JPH04208884A - 超伝導量子干渉計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ジョゼフソン効果を応用して磁気測定や電気
測定などを行う超伝導量子干渉計に関し、特に、入力回
路に係るものである。

（従来の技術） 近年、ジョゼフソン効果を応用した超伝導量子干渉素子
（Ｓｕｐｅｒｃｏｎ　ｄｕｃｔｊｎｇ　Ｑｕａｎｔｕｍ
　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　−Ｓ　Ｑ
　Ｕ　Ｉ　Ｄ　：以下スクイドという）が開発され、こ
のスクイドを用いて心臓より発生する磁界などを検出す
る超伝導量子干渉計かある。

この超伝導量子干渉計には、特開昭５６−１０８９７３
号公報に開示されているように、入力回路とスクイドと
出力回路とを備え、該入力回路の１次コイルより心臓の
磁界などの磁気的な入力信号を取り込み、この入力信号
の磁束を２次コイルよリスクイドに与える。そして、こ
のスクイドは、超伝導体のリングに２つのジョゼフソン
素子を備え、上記入力信号の磁束に対応した電圧を生し
、この電圧信号を出力回路か取り出し、増幅などの処理
を行って検出信号を出力することになる。

（発明が解決しようとする課題） 上述した超伝導量子干渉計において、磁気測定などを行
う場合、そのままでは入力回路かノイズまで取り込むこ
とになるので、従来、磁気シールドルームを設けたり、
出力回路にフィルタを用いることが考えられている。

しかしなから、上記磁気シールドルームを用いる場合に
あっては、この磁気シールドルームが大損りとなり、極
めて高価になるという問題がある。

一方、出力回路にフィルタを設ける場合にあっては、ゲ
インを越えるノイズに対しては無効となり、測定精度か
低く、信頼性が欠けるという問題がある。特に、車両や
エレベータなどより発生する低周波数のノイズを除去す
ることかできないという問題かあった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、極めて簡
単な構成でもってノイズを確実に除去するようにして、
測定精度の向上を図ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明が講じた手段は、
入力回路にフィルタを設けるようにしたものである。

具体的に、第１図に示すように、請求項（１）に係る発
明か講じた手段は、先ず、超伝導体より成るリング（３
１）中にジョゼフソン素子（３２）が設けられスクイド
（３）と、磁気的な入力信号を取り込み、該入力信号の
磁束を上記スクイド（３）に与える入力回路（２）と、
上記入力信号に対応した電圧信号を上記スクイド（３）
より取り田し、該電圧信号を処理して上記入力信号に対
応した検出信号を出力する出力回路（４）とを備えた超
伝導量子干渉計を前提としている。

そして、上記入力回路（２）には、所定周波数の入力信
号の磁束を上記スクイド（３）に与えるように予め設定
された周波数帯の入力信号を除去するフィルタ（５）か
設けられた構成としている。

また、請求項（２）に係る発明か講した手段は、上記請
求項（１）記載の発明において、フィルタ（５）は、所
定周波数以下の入力信号を除去するハイパスフィルタで
ある構成としている。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）に係る発明では、先ず
、入力回路（２）は、心臓などより発生する磁気的な入
力信号を取り込み、該入力信号の磁束をスクイド（３）
に与える。そして、このスクイド（３）には上記入力信
号に対応した電圧が生じ、この電圧信号を出力回路（４
）が取り出し、該電圧信号を増幅などして上記入力信号
に対応した検出信号を出力する。

一方、上記入力回路（２）において、ノイズが入力する
と、該入力回路（２）にはフィルタ（５）が設けられて
いるので、予め設定された周波数帯の入力信号、つまり
、ノイズはフィルタ（５）によって除去されることにな
る。これにより目的とする入力信号のみかスクイド（３
）に与えられ、この入力信号に対応した検出信号が出力
回路（４）より出力されることになる。

特に、請求項（２）に係る発明では、車両やエレベータ
などより発生する低周波数のノイズがハイパスフィルタ
（５）によって確実に除去されることになる。

（発明の効果） 従って、請求項（１）に係る発明によれば、上記入力回
路（２）にフィルタ（５）を設けるように（またために
、予め設定された周波数帯の入力信号であるノイズを確
実に除去することができるので、出力回路（４）が所定
周波数の入力信号に対応した検出信号のみを出力するこ
とになり、測定精度の向上を図ることができると共に、
信頼性を向上させることができる。

更に、上記フィルタ（５）を設けるのみであるので、従
来のような磁気シールドルームを設ける必要がなく、構
成を極めて簡単にすることができると共に、安価にする
ことができる。

また、従来のように出力回路にフィルタを設けるのと異
なり、ケインを越えるノイズを入力回路（２）で除去し
ているので、アベレーシング等の処理を容易に行うこと
ができる。

また、請求項（２）に係る発明によれば、ハイパスフィ
ルタ（５）を設けているので、車両やエレベータなどよ
り発生する低周波数のノイズを確実に除去することかで
き、測定精度の向上を図ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図に示すように、（１）は超伝導量子干渉計てあっ
て、心臓などより発生する磁界を検出するものである。

該超伝導量子干渉計（１）は、入力回路（２）とスクイ
ド（３）と出力回路（４）とを伺えて構成されている。

そして、該スクイド（３）はジョゼフソン効果を利用し
ており、超伝導体より作られたリング（３１）に２つの
ジョゼフソン素子（３２）、　　（３２）か設けられて
構成されている。

また、上記入力回路（２）は、１次コイル（２１）と２
次コイル（２２）とか閉ループに接続されて成り、該１
次コイル（２１）か心臓より発生する磁界などの磁気的
な入力信号を取り込むように成っている。そして、この
１次コイル（２１）からの入力信号は２次コイル（２２
）に伝達され、該２次コイル（２２）は上記スクイド（
３）に近接配置され、上記入力信号の磁束をスクイド（
３）に与えるように成っている。

更に、上記入力回路（２）には、本発明の特徴として、
ハイパスフィルタ（５）か設けられている。該ハイパス
フィルタ（５）は、１次コイル（２１）が取り込んだ入
力信号のうち所定周波数を越える入力信号のみを通し、
予め設定された低周波数帯の入力信号、つまり、ノイズ
を除去するように構成されている。そして、上記ノ＼イ
パスフィルタ（５）は、低温状性においても物性か明確
な銅、アルミ等の常伝導非磁性金属線なとて形成されて
おり、所定周波数を越える入力信号のろを２次コイル（
２２）に伝達するようにしている。

一方、上記出力回路（４）は、ＦＬＬ回路（４１）及び
帰還回路（４２）を備えて構成されており、上記スクイ
ド（３）に生した電圧信号を取り出している。該ＦＬＬ
Ｍ路（４１）は、増幅回路、検出回路および発振回路を
備えており、上記スクイド（３）からの電圧信号を増幅
なとの処理を行い、上記入力信号に対応した検出信号を
出力端（４３）より出力するようにしている。そして、
上記帰還回路（４２）は、電圧・磁束特性を固定するよ
うに帰還をかけている。

次に、上記超伝導電子干渉計（１）の作用について説明
する。

先ず、入力回路（２）における１次コイル（２１）は、
心臓などより発生する磁気的な入力信号を取り込み、こ
の入力信号は２次コイル（２２）に伝達されて、スクイ
ド（３）に磁束を与える。

この際、上記１次コイル（２１）は、測定対象の入力信
号の他、車両やエレベータなとより発生する低周波数の
入力信号、つまり、ノイズをも取り込むことになる。こ
のノイズは、本発明の特徴とするハイパスフィルタ（５
）によって除去されることになり、上記２次コイル（２
２）にはｉ＋＋定対象の人力信号のみか伝達される。

そして、上記入力信号の磁束は２次コイル（２２）より
スクイド（３）に与えられ、該スクイド（３）には入力
信号に対応した電圧か生しる。この電圧信号は出力回路
（４）に取り出され、ＦＬＬ回路（４１）において増幅
などの処理かなされた後、上記入力信号に対応した検出
信号か出力端（４３）より出力される。

従って、上記入力回路（２）にハイパスフィルタ（５）
を設けるようにしたために、予め設定された低周波数帯
の入力信号であるノイズを確実に除去することができる
ので、出力回路（４）か所定周波数の入力信号に対応し
た検出信号のみを出力することになり、測定精度の向上
を図ることかできると共に、信頼性を向上させることか
できる。

更に、上記ハイパスフィルタ（５）を設けるのみである
ので、従来のような磁気ン一ルドルームを設ける必要が
なく、構成を極めて簡単にすることかできると共に、安
価にすることができる。

また、従来のように出力回路にフィルタを設けるのと異
なり、ケインを越えるノイズを入力回路（２）で除去し
ているので、アベレージング等の処理を容易に行うこと
かできる。

特に、上記ハイパスフィルタ（５）を設けているので、
車両やエレベータなどより発生する低周波数のノイズを
確実に除去することができ、測定精度の向上を図ること
ができる。

尚、第２図に示すように、上記入力回路（２）には、２
次コイル（２２）と並列にローパスフィルタ（６）を設
けてもよい。該ローパスフィルタ（６）はラジオなとよ
り発生する高周波数帯のノイズを除去するように構成さ
れ、上記ハイパスフィルタ（５）とによってバンドパス
フィルタを構成し、所定周波数帯の入力信号のみを２次
コイル（２２）に伝達するようにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図は本発明の一実施例を示す超伝導量子干渉計の回
路図である。 （１）・・超伝導量子干渉計 （２）・・入力回路 （３）・・・スクイド （４）・・・出力回路 ばか１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超伝導体より成るリング（３１）中にジョゼフソ
   ン素子（３２）が設けられたスクイド（３）と、 磁気的な入力信号を取り込み、該入力信号の磁束を上記
   スクイド（３）に与える入力回路（２）と、 上記入力信号に対応した電圧信号を上記スクイド（３）
   より取り出し、該電圧信号を処理して上記入力信号に対
   応した検出信号を出力する出力回路（４）とを備えた超
   伝導量子干渉計において、 上記入力回路（２）には、所定周波数の入力信号の磁束
   を上記スクイド（３）に与えるように予め設定された周
   波数帯の入力信号を除去するフィルタ（５）が設けられ
   ていることを特徴とする超伝導量子干渉計。
2. （２）請求項（１）記載の超伝導量子干渉計において、
   フィルタ（５）は、所定周波数以下の入力信号を除去す
   るハイパスフィルタであることを特徴とする超伝導量子
   干渉計。