JPH06273499A - ディジタルｓｑｕｉｄ - Google Patents
ディジタルｓｑｕｉｄInfo
- Publication number
- JPH06273499A JPH06273499A JP5057525A JP5752593A JPH06273499A JP H06273499 A JPH06273499 A JP H06273499A JP 5057525 A JP5057525 A JP 5057525A JP 5752593 A JP5752593 A JP 5752593A JP H06273499 A JPH06273499 A JP H06273499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- squid
- sensor
- positive
- digital
- magnetic flux
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
- G01R33/0354—SQUIDS
- G01R33/0356—SQUIDS with flux feedback
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/842—Measuring and testing
- Y10S505/843—Electrical
- Y10S505/845—Magnetometer
- Y10S505/846—Magnetometer using superconductive quantum interference device, i.e. squid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はディジタルＳＱＵＩＤに関し、交流
バイアス電流のマージンを大きく広げることができ、Ｓ
ＱＵＩＤセンサの駆動を容易に行なえることを目的とす
る。 【構成】 ＳＱＵＩＤセンサ（１０）は、入力磁束に対
して正負非対称なしきい値特性を持つ。バイアス手段
（１１）は、振幅が上記しきい値特性の入力磁束が０の
臨界電流値より小さい正負対称な交流バイアス電流を上
記ＳＱＵＩＤセンサに供給する。変調手段（１２）は、
上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）に磁界結合によって変調
信号を供給する。
バイアス電流のマージンを大きく広げることができ、Ｓ
ＱＵＩＤセンサの駆動を容易に行なえることを目的とす
る。 【構成】 ＳＱＵＩＤセンサ（１０）は、入力磁束に対
して正負非対称なしきい値特性を持つ。バイアス手段
（１１）は、振幅が上記しきい値特性の入力磁束が０の
臨界電流値より小さい正負対称な交流バイアス電流を上
記ＳＱＵＩＤセンサに供給する。変調手段（１２）は、
上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）に磁界結合によって変調
信号を供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパルス出力を行なうディ
ジタルＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Interfer
ence Devices) に関する。
ジタルＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Interfer
ence Devices) に関する。
【０００２】ＳＱＵＩＤを用いた磁界センサは、半導体
を用いた他のセンサと比較して、優れた感度特性を持つ
ことを特長としている。特に、生体（心臓や脳）から発
する磁気のような微少な磁界の測定において多くのＳＱ
ＵＩＤセンサからの信号を同時に検出する方法の開発
が、強く望まれている。
を用いた他のセンサと比較して、優れた感度特性を持つ
ことを特長としている。特に、生体（心臓や脳）から発
する磁気のような微少な磁界の測定において多くのＳＱ
ＵＩＤセンサからの信号を同時に検出する方法の開発
が、強く望まれている。
【０００３】
【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、入力磁界をパルス出力に変換
する。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。さらに、ワンチ
ップＳＱＵＩＤの場合、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、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,33-37，19
88年４月２１日参照）。
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、入力磁界をパルス出力に変換
する。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。さらに、ワンチ
ップＳＱＵＩＤの場合、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、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,33-37，19
88年４月２１日参照）。
【０００４】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、室温系に取り出す信号線の数を
減少させることができるため、多チャンネルのＳＱＵＩ
Ｄを構成するのに適している。
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、室温系に取り出す信号線の数を
減少させることができるため、多チャンネルのＳＱＵＩ
Ｄを構成するのに適している。
【０００５】更に、本出願人は特願平２−３３６４０１
号、発明の名称「マルチチャンネルＳＱＵＩＤ磁束計」
により、多チャンネルのＳＱＵＩＤセンサ１０1 〜１０
ｎ夫々の出力データを超伝導集積回路であるマルチプレ
クサ１１で多重化して１個の端子１２から室温系に取り
出すことにより、ＳＱＵＩＤセンサ及びマルチプレクサ
が置かれた低温環境系と室温系との接続ケーブルを大幅
に減らす超伝導回路を提案した。各ＳＱＵＩＤセンサ１
０1 〜１０ｎに図９（Ａ）に示すバイアス電流を供給
し、各ＳＱＵＩＤセンサ１０1 ，１０2 ，…，１０ｎよ
り図９（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す正又は負のパルス
であるディジタル信号を出力する。マルチプレクサは各
ＳＱＵＩＤセンサが正又は負パルスを出力する期間Ｔ1
（バイアス周期の１／４以下の期間）に全ＳＱＵＩＤセ
ンサ１０1 〜１０ｎの出力を多重化して図９（Ｅ）に示
す多重化信号を出力する。
号、発明の名称「マルチチャンネルＳＱＵＩＤ磁束計」
により、多チャンネルのＳＱＵＩＤセンサ１０1 〜１０
ｎ夫々の出力データを超伝導集積回路であるマルチプレ
クサ１１で多重化して１個の端子１２から室温系に取り
出すことにより、ＳＱＵＩＤセンサ及びマルチプレクサ
が置かれた低温環境系と室温系との接続ケーブルを大幅
に減らす超伝導回路を提案した。各ＳＱＵＩＤセンサ１
０1 〜１０ｎに図９（Ａ）に示すバイアス電流を供給
し、各ＳＱＵＩＤセンサ１０1 ，１０2 ，…，１０ｎよ
り図９（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示す正又は負のパルス
であるディジタル信号を出力する。マルチプレクサは各
ＳＱＵＩＤセンサが正又は負パルスを出力する期間Ｔ1
（バイアス周期の１／４以下の期間）に全ＳＱＵＩＤセ
ンサ１０1 〜１０ｎの出力を多重化して図９（Ｅ）に示
す多重化信号を出力する。
【０００６】上述したディジタルＳＱＵＩＤの場合、Ｓ
ＱＵＩＤセンサは図１０の様な入力磁束に対して正負非
対称なしきい値（バイアス電流−入力磁束）特性を持
つ。バイアス電流は交流で与えられ、その振幅は入力磁
束が０の臨界電流値ｉTHに調整する。このときディジタ
ルＳＱＵＩＤはアナログ信号である入力磁束に対するコ
ンパレータとして動作する。例えば、正の入力磁束が入
った場合、バイアス電流が正であるときに正の電圧パル
スを生じ、また、入力磁束が負の場合にはバイアス電流
が負のときに負の電圧パルスを生じる。この正と負のパ
ルスの数をカウントすることによって、入力磁束の極性
と大きさを知ることができる。
ＱＵＩＤセンサは図１０の様な入力磁束に対して正負非
対称なしきい値（バイアス電流−入力磁束）特性を持
つ。バイアス電流は交流で与えられ、その振幅は入力磁
束が０の臨界電流値ｉTHに調整する。このときディジタ
ルＳＱＵＩＤはアナログ信号である入力磁束に対するコ
ンパレータとして動作する。例えば、正の入力磁束が入
った場合、バイアス電流が正であるときに正の電圧パル
スを生じ、また、入力磁束が負の場合にはバイアス電流
が負のときに負の電圧パルスを生じる。この正と負のパ
ルスの数をカウントすることによって、入力磁束の極性
と大きさを知ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ディジタルＳＱＵＩＤ
の場合、その感度はバイアス電流の振幅に依存し、ＳＱ
ＵＩＤセンサが電圧状態にスイッチする臨界電流値（ｉ
TH )に振幅を合わせる。通常、最大感度を得るためには
ＳＱＵＩＤセンサのスイッチ確率（入力磁束が０のとき
にＳＱＵＩＤセンサが電圧状態にスイッチする確率）が
０．５となるように調整し、その振幅調整の精度は１％
以内としなければならない。このようにバイアス電流に
対するマージンが狭いと、多チャンネルＳＱＵＩＤの場
合、各ＳＱＵＩＤセンサの臨界電流のばらつきを考慮し
て、そのバイアス電流はＳＱＵＩＤセンサごとに供給し
また、各ＳＱＵＩＤセンサの臨界電流に合わせて１％の
精度でバイアス電流の振幅を調整しなければならず、そ
の構成が非常に複雑となって実現が困難であるという問
題があった。
の場合、その感度はバイアス電流の振幅に依存し、ＳＱ
ＵＩＤセンサが電圧状態にスイッチする臨界電流値（ｉ
TH )に振幅を合わせる。通常、最大感度を得るためには
ＳＱＵＩＤセンサのスイッチ確率（入力磁束が０のとき
にＳＱＵＩＤセンサが電圧状態にスイッチする確率）が
０．５となるように調整し、その振幅調整の精度は１％
以内としなければならない。このようにバイアス電流に
対するマージンが狭いと、多チャンネルＳＱＵＩＤの場
合、各ＳＱＵＩＤセンサの臨界電流のばらつきを考慮し
て、そのバイアス電流はＳＱＵＩＤセンサごとに供給し
また、各ＳＱＵＩＤセンサの臨界電流に合わせて１％の
精度でバイアス電流の振幅を調整しなければならず、そ
の構成が非常に複雑となって実現が困難であるという問
題があった。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
交流バイアス電流のマージンを大きく広げることがで
き、ＳＱＵＩＤセンサの駆動を容易に行なえるディジタ
ルＳＱＵＩＤを提供することを目的とする。
交流バイアス電流のマージンを大きく広げることがで
き、ＳＱＵＩＤセンサの駆動を容易に行なえるディジタ
ルＳＱＵＩＤを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタルＳＱ
ＵＩＤは、入力磁束に対して正負非対称なしきい値特性
を持つＳＱＵＩＤセンサと、振幅が上記しきい値特性の
入力磁束が０の臨界電流値より小さい正負対称な交流バ
イアス電流を上記ＳＱＵＩＤセンサに供給するバイアス
手段と、上記ＳＱＵＩＤセンサに磁界結合によって変調
信号を供給する変調手段とを有する。また、入力磁束に
対して正負対称なしきい値特性を持つＳＱＵＩＤセンサ
と、振幅が上記しきい値特性の入力磁束が０の臨界電流
値より小さい正負いずれか一方の極性の交流バイアス電
流を、上記ＳＱＵＩＤセンサに供給するバイアス手段
と、上記ＳＱＵＩＤセンサに磁界結合によって変調信号
を供給する変調手段とを有する。
ＵＩＤは、入力磁束に対して正負非対称なしきい値特性
を持つＳＱＵＩＤセンサと、振幅が上記しきい値特性の
入力磁束が０の臨界電流値より小さい正負対称な交流バ
イアス電流を上記ＳＱＵＩＤセンサに供給するバイアス
手段と、上記ＳＱＵＩＤセンサに磁界結合によって変調
信号を供給する変調手段とを有する。また、入力磁束に
対して正負対称なしきい値特性を持つＳＱＵＩＤセンサ
と、振幅が上記しきい値特性の入力磁束が０の臨界電流
値より小さい正負いずれか一方の極性の交流バイアス電
流を、上記ＳＱＵＩＤセンサに供給するバイアス手段
と、上記ＳＱＵＩＤセンサに磁界結合によって変調信号
を供給する変調手段とを有する。
【００１０】
【作用】本発明においては、変調信号をＳＱＵＩＤセン
サに磁界結合によって供給することによって、ＳＱＵＩ
Ｄセンサが電圧状態にスイッチする領域を入力磁束の正
負双方に設定し、バイアス電流の振幅の許容範囲を広げ
る。
サに磁界結合によって供給することによって、ＳＱＵＩ
Ｄセンサが電圧状態にスイッチする領域を入力磁束の正
負双方に設定し、バイアス電流の振幅の許容範囲を広げ
る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明のディジタルＳＱＵＩＤの一実
施例の構成図を示す。同図中、１０はＳＱＵＩＤセンサ
であり、ジョセフソン接合Ｊ１，Ｊ２を有し、発振器１
１より交流のバイアス電流を供給されている。ＳＱＵＩ
Ｄセンサ１０はインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３が磁界結合
されている。インダクタＬ１の両端にはピックアップコ
イルＬ０の両端が接続されており、ピックアップコイル
Ｌ０で検出した入力磁束がＳＱＵＩＤセンサ１０に供給
される。インダクタＬ２には発振器１２より交流の変調
信号が供給されている。インダクタＬ３には後述のフィ
ードバック回路１５からフィードバック電流が供給され
ている。
施例の構成図を示す。同図中、１０はＳＱＵＩＤセンサ
であり、ジョセフソン接合Ｊ１，Ｊ２を有し、発振器１
１より交流のバイアス電流を供給されている。ＳＱＵＩ
Ｄセンサ１０はインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３が磁界結合
されている。インダクタＬ１の両端にはピックアップコ
イルＬ０の両端が接続されており、ピックアップコイル
Ｌ０で検出した入力磁束がＳＱＵＩＤセンサ１０に供給
される。インダクタＬ２には発振器１２より交流の変調
信号が供給されている。インダクタＬ３には後述のフィ
ードバック回路１５からフィードバック電流が供給され
ている。
【００１２】また、ＳＱＵＩＤセンサ１０の発振器１１
との接続点はバイアス電流阻止用の抵抗Ｒ１をおよびＲ
2 （ただし、Ｒ2 ＞Ｒ1 ）が設けられＳＱＵＩＤセンサ
の出力はフィードバック回路１５内のアップダウンカウ
ンタ１６のクロック入力端子に接続される。
との接続点はバイアス電流阻止用の抵抗Ｒ１をおよびＲ
2 （ただし、Ｒ2 ＞Ｒ1 ）が設けられＳＱＵＩＤセンサ
の出力はフィードバック回路１５内のアップダウンカウ
ンタ１６のクロック入力端子に接続される。
【００１３】上記のＳＱＵＩＤセンサ１０は低温環境に
配置され、発振器１１，１２及びフィードバック回路１
５は室温側に配置される。
配置され、発振器１１，１２及びフィードバック回路１
５は室温側に配置される。
【００１４】ここで、バイアス電流は振幅ｉ1 を臨界電
流値ｉTHより小さくされ周波数は１〜１０ＭＨｚ程度と
されている。また変調信号は周波数が１〜１０ＫＨｚ程
度でバイアス電流と同期がとられている。
流値ｉTHより小さくされ周波数は１〜１０ＭＨｚ程度と
されている。また変調信号は周波数が１〜１０ＫＨｚ程
度でバイアス電流と同期がとられている。
【００１５】入力磁束が０の場合には図２（Ａ）に示す
如く、変調信号によってＳＱＵＩＤセンサ１０が電圧状
態にスイッチして正のパルスを出力する領域Ｗ１と、電
圧状態にスイッチして負のパルスを出力する領域Ｗ２と
の幅が同一である。このため出力信号の単位時間当りの
正のパルス数と、負のパルス数とが同一となる。
如く、変調信号によってＳＱＵＩＤセンサ１０が電圧状
態にスイッチして正のパルスを出力する領域Ｗ１と、電
圧状態にスイッチして負のパルスを出力する領域Ｗ２と
の幅が同一である。このため出力信号の単位時間当りの
正のパルス数と、負のパルス数とが同一となる。
【００１６】また、入力磁束が０でなく、例えば入力磁
束が正の場合は、図２（Ｂ）に示す如く変調信号に正の
オフセットが加わったことと等価であり、ＳＱＵＩＤセ
ンサ１０が変調信号によって電圧状態にスイッチして正
のパルスを出力する領域Ｗ３の幅は電圧状態にスイッチ
して負のパルスを出力する領域Ｗ４の幅に比して大きく
なる。このため、出力信号の単位時間当りの正のパルス
数は負のパルスより大となる。この正と負のパルス数の
差は入力磁束の大きさに依存し、このパルス数の差に応
じてＳＱＵＩＤセンサにフィードバックを行なう。
束が正の場合は、図２（Ｂ）に示す如く変調信号に正の
オフセットが加わったことと等価であり、ＳＱＵＩＤセ
ンサ１０が変調信号によって電圧状態にスイッチして正
のパルスを出力する領域Ｗ３の幅は電圧状態にスイッチ
して負のパルスを出力する領域Ｗ４の幅に比して大きく
なる。このため、出力信号の単位時間当りの正のパルス
数は負のパルスより大となる。この正と負のパルス数の
差は入力磁束の大きさに依存し、このパルス数の差に応
じてＳＱＵＩＤセンサにフィードバックを行なう。
【００１７】図２（Ａ），（Ｂ）ではＳＱＵＩＤセンサ
１０のしきい値特性のモード０についてのみ記している
が、実際には図３に示す如く、しきい値特性はモード
０，１，−１が互いに重なっている。従ってバイアス電
流の最大値つまり振幅は入力磁束が０のときの臨界電流
値ｉTH以下で、かつ隣接するモードで重なるしきい値ｉ
2 以上であれば良く、同様に最小値は−ｉTH以上で、か
つ−ｉ2 以下であれば良いのでバイアス電流のマージン
を従来に比して大幅に広げることができる。
１０のしきい値特性のモード０についてのみ記している
が、実際には図３に示す如く、しきい値特性はモード
０，１，−１が互いに重なっている。従ってバイアス電
流の最大値つまり振幅は入力磁束が０のときの臨界電流
値ｉTH以下で、かつ隣接するモードで重なるしきい値ｉ
2 以上であれば良く、同様に最小値は−ｉTH以上で、か
つ−ｉ2 以下であれば良いのでバイアス電流のマージン
を従来に比して大幅に広げることができる。
【００１８】このように、変調信号をＳＱＵＩＤセンサ
１０に磁界結合によって供給することによって、ＳＱＵ
ＩＤセンサ１０が電圧状態にスイッチする領域Ｗ１，Ｗ
２を入力磁束の正負双方に設定し、バイアス電流の振幅
の許容範囲を広げることができ、バイアス電流のマージ
ンを広げることができる。
１０に磁界結合によって供給することによって、ＳＱＵ
ＩＤセンサ１０が電圧状態にスイッチする領域Ｗ１，Ｗ
２を入力磁束の正負双方に設定し、バイアス電流の振幅
の許容範囲を広げることができ、バイアス電流のマージ
ンを広げることができる。
【００１９】フィードバック回路１５のアップダウンカ
ウンタ１６にはコンパレータ１８より変調信号を接地レ
ベルと比較して矩形化したリセット信号が供給されてい
る。アップダウンカウンタ１６はリセット信号の立上り
によりカウント値をゼロリセットした後、ＳＱＵＩＤ１
０の出力する正のパルスをカウントアップし、負のパル
スをカウントダウンして、そのカウンタ値、つまり正と
負のパルス数の差をＤＡコンバータ１７に供給すると共
に端子１９より出力する。
ウンタ１６にはコンパレータ１８より変調信号を接地レ
ベルと比較して矩形化したリセット信号が供給されてい
る。アップダウンカウンタ１６はリセット信号の立上り
によりカウント値をゼロリセットした後、ＳＱＵＩＤ１
０の出力する正のパルスをカウントアップし、負のパル
スをカウントダウンして、そのカウンタ値、つまり正と
負のパルス数の差をＤＡコンバータ１７に供給すると共
に端子１９より出力する。
【００２０】ＤＡコンバータ１７は上記入力磁束の大き
さに依存した正と負のパルス数の差に応じて、この差が
０となるように、ＳＱＵＩＤセンサ１０にフィードバッ
クを行なう。
さに依存した正と負のパルス数の差に応じて、この差が
０となるように、ＳＱＵＩＤセンサ１０にフィードバッ
クを行なう。
【００２１】図４は、アップダウンカウンタ１６の回路
図を示す。同図中、アップダウンカウンタ１６はＪＫフ
リップフロップ２０0 〜２０ｎ及びアンド回路２１ａ1
〜２１ａｎ，２１ｂ1 〜２１ｂｎ，オア回路２２1 〜２
２ｎ及びコンパレータ２３，２４で構成されている。
図を示す。同図中、アップダウンカウンタ１６はＪＫフ
リップフロップ２０0 〜２０ｎ及びアンド回路２１ａ1
〜２１ａｎ，２１ｂ1 〜２１ｂｎ，オア回路２２1 〜２
２ｎ及びコンパレータ２３，２４で構成されている。
【００２２】端子２５ａにはＳＱＵＩＤセンサ１０の出
力パルスが入来する。コンパレータ２３はこの出力パル
スを正のパルスのピーク値の略１／２のレベルの基準レ
ベルＥ1 と比較して正のパルス入来時にＨレベルのアッ
プカウント指示信号を生成しアンド回路２１ａ1 〜２１
ａｎ夫々に供給する。コンパレータ２４はこの出力パル
スを負のパルスの負のピーク値の略１／２のレベルの基
準レベルＥ2 と比較して負のパルス入来時にＨレベルの
ダウンカウント指示信号を生成しアンド回路２１ｂ1 〜
２１ｂｎ夫々に供給する。
力パルスが入来する。コンパレータ２３はこの出力パル
スを正のパルスのピーク値の略１／２のレベルの基準レ
ベルＥ1 と比較して正のパルス入来時にＨレベルのアッ
プカウント指示信号を生成しアンド回路２１ａ1 〜２１
ａｎ夫々に供給する。コンパレータ２４はこの出力パル
スを負のパルスの負のピーク値の略１／２のレベルの基
準レベルＥ2 と比較して負のパルス入来時にＨレベルの
ダウンカウント指示信号を生成しアンド回路２１ｂ1 〜
２１ｂｎ夫々に供給する。
【００２３】フリップフロップ２０0 〜２０ｎは端子２
５ｂよりリセット信号が供給されるとその立下り時にリ
セットされる。端子２４に入来したパルスは、フリップ
フロップ２０0 のクロック入力端子に供給される。フリ
ップフロップ２０0 〜２０ｎ -1のＱ出力反転Ｑ出力夫々
は次段のアンド回路２１ａ1 〜２１ａｎ，２１ｂ1 〜２
１ｂｎ夫々に供給され、アップカウント指示信号がＨレ
ベルのときはアンド回路２１ａ1 〜２１ａｎのＱ出力信
号が選択され、ダウンカウント指示信号がＨレベルのと
きはアンド回路２１ｂ1 〜２１ｂｎの反転Ｑ出力信号が
選択される。選択された信号はオア回路２２1 〜２２ｎ
を介して次段のフリップフロップ２０1〜２０ｎに供給
される。これによってフリップフロップ２０0 〜２０ｎ
夫々のＱ出力がカウント値の各ビットとして端子２７0
〜２０ｎより出力される。
５ｂよりリセット信号が供給されるとその立下り時にリ
セットされる。端子２４に入来したパルスは、フリップ
フロップ２０0 のクロック入力端子に供給される。フリ
ップフロップ２０0 〜２０ｎ -1のＱ出力反転Ｑ出力夫々
は次段のアンド回路２１ａ1 〜２１ａｎ，２１ｂ1 〜２
１ｂｎ夫々に供給され、アップカウント指示信号がＨレ
ベルのときはアンド回路２１ａ1 〜２１ａｎのＱ出力信
号が選択され、ダウンカウント指示信号がＨレベルのと
きはアンド回路２１ｂ1 〜２１ｂｎの反転Ｑ出力信号が
選択される。選択された信号はオア回路２２1 〜２２ｎ
を介して次段のフリップフロップ２０1〜２０ｎに供給
される。これによってフリップフロップ２０0 〜２０ｎ
夫々のＱ出力がカウント値の各ビットとして端子２７0
〜２０ｎより出力される。
【００２４】図５はＤＡコンバータ１７のブロック図を
示す。同図中、端子３０0 〜３０ｎにはアップダウンカ
ウンタ１６よりｎ＋１ビットのカウント値が供給され
る。デコーダ３１は２の補数表現のカウント値をデコー
ドして、カウント値が負の場合はスイッチ３２1 〜３２
ｍをカウント値の絶対値に応じてオンとし、カウント値
が正の場合はスイッチ３４1 〜３４ｍをカウント値の絶
対値に応じてオンとする。
示す。同図中、端子３０0 〜３０ｎにはアップダウンカ
ウンタ１６よりｎ＋１ビットのカウント値が供給され
る。デコーダ３１は２の補数表現のカウント値をデコー
ドして、カウント値が負の場合はスイッチ３２1 〜３２
ｍをカウント値の絶対値に応じてオンとし、カウント値
が正の場合はスイッチ３４1 〜３４ｍをカウント値の絶
対値に応じてオンとする。
【００２５】これにより、オンとなったスイッチ３２1
〜３２ｍ，３４1 〜３４ｍ夫々と直列に接続された定電
流源３３1 〜３３ｍ，３５1 〜３５ｍはインダクタＬ３
の接続された端子３６に電流を流す。
〜３２ｍ，３４1 〜３４ｍ夫々と直列に接続された定電
流源３３1 〜３３ｍ，３５1 〜３５ｍはインダクタＬ３
の接続された端子３６に電流を流す。
【００２６】ところで、ＳＱＵＩＤセンサ１０のしきい
値特性が図６に示す如く入力磁束に対して正負対称の場
合には、バイアス電流にオフセットを与えてＳＱＵＩＤ
センサ１０を正（又は負）にだけスイッチするようにす
る。ここでバイアス電流の最大値は隣接するモードで重
なるしきい値ｉ3 以上で、かつ入力磁束が０の臨界電流
値ｉTH以下であれば良く、バイアス電流の最小値は、電
流０の点を通過すれば良い。
値特性が図６に示す如く入力磁束に対して正負対称の場
合には、バイアス電流にオフセットを与えてＳＱＵＩＤ
センサ１０を正（又は負）にだけスイッチするようにす
る。ここでバイアス電流の最大値は隣接するモードで重
なるしきい値ｉ3 以上で、かつ入力磁束が０の臨界電流
値ｉTH以下であれば良く、バイアス電流の最小値は、電
流０の点を通過すれば良い。
【００２７】また、この場合はアップダウンカウンタ２
６はリセット信号をアップカウント指示信号とし、反転
リセット信号をダウンカウント指示信号とする構成で、
コンパレータ２３，２４は使用しない。
６はリセット信号をアップカウント指示信号とし、反転
リセット信号をダウンカウント指示信号とする構成で、
コンパレータ２３，２４は使用しない。
【００２８】この実施例でも、バイアス電流の最大値は
ｉ3 以上で、かつｉTH以下であれば良く、従来に比して
大きなマージンをとることができる。
ｉ3 以上で、かつｉTH以下であれば良く、従来に比して
大きなマージンをとることができる。
【００２９】図７は図１に示すＳＱＵＩＤの変形例の構
成図を示す。同図中、発振器よりの変調信号は室温側で
ＤＡコンバータ１７の出力するフィードバック信号に重
畳されてインダクタＬ３に供給される。
成図を示す。同図中、発振器よりの変調信号は室温側で
ＤＡコンバータ１７の出力するフィードバック信号に重
畳されてインダクタＬ３に供給される。
【００３０】この場合の動作は図１と同一であり、ＳＱ
ＵＩＤセンサ１０に磁界結合するインダクタＬ２を削除
することができる。また、室温側と低温側との間の信号
配線を１本減らすことができる。
ＵＩＤセンサ１０に磁界結合するインダクタＬ２を削除
することができる。また、室温側と低温側との間の信号
配線を１本減らすことができる。
【００３１】図８は多チャンネルディジタルＳＱＵＩＤ
の構成図を示す。同図中、各ＳＱＵＩＤセンサ１０の構
成は図１と同一である。図８ではバイアス電流は室温側
から低温側に１本の配線で供給し、低温側において抵抗
Ｒ3 （Ｒ3 ＜Ｒ1 ）を介して各ＳＱＵＩＤセンサ１０に
分配する。
の構成図を示す。同図中、各ＳＱＵＩＤセンサ１０の構
成は図１と同一である。図８ではバイアス電流は室温側
から低温側に１本の配線で供給し、低温側において抵抗
Ｒ3 （Ｒ3 ＜Ｒ1 ）を介して各ＳＱＵＩＤセンサ１０に
分配する。
【００３２】また、変調信号も室温側から低温側に１本
の配線で供給し、低温側において各ＳＱＵＩＤセンサ１
０のインダクタＬ２を低温側で直列に接続して変調信号
を各インダクタに順に供給する。
の配線で供給し、低温側において各ＳＱＵＩＤセンサ１
０のインダクタＬ２を低温側で直列に接続して変調信号
を各インダクタに順に供給する。
【００３３】これによって、室温側と低温側とを結ぶ配
線を大幅に減らすことができる。
線を大幅に減らすことができる。
【００３４】また、特願昭６２−１７７５１５号に記載
のワンチップＳＱＵＩＤを用いてフィードバック回路を
超伝導回路で実現すれば室温側から低温側にフィードバ
ック信号を供給する信号配線が不要となり、更に特願平
４−４９７０８号に記載の超伝導多重化回路を用いて複
数のＳＱＵＩＤセンサ１０の出力信号を多重化して低温
側から室温側に供給することにより、低温側と室温側と
を結ぶ信号配線を更に大幅に減少できる。
のワンチップＳＱＵＩＤを用いてフィードバック回路を
超伝導回路で実現すれば室温側から低温側にフィードバ
ック信号を供給する信号配線が不要となり、更に特願平
４−４９７０８号に記載の超伝導多重化回路を用いて複
数のＳＱＵＩＤセンサ１０の出力信号を多重化して低温
側から室温側に供給することにより、低温側と室温側と
を結ぶ信号配線を更に大幅に減少できる。
【００３５】
【発明の効果】上述の如く、本発明のディジタルＳＱＵ
ＩＤによれば、交流バイアス電流のマージンを大きく広
げることができ、ＳＱＵＩＤセンサの駆動を容易に行な
え、実用上極めて有用である。
ＩＤによれば、交流バイアス電流のマージンを大きく広
げることができ、ＳＱＵＩＤセンサの駆動を容易に行な
え、実用上極めて有用である。
【図１】本発明ＳＱＵＩＤの構成図である。
【図２】本発明ＳＱＵＩＤを説明するためのしきい値特
性図である。
性図である。
【図３】本発明ＳＱＵＩＤを説明するためのしきい値特
性図である。
性図である。
【図４】アップダウンカウンタの回路図である。
【図５】ＤＡコンバータのブロック図である。
【図６】本発明ＳＱＵＩＤを説明するためのしきい値特
性図である。
性図である。
【図７】本発明ＳＱＵＩＤの構成図である。
【図８】本発明の多チャンネルディジタルＳＱＵＩＤの
構成図である。
構成図である。
【図９】従来の多重化回路の動作説明図である。
【図１０】従来ＳＱＵＩＤを説明するためのしきい値特
性図である。
性図である。
１０ ＳＱＵＩＤセンサ １１ バイアス電流発振器 １２ 変調信号発振器 １５ フィードバック回路 １６ アップダウンカウンタ １７ ＤＡコンバータ １８ コンパレータ Ｌ０ ピックアップコイル Ｌ１〜Ｌ３ インダクタ
Claims (6)
- 【請求項１】 入力磁束に対して正負非対称なしきい値
特性を持つＳＱＵＩＤセンサ（１０）と、 振幅が上記しきい値特性の入力磁束が０の臨界電流値よ
り小さい正負対称な交流バイアス電流を上記ＳＱＵＩＤ
センサに供給するバイアス手段（１１）と、 上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）に磁界結合によって変調
信号を供給する変調手段（１２）とを有し、 上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）から正又は負のパルス出
力を取り出すことを特徴とするディジタルＳＱＵＩＤ。 - 【請求項２】 入力磁束に対して正負対称なしきい値特
性を持つＳＱＵＩＤセンサ（１０）と、 振幅が上記しきい値特性の入力磁束が０の臨界電流値よ
り小さい正負いずれか一方の極性の交流バイアス電流
を、上記ＳＱＵＩＤセンサに供給するバイアス手段（１
１）と、 上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）に磁界結合によって変調
信号を供給する変調手段（１２）とを有し、 上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）から正又は負のパルス出
力を取り出すことを特徴とするディジタルＳＱＵＩＤ。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のディジタル
ＳＱＵＩＤにおいて、 上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）の出力する正のパルスと
負のパルスとの差に応じたフィードバック信号を生成し
て、上記ＳＱＵＩＤセンサ（１０）に磁界結合によって
供給するフィードバック手段（１５）を有することを特
徴とするディジタルＳＱＵＩＤ。 - 【請求項４】 請求項３記載のディジタルＳＱＵＩＤに
おいて、 上記フィードバック信号と変調信号とを多重化して上記
ＳＱＵＩＤセンサ（１０）に磁界結合によって供給する
ことを特徴とするディジタルＳＱＵＩＤ。 - 【請求項５】 請求項１又は請求項２記載のディジタル
ＳＱＵＩＤにおいて、 単一のバイアス手段（１１）で発生した交流バイアス電
流を低温側で分配して複数のＳＱＵＩＤセンサ（１０）
に供給することを特徴とするディジタルＳＱＵＩＤ。 - 【請求項６】 請求項１又は請求項２又は請求項５記載
のディジタルＳＱＵＩＤにおいて、 単一の変調手段（１２）よりの変調信号を、複数のＳＱ
ＵＩＤセンサに磁界結合したインダクタを低温側で直列
接続して順に供給することを特徴とするディジタルＳＱ
ＵＩＤ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057525A JPH06273499A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | ディジタルｓｑｕｉｄ |
| EP19930307542 EP0617295A3 (en) | 1993-03-17 | 1993-09-23 | Superconducting magnetometer with digital signal output. |
| US08/125,792 US5467015A (en) | 1993-03-17 | 1993-09-24 | Superconducting magnetometer having increased bias current tolerance and producing digital output |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057525A JPH06273499A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | ディジタルｓｑｕｉｄ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273499A true JPH06273499A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13058165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5057525A Withdrawn JPH06273499A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | ディジタルｓｑｕｉｄ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5467015A (ja) |
| EP (1) | EP0617295A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06273499A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6362617B1 (en) * | 1994-09-26 | 2002-03-26 | The Boeing Company | Wideband, high dynamic range antenna |
| US5994891A (en) * | 1994-09-26 | 1999-11-30 | The Boeing Company | Electrically small, wideband, high dynamic range antenna having a serial array of optical modulators |
| US5600242A (en) * | 1994-09-26 | 1997-02-04 | The Boeing Company | Electrically small broadband high linear dynamic range deceiver including a plurality of active antenna elements |
| US6239596B1 (en) | 1997-06-09 | 2001-05-29 | Joseph J. Stupak, Jr. | Total magnetic flux measuring device |
| KR20080003006A (ko) * | 2005-04-27 | 2008-01-04 | 프라이베이시스, 인크. | 전자 카드 및 그의 제조방법 |
| US8593141B1 (en) | 2009-11-24 | 2013-11-26 | Hypres, Inc. | Magnetic resonance system and method employing a digital squid |
| US8970217B1 (en) | 2010-04-14 | 2015-03-03 | Hypres, Inc. | System and method for noise reduction in magnetic resonance imaging |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3650062T2 (de) * | 1985-06-07 | 1995-01-19 | Hitachi Ltd | Supraleitende Stromfühlerschaltung. |
| US4947118A (en) * | 1988-11-21 | 1990-08-07 | Fujitsu Limited | Digital squid system adaptive for integrated circuit construction and having high accuracy |
| JPH02257076A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-17 | Fujitsu Ltd | ディジタルスクイド制御方式 |
| JPH0342587A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-22 | Fujitsu Ltd | マルチチャンネルｓｑｕｉｄ磁束計 |
| DE3931441A1 (de) * | 1989-09-21 | 1991-04-04 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Sensor zum messen von magnetischem fluss |
| JP2761067B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1998-06-04 | 富士通株式会社 | 超伝導装置 |
| JP2807518B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1998-10-08 | 富士通株式会社 | 超伝導装置 |
| US5287058A (en) * | 1990-02-15 | 1994-02-15 | Fujitsu Limited | Digital magnetic flux measuring apparatus using superconducting quantum interference device with flux trapping prevention features |
| EP0461742A3 (en) * | 1990-02-15 | 1992-11-19 | Fujitsu Limited | Digital magnetic flux measuring apparatus using superconducting quantum interference device |
| JP2653916B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1997-09-17 | 富士通株式会社 | マルチチャンネルｓｑｕｉｄ磁束計 |
| DE69128162T2 (de) * | 1990-03-20 | 1998-03-12 | Fujitsu Ltd | Mehrkanaliger Squidflussmesser |
| JPH04290276A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-10-14 | Fujitsu Ltd | 超伝導装置 |
| EP0535263B1 (de) * | 1991-09-30 | 1997-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | SQUID-Messeinrichtung mit Mitteln zur Rauschreduktion |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5057525A patent/JPH06273499A/ja not_active Withdrawn
- 1993-09-23 EP EP19930307542 patent/EP0617295A3/en not_active Withdrawn
- 1993-09-24 US US08/125,792 patent/US5467015A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0617295A3 (en) | 1994-10-12 |
| US5467015A (en) | 1995-11-14 |
| EP0617295A2 (en) | 1994-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100339672B1 (ko) | 높은 동적 범위의 디지털 플럭스게이트 자력계 | |
| US5815391A (en) | Current sensing circuit for pulse width modulated motor drive | |
| US4893027A (en) | Proximity switch insensitive to interference fields | |
| GB2120884A (en) | Gradient power supply | |
| US5017871A (en) | Gradient current speed-up circuit for high-speed NMR imaging system | |
| JPH06273499A (ja) | ディジタルｓｑｕｉｄ | |
| JPH0618565B2 (ja) | 変成器結合勾配高速化回路 | |
| US5105153A (en) | Gradient speed-up circuit for nmr system | |
| US5001748A (en) | Ringing signal generator | |
| KR880001710B1 (ko) | 전압 발생 회로 | |
| US5084632A (en) | Asymmetrical signal generator circuit | |
| US5541487A (en) | Driving circuit for stepping motor | |
| JPS634980B2 (ja) | ||
| US4281242A (en) | Balancing apparatus for magnetic circuits employed in data storage and retrieval systems | |
| EP0543507A2 (en) | Circuits and method for the analog-to-digital converter of magnetic flux | |
| JPS5948345B2 (ja) | 磁気制御装置 | |
| US5270703A (en) | Bipolar signal amplification or generation | |
| CA2050215A1 (en) | Bipolar signal amplification or generation | |
| US4876464A (en) | Sampled data circuit | |
| JPH05275995A (ja) | 帰還形パルス幅変調回路 | |
| SU1522386A1 (ru) | Генератор магнитной развертки | |
| SU1115092A1 (ru) | Устройство дл воспроизведени магнитной записи | |
| SU1527667A1 (ru) | Устройство возбуждени вращающегос магнитного пол дл доменной пам ти | |
| SU1506513A1 (ru) | Усилитель мощности | |
| SU384126A1 (ru) | Импульсная магнитомодуляционная головка |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |