JPH0556943A - Multichannel digital squid - Google Patents
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は多チャネルディジタルＳ
ＱＵＩＤに関し、特に、生体（脳や心臓）から発生する
微弱な磁界の測定に使用する多チャネルディジタルＳＱ
ＵＩＤに関する。近年、ＳＱＵＩＤを用いた多チャネル
磁界センサシステムが注目され、特に、半導体を用いた
他のセンサに比較して、優れた感度特性を特徴とする超
伝導ＳＱＵＩＤを用いた磁界センサシステムが注目され
ている。そして、多数の超伝導ＳＱＵＩＤを用いた磁界
センサにより、生体（脳や心臓）から発生する微弱な磁
界を測定し、多数のＳＱＵＩＤセンサからの信号を同時
に検出して生体の検査及び診断を行う技術の開発が、臨
床応用の面から強く要望されている。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-channel digital S
Regarding QUID, especially multi-channel digital SQ used for measuring a weak magnetic field generated from a living body (brain or heart)
Regarding UID. In recent years, a multi-channel magnetic field sensor system using SQUIDs has attracted attention, and in particular, a magnetic field sensor system using superconducting SQUIDs that has excellent sensitivity characteristics compared to other sensors using semiconductors has attracted attention. There is. A technique for measuring a weak magnetic field generated from a living body (brain or heart) with a magnetic field sensor using a large number of superconducting SQUIDs, and simultaneously detecting signals from a large number of SQUID sensors to inspect and diagnose the living body. Is strongly demanded from the viewpoint of clinical application.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、従来のアナログＳＱＵＩＤに対し
て、超伝導ディジタル集積回路と整合性が良いディジタ
ルＳＱＵＩＤが提唱されている。このディジタルＳＱＵ
ＩＤは入力磁界をセンスするＳＱＵＩＤのバイアス電流
に交流バイアスを用いて、入力磁界を１ビットで量子化
するようになっている。すなわち、入力磁界が増大する
と正のパルスを、減少すると負のパルスを１つ発生す
る。そして、この発生したパルスは書き込みゲートを介
して、磁束量子１つずつ超伝導蓄積ループに書き込ま
れ、その一部がＳＱＵＩＤセンサにフィードバックされ
て、該ＳＱＵＩＤセンサの動作点をもとに戻すように
（零点動作）、センサからパルスが出力されないように
制御されている（例えば、藤巻, 田村, 今村, 蓮尾“ワ
ンチップＳＱＵＩＤ磁束計”信学論, pp. 33-37,1988
年４月21日参照）。2. Description of the Related Art In recent years, a digital SQUID having good compatibility with a superconducting digital integrated circuit has been proposed as compared with a conventional analog SQUID. This digital SQUA
The ID is adapted to quantize the input magnetic field with 1 bit by using an AC bias as a bias current of the SQUID which senses the input magnetic field. That is, a positive pulse is generated when the input magnetic field increases, and a negative pulse is generated when the input magnetic field decreases. Then, the generated pulse is written to the superconducting storage loop one by one by the magnetic flux quantum through the write gate, and a part of the pulse is fed back to the SQUID sensor to restore the operating point of the SQUID sensor to the original. (Zero operation), controlled so that no pulse is output from the sensor (for example, Fujimaki, Tamura, Imamura, Hasuo "One-chip SQUID magnetometer" IEICE, pp. 33-37, 1988.
(See April 21, 2014).
【０００３】この方式は、フィードバック回路が超伝導
回路で構成されているため、室温系にフィードバック回
路が不要であり、また、外部に取り出す信号線の数を減
少させることができるため、多チャネルのＳＱＵＩＤを
構成するのに適している。しかし、この方式において
は、ＳＱＵＩＤを多数配列して、多チャネルのＳＱＵＩ
Ｄシステムを構築する場合、外部に取り出す信号線の数
を減少させるために、信号パルスを多重化する必要があ
る。しかしながら、各チャネルから出力されるパルスを
多重化しようとすると、多重化するチャネル数Ｎに比例
して多重化装置の動作速度を高速化しなければならな
い。さらに、各チャネルから多重化装置への信号線の数
もチャネル数Ｎに比例して増大し、実装基板の配線を複
雑にしてしまうことにもなる。In this system, since the feedback circuit is composed of a superconducting circuit, no feedback circuit is required in the room temperature system, and the number of signal lines taken out to the outside can be reduced. Suitable for constructing SQUIDs. However, in this method, a large number of SQUIDs are arrayed to provide multi-channel SQUIDs.
When constructing a D system, it is necessary to multiplex signal pulses in order to reduce the number of signal lines taken out. However, in order to multiplex the pulses output from each channel, the operating speed of the multiplexer must be increased in proportion to the number N of channels to be multiplexed. Further, the number of signal lines from each channel to the multiplexer also increases in proportion to the number N of channels, which complicates the wiring of the mounting board.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図９は従来の多チャネ
ルディジタルＳＱＵＩＤにおける課題を説明するための
図である。同図に示されるように、従来の磁界センサ(S
QUIDセンサ) のパルス出力方法では、Ｎ個のＳＱＵＩＤ
センサ1011,1012,…,101N からの出力を多重化して伝送
する場合、すなわち、Ｎチャネルを多重化する場合、セ
ンサの動作周波数をｆb とすると、Ｎｆb の周波数で多
重化装置(MUX)102を駆動する必要があった。FIG. 9 is a diagram for explaining a problem in the conventional multi-channel digital SQUID. As shown in the figure, the conventional magnetic field sensor (S
QUID sensor) pulse output method, N SQUID
When the outputs from the sensors 101 1 , 101 2 , ..., 101 N are multiplexed and transmitted, that is, when N channels are multiplexed, assuming that the operating frequency of the sensor is fb, the multiplexer (MUX) has a frequency of Nfb. ) Needed to drive 102.
【０００５】一般に、ＳＱＵＩＤセンサを動作させる周
波数は、該センサから必要な情報の間隔（すなわち、サ
ンプリング周波数ｆs)に比べて十分に高い周波数、典型
的には、ｆs が２kHz に対して、ｆb は１０MHz 程度と
されている。従って、例えば、１０００チャネルのＳＱ
ＵＩＤセンサ(1011,1012, … ,1011000)を有するＳＱＵ
ＩＤシステムにおいては１０GHz の多重化装置(MUX)102
が必要となる。しかし、１０００チャネルで１０GHz 動
作の多重化装置は、現在考えられる超伝導集積回路を用
いても実現は難しいと考えられている。そのため、現
在、例えば、１０００チャネルのＳＱＵＩＤセンサで構
成される多チャネルディジタルＳＱＵＩＤは実用化され
ていない。Generally, the frequency at which the SQUID sensor is operated is sufficiently higher than the interval of information required from the SQUID sensor (ie, the sampling frequency fs), typically, fs is 2 kHz, and fb is It is about 10MHz. Therefore, for example, SQ of 1000 channels
SQU having UID sensor (101 1 , 101 2 , ..., 101 1000 ).
In the ID system, 10 GHz multiplexer (MUX) 102
Is required. However, it is considered difficult to realize a multiplexer that operates at 1000 GHz with 10 GHz even if a superconducting integrated circuit that is currently considered is used. Therefore, at present, for example, a multi-channel digital SQUID including a 1000-channel SQUID sensor has not been put into practical use.
【０００６】本発明は、上述した従来の多チャネルディ
ジタルＳＱＵＩＤが有する課題に鑑み、高速の多重化装
置を必要とせず、しかも配線数の少ない多チャネルディ
ジタルＳＱＵＩＤを提供することを目的とする。In view of the problems of the above-described conventional multi-channel digital SQUID, it is an object of the present invention to provide a multi-channel digital SQUID that does not require a high-speed multiplexer and has a small number of wires.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ディジ
タル信号を出力するＳＱＵＩＤ１を多数配列した多チャ
ネルディジタルＳＱＵＩＤであって、各チャネル１０に
ＳＱＵＩＤ１のディジタル出力パルスを計数する計数回
路２を設け、該計数回路２の計数値を所定時間毎に読み
出すようにしたことを特徴とする多チャネルディジタル
ＳＱＵＩＤが提供される。According to the present invention, a multi-channel digital SQUID in which a large number of SQUIDs 1 for outputting digital signals are arrayed, and each channel 10 is provided with a counting circuit 2 for counting the digital output pulses of the SQUID 1. A multi-channel digital SQUID is provided which is characterized in that the count value of the counting circuit 2 is read out every predetermined time.
【０００８】[0008]
【作用】本発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤによ
れば、各チャネル１０(101,102,103, ……) にＳＱＵＩ
Ｄ１のディジタル出力パルスを計数する計数回路２が設
けられ、該計数回路２の計数値が所定時間毎に読み出さ
れるようになっている。ここで、多チャネルディジタル
ＳＱＵＩＤは、各チャネル間を直列に接続する手段を備
え、該各チャネルにおいて蓄積された計数回路２の計数
値を直列に読み出すように構成されている。According to the multi-channel digital SQUID of the present invention, the SQUI is provided to each channel 10 (10 1 , 10 2 , 10 3 , ...).
A counting circuit 2 for counting the digital output pulse of D1 is provided, and the count value of the counting circuit 2 is read out every predetermined time. Here, the multi-channel digital SQUID is provided with means for connecting each channel in series, and is configured to read out the count value of the counting circuit 2 accumulated in each channel in series.
【０００９】これによって、高速の多重化装置を必要と
せず、しかも配線数の少ない多チャネルディジタルＳＱ
ＵＩＤを提供することができる。As a result, a multi-channel digital SQ that does not require a high-speed multiplexer and has a small number of wires is used.
The UID can be provided.
【００１０】[0010]
【実施例】まず、本発明の多チャネルディジタルＳＱＵ
ＩＤの実施例を説明する前に、本発明の原理を説明す
る。図１は本発明に係る多チャネルディジタルＳＱＵＩ
Ｄの一実施例を示す回路図である。同図(b) に示される
ように、本実施例の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ
は、複数のチャネル１０(101,102,103, …, 10k+1,10
k+2,10k+3,…),例えば,１０２４チャネルの磁界センサ
(SQUIDセンサ）で構成されている。同図(a) に示される
ように、各チャネル１０は、ＳＱＵＩＤセンサ１及び計
数回路２を有し、該計数回路２によりＳＱＵＩＤセンサ
１から出力されるディジタル出力が計数されるようにな
っている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the multi-channel digital SQU of the present invention.
Before explaining the embodiment of ID, the principle of the present invention will be explained. FIG. 1 shows a multi-channel digital SQUI according to the present invention.
It is a circuit diagram which shows one Example of D. As shown in FIG. 3B, the multi-channel digital SQUID of this embodiment is
Is a plurality of channels 10 (10 1 , 10 2 , 10, 3 , ..., 10 k + 1 , 10
k + 2,10 k + 3 , ...), for example, a 1024 channel magnetic field sensor
(SQUID sensor). As shown in FIG. 1A, each channel 10 has a SQUID sensor 1 and a counting circuit 2, and the counting circuit 2 counts the digital output from the SQUID sensor 1. ..
【００１１】計数回路２は、ＳＱＵＩＤセンサ１が設け
られている低温系における超伝導集積回路として構成さ
れてる。そして、各ＳＱＵＩＤセンサ１に捕らえられた
情報は、対応する計数回路２の計数値を読み出すことに
よって、得るようになっている。この計数回路２は、Ｓ
ＱＵＩＤセンサ１と同じ周波数若しくは整数倍、或い
は、整数分の１の周波数で動作するようになっており、
ＳＱＵＩＤセンサ１からの出力に応じて、加算または減
算するアップ・ダウンカウンタとしての機能を有してい
る。The counting circuit 2 is constructed as a superconducting integrated circuit in a low temperature system in which the SQUID sensor 1 is provided. Then, the information captured by each SQUID sensor 1 is obtained by reading the count value of the corresponding counting circuit 2. This counting circuit 2 has S
It operates at the same frequency as the QUID sensor 1, or an integral multiple, or a frequency that is a fraction of an integer.
It has a function as an up / down counter that adds or subtracts according to the output from the SQUID sensor 1.
【００１２】ここで、上記のようなＳＱＵＩＤセンサ１
を多数配列した場合、各チャネルをＳＱＵＩＤセンサの
動作周波数と同じ周波数で次々とサンプルすればよい。
この際、１つのチャネルに着目すると、ＳＱＵＩＤセン
サから必要な情報は、周波数ｆb でサンプリングすれば
良いので、サンプリング間隔は最大1/ｆb,すなわち，典
型的には 0.5ｍsec.間隔でよいことになる。この時間
(0.5ｍsec.) は、他のチャネルをサンプリングする時間
に割り当てることができるので、最大チャネル数はｆs/
ｆb,すなわち, 約５０００チャネルとすることができ、
従って、１０２４チャネルの多チャネルディジタルＳＱ
ＵＩＤを実現することが可能であることが判る。Here, the SQUID sensor 1 as described above
When a large number of cells are arranged, each channel may be sampled one after another at the same frequency as the operating frequency of the SQUID sensor.
At this time, focusing on one channel, the information required from the SQUID sensor may be sampled at the frequency fb, so the sampling interval is 1 / fb at the maximum, that is, typically 0.5 msec. .. This time
(0.5 msec.) Can be assigned to the time to sample other channels, so the maximum number of channels is fs /
fb, that is, about 5000 channels,
Therefore, 1024-channel multi-channel digital SQ
It turns out that it is possible to realize a UID.
【００１３】図２は本発明の多チャネルディジタルＳＱ
ＵＩＤにおける動作を説明するためのタイムチャートで
ある。同図に示されるように、本実施例の多チャネルデ
ィジタルＳＱＵＩＤは、例えば、約 0.5ｍsec.の計数期
間内において、１番目のチャネル101 のサンプリング及
びリセットが行われた後、２番目のチャネル102 のサン
プリング及びリセットが行われ、さらに、３番目のチャ
ネル103,４番目のチャネル105,……, Ｎ番目のチャネル
10N が順次選択されるようになっている。ここで、５０
００チャネルのＳＱＵＩＤを 0.5ｍsec.の計数期間で順
次選択するには、１チャネルに付き、 100ｎsec.の間隔
で順次サンプリング及びリセットが行われることにな
る。FIG. 2 shows the multi-channel digital SQ of the present invention.
6 is a time chart for explaining an operation in UID. As shown in the figure, the multi-channel digital SQUID of this embodiment has the second channel after sampling and resetting of the first channel 10 1 within a counting period of about 0.5 msec. 10 2 is sampled and reset, and the third channel 10 3 , the fourth channel 10 5 , ..., the Nth channel
10 N are selected sequentially. Where 50
In order to sequentially select the SQUID of the 00 channel in the counting period of 0.5 msec., The sampling and the reset are sequentially performed at the interval of 100 nsec. Per channel.
【００１４】図３は多チャネルディジタルＳＱＵＩＤに
おける各チャネルからの出力線の取り出し方法による配
線数の違いを示す図であり、同図(a) は並列接続法を示
し、同図(b) は直列接続法を示している。図３(a) 及び
(b) の比較から、各チャネルから出力されるデータをシ
フトレジスタを介して隣接するチャネルに直列に伝送す
る回路を付加することにより、各チャネルから出力され
るデータ線の数の減少が可能なことが判る。すなわち、
例えば、１０２４チャネルのシステムにおいては、カウ
ンタのビット数は１１ビット程度必要であると考えられ
るので、すべてのデータ線を並列にそのまま取り出すと
１００００本を越える配線が必要であるが（図３(a) 参
照) 、隣接チャネルに接続する方法では、最終的に取り
出される出力線は１１ビットでよいので（図３(b) 参
照) 、配線を大幅に節減することが可能となる。FIG. 3 is a diagram showing the difference in the number of wires depending on the method of taking out the output line from each channel in the multi-channel digital SQUID. FIG. 3A shows the parallel connection method, and FIG. The connection method is shown. Figure 3 (a) and
From the comparison in (b), it is possible to reduce the number of data lines output from each channel by adding a circuit that transmits the data output from each channel in series to the adjacent channel via the shift register. I understand. That is,
For example, in a system of 1024 channels, it is considered that the number of bits of the counter is required to be about 11 bits, so if all the data lines are taken out in parallel as they are, more than 10,000 wirings are required (see FIG. 3 (a In the method of connecting to the adjacent channel, the output line finally taken out is 11 bits (see FIG. 3 (b)), so that the wiring can be significantly saved.
【００１５】一般的に、図３(a) に示す並列接続法で
は、チャネル数Ｎに対して、Ｎlog2Ｎ本のオーダーの出
力線が必要となるのに対して、図３(b) に示す直列接続
法ではlog2Ｎ本のオーダーでよいことになる。図４は本
発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤにおけるシフト
レジスタの機能を示す図である。図３(b) に示す直列接
続法を採用した場合には、通常、ＳＱＵＩＤセンサ１の
ディジタル出力パルスを計数する計数回路２、該計数回
路２の計数値を一時的に記憶するラッチ回路31、およ
び、該ラッチ回路31のデータを読み出して転送するシフ
トレジスタ回路32が必要となる。しかしながら、超伝導
集積回路において、シフトレジスタ回路３（Ｓ）は、そ
れ自体がラッチ回路としてのデータ保持機能を有してい
るので、シフトレジスタ回路の他にラッチ回路を設ける
必要はない。すなわち、本実施例で使用する超伝導集積
回路においては、通常の集積回路におけるラッチ回路31
及びシフトレジスタ32がシフトレジスタ回路３だけで構
成することができ、回路を簡略化することができる。In general, the parallel connection method shown in FIG. 3 (a) requires N log 2 N output lines for N channels, whereas FIG. In the series connection method shown, the order of log 2 N is sufficient. FIG. 4 is a diagram showing the function of the shift register in the multi-channel digital SQUID of the present invention. When the series connection method shown in FIG. 3 (b) is adopted, normally, a counting circuit 2 for counting the digital output pulses of the SQUID sensor 1, a latch circuit 31 for temporarily storing the count value of the counting circuit 2, Further, the shift register circuit 32 for reading and transferring the data of the latch circuit 31 is required. However, in the superconducting integrated circuit, since the shift register circuit 3 (S) itself has a data holding function as a latch circuit, it is not necessary to provide a latch circuit other than the shift register circuit. That is, in the superconducting integrated circuit used in this embodiment, the latch circuit 31 in a normal integrated circuit is used.
Also, the shift register 32 can be configured with only the shift register circuit 3, and the circuit can be simplified.
【００１６】以下、図面を参照して本発明の多チャネル
ディジタルＳＱＵＩＤの一実施例を説明する。図５は本
発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤの一実施例を示
す図である。図５(b) に示されるように、本実施例の多
チャネルディジタルＳＱＵＩＤは、図３(b) に示した直
列接続法が適用され、例えば、１０２４チャネルのＳＱ
ＵＩＤセンサ（シフトレジスタ回路31,32,33, ……,3
1024) が直列に接続され、順次データ（計数回路21,22,
23, ……,21024の計数値）が転送されるようになってい
る。An embodiment of the multi-channel digital SQUID of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the multi-channel digital SQUID of the present invention. As shown in FIG. 5 (b), the multi-channel digital SQUID of this embodiment is applied with the serial connection method shown in FIG. 3 (b).
UID sensor (shift register circuit 3 1 , 3 2 , 3, 3 ......, 3
1024 ) are connected in series, and sequential data (counter circuits 2 1 , 2 2 ,
2 3 , ..., 2 1024 count values) are transmitted.
【００１７】図５(a) に示されるように、各チャネル１
０には、ＳＱＵＩＤセンサ１, 計数回路２, 及び, シフ
トレジスタ回路３が設けられており、さらに、極性判定
回路４, 及び, 制御回路５が設けられている。極性判定
回路４は、ＳＱＵＩＤセンサ１の出力パルスを受け取
り、該出力パルスにおける正負の極性を判定する回路で
あり、この極性判定回路４の出力が計数回路２に供給さ
れるようになっている。また、制御回路５は、計数回路
２を各チャネルがサンプリング及びリセットされる周期
毎に計数値を零にリセットしたり、計数回路２からシフ
トレジスタ回路３に転送するタイミング信号を発生する
ため等に使用される。As shown in FIG. 5 (a), each channel 1
At 0, a SQUID sensor 1, a counting circuit 2, and a shift register circuit 3 are provided, and a polarity determination circuit 4 and a control circuit 5 are further provided. The polarity determination circuit 4 is a circuit that receives the output pulse of the SQUID sensor 1 and determines the positive or negative polarity of the output pulse, and the output of the polarity determination circuit 4 is supplied to the counting circuit 2. Further, the control circuit 5 resets the count value of the counting circuit 2 to zero in each cycle of sampling and resetting of each channel, generates a timing signal to be transferred from the counting circuit 2 to the shift register circuit 3, and so on. used.
【００１８】ここで、極性判定回路４及び制御回路５
は、ＳＱＵＩＤセンサ１, 計数回路２, 及び, シフトレ
ジスタ回路３と共に、低温系における超伝導集積回路と
して集積化して構成される。また、制御回路５を動作さ
せるためには、各チャネルのサンプリングタイミング
（リセットタイミング）に同期した信号が必要である
が、この回路は別の計数回路で構成することも可能であ
り、或いは、外部から信号を与え、該信号を次にサンプ
リングが必要なチャネルに対してシフトレジスタ回路を
使用して転送することもできる。尚、後者の外部から信
号を与える方式を採用した場合には、回路を簡略化する
ことができる。本実施例では、計数回路２の計数値をラ
ッチするラッチ回路と該計数値を転送するシフトレジス
タとを兼用したシフトレジスタ回路３が使用されてい
る。Here, the polarity determination circuit 4 and the control circuit 5
Is integrated with the SQUID sensor 1, the counting circuit 2, and the shift register circuit 3 as a superconducting integrated circuit in a low temperature system. Further, in order to operate the control circuit 5, a signal synchronized with the sampling timing (reset timing) of each channel is required, but this circuit can be configured by another counting circuit, or externally. Can also be applied to the channel that needs to be sampled next using a shift register circuit. If the latter method of applying a signal from the outside is adopted, the circuit can be simplified. In the present embodiment, a shift register circuit 3 is used which also serves as a latch circuit for latching the count value of the counter circuit 2 and a shift register for transferring the count value.
【００１９】ところで、各チャネルの計数値をシフトレ
ジスタ回路３へ転送するタイミングは、図２を参照して
説明したように、必ずしも各チャネル毎にずらす必要は
ない。図６は本発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ
に適用される同時サンプリング法を説明するためのタイ
ムチャートである。同図に示されるように、サンプリン
グ及びリセットのタイミングは、全てのチャネルに対し
て、同時に行われるようになっている。そして、該サン
プリングされた各チャネルにおける計数回路２の計数値
は、同時にシフトレジスタ回路３に取り込まれ、その
後、パルス信号（各チャネルのバイアス信号）に従っ
て、順次シフトされ、末端のシフトレジスタ回路（例え
ば、図５(b) におけるシフトレジスタ回路31024 から順
次データが取り出されるようになっている。このよう
に、本実施例によれば、各チャネルで計数している間
に、データを直列に読み出すことが可能となる。By the way, the timing of transferring the count value of each channel to the shift register circuit 3 does not necessarily have to be shifted for each channel as described with reference to FIG. FIG. 6 shows a multi-channel digital SQUID of the present invention.
3 is a time chart for explaining a simultaneous sampling method applied to the. As shown in the figure, the sampling and reset timings are performed simultaneously for all channels. Then, the sampled count value of the counter circuit 2 in each channel is simultaneously taken into the shift register circuit 3, and then sequentially shifted in accordance with the pulse signal (bias signal of each channel), and the end shift register circuit (for example, 5 (b), the data is sequentially taken out from the shift register circuit 3 1024. As described above, according to the present embodiment, the data is read out serially while counting in each channel. It becomes possible.
【００２０】図７は図６の同時サンプリング法を適用し
た多チャネルディジタルＳＱＵＩＤにおける制御信号の
入力方法の一例を示す図である。同図に示されるよう
に、計数回路２及びシフトレジスタ回路３等を制御する
信号は、各チャネル毎に作る必要がなく、全てのチャネ
ルに対して外部から共通の制御信号を供給するように構
成してもよい。このように、全てのチャネルに対して外
部から共通の制御信号を供給すると、回路構成を簡略化
することができる。FIG. 7 is a diagram showing an example of a control signal input method in a multi-channel digital SQUID to which the simultaneous sampling method of FIG. 6 is applied. As shown in the figure, the signals for controlling the counting circuit 2 and the shift register circuit 3 do not have to be generated for each channel, and a common control signal is externally supplied to all channels. You may. In this way, if a common control signal is externally supplied to all channels, the circuit configuration can be simplified.
【００２１】図８は本発明の多チャネルディジタルＳＱ
ＵＩＤをブロック化する具体例を示す図である。同図
(a) は、上述した全てのチャネルを直列に接続した構成
を示すものであり、同図(b) は、所定の領域を１つのブ
ロックとして、多チャネルディジタルＳＱＵＩＤを複数
のブロックに分割したものであり、そして、同図(c)
は、１ラインを１つのブロックとして、多チャネルディ
ジタルＳＱＵＩＤを複数のブロックに分割したものであ
る。FIG. 8 shows the multi-channel digital SQ of the present invention.
It is a figure which shows the specific example which makes a UID into a block. Same figure
(a) shows a configuration in which all the channels described above are connected in series, and (b) in the same figure shows a multi-channel digital SQUID divided into a plurality of blocks with a predetermined area as one block. And (c) in the figure.
Is a multi-channel digital SQUID divided into a plurality of blocks with one line as one block.
【００２２】このように、図８(b) および(c) に示され
るように、多チャネルディジタルＳＱＵＩＤを複数のブ
ロックの配列として構成し、制御タイミング線、及び、
計数データ線を直列に接続すると、各ブロックからの信
号を多重化したり、また、別に設けられたデータ圧縮用
の信号処理回路による処理で信号線を減少させることが
できる。ここで、データ圧縮の方法としては、１つ前の
チャネルのデータとの差分を符号化する方式、１ライン
前のデータと１つ前のチャネルのデータから予測したデ
ータとの差分を符号化する方式等の予測符号化方式のほ
か、一定のブロック（例えば、８×８或いは１６×１６
ブロック）のデータを離散コサイン変換や、ウォルシュ
−アダマール変換等の直交変換を使って変換した後に符
号化する方式、並びに、１周期前のデータとの差分を取
って１周期前のデータから変化した部分のみを符号化し
て伝送するフィールド間予測方式等の従来から知られて
いる様々なデータ圧縮方式を利用することができる。こ
こで、上述した予測符号化方式等は、ディジタルＴＶ信
号の高能率符号化方式の技術として、提案され実用化さ
れているもので、このような技術を本多チャネルディジ
タルＳＱＵＩＤに対して、そのまま応用することができ
る。また、ブロック化の方法は、シフトレジスタ回路を
接続する順序を任意に選ぶことによって、後の信号処理
に適したブロック化の構成をとることができる。Thus, as shown in FIGS. 8B and 8C, the multi-channel digital SQUID is configured as an array of a plurality of blocks, and the control timing line and
When the counting data lines are connected in series, the signals from each block can be multiplexed, and the number of signal lines can be reduced by the processing by a separately provided signal processing circuit for data compression. Here, as a data compression method, a method of encoding a difference from data of a channel immediately before is encoded a difference of data of one line before and data predicted from data of a channel immediately before. In addition to the predictive coding method such as the method, a certain block (for example, 8 × 8 or 16 × 16)
(Block) data is transformed by using an orthogonal transform such as discrete cosine transform or Walsh-Hadamard transform, and it is changed from the data one cycle before by taking the difference from the data one cycle before Various conventionally known data compression methods such as an inter-field prediction method in which only a part is encoded and transmitted can be used. Here, the above-described predictive coding system and the like have been proposed and put into practical use as a technology for a high-efficiency coding system for digital TV signals, and such a technology is directly applied to the multi-channel digital SQUID. It can be applied. In addition, the blocking method can take a blocking configuration suitable for subsequent signal processing by arbitrarily selecting the order of connecting the shift register circuits.
【００２３】上述したように、本実施例の多チャネルデ
ィジタルＳＱＵＩＤによれば、多重化装置の動作を高速
化させることなく、多チャネルＳＱＵＩＤの信号を多重
化することが可能であり、また、室温系へ送るデータ量
を圧縮する信号処理回路に適したデータ出力方法を利用
することもできる。As described above, according to the multi-channel digital SQUID of this embodiment, it is possible to multiplex multi-channel SQUID signals without accelerating the operation of the multiplexer, and at room temperature. A data output method suitable for a signal processing circuit that compresses the amount of data sent to the system can also be used.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、周波数の比をチャネルのサンプリングに使用するこ
とによって、高速の多重化装置を必要とせず、しかも配
線数の少ない多チャネルディジタルＳＱＵＩＤを提供す
ることができる。As described above in detail, according to the present invention, by using the frequency ratio for channel sampling, a high-speed multiplexer is not required and the number of wirings is small. The SQUID can be provided.
【図１】本発明に係る多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ
の原理を説明するための図である。FIG. 1 is a multi-channel digital SQUID according to the present invention.
It is a figure for explaining the principle of.
【図２】本発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤにお
ける動作を説明するためのタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the multi-channel digital SQUID of the present invention.
【図３】多チャネルディジタルＳＱＵＩＤにおける各チ
ャネルからの出力線の取り出し方法による配線数の違い
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a difference in the number of wires depending on a method of extracting output lines from each channel in a multi-channel digital SQUID.
【図４】本発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤにお
けるシフトレジスタの機能を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a function of a shift register in the multi-channel digital SQUID of the present invention.
【図５】本発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤの一
実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a multi-channel digital SQUID of the present invention.
【図６】本発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤに適
用される同時サンプリング法を説明するためのタイムチ
ャートである。FIG. 6 is a time chart for explaining the simultaneous sampling method applied to the multi-channel digital SQUID of the present invention.
【図７】図６の同時サンプリング法を適用した多チャネ
ルディジタルＳＱＵＩＤにおける制御信号の入力方法の
一例を示す図である。7 is a diagram showing an example of a control signal input method in a multi-channel digital SQUID to which the simultaneous sampling method of FIG. 6 is applied.
【図８】本発明の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤをブ
ロック化する具体例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a specific example in which the multi-channel digital SQUID of the present invention is divided into blocks.
【図９】従来の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤにおけ
る課題を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a problem in a conventional multi-channel digital SQUID.
１…ＳＱＵＩＤセンサ ２…計数回路 ３…シフトレジスタ回路 ４…極性判定回路４ ５…制御回路 １０…チャネル 1 ... SQUID sensor 2 ... Counter circuit 3 ... Shift register circuit 4 ... Polarity determination circuit 4 5 ... Control circuit 10 ... Channel
Claims (10)
（１）を多数配列した多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ
であって、 各チャネル（１０）にＳＱＵＩＤのディジタル出力パル
スを計数する計数回路（２）を設け、該計数回路の計数
値を所定時間毎に読み出すようにしたことを特徴とする
多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ。1. A SQUID for outputting a digital signal
Multi-channel digital SQUID in which a large number of (1) are arranged
A multi-channel digital SQUID, characterized in that each channel (10) is provided with a counting circuit (2) for counting SQUID digital output pulses, and the count value of the counting circuit is read out at predetermined time intervals. ..
は、前記各チャネル間を直列に接続する手段を備え、該
各チャネルにおいて蓄積された計数回路の計数値を直列
に読み出すようにしたことを特徴とする請求項１の多チ
ャネルディジタルＳＱＵＩＤ。2. The multi-channel digital SQUID
2. The multi-channel digital SQUID according to claim 1, further comprising means for connecting the respective channels in series so that the count value of the counting circuit accumulated in the respective channels is read out in series.
る計数回路の計数値をラッチし、該ラッチされた計数値
を順次転送するシフトレジスタを備えていることを特徴
とする請求項２の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ。3. The multi-channel digital apparatus according to claim 2, wherein each of the channels includes a shift register that latches a count value of a counter circuit in the channel and sequentially transfers the latched count value. SQUID.
する超伝導集積回路として構成されていることを特徴と
する請求項３の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ。4. The multi-channel digital SQUID of claim 3, wherein the shift register is configured as a superconducting integrated circuit having a latch function.
は、前記計数回路を制御するコントロール回路をさらに
具備することを特徴とする請求項１の多チャンネルディ
ジタルＳＱＵＩＤ。5. The multi-channel digital SQUID
The multi-channel digital SQUID according to claim 1, further comprising a control circuit for controlling the counting circuit.
は、シフトレジスタによって隣のチャネルに直列に伝送
するようになっていることを特徴とする請求項５の多チ
ャネルディジタルＳＱＵＩＤ。6. The multi-channel digital SQUID according to claim 5, wherein the pulse for controlling the control circuit is adapted to be serially transmitted to an adjacent channel by a shift register.
は、前記計数回路をリセットするリセット手段をさらに
具備することを特徴とする請求項１の多チャンネルディ
ジタルＳＱＵＩＤ。7. The multi-channel digital SQUID
The multi-channel digital SQUID according to claim 1, further comprising reset means for resetting the counting circuit.
は、直列に接続された複数のＳＱＵＩＤを１ブロックと
した複数のブロックによって構成されていることを特徴
とする請求項１の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ。8. The multi-channel digital SQUID
2. The multi-channel digital SQUID according to claim 1, wherein the multi-channel digital SQUID comprises a plurality of blocks, each block having a plurality of SQUIDs connected in series as one block.
は、低温系に設けられた前記各ブロックから出力される
計数データを順次選択して室温系の回路に伝送するため
の選択回路をさらに具備することを特徴とする請求項８
の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ。9. The multi-channel digital SQUID
9. The apparatus according to claim 8, further comprising a selection circuit for sequentially selecting the count data output from each of the blocks provided in the low temperature system and transmitting the count data to a room temperature system circuit.
Multi-channel digital SQUID.
は、前記各ブロックから出力される計数データを圧縮す
る信号圧縮処理回路をさらに具備することを特徴とする
請求項８の多チャネルディジタルＳＱＵＩＤ。10. The multi-channel digital SQUID
9. The multi-channel digital SQUID according to claim 8, further comprising a signal compression processing circuit that compresses the count data output from each of the blocks.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220784A JPH0556943A (en) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Multichannel digital squid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220784A JPH0556943A (en) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Multichannel digital squid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0556943A true JPH0556943A (en) | 1993-03-09 |
Family
ID=16756523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3220784A Withdrawn JPH0556943A (en) | 1991-08-31 | 1991-08-31 | Multichannel digital squid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0556943A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013118398A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 国立大学法人九州工業大学 | Biological information processing device, biological information processing system, biological information compression method, and biological information compression processing program |
-
1991
- 1991-08-31 JP JP3220784A patent/JPH0556943A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013118398A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 国立大学法人九州工業大学 | Biological information processing device, biological information processing system, biological information compression method, and biological information compression processing program |
| CN104114086A (en) * | 2012-02-08 | 2014-10-22 | 国立大学法人九州工业大学 | Biological information processing device, biological information processing system, biological information compression method, and biological information compression processing program |
| JPWO2013118398A1 (en) * | 2012-02-08 | 2015-05-11 | 国立大学法人九州工業大学 | Biological information processing apparatus, biological information processing system, biological information compression method, and biological information compression processing program |
| US9301703B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-04-05 | Kyushu Institute Of Technology | Biological information processing device, biological information processing system, biological information compression method, and biological information compression processing program |
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