量子芯片的若干端口之间，形成微弱的电流，此时锁相放大器电压输出端能自动读出电流值。同时，锁相放大器电压检测端也连接电缆，该电缆的另外一头也加在所述量子芯片的若干端口之间，这样，量子芯片若干端口之间的小电压通过该电缆传递一个到锁相放大器电压检测端，锁相放大器电压检测端能精确的测量出该小电压，锁相放大器电压检测端测量出的电压和锁相放大器电压输出端能自动读出电流的比值即为相应量子芯片若干端口的阻抗值。其中，电缆在本实例中采用BNC电缆。

本发明的测量方法利用锁相放大器提供小信号输出和小信号测量，用来满足量子芯片端口间测试电压要极低的需求和提高测试精度，用于测试量子芯片端口阻抗时效率高、操作方便、测量准确、安全性高，不会造成量子芯片击穿。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，包括锁相放大器、继电器阵列切换电路、量子芯片、MCU控制器、上位机，所述锁相放大器的输出端连接所述继电器阵列切换电路的输入端，所述继电器阵列切换电路的输出端连接所述锁相放大器的输入端，所述继电器阵列切换电路每一路与所述量子芯片每个端口相连，所述继电器阵列切换电路包括双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器连接所述MCU控制器，所述MCU控制器连接上位机。

2.根据权利要求1所述量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，所述继电器阵列切换电路每一路双刀双掷继电器与单路滤波器相连，所述单路滤波器与所述量子芯片单个端口相连。

3.根据权利要求2所述量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，所述继电器阵列切换电路还包括单刀继电器，所述双刀双掷继电器经过所述单刀继电器连接至所述量子芯片端口。

4.根据权利要求3所述量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，所述双刀双掷继电器和所述单刀继电器的线圈两端分别设有滤波电容和二极管，公共端设有滤波器，触点间连接滤波电容。

5.根据权利要求1所述量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，所述锁相放大器通过网线连接PC机，所述PC机具有显示读取所述锁相放大器输出端的电流和锁相放大器输入端的电压的数据输出模块。

6.根据权利要求1所述量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，所述锁相放大器与所述继电器阵列切换电路通过BNC电缆连接。

7.根据权利要求1或6量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，所述MCU控制器连接拨码开关。

8.根据权利要求7量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，所述MCU控制器通过USB接口或UART接口连接于上位机。

9.根据权利要求8所述量子芯片端口阻抗测试装置，其特征在于，还包括电路板，所述MCU控制器、继电器阵列、USB接口或UART串口以及控制所述继电器阵列切换电路的拨码开关设置于电路板上。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述一种量子芯片端口阻抗测试装置的测量方法，包括以下步骤：

1)将所述锁相放大器的信号输出调节至0V；

2)将所述锁相放大器、继电器阵列切换电路、量子芯片连接在一起；

3)将所述锁相放大器的信号输出调节至测试电压值，所述测试电压值小于量子芯片的击穿电压值；

4)打开所述上位机的通讯程序，打开所述上位机的锁相放大器程序；

5)通过所述上位机的通讯程序对所述MCU控制器发指令控制所述继电器阵列切换电路，依次接通所述量子芯片需要测量的端口；

6)利用所述上位机的锁相放大器程序采集电压和电流数据，所述电压数据为锁相放大器输入端的电压值，所述电流数据为锁相放大器输出端的电流值，电压值和电流值的比值即为端口电阻。