JP2000147078A - Dc-squid fluxmeter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はDC−SQUID磁束計の
ノイズ除去に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC-SQUID magnetometer for removing noise.
【０００２】[0002]
【従来の技術】DC−SQUIDとは、超伝導ループに2個のジ
ョセフソン接合を挿入することにより構成されたデバイ
スである。DC−SQUIDを用いた磁束計は、非常に感度が
高く、地磁気（約0.5ガウス）の10億分の１程度の微小
な磁気の測定が可能である。その為、基礎物性計測、生
体磁気計測、産業用計測などの分野において、微小な磁
場計測手段として活用されている。しかし感度が高い
分、ノイズ対策に関しては十分な考慮が必要とされてい
る。2. Description of the Related Art A DC-SQUID is a device formed by inserting two Josephson junctions into a superconducting loop. A magnetometer using DC-SQUID has extremely high sensitivity, and can measure a minute magnetism of about one billionth of geomagnetism (about 0.5 Gauss). Therefore, it is used as a minute magnetic field measuring means in fields such as basic physical property measurement, biomagnetic measurement, and industrial measurement. However, due to the high sensitivity, sufficient consideration is required for noise countermeasures.
【０００３】以下にDC−SQUIDを駆動する一般的な回路
であるF．L．L．（Flux Locked Loop）回路について
説明する。図８がF．L．L．回路のブロック図である。
第一のDC−SQUID1に鎖交する信号磁束と同じ量の磁束を
第二のコイル18から逆向きに第一のDC−SQUID1に印加さ
せることで、第一のDC−SQUID１に鎖交する磁束量を常
に一定にさせる。この方法により（信号磁束）＝（帰還
磁束）に関係が成り立ち、帰還磁束を求めることで正確
な信号磁束を求めることが出来る。F．L．L．回路にお
いて図8の中の検出コイル26や入力コイル25が無くてもD
C−SQUID磁束計として使用できる。検出コイル26が用い
られた場合、検出コイル26で検出された信号磁束は、検
出コイル26と超伝導接合されている入力コイル25からト
ランス結合で第一のDC−SQUID1に伝達される。A general circuit for driving a DC-SQUID will be described below. L. L. (Flux Locked Loop) circuit will be described. FIG. L. L. It is a block diagram of a circuit.
By applying the same amount of magnetic flux as the signal magnetic flux linked to the first DC-SQUID1 to the first DC-SQUID1 in the opposite direction from the second coil 18, the magnetic flux linked to the first DC-SQUID1 Keep the volume constant. According to this method, the relationship (signal magnetic flux) = (feedback magnetic flux) is established, and accurate signal magnetic flux can be obtained by obtaining the feedback magnetic flux. F. L. L. Even if the detection coil 26 and the input coil 25 in FIG.
Can be used as a C-SQUID magnetometer. When the detection coil 26 is used, the signal magnetic flux detected by the detection coil 26 is transmitted to the first DC-SQUID1 by a transformer coupling from the input coil 25 that is superconductively joined to the detection coil 26.
【０００４】以下に、従来行われているノイズ対策の例
を示す。ノイズ源が信号源から十分に離れた場所にある
場合、検出コイル26を用いて、ノイズ対策が行われる。
ノイズ対策に用いられる検出コイル26には、一次微分型
コイルと二次微分型コイルがある。図９が一次微分型検
出コイルの簡略図で、図１０が二次微分型検出コイルの
簡略図である。一次微分型検出コイルは下側のコイルと
上側のコイルを逆向きに巻いたコイルで地磁気のような
一様磁場をキャンセルすることができる。一方、二次微
分型検出コイルは軸方向の１次勾配までの信号をキャン
セルすることが出来る。また、信号とノイズの周波数帯
域が異なる場合は、DC−SQUIDの電圧出力にローパス・
フィルターやバンド除去フィルターなどを用いてノイズ
除去が行われている。The following is an example of a conventional measure against noise. When the noise source is located sufficiently away from the signal source, noise suppression is performed using the detection coil 26.
The detection coil 26 used for noise suppression includes a primary differential coil and a secondary differential coil. FIG. 9 is a simplified diagram of a primary differential detection coil, and FIG. 10 is a simplified diagram of a secondary differential detection coil. The primary differential detection coil can cancel a uniform magnetic field such as terrestrial magnetism by winding the lower coil and the upper coil in opposite directions. On the other hand, the secondary differential detection coil can cancel the signal up to the primary gradient in the axial direction. If the signal and noise frequency bands are different, a low-pass
Noise removal is performed using a filter, a band removal filter, or the like.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】DC−SQUIDを用いた磁
束計は、非常に感度が高いが、感度が高い分、ノイズ対
策に関しては十分な考慮が必要とされている。しかし、
DC−SQUID磁束計の測定対象とノイズの周波数帯域が同
じ場合や、測定対象とノイズ源の距離が極近い場合にノ
イズを除去する手段が無かった。The magnetometer using the DC-SQUID has a very high sensitivity, but due to the high sensitivity, sufficient consideration is required for noise countermeasures. But,
There is no means for removing noise when the frequency band of noise is the same as the measurement target of the DC-SQUID magnetometer or when the distance between the measurement target and the noise source is extremely short.
【０００６】[0006]
【課題を解決しようとする手段】本発明のDC−SQUID磁
束計は上記の課題を解決する為に、第一のDC−SQUID
と、少なくとも１つ以上のエラー信号検出用DC−SQUID
と、前記第一のDC−SQUIDを駆動する為の第一の駆動回
路と、前記エラー信号検出用DC−SQUIDを駆動させる為
の少なくとも1つ以上の第二の駆動回路と、前記第二の
駆動回路に接続した入力部を有するフィルターと、前記
第一の駆動回路の出力により前記フィルターの係数を更
新するフィルター係数更新手段と、前記フィルターの出
力電圧を電圧／電流変換する第一の電圧／電流変換手段
と、第一のDC−SQUIDと磁気的に結合し、且つ前記第一
の電圧／電流変換手段の出力に接続しているコイルを有
することとしている。The DC-SQUID magnetometer according to the present invention has a first DC-SQUID to solve the above-mentioned problems.
And at least one error signal detection DC-SQUID
A first drive circuit for driving the first DC-SQUID, at least one or more second drive circuits for driving the error signal detection DC-SQUID, and the second A filter having an input connected to the drive circuit, filter coefficient updating means for updating a coefficient of the filter by an output of the first drive circuit, and a first voltage / current for converting an output voltage of the filter into a voltage / current. A current conversion means and a coil magnetically coupled to the first DC-SQUID and connected to an output of the first voltage / current conversion means are provided.
【０００７】また、本発明のDC−SQUID磁束計は、第一
のDC−SQUIDと、少なくとも１つ以上のエラー信号検出
用DC−SQUIDと、前記第一のDC−SQUIDを駆動する為の第
一の駆動回路と、前記エラー信号検出用DC−SQUIDを駆
動させる為の少なくとも1つ以上の第二の駆動回路と、
前記第二の駆動回路に接続した入力部を有し、且つ前記
第一の駆動回路に接続した出力部を有するフィルター
と、前記第一の駆動回路の出力により前記フィルターの
係数を更新するフィルター係数更新手段を有することと
している。Further, the DC-SQUID magnetometer of the present invention comprises a first DC-SQUID, at least one DC-SQUID for detecting an error signal, and a second DC-SQUID for driving the first DC-SQUID. One drive circuit, at least one or more second drive circuit for driving the error signal detection DC-SQUID,
A filter having an input connected to the second drive circuit, and having an output connected to the first drive circuit, and a filter coefficient for updating the coefficient of the filter with the output of the first drive circuit It has updating means.
【０００８】このように、エラー信号検出用DC−SQUID
を設置することによって、ノイズと測定対象の信号の周
波数帯域が同じであっても、ノイズ除去が可能になる。
また、ノイズ源と信号源が極近距離にあっても、エラー
信号検出用DC−SQUIDはノイズだけを検出する設計とな
っているので、ノイズ除去が可能になる。As described above, the DC-SQUID for detecting an error signal is used.
Is installed, noise can be removed even if the frequency band of the noise and the signal to be measured are the same.
Further, even if the noise source and the signal source are at a very short distance, the error signal detection DC-SQUID is designed to detect only noise, so that noise can be removed.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。 （実施の形態１）図１は本発明のDC−SQUID磁束計の実
施の形態１の構成図である。図１のDC−SQUID磁束計は
第一のDC−SQUID１と、エラー信号検出用DC−SQUID２と
DC−SQUID磁束計に第一のDC−SQUID1を駆動させる為の
第一の駆動回路４と、エラー信号検出用DC−SQUID２を
駆動させる為の第二の駆動回路３と、フィルター５と、
フィルター更新手段6と、第一のDC−SQUID1と磁気的に
結合している第一のコイル12と、第一の電圧／電流変換
手段10から構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram of a DC-SQUID magnetometer according to Embodiment 1 of the present invention. The DC-SQUID magnetometer shown in FIG. 1 includes a first DC-SQUID1 and a DC-SQUID2 for detecting an error signal.
A first drive circuit 4 for driving the first DC-SQUID1 on the DC-SQUID magnetometer, a second drive circuit 3 for driving the error signal detection DC-SQUID2, and a filter 5,
It comprises a filter updating means 6, a first coil 12 magnetically coupled to the first DC-SQUID1, and a first voltage / current converting means 10.
【００１０】第一のDC−SQUID１は測定対象からの磁束
φｓとノイズ源からの磁束φｅを検出するように取り付
けられている。一方、エラー信号検出用DC−SQUID2は測
定対象からの磁束を検出しないで、ノイズ源からの磁束
φｅ'だけを検出する場所に取り付けられている。ま
た、エラー信号検出用DC−SQUID2は磁束φｅ'の信号だ
けを検出できるように設計されていれば、取り付け位置
は何処でも良い。尚、第一のDC−SQUID１が検出するφ
ｅと、エラー信号検出用DC−SQUID2が検出するφｅ'は
同じ信号源からの磁束である。しかし検出するまでの伝
達経路がそれぞれ異なる為、完全に異なる磁束である。The first DC-SQUID 1 is mounted so as to detect a magnetic flux φs from a measuring object and a magnetic flux φe from a noise source. On the other hand, the DC-SQUID2 for detecting an error signal is attached to a place where only the magnetic flux φe ′ from the noise source is detected without detecting the magnetic flux from the measurement target. The mounting position of the error signal detecting DC-SQUID2 may be any position as long as it is designed to detect only the signal of the magnetic flux φe ′. Note that φ detected by the first DC-SQUID 1
e and φe ′ detected by the error signal detection DC-SQUID2 are magnetic fluxes from the same signal source. However, since the transmission paths until the detection are different, the magnetic fluxes are completely different.
【００１１】以下に第一のDC−SQUID1の検出するノイズ
φｅが除去される過程を詳細に説明する。エラー信号検
出用DC−SQUID２には、第一のDC−SQUID1とは異なる経
路を介して、ノイズ源から磁束φｅ'が入力する。続い
て第二の駆動回路３は磁束φｅ'に相当するエラー信号U
e11を出力する。更に、エラー信号Ue11はフィルター5に
入力する。続いてフィルター5は電圧信号であるフィル
ター出力Ve'22を出力する。Hereinafter, a process of removing the noise φe detected by the first DC-SQUID 1 will be described in detail. The magnetic flux φe ′ is input to the error signal detection DC-SQUID2 from the noise source via a different path from the first DC-SQUID1. Subsequently, the second drive circuit 3 outputs an error signal U corresponding to the magnetic flux φe ′.
Outputs e11. Further, the error signal Ue11 is input to the filter 5. Subsequently, the filter 5 outputs a filter output Ve'22 which is a voltage signal.
【００１２】一方、第一のDC−SQUID1には第一のコイル
12からの磁束φｃと測定対象からの磁束φｓとノイズ源
からの磁束φｅが入力する。その結果、第一の駆動回路
の出力Va13はφｓ＋φｅ＋φｃに相当する電圧を出力す
る。ここでノイズ源からの磁束が、ある空間を介して第
一のDC−SQUID1までに伝達する経路を伝達関数Waとす
る。同様に同じノイズ源からの磁束が、ある空間を介
し、エラー信号検出用DC−SQUID２に伝えられ、更に第
二の駆動回路3と、フィルター5と、第一の電圧／電流変
換手段10と、第一のコイル12を介して第一のDC−SQUID1
までに伝達する一連の経路を伝達関数Wbとする。フィル
ター係数更新手段6はフィルター5の係数を随時最適化し
て、伝達関数Wbを調整する。その結果、伝達関数Waと伝
達関数Wbは等しくなる。On the other hand, the first DC-SQUID1 has a first coil
The magnetic flux φc from 12, the magnetic flux φs from the measurement target, and the magnetic flux φe from the noise source are input. As a result, the output Va13 of the first drive circuit outputs a voltage corresponding to φs + φe + φc. Here, a path through which the magnetic flux from the noise source is transmitted to the first DC-SQUID1 through a certain space is defined as a transfer function Wa. Similarly, a magnetic flux from the same noise source is transmitted to the error signal detection DC-SQUID 2 via a certain space, and further, the second drive circuit 3, the filter 5, the first voltage / current conversion means 10, First DC-SQUID1 via first coil 12
A series of paths to be transmitted to is defined as a transfer function Wb. The filter coefficient updating unit 6 adjusts the transfer function Wb by optimizing the coefficient of the filter 5 as needed. As a result, the transfer function Wa and the transfer function Wb become equal.
【００１３】また、先程のフィルター出力Ve'22は第一
の電圧／電流変換手段10によって電流変換される。電圧
／電流変換された電流が第一のコイル12に流れ、続いて
第一のコイル12に磁束φｃが発生する。前述のようにフ
ィルター係数更新手段６によって、伝達関数Wbと伝達関
数Waは等しくなる。したがって第一のコイル12はノイズ
源からの磁束φｅと同じ大きさで逆向きの磁束φｃを第
一のDC−SQUID1に入力する。その結果、第一のDC−SQUI
D1に入力する磁束はφｓ＋φｅ＋φｃ＝φｓとなる。こ
のようにしてノイズφｅが除去され、目的の測定対象の
磁束φｓのみを検出することができる。The filter output Ve'22 is converted by the first voltage / current converter 10 into a current. The voltage / current converted current flows through the first coil 12, and subsequently a magnetic flux φc is generated in the first coil 12. As described above, the transfer function Wb and the transfer function Wa are made equal by the filter coefficient updating means 6. Therefore, the first coil 12 inputs a magnetic flux φc having the same magnitude as the magnetic flux φe from the noise source and in the opposite direction to the first DC-SQUID1. As a result, the first DC-SQUI
The magnetic flux input to D1 is φs + φe + φc = φs. In this manner, the noise φe is removed, and only the magnetic flux φs to be measured can be detected.
【００１４】フィルター5は第一のA／Dコンバータ7とD
／Aコンバータ８とデジタル・フィルター21から構成さ
れており、フィルター更新手段6は第二のA／Dコンバー
タ9とデジタルのフィルター更新手段23から構成されて
いる。またデジタル・フィルター21とデジタルのフィル
ター係数更新手段23で行われる信号処理は、全てPC内で
デジタル処理される。The filter 5 comprises a first A / D converter 7 and a D
A / A converter 8 and digital filter 21 are provided, and filter updating means 6 is comprised of a second A / D converter 9 and digital filter updating means 23. All signal processing performed by the digital filter 21 and the digital filter coefficient updating means 23 is digitally processed in the PC.
【００１５】本実施の形態ではフィルター係数更新手段
6のアルゴリズムとして、LMS（最小二乗平均）や、それ
以外のLSL(最小二乗ラチス)も使うことが出来る。たと
えばLMS法によると、フィルター係数更新手段6は第一の
駆動回路の出力Va13の二乗平均誤差をとる。この二乗平
均誤差はフィルター係数の二次関数の形を取っている。
未知のフィルター係数に対して二乗平均誤差は単一の底
すなわち最小点を有する多次元放物面の形状で変化す
る。フィルター係数更新手段6はこの曲面の底を連続し
て捜し求めて、フィルター係数を随時更新している。す
なわちフィルター係数更新手段6は最適なフィルター係
数を求めて、フィルター係数を随時更新している。In this embodiment, filter coefficient updating means
LMS (least squares mean) and other LSLs (least squares lattices) can also be used as algorithm 6. For example, according to the LMS method, the filter coefficient updating means 6 takes the root mean square error of the output Va13 of the first drive circuit. This mean square error takes the form of a quadratic function of the filter coefficients.
For unknown filter coefficients, the root-mean-square error varies in the shape of a multidimensional paraboloid with a single base or minimum. The filter coefficient updating means 6 continuously searches for the bottom of the curved surface and updates the filter coefficient as needed. That is, the filter coefficient updating means 6 obtains an optimum filter coefficient and updates the filter coefficient as needed.
【００１６】本実施の形態は入力コイル及び検出コイル
を設けていないが、入力コイル及び検出コイルがあって
もかまわない。また、第一の駆動回路4と第二の駆動回
路3は変調型FLL方式、無変調型FLL方式（DOIT方式）、
のようなタイプでも構わない。 （実施の形態２）図２は本発明のDC−SQUID磁束計の実
施の形態２の構成図である。図２のDC−SQUID磁束計は
第一のDC−SQUID１と、エラー信号検出用DC−SQUID２
と、第一のDC−SQUID1を駆動させる為の第一の駆動回路
４と、エラー信号検出用DC−SQUID２を駆動させる為の
第二の駆動回路３と、フィルター5と、フィルター係数
更新手段6から構成されている。In this embodiment, the input coil and the detection coil are not provided, but the input coil and the detection coil may be provided. The first drive circuit 4 and the second drive circuit 3 are a modulation type FLL system, a non-modulation type FLL system (DOIT system),
A type like is acceptable. (Embodiment 2) FIG. 2 is a block diagram of a DC-SQUID magnetometer according to Embodiment 2 of the present invention. The DC-SQUID magnetometer shown in FIG. 2 has a first DC-SQUID1 and a DC-SQUID2 for detecting an error signal.
A first drive circuit 4 for driving the first DC-SQUID1, a second drive circuit 3 for driving the error signal detection DC-SQUID2, a filter 5, and a filter coefficient updating means 6. It is composed of
【００１７】第一のDC−SQUID１とエラー信号検出用DC
−SQUID2は実施の形態1と同じようにDC−SQUID磁束計に
取り付けられている。また、第一の駆動回路4は、第一
の駆動回路の出力Va13からフィルター出力Ve'22を差し
引いた電圧を出力する設計となっている。以下に第一の
DC−SQUID1の検出するノイズφｅが除去される過程を詳
細に説明する。First DC-SQUID1 and DC for error signal detection
-SQUID2 is attached to the DC-SQUID magnetometer as in the first embodiment. The first drive circuit 4 is designed to output a voltage obtained by subtracting the filter output Ve'22 from the output Va13 of the first drive circuit. Below first
The process of removing the noise φe detected by the DC-SQUID1 will be described in detail.
【００１８】エラー信号検出用DC−SQUID２には、第一
のDC−SQUID1とは異なる経路を介して、ノイズ源から磁
束φｅ'が入力する。続いて第二の駆動回路３は磁束φ
ｅ'に相当するエラー信号Ue11を出力する。更に、エラ
ー信号Ue11はフィルター5に入力する。続いてフィルタ
ー5は電圧信号であるフィルター出力Ve'22を出力する。A magnetic flux φe ′ is input to the error signal detection DC-SQUID 2 from a noise source via a path different from that of the first DC-SQUID 1. Subsequently, the second drive circuit 3 generates the magnetic flux φ
An error signal Ue11 corresponding to e 'is output. Further, the error signal Ue11 is input to the filter 5. Subsequently, the filter 5 outputs a filter output Ve'22 which is a voltage signal.
【００１９】一方、第一のDC−SQUID1には測定対象から
の磁束φｓとノイズ源からの磁束φｅが入力する。続い
て第一の駆動回路4は、磁束φｓに相当する電圧Vsと磁
束φｅに相当する電圧Veとの和からフィルター出力Ve'2
2を電圧Vs＋Ve−Ve'出力する。ここでノイズ源からの磁
束が、ある空間と、第一のDC−SQUID1を介して第一の駆
動回路4までに伝達する経路を伝達関数Waとする。同様
に同じノイズ源からの磁束が、ある空間を介し、エラー
信号検出用DC−SQUID２に伝えられ、更に第二の駆動回
路3と、フィルター5を介して第一の駆動回路4までに伝
達する一連の経路を伝達関数Wbとする。フィルター係数
更新手段6は、フィルター5の係数を随時最適化して、伝
達関数Wbを調整する。その結果、伝達関数Waと伝達関数
Wbは等しくなる。On the other hand, the magnetic flux φs from the measurement target and the magnetic flux φe from the noise source are input to the first DC-SQUID1. Subsequently, the first drive circuit 4 calculates the filter output Ve′2 from the sum of the voltage Vs corresponding to the magnetic flux φs and the voltage Ve corresponding to the magnetic flux φe.
2 is output as voltage Vs + Ve−Ve ′. Here, a path through which the magnetic flux from the noise source is transmitted to a certain space and to the first drive circuit 4 via the first DC-SQUID1 is referred to as a transfer function Wa. Similarly, the magnetic flux from the same noise source is transmitted to the error signal detection DC-SQUID 2 through a certain space, and further transmitted to the second driving circuit 3 and the first driving circuit 4 via the filter 5. A series of paths is defined as a transfer function Wb. The filter coefficient updating unit 6 adjusts the transfer function Wb by optimizing the coefficient of the filter 5 as needed. As a result, the transfer function Wa and the transfer function
Wb will be equal.
【００２０】また先程のフィルター出力Ve'22は第一の
駆動回路4に入力する。前述のように第一の駆動回路4
は、VsとVeの和からフィルター出力Ve'22を差し引いた
電圧Vs＋Ve−Ve'を出力するように設計されている。更
にフィルター係数更新手段6により伝達関数Wbと伝達関
数Waは、等しくなる。その結果、第一の駆動回路の出力
Va13はVs＋Ve−Ve'＝Vsとなる。このようにしてノイズ
φｅに相当する電圧信号Veが除去され、目的の測定対象
の磁束φｓのみを検出することができる。The filter output Ve'22 described above is input to the first drive circuit 4. As described above, the first drive circuit 4
Is designed to output a voltage Vs + Ve−Ve ′ obtained by subtracting the filter output Ve′22 from the sum of Vs and Ve. Further, the transfer function Wb and the transfer function Wa are made equal by the filter coefficient updating means 6. As a result, the output of the first drive circuit
Va13 is Vs + Ve-Ve '= Vs. In this manner, the voltage signal Ve corresponding to the noise φe is removed, and only the magnetic flux φs to be measured can be detected.
【００２１】フィルター5とフィルター係数更新手段６
の特性は実施の形態１と同じである。本実施の形態では
フィルター係数更新手段6のアルゴリズムとして、LMS
（最小二乗平均）や、それ以外のLSL(最小二乗ラチス)
も使うことが出来る。本実施の形態は入力コイル及び検
出コイルを設けていないが、入力コイル及び検出コイル
があってもかまわない。また、第一の駆動回路4と第二
の駆動回路３は変調型FLL方式、無変調型FLL方式（DOIT
方式）、のようなタイプでも構わない。 （実施の形態3）図３は本発明のDC−SQUID磁束計の実施
の形態３の構成図である。図３において第一の駆動回路
4には、第一のDC−SQUID1の出力を増幅する為のアンプ1
4と、その出力を積分する為の積分器16と、フィルター5
からの出力電圧と第一の駆動回路の出力電圧13を加算す
る為の電圧加算器17と、電圧加算器17の出力を電圧／電
流変換する為の第二の電圧／電流変換手段19と、第一の
DC−SQUID1に電流を流す為のバイアス電流源15から構成
される無変調型FLL方式を用いる。Filter 5 and filter coefficient updating means 6
Are the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the algorithm of the filter coefficient updating means 6 is LMS
(Least squares mean) and other LSLs (least squares lattices)
Can also be used. In this embodiment, the input coil and the detection coil are not provided, but the input coil and the detection coil may be provided. The first drive circuit 4 and the second drive circuit 3 are a modulation type FLL system and a non-modulation type FLL system (DOIT
Type), and the like. (Embodiment 3) FIG. 3 is a configuration diagram of a DC-SQUID magnetometer according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the first drive circuit
4 is an amplifier 1 for amplifying the output of the first DC-SQUID1.
4, an integrator 16 for integrating its output, and a filter 5
A voltage adder 17 for adding the output voltage of the first drive circuit to the output voltage of the first drive circuit, a second voltage / current converting means 19 for converting the output of the voltage adder 17 into a voltage / current, First
A non-modulation type FLL system including a bias current source 15 for flowing a current to the DC-SQUID 1 is used.
【００２２】また、第一のDC−SQUID1は第二のコイル18
を有している。第一のDC−SQUID１とエラー信号検出用D
C−SQUID2は実施の形態1と同じようにDC−SQUID磁束計
に取り付けられている。その他の構成は実施の形態２と
同じである。以下に第一のDC−SQUID1の検出するノイズ
φｅが除去される過程を詳細に説明する。Also, the first DC-SQUID1 is connected to the second coil 18
have. First DC-SQUID1 and D for error signal detection
C-SQUID2 is attached to the DC-SQUID magnetometer as in the first embodiment. Other configurations are the same as the second embodiment. Hereinafter, the process of removing the noise φe detected by the first DC-SQUID1 will be described in detail.
【００２３】エラー信号検出用DC−SQUID２には、第一
のDC−SQUID1とは異なる経路を介して、ノイズ源から磁
束φｅ'が入力する。続いて第二の駆動回路３は磁束φ
ｅ'に相当するエラー信号Ue11を出力する。更に、エラ
ー信号Ue11はフィルター5に入力する。続いてフィルタ
ー5は電圧信号であるフィルター出力Ve'22を出力する。A magnetic flux φe ′ is input to the error signal detection DC-SQUID 2 from a noise source via a path different from that of the first DC-SQUID 1. Subsequently, the second drive circuit 3 generates the magnetic flux φ
An error signal Ue11 corresponding to e 'is output. Further, the error signal Ue11 is input to the filter 5. Subsequently, the filter 5 outputs a filter output Ve'22 which is a voltage signal.
【００２４】一方、第一のDC−SQUID1には信号源からの
磁束φｓとノイズ源からの磁束φｅが入力する。ここで
実施の形態２と同じように伝達関数Waと伝達関数Wbを設
定する。フィルター係数更新手段6は、フィルター5の係
数を随時最適化して、伝達関数Wbを調整する。その結
果、伝達関数Waと伝達関数Wbは等しくなる。On the other hand, the magnetic flux φs from the signal source and the magnetic flux φe from the noise source are input to the first DC-SQUID1. Here, a transfer function Wa and a transfer function Wb are set as in the second embodiment. The filter coefficient updating unit 6 adjusts the transfer function Wb by optimizing the coefficient of the filter 5 as needed. As a result, the transfer function Wa and the transfer function Wb become equal.
【００２５】また先程のフィルター出力Ve'22は電圧加
算器17で第一の駆動回路の出力Va13と電圧加算される。
更に電圧加算された電圧は第二の電圧／電流変換19にて
電流に変換されて、第二のコイル18に流れる。この時、
第二のコイル18から発生する磁束は、第一のDC−SQUID
１に入力する磁束φｓ＋φｅと同じになる。その為、電
圧加算器17の出力電圧は、測定対象からの磁束φｓに相
当する電圧Vsとノイズ源からの磁束φｅに相当する電圧
Veとの和になる。従って第一の駆動回路の出力Va13は、
電圧Vsと電圧Veからフィルター出力Ve'22を差し引いた
電圧Vs＋Ve−Ve'となる。The filter output Ve'22 is added by the voltage adder 17 to the output Va13 of the first drive circuit.
Further, the added voltage is converted into a current by the second voltage / current converter 19 and flows to the second coil 18. At this time,
The magnetic flux generated from the second coil 18 is the first DC-SQUID
This is the same as the magnetic flux φs + φe input to the input unit 1. Therefore, the output voltage of the voltage adder 17 includes a voltage Vs corresponding to the magnetic flux φs from the measurement target and a voltage Vs corresponding to the magnetic flux φe from the noise source.
It becomes the sum with Ve. Therefore, the output Va13 of the first drive circuit is
The voltage Vs + Ve−Ve ′ is obtained by subtracting the filter output Ve′22 from the voltage Vs and the voltage Ve.
【００２６】一方、フィルター５が最適化することによ
って、先程のフィルター出力Ve'22と第一のDC−SQUIDが
検出する磁束φｅに相当する電圧Vｅは、等しくなる。
その結果、第一の駆動回路の出力Va13はVs＋Ve−Ve'＝V
sとなる。このようにしてノイズφｅが除去され、目的
の測定対象の磁束φｓのみを検出することができる。On the other hand, by optimizing the filter 5, the filter output Ve'22 and the voltage Ve corresponding to the magnetic flux φe detected by the first DC-SQUID become equal.
As a result, the output Va13 of the first drive circuit is Vs + Ve−Ve ′ = V
s. In this manner, the noise φe is removed, and only the magnetic flux φs to be measured can be detected.
【００２７】フィルター5とフィルター係数更新手段６
の特性は実施の形態１と同じである。本実施の形態では
フィルター係数更新手段6のアルゴリズムとして、LMS
（最小二乗平均）や、それ以外のLSL(最小二乗ラチス)
も使うことが出来る。本実施の形態は入力コイル及び検
出コイルを設けていないが、入力コイル及び検出コイル
があってもかまわない。Filter 5 and filter coefficient updating means 6
Are the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the algorithm of the filter coefficient updating means 6 is LMS
(Least squares mean) and other LSLs (least squares lattices)
Can also be used. In this embodiment, the input coil and the detection coil are not provided, but the input coil and the detection coil may be provided.
【００２８】（実施の形態４）図４は本発明のDC−SQUI
D磁束計の実施の形態４の構成図である。図４において
第一の駆動回路４には、第一のDC−SQUID1の出力を増幅
する為のアンプ14と、検波器29と、積分器16と、電圧を
加算する為の電圧加算器17と、発振器28と、電圧加算器
17の出力を電圧／電流変換する為の第三の電圧／電流変
換手段20と、発振器28の出力を電圧／電流変換する為の
出力第二の電圧／電流変換手段19と、第一のDC−SQUID1
に電流を流す為のバイアス電流源15から構成される変調
型FLL方式を用いる。また第一のDC−SQUID1は第二のコ
イル18を有している。第一のDC−SQUID１とエラー信号
検出用DC−SQUID2は実施の形態１と同じようにDC−SQUI
D磁束計に取り付けられている。その他の構成は実施の
形態２と同じである。(Embodiment 4) FIG. 4 shows a DC-SQUI of the present invention.
It is a block diagram of Embodiment 4 of a D magnetometer. In FIG. 4, the first drive circuit 4 includes an amplifier 14 for amplifying the output of the first DC-SQUID1, a detector 29, an integrator 16, and a voltage adder 17 for adding a voltage. , Oscillator 28, and voltage adder
A third voltage / current converter 20 for converting the output of the oscillator 17 into a voltage / current; an output second voltage / current converter 19 for converting the output of the oscillator 28 into a voltage / current; −SQUID1
A modulation type FLL system composed of a bias current source 15 for supplying a current to the device is used. The first DC-SQUID1 has a second coil 18. The first DC-SQUID1 and the error signal detection DC-SQUID2 are DC-SQUID as in the first embodiment.
It is attached to the D magnetometer. Other configurations are the same as the second embodiment.
【００２９】以下に第一のDC−SQUID1の検出するノイズ
φｅが除去される過程を詳細に説明する。エラー信号検
出用DC−SQUID２には、第一のDC−SQUID1とは異なる経
路を介して、ノイズ源から磁束φｅ'が入力する。続い
て第二の駆動回路３は磁束φｅ'に相当するエラー信号U
e11を出力する。更に、エラー信号Ue11はフィルター5に
入力する。続いてフィルター5は電圧信号であるフィル
ター出力Ve'22を出力する。Hereinafter, the process of removing the noise φe detected by the first DC-SQUID1 will be described in detail. The magnetic flux φe ′ is input to the error signal detection DC-SQUID2 from the noise source via a different path from the first DC-SQUID1. Subsequently, the second drive circuit 3 outputs an error signal U corresponding to the magnetic flux φe ′.
Outputs e11. Further, the error signal Ue11 is input to the filter 5. Subsequently, the filter 5 outputs a filter output Ve'22 which is a voltage signal.
【００３０】一方、第一のDC−SQUID1には信号源からの
磁束φｓとノイズ源からの磁束φｅが入力する。ここで
実施の形態２と同じように伝達関数Waと伝達関数Wbを設
定する。フィルター係数更新手段6はフィルター5の係数
を随時最適化して、伝達関数Wbを調整する。その結果、
伝達関数Waと伝達関数Wbは等しくなる。On the other hand, a magnetic flux φs from a signal source and a magnetic flux φe from a noise source are input to the first DC-SQUID1. Here, a transfer function Wa and a transfer function Wb are set as in the second embodiment. The filter coefficient updating unit 6 adjusts the transfer function Wb by optimizing the coefficient of the filter 5 as needed. as a result,
The transfer function Wa and the transfer function Wb are equal.
【００３１】また先程のフィルター出力Ve'22は電圧加
算器17で第一の駆動回路の出力Va13と電圧加算される。
更に電圧加算された電圧は第二の電圧／電流変換19にて
電流に変換されて、第二のコイル18に流れる。この時、
第二のコイル18から発生する磁束は第一のDC−SQUID１
に入力する磁束と同じになる。その為、電圧加算器17の
出力電圧は測定対象からの磁束φｓに相当する電圧Vsと
ノイズ源からの磁束φｅに相当する電圧Veとの和にな
る。従って第一の駆動回路の出力Va13は電圧Vsと電圧Ve
からフィルター出力Ve'22を差し引いた電圧Vs＋Ve− V
e'となる。The filter output Ve'22 is added by the voltage adder 17 to the output Va13 of the first drive circuit.
Further, the added voltage is converted into a current by the second voltage / current converter 19 and flows to the second coil 18. At this time,
The magnetic flux generated from the second coil 18 is the first DC-SQUID1
Becomes the same as the magnetic flux input to. Therefore, the output voltage of the voltage adder 17 is the sum of the voltage Vs corresponding to the magnetic flux φs from the measurement target and the voltage Ve corresponding to the magnetic flux φe from the noise source. Therefore, the output Va13 of the first drive circuit is the voltage Vs and the voltage Ve
Vs + Ve−V minus the filter output Ve'22 from
e '.
【００３２】一方、フィルター５が最適化することによ
って、先程のフィルター出力Ve'22と第一のDC−SQUID１
が検出する磁束φｅに相当する電圧Veは等しくなる。従
って第一の駆動回路の出力Va13はVs＋Ve− Ve'＝Vsとな
る。このようにしてノイズφｅに相当する電圧信号Veが
除去され、目的の測定対象の磁束φｓのみを検出するこ
とができる。On the other hand, when the filter 5 is optimized, the filter output Ve'22 and the first DC-SQUID 1
Are equal, the voltage Ve corresponding to the magnetic flux φe detected. Therefore, the output Va13 of the first drive circuit is Vs + Ve-Ve '= Vs. In this manner, the voltage signal Ve corresponding to the noise φe is removed, and only the magnetic flux φs to be measured can be detected.
【００３３】フィルター5とフィルター係数更新手段６
の特性は実施の形態１と同じである。本実施の形態は入
力コイル及び検出コイルが設けていないが、入力コイル
及び検出コイルがあってもかまわない。また、本実施の
形態ではフィルター５の係数更新のアルゴリズムにLMS
を用いているが、それ以外のLSL(最小二乗ラチス)のよ
うなアルゴリズムでもかまわない。 （実施の形態５）図５は本発明のDC−SQUID磁束計の実
施の形態５の構成図である。Filter 5 and filter coefficient updating means 6
Are the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the input coil and the detection coil are not provided, but the input coil and the detection coil may be provided. In this embodiment, the algorithm for updating the coefficient of the filter 5 is LMS.
, But other algorithms such as LSL (Least Squares Lattice) may be used. (Embodiment 5) FIG. 5 is a block diagram of a DC-SQUID magnetometer according to Embodiment 5 of the present invention.
【００３４】図５において第一の駆動回路４は第一のDC
−SQUID1の出力を増幅する為のアンプ14と、検波器29
と、積分器16と、電圧を加算する為の電圧加算器17と、
電圧加算器17の出力を電圧／電流変換する為の第三の電
圧／電流変換手段20と、電圧／電流変換する為の第二の
電圧／電流変換手段19と、発振器28と、第一のDC−SQUI
D1に電流を流す為のバイアス電流源15から構成される変
調型FLL方式を用いる。また第一のDC−SQUID1は第二の
コイル18を有している。In FIG. 5, the first drive circuit 4 is a first DC
An amplifier 14 for amplifying the output of SQUID 1 and a detector 29
An integrator 16, a voltage adder 17 for adding a voltage,
A third voltage / current converter 20 for converting the output of the voltage adder 17 into a voltage / current, a second voltage / current converter 19 for performing a voltage / current conversion, an oscillator 28, DC-SQUI
A modulation type FLL system including a bias current source 15 for supplying a current to D1 is used. The first DC-SQUID1 has a second coil 18.
【００３５】第一のDC−SQUID１とエラー信号検出用DC
−SQUID2は実施の形態1と同じようにDC−SQUID磁束計に
取り付けられている。その他の構成は実施の形態２と同
じである。以下に第一のDC−SQUID1の検出するノイズφ
ｅが除去される過程を詳細に説明する。First DC-SQUID1 and DC for Error Signal Detection
-SQUID2 is attached to the DC-SQUID magnetometer as in the first embodiment. Other configurations are the same as the second embodiment. Below, the noise φ detected by the first DC-SQUID1
The process of removing e will be described in detail.
【００３６】エラー信号検出用DC−SQUID２には、第一
のDC−SQUID1とは異なる経路を介して、ノイズ源から磁
束φｅ'が入力する。続いて第二の駆動回路３は磁束φ
ｅ'に相当するエラー信号Ue11を出力する。更に、エラ
ー信号Ue11はフィルター5に入力する。続いてフィルタ
ー5は電圧信号であるフィルター出力Ve'22を出力する。A magnetic flux φe ′ is input to the error signal detection DC-SQUID 2 from a noise source via a path different from that of the first DC-SQUID 1. Subsequently, the second drive circuit 3 generates the magnetic flux φ
An error signal Ue11 corresponding to e 'is output. Further, the error signal Ue11 is input to the filter 5. Subsequently, the filter 5 outputs a filter output Ve'22 which is a voltage signal.
【００３７】一方、第一のDC−SQUID1には信号源からの
磁束φｓとノイズ源からの磁束φｅが入力する。ここで
実施の形態２と同じように伝達関数Waと伝達関数Wbを設
定する。フィルター係数更新手段6はフィルター5の係数
を随時最適化して、伝達関数Wbを調整する。その結果、
伝達関数Waと伝達関数Wbは等しくなる。On the other hand, the magnetic flux φs from the signal source and the magnetic flux φe from the noise source are input to the first DC-SQUID1. Here, a transfer function Wa and a transfer function Wb are set as in the second embodiment. The filter coefficient updating unit 6 adjusts the transfer function Wb by optimizing the coefficient of the filter 5 as needed. as a result,
The transfer function Wa and the transfer function Wb are equal.
【００３８】また先程のフィルター出力Ve'22は電圧加
算器17で発振器28の出力と電圧加算される。更に電圧加
算された電圧は第二の電圧／電流変換19にて電流に変換
されて、第二のコイル18に流れる。この時、第二のコイ
ル18から発生する磁束は第一のDC−SQUID１に入力する
磁束と同じになる。従って第一の駆動回路の出力Va13
は、測定対象からの磁束φｓに相当する電圧Vsとノイズ
源からの磁束φｅに相当する電圧Veからフィルター出力
Ve'22を差し引いた電圧Vs＋Ve−Ve'となる。The filter output Ve'22 is added to the output of the oscillator 28 by the voltage adder 17. Further, the added voltage is converted into a current by the second voltage / current converter 19 and flows to the second coil 18. At this time, the magnetic flux generated from the second coil 18 becomes the same as the magnetic flux input to the first DC-SQUID1. Therefore, the output Va13 of the first drive circuit
Is a filter output from the voltage Vs corresponding to the magnetic flux φs from the measurement target and the voltage Ve corresponding to the magnetic flux φe from the noise source.
The voltage becomes Vs + Ve−Ve ′ obtained by subtracting Ve′22.
【００３９】一方、フィルター５が最適化することによ
って、先程のフィルター出力Ve'22と第一のDC−SQUIDが
検出する磁束φｅに相当する電圧Vｅは等しくなる。従
って第一の駆動回路の出力Va13はVs＋Ve−Ve'＝Vsとな
る。このようにしてノイズφｅに相当する電圧信号Veが
除去され、目的の測定対象の磁束φｓのみを検出するこ
とができる。On the other hand, by optimizing the filter 5, the filter output Ve'22 and the voltage Ve corresponding to the magnetic flux φe detected by the first DC-SQUID become equal. Therefore, the output Va13 of the first drive circuit is Vs + Ve-Ve '= Vs. In this manner, the voltage signal Ve corresponding to the noise φe is removed, and only the magnetic flux φs to be measured can be detected.
【００４０】フィルター5とフィルター係数更新手段６
の特性は実施の形態１と同じである。本実施の形態は入
力コイル及び検出コイルが設けていないが、入力コイル
及び検出コイルがあってもかまわない。また、本実施の
形態ではフィルター５の係数更新のアルゴリズムにLMS
を用いているが、それ以外のLSL(最小二乗ラチス)のよ
うなアルゴリズムでもかまわない。 （実施の形態６）図６は本発明のDC−SQUID磁束計の実
施の形態６の構成図である。Filter 5 and filter coefficient updating means 6
Are the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the input coil and the detection coil are not provided, but the input coil and the detection coil may be provided. In this embodiment, the algorithm for updating the coefficient of the filter 5 is LMS.
, But other algorithms such as LSL (Least Squares Lattice) may be used. (Embodiment 6) FIG. 6 is a configuration diagram of a DC-SQUID magnetometer according to Embodiment 6 of the present invention.
【００４１】図６において第一の駆動回路４には第一の
DC−SQUID1の出力を増幅する為のアンプ14と、、積分器
16と、第一の駆動回路の出力Va13を電圧／電流変換する
為の第二の電圧／電流変換手段19と、フィルター出力V
e'22を電圧／電流変換する為の第四の電圧／電流変換手
段24と、第一のDC−SQUID1に電流を流す為のバイアス電
流源15から構成される無変調型FLL方式を用いる。また
第一のDC−SQUID1は第二のコイル18を有している。In FIG. 6, the first drive circuit 4
An amplifier 14 for amplifying the output of DC-SQUID1, and an integrator
16, second voltage / current converting means 19 for converting the output Va13 of the first driving circuit into a voltage / current, and a filter output V
A non-modulation type FLL system comprising a fourth voltage / current conversion means 24 for performing voltage / current conversion of e'22 and a bias current source 15 for flowing a current to the first DC-SQUID1 is used. The first DC-SQUID1 has a second coil 18.
【００４２】第一のDC−SQUID１とエラー信号検出用DC
−SQUID2は実施の形態1と同じようにDC−SQUID磁束計に
取り付けられている。その他の構成は実施の形態２と同
じである。以下に第一のDC−SQUID1の検出するノイズφ
ｅが除去される過程を詳細に説明する。First DC-SQUID1 and DC for Error Signal Detection
-SQUID2 is attached to the DC-SQUID magnetometer as in the first embodiment. Other configurations are the same as the second embodiment. Below, the noise φ detected by the first DC-SQUID1
The process of removing e will be described in detail.
【００４３】エラー信号検出用DC−SQUID２には、第一
のDC−SQUID1とは異なる経路を介して、ノイズ源から磁
束φｅ'が入力する。続いて第二の駆動回路３は磁束φ
ｅ'に相当するエラー信号Ue11を出力する。更に、エラ
ー信号Ue11はフィルター5に入力する。続いてフィルタ
ー5は電圧信号であるフィルター出力Ve'22を出力する。The magnetic flux φe ′ is input to the error signal detecting DC-SQUID 2 from a noise source via a path different from that of the first DC-SQUID 1. Subsequently, the second drive circuit 3 generates the magnetic flux φ
An error signal Ue11 corresponding to e 'is output. Further, the error signal Ue11 is input to the filter 5. Subsequently, the filter 5 outputs a filter output Ve'22 which is a voltage signal.
【００４４】一方、第一のDC−SQUID1には信号源からの
磁束φｓとノイズ源からの磁束φｅが入力する。ここで
実施の形態２と同じように伝達関数Waと伝達関数Wb を
設定する。フィルター係数更新手段6はフィルター5の係
数を随時最適化して、伝達関数Wb を調整する。その結
果、伝達関数Waと伝達関数Wbは等しくなる。On the other hand, the magnetic flux φs from the signal source and the magnetic flux φe from the noise source are input to the first DC-SQUID1. Here, the transfer function Wa and the transfer function Wb are set as in the second embodiment. The filter coefficient updating means 6 optimizes the coefficient of the filter 5 as needed to adjust the transfer function Wb. As a result, the transfer function Wa and the transfer function Wb become equal.
【００４５】また第一の駆動回路の出力Va13と先程のフ
ィルター出力Ve'22は第二の電圧／電流変換と第四の電
圧／電流変換手段24にて電流変換されて、第二のコイル
18の流れる。この時、第二のコイル18から発生する磁束
は第一のDC−SQUID１に入力する磁束φｓ＋φｅと同じ
になる。従って第一の駆動回路の出力Va13は、測定対象
からの磁束φｓに相当する電圧Vsとノイズ源からの磁束
φｅに相当する電圧Veからフィルター出力Ve'22を差し
引いた電圧Vs＋Ve− Ve'となる。The output Va13 of the first drive circuit and the filter output Ve'22 described above are current-converted by the second voltage / current conversion and fourth voltage / current conversion means 24.
18 flows. At this time, the magnetic flux generated from the second coil 18 becomes the same as the magnetic flux φs + φe input to the first DC-SQUID1. Accordingly, the output Va13 of the first drive circuit is a voltage Vs + Ve−Ve ′ obtained by subtracting the filter output Ve′22 from the voltage Vs corresponding to the magnetic flux φs from the measurement target and the voltage Ve corresponding to the magnetic flux φe from the noise source. .
【００４６】一方、フィルター５が最適化することによ
って、先程のフィルター出力Ve'22と第一のDC−SQUIDが
検出するφｅに相当する電圧Vｅは等しくなる。従って
第一の駆動回路の出力Va13はVs＋Ve− Ve'＝Vsとなる。
このようにしてノイズφｅに相当する電圧信号Veが除去
され、目的の測定対象の磁束φｓのみを検出することが
できる。On the other hand, by optimizing the filter 5, the filter output Ve'22 and the voltage Ve corresponding to φe detected by the first DC-SQUID become equal. Therefore, the output Va13 of the first drive circuit is Vs + Ve-Ve '= Vs.
In this manner, the voltage signal Ve corresponding to the noise φe is removed, and only the magnetic flux φs to be measured can be detected.
【００４７】フィルター5とフィルター係数更新手段６
の特性は実施の形態１と同じである。本実施の形態は入
力コイル及び検出コイルが設けていないが、入力コイル
及び検出コイルがあってもかまわない。また、本実施の
形態ではフィルター５の係数更新のアルゴリズムにLMS
を用いているが、それ以外のLSL(最小二乗ラチス)のよ
うなアルゴリズムでもかまわない。 （実施の形態７）図７は本発明のDC−SQUID磁束計の実
施の形態７の構成図である。図７において、第一の駆動
回路４には第一のDC−SQUID1の出力を増幅する為のアン
プ14と、検波器29と、積分器16と、発振器28と、発振器
28の出力を電圧／電流変換する為の第二の電圧／電流変
換手段19と、第一の駆動回路の出力Va13を電圧／電流変
換する為の第三の電圧／電流変換手段20と、フィルター
出力Ve'22を電圧／電流変換する為の第四の電圧／電流
変換手段24と、第一のDC−SQUID1に電流を流す為のバイ
アス電流源15から構成される変調型FLL方式を用いる。
また、第一のDC−SQUID1は第二のコイル18を有してい
る。Filter 5 and filter coefficient updating means 6
Are the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the input coil and the detection coil are not provided, but the input coil and the detection coil may be provided. In this embodiment, the algorithm for updating the coefficient of the filter 5 is LMS.
, But other algorithms such as LSL (Least Squares Lattice) may be used. (Embodiment 7) FIG. 7 is a configuration diagram of a DC-SQUID magnetometer according to Embodiment 7 of the present invention. 7, an amplifier 14 for amplifying the output of the first DC-SQUID1, a detector 29, an integrator 16, an oscillator 28, and an oscillator
A second voltage / current converting means 19 for converting the output of the voltage generator 28 into a voltage / current, a third voltage / current converting means 20 for converting the output Va13 of the first drive circuit into a voltage / current, and a filter. A modulation type FLL system including fourth voltage / current conversion means 24 for voltage / current conversion of the output Ve'22 and a bias current source 15 for flowing a current to the first DC-SQUID1 is used.
The first DC-SQUID1 has the second coil 18.
【００４８】第一のDC−SQUID１とエラー信号検出用DC
−SQUID2は、実施の形態1と同じようにDC−SQUID磁束計
に取り付けられている。その他の構成は実施の形態２と
同じである。以下に第一のDC−SQUID1の検出するノイズ
φｅが除去される過程を詳細に説明する。First DC-SQUID1 and DC for error signal detection
-SQUID2 is attached to the DC-SQUID magnetometer as in the first embodiment. Other configurations are the same as the second embodiment. Hereinafter, the process of removing the noise φe detected by the first DC-SQUID1 will be described in detail.
【００４９】エラー信号検出用DC−SQUID２には、第一
のDC−SQUID1とは異なる経路を介して、ノイズ源から磁
束φｅが入力する。続いて第二の駆動回路３は磁束φ
ｅ'に相当するエラー信号Ue11を出力する。更に、エラ
ー信号Ue11はフィルター5に入力する。続いてフィルタ
ー5は電圧信号であるフィルター出力Ve'22を出力する。The magnetic flux φe is input to the error signal detecting DC-SQUID 2 from a noise source via a path different from that of the first DC-SQUID 1. Subsequently, the second drive circuit 3 generates the magnetic flux φ
An error signal Ue11 corresponding to e 'is output. Further, the error signal Ue11 is input to the filter 5. Subsequently, the filter 5 outputs a filter output Ve'22 which is a voltage signal.
【００５０】一方、第一のDC−SQUID1には信号源からの
磁束φｓとノイズ源からの磁束φｅが入力する。ここで
実施の形態２と同じように伝達関数Waと伝達関数Wbを設
定する。フィルター係数更新手段6はフィルター5の係数
を随時最適化して、伝達関数Wbを調整する。その結果、
伝達関数Waと伝達関数Wbは等しくなる。On the other hand, the magnetic flux φs from the signal source and the magnetic flux φe from the noise source are input to the first DC-SQUID1. Here, a transfer function Wa and a transfer function Wb are set as in the second embodiment. The filter coefficient updating unit 6 adjusts the transfer function Wb by optimizing the coefficient of the filter 5 as needed. as a result,
The transfer function Wa and the transfer function Wb are equal.
【００５１】また発振器28の出力と第一の駆動回路の出
力Va13とフィルター出力Ve'22は、それぞれ第二の電圧
／電流変換手段19と第三の電圧／電流変換手段20と第四
の電圧／電流変換手段24にて電流変換されて、第二のコ
イル18の流れる。この時、第二のコイル18から発生する
磁束は第一のDC−SQUID１に入力する磁束φｓ＋φｅと
同じになる。従って第一の駆動回路の出力は測定対象か
らの磁束φｓに相当する電圧Vsとノイズ源からの磁束φ
ｅに相当する電圧Veからフィルター出力Ve'22を差し引
いた電圧Vs＋Ve−Ve'となる。The output of the oscillator 28, the output Va13 of the first drive circuit, and the filter output Ve'22 are respectively obtained by the second voltage / current conversion means 19, the third voltage / current conversion means 20, and the fourth voltage / The current is converted by the current conversion means 24 and the second coil 18 flows. At this time, the magnetic flux generated from the second coil 18 becomes the same as the magnetic flux φs + φe input to the first DC-SQUID1. Therefore, the output of the first drive circuit is the voltage Vs corresponding to the magnetic flux φs from the measurement target and the magnetic flux φ from the noise source.
The voltage Vs + Ve−Ve ′ is obtained by subtracting the filter output Ve′22 from the voltage Ve corresponding to e.
【００５２】一方、フィルター５が最適化することによ
って、先程のフィルター出力Ve'22と第一のDC−SQUIDが
検出するφｅに相当する電圧Vｅは、等しくなる。従っ
て第一の駆動回路の出力Va13はVs＋Ve− Ve'＝Vsとな
る。このようにしてノイズφｅに相当する電圧信号Veが
除去され、目的の測定対象の磁束φｓのみを検出するこ
とができる。On the other hand, by optimizing the filter 5, the filter output Ve'22 and the voltage Ve corresponding to φe detected by the first DC-SQUID become equal. Therefore, the output Va13 of the first drive circuit is Vs + Ve-Ve '= Vs. In this manner, the voltage signal Ve corresponding to the noise φe is removed, and only the magnetic flux φs to be measured can be detected.
【００５３】フィルター5とフィルター係数更新手段６
の特性は実施の形態１と同じである。本実施の形態は入
力コイル及び検出コイルが設けていないが、入力コイル
及び検出コイルがあってもかまわない。また、本実施の
形態ではフィルター５の係数更新のアルゴリズムにLMS
を用いているが、それ以外のLSL(最小二乗ラチス)のよ
うなアルゴリズムでもかまわない。Filter 5 and filter coefficient updating means 6
Are the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the input coil and the detection coil are not provided, but the input coil and the detection coil may be provided. In this embodiment, the algorithm for updating the coefficient of the filter 5 is LMS.
, But other algorithms such as LSL (Least Squares Lattice) may be used.
【００５４】[0054]
【発明の効果】本発明は、フィルターとフィルターの係
数を更新する手段と信号を検出する為の第一のDC−SQUI
Dと少なくとも1つ以上のエラー信号だけを検出するよう
に設計されているエラー信号検出用DC−SQUIDをDC−SQU
ID磁束計に取り入れた。これにより、エラー信号検出用
DC−SQUIDを設置することによって、ノイズと測定対象
の信号の周波数帯域が同じであっても、ノイズ除去が可
能になる。The present invention relates to a filter and a means for updating the coefficient of the filter and a first DC-SQUI for detecting a signal.
DC-SQU for error signal detection DC-SQUID designed to detect only D and at least one error signal
Incorporated into ID magnetometer. This allows for error signal detection
By installing a DC-SQUID, noise can be removed even if the frequency band of the noise and the signal to be measured are the same.
【００５５】また、ノイズ源と信号源が極近距離にあっ
ても、エラー信号検出用DC−SQUIDは、ノイズだけを検
出する設計となっているので、ノイズ除去が可能にな
る。即ち、ノイズ源が信号源のごく近距離にあっても、
またノイズ信号と本来検出すべく信号の周波数帯域が同
じでも、リアルタイムでのノイズ除去が可能になる。Even if the noise source and the signal source are at a very short distance, the error signal detection DC-SQUID is designed to detect only noise, so that noise can be removed. That is, even if the noise source is very close to the signal source,
Further, even if the frequency band of the noise signal is the same as that of the signal to be detected, noise can be removed in real time.
【図１】本発明の実施の形態１にかかわるDC−SQUID磁
束計を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a DC-SQUID magnetometer according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態２にかかわるDC−SQUID磁
束計を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a DC-SQUID magnetometer according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態３にかかわるDC−SQUID磁
束計を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a DC-SQUID magnetometer according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態４にかかわるDC−SQUID磁
束計を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a DC-SQUID magnetometer according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施の形態５にかかわるDC−SQUID磁
束計を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a DC-SQUID magnetometer according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施の形態６にかかわるDC−SQUID磁
束計を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a DC-SQUID magnetometer according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施の形態７にかかわるDC−SQUID磁
束計を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a DC-SQUID magnetometer according to a seventh embodiment of the present invention.
【図８】従来の無変調FLL型回路を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional non-modulation FLL type circuit.
【図９】従来の一次微分型検出コイルを示す簡略図であ
る。FIG. 9 is a simplified diagram showing a conventional primary differential detection coil.
【図10】従来の二次微分型検出コイルを示す簡略図であ
る。FIG. 10 is a simplified diagram showing a conventional secondary differential detection coil.
１ 第一のDC−SQUID ２ エラー信号検出用DC−SQUID ３ 第二の駆動回路 ４ 第一の駆動回路 ５ フィルター ６ フィルター係数更新手段 ７ 第一のＡ／Ｄコンバータ ８ Ｄ／Ａコンバータ ９ 第二のＡ／Ｄコンバータ １０ 第一の電圧／電流変換手段 １１ エラー信号Ue １２ 第一のコイル １３ 第一の駆動回路の出力Va １４ アンプ １５ バイアス電流源 １６ 積分器 １７ 電圧加算器 １８ 第二のコイル １９ 第二の電圧／電流変換手段 ２０ 第三の電圧／電流変換手段 ２１ デジタル・フィルター ２２ フィルター出力Ve' ２３ デジタルのフィルター係数更新手段 ２４ 第四の電圧／電流変換手段 ２５ 入力コイル ２６ 検出コイル ２７ ワッシャ・コイル ２８ 発振器 ２９ 検波器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st DC-SQUID 2 DC-SQUID for error signal detection 3 2nd drive circuit 4 1st drive circuit 5 Filter 6 Filter coefficient update means 7 1st A / D converter 8 D / A converter 9 2nd A / D converter 10 First voltage / current converter 11 Error signal Ue 12 First coil 13 Output Va of first drive circuit 14 Amplifier 15 Bias current source 16 Integrator 17 Voltage adder 18 Second coil Reference Signs List 19 second voltage / current conversion means 20 third voltage / current conversion means 21 digital filter 22 filter output Ve '23 digital filter coefficient updating means 24 fourth voltage / current conversion means 25 input coil 26 detection coil 27 Washer coil 28 Oscillator 29 Detector
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 哲 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA05 AB01 AB04 AD34 AD40 BA05 BA10 BA13 BA15 4M113 AC08 AD01 AD04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Nakayama 1-8-8 Nakase, Mihama-ku, Chiba-shi, Chiba F-term (reference) in Seiko Instruments Inc.
Claims (2)
と、 前記エラー信号検出用DC−SQUIDを駆動させる為の少な
くとも1つ以上の第二の駆動回路と、 前記第二の駆動回路に接続した入力部を有するフィルタ
ーと、前記第一の駆動回路の出力により前記フィルター
の係数を更新するフィルター係数更新手段と、 前記フィルターの出力電圧を電圧／電流変換する第一の
電圧／電流変換手段と、 第一のDC−SQUIDと磁気的に結合し、且つ前記第一の電
圧／電流変換手段の出力に接続しているコイルを有する
ことを特徴としているDC−SQUID磁束計。A first DC-SQUID, at least one DC-SQUID for detecting an error signal, a first drive circuit for driving the first DC-SQUID, and the error signal detection. At least one or more second drive circuits for driving the DC-SQUID, a filter having an input connected to the second drive circuit, and a coefficient of the filter based on an output of the first drive circuit. Filter coefficient updating means for updating the output voltage; first voltage / current converting means for converting the output voltage of the filter into voltage / current; magnetically coupled to a first DC-SQUID; A DC-SQUID magnetometer having a coil connected to an output of a current conversion means.
と、 前記エラー信号検出用DC−SQUIDを駆動させる為の少な
くとも1つ以上の第二の駆動回路と、 前記第二の駆動回路に接続した入力部を有し、且つ前記
第一の駆動回路に接続した出力部を有するフィルター
と、 前記第一の駆動回路の出力により前記フィルターの係数
を更新するフィルター係数更新手段を有することを特徴
としているDC−SQUID磁束計。2. A first DC-SQUID, at least one DC-SQUID for detecting an error signal, a first drive circuit for driving the first DC-SQUID, and the error signal detection. At least one or more second drive circuits for driving the DC-SQUID for use, and an input unit connected to the second drive circuit, and an output unit connected to the first drive circuit. A DC-SQUID magnetometer, comprising: a filter; and a filter coefficient updating unit that updates a coefficient of the filter based on an output of the first drive circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323821A JP2000147078A (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Dc-squid fluxmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10323821A JP2000147078A (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Dc-squid fluxmeter |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2000147078A true JP2000147078A (en) | 2000-05-26 |
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ID=18158986
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2000147078A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007108083A (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Hitachi High-Technologies Corp | Magnetic detection coil and magnetic field measuring apparatus |
| CN112826511A (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-25 | 株式会社理光 | Magnetic field measuring device |
-
1998
- 1998-11-13 JP JP10323821A patent/JP2000147078A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007108083A (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Hitachi High-Technologies Corp | Magnetic detection coil and magnetic field measuring apparatus |
| JP4571570B2 (en) * | 2005-10-14 | 2010-10-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Magnetic detection coil and magnetic field measuring device |
| US7912530B2 (en) | 2005-10-14 | 2011-03-22 | Hitachi High-Technologies Corporation | Magnetic detection coil and apparatus for measurement of magnetic field |
| CN112826511A (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-25 | 株式会社理光 | Magnetic field measuring device |
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