Digitaal naar analoog converters (DAC's) zijn apparaten die digitale, typisch binaire signalen naar uitgangen in de vorm van spanning. De opgewekte spanning kan vervolgens worden gebruikt om licht te produceren, zoals in video en televisie of geluid, zoals bij mp3-spelers. Single-flux-quantum (SFQ)-gebaseerde DAC's vervaardigd met behulp van supergeleidende Josephson-juncties genereren spanningen met kwantumnauwkeurigheid, die zou worden toegepast voor metrologische toepassingen, d.w.z., realisatie van AC-spanningsnormen.

Een groep onder leiding van Yoshinao Mizugaki aan de University of Electro-Communications in Tokyo heeft op SFQ gebaseerde DAC's ontwikkeld die alleen unipolaire spanningen produceren, met positieve polariteit. Dit maakt ze minder geavanceerd dan andere beschikbare DAC's voor metrologie. Hun eerdere pogingen om het probleem van unipolariteit op te lossen waren behoorlijk uitputtend. Het team heeft nu geprobeerd hun apparaat te ontwikkelen door een eenvoudig armatuur aan het circuit toe te voegen.

Een DAC is ontworpen met behulp van een zogenaamde polarity-switchable double flux versterker (PS-DSQA). De PS-DSQA bestond uit lussen met drie knooppunten, of stapels cellen, die uitgangsspanningen produceerde met polariteiten die overeenkomen met de polariteit van opzettelijk aangelegde (bias)stromen. Het omschakelen van de polariteit van de instelstroom resulteerde dus in het omschakelen van de opgewekte spanning. Wanneer een 8-bits digitale ingangscode werd toegepast, in de vorm van een variabele pulsgetalvermenigvuldiger, de opgewekte spanning werd gemeten met een oscilloscoop. De biasstroom werd doorgestuurd naar een PS-DSQA die in staat is tot ±500 en ±8-voudige vergroting van de spanning.

Opmerkelijk, de PS-DSQA produceerde positieve en negatieve stromen, zij het niet van gelijke grootte bij ±500 maal. Echter, bij ±8 voudig, voorspanningsstroomomstandigheden waren beter haalbaar voor equivalente bipolaire spanningen. Sinusvormige golven werden waargenomen, wat wijst op een goede werking en het genereren van bipolaire spanningen. Mizugaki en collega's bouwden met succes voort op hun eerdere werk, het creëren van DAC's met prestaties die gelijkwaardig zijn aan apparaten die momenteel beschikbaar zijn.