JPH04204278A - Multi-channel squid magnetic meter - Google Patents

Multi-channel squid magnetic meter

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JPH04204278A
JPH04204278A JP2336401A JP33640190A JPH04204278A JP H04204278 A JPH04204278 A JP H04204278A JP 2336401 A JP2336401 A JP 2336401A JP 33640190 A JP33640190 A JP 33640190A JP H04204278 A JPH04204278 A JP H04204278A
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magnetic flux
multiplexer
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squid magnetometer
flux sensors
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Takao Goto
隆男 後藤
Takehiko Hayashi
武彦 林
Yoshiyasu Nakajima
善康 中島
Norio Fujimaki
藤巻 則夫
Osamu Hayashi
治 林
Kotaro Goto
公太郎 後藤
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the problem of response for input magnetic flux and lessen a quantity of consumption of a freezing mixture such as liquid helium of SQUID by always operating a plurality of SQUID magnetic flux sensors and lessening the number of output lines by the use of a multiplexer. CONSTITUTION:An oscillator 2 supplies bias current (a) of a lower frequency to each of a plurality of magnetic flux sensor 1 respectively. Next, pulse outputs (b1-bN) from each of the magnetic flux sensors 1 (1-N) are completely changed over to a multiplexer 4 during a half cycle of the bias current (a) by the use of a control signal (d) of a control circuit 3 to convert into serial data(d). Thereafter the serial data(d) are transmitted to a multiplexer 5 provided at the side of room temperature through an output cable. The multiplexer 5 is changed over by the use of a signal (c') of a control circuit 3 synchronized with the control signal of the multiplexer 4 to convert the serial data into parallel data so as to transmit into a signal processing circuits 6 corresponding to each magnetic flux sensor 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 SQUIDを用いた磁束センサを複数個用い。[Detailed description of the invention] 〔overview〕 Uses multiple magnetic flux sensors using SQUID.

−度に多数の異なる領域からの磁界を検出するマルチチ
ャンネルSQUID磁束計に関し。
- Relating to a multi-channel SQUID magnetometer that detects magnetic fields from many different regions at once.

バイアス周波数が低くとも、各チャンネルの応答を正確
に行うことを目的とし。
The purpose is to accurately respond to each channel even if the bias frequency is low.

複数の磁束センサにバイアス電流を供給するバイアス手
段と、前記複数の磁束センサの各々の出力をシリアルデ
ータに変換する第1変換手段と。
Bias means for supplying bias current to the plurality of magnetic flux sensors; and first conversion means for converting the output of each of the plurality of magnetic flux sensors into serial data.

前記複数の磁束センサの各々に対応して設けられ前記磁
束信号を出力する信号処理手段と、前記シリアルデータ
をパラレルデータに変換した上で。
a signal processing means that is provided corresponding to each of the plurality of magnetic flux sensors and outputs the magnetic flux signal; and a signal processing means that converts the serial data into parallel data.

その各々を前記信号処理手段の対応するものに供給する
第2変換手段と、前記バイアス電流に同期した信号を前
記第1及び第2変換手段に供給する制御手段とを備え、
前記バイアス手段からの前記バイアス電流によって前記
磁束センサの各々がパルスを出力する間に、前記制御手
段からの信号によって前記第1変換手段が前記パルスを
前記シリアルデータに変換するように構成する。
a second conversion means for supplying each of the bias currents to a corresponding one of the signal processing means, and a control means for supplying a signal synchronized with the bias current to the first and second conversion means,
While each of the magnetic flux sensors outputs a pulse due to the bias current from the bias means, the first conversion means converts the pulse into the serial data according to a signal from the control means.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、SQUIDを用いた磁束センサを複数個用い
、−度に多数の異なる領域からの磁界を検出するマルチ
チャンネルSQUID磁束計に関する。
The present invention relates to a multi-channel SQUID magnetometer that uses a plurality of SQUID magnetic flux sensors to detect magnetic fields from a large number of different regions at once.

近年、生体などから発生する微小磁界の測定にS Q 
U I D (Superconducting Qu
antum Interference Device
  :超伝導量子干渉デバイス)を利用した高感度な磁
束計が利用されている。特に3脳及び心臓の磁界分布を
測定することにより、磁界を発生させている電流源の推
定が可能であり、これは診断上、非常に有意義な情報を
提供すると共に生体内の神経活動の解明に役立つことが
指摘されている。このような磁界分布の測定は、1チャ
ンネルのSQUID磁束計を使用し、各部位ごとの時系
列データを順番に測定することで可能である。しかし、
この方法では、測定に時間がかかり被験者が疲労してし
まうこと、異なる場所の磁界を同時に測定できないため
高い精度で電流源の推定ができないこと、などの問題点
がある。このため、磁束センサを複数個並べ、同時に各
部位の磁界を測定できるマルチチャンネルSQUID磁
束計が必要とされる。
In recent years, SQ has been used to measure minute magnetic fields generated from living organisms, etc.
U I D (Superconducting Qu
antum Interference Device
: A highly sensitive magnetometer using a superconducting quantum interference device) is being used. In particular, by measuring the magnetic field distribution in the brain and heart, it is possible to estimate the current source that generates the magnetic field, which provides extremely meaningful information for diagnosis as well as elucidating neural activity within the body. It has been pointed out that it is useful. Such measurement of magnetic field distribution is possible by using a one-channel SQUID magnetometer and sequentially measuring time-series data for each site. but,
This method has problems, such as the time it takes to measure and fatigue of the subject, and the inability to estimate the current source with high accuracy because magnetic fields at different locations cannot be measured simultaneously. Therefore, a multi-channel SQUID magnetometer is required that can arrange a plurality of magnetic flux sensors and simultaneously measure the magnetic field at each location.

〔従来の技術] 従来のマルチチャンネルSQUID磁束計としては、1
チャンネルの磁束センサに対応させて。
[Prior art] As a conventional multi-channel SQUID magnetometer, 1
Compatible with the channel's magnetic flux sensor.

得られる検出信号を磁界信号に変換する処理回路も1チ
ャンネル分設け、マルチチャンネル化を計ったものが提
寓されている(H,E、Hoenig et al、+
Biomagnetic +*ultichannel
 5yste+w with integrated 
SQUIDs and first order gr
adiometers operating in a
 5hielded room+cryogenics
、vol、29゜^ugust、pp809−813.
1989)、また、各々の5QtJIDを異なる周波数
でドライブし、多重化して複数のSQUID出力線を1
本にすることによりシステムを簡略化する方法も提寓さ
れている(Furukawa et al、、Japa
nese Journal of Apply Phy
sics。
A processing circuit for converting the obtained detection signal into a magnetic field signal is also provided for one channel, and a multi-channel system has been proposed (H, E, Hoenig et al., +
Biomagnetic +*ultichannel
5yste+w with integrated
SQUIDs and first order gr
adiometers operating in a
5 shielded room + cryogenics
, vol, 29°^gust, pp809-813.
(1989), each 5QtJID is driven at a different frequency and multiplexed to connect multiple SQUID output lines into one.
A method to simplify the system by writing a book has also been proposed (Furukawa et al., Japan
nese Journal of Apply Phy
sics.

vol、2B、No、3.Marcb、1989,1L
456−L45B) 、これらの方法では、SQUID
としては3いずれもSQUID出力が微小なアナログ信
号となるアナログ動作のSQUIDを用いている。一方
、パルス出力の得られるディジタルSQUIDとしては
、2接合量子干渉素子からなるSQUIDを交流バイア
スし、パルス出力するSQUID(特開昭63−290
979号公報)が知られている。アナログ動作するdc
  SQUIDの電圧出力を1趙伝導コンパレータもし
くは1ビットA/D変換器に加え、パルス出力を得るも
の(D、Drung、 Cryogenics、 vo
l、26+pp623−627.1986)が知られて
いる。ディジタルSQU I Dは、出力S/N比を高
くできるという特徴がある。
vol, 2B, No, 3. Marcb, 1989, 1L
456-L45B), these methods use SQUID
All three use SQUIDs with analog operation in which the SQUID output is a minute analog signal. On the other hand, as a digital SQUID that can obtain a pulse output, a SQUID consisting of a two-junction quantum interference device is biased with AC and outputs a pulse (Japanese Patent Laid-Open No. 63-290
No. 979) is known. analog operated dc
Adding the voltage output of the SQUID to a 1-bit conduction comparator or 1-bit A/D converter to obtain a pulse output (D. Drung, Cryogenics, vo.
1, 26+pp623-627.1986) is known. Digital SQUID has the characteristic of being able to have a high output S/N ratio.

ディジタルSQUIDを用いたマルチチャンネル化の方
法としては9本願出願人の出願に係わる。
A multi-channel method using digital SQUID is related to the application filed by the present applicant.

各チャンネルのディジタルSQUIDの出力を。Output of digital SQUID of each channel.

一定期間毎にマルチプレクサで切り換え、単一の゛ 処
理回路で磁束信号に変換していく方法(特願平1−17
8851号)がある、また、同じく本願出願人の出願に
係わる1趙伝導フイードパ・7り回路を用い。
A method in which the signals are switched at fixed intervals using a multiplexer and converted into a magnetic flux signal using a single processing circuit (Patent Application No. 1-17).
No. 8851), and also uses a one-way conduction feedper/seven circuit, which is also related to the applicant's application.

磁束から電気信号への変換に必要な機能すべてをワンチ
ップ上に集積化したワンチップSQUID(N、Fuj
imaki et al、、−A Single−Ch
ip SQUID Magnetometer”、IH
EE Trans、Electron Device、
vol、35゜No、12 pp2412−2418.
1988)を用いて、複数のワンチップSQUIDを一
定期間毎に選択回路により切り換え、磁束信号を得るも
の(特願平1−340964号)がある、しかし、この
両者の方法では1選択されていないSQUIDは動作が
止まっている(パルスを出力していない)、このため、
すべてのチャンネルをスキャンした後、あるチャンネル
が再び選択された場合、新たな磁束信号に追いつく時間
が必要となる。これを具体的に説明すると。
One-chip SQUID (N, Fuji) that integrates all functions necessary for converting magnetic flux into electrical signals on one chip.
imaki et al, -A Single-Ch
ip SQUID Magnetometer”, IH
EE Trans, Electron Device,
vol, 35°No, 12 pp2412-2418.
There is a method (Japanese Patent Application No. 1-340964) in which a plurality of one-chip SQUIDs are switched over by a selection circuit at regular intervals using a method (Japanese Patent Application No. 1988) to obtain a magnetic flux signal.However, in both of these methods, only one SQUID is selected. The SQUID has stopped operating (not outputting pulses), therefore,
If a channel is selected again after all channels have been scanned, it will need time to catch up with the new flux signal. Let me explain this specifically.

次のようになる。It will look like this:

例えば、生体磁気計測で必要な周波数帯域は。For example, what is the frequency band required for biomagnetic measurement?

これまでの例から考えると、数百Hzである。そこで仮
に、 3(11)Hzの周波数帯域をもたせようとする
と、サンプリング定理から、 1/6(11)Hz即ち
1.7■S毎に全チャンネルをスキャンしなければなら
ない。
Considering the previous examples, it is several hundred Hz. Therefore, if we try to provide a frequency band of 3 (11) Hz, from the sampling theorem, all channels must be scanned every 1/6 (11) Hz, that is, every 1.7 S.

今チャンネル数が1(11)チヤンネルとすると、1チ
ヤンネル当たり1割り当てられる時間は1.7ss/1
(11)−17μsとなる。一方、磁束信号を得るため
If the number of channels is 1 (11) channels, the time allocated per channel is 1.7ss/1
(11) -17 μs. Meanwhile, to obtain the magnetic flux signal.

ディジタルSQUIDをフィードバック動作させる場合
、生体磁気のような微小信号に対して、磁束計は1次の
低域フィルタと同じ形の伝達関数をもち(Fujima
ki et al、+J、^pp1.Phys、 、 
65(4)、pp1626−1630.1989) 、
遮断周波数ω。は次式で与えられる。
When performing feedback operation on a digital SQUID, the magnetometer has a transfer function in the same form as a first-order low-pass filter for minute signals such as biomagnetism (Fujima
ki et al, +J, ^pp1. Phys, ,
65(4), pp1626-1630.1989),
Cutoff frequency ω. is given by the following equation.

ω。=2f、・ΔΦ・d P/dΦ f、・・・SQUIDに与えるバイアス周波数°ΔΦ・
・・1パルス当たりのフィードバック量P ・・・スイ
ッチ確率 Φ ・・・信号磁束 ゛仮に、バイアス周波数がIMH2,ΔΦが1×104
Φ。、dP/dΦが1(11)/Φ。とすると、 f。
ω. =2f,・ΔΦ・d P/dΦ f, ... Bias frequency given to SQUID °ΔΦ・
・Feedback amount P per pulse ・Switch probability Φ ・Signal magnetic flux ゛If the bias frequency is IMH2 and ΔΦ is 1×104
Φ. , dP/dΦ is 1(11)/Φ. Then, f.

は約320Hzとなる。しかし、1チヤンネル当たりの
割りあて時間17μsの間に入力磁束に追いつ(には、
少なくとも、20KHz  (90%)以上の帯域が必
要であり、従って、バイアス周波数を更に2桁以上あげ
なくてはならない、また、磁束計の感度を上げるには、
量子化雑音の影響を避けるためにΔΦを小さくしなけれ
ばならないが、そうするとその分を補うため更にバイア
ス周波数を上げる必要がある。
is approximately 320Hz. However, within the allocated time of 17 μs per channel, it catches up with the input magnetic flux (to
At least a band of 20KHz (90%) or more is required, and therefore the bias frequency must be increased by two orders of magnitude or more.Also, to increase the sensitivity of the magnetometer,
In order to avoid the influence of quantization noise, ΔΦ must be made small, but then it is necessary to further increase the bias frequency to compensate for this.

ところで、マルチチャンネル化に際して重要なことのひ
とつに、SQUIDとの信号線の数をいかに減らすか、
ということが挙げられる。これは。
By the way, one of the important things when creating multi-channels is how to reduce the number of signal lines to and from the SQUID.
This can be mentioned. this is.

通常SQUIDセンサは液体ヘリウムなどの低温環境下
に置かれるため、チャンネル数が増える結果、室温側の
回路とを繋ぐケーブルの数が増えると、それに伴い高価
な液体ヘリウムなど寒剤の消費量も増すからである。従
来のアナログ動作のSQUIDでは、前述したようにS
QUIDセンサ各々に対し、処理回路(室温)が設けら
れるので。
Normally, SQUID sensors are placed in a low-temperature environment such as liquid helium, so as the number of channels increases, the number of cables connecting them to the room-temperature circuit increases, which also increases the consumption of expensive cryogens such as liquid helium. It is. In the conventional analog-operated SQUID, as mentioned above, the SQUID
Since a processing circuit (room temperature) is provided for each QUID sensor.

チャンネル数分の出力線とフィードバック線が必要にな
る。また1周波数多重化の方法でも、出力線は一つにな
るものの、フィードバック線はチャンネル数分必要にな
る。
Output lines and feedback lines for the number of channels are required. Also, in the single frequency multiplexing method, although there is only one output line, feedback lines are required for the number of channels.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

1(11)チャンネル以上のマルチチャンネルSQUI
D磁束計を実現させる場合、上述したように。
Multi-channel SQUI with more than 1 (11) channels
When realizing a D magnetometer, as described above.

数百MHz以上のバイアス周波数での動作が必要となる
。しかし、このような周波数領域での動作は。
Operation at a bias frequency of several hundred MHz or higher is required. However, the operation in such frequency domain.

マルチチャンネルの場合、チャンネル間でのクロストー
クが起こり易くなるといった問題を生しさせる。また、
従来方式によるマルチチャンネル5QUI’D磁束計で
は、チャンネル数を増やすほど。
In the case of multi-channels, a problem arises in that crosstalk between channels is more likely to occur. Also,
In the conventional multi-channel 5QUI'D magnetometer, the more the number of channels increases.

液体ヘリウムなど寒剤の消費量も増すといった問題が生
しる。
Problems arise, such as increased consumption of cryogens such as liquid helium.

本発明は、バイアス周波数が低くとも、各チャンネルの
応答を正確に行うことができるマルチチャンネルSQU
ID磁束計を提供することを目的とする。
The present invention provides a multi-channel SQU that can accurately respond to each channel even if the bias frequency is low.
The purpose is to provide an ID magnetometer.

また1本発明は、チャンネル数が増えても、液体ヘリウ
ムなどのSQUIDの寒剤の消費量が少ない、マルチチ
ャンネルSQUIDIIPL束計を提供することを目的
とする。
Another object of the present invention is to provide a multi-channel SQUID II PL fluxmeter that consumes less SQUID cryogen such as liquid helium even if the number of channels increases.

更に1本発明は、各チャンネルの応答が正確で。Furthermore, according to the present invention, the response of each channel is accurate.

かつ、寒剤の消費量が少ないマルチチャンネルSQUI
D磁束計を提供することを目的とする。
Multi-channel SQUI with low cryogen consumption
The purpose is to provide a D magnetometer.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図は1本発明の原理構成図であり1本発明によるマ
ルチチャンネルSQUID磁束計を示している。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention and shows a multi-channel SQUID magnetometer according to the present invention.

1はSQUIDを用いた磁束センサであり、生体からの
磁界を電気信号に変換するものであり。
1 is a magnetic flux sensor using SQUID, which converts a magnetic field from a living body into an electrical signal.

複数個設けられている。2は発振器であり、SQUID
をパルス動作させるため、複数の磁束センサlに対して
バイアス電流を供給するもの、3は制御回路であり、マ
ルチプレクサ4及び5に対しそのスイッチを切り換える
信号を与えるもの、4はマルチプレクサであり、各磁束
センサ1の出力を切り換えることにより、複数の磁束セ
ンサ1の出力をシリアルデータに変換するもの、5もマ
ルチプレクサであり、シリアルデータをパラレルデータ
に変換するもので、その機能から゛デマルチプレクサと
呼ばれることもある。6は信号処理回路であり、電気信
号(検出信号)から磁束信号を抽出するものであり、複
数の磁束センサ1の各々に対応して設けられる。
There are multiple locations. 2 is an oscillator, SQUID
3 is a control circuit that supplies a signal to multiplexers 4 and 5 to switch their switches; 4 is a multiplexer, and each A device that converts the outputs of multiple magnetic flux sensors 1 into serial data by switching the output of magnetic flux sensor 1. 5 is also a multiplexer, which converts serial data into parallel data, and is called a demultiplexer due to its function. Sometimes. A signal processing circuit 6 extracts a magnetic flux signal from an electric signal (detection signal), and is provided corresponding to each of the plurality of magnetic flux sensors 1.

(作 用〕 第2図は1本発明の作用説明図であり、第1図図示のマ
ルチチャンネルSQUID[束計におけるタイムシーケ
ンスを示している。
(Operation) FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the present invention, and shows the time sequence in the multi-channel SQUID [bundle meter] shown in FIG.

発振器2は、比較的低い周波数(例えばI MHz)の
バイアス電流(a)を、複数の磁束センサ1の各々に供
給する。生体の磁界測定領域の各部位に対応する磁束セ
ンサ1の各々(1−N)からのパルス出力(bl〜bN
)は、制御回路3の制御信号(C)によって、バイアス
電流(a)の半周期(実際は174周期)中にすべてマ
ルチプレクサ4によって、切り換えられ、シリアルデー
タ(d)に変換される。その後、1本の出カケープルで
シリアルデータ(d)は。
The oscillator 2 supplies each of the plurality of magnetic flux sensors 1 with a bias current (a) at a relatively low frequency (for example I MHz). Pulse outputs (bl to bN) from each magnetic flux sensor 1 (1-N) corresponding to each part of the magnetic field measurement region of the living body
) are all switched by the multiplexer 4 during a half cycle (actually 174 cycles) of the bias current (a) by the control signal (C) of the control circuit 3, and converted into serial data (d). After that, serial data (d) is obtained using one output cable.

室温側に設けられたマルチプレクサ5へ転送される。そ
して1マルチプレクサ4の制御信号に同期した制御回路
3の信号(C′)を用いてマルチプレクサ5を切り換え
ることにより、シリアルデータ(d)は、パラレルデー
タに変換され、各磁束センサlに対応した信号処理回路
6に送られる。これをバイアス電流の加わっている間、
繰り返し行えば。
The signal is transferred to the multiplexer 5 provided on the room temperature side. By switching the multiplexer 5 using the signal (C') of the control circuit 3 synchronized with the control signal of the 1 multiplexer 4, the serial data (d) is converted to parallel data, and the signal corresponding to each magnetic flux sensor 1 is converted to parallel data. It is sent to the processing circuit 6. While applying this bias current,
If you do it repeatedly.

各信号処理回路には各磁束センサ1毎の時系列データが
得られるので、m束信号に変換することができ、測定部
位に対応した磁束信号1〜Nのデータが得られる。
Since time series data for each magnetic flux sensor 1 is obtained in each signal processing circuit, it can be converted into m flux signals, and data of magnetic flux signals 1 to N corresponding to the measurement site can be obtained.

本発明では以上の如く、各々の磁束センサlはバイアス
電流(a)の加わっている間は絶えず動作している(パ
ルス信号のオンオフ測定をバイアス電m(a)の半周期
T/2毎に毎回行っている)ので7等価的に各磁束セン
サ1は1チヤンネルで動作している。したがって5応答
上の問題は生じない、また、マルチプレクサ4及び5を
使って、出力線を1本にまとめているので、液体ヘリウ
ムなどのSQUIDの寒剤の消費量も少なくすることが
可能である。
In the present invention, as described above, each magnetic flux sensor l operates continuously while the bias current (a) is applied (the on-off measurement of the pulse signal is performed every half cycle T/2 of the bias current m(a)). 7 equivalently, each magnetic flux sensor 1 operates in one channel. Therefore, there is no problem regarding the response of the SQUID, and since the multiplexers 4 and 5 are used to combine the output lines into one line, it is possible to reduce the amount of SQUID cryogen such as liquid helium consumed.

〔実施例〕〔Example〕

第3図は本発明の一実施例構成図である。 FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

この実施例は、バイアス電流(a)を複数の磁束センサ
lに同一のタイミングで供給すると共に、磁束センサ1
の各々に超伝導フィードバック回路を内蔵した例である
In this embodiment, the bias current (a) is supplied to a plurality of magnetic flux sensors l at the same timing, and the magnetic flux sensor l
This is an example in which a superconducting feedback circuit is built into each.

なお、この実施例では、磁束センサ1及びマルチプレク
サ4が低温槽7内に設けられ、液体ヘリウムなどの寒剤
で冷却される。この点は、後述の他の実施例も同様であ
る。
In this embodiment, the magnetic flux sensor 1 and the multiplexer 4 are provided in a cryostat 7 and cooled with a cryogen such as liquid helium. This point also applies to other embodiments described later.

また、この実施例では5本発明に従って磁束センサlを
測定中は連続して動作させるために、測定中、バイアス
l@(a)は連続して供給され、フィードバック入力は
選択回路等により切断されることなく常に入力され、1
束センサlの出力は常にマルチプレクサ4に供給される
。この点は、後述の他の実施例も同様である。
In addition, in this embodiment, in order to operate the magnetic flux sensor l continuously during measurement according to the present invention, the bias l@(a) is continuously supplied during measurement, and the feedback input is disconnected by a selection circuit or the like. 1
The output of the bundle sensor l is always supplied to the multiplexer 4. This point also applies to other embodiments described later.

低温槽から室温側へ延びるケーブルについてみると、マ
ルチプレクサ4を設けたことにより、信−号出力につい
ては、出力線8は1本である。バイアス電流(a)につ
いては、供給タイミングを1つ(共通)にしたことによ
り、バイアス線9は1本である。制御回路3からの制御
信号(C)線10については、fli束センサ1の数を
Nとすると、その本数はlog、N本である。フィード
バック入力については、フィードバック回路を内蔵した
ことにより。
Regarding the cable extending from the low temperature chamber to the room temperature side, since the multiplexer 4 is provided, there is only one output line 8 for signal output. Regarding the bias current (a), there is only one bias line 9 because the supply timing is set to one (common). Regarding the control signal (C) line 10 from the control circuit 3, the number of lines is log N, where N is the number of fli bundle sensors 1. Regarding feedback input, it has a built-in feedback circuit.

本数は0本である。これにより、液体ヘリウムの消費を
少なくできる。
The number is 0. This allows the consumption of liquid helium to be reduced.

以下、低温側に設けられる磁束センサ1及びマルチプレ
クサ4について、まず説明する。
Hereinafter, the magnetic flux sensor 1 and multiplexer 4 provided on the low temperature side will be explained first.

フィードバック回路を内蔵するために、磁束センサ1は
、第4A図乃至第4C図に図示のいずれかの構成を有す
る。即ち、磁束センサlは、  SQUIDを用いたセ
ンサの部分(以下、スクイドセンサという)21と、こ
れとワンチップ化された超伝導フィードバック回路22
とからなる。
In order to incorporate the feedback circuit, the magnetic flux sensor 1 has one of the configurations shown in FIGS. 4A to 4C. That is, the magnetic flux sensor l includes a sensor part using SQUID (hereinafter referred to as SQUID sensor) 21 and a superconducting feedback circuit 22 integrated into one chip.
It consists of

第4A図は、ワンチップ磁束センサの構成を示す、第4
A図において、31a、31bは超伝導ループからなり
測定したい磁束(被測定磁束)をビックアンプするため
にループ内に鎖交する磁束を取り出す一対のピックアッ
プコイル、32は入力コイルでピンクアップコイル31
a、31bと共に超伝導ループ33を構成している。入
力コイル32はスクイドセンサ21の一部を構成し、超
伝導ループ33に生じた磁束をスクイドセンサ21に付
与する。
FIG. 4A shows the configuration of a one-chip magnetic flux sensor.
In figure A, 31a and 31b are superconducting loops, and a pair of pickup coils take out the magnetic flux interlinking within the loop in order to big-amplify the magnetic flux to be measured (magnetic flux to be measured), and 32 is an input coil, which is a pink-up coil 31.
A and 31b constitute a superconducting loop 33. The input coil 32 constitutes a part of the SQUID sensor 21 and applies magnetic flux generated in the superconducting loop 33 to the SQUID sensor 21.

スクイドセンサ21は2接合量子干渉素子を交流バイア
スするものが用いられ、超伝導ループ34にジョセフソ
ン接合J、、J、および超伝導インダクタンス35を含
んで構成され、入力コイル32から付与された被測定信
号磁束Φ3 (結合係数はM、)とフィードバック磁束
Φ2.の差を受け、これを交流バイアス電流(a)によ
りパルス化して入力磁束(Φ、−Φ1.)に応じた電流
パルスをフィードバック回路22に出力する。
The SQUID sensor 21 uses a two-junction quantum interference device with alternating current bias, and includes a superconducting loop 34 including Josephson junctions J, , J, and a superconducting inductance 35. Signal magnetic flux Φ3 (coupling coefficient is M) and feedback magnetic flux Φ2. This is pulsed by an alternating current bias current (a), and a current pulse corresponding to the input magnetic flux (Φ, -Φ1.) is output to the feedback circuit 22.

一フィードバシク回路22としては9例えば超伝導ルー
プ37にジョセフソン接合J、、J、および第1のイン
ダクタンス38を含むとともに、第1のインダクタンス
38と磁界結合(結合係数はMz)する第2のインダク
タンス39を有し、スクイドセンサ21から送られるパ
ルスを磁束量子に変換する書込みゲート40と、書込み
ゲー)40を通過したパルスを磁束量子に変換して蓄え
る超伝導インダクタ41からなる超伝導の蓄積ループ4
2を用いたものが使用される。また、超伝導インダクタ
41の磁束量子は磁界結合しているフィードバックルー
プ43を通してフィードバック磁束としてスクイドセン
サ210入力側に戻される。
One feedback circuit 22 includes 9, for example, a superconducting loop 37, a Josephson junction J, , J, and a first inductance 38, and a second inductance that is magnetically coupled to the first inductance 38 (coupling coefficient is Mz). A superconducting storage loop consisting of a write gate 40 which has an inductance 39 and converts the pulses sent from the SQUID sensor 21 into magnetic flux quanta, and a superconducting inductor 41 which converts the pulses that have passed through the write gate 40 into magnetic flux quanta and stores them. 4
2 is used. Further, the magnetic flux quantum of the superconducting inductor 41 is returned to the input side of the SQUID sensor 210 as a feedback magnetic flux through a feedback loop 43 that is magnetically coupled.

したがって、フィードバック回路22はスクイドセンサ
21から出力されるパルスを計測し、この計測結果に応
じた磁束量子をフィードバックループ43による磁界結
合を通してスクイドセンサ21の入力側にフィードバッ
クする。
Therefore, the feedback circuit 22 measures the pulses output from the SQUID sensor 21 and feeds back magnetic flux quanta according to the measurement results to the input side of the SQUID sensor 21 through magnetic field coupling by the feedback loop 43.

以上の構成において、スクイドセンサ21は加えられた
磁束に依存するパルス列を生じ、このパルス列はそれぞ
れマルチプレクサ4に送られる。
In the above configuration, the SQUID sensor 21 generates a pulse train depending on the applied magnetic flux, which pulse train is respectively sent to the multiplexer 4.

スクイドセンサ21の出力がフィードバック回路22に
送られる。そしてスクイドセンサ21の出力パルスはフ
ィードバック回路22によってカウントされ、その結果
に比例した磁束はスクイドセンサ21にフィードバック
される。したがって。
The output of the SQUID sensor 21 is sent to a feedback circuit 22. The output pulses of the SQUID sensor 21 are counted by the feedback circuit 22, and a magnetic flux proportional to the result is fed back to the SQUID sensor 21. therefore.

フィードバックループ43はピックアップコイル31a
、31bが拾う被測定磁束を、常にフィードバック磁束
で打ち消すように動作し、フィードバック量を見ると、
被測定磁束の大きさがわかる。
The feedback loop 43 is the pickup coil 31a
, 31b always operate to cancel the measured magnetic flux picked up by the feedback magnetic flux, and looking at the amount of feedback,
The magnitude of the magnetic flux to be measured can be determined.

次に、第4B図は従来型のdc−SQUIDセンサのア
ナログ出力を超伝導コンパレータに入力し、パルスを得
る例である。
Next, FIG. 4B shows an example in which the analog output of a conventional dc-SQUID sensor is input to a superconducting comparator to obtain a pulse.

第4A図図示の例と共通部分には同一符号を付している
。スクイドセンサ51にはdc−SQUIDが用いられ
、スクイドセンサ51は超伝導ループ34にジョセフソ
ン接合JxJt、抵抗52゜53および超伝導インダク
タンス35を含んで構成され、入力コイル32から付与
された被測定信号磁束Φ、(結合係数はM、)とフィー
ドバック磁束゛Φ、1の差を受け、これを直流バイアス
54により電圧出力に変え抵抗55を介して超伝導コン
パレータ56に送る。超伝導コンパレータ56は超伝導
ループ57にジョセフソン接合Js、Jhおよび第1の
インダクタンス58を含むとともに。
Components common to the example shown in FIG. 4A are given the same reference numerals. A dc-SQUID is used for the SQUID sensor 51, and the SQUID sensor 51 includes a superconducting loop 34, a Josephson junction JxJt, a resistor 52, 53, and a superconducting inductance 35, and receives the measured signal magnetic flux applied from the input coil 32. It receives the difference between Φ, (coupling coefficient is M) and feedback magnetic flux ゛Φ,1, converts it into a voltage output using a DC bias 54, and sends it to a superconducting comparator 56 via a resistor 55. The superconducting comparator 56 includes a Josephson junction Js, Jh and a first inductance 58 in a superconducting loop 57.

第1のインダクタンス58と磁界結合(結合係数はMs
)する第2のインダクタンス59を有し。
First inductance 58 and magnetic field coupling (coupling coefficient is Ms
) has a second inductance 59.

スクイドセンサ51の出力を交流バイアス電流(a)に
応答して比較し、ディジタルの電流パルスを超伝導ディ
ジタルフィードバック回路61に出力する。超伝導ディ
ジタルフィードバック回路61は超伝導コンパレータ5
6から出力されるパルスを計測し、この計測結果に応じ
た磁束量子をフィードバックループ62による磁界結合
を通してスクイドセンサ51の入力側にフィードバンク
するもので1例えば、ジョセフソン回路などにより構成
したアップダウンカウンタやD/A変換器を含むもので
あり、さらに必要に応じてフィルタなどの回路を含むこ
とも可能である。
The output of the SQUID sensor 51 is compared in response to the AC bias current (a), and a digital current pulse is output to the superconducting digital feedback circuit 61. The superconducting digital feedback circuit 61 is the superconducting comparator 5
6, and feeds the magnetic flux quantum according to the measurement result to the input side of the SQUID sensor 51 through magnetic field coupling by a feedback loop 62. and a D/A converter, and may further include a circuit such as a filter if necessary.

第4C図はパルス動作するスクイドセンサ21に前記と
同様の超伝導ディジタルフィードバック回路61を付け
た例である。
FIG. 4C shows an example in which a superconducting digital feedback circuit 61 similar to that described above is attached to the SQUID sensor 21 which operates in pulses.

超伝導ディジタルフィードバック回路61は室温側に置
いてもよいが、超伝導ディジタルフィードバック回路6
1を内蔵する内部フィードバック方式ではフィードバッ
ク線の数を減らせる。
Although the superconducting digital feedback circuit 61 may be placed at room temperature, the superconducting digital feedback circuit 6
1, the number of feedback lines can be reduced.

第5図は、スクイドセンサ(ディジタルSQU+D)2
1の動作説明図である。
Figure 5 shows SQUID sensor (digital SQU+D) 2
FIG. 1 is an explanatory diagram of the operation of FIG.

この図は、SQUIDの入力磁束Φ、に対するSQUI
Dの磁界電流i、の特性(閾値特性)を示す。Φ。は、
′&!1束量子2.07 X l O−” w bであ
る。曲線Aは、閾値特性を示すものであり、その内側の
領域(ハツチングを付しである)において、5QtJI
Dは、超伝導状態である。また、その外側のsI域にお
いて、SQUIDは、電圧状態であり、パルスを出力す
る。
This figure shows the SQUID for the input magnetic flux Φ of the SQUID.
The characteristics (threshold characteristics) of the magnetic field current i of D are shown. Φ. teeth,
'&! The one-bundle quantum is 2.07
D is a superconducting state. In addition, in the sI region outside the SQUID, the SQUID is in a voltage state and outputs a pulse.

ここで、バイアス電流(a)の大きさは、入力磁束Φ、
=0の場合における臨界電流i(の大きさと等しくされ
る。このようなバイアス条件により。
Here, the magnitude of the bias current (a) is the input magnetic flux Φ,
It is made equal to the magnitude of the critical current i in the case of = 0. Due to such bias conditions.

入力磁束の正負に対応して、正パルス及び負パルスが出
力される。また、闇値特性が非対称とされているので、
バイアスを流の1周期T内において。
A positive pulse and a negative pulse are output depending on whether the input magnetic flux is positive or negative. Also, since the dark value characteristics are said to be asymmetric,
bias within one period T of the flow.

1個の正又は負のパルスを出力する。Outputs one positive or negative pulse.

なお、入力磁束Φ、の大きさは4例えば7図において、
−点鎖線で示す程度である。また、出力されるパルスの
パルス幅は9人力磁束Φ、の大きさに依存するが、少な
くともT/4以上のパルス幅を有する。
Note that the magnitude of the input magnetic flux Φ is 4. For example, in Fig. 7,
- It is as shown by the dotted chain line. Further, the pulse width of the output pulse depends on the magnitude of the human force magnetic flux Φ, but has a pulse width of at least T/4 or more.

マルチプレクサ4は1液体ヘリウム等の冷媒中で動作さ
せるために、ジョセフソン論理回路を用いて構成される
The multiplexer 4 is constructed using a Josephson logic circuit for operation in a coolant such as liquid helium.

第6A図乃至第6C図は1マルチプレクサ4の構成を示
す。
6A to 6C show the configuration of one multiplexer 4. FIG.

第6A図に図示の如く、複数の磁束上ンサlの出力bl
乃至す、は5並列に、各々対応するジョセフソン論理積
ゲート71に入力される。また論理積ゲート71には1
選択回路70がらの選択信号が入力される。これにより
、出力す、乃至す。
As shown in FIG. 6A, the output bl of a plurality of magnetic flux sensors l
. . . are input into five parallel Josephson AND gates 71, respectively. Also, the AND gate 71 has 1
A selection signal from the selection circuit 70 is input. This results in output.

が、この順に選択的にANDゲート71がら出力され、
シリアルデータからなるマルチプレクサ出力とされる。
are selectively output from the AND gate 71 in this order,
The multiplexer output consists of serial data.

ここで2選択回路70の詳細は、第6B図のように示さ
れる0選択回路70は256個の選択ゲートQ、〜Q!
2.を有しており、各選択ゲートQl〜Q□。にはA1
〜A、からなる8ビツトの信号が入力され、これらの8
ビット信号A1〜Aカから256個を選択可能な制御信
号1〜n (A、〜A1の論理積)が生成される。
Here, the details of the 2 selection circuit 70 are as follows: The 0 selection circuit 70 shown in FIG. 6B has 256 selection gates Q, ~Q!
2. and each selection gate Ql to Q□. A1 for
An 8-bit signal consisting of ~A is input, and these 8
Control signals 1 to n (logical product of A and A1) from which 256 bit signals can be selected are generated from the bit signals A1 to A.

一例トシて、1つの選択ゲートQ1の構成は第6C図の
ように示され1選択ゲートQ1は4ビツトの信号A1〜
A、(本来は8ビットであるが。
As an example, the configuration of one selection gate Q1 is shown in FIG. 6C, and one selection gate Q1 receives 4-bit signals A1 to
A. (It is originally 8 bits.

4ビツトのみ示すもの)をそれぞれジョセフソン論理和
ゲート72〜75で受けるとともに、内部にジョセフソ
ン論理和ゲート79〜8工・・・・・・およびジョセフ
ソン論理積ゲート76〜78・・・・・・を有し、A+
〜A、の論理積からなる制御信号を生成する。この制御
信号が、第6A図図示の論理積ゲート71に供給される
(only 4 bits shown) are received by Josephson OR gates 72 to 75, respectively, and internally there are Josephson OR gates 79 to 8 and Josephson AND gates 76 to 78. ...and A+
A control signal consisting of the AND of ~A is generated. This control signal is supplied to AND gate 71 shown in FIG. 6A.

マルチプレクサ4は、第7A図又は第7Bl]図示の構
成とすることもできる。
The multiplexer 4 may also have the configuration shown in FIG. 7A or 7Bl.

第7A図において、マルチプレクサ4は、3相クロック
Φ1.Φ、及びΦ、で駆動されるシフトレジスタからな
る。ロード信号り及びシフト信号Sが共に“1″とされ
ると、Φ1駆動の論理和ゲ−)82,83及び論理積ゲ
ート84により°1”が出力される。次に、Φ、駆動の
論理和ゲート85が信号りをシフトし、また3J論理和
ゲート86が“1”を出力し、また、3J論理和ゲート
87が信号b1を出力する。そして、更にΦ、駆動の論
理積ゲート88が、信号b1を0UTPUT端子に出力
する0次に、Φ、駆動の論理和ゲート89が信号りを次
段(第2段)ヘシフトする。ここで。
In FIG. 7A, multiplexer 4 has three-phase clocks Φ1. It consists of a shift register driven by Φ and Φ. When both the load signal and the shift signal S are set to "1", the logic sum of Φ1 drive (OR gate) 82, 83 and the AND gate 84 output "1". The sum gate 85 shifts the signal, the 3J OR gate 86 outputs "1", and the 3J OR gate 87 outputs the signal b1.Furthermore, Φ, the driving AND gate 88 outputs "1". , the signal b1 is output to the 0UTPUT terminal, and the OR gate 89 driven by Φ shifts the signal to the next stage (second stage).Here.

ソフト信号Sが入力されると、同一の動作が行われ、信
号b8が出力される。また、ここで3J論理和ゲートは
”SQUIDからの頁パルスを正極性の正パルスに変換
し後の処理手段を容易にしている。
When the soft signal S is input, the same operation is performed and the signal b8 is output. Further, the 3J OR gate converts the page pulse from the SQUID into a positive pulse of positive polarity to facilitate subsequent processing means.

第7B図は、第7A図において、シフト信号Sの入力を
省略し、ロード信号をクロックΦ1乃至Φ、に同期して
シフトすることによって、出力パルス列す、、bオ、・
・・b、lを得るシフトレジスタを示している。
In FIG. 7B, the input of the shift signal S in FIG. 7A is omitted and the load signal is shifted in synchronization with the clocks Φ1 to Φ, so that the output pulse train
... shows a shift register that obtains b and l.

第7C図は、第7B図において、第1段の前段(以下、
第0段という)に、各々が3相クロックΦ1.Φ2及び
Φ3で駆動される3つの論理和ゲートを直列に接続した
例を示している。この場合。
Figure 7C shows the stage before the first stage (hereinafter referred to as
(referred to as stage 0), each has a three-phase clock Φ1. An example is shown in which three OR gates driven by Φ2 and Φ3 are connected in series. in this case.

出力パルスb1に先立って、必ず“1”の出力パルス(
以下、MARK信号)が得られる。そこで。
Prior to the output pulse b1, an output pulse of “1” (
Hereinafter, a MARK signal) is obtained. Therefore.

マルチプレクサ5又はその前段で、MARK信号を抽出
し、これを利用して制御信号C′にトリガをかけること
により、容易にタイミングをとることができる。これに
より、シリアルデータdがケーブルを介して送られてき
たことによる時間遅れに対応して、その分制御信号C′
を簡単に遅らせることができる。
Timing can be easily determined by extracting the MARK signal at the multiplexer 5 or at a stage preceding it and using this to trigger the control signal C'. As a result, in response to the time delay caused by the serial data d being sent via the cable, the control signal C'
can be easily delayed.

なお、第0段に相当する回路(出力抵抗を含む)は、必
ずしも第1段の前段に設ける必要はない。即ち、第1段
から第N段までの間の所定の段に11又は複数設けても
よい、このようにして。
Note that the circuit corresponding to the 0th stage (including the output resistor) does not necessarily need to be provided at the stage before the 1st stage. That is, 11 or more may be provided in a predetermined stage between the first stage and the Nth stage.

出力パルス列中に1又は2以上の“1”ハイレベルのビ
ットが含まれるようにすることにより、このビットの情
報に基づいてマルチプレクサ5の制御信号C′の動作タ
イミングを決めることができる。また、第0段に相当す
る回路を複数設け、その出力の各々の論理積を求め、こ
れをトリガとして用いてもよい。論理積をとることによ
り、更に。
By including one or more "1" high level bits in the output pulse train, the operation timing of the control signal C' of the multiplexer 5 can be determined based on the information of these bits. Alternatively, a plurality of circuits corresponding to the 0th stage may be provided, and the AND of each of their outputs may be calculated and this may be used as a trigger. Further by taking the conjunction.

タイミングの決定の点からマルチプレクサ5の動作の信
頼性を向上できる。
The reliability of the operation of the multiplexer 5 can be improved in terms of timing determination.

以上で第3図における低温側に設けられる磁束センサl
及びマルチプレクサ4の説明を終わり。
With the above, the magnetic flux sensor l installed on the low temperature side in FIG.
And that concludes the explanation of multiplexer 4.

次に、室温側に設けられる各回路について説明する。な
お、以下の説明において、第8図が参照される。第8図
は、磁束センサ1及びマルチプレクサ4を含めた。各回
路の動作を示すタイムシーケンスである。
Next, each circuit provided on the room temperature side will be explained. In addition, in the following description, FIG. 8 will be referred to. FIG. 8 includes the magnetic flux sensor 1 and the multiplexer 4. This is a time sequence showing the operation of each circuit.

発振器2は1例えば周OTの正弦波のバイアス電流aを
供給すると共に、これと同相の同期パルスeを90”位
相シフタ12に供給する。なお。
The oscillator 2 supplies a bias current a of a sinusoidal wave with a frequency of 1, for example, OT, and also supplies a synchronization pulse e in phase with this to the 90'' phase shifter 12.

バイアス電流は、必ずしも正弦波である必要はなく、マ
ルチプレクサ4で切り換える間は、入力磁束Φ、によっ
て出力された全部の磁束センサ1の出力パルスが持続す
るような波形であればよい。
The bias current does not necessarily have to be a sine wave, but may have a waveform that allows the output pulses of all the magnetic flux sensors 1 to be sustained due to the input magnetic flux Φ while being switched by the multiplexer 4.

90°位相シフタ12は、同期パルスeの位相を90°
だけシフトして90°同期パルスfを形成する。このパ
ルスfは、制御回路3及び正負判別回路14に供給され
る。
The 90° phase shifter 12 shifts the phase of the synchronization pulse e to 90°.
to form a 90° synchronization pulse f. This pulse f is supplied to the control circuit 3 and the positive/negative discrimination circuit 14.

制御回路3は、パルスrを用いたバイアス電流aに同期
して、マルチプレクサ4及び5に対して。
The control circuit 3 supplies multiplexers 4 and 5 in synchronization with a bias current a using a pulse r.

信号A、乃至A1等からなるマルチプレクサ制御信号C
及びC′を供給する。信号C′は、信号Cよりも、ケー
ブル等における伝送遅延時間τだけ遅いタイミングとさ
れる。
Multiplexer control signal C consisting of signals A to A1, etc.
and C'. The timing of the signal C' is later than that of the signal C by a transmission delay time τ in a cable or the like.

ここで、マルチプレクサ4の動作タイミングは。Here, the operation timing of multiplexer 4 is as follows.

必ず、バイアス電流aに対して90°だけ遅れたタイミ
ングとなる。即ち、マルチプレクサ4は。
The timing is always delayed by 90° with respect to the bias current a. That is, multiplexer 4.

全ての磁束センサlのパルス出力が終わった時点から、
その動作が開始される。これにより、マルチプレクサ4
を高速でスインチング動作させても。
From the moment when all magnetic flux sensors have finished outputting pulses,
The operation is started. This allows multiplexer 4
Even if the machine is operated in a high-speed swinging motion.

これによりSQUIDがクロストーク等の影響を受けて
誤動作することを防止できる。
This can prevent the SQUID from malfunctioning due to crosstalk or the like.

一方、磁束センサ1の出力パルスは、bl乃至す、の如
くになる。即ち、このパルスは、バイアス電流aの1/
4周期以上のパルス幅を持つ、従って、このパルス幅の
期間内に、全磁束センサ1の出力パルスb1乃至す、を
、マルチプレクサ4により、高速にサンプリングする。
On the other hand, the output pulses of the magnetic flux sensor 1 are as follows. That is, this pulse is 1/of the bias current a.
The output pulses b1 to b1 of the total magnetic flux sensor 1 are sampled at high speed by the multiplexer 4 within the period of this pulse width, which has a pulse width of four cycles or more.

これにより、シリアルデータdが得られる。このサンプ
リングは90°同期パルスrをトリガとして開始され、
T/4周期内に終了する。
As a result, serial data d is obtained. This sampling is started using a 90° synchronization pulse r as a trigger,
It ends within T/4 period.

ノリアルデータdは、前置増幅器13で増幅され、マル
チプレクサ5に送られる。これにより。
The norial data d is amplified by the preamplifier 13 and sent to the multiplexer 5. Due to this.

S/N比を改善できる。The S/N ratio can be improved.

マルチプレクサ5は、制御信号C′により、シリアルデ
ータdからパラレルデータg、乃至gsを形成し、対応
する信号処理回路6に入力する。このパラレルデータg
+乃至g8は、正負のパルス出力の混在したものである
。なお、制御信号C′は。
The multiplexer 5 forms parallel data g to gs from the serial data d in response to the control signal C', and inputs the parallel data g to the corresponding signal processing circuit 6. This parallel data g
+ to g8 are a mixture of positive and negative pulse outputs. Note that the control signal C' is as follows.

信号Cと同一タイミングのものであってもよい。It may be of the same timing as signal C.

また制御回路3から得るのではなく、シリアルデータd
のパルス列の同期クロンクをP L L (Phase
 Locked Loop )等を用いて抽出して、こ
れを信号C′として用いてもよい。
Also, instead of obtaining the serial data d from the control circuit 3,
The synchronization clock of the pulse train of P L L (Phase
Locked Loop) or the like may be used to extract the signal and use this as the signal C'.

信号処理回路6は、正負判別回路14とアップダウンカ
ウンタ15からなる。
The signal processing circuit 6 includes a positive/negative discrimination circuit 14 and an up/down counter 15.

正負判別回路14は、90°同期パルスfを用いて、対
応する1つのパラレルデータgの正負を判別する。即ち
、90°同期パルスfが“1″の期間のデータgは正パ
ルスP゛とし、“0″の期間のデータgは負パルスP−
とする。正パルスP゛及び負パルスP−は、各々1アツ
プダウンカウンタ15のアンプ入力及びダウン入力とさ
れる。以上により、各磁束センサ1毎に、その磁束信号
をディジタルデータとして得ることができる。即ち。
The positive/negative determining circuit 14 determines whether the corresponding parallel data g is positive or negative using the 90° synchronization pulse f. That is, the data g during the period when the 90° synchronization pulse f is “1” is taken as a positive pulse P′, and the data g during the period when the 90° synchronization pulse f is “0” is taken as the negative pulse P−.
shall be. The positive pulse P' and the negative pulse P- are used as the amplifier input and down input of the 1 up/down counter 15, respectively. As described above, the magnetic flux signal of each magnetic flux sensor 1 can be obtained as digital data. That is.

パルス出力b+乃至b1は磁束センサ1内でフィードバ
ックされた結果として得られたパルスであるので、これ
をカウントすることにより、直ちに磁束信号のディジタ
ルデータが得られる。
Since the pulse outputs b+ to b1 are pulses obtained as a result of being fed back within the magnetic flux sensor 1, digital data of the magnetic flux signal can be immediately obtained by counting them.

なお、正負判別回路14とア・ノブダウンカウンタ15
の代わりにアナログ的な積分器を用いてもよく、またア
ップダウンカウンタ15の後にD/Aコンバータを用い
ればアナログデータが直接得られるのは言うまでもない
In addition, the positive/negative discrimination circuit 14 and the knob down counter 15
It goes without saying that an analog integrator may be used instead of the up/down counter 15, and analog data can be directly obtained by using a D/A converter after the up/down counter 15.

第9図は1本発明の他の実施例構成図であり。FIG. 9 is a block diagram of another embodiment of the present invention.

第10図は、その動作を示すタイムシーケンスである。FIG. 10 is a time sequence showing the operation.

この実施例は、複数(2N個)の磁束センサ1を2組に
分け、各々に異なるタイミングのバイアス電流a及びd
を供給する例である。
In this embodiment, a plurality of (2N) magnetic flux sensors 1 are divided into two sets, and bias currents a and d at different timings are applied to each set.
This is an example of supplying

磁束センサ1と同様の数(N個)の磁束センサ1′が用
意される。即ち、磁束センサl及び1′は。
The same number (N) of magnetic flux sensors 1' as the magnetic flux sensor 1 are prepared. That is, magnetic flux sensors l and 1' are.

共に、N個の磁束センサからなる組である。磁束センサ
1には、前述の実施例と同様に、バイアス電流aが供給
される。磁束センサ1′には、バイアスを流aとは90
°だけ位相の異なるバイアス電流dが供給される。この
ために90°位相シフタ12′が、新たに設けられる。
Both are a set consisting of N magnetic flux sensors. A bias current a is supplied to the magnetic flux sensor 1, as in the previous embodiment. The magnetic flux sensor 1' has a bias current a of 90
Bias currents d whose phases differ by .degree. are supplied. For this purpose, a 90° phase shifter 12' is newly provided.

バイアス電流a及びdにより、磁束センサ1及び1′の
出力す、乃至b8及びb′1乃至b′8は、第1O図図
示の如くになる。
Due to the bias currents a and d, the outputs S to b8 and b'1 to b'8 of the magnetic flux sensors 1 and 1' become as shown in FIG. 1O.

制御回路3には、前述の実施例と同様の信号fの他、同
期パルスeを反転して得た信号「が供給される。信号「
は、結果として、バイアス電流dに対応する90°同期
パルスとなる。制御回路3は、信号fを用いて出力パル
スb、乃至b8のサンプリングのための制御信号を形成
し、信号「を用いて出力パルスb′1乃至br8のサン
プリングのための制御信号を形成する。
The control circuit 3 is supplied with a signal "f" obtained by inverting the synchronization pulse "e" in addition to the signal "f" similar to that in the above-described embodiment.
results in a 90° synchronization pulse corresponding to the bias current d. The control circuit 3 uses the signal f to form a control signal for sampling the output pulses b to b8, and uses the signal ``to form a control signal for sampling the output pulses b'1 to br8.

従って、マルチプレクサ4は、前述の実施例ニおいて動
作していなかった半周期の間も動作する。
Therefore, the multiplexer 4 operates even during the half period in which it was not operating in the previous embodiment.

これにより、第10図図示のシリアルデータdが得られ
る。
As a result, serial data d shown in FIG. 10 is obtained.

磁束センサ1′に対応する正負判別回路14′には。In the positive/negative discrimination circuit 14' corresponding to the magnetic flux sensor 1'.

信号「が供給され、正負の判別に用いられる。A signal ``is supplied and used to determine whether it is positive or negative.

なお、この実施例では、マルチプレクサ5に対して制御
回路3から制御信号を供給せずに、シリアルデータdか
らPLL等によって同期クロックを抽出し、これを用い
る。
In this embodiment, the control circuit 3 does not supply a control signal to the multiplexer 5, but extracts a synchronous clock from the serial data d using a PLL or the like and uses this.

以上によれば、マルチプレクサ4の動作周波数の限界が
あっても、その周波数を上げることなく。
According to the above, even if there is a limit to the operating frequency of the multiplexer 4, the frequency cannot be increased.

磁束センサ1の数を2倍にすることができる。即ち、マ
ルチプレクサ4を効率的に動作させることができ、出力
1i8は1本のままにできる。
The number of magnetic flux sensors 1 can be doubled. That is, the multiplexer 4 can be operated efficiently, and the output 1i8 can remain one.

第11図は1本発明の更に他の実施例構成図であり、第
12A図は、その動作を示すタイムシーケンスである。
FIG. 11 is a block diagram of still another embodiment of the present invention, and FIG. 12A is a time sequence showing its operation.

この実施例は、複数(N個)の磁束センサ1の各々に2
時系列的に異なるタイミングでバイアス電流a、乃至a
8を供給する例である。
In this embodiment, each of a plurality of (N) magnetic flux sensors 1 has two
Bias current a to a at different timings in time series
This is an example of supplying 8.

バイアス電流a、乃至aNは、この順に1図示の如くタ
イミングをずらして供給され、そのくり返しの周期はT
(前述の実施例の周′#J4Tに等しい)である。バイ
アス電流a、乃至aSの各々は。
The bias currents a to aN are supplied in this order with timings shifted as shown in Figure 1, and the repetition period is T.
(Equivalent to the circumference '#J4T of the previous embodiment). Each of the bias currents a to aS is:

パルス幅tの1周期分の正弦波である。従って。This is a sine wave of one period with a pulse width t. Therefore.

動作可能な磁束センサ1の数は、T/lである。The number of operable magnetic flux sensors 1 is T/l.

1つの磁束センサ1の出力は、パルス幅を内において、
正の出力及び負の出力が連続して得られる。これを検出
するため、同期パルスeは、バイアス電流a1乃至aM
の各々に同期したパルスとされ(図示せず)、90’同
期パルスfは、バイアス電流a、乃至aSの各々の正負
のピークに同期して立上がり及び立下がるパルスとなる
。マルチプレクサ4は、90°同期パルスfの立上がり
に同期して9例えば出力b1を選択出力し、90°同期
パルスの立下がりに同期して、再び出力b1を選択出力
する。なお、制御回路3及びマルチプレクサ4の動作時
間分の遅延が考慮される。
The output of one magnetic flux sensor 1 has a pulse width within
Positive and negative outputs are obtained continuously. To detect this, the synchronization pulse e is applied to bias currents a1 to aM
(not shown), and the 90' synchronization pulse f is a pulse that rises and falls in synchronization with the positive and negative peaks of each of the bias currents a to aS. The multiplexer 4 selectively outputs the output b1, for example, in synchronization with the rising edge of the 90° synchronizing pulse f, and selectively outputs the output b1 again in synchronization with the falling edge of the 90° synchronizing pulse. Note that a delay corresponding to the operating time of the control circuit 3 and multiplexer 4 is taken into consideration.

ここで、バイアス電流は、第12B図の如きものであっ
てもよい。即ち、始めのT/2周期において、パルス幅
t/2の正のパルスのみを各磁束センサに順次供給し、
後のT/2周期において。
Here, the bias current may be as shown in FIG. 12B. That is, in the first T/2 period, only positive pulses with a pulse width of t/2 are sequentially supplied to each magnetic flux sensor,
In the later T/2 period.

同様に負パルスを供給する。換言すれば1周期Tにおい
て、各磁束センサ1に対して、正及び負のパルスを1時
相をずらして1個づつ与えればよい。
Similarly, a negative pulse is supplied. In other words, in one period T, one positive pulse and one negative pulse may be applied to each magnetic flux sensor 1 with one time phase shifted.

第13図は1本発明の更に他の実施例構成図である。FIG. 13 is a block diagram of still another embodiment of the present invention.

この実施例は、フィードバック回路を室温側に設けた例
である。
This embodiment is an example in which the feedback circuit is provided on the room temperature side.

アップダウンカウンタ15のディジタル出力は。The digital output of the up/down counter 15 is.

対応するD/Aコンバータ11に入力され、アナログ信
号に変換される。この信号は、フィードバック抵抗90
を介して、対応する磁束センサlに入力される。
The signal is input to the corresponding D/A converter 11 and converted into an analog signal. This signal is connected to the feedback resistor 90
is input to the corresponding magnetic flux sensor l via.

磁束センサ1は、第14Ay!J又は第15B図の構成
とされる。第14A図及び第14B図の磁束センサ1は
、各々、第4A図のスクイドセンサ21及び第4B図の
スクイドセンサ51と同様の構成を有する。なお、第1
4A図図示の如く、フィードバック信号FBの入力のた
めにフィードバックコイル91が付加される。第14B
図の場合も。
The magnetic flux sensor 1 is the 14th Ay! J or the configuration shown in FIG. 15B. The magnetic flux sensor 1 shown in FIGS. 14A and 14B has the same configuration as the SQUID sensor 21 shown in FIG. 4A and the SQUID sensor 51 shown in FIG. 4B, respectively. In addition, the first
As shown in FIG. 4A, a feedback coil 91 is added for inputting the feedback signal FB. 14th B
Also for illustrations.

図示省略しであるが□、同様である。Although not shown, □ is similar.

この実施例によれば、フィードバック線92の本数(N
本)分だけ、冷却側と室温側とを接続する本数が増加す
る。しかし、フィードバック量をフィードバック抵抗9
0により容易に変更可能である。また、磁束計全体のダ
イナミックレンジが。
According to this embodiment, the number of feedback lines 92 (N
The number of wires connecting the cooling side and the room temperature side increases by the number of wires connected to the cooling side and the room temperature side. However, the amount of feedback is determined by the feedback resistance 9
It can be easily changed to 0. Also, the dynamic range of the entire magnetometer.

アップダウンカウンタ15及びD/Aコンバータ11の
ダイナミックレンジによって決定されるので、その変更
が容易である。
Since it is determined by the dynamic range of the up/down counter 15 and the D/A converter 11, it is easy to change.

以上1本発明を実施例により説明したが1本発明はこれ
らに限定されるものではなく、その主旨の範囲内で種々
の変形が可能である。
Although the present invention has been described above using examples, the present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made within the scope of the spirit thereof.

例えば、第15図図示の如く、いずれの実施例において
も、磁束センサ1と他の回路との間で。
For example, as shown in FIG. 15, in any embodiment, between the magnetic flux sensor 1 and other circuits.

グランド(接地電位又は接地電位配線)を分離してもよ
い、これは、以下の理由による。通常、ジタセ〃ン回路
で構成したマルチプレクサ4には。
The ground (ground potential or ground potential wiring) may be separated for the following reasons. Usually, the multiplexer 4 is composed of a digital sensor circuit.

5QUI Dのバイアス電流の数十倍のバイアス電流が
流れる。このバイアス電流は、いわゆるTTLにおける
直流電流に相当し、ジ社フソン回路では交流電流である
。今、SQUIDのグランドが他の回路のグランドと共
通であるとする。この場合5グランドがインピータンス
を持つことは避けられないため、バイアス電流のリター
ン電流により、その電位が変動する。ここで、前述の如
く。
A bias current several tens of times larger than that of 5QUID flows. This bias current corresponds to a direct current in so-called TTL, and is an alternating current in the Fuson circuit. Now, assume that the ground of the SQUID is common to the ground of other circuits. In this case, it is inevitable that the ground 5 has impedance, so its potential fluctuates due to the return current of the bias current. Here, as mentioned above.

マルチプレクサ4のバイアス電流はSQUIDのそれよ
り大きいため、これによるグランドのレベルの変動は、
SQUIDの動作に大きな影響を与え、無視できないも
のとなる。特に、バイアス電流に雑音がのっている場合
、その電流値が大きくなるため、大きな問題となる。そ
こで、このような影響を除くため、グランドを分離する
ことが好ましい。
Since the bias current of multiplexer 4 is larger than that of the SQUID, the ground level variation due to this is:
This has a large impact on the operation of the SQUID and cannot be ignored. In particular, when noise is added to the bias current, the current value becomes large, which poses a big problem. Therefore, in order to eliminate such influence, it is preferable to separate the ground.

即ち、第15図においては、磁束センサ1の各々とマル
チプレクサ4との間には、磁界結合によるトランスTが
設けられ、そのグランドは互いに分離されている。なお
1図中1分離されることを示すため、異なるグランドの
記号を用いて示しである。また、111束センサlとバ
イアス線9(即ち発振器2)との間も同様とされる。こ
のようにすることにより、他の回路のバイアス電流がS
QUIDのグランドにノイズとして影響することを防止
でき、磁束センサ1の動作の信頼性を向上できる。
That is, in FIG. 15, a transformer T by magnetic field coupling is provided between each of the magnetic flux sensors 1 and the multiplexer 4, and their grounds are separated from each other. Note that different ground symbols are used to indicate that the ground is separated by one in each figure. The same applies between the 111 bundle sensor 1 and the bias line 9 (ie, the oscillator 2). By doing this, the bias current of other circuits becomes S
It is possible to prevent noise from affecting the ground of the QUID, and the reliability of the operation of the magnetic flux sensor 1 can be improved.

また、バイアス電流は、必ずしも正弦波である必要はな
く、正負のバイアスを与えるものであつて、所定の期間
(即ちマルチプレクサ4がサンプリングしている間)、
磁束センサlの出力を維持できるものであればよい。
Furthermore, the bias current does not necessarily have to be a sine wave, but rather provides a positive and negative bias for a predetermined period (i.e., while the multiplexer 4 is sampling).
Any device that can maintain the output of the magnetic flux sensor l may be used.

また、制御回路3も冷却側に設けることが可能である。Further, the control circuit 3 can also be provided on the cooling side.

この場合、更に冷却側から延びるケーブル数を減らすこ
とができる。
In this case, the number of cables extending from the cooling side can be further reduced.

また、前述の各実施例を組み合わせて用いることが可能
である。即ち、第13図の実施例において、第9図又は
第10図の実施例の如きバイアス電流を供給するように
してもよい。第3図、第9図及び第11図の実施例の各
々において、N個の磁束センサ1の一部(例えば半数)
を、第13図の実施例の如くに構成してもよい。この場
合、フィードバック回路を室温側に設けることにより。
Moreover, it is possible to use a combination of the above-mentioned embodiments. That is, in the embodiment of FIG. 13, a bias current like that of the embodiment of FIG. 9 or FIG. 10 may be supplied. In each of the embodiments of FIGS. 3, 9 and 11, a portion (for example, half) of the N magnetic flux sensors 1
may be configured as in the embodiment shown in FIG. In this case, by providing the feedback circuit on the room temperature side.

フィードバック量を適宜変更できる。また、第3図、第
9図及び第11図の実施例と第13図の実施例とを複数
組並列に設けてもよい。例えば、第3図の実施例に従う
N個の磁束センサ1と第13図の実施例に従うN個の磁
束センサ1とを併用してもよい。更に、第3図の実施例
を複数組並列に設けてもよい、これは、第9図、第11
図及び第13図の実施例についても同様である。この場
合。
The amount of feedback can be changed as appropriate. Furthermore, a plurality of sets of the embodiments shown in FIGS. 3, 9, and 11 and the embodiment shown in FIG. 13 may be provided in parallel. For example, N magnetic flux sensors 1 according to the embodiment of FIG. 3 and N magnetic flux sensors 1 according to the embodiment of FIG. 13 may be used together. Furthermore, a plurality of sets of the embodiment shown in FIG. 3 may be provided in parallel;
The same applies to the embodiments shown in FIG. 13 and FIG. in this case.

マルチプレクサ4の動作周波数による磁束センサlの数
の制限を考慮する必要がなくなる一方、各実施例の利点
は失われない。
While it is no longer necessary to consider the limitation on the number of magnetic flux sensors l due to the operating frequency of the multiplexer 4, the advantages of each embodiment are not lost.

[発明の効果〕 以上説明した樺に1本発明によれば、マルチチャンネル
SQUID磁束計において、複数個のSQUID磁束セ
ンサは常に動作しており、また。
[Effects of the Invention] According to the present invention as described above, in a multi-channel SQUID magnetometer, a plurality of SQUID flux sensors are always in operation.

マルチプレクサを使い出力線の数を減らしているので、
入力磁束に対する応答の問題が無く、なおかつ、液体ヘ
リウムなどSQUIDの寒剤の消費量を少なくすること
が可能である。
Since we use a multiplexer to reduce the number of output lines,
There is no problem of response to input magnetic flux, and it is possible to reduce the consumption of SQUID cryogen such as liquid helium.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理構成図。 第2図は本発明の作用説明図2 第3図は一実施例構成図。 第4図は磁束センサ構成図。 第5図は動作説明図。 第6図はマルチプレクサ構成図。 第7図はマルチプレクサの他の構成図。 第8図はタイムシーケンスを示す図5 第9図は他の実施例構成図。 第10図はタイムシーケンスを示す図。 第11図は更に他の実施例構成図。 第12図はタイムシーケンスを示す図。 第13図は更に他の実施例構成図。 第14図は磁束センサ構成図。 第15図は磁束センサ分離説明図 図中、1:磁束センサ、2:発振器、3:制御回路、4
.5:マルチブレクサ、6:信号処理回路。 11 : D/Aコンバータ、12:位相シフタ、13
:前置増幅器、14;正負判別回路、15ニアツブダウ
ンカウンタ。 特許出願人 富 士 通 株 式 会 社代理人弁理士
森1)寛(外2名) ?          (Jコ マノV千2″9ワフ\す(万ズ図 第6A図 マ)Vチアレクブ庄jL床図 一 く        0 OtJTPUT マルチγレクブの化:n7に級m 犀7B図 タイムシーケ〉スΣ示工図 第8図 タイ瓜シーケ〉スε示■し] 第12A図 りXムシ−γンスを7rXT図 座19B円刀 第14A図 FBイ言号 と電束−じン丁Δ乍り万\、図
FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the present invention. FIG. 3 is a configuration diagram of one embodiment. FIG. 4 is a configuration diagram of a magnetic flux sensor. FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation. FIG. 6 is a multiplexer configuration diagram. FIG. 7 is another configuration diagram of the multiplexer. FIG. 8 shows a time sequence. FIG. 9 is a configuration diagram of another embodiment. FIG. 10 is a diagram showing a time sequence. FIG. 11 is a configuration diagram of still another embodiment. FIG. 12 is a diagram showing a time sequence. FIG. 13 is a configuration diagram of still another embodiment. FIG. 14 is a configuration diagram of a magnetic flux sensor. Figure 15 is an explanatory diagram of magnetic flux sensor separation, in which 1: magnetic flux sensor, 2: oscillator, 3: control circuit, 4
.. 5: Multiplexer, 6: Signal processing circuit. 11: D/A converter, 12: Phase shifter, 13
: Preamplifier, 14; Positive/negative discrimination circuit, 15 Near-tub down counter. Patent applicant Fujitsu Ltd. Company representative patent attorney Hiroshi Mori (2 others)? (J Komano V 12″9 wafu \su (Manzuzu Figure 6A Ma) V Chiarekbu ShojL floor plan 1 0 OtJTPUT Multi-γRekbu conversion: Class m to n7 Rhinoceros 7B time sequence〉S Σ construction drawing Figure 8 Thai melon sequence〉Sεshow] 12A diagram

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)パルス出力の得られるディジタルSQUIDから
成る磁束センサ(1)を複数個並べ磁束信号を検出する
マルチチャンネルSQUID磁束計において、 前記複数の磁束センサ(1)にバイアス電流を供給する
バイアス手段(2)と、 前記複数の磁束センサ(1)の各々の出力をシリアルデ
ータに変換する第1変換手段(4)と、 前記複数の磁束センサ(1)の各々に対応して設けられ
前記磁束信号を出力する信号処理手段(6)と、 前記シリアルデータをパラレルデータに変換した上で、
その各々を前記信号処理手段(6)前記バイアス電流に
同期した信号を前記第1及び第2変換手段(4、5)に
供給する制御手段(3)とを備え、 前記バイアス手段(2)からの前記バイアス電流によっ
て前記磁束センサ(1)の各々がパルスを出力する間に
、前記制御手段(3)からの信号によって前記第1変換
手段(4)が前記パルスを前記シリアルデータに変換す
る ことを特徴とするマルチチャンネルSQUID磁束計。
(1) In a multi-channel SQUID magnetometer that detects magnetic flux signals by arranging a plurality of magnetic flux sensors (1) made of digital SQUIDs that can obtain pulse output, bias means (1) for supplying bias current to the plurality of magnetic flux sensors (1) 2), a first conversion means (4) that converts the output of each of the plurality of magnetic flux sensors (1) into serial data, and a first conversion means (4) that is provided corresponding to each of the plurality of magnetic flux sensors (1) and converts the output of the magnetic flux signal into serial data. a signal processing means (6) that outputs the serial data and converts the serial data into parallel data;
control means (3) for supplying signals synchronized with the bias current to the signal processing means (6) and the first and second conversion means (4, 5), respectively; While each of the magnetic flux sensors (1) outputs a pulse due to the bias current, the first conversion means (4) converts the pulse into the serial data according to a signal from the control means (3). A multi-channel SQUID magnetometer featuring:
(2)前記複数の磁束センサ(1)と他の手段(2、4
)との間において、それらのグランドが分離されている ことを特徴とする請求項(1)記載のマルチチャンネル
SQUID磁束計。
(2) The plurality of magnetic flux sensors (1) and other means (2, 4)
2. The multi-channel SQUID magnetometer according to claim 1, wherein their grounds are separated between the two.
(3)前記複数の磁束センサ(1)と前記第1変換手段
(4)との間、及び、前記複数の磁束センサ(1)と前
記バイアス手段(2)との間に、磁界結合によるトラン
スが挿入されており、それらのグランドが分離されてい
る ことを特徴とする請求項(2)記載のマルチチャンネル
SQUID磁束計。
(3) A transformer by magnetic field coupling is provided between the plurality of magnetic flux sensors (1) and the first converting means (4) and between the plurality of magnetic flux sensors (1) and the biasing means (2). 3. The multi-channel SQUID magnetometer according to claim 2, wherein a plurality of SQUID magnetometers are inserted, and their grounds are separated.
(4)前記複数の磁束センサ(1)、バイアス手段(2
)、制御手段(3)、第1及び第2変換手段(4、5)
及び信号処理手段(6)を1つの組とし、これを複数組
設けた ことを特徴とする請求項(1)記載のマルチチャンネル
SQUID磁束計。
(4) The plurality of magnetic flux sensors (1), bias means (2)
), control means (3), first and second conversion means (4, 5)
The multi-channel SQUID magnetometer according to claim 1, characterized in that a plurality of sets of the signal processing means (6) and the signal processing means (6) are provided.
(5)前記バイアス手段(2)から前記複数個の磁束セ
ンサ(1)に前記バイアス電流を同一のタイミングで加
え、個々の前記磁束センサが同時に出力するパルスを、
当該出力されている期間内に前記第1変換手段(4)に
よって高速に切り換え、シリアルデータに変換する ことを特徴とする請求項(1)又は(2)記載のマルチ
チャンネルSQUID磁束計。
(5) The bias current is applied from the bias means (2) to the plurality of magnetic flux sensors (1) at the same timing, and the pulses that the individual magnetic flux sensors simultaneously output are
3. The multi-channel SQUID magnetometer according to claim 1, wherein the first conversion means (4) performs high-speed switching and converts the data into serial data within the output period.
(6)前記バイアス手段(2)から前記磁束センサ(1
)の各々に、時系列的にパルスを順番に加え、それと同
期して前記第1変換手段(4)によって、対応する前記
磁束センサ(1)の出力をサンプリングし、シリアルデ
ータに変換することを特徴とする請求項(1)又は(2
)記載のマルチチャンネルSQUID磁束計。
(6) From the bias means (2) to the magnetic flux sensor (1)
), a pulse is sequentially applied to each of the magnetic flux sensors (1) in chronological order, and in synchronization with the pulse, the output of the corresponding magnetic flux sensor (1) is sampled by the first conversion means (4) and converted into serial data. Claim (1) or (2)
) Multi-channel SQUID magnetometer.
(7)前記複数個の磁束センサ(1)を2つの組に分け
、各々の組に加える前記バイアス電流の位相を90°ず
らし、各組毎に90°異なるタイミングで出力されるパ
ルスをその出力期間内に前記第1変換手段(4)によっ
てシリアルデータに変換する ことを特徴とする請求項(1)、(2)又は(4)のい
ずれかに記載のマルチチャンネルSQUID磁束計。
(7) Divide the plurality of magnetic flux sensors (1) into two groups, shift the phase of the bias current applied to each group by 90 degrees, and output pulses that are output at timings that differ by 90 degrees for each group. The multi-channel SQUID magnetometer according to claim 1, wherein the multi-channel SQUID magnetometer is converted into serial data by the first converting means (4) within a period of time.
(8)前記バイアス手段(2)は発振器であることを特
徴とする請求項(1)乃至(5)のいずれかに記載のマ
ルチチャンネルSQUID磁束計。
(8) The multi-channel SQUID magnetometer according to any one of claims (1) to (5), wherein the bias means (2) is an oscillator.
(9)前記第1変換手段(4)はマルチプレクサである ことを特徴とする請求項(1)乃至(5)のいずれかに
記載のマルチチャンネルSQUID磁束計。
(9) The multi-channel SQUID magnetometer according to any one of claims (1) to (5), wherein the first conversion means (4) is a multiplexer.
(10)前記マクチプレクサ(4)が1又は2以上のハ
イレベルのビットを出力し、前記第2変換手段(5)に
おいて当該ハイレベルのビットを前記変換のトリガとし
て用いる ことを特徴とする請求項(9)記載のマルチチャンネル
SQUID磁束計。
(10) The multiplexer (4) outputs one or more high-level bits, and the second conversion means (5) uses the high-level bits as a trigger for the conversion. (9) The multichannel SQUID magnetometer described.
(11)前記マルチプレクサ(4)がジョセフソン集積
回路から成り、超伝導状態で動作する ことを特徴とする請求項(7)記載のマルチチャンネル
SQUID磁束計。
(11) A multi-channel SQUID magnetometer according to claim 7, characterized in that said multiplexer (4) comprises a Josephson integrated circuit and operates in a superconducting state.
(12)前記、マルチプレクサ(4)がジョセフソン集
積回路から成るシフトレジスタである ことを特徴とする請求項(11)記載のマルチチャンネ
ルSQUID磁束計。
(12) The multi-channel SQUID magnetometer according to claim 11, wherein the multiplexer (4) is a shift register made of a Josephson integrated circuit.
(13)前記複数の磁束センサ(1)の各々が超伝導回
路で構成されるフィードバック回路を含むことを特徴と
する請求項(1)乃至(5)のいずれかに記載のマルチ
チャンネルSQUID磁束計。
(13) The multi-channel SQUID magnetometer according to any one of claims (1) to (5), wherein each of the plurality of magnetic flux sensors (1) includes a feedback circuit configured of a superconducting circuit. .
(14)前記超伝導フィードバック回路が超伝導インダ
クタンスと、これに磁束量子を蓄える超伝導ゲートから
成り、信号処理手段(6)がカウンタ(15)から成る ことを特徴とする請求項(9)に記載のマルチチャンネ
ルSQUID磁束計。
(14) The superconducting feedback circuit comprises a superconducting inductance and a superconducting gate that stores magnetic flux quanta therein, and the signal processing means (6) comprises a counter (15). Multichannel SQUID magnetometer as described.
(15)各々の前記信号処理手段(6)がカウンタ(1
5)及びD/Aコンバータ(11)から成り、その出力
を対応する磁束センサ(1)の各々に入力磁束を打ち消
す向きに加える ことを特徴とする請求項(1)乃至(5)のいずれかに
記載のマルチチャンネルSQUID磁束計。
(15) Each of the signal processing means (6) has a counter (1
5) and a D/A converter (11), the output of which is applied to each of the corresponding magnetic flux sensors (1) in a direction that cancels the input magnetic flux. The multichannel SQUID magnetometer described in .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5467015A (en) * 1993-03-17 1995-11-14 Fujistu Limited Superconducting magnetometer having increased bias current tolerance and producing digital output
JP2008161408A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Yokogawa Electric Corp Multitriggering device
JP2014085276A (en) * 2012-10-25 2014-05-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Superconductive current meter
WO2021242548A1 (en) * 2020-05-27 2021-12-02 Texas Instruments Incorporated Methods and systems for diagnosing magnetic sensors

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114960U (en) * 1984-01-10 1985-08-03 株式会社クボタ Metal surface inspection equipment
JPS62226072A (en) * 1986-03-28 1987-10-05 Res Dev Corp Of Japan Multi-input dc skid amplifier
JPS6387897U (en) * 1986-11-26 1988-06-08
JPS63290979A (en) * 1987-05-22 1988-11-28 Fujitsu Ltd Superconducting quantum interference element
JPS63313082A (en) * 1987-06-15 1988-12-21 Glory Ltd Measuring instrument for magnetism characteristic of magnetic thin film
JPS6421379A (en) * 1987-07-16 1989-01-24 Fujitsu Ltd Digital squid
JPH0210181A (en) * 1988-06-28 1990-01-12 Murata Mfg Co Ltd Magnetic sensor device
JPH029862U (en) * 1988-07-01 1990-01-22
JPH0274882A (en) * 1988-09-09 1990-03-14 Yokogawa Electric Corp Multichannel squid type fluxmeter

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60114960U (en) * 1984-01-10 1985-08-03 株式会社クボタ Metal surface inspection equipment
JPS62226072A (en) * 1986-03-28 1987-10-05 Res Dev Corp Of Japan Multi-input dc skid amplifier
JPS6387897U (en) * 1986-11-26 1988-06-08
JPS63290979A (en) * 1987-05-22 1988-11-28 Fujitsu Ltd Superconducting quantum interference element
JPS63313082A (en) * 1987-06-15 1988-12-21 Glory Ltd Measuring instrument for magnetism characteristic of magnetic thin film
JPS6421379A (en) * 1987-07-16 1989-01-24 Fujitsu Ltd Digital squid
JPH0210181A (en) * 1988-06-28 1990-01-12 Murata Mfg Co Ltd Magnetic sensor device
JPH029862U (en) * 1988-07-01 1990-01-22
JPH0274882A (en) * 1988-09-09 1990-03-14 Yokogawa Electric Corp Multichannel squid type fluxmeter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5467015A (en) * 1993-03-17 1995-11-14 Fujistu Limited Superconducting magnetometer having increased bias current tolerance and producing digital output
JP2008161408A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Yokogawa Electric Corp Multitriggering device
JP2014085276A (en) * 2012-10-25 2014-05-12 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Superconductive current meter
WO2021242548A1 (en) * 2020-05-27 2021-12-02 Texas Instruments Incorporated Methods and systems for diagnosing magnetic sensors
US11592511B2 (en) 2020-05-27 2023-02-28 Texas Instruments Incorporated Methods and systems for diagnosing magnetic sensors

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Publication number Publication date
JP2653916B2 (en) 1997-09-17

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