JP2537130B2 - Ｓｑｕｉｄスペクトラムアナライザ - Google Patents
ＳｑｕｉｄスペクトラムアナライザInfo
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- JP2537130B2 JP2537130B2 JP5165883A JP16588393A JP2537130B2 JP 2537130 B2 JP2537130 B2 JP 2537130B2 JP 5165883 A JP5165883 A JP 5165883A JP 16588393 A JP16588393 A JP 16588393A JP 2537130 B2 JP2537130 B2 JP 2537130B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、心磁波、脳磁波、眼筋
磁場等の生体磁気計測、または、地磁気計測、あるいは
物質の帯磁率計測、さらには磁気的信号伝送用のインタ
ーフェイス等に適したＳＱＵＩＤ（Superconducting Qu
antum Interference Device ：超伝導量子干渉デバイ
ス）磁束計とＦＬＬ回路（Flux Locked Loop：磁束ロッ
クループ）等を備えたＳＱＵＩＤスペクトラムアナライ
ザに関する。ここに、ＳＱＵＩＤとは、低温状態に維持
され、ループ内にジョセフソン接合を含む超伝導ループ
であるＳＱＵＩＤループ内に、ピックアップコイルや入
力コイル等を介して外部からの磁束が結合されて印加さ
れると、ＳＱＵＩＤループに周回電流が誘起され、ルー
プ内のジョセフソン接合における量子的な干渉効果によ
り、印加された外部磁束の微小な変化が周回電流の大き
な変化となって現れることを利用して、微小磁束変化を
測定するものである。
磁場等の生体磁気計測、または、地磁気計測、あるいは
物質の帯磁率計測、さらには磁気的信号伝送用のインタ
ーフェイス等に適したＳＱＵＩＤ（Superconducting Qu
antum Interference Device ：超伝導量子干渉デバイ
ス）磁束計とＦＬＬ回路（Flux Locked Loop：磁束ロッ
クループ）等を備えたＳＱＵＩＤスペクトラムアナライ
ザに関する。ここに、ＳＱＵＩＤとは、低温状態に維持
され、ループ内にジョセフソン接合を含む超伝導ループ
であるＳＱＵＩＤループ内に、ピックアップコイルや入
力コイル等を介して外部からの磁束が結合されて印加さ
れると、ＳＱＵＩＤループに周回電流が誘起され、ルー
プ内のジョセフソン接合における量子的な干渉効果によ
り、印加された外部磁束の微小な変化が周回電流の大き
な変化となって現れることを利用して、微小磁束変化を
測定するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＳＱＵＩＤスペクトラムアナライ
ザ等に用いるＦＬＬ回路としては、図８に示すような回
路が用いられていた。このＦＬＬ回路２１は、２つのジ
ョセフソン接合２５，２６を含む超伝導ループ（ＳＱＵ
ＩＤループ）２２にバイアス電流源３１及び増幅器３３
を設けた構成になっている。ＦＬＬ回路２１の出力は、
スペクトラムアナライザ３５に入力される。ＳＱＵＩＤ
とは、超伝導ループ内に外部から磁束が印加されると、
ループに周回電流が誘起され、ループ内のジョセフソン
接合における量子的な干渉効果により、印加された外部
磁束の微小な変化が周回電流の大きな変化となって現れ
ることを利用して、微小磁束変化を測定するものであ
る。ＳＱＵＩＤループ２２は、通常大きくないため、計
測すべき磁場を直接ループ内に入れるには効率が悪い。
そこで、測定すべき磁場は、ピックアップコイル２３に
よって検出され、入力コイル２４を通じて入力磁束φin
としてＳＱＵＩＤループ２２に結合される。ＳＱＵＩＤ
ループ２２に隣接するコイル２８は変調帰還コイルであ
る。また、３３は増幅器であり、ＲfCは帰還抵抗であ
る。この増幅器１３Ａの出力は、図８に示すように帰還
抵抗ＲfCを介して変調帰還コイル２８に帰還磁束φfbと
して印加される。また、増幅器３３に入力される前の段
階の出力（前置増幅器の出力）が図示しない発振器等で
ドライブされ変調磁束にされて変調帰還コイル２８に印
加され、ＳＱＵＩＤループ２２に加えられる。この場
合、ＳＱＵＩＤループ２２，入力コイル２４，及び変調
帰還コイル２８は、超低温格納容器等の内部に格納さ
れ、超低温状態（約４Ｋ）に維持されている。ＳＱＵＩ
Ｄ２２の出力電圧は、上記の増幅器３３に出力される前
に図示しないインピーダンス整合回路や前置増幅器を経
て図示しないＰＳＤ（Phase Sensitive Detector：位相
弁別器）においてロックイン検波され、Φ−Ｖ曲線の１
次微分を得る。この出力を上記の変調帰還コイル２８に
加算してネガティブフィードバックすると、Φ−Ｖ曲線
の１次微分が零になる点（山あるいは谷）に安定し、測
定すべき磁場は、上記のフィードバック量を出力値でモ
ニターすることにより得ることができる。この状態を
「ロックされた」と表現する。上記の方法は、ＦＬＬ
（Flux Locked Loop：磁束ロックループ）法と呼ばれ、
いわゆる「零位法」の一種であり、入出力の関係が線形
になるのが特徴である。上記において、インピーダンス
整合回路は、超低温状態（約４Ｋ）のＳＱＵＩＤ２と室
温状態にある前置増幅器とのインピーダンスマッチング
をとるためのものであり、ＬＣ回路、超伝導トランス等
が用いられることが多い。
ザ等に用いるＦＬＬ回路としては、図８に示すような回
路が用いられていた。このＦＬＬ回路２１は、２つのジ
ョセフソン接合２５，２６を含む超伝導ループ（ＳＱＵ
ＩＤループ）２２にバイアス電流源３１及び増幅器３３
を設けた構成になっている。ＦＬＬ回路２１の出力は、
スペクトラムアナライザ３５に入力される。ＳＱＵＩＤ
とは、超伝導ループ内に外部から磁束が印加されると、
ループに周回電流が誘起され、ループ内のジョセフソン
接合における量子的な干渉効果により、印加された外部
磁束の微小な変化が周回電流の大きな変化となって現れ
ることを利用して、微小磁束変化を測定するものであ
る。ＳＱＵＩＤループ２２は、通常大きくないため、計
測すべき磁場を直接ループ内に入れるには効率が悪い。
そこで、測定すべき磁場は、ピックアップコイル２３に
よって検出され、入力コイル２４を通じて入力磁束φin
としてＳＱＵＩＤループ２２に結合される。ＳＱＵＩＤ
ループ２２に隣接するコイル２８は変調帰還コイルであ
る。また、３３は増幅器であり、ＲfCは帰還抵抗であ
る。この増幅器１３Ａの出力は、図８に示すように帰還
抵抗ＲfCを介して変調帰還コイル２８に帰還磁束φfbと
して印加される。また、増幅器３３に入力される前の段
階の出力（前置増幅器の出力）が図示しない発振器等で
ドライブされ変調磁束にされて変調帰還コイル２８に印
加され、ＳＱＵＩＤループ２２に加えられる。この場
合、ＳＱＵＩＤループ２２，入力コイル２４，及び変調
帰還コイル２８は、超低温格納容器等の内部に格納さ
れ、超低温状態（約４Ｋ）に維持されている。ＳＱＵＩ
Ｄ２２の出力電圧は、上記の増幅器３３に出力される前
に図示しないインピーダンス整合回路や前置増幅器を経
て図示しないＰＳＤ（Phase Sensitive Detector：位相
弁別器）においてロックイン検波され、Φ−Ｖ曲線の１
次微分を得る。この出力を上記の変調帰還コイル２８に
加算してネガティブフィードバックすると、Φ−Ｖ曲線
の１次微分が零になる点（山あるいは谷）に安定し、測
定すべき磁場は、上記のフィードバック量を出力値でモ
ニターすることにより得ることができる。この状態を
「ロックされた」と表現する。上記の方法は、ＦＬＬ
（Flux Locked Loop：磁束ロックループ）法と呼ばれ、
いわゆる「零位法」の一種であり、入出力の関係が線形
になるのが特徴である。上記において、インピーダンス
整合回路は、超低温状態（約４Ｋ）のＳＱＵＩＤ２と室
温状態にある前置増幅器とのインピーダンスマッチング
をとるためのものであり、ＬＣ回路、超伝導トランス等
が用いられることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の図８の
系に、外部から、図９に示すように目的信号の磁気レベ
ルＳに比べ遥かにレベルが高く周波数帯域も広い環境ノ
イズ（雑音）Ｎを含む信号が入力されると、目的信号Ｓ
を検出する前に、環境ノイズＮにより飽和してしまう。
従って、上記のＦＬＬ回路２１の出力側にスペクトラム
アナライザ３５などを接続しても目的信号Ｓは検出でき
ない。従来は、この外来ノイズ対策として、ＳＱＵＩＤ
センサと信号源（通常は生体）を磁気遮蔽した磁気シー
ルドルーム内に入れて測定を行っていた。あるいは、図
１０に示すように、ピックアップコイルとして図に示す
ような上下２つのループ４３Ｕ，４３Ｌとからなる微分
型コイル４３を用い、ＳＱＵＩＤセンサから遠い信号源
からのノイズを打ち消してしまう方式も採用されてい
た。ここに、φsi g は近くの信号源からの磁場を、φ
noise は遠くの信号源からの磁場を示している。この場
合、下側のループ４３Ｌには（φsig ＋φnoise ）の磁
場が、上側のループ４３Ｕにはφnoise の磁場が、ＳＱ
ＵＩＤ２２にはその差分であるφsigの磁場が、それぞ
れ加えられる。しかしながら、上記従来の対策では、Ｓ
ＱＵＩＤセンサから遠く離れた信号源からの信号を検出
することができず、通信等の用途に応用することは非常
に困難であった。本発明は、上記の問題点を解決するた
めになされたものであり、ＳＱＵＩＤセンサから遠く離
れた信号源からの信号も検出することができるスペクト
ラムアナライザを提供することを目的とする。
系に、外部から、図９に示すように目的信号の磁気レベ
ルＳに比べ遥かにレベルが高く周波数帯域も広い環境ノ
イズ（雑音）Ｎを含む信号が入力されると、目的信号Ｓ
を検出する前に、環境ノイズＮにより飽和してしまう。
従って、上記のＦＬＬ回路２１の出力側にスペクトラム
アナライザ３５などを接続しても目的信号Ｓは検出でき
ない。従来は、この外来ノイズ対策として、ＳＱＵＩＤ
センサと信号源（通常は生体）を磁気遮蔽した磁気シー
ルドルーム内に入れて測定を行っていた。あるいは、図
１０に示すように、ピックアップコイルとして図に示す
ような上下２つのループ４３Ｕ，４３Ｌとからなる微分
型コイル４３を用い、ＳＱＵＩＤセンサから遠い信号源
からのノイズを打ち消してしまう方式も採用されてい
た。ここに、φsi g は近くの信号源からの磁場を、φ
noise は遠くの信号源からの磁場を示している。この場
合、下側のループ４３Ｌには（φsig ＋φnoise ）の磁
場が、上側のループ４３Ｕにはφnoise の磁場が、ＳＱ
ＵＩＤ２２にはその差分であるφsigの磁場が、それぞ
れ加えられる。しかしながら、上記従来の対策では、Ｓ
ＱＵＩＤセンサから遠く離れた信号源からの信号を検出
することができず、通信等の用途に応用することは非常
に困難であった。本発明は、上記の問題点を解決するた
めになされたものであり、ＳＱＵＩＤセンサから遠く離
れた信号源からの信号も検出することができるスペクト
ラムアナライザを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るスペクトラムアナライザは、ＳＱＵＩ
Ｄループと増幅器と帰還手段とを備えた超伝導量子干渉
デバイスにおける当該増幅器の出力を当該帰還手段によ
り当該ＳＱＵＩＤループに負帰還し磁束ロックループを
監視することにより磁気値を測定するＦＬＬ回路に、帯
域除去型の伝達特性を有し、前記増幅器の出力から予め
定めた特定周波数帯を除去して前記ＳＱＵＩＤループに
帰還させる狭帯域化回路を設けてなる狭帯域ＦＬＬ回路
を復数個備え、各狭帯域ＦＬＬ回路において定める特定
周波数帯を順次異ならしめ、各狭帯域ＦＬＬ回路の出力
レベルに基づいてスペクトル分析を行うものである。
め、本発明に係るスペクトラムアナライザは、ＳＱＵＩ
Ｄループと増幅器と帰還手段とを備えた超伝導量子干渉
デバイスにおける当該増幅器の出力を当該帰還手段によ
り当該ＳＱＵＩＤループに負帰還し磁束ロックループを
監視することにより磁気値を測定するＦＬＬ回路に、帯
域除去型の伝達特性を有し、前記増幅器の出力から予め
定めた特定周波数帯を除去して前記ＳＱＵＩＤループに
帰還させる狭帯域化回路を設けてなる狭帯域ＦＬＬ回路
を復数個備え、各狭帯域ＦＬＬ回路において定める特定
周波数帯を順次異ならしめ、各狭帯域ＦＬＬ回路の出力
レベルに基づいてスペクトル分析を行うものである。
【０００５】
【作用】上記構成を有する本発明によれば、ＳＱＵＩＤ
スペクトラムアナライザに設けた各狭帯域ＦＬＬ回路に
おいては、予め定めた特定周波数帯の磁気信号にのみ感
度を有し、他の周波数帯域の信号は効果的に減衰させる
ので、信号源の遠近に関係なく特定周波数帯の磁気信号
を検出することができる。
スペクトラムアナライザに設けた各狭帯域ＦＬＬ回路に
おいては、予め定めた特定周波数帯の磁気信号にのみ感
度を有し、他の周波数帯域の信号は効果的に減衰させる
ので、信号源の遠近に関係なく特定周波数帯の磁気信号
を検出することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図にもとづいて説明
する。まず、本発明の第１実施例を図１に示す。本実施
例は、従来型のＦＬＬ回路に帯域除去型の伝達特性を持
った狭帯域化回路を付加して構成された狭帯域ＦＬＬ回
路を復数個用いて構成されている。
する。まず、本発明の第１実施例を図１に示す。本実施
例は、従来型のＦＬＬ回路に帯域除去型の伝達特性を持
った狭帯域化回路を付加して構成された狭帯域ＦＬＬ回
路を復数個用いて構成されている。
【０００７】すなわち、図１に示すように、このＳＱＵ
ＩＤスペクトラムアナライザ１０１は、狭帯域ＦＬＬ回
路１1 とレベルメータ１７1 とからなる第１系から、狭
帯域ＦＬＬ回路１n とレベルメータ１７n とからなる第
ｎ系までを備えて構成されている。
ＩＤスペクトラムアナライザ１０１は、狭帯域ＦＬＬ回
路１1 とレベルメータ１７1 とからなる第１系から、狭
帯域ＦＬＬ回路１n とレベルメータ１７n とからなる第
ｎ系までを備えて構成されている。
【０００８】各系の狭帯域ＦＬＬ回路には、２つのジョ
セフソン接合５1 ，６1 等を含む超伝導ループ（ＳＱＵ
ＩＤループ）２1 等が含まれている。そして、各系の狭
帯域ＦＬＬ回路の周波数特性は、図２に示すようにそれ
ぞれ異なるように構成されている。すなわち、狭帯域Ｆ
ＬＬ回路１1 の周波数特性がＦ1 であり、以下Ｆn まで
の周波数特性を有している。
セフソン接合５1 ，６1 等を含む超伝導ループ（ＳＱＵ
ＩＤループ）２1 等が含まれている。そして、各系の狭
帯域ＦＬＬ回路の周波数特性は、図２に示すようにそれ
ぞれ異なるように構成されている。すなわち、狭帯域Ｆ
ＬＬ回路１1 の周波数特性がＦ1 であり、以下Ｆn まで
の周波数特性を有している。
【０００９】このように構成すると、個々の狭帯域ＦＬ
Ｌ回路は、各々の特性帯域以外の周波数の信号に対して
は感度が非常に低いので、飽和しない。この狭帯域ＦＬ
Ｌ回路の出力側にレベルメータを設けることにより、全
体として、一つのＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザを
構成することができる。
Ｌ回路は、各々の特性帯域以外の周波数の信号に対して
は感度が非常に低いので、飽和しない。この狭帯域ＦＬ
Ｌ回路の出力側にレベルメータを設けることにより、全
体として、一つのＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザを
構成することができる。
【００１０】次に、上記のＳＱＵＩＤスペクトラムアナ
ライザ１０１に用いられる狭帯域ＦＬＬ回路の構成の一
例について説明する。図３に示す狭帯域ＦＬＬ回路は、
２つのジョセフソン接合５Ａ，６Ａを含む超伝導ループ
（ＳＱＵＩＤループ）２Ａにバイアス電流源１１Ａ及び
増幅器１３Ａを設けた構成になっている。
ライザ１０１に用いられる狭帯域ＦＬＬ回路の構成の一
例について説明する。図３に示す狭帯域ＦＬＬ回路は、
２つのジョセフソン接合５Ａ，６Ａを含む超伝導ループ
（ＳＱＵＩＤループ）２Ａにバイアス電流源１１Ａ及び
増幅器１３Ａを設けた構成になっている。
【００１１】測定すべき磁場は、ピックアップコイル３
Ａによって検出され、入力コイル４Ａを通じて入力磁束
φinとしてＳＱＵＩＤループ２Ａに結合される。ＳＱＵ
ＩＤループ２Ａに隣接するコイル８Ａは第１変調帰還コ
イルである。増幅器１３Ａの出力は、帰還抵抗ＲfAを介
して第１変調帰還コイル８Ａに帰還磁束φfbとして印加
される。また、増幅器１３Ａの出力は、狭帯域化回路１
５Ａ及び第２変調帰還コイル９を介してＳＱＵＩＤルー
プ２Ａに帰還磁束として印加される。
Ａによって検出され、入力コイル４Ａを通じて入力磁束
φinとしてＳＱＵＩＤループ２Ａに結合される。ＳＱＵ
ＩＤループ２Ａに隣接するコイル８Ａは第１変調帰還コ
イルである。増幅器１３Ａの出力は、帰還抵抗ＲfAを介
して第１変調帰還コイル８Ａに帰還磁束φfbとして印加
される。また、増幅器１３Ａの出力は、狭帯域化回路１
５Ａ及び第２変調帰還コイル９を介してＳＱＵＩＤルー
プ２Ａに帰還磁束として印加される。
【００１２】図３の構成例においては、狭帯域化回路を
ＦＬＬ回路の通常の帰還系とは別個に設けた点に特徴が
ある。このように狭帯域化回路を用いると、目的信号の
周波数帯域の信号は帰還されないのでそのままである
が、それ以外の帯域の信号は帰還されるので、このＦＬ
Ｌ回路の入力側で打ち消されることになり、目的信号以
外の帯域の信号は出力Ｖout 側には現れない。従って、
目的信号以外の外来ノイズにより系が飽和することもな
い。
ＦＬＬ回路の通常の帰還系とは別個に設けた点に特徴が
ある。このように狭帯域化回路を用いると、目的信号の
周波数帯域の信号は帰還されないのでそのままである
が、それ以外の帯域の信号は帰還されるので、このＦＬ
Ｌ回路の入力側で打ち消されることになり、目的信号以
外の帯域の信号は出力Ｖout 側には現れない。従って、
目的信号以外の外来ノイズにより系が飽和することもな
い。
【００１３】図４は、上記の狭帯域化回路１５Ａの一例
であるTwin−Ｔ型帯域除去フィルタの構成を示した回路
図である。この回路においては位相の回転を生じるが、
この位相回転は、帰還系を構成する場合でも問題にはな
らない。
であるTwin−Ｔ型帯域除去フィルタの構成を示した回路
図である。この回路においては位相の回転を生じるが、
この位相回転は、帰還系を構成する場合でも問題にはな
らない。
【００１４】図５は、本発明の第２実施例の構成を示し
た図である。この実施例は、従来型のＦＬＬ回路に帯域
除去型の伝達特性を持った狭帯域化回路を付加して構成
された狭帯域ＦＬＬ回路を復数個用い、さらに、復数個
のスペクトラムアナライザを用いて構成されている。
た図である。この実施例は、従来型のＦＬＬ回路に帯域
除去型の伝達特性を持った狭帯域化回路を付加して構成
された狭帯域ＦＬＬ回路を復数個用い、さらに、復数個
のスペクトラムアナライザを用いて構成されている。
【００１５】すなわち、図５に示すように、このＳＱＵ
ＩＤスペクトラムアナライザ１０２は、狭帯域ＦＬＬ回
路１1 とスペクトラムアナライザ１８1 とからなる第１
系から、狭帯域ＦＬＬ回路１n とスペクトラムアナライ
ザ１８n とからなる第ｎ系までを備えて構成されてい
る。
ＩＤスペクトラムアナライザ１０２は、狭帯域ＦＬＬ回
路１1 とスペクトラムアナライザ１８1 とからなる第１
系から、狭帯域ＦＬＬ回路１n とスペクトラムアナライ
ザ１８n とからなる第ｎ系までを備えて構成されてい
る。
【００１６】上記の第１実施例においては、広い周波数
帯域の信号に対し高い分解能で解析を行うためには第１
実施例のＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ１０１が復
数個必要となり、ＳＱＵＩＤループ及びＦＬＬ回路の全
体数が増えすぎてしまう。この問題点は、図５のＳＱＵ
ＩＤスペクトラムアナライザ１０２であれば、ＳＱＵＩ
Ｄスペクトラムアナライザ１０２全体の分解能はＦＬＬ
回路１1 〜１n の個数ではなく後続のスペクトラムアナ
ライザの個数で決定することができる。
帯域の信号に対し高い分解能で解析を行うためには第１
実施例のＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ１０１が復
数個必要となり、ＳＱＵＩＤループ及びＦＬＬ回路の全
体数が増えすぎてしまう。この問題点は、図５のＳＱＵ
ＩＤスペクトラムアナライザ１０２であれば、ＳＱＵＩ
Ｄスペクトラムアナライザ１０２全体の分解能はＦＬＬ
回路１1 〜１n の個数ではなく後続のスペクトラムアナ
ライザの個数で決定することができる。
【００１７】図６は、本発明の第３実施例の構成を示し
た図である。この実施例は、従来型のＦＬＬ回路に帯域
除去型の伝達特性を持った狭帯域化回路を付加して構成
された狭帯域ＦＬＬ回路を復数個用い、さらに、１個の
加算回路１９と１個のスペクトラムアナライザ２０を用
いて構成されている。
た図である。この実施例は、従来型のＦＬＬ回路に帯域
除去型の伝達特性を持った狭帯域化回路を付加して構成
された狭帯域ＦＬＬ回路を復数個用い、さらに、１個の
加算回路１９と１個のスペクトラムアナライザ２０を用
いて構成されている。
【００１８】すなわち、図５に示すように、このＳＱＵ
ＩＤスペクトラムアナライザ１０３は、狭帯域ＦＬＬ回
路１1 からなる第１系から、狭帯域ＦＬＬ回路１n から
なる第ｎ系までを備えて構成されている。
ＩＤスペクトラムアナライザ１０３は、狭帯域ＦＬＬ回
路１1 からなる第１系から、狭帯域ＦＬＬ回路１n から
なる第ｎ系までを備えて構成されている。
【００１９】上記の第２実施例においては、広い周波数
帯域の信号に対し高い分解能で解析を行うためには第２
実施例に示すように、スペクトラムアナライザ１８1 〜
１８n が復数個必要となるので、この点を改善すべく、
第３実施例のＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ１０３
は、さらに、上記の第１系から第ｎ系までのほか、１個
の加算回路１９と１個のスペクトラムアナライザ２０を
用いて構成されている。
帯域の信号に対し高い分解能で解析を行うためには第２
実施例に示すように、スペクトラムアナライザ１８1 〜
１８n が復数個必要となるので、この点を改善すべく、
第３実施例のＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ１０３
は、さらに、上記の第１系から第ｎ系までのほか、１個
の加算回路１９と１個のスペクトラムアナライザ２０を
用いて構成されている。
【００２０】このように、各狭帯域ＦＬＬ回路の出力を
加算回路１９により電圧的に合成することにより、磁気
的な過大入力による飽和は回避できる。このため、出力
を再合成し１台のスペクトラムアナライザ２０に入力す
るようにしたものである。
加算回路１９により電圧的に合成することにより、磁気
的な過大入力による飽和は回避できる。このため、出力
を再合成し１台のスペクトラムアナライザ２０に入力す
るようにしたものである。
【００２１】次に、上記のＳＱＵＩＤスペクトラムアナ
ライザに用いられる狭帯域ＦＬＬ回路の構成の他の例に
ついて説明する。この構成例は、従来型のＦＬＬ回路に
帯域除去型の伝達特性を持った狭帯域化回路１５Ｂを付
加して構成されている点では上記第１構成例（図３）と
共通するが、狭帯域化回路１５Ｂの帰還系をＦＬＬ回路
の通常の帰還系と共用させた点で第１実施例と異なる。
すなわち、変調帰還コイル８Ｂが、通常の帰還系の帰還
用コイルと狭帯域化回路の帰還用コイルを兼用してい
る。狭帯域化回路１５Ｂとしては、上記第１構成例と同
様に、Twin−Ｔ型帯域除去フィルタ等を使用することが
できる。
ライザに用いられる狭帯域ＦＬＬ回路の構成の他の例に
ついて説明する。この構成例は、従来型のＦＬＬ回路に
帯域除去型の伝達特性を持った狭帯域化回路１５Ｂを付
加して構成されている点では上記第１構成例（図３）と
共通するが、狭帯域化回路１５Ｂの帰還系をＦＬＬ回路
の通常の帰還系と共用させた点で第１実施例と異なる。
すなわち、変調帰還コイル８Ｂが、通常の帰還系の帰還
用コイルと狭帯域化回路の帰還用コイルを兼用してい
る。狭帯域化回路１５Ｂとしては、上記第１構成例と同
様に、Twin−Ｔ型帯域除去フィルタ等を使用することが
できる。
【００２２】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００２３】例えば、上記実施例における狭帯域化回路
に用いるフィルタ等としては、上記のTwin−Ｔ型帯域除
去フィルタのほか、ディジタルフィルタ等を使用しても
かまわない。
に用いるフィルタ等としては、上記のTwin−Ｔ型帯域除
去フィルタのほか、ディジタルフィルタ等を使用しても
かまわない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、上記構成を有する
本発明によれば、各狭帯域ＦＬＬ回路は特定周波数帯の
磁気信号にのみ感度を有し、他の周波数帯域の信号は効
果的に減衰させるので、信号源の遠近に関係なく磁気信
号を検出することが可能となり、特定周波数帯を順次異
ならしめた複数の狭帯域ＦＬＬ回路からの出力レベルを
用いることで、広範な周波数帯域に亘るスペクトル分析
も高精度に行うことができる。従って、磁気シールドル
ームなどを用いずに劣悪な磁場環境下でも精度の高い磁
気測定が可能になる、という利点を有している。
本発明によれば、各狭帯域ＦＬＬ回路は特定周波数帯の
磁気信号にのみ感度を有し、他の周波数帯域の信号は効
果的に減衰させるので、信号源の遠近に関係なく磁気信
号を検出することが可能となり、特定周波数帯を順次異
ならしめた複数の狭帯域ＦＬＬ回路からの出力レベルを
用いることで、広範な周波数帯域に亘るスペクトル分析
も高精度に行うことができる。従って、磁気シールドル
ームなどを用いずに劣悪な磁場環境下でも精度の高い磁
気測定が可能になる、という利点を有している。
【図１】本発明の第１実施例であるＳＱＵＩＤスペクト
ラムアナライザの構成を示すブロック回路図である。
ラムアナライザの構成を示すブロック回路図である。
【図２】図１に示すＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ
の周波数領域での動作を説明する図である。
の周波数領域での動作を説明する図である。
【図３】図１に示すＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ
における狭帯域ＦＬＬ回路の構成の一例を示す回路図で
ある。
における狭帯域ＦＬＬ回路の構成の一例を示す回路図で
ある。
【図４】図３における狭帯域化回路の一例であるTwin−
Ｔ型帯域除去フィルタの構成を示す回路図である。
Ｔ型帯域除去フィルタの構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第２実施例であるＳＱＵＩＤスペクト
ラムアナライザの構成を示すブロック回路図である。
ラムアナライザの構成を示すブロック回路図である。
【図６】本発明の第３実施例であるＳＱＵＩＤスペクト
ラムアナライザの構成を示すブロック回路図である。
ラムアナライザの構成を示すブロック回路図である。
【図７】図１に示すＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ
における狭帯域ＦＬＬ回路の構成の他の例を示す回路図
である。
における狭帯域ＦＬＬ回路の構成の他の例を示す回路図
である。
【図８】従来のＦＬＬ回路の構成を示す回路図である。
【図９】従来のＦＬＬ回路に外部から磁束ノイズが浸入
した場合の動作を説明する図である。
した場合の動作を説明する図である。
【図１０】従来のＦＬＬ回路において外来ノイズ対策と
して用いられる微分型コイルの構成を示す概念図であ
る。
して用いられる微分型コイルの構成を示す概念図であ
る。
１1 〜１n ，１Ａ，１Ｂ 狭帯域ＦＬＬ回路 ２1 〜２n ，２Ａ，２Ｂ ＳＱＵＩＤループ ３Ａ，３Ｂ ピックアップコイル ４Ａ，４Ｂ 入力コイル ５1 〜５n ，５Ａ，５Ｂ ジョセフソン接合 ６1 〜６n ，６Ａ，６Ｂ ジョセフソン接合 ８Ａ 第１変調帰還コイル ８Ｂ 変調帰還コイル ９ 第２変調帰還コイル １１Ａ，１１Ｂ バイアス電流源 １３Ａ，１３Ｂ 増幅器 １５Ａ，１５Ｂ 狭帯域化回路 １７1 〜１７n レベルメータ １８1 〜１８n スペクトラムアナライザ １９ 加算回路 ２０ スペクトラムアナライザ ２１ ＦＬＬ回路 ２２ ＳＱＵＩＤループ ２３ ピックアップコイル ２４ 入力コイル ２５，２６ ジョセフソン接合 ２８ 変調帰還コイル ３１ バイアス電流源 ３３ 増幅器 ３５ スペクトラムアナライザ ４３ 微分型コイル ４３Ｌ 下側ループ ４３Ｕ 上側ループ ４４ 入力コイル １０１〜１０３ ＳＱＵＩＤスペクトラムアナライザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 服部 和男
Claims (1)
- 【請求項１】 ＳＱＵＩＤループと増幅器と帰還手段と
を備えた超伝導量子干渉デバイスにおける当該増幅器の
出力を当該帰還手段により当該ＳＱＵＩＤループに負帰
還し磁束ロックループを監視することにより磁気値を測
定するＦＬＬ回路に、帯域除去型の伝達特性を有し、前
記増幅器の出力から予め定めた特定周波数帯を除去して
前記ＳＱＵＩＤループに帰還させる狭帯域化回路を設け
てなる狭帯域ＦＬＬ回路を復数個備え、 各狭帯域ＦＬＬ回路において定める特定周波数帯を順次
異ならしめ、各狭帯域ＦＬＬ回路の出力レベルに基づい
てスペクトル分析を行うことを特徴とするＳＱＵＩＤス
ペクトラムアナライザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5165883A JP2537130B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Ｓｑｕｉｄスペクトラムアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5165883A JP2537130B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Ｓｑｕｉｄスペクトラムアナライザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075232A JPH075232A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2537130B2 true JP2537130B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=15820793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5165883A Expired - Lifetime JP2537130B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Ｓｑｕｉｄスペクトラムアナライザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537130B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100364784B1 (ko) * | 2000-02-16 | 2002-12-16 | 엘지전자 주식회사 | 자장 측정 장치 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP5165883A patent/JP2537130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH075232A (ja) | 1995-01-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |