JPH0634729A - Output interface circuit of squid flux meter - Google Patents

Output interface circuit of squid flux meter

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JPH0634729A
JPH0634729A JP4194262A JP19426292A JPH0634729A JP H0634729 A JPH0634729 A JP H0634729A JP 4194262 A JP4194262 A JP 4194262A JP 19426292 A JP19426292 A JP 19426292A JP H0634729 A JPH0634729 A JP H0634729A
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JP
Japan
Prior art keywords
pulse
negative
measurement signal
squid
circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4194262A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsuki Inoue
淳樹 井上
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0634729A publication Critical patent/JPH0634729A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To process a measurement signal output from SQUID by synchronizing it with a clock of the same frequency as an alternating current bias electric current for SQUID. CONSTITUTION:A negative pulse of a measurement signal VO is converted to a positive pulse by a negative inversion circuit 3, and it is outputted as a negative inversion pulse VM. As the measurement signal is delayed rather than the negative inversion pulse by a half-cycle delay circuit 4 by half a cycle of an alternating current bias electric current IB for SQUID and it is outputted as a delay pulse VD, it becomes possible for a process circuit 2 to process the negative inversion pulse VM and the delay pulse VD by way of synchronizing with a clock of the same frequency as the alternating current bias electric current IB.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、SQUID磁束計の出
力インタフェース回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output interface circuit of a SQUID magnetometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】SQUID磁束計は、あらゆる磁束計の
中で最も感度が高く、特に、生体から発する磁界の測定
に利用され、臨床応用面からより高特性のSQUID磁
束計が要望されている。
2. Description of the Related Art The SQUID magnetometer has the highest sensitivity among all magnetometers, and is particularly used for measuring the magnetic field emitted from a living body. From the viewpoint of clinical application, a SQUID magnetometer with higher characteristics is desired.

【0003】図8は、従来のSQUID磁束計の回路図
であり(特開昭63−290979号公報、特開昭64
−21378号公報)、SQUID磁束計は、SQUI
DチップSと外部回路とからなる。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional SQUID magnetometer (JP-A-63-290979 and JP-A-64).
-21378), the SQUID magnetometer is SQUID.
It is composed of a D chip S and an external circuit.

【0004】地磁気を打ち消す1次微分型のピックアッ
プコイル10は、SQUID素子12と磁気結合されて
いる。SQUID素子12は、超伝導ループにジョセフ
ソン接合J1とジョセフソン接合J2とが介在されて構
成されている。このSQUID素子12には、例えば周
波数10MHzの交流バイアス電流源14から図9
(A)に示すような交流バイアス電流が供給されてい
る。
The primary differential type pickup coil 10 for canceling the earth magnetism is magnetically coupled to the SQUID element 12. The SQUID element 12 is configured by interposing a Josephson junction J1 and a Josephson junction J2 in a superconducting loop. The SQUID element 12 includes, for example, an AC bias current source 14 having a frequency of 10 MHz from FIG.
An alternating bias current as shown in (A) is supplied.

【0005】一方、書き込みゲート16は、SQUID
素子18に磁気結合線20が近設されている。磁気結合
線20は、その一端がSQUID素子18に接続され、
他端が交流バイアス電流源14の出力端に接続されてい
る。SQUID素子18は、超伝導蓄積ループ22とフ
ィードバックループ24と共に環状に接続されている。
フィードバックループ24は、SQUID素子12と磁
気結合されている。
On the other hand, the write gate 16 has a SQUID
A magnetic coupling wire 20 is provided near the element 18. One end of the magnetic coupling wire 20 is connected to the SQUID element 18,
The other end is connected to the output end of the AC bias current source 14. The SQUID element 18 is annularly connected together with the superconducting storage loop 22 and the feedback loop 24.
The feedback loop 24 is magnetically coupled to the SQUID element 12.

【0006】SQUID素子12がピックアップコイル
10を介して入力磁束を受けると、磁気結合線20には
図9(B)に示すような書き込みパルスが供給され、S
QUID素子18を介して超伝導蓄積ループ22に図9
(C)に示すような磁束ψが蓄積される。この蓄積磁束
ψに比例した磁束がフィードバックループ24を介して
SQUID素子12にフィードバックされ、ピックアッ
プコイル10からの入力磁束を打ち消してSQUID素
子12内の全磁束が0になるように動作点を維持する。
When the SQUID element 12 receives an input magnetic flux via the pickup coil 10, a write pulse as shown in FIG.
In the superconducting storage loop 22 via the QUID element 18, FIG.
The magnetic flux ψ as shown in (C) is accumulated. A magnetic flux proportional to the stored magnetic flux ψ is fed back to the SQUID element 12 via the feedback loop 24, canceling the input magnetic flux from the pickup coil 10 and maintaining the operating point so that the total magnetic flux in the SQUID element 12 becomes zero. .

【0007】図9(B)に示す書き込みパルスにおい
て、正のパルスは、ピックアップコイル10からSQU
ID素子12へ供給される入力磁束とフィードバックル
ープ24からSQUID素子12へ供給される磁束とを
重ね合わせた全磁束が磁束量子だけ増加したときに生
じ、負のパルスは、この全磁束が磁束量子だけ減少(前
記と逆方向の磁束が増加)したときに生ずる。
In the write pulse shown in FIG. 9B, the positive pulse is SQU from the pickup coil 10.
This occurs when the total magnetic flux obtained by superposing the input magnetic flux supplied to the ID element 12 and the magnetic flux supplied from the feedback loop 24 to the SQUID element 12 is increased by the magnetic flux quantum, and a negative pulse is generated by this total magnetic flux. Occurs only when the magnetic flux is decreased (the magnetic flux in the opposite direction is increased).

【0008】書き込みゲート16の入力端から書き込み
パルスが計測信号VO として取り出され、この計測信号
O と、計測信号VO を反転素子26で反転した信号と
が、周波数2fHzのクロックCLKに同期してスイッ
チ素子28で交互に選択されて、計測信号VO の正パル
スをそのままとし負パルスを正パルスとした信号が生成
される。スイッチ素子28からの信号はアップダウンカ
ウンタ30に供給され、その計数値CNは、計測信号V
O の正パルスでインクリメントされ、計測信号VO の負
パルスに対応した正パルスでデクリメントされる。計数
値CNは、蓄積磁束ψ及び入力磁束に比例しており、計
数値CNが磁束の計測値を表している。
[0008] The write pulse from the input terminal of the write gate 16 is taken as a measurement signal V O, and the measurement signal V O, a signal obtained by inverting the measuring signal V O at the inverting element 26, synchronized with the clock CLK frequency 2fHz Then, the signals are alternately selected by the switch element 28 and a signal in which the positive pulse of the measurement signal V O is left unchanged and the negative pulse is a positive pulse is generated. The signal from the switch element 28 is supplied to the up / down counter 30, and its count value CN is the measurement signal V.
O is incremented by a positive pulse of, is decremented by a positive pulse corresponding to the negative pulses of the measurement signal V O. The count value CN is proportional to the stored magnetic flux ψ and the input magnetic flux, and the count value CN represents the measured value of the magnetic flux.

【0009】このようなSQUID磁束計は、1チップ
内に多数の磁束計を並設して磁界分布を測定することが
できるという利点を有する。このワンチップ化により、
室温側回路と低温側SQUIDチップとを接続するケー
ブルの本数が低減して室温側から低温側への熱流入が減
少し、また、チャンネル間のクロストークが減少すると
いう利点もある。
Such a SQUID magnetometer has an advantage that a large number of magnetometers can be arranged in parallel in one chip to measure the magnetic field distribution. By this one-chip,
There are advantages that the number of cables connecting the room temperature circuit and the low temperature side SQUID chip is reduced, the heat inflow from the room temperature side to the low temperature side is reduced, and the crosstalk between channels is reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、周波数が交流
バイアス電流源14のそれの2倍のクロックCLKでア
ップダウンカウンタ30を動作させなければならないの
で、アップダウンカウンタ30の構成が複雑になる。ア
ップダウンカウンタ30が他の処理回路であっても同様
な問題が生ずる。
However, since the up / down counter 30 must be operated with the clock CLK whose frequency is twice that of the AC bias current source 14, the configuration of the up / down counter 30 becomes complicated. Similar problems occur even if the up / down counter 30 is another processing circuit.

【0011】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、SQUIDから出力された計測信号を、SQUID
用交流バイアス電流と同一周波数のクロックに同期して
処理可能とする、SQUID磁束計の出力インタフェー
ス回路を提供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a measurement signal output from the SQUID to the SQUID.
Another object of the present invention is to provide an output interface circuit of a SQUID magnetometer that can perform processing in synchronization with a clock having the same frequency as an AC bias current for use.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段及びその作用】図1は、本
発明に係るSQUID磁束計の出力インタフェース回路
の原理構成を示す。
FIG. 1 shows the principle structure of an output interface circuit of an SQUID magnetometer according to the present invention.

【0013】本発明では、周波数fHzの交流電流IB
でバイアスされたSQUID素子1から交流電流φf
同期した正パルス及び負パルスを有する計測信号VO
取り出される信号線Lと、計測信号VO を処理する処理
回路2との間に接続されるSQUID磁束計の出力イン
タフェース回路において、計測信号VO の負パルスを正
パルスに変換しこれを負反転パルスVM として出力する
負反転回路3と、計測信号VO を負反転パルスVM より
も、交流電流IBの半周期だけ遅延させ、これを遅延パ
ルスVD として出力する半周期遅延回路4とを備えてい
る。
According to the present invention, an alternating current I B having a frequency of fHz is used.
In is connected between the signal line L measured signal V O having a positive pulse and negative pulse in synchronization with the alternating current phi f from the SQUID 1 is biased is taken out, a processing circuit 2 for processing the measurement signal V O In the output interface circuit of the SQUID magnetometer, the negative inverting circuit 3 that converts the negative pulse of the measurement signal V O into a positive pulse and outputs this as a negative inversion pulse V M , and the measurement signal V O from the negative inversion pulse V M Also includes a half-cycle delay circuit 4 that delays the AC current I B by a half cycle and outputs it as a delay pulse V D.

【0014】例えば、交流バイアス電流IB及び計測信
号VO がそれぞれ図2(A)及び(B)に示すような場
合、遅延パルスVD は図2(C)のVD1又は(D)のV
D2のようになり、負反転パルスVM は図2(E)の
M1、(F)のVM2又は(G)のVM3ようになり、処理
回路2は、点線で示すfHzのタイミングで反転パルス
M 及び遅延パルスVD を処理することが可能となる。
すなわち、本発明によれば、従来の半分の周波数のクロ
ックに基づいて、負反転パルスVM 及び遅延パルスVD
を処理することが可能となり、したがって、処理回路2
の構成を簡単にすることが可能となる。
For example, AC bias current IBAnd measurement signal
Issue VOAre shown in Fig. 2 (A) and (B) respectively.
Delay pulse VDIs V in FIG. 2 (C)D1Or V of (D)
D2And the negative inversion pulse VMIn Fig. 2 (E)
VM1, V of (F)M2Or V of (G)M3Will be processed
Circuit 2 has an inversion pulse at the fHz timing shown by the dotted line.
V MAnd delayed pulse VDCan be processed.
That is, according to the present invention, the frequency of half the frequency of the conventional one is used.
The negative inversion pulse VMAnd delayed pulse VD
Can be processed and therefore the processing circuit 2
The configuration can be simplified.

【0015】本発明の第1態様では、負反転回路3は、
例えば図3及び図4に示す如く、周波数2fHzの正パ
ルス電流φ2fが電源入力端に供給されて動作し、計測信
号V O の正パルスを正パルスとして出力し、計測信号V
O の負パルスを正パルスに変換して出力する磁界結合型
論理ゲート34である。
In the first aspect of the present invention, the negative inverting circuit 3 has:
For example, as shown in FIG. 3 and FIG.
Loose current φ2fIs supplied to the power input terminal to operate, and the measurement signal
Issue V OOutput the positive pulse of
OMagnetic coupling type that converts negative pulse of positive to positive pulse and outputs
The logic gate 34.

【0016】この場合、負反転回路3を1個の論理ゲー
トで構成することができるので、構成が簡単になる。
In this case, since the negative inverting circuit 3 can be composed of one logic gate, the structure becomes simple.

【0017】本発明の第2態様では、負反転回路3は、
例えば図3及び図5に示す如く、周波数fHzの交流電
流φfが電源入力端に供給されて動作し、計測信号VO
の正パルスを負パルスに変換して出力し、計測信号VO
の負パルスを正パルスに変換して出力する磁界結合型論
理ゲート34である。
In the second aspect of the present invention, the negative inverting circuit 3 is
For example, as shown in FIGS. 3 and 5, an alternating current φ f having a frequency fHz is supplied to the power supply input terminal to operate, and the measurement signal V o
Positive pulse is converted into a negative pulse output, the measurement signal V O of
Is a magnetic field coupling type logic gate 34 for converting the negative pulse of the above into a positive pulse and outputting it.

【0018】この場合も、負反転回路3を1個の論理ゲ
ートで構成することができるので、構成が簡単になる。
Also in this case, since the negative inverting circuit 3 can be formed by one logic gate, the structure is simplified.

【0019】本発明の第3態様では、半周期遅延回路4
は、例えば図3に示す如く遅延線32である。
In the third aspect of the present invention, the half-cycle delay circuit 4
Is a delay line 32 as shown in FIG.

【0020】この場合、構成が特に簡単になる。In this case, the structure is particularly simple.

【0021】本発明の第4態様では、半周期遅延回路4
は、例えば図6及び図7に示す如く、電流注入型ジョセ
フソンゲート38〜42が複数個縦続接続されて構成さ
れ、各電流注入型ジョセフソンゲートが互いに位相のず
れた周波数fの正パルス電流φ1〜φ3で動作すること
により計測信号VO の正パルスが遅延される。
In the fourth aspect of the present invention, the half-cycle delay circuit 4
6 and 7, for example, a plurality of current injection type Josephson gates 38 to 42 are connected in cascade, and each current injection type Josephson gate has a positive pulse current of frequency f with a phase difference from each other. By operating in φ1 to φ3, the positive pulse of the measurement signal V O is delayed.

【0022】この構成の場合、遅延時間を容易に正確に
定めることができる。
With this configuration, the delay time can be easily and accurately determined.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】[第1実施例]図3は、第1実施例のSQ
UID磁束計を示す。SQUIDチップS及び交流バイ
アス電流源14は、例えば図8と同一構成である。SQ
UIDチップSの書き込みゲートの入力端は、SQUI
DチップSの外部の遅延線32の一端及び磁界結合型論
理ゲート34の入力端に接続されている。
[First Embodiment] FIG. 3 shows the SQ of the first embodiment.
3 shows a UID magnetometer. The SQUID chip S and the AC bias current source 14 have, for example, the same configuration as in FIG. SQ
The input end of the write gate of the UID chip S is SQUI
It is connected to one end of the delay line 32 outside the D chip S and the input end of the magnetic field coupling type logic gate 34.

【0025】遅延線32は、SQUIDチップSの書き
込みゲート16からの計測信号VOを、周波数fHzの
交流バイアス電流IBの半周期だけ遅延させるものであ
り、例えば交流バイアス電流IBが10MHZの場合に
は0.05μsだけ遅延させる。交流バイアス電流IB
及び計測信号VO が図4(A)及び(B)に示すような
場合、遅延線32からの遅延パルスVD1は図4(C)に
示す如くなる。
The delay line 32, a measurement signal V O from the write gate 16 of the SQUID chip S, is intended to delay by the half-period of the AC bias current I B of the frequency fHz, for example AC bias current I B is 10MHZ In this case, it is delayed by 0.05 μs. AC bias current I B
And when the measurement signal V O is as shown in FIGS. 4A and 4B, the delay pulse V D1 from the delay line 32 is as shown in FIG. 4C.

【0026】磁界結合型論理ゲート34は、公知の構成
であり、SQUID素子341、磁界結合線342、抵
抗素子R1〜R3を備え、SQUID素子341はその
ループにジョセフソン接合J6〜J8が介装されてい
る。磁界結合型論理ゲート34は、電流源36から周波
数2fHzの正パルス電流φ2fが電源入力端に供給され
て動作し、入力計測信号VO に対し負反転パルスVM1
出力する。すなわち、磁界結合型論理ゲート34は、図
4に示す如く、正パルス電流φ2fに同期して計測信号V
O の正又は負の1個のパルスに対し1個の正パルスを出
力する。
The magnetic field coupling type logic gate 34 has a known structure and is provided with an SQUID element 341, a magnetic field coupling line 342 and resistance elements R1 to R3, and the SQUID element 341 has Josephson junctions J6 to J8 in its loop. Has been done. The magnetic field coupling type logic gate 34 operates by being supplied with a positive pulse current φ 2f having a frequency of 2 fHz from the current source 36 to the power supply input terminal, and outputs a negative inversion pulse V M1 with respect to the input measurement signal V O. That is, as shown in FIG. 4, the magnetic field coupling type logic gate 34 synchronizes with the positive pulse current φ 2f and outputs the measurement signal V.
One positive pulse is output for each positive or negative pulse of O.

【0027】図3において、遅延線32からの遅延パル
スVD1及び磁界結合型論理ゲート34からの負反転パル
スVM1はそれぞれ、アップダウンカウンタ30Aのアッ
プクロック入力端CKU及びダウンクロック入力端CK
Dに供給される。アップダウンカウンタ30Aは、図4
(F)に示すような周波数fHzのクロックCLKに同
期して計数値CNを、アップクロック入力端CKUが
‘1’のときインクリメントし、ダウンクロック入力端
CKDが‘1’のときデクリメントし、アップクロック
入力端CKU及びダウンクロック入力端CKDが共に
‘1’のときは無視する。これにより、計数値CNは図
4(G)に示す如く変化する。
In FIG. 3, the delay pulse V D1 from the delay line 32 and the negative inversion pulse V M1 from the magnetic field coupling type logic gate 34 are the up clock input terminal CKU and the down clock input terminal CK of the up / down counter 30A, respectively.
Supplied to D. The up / down counter 30A is shown in FIG.
The count value CN is incremented when the up clock input terminal CKU is "1" and decremented when the down clock input terminal CKD is "1" in synchronization with the clock CLK having the frequency fHz as shown in (F). When both the clock input terminal CKU and the down clock input terminal CKD are "1", they are ignored. As a result, the count value CN changes as shown in FIG.

【0028】この第1実施例では、遅延線32及び磁界
結合型論理ゲート34を備えているので、アップダウン
カウンタ30Aは、交流バイアス電流IBと同一周波
数、すなわち従来の半分の周波数のクロックCLKで動
作し、アップダウンカウンタ30Aの構成を簡単にする
ことができる。
In the first embodiment, since the delay line 32 and the magnetic field coupling type logic gate 34 are provided, the up / down counter 30A has the clock CLK having the same frequency as the AC bias current I B , that is, half the conventional frequency. The configuration of the up / down counter 30A can be simplified.

【0029】[第2実施例]第2実施例のSQUID磁
束計は、図3の正パルス電流φ2fを図5(D)に示すよ
うな交流電流φfとする他は、図3と同一構成となって
いる。
[Second Embodiment] The SQUID magnetometer of the second embodiment is the same as that of FIG. 3 except that the positive pulse current φ 2f of FIG. 3 is an alternating current φ f as shown in FIG. 5D. It is composed.

【0030】この場合の磁界結合型論理ゲート34の出
力を負反転パルスVM2とすると、負反転パルスVM2は図
5に示す如く、計測信号VO が負パルスのとき正パルス
となり、計測信号VO が正パルスのとき負パルスとな
る。他の点は、上記第1実施例と同一である。
[0030] When negative inversion pulse V M2 the output of the magnetic-coupled logic gate 34 in this case, negative inversion pulse V M2 is as shown in FIG. 5, the measurement signal V O becomes positive pulse when a negative pulse, the measurement signal When V O is a positive pulse, it becomes a negative pulse. The other points are the same as in the first embodiment.

【0031】この第2実施例においても、アップダウン
カウンタ30Aは交流バイアス電流IBと同一周波数で
動作し、アップダウンカウンタ30Aの構成を簡単にす
ることができる。
Also in the second embodiment, the up / down counter 30A operates at the same frequency as the AC bias current I B, and the structure of the up / down counter 30A can be simplified.

【0032】[第3実施例]図6は、第3実施例のSQ
UID磁束計を示す。このSQUID磁束計は、図3の
遅延線32の代わりに、電流注入型ジョセフソンゲート
38、40及び42を縦続接続したものを用い、図3の
磁界結合型論理ゲート34の代わりに、電流注入型ジョ
セフソンゲート44及び磁界結合型論理ゲート46を縦
続接続したものを用いている。
[Third Embodiment] FIG. 6 shows the SQ of the third embodiment.
3 shows a UID magnetometer. This SQUID magnetometer uses cascaded current injection type Josephson gates 38, 40 and 42 in place of the delay line 32 of FIG. 3, and instead of the magnetic field coupling type logic gate 34 of FIG. Type Josephson gate 44 and magnetic field coupling type logic gate 46 are connected in cascade.

【0033】電流注入型ジョセフソンゲート38〜44
は互いに同一構成であって、例えばMVTLゲート(可
変しきい値型論理ゲート)である。電流注入型ジョセフ
ソンゲート38は例えば、SQUID素子381、磁界
結合線382及び抵抗素子R4〜R6を備え、SQUI
D素子381はそのループにジョセフソン接合J9とJ
10が介在し、SQUID素子381と抵抗素子R5と
の間の接続線にジョセフソン接合J11が介在してい
る。一方、磁界結合型論理ゲート46は、図3の磁界結
合型論理ゲート34と同一構成となっている。
Current injection type Josephson gates 38-44
Have the same configuration as each other and are, for example, MVTL gates (variable threshold type logic gates). The current injection type Josephson gate 38 includes, for example, a SQUID element 381, a magnetic field coupling line 382, and resistance elements R4 to R6, and SQUID.
The D element 381 has Josephson junctions J9 and J in its loop.
10 is interposed, and the Josephson junction J11 is interposed in the connection line between the SQUID element 381 and the resistance element R5. On the other hand, the magnetic field coupling type logic gate 46 has the same configuration as the magnetic field coupling type logic gate 34 of FIG.

【0034】電流注入型ジョセフソンゲート38、40
及び42の電源入力端にはそれぞれ、図7(C)、
(D)及び(E)に示すような位相が互いに120°ず
れた3相の正パルス電流φ1、φ2及びφ3が供給され
る。また、電流注入型ジョセフソンゲート44の電源入
力端には負パルス電流*φ1が供給される。負パルス電
流*φ1は、図7(F)に示す如く、正パルス電流φ1
が正のとき0、正パルス電流φ1が0のとき負となって
いる。
Current injection type Josephson gates 38, 40
7 and (C) at the power input terminals of 42 and 42, respectively.
Three-phase positive pulse currents φ1, φ2, and φ3 having phases different from each other by 120 ° as shown in (D) and (E) are supplied. A negative pulse current * φ1 is supplied to the power supply input terminal of the current injection type Josephson gate 44. The negative pulse current * φ1 is the positive pulse current φ1 as shown in FIG.
Is 0 when is positive, and is negative when the positive pulse current φ1 is 0.

【0035】電流注入型ジョセフソンゲート38〜44
は、電源電流が正のときに、入力される正パルスを電源
電流が正の間保持して出力し、電源電流が負のときに、
入力される負パルスを電源電流が負の間保持して出力す
る。
Current injection type Josephson gates 38-44
When the power supply current is positive, the input positive pulse is held and output while the power supply current is positive, and when the power supply current is negative,
The input negative pulse is held and output while the power supply current is negative.

【0036】図7中の点線斜線部は、正パルス電流φ1
〜φ3のうちの2つが共に正となる部分であり、この部
分で信号が伝達される。したがって、交流バイアス電流
B及び計測信号VO が図7(A)及び(B)に示すよ
うな場合、計測信号VO の正パルスのみが電流注入型ジ
ョセフソンゲート38、40及び42で遅延されながら
移動し、電流注入型ジョセフソンゲート42から出力さ
れる遅延パルスVD2は図7(G)に示す如くなる。
The hatched portion in FIG. 7 is the positive pulse current φ1.
Two of [phi] 3 are positive, and signals are transmitted in this part. Therefore, when the AC bias current I B and the measurement signal V O are as shown in FIGS. 7A and 7B, only the positive pulse of the measurement signal V O is delayed by the current injection type Josephson gates 38, 40 and 42. The delayed pulse V D2 that moves while being moved and is output from the current injection type Josephson gate 42 becomes as shown in FIG. 7 (G).

【0037】一方、電流注入型ジョセフソンゲート44
は、負パルス電流*φ1が負のとき計測信号VO の負パ
ルスのみを保持して出力し、この負パルスは、正パルス
電流φ3に同期して磁界結合型論理ゲート46で正パル
スに変換される。したがって、磁界結合型論理ゲート4
6から出力される負反転パルスVM3は、図7(H)に示
す如くなる。
On the other hand, current injection type Josephson gate 44
Holds and outputs only the negative pulse of the measurement signal V O when the negative pulse current * φ1 is negative, and this negative pulse is converted into a positive pulse by the magnetic field coupling type logic gate 46 in synchronization with the positive pulse current φ3. To be done. Therefore, the magnetic field coupling type logic gate 4
The negative inversion pulse V M3 output from 6 is as shown in FIG.

【0038】アップダウンカウンタ30Aは、図7
(I)に示すような周波数fHzのクロックCLKに同
期して、上記第1実施例と同様に計数し、その計数値C
Nは図7(J)に示す如く変化する。
The up / down counter 30A is shown in FIG.
In synchronization with a clock CLK having a frequency fHz as shown in (I), counting is performed in the same manner as in the first embodiment, and the count value C is obtained.
N changes as shown in FIG.

【0039】この第3実施例においても、アップダウン
カウンタ30Aは交流バイアス電流IBと同一周波数で
動作し、アップダウンカウンタ30Aの構成を簡単にす
ることができる。
Also in the third embodiment, the up / down counter 30A operates at the same frequency as the AC bias current I B, and the structure of the up / down counter 30A can be simplified.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るSQU
ID磁束計の出力インタフェース回路では、負反転回路
により計測信号の負パルスを正パルスに変換しこれを負
反転パルスとして出力し、半周期遅延回路により計測信
号を負反転パルスよりも、SQUID用交流バイアス電
流の半周期だけ遅延させこれを遅延パルスとして出力す
るので、処理回路は、該交流バイアス電流と同一周波数
のクロックに同期して該負反転パルス及び該遅延パルス
を処理することが可能となるという効果を奏し、計測信
号処理回路の構成の簡単化に寄与するところが大きい。
As described above, the SQU according to the present invention
In the output interface circuit of the ID magnetometer, the negative inversion circuit converts the negative pulse of the measurement signal into a positive pulse and outputs it as a negative inversion pulse, and the half-cycle delay circuit outputs the measurement signal to the SQUID AC instead of the negative inversion pulse. Since the bias current is delayed by a half cycle and output as a delay pulse, the processing circuit can process the negative inversion pulse and the delayed pulse in synchronization with a clock having the same frequency as the AC bias current. This has the effect of contributing to the simplification of the configuration of the measurement signal processing circuit.

【0041】本発明の第1態様及び第2態様のいずれ
も、負反転回路を1個の論理ゲートで構成することがで
きるので、構成が簡単になるという効果を奏する。
In both the first aspect and the second aspect of the present invention, the negative inverting circuit can be configured by one logic gate, so that the configuration is simplified.

【0042】本発明の第3態様では、半周期遅延回路を
遅延線で構成するので、構成が特に簡単になるという効
果を奏する。
In the third aspect of the present invention, the half-cycle delay circuit is composed of the delay line, so that the structure is particularly simple.

【0043】本発明の第4態様では、半周期遅延回路
を、電流注入型ジョセフソンゲートを複数個縦続接続し
て構成し、各電流注入型ジョセフソンゲートを、上記交
流バイアス電流と同一周波数の、互いに位相のずれた正
パルス電流で動作させることにより、計測信号の正パル
スを遅延させるので、遅延時間を容易に正確に定めるこ
とができるという効果を奏する。
In the fourth aspect of the present invention, the half-cycle delay circuit is constructed by connecting a plurality of current injection type Josephson gates in cascade, and each current injection type Josephson gate has the same frequency as the AC bias current. Since the positive pulse of the measurement signal is delayed by operating the positive pulse currents whose phases are shifted from each other, the delay time can be easily and accurately determined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るSQUID磁束計の出力インタフ
ェース回路の原理構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a principle configuration of an output interface circuit of an SQUID magnetometer according to the present invention.

【図2】図1の回路動作を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the circuit of FIG.

【図3】本発明の第1実施例のSQUID磁束計の回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the SQUID magnetometer of the first embodiment of the present invention.

【図4】図3の回路の動作を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of the circuit of FIG.

【図5】本発明の第2実施例のSQUID磁束計の回路
動作を示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing the circuit operation of the SQUID magnetometer of the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施例のSQUID磁束計の回路
図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of an SQUID magnetometer according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6の回路の動作を示す波形図である。7 is a waveform chart showing the operation of the circuit of FIG.

【図8】従来のSQUID磁束計の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional SQUID magnetometer.

【図9】図8の回路の動作を示す波形図である。9 is a waveform chart showing the operation of the circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ピックアップコイル 12、18、341、381 SQUID素子 14 交流バイアス電流源 16 書き込みゲート 20 磁気結合線 22 超伝導蓄積ループ 24 フィードバックループ 30、30A アップダウンカウンタ 32 遅延線 34 磁界結合型論理ゲート 36 電流源 S SQUIDチップ 10 Pickup Coil 12, 18, 341, 381 SQUID Element 14 AC Bias Current Source 16 Write Gate 20 Magnetic Coupling Line 22 Superconducting Storage Loop 24 Feedback Loop 30, 30A Up / Down Counter 32 Delay Line 34 Magnetic Field Coupling Logic Gate 36 Current Source S SQUID chip

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周波数fHzの交流電流(IB)でバイ
アスされたSQUID素子(1)から該交流電流に同期
した正パルス及び負パルスを有する計測信号(VO )が
取り出される信号線(L)と、該計測信号を処理する処
理回路(2)との間に接続されるSQUID磁束計の出
力インタフェース回路において、 該計測信号の負パルスを正パルスに変換しこれを負反転
パルス(VM )として出力する負反転回路(3)と、 該計測信号を該負反転パルスよりも、該交流電流の半周
期だけ遅延させ、これを遅延パルス(VD )として出力
する半周期遅延回路(4)と、 を有し、該処理回路は、周波数fHzのクロックに基づ
いて該負反転パルス及び該遅延パルスを処理することを
特徴とするSQUID磁束計の出力インタフェース回
路。
1. A signal line frequency fHz of the alternating current (I B) in the measurement signal having a positive pulse and negative pulse synchronized from biased SQUID element (1) in the AC current (V O) is taken out (L ) and, at the output interface circuit of the SQUID fluxmeter connected between the processing circuit (2) treating the measurement signal, a negative pulse positive pulse convert to this negative inversion pulse (V M of the measurement signal ), And a half-cycle delay circuit (4) that delays the measurement signal by a half cycle of the alternating current than the negative inversion pulse and outputs this as a delay pulse (V D ). ) And, the processing circuit processes the negative inversion pulse and the delayed pulse based on a clock of frequency fHz, and an output interface circuit of the SQUID magnetometer.
【請求項2】 前記負反転回路(3)は、周波数2fH
zの正パルス電流(φ2f)が電源入力端に供給されて動
作し、前記計測信号(VO )の正パルスを正パルスとし
て出力し、該計測信号の負パルスを正パルスに変換して
出力する磁界結合型論理ゲート(34)であることを特
徴とする請求項1記載のSQUID磁束計の出力インタ
フェース回路。
2. The negative inverting circuit (3) has a frequency of 2fH.
A positive pulse current (φ 2f ) of z is supplied to the power supply input terminal to operate, the positive pulse of the measurement signal (V O ) is output as a positive pulse, and the negative pulse of the measurement signal is converted into a positive pulse. The output interface circuit of the SQUID magnetometer according to claim 1, which is a magnetic field coupling type logic gate (34) for outputting.
【請求項3】 前記負反転回路(3)は、周波数fHz
の交流電流(φf)が電源入力端に供給されて動作し、
前記計測信号(VO )の正パルスを負パルスに変換して
出力し、該計測信号の負パルスを正パルスに変換して出
力する磁界結合型論理ゲート(34)であることを特徴
とする請求項1記載のSQUID磁束計の出力インタフ
ェース回路。
3. The negative inverting circuit (3) has a frequency fHz.
AC current (φ f ) is supplied to the power input terminal to operate,
It is a magnetic field coupling type logic gate (34) which converts a positive pulse of the measurement signal (V O ) into a negative pulse and outputs the negative pulse, and converts a negative pulse of the measurement signal into a positive pulse and outputs the positive pulse. An output interface circuit of the SQUID magnetometer according to claim 1.
【請求項4】 前記半周期遅延回路(4)は、遅延線
(32)であることを特徴とする請求項1乃至3のいず
れか1つに記載のSQUID磁束計の出力インタフェー
ス回路
4. The output interface circuit of the SQUID magnetometer according to claim 1, wherein the half-cycle delay circuit (4) is a delay line (32).
【請求項5】 前記半周期遅延回路(4)は、電流注入
型ジョセフソンゲート(38〜42)が複数個縦続接続
されて構成され、各該電流注入型ジョセフソンゲートが
互いに位相のずれた周波数fの正パルス電流(φ1〜φ
3)で動作することにより前記計測信号(VO )の正パ
ルスが遅延されることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれか1つに記載のSQUID磁束計の出力インタフェ
ース回路。
5. The half-cycle delay circuit (4) is formed by cascade-connecting a plurality of current injection type Josephson gates (38 to 42), and the current injection type Josephson gates are out of phase with each other. Positive pulse current of frequency f (φ1 to φ
The output interface circuit of the SQUID magnetometer according to claim 1, wherein the positive pulse of the measurement signal (V O ) is delayed by operating in 3).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022508812A (en) * 2018-11-13 2022-01-19 ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション Superconducting transmission line driver system

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