JPH07260911A - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁束計Info
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- JPH07260911A JPH07260911A JP6075431A JP7543194A JPH07260911A JP H07260911 A JPH07260911 A JP H07260911A JP 6075431 A JP6075431 A JP 6075431A JP 7543194 A JP7543194 A JP 7543194A JP H07260911 A JPH07260911 A JP H07260911A
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- negative feedback
- squid
- feedback
- negative
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正帰還回路を有するＳＱＵＩＤ磁束計におい
て、ダイナミックレンジ特性を向上させたＳＱＵＩＤ磁
束計を提供する。 【構成】 相互インダクタンスＭp によりＳＱＵＩＤ１
に正帰還を付与する正帰還コイルＬ1 を含む正帰還回路
３と、相互インダクタンスＭn によりＳＱＵＩＤ１に負
帰還を付与する負帰還コイルＬ2 を含む負帰還回路４を
ＳＱＵＩＤ１の出力端子Ｔ1 ，Ｔ2 に並列接続し、負帰
還制御回路１３を備えたＳＱＵＩＤ磁束計であって、負
帰還制御回路１３は、ＳＱＵＩＤ１に入力される磁束の
周波数又は振幅に応じてＳＱＵＩＤ１に対する帰還の極
性と量を制御するため、負帰還回路４内のＦＥＴ２を流
れる負帰還電流の量を制御する。
て、ダイナミックレンジ特性を向上させたＳＱＵＩＤ磁
束計を提供する。 【構成】 相互インダクタンスＭp によりＳＱＵＩＤ１
に正帰還を付与する正帰還コイルＬ1 を含む正帰還回路
３と、相互インダクタンスＭn によりＳＱＵＩＤ１に負
帰還を付与する負帰還コイルＬ2 を含む負帰還回路４を
ＳＱＵＩＤ１の出力端子Ｔ1 ，Ｔ2 に並列接続し、負帰
還制御回路１３を備えたＳＱＵＩＤ磁束計であって、負
帰還制御回路１３は、ＳＱＵＩＤ１に入力される磁束の
周波数又は振幅に応じてＳＱＵＩＤ１に対する帰還の極
性と量を制御するため、負帰還回路４内のＦＥＴ２を流
れる負帰還電流の量を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＱＵＩＤ（Supercon
ducting Quantum Interference Device ：超伝導量子干
渉デバイス）を使用して磁場を計測するＳＱＵＩＤ磁束
計に係わり、さらに詳しくは、耐ノイズ性能を向上させ
たＳＱＵＩＤ磁束計に関する。ここに、ＳＱＵＩＤと
は、液体ヘリウムや液体窒素等により断熱容器（クライ
オスタット等）内で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
ープに直流電流をバイアス電流として印加して駆動し、
この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を結合して印加する
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弱な変化を出力電圧の大きな変
化に変換するトランスデューサとして動作することを利
用して、微小磁束変化を測定する素子である。
ducting Quantum Interference Device ：超伝導量子干
渉デバイス）を使用して磁場を計測するＳＱＵＩＤ磁束
計に係わり、さらに詳しくは、耐ノイズ性能を向上させ
たＳＱＵＩＤ磁束計に関する。ここに、ＳＱＵＩＤと
は、液体ヘリウムや液体窒素等により断熱容器（クライ
オスタット等）内で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
ープに直流電流をバイアス電流として印加して駆動し、
この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を結合して印加する
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弱な変化を出力電圧の大きな変
化に変換するトランスデューサとして動作することを利
用して、微小磁束変化を測定する素子である。
【０００２】
【従来の技術】従来、２個のジョセフソン接合を含むｄ
ｃ−ＳＱＵＩＤ磁束計としては、低温環境（冷却系）を
維持するための冷却剤である液体ヘリウムを貯めておく
断熱格納容器であるデュワー（又はクライオスタット）
と、液体ヘリウム中で動作するＳＱＵＩＤプローブと、
室温で動作するアンプ（増幅器）及びコントローラを備
えて構成され、液体ヘリウム中のＳＱＵＩＤプローブと
室温のアンプとは同軸ケーブルで接続されて構成された
ものが知られている。このようなＳＱＵＩＤ磁束計は磁
束分解能が１０-5φo ／Ｈｚ1/2 （左式においてφo は
磁束量子を示す）と、非常に高感度であり、また、ＳＱ
ＵＩＤの応答は非常に早く、数GHz （ギガヘルツ）ない
し数１０GHz で動作するのが特徴である。一方、ＳＱＵ
ＩＤに正帰還回路を付加し、磁場測定感度を向上させる
技術により、簡単な回路構成で低雑音の磁束計が実現可
能となった（D. Drung, R.Cantor, M.Peters, T.Ryhane
n, and H. Koch, "INTEGRATED dcSQUID MAGNETOMETER W
ITH HIGH dV/dB", JEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, V
OL. 27, NO. 2, MARCH 1991 参照）。図４は正帰還回路
を付加したＳＱＵＩＤの構成を示す図であり、図５は図
４の回路の特性図である。図４に示すように、このＳＱ
ＵＩＤ１１は２個のジョセフソン接合Ｊ3 ，Ｊ4 を有
し、ＳＱＵＩＤ１１に並列に抵抗Ｒ4 と相互インダクタ
ンスＭp3の正帰還コイルＬ4 が接続されている。このよ
うな構成により、図５に示すように、動作点ｄにおける
磁束電圧変換率（点ｄにおける波形の傾き）は正帰還を
施さない細線の場合に比べ正帰還を施した太線の方が大
きくなっている。図６は、上記のような正帰還回路を付
加したＳＱＵＩＤを用いて磁場を測定するＳＱＵＩＤ磁
束計の構成における直接帰還型のＦＬＬ（Flux Locked
Loop：磁束ロックループ）回路と、ｄｃ−ＳＱＵＩＤの
接続関係を示すもので、図中２１は２個のジョセフソン
接合Ｊ5 ，Ｊ6 を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ、抵抗Ｒ5 と
正帰還コイルＬ5 はこのＳＱＵＩＤに対する正帰還回
路、２２は磁束ロック用負帰還コイル、２５はＳＱＵＩ
Ｄ２１に対し入力インピーダンスの大きなプリアンプ、
２４はＳＱＵＩＤ２１にバイアス電流を供給するバイア
ス電流供給源、２６はプリアンプ２５からの出力を積分
する積分器、２７は負帰還回路で電流源である。プリア
ンプ２５と積分器２６とフィードバック回路２７とＳＱ
ＵＩＤ２１はＦＬＬ回路を構成する。プリアンプ２５の
出力は積分器２６で参照電位２８と比較され、積分器２
６の出力を磁束ロック用負帰還コイル２２に加算してネ
ガティブフィードバックすると、Φ−Ｖ曲線上の動作点
（例えば、図５上のｄ点）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。上記の動作点ｄは、参照電位２８にて
設定され、通常、Φ−Ｖ曲線の傾きが最も急峻な点（例
えば傾斜の中点）である。
ｃ−ＳＱＵＩＤ磁束計としては、低温環境（冷却系）を
維持するための冷却剤である液体ヘリウムを貯めておく
断熱格納容器であるデュワー（又はクライオスタット）
と、液体ヘリウム中で動作するＳＱＵＩＤプローブと、
室温で動作するアンプ（増幅器）及びコントローラを備
えて構成され、液体ヘリウム中のＳＱＵＩＤプローブと
室温のアンプとは同軸ケーブルで接続されて構成された
ものが知られている。このようなＳＱＵＩＤ磁束計は磁
束分解能が１０-5φo ／Ｈｚ1/2 （左式においてφo は
磁束量子を示す）と、非常に高感度であり、また、ＳＱ
ＵＩＤの応答は非常に早く、数GHz （ギガヘルツ）ない
し数１０GHz で動作するのが特徴である。一方、ＳＱＵ
ＩＤに正帰還回路を付加し、磁場測定感度を向上させる
技術により、簡単な回路構成で低雑音の磁束計が実現可
能となった（D. Drung, R.Cantor, M.Peters, T.Ryhane
n, and H. Koch, "INTEGRATED dcSQUID MAGNETOMETER W
ITH HIGH dV/dB", JEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, V
OL. 27, NO. 2, MARCH 1991 参照）。図４は正帰還回路
を付加したＳＱＵＩＤの構成を示す図であり、図５は図
４の回路の特性図である。図４に示すように、このＳＱ
ＵＩＤ１１は２個のジョセフソン接合Ｊ3 ，Ｊ4 を有
し、ＳＱＵＩＤ１１に並列に抵抗Ｒ4 と相互インダクタ
ンスＭp3の正帰還コイルＬ4 が接続されている。このよ
うな構成により、図５に示すように、動作点ｄにおける
磁束電圧変換率（点ｄにおける波形の傾き）は正帰還を
施さない細線の場合に比べ正帰還を施した太線の方が大
きくなっている。図６は、上記のような正帰還回路を付
加したＳＱＵＩＤを用いて磁場を測定するＳＱＵＩＤ磁
束計の構成における直接帰還型のＦＬＬ（Flux Locked
Loop：磁束ロックループ）回路と、ｄｃ−ＳＱＵＩＤの
接続関係を示すもので、図中２１は２個のジョセフソン
接合Ｊ5 ，Ｊ6 を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ、抵抗Ｒ5 と
正帰還コイルＬ5 はこのＳＱＵＩＤに対する正帰還回
路、２２は磁束ロック用負帰還コイル、２５はＳＱＵＩ
Ｄ２１に対し入力インピーダンスの大きなプリアンプ、
２４はＳＱＵＩＤ２１にバイアス電流を供給するバイア
ス電流供給源、２６はプリアンプ２５からの出力を積分
する積分器、２７は負帰還回路で電流源である。プリア
ンプ２５と積分器２６とフィードバック回路２７とＳＱ
ＵＩＤ２１はＦＬＬ回路を構成する。プリアンプ２５の
出力は積分器２６で参照電位２８と比較され、積分器２
６の出力を磁束ロック用負帰還コイル２２に加算してネ
ガティブフィードバックすると、Φ−Ｖ曲線上の動作点
（例えば、図５上のｄ点）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。上記の動作点ｄは、参照電位２８にて
設定され、通常、Φ−Ｖ曲線の傾きが最も急峻な点（例
えば傾斜の中点）である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構成では低雑音のＳＱＵＩＤ磁束計が実現できるが、図
５に示すように磁束電圧変換率を向上させるために正帰
還を施して特性曲線の傾きを急にすることにより、ダイ
ナミックレンジ（線形が保持される入力磁束の範囲）は
図５中の正帰還を施す場合のΦ1 からΦ2 と、その範囲
は小さくなる。このようにダイナミッックレンジが縮小
することにより、ＳＱＵＩＤ制御回路の周波数特性の範
囲内の磁束入力に対しては零位法が成立するが、制御回
路が応答できないような高周波で大振幅の磁気入力に対
しては制御が外れてしまう、という問題点があった。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、正帰還回路を有するＳＱＵＩＤ磁束計において、
ダイナミックレンジ特性を向上させたＳＱＵＩＤ磁束計
を提供することを目的とする。
構成では低雑音のＳＱＵＩＤ磁束計が実現できるが、図
５に示すように磁束電圧変換率を向上させるために正帰
還を施して特性曲線の傾きを急にすることにより、ダイ
ナミックレンジ（線形が保持される入力磁束の範囲）は
図５中の正帰還を施す場合のΦ1 からΦ2 と、その範囲
は小さくなる。このようにダイナミッックレンジが縮小
することにより、ＳＱＵＩＤ制御回路の周波数特性の範
囲内の磁束入力に対しては零位法が成立するが、制御回
路が応答できないような高周波で大振幅の磁気入力に対
しては制御が外れてしまう、という問題点があった。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、正帰還回路を有するＳＱＵＩＤ磁束計において、
ダイナミックレンジ特性を向上させたＳＱＵＩＤ磁束計
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、本願の第１の発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、相互
インダクタンスによりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する正
帰還コイルを含む正帰還回路と、相互インダクタンスに
よりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰還コイルを含む
負帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力端子に並列接続
し、負帰還制御手段を備えたＳＱＵＩＤ磁束計であっ
て、前記負帰還制御手段が、前記ＳＱＵＩＤに入力され
る磁束の周波数又は振幅に応じて前記ＳＱＵＩＤに対す
る帰還の極性と量を制御するように構成される。また、
本願の第２の発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、相互イン
ダクタンスによりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する正帰還
コイルを含む正帰還回路と、相互インダクタンスにより
ＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰還コイルおよび当該
負帰還コイルに直列接続される電流制御手段を含む負帰
還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力端子に並列接続し、
負帰還制御回路を備えたＳＱＵＩＤ磁束計であって、前
記負帰還制御回路が、前記ＳＱＵＩＤの出力信号に応じ
て負帰還制御信号を送出し、前記電流制御手段が前記負
帰還制御信号に基づき前記負帰還コイルを流れる負帰還
電流の量を制御するように構成される。また、本願の第
３の発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、相互インダクタン
スＭpによりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する正帰還コイ
ルおよび当該正帰還コイルに直列接続され抵抗値Ｒp の
正帰還抵抗を含む正帰還回路と、相互インダクタンスＭ
n によりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰還コイルお
よび当該負帰還コイルに直列接続され抵抗値Ｒn の電流
制御手段を含む負帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力
端子に並列接続し、負帰還制御回路を備えたＳＱＵＩＤ
磁束計であって、前記負帰還制御回路が、前記ＳＱＵＩ
Ｄの出力信号に応じて負帰還制御信号を送出し、前記電
流制御手段は前記負帰還制御信号に基づき前記負帰還コ
イルを流れる負帰還電流の量を制御し、前記ＳＱＵＩＤ
の磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦとし、実効的な磁束電圧
変換率をｄＶ／ｄΦexとしたとき、当該実効的な磁束電
圧変換率ｄＶ／ｄΦexが下式
め、本願の第１の発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、相互
インダクタンスによりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する正
帰還コイルを含む正帰還回路と、相互インダクタンスに
よりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰還コイルを含む
負帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力端子に並列接続
し、負帰還制御手段を備えたＳＱＵＩＤ磁束計であっ
て、前記負帰還制御手段が、前記ＳＱＵＩＤに入力され
る磁束の周波数又は振幅に応じて前記ＳＱＵＩＤに対す
る帰還の極性と量を制御するように構成される。また、
本願の第２の発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、相互イン
ダクタンスによりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する正帰還
コイルを含む正帰還回路と、相互インダクタンスにより
ＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰還コイルおよび当該
負帰還コイルに直列接続される電流制御手段を含む負帰
還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力端子に並列接続し、
負帰還制御回路を備えたＳＱＵＩＤ磁束計であって、前
記負帰還制御回路が、前記ＳＱＵＩＤの出力信号に応じ
て負帰還制御信号を送出し、前記電流制御手段が前記負
帰還制御信号に基づき前記負帰還コイルを流れる負帰還
電流の量を制御するように構成される。また、本願の第
３の発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計は、相互インダクタン
スＭpによりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する正帰還コイ
ルおよび当該正帰還コイルに直列接続され抵抗値Ｒp の
正帰還抵抗を含む正帰還回路と、相互インダクタンスＭ
n によりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰還コイルお
よび当該負帰還コイルに直列接続され抵抗値Ｒn の電流
制御手段を含む負帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力
端子に並列接続し、負帰還制御回路を備えたＳＱＵＩＤ
磁束計であって、前記負帰還制御回路が、前記ＳＱＵＩ
Ｄの出力信号に応じて負帰還制御信号を送出し、前記電
流制御手段は前記負帰還制御信号に基づき前記負帰還コ
イルを流れる負帰還電流の量を制御し、前記ＳＱＵＩＤ
の磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦとし、実効的な磁束電圧
変換率をｄＶ／ｄΦexとしたとき、当該実効的な磁束電
圧変換率ｄＶ／ｄΦexが下式
【数２】 となるように前記ＳＱＵＩＤに対する帰還の極性と量を
制御するように構成される。上記において、前記電流制
御手段は電界効果トランジスタを備え、前記負帰還制御
回路は当該電界効果トランジスタのゲートに接続され前
記ＳＱＵＩＤの出力信号に応じて前記負帰還コイルを流
れる負帰還電流の量を制御するように構成してもよい。
また、上記において、前記負帰還コイルは、磁束ロック
ループのための磁束負帰還も行うように構成してもよ
い。
制御するように構成される。上記において、前記電流制
御手段は電界効果トランジスタを備え、前記負帰還制御
回路は当該電界効果トランジスタのゲートに接続され前
記ＳＱＵＩＤの出力信号に応じて前記負帰還コイルを流
れる負帰還電流の量を制御するように構成してもよい。
また、上記において、前記負帰還コイルは、磁束ロック
ループのための磁束負帰還も行うように構成してもよ
い。
【０００５】
【作用】上記構成を有する本発明によれば、ＳＱＵＩＤ
に対し、正帰還回路と、電流制御手段を含む負帰還回路
とを組み合せて付加し、ＳＱＵＩＤ出力値に応じて負帰
還回路内の電流制御手段を制御するなどにより、入力磁
束に対しアダプティブに制御系を制御することが可能と
なる。具体的には、相互インダクタンスＭp によりＳＱ
ＵＩＤに正帰還を付与する正帰還コイルおよび当該正帰
還コイルに直列接続され抵抗値Ｒp の正帰還抵抗を含む
正帰還回路と、相互インダクタンスＭn によりＳＱＵＩ
Ｄに負帰還を付与する負帰還コイルおよび当該負帰還コ
イルに直列接続され抵抗値Ｒn の電流制御手段を含む負
帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力端子に並列接続
し、負帰還制御回路を備え、前記負帰還制御回路が、前
記ＳＱＵＩＤの出力信号に応じて負帰還制御信号を送出
し、前記電流制御手段が前記負帰還制御信号に基づき前
記負帰還コイルを流れる負帰還電流の量を制御し、前記
ＳＱＵＩＤの磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦとし、実効的
な磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦexとしたとき、当該実効
的な磁束電圧変換率ｄＶ／ｄΦexが下式
に対し、正帰還回路と、電流制御手段を含む負帰還回路
とを組み合せて付加し、ＳＱＵＩＤ出力値に応じて負帰
還回路内の電流制御手段を制御するなどにより、入力磁
束に対しアダプティブに制御系を制御することが可能と
なる。具体的には、相互インダクタンスＭp によりＳＱ
ＵＩＤに正帰還を付与する正帰還コイルおよび当該正帰
還コイルに直列接続され抵抗値Ｒp の正帰還抵抗を含む
正帰還回路と、相互インダクタンスＭn によりＳＱＵＩ
Ｄに負帰還を付与する負帰還コイルおよび当該負帰還コ
イルに直列接続され抵抗値Ｒn の電流制御手段を含む負
帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力端子に並列接続
し、負帰還制御回路を備え、前記負帰還制御回路が、前
記ＳＱＵＩＤの出力信号に応じて負帰還制御信号を送出
し、前記電流制御手段が前記負帰還制御信号に基づき前
記負帰還コイルを流れる負帰還電流の量を制御し、前記
ＳＱＵＩＤの磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦとし、実効的
な磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦexとしたとき、当該実効
的な磁束電圧変換率ｄＶ／ｄΦexが下式
【数３】 となるように前記ＳＱＵＩＤに対する帰還の極性と量を
制御する。したがって、ダイナミックレンジの小さな微
小振幅の磁気信号を扱う場合には正帰還量を大きくし正
帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を増大させて
ダイナミックレンジを狭め、ダイナミックレンジの大き
な大振幅の磁気信号を扱う場合には負帰還量を大きくし
負帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を減少させ
てダイナミックレンジを拡大することができる。したが
って、入力磁束の振幅に応じてＳＱＵＩＤの応答を制御
することができる。また、上記の負帰還回路は冷却系内
に置かれているので、ノイズの増加は少ない。また、パ
ッシブな要素で負帰還をかけるので、ＳＱＵＩＤに磁束
ロックをかける磁束ロックループ用負帰還回路であるＦ
ＬＬ回路で制御される速度よりも高速で制御することが
できる。また、上記において、負帰還コイルを、磁束ロ
ックループのための磁束負帰還も行うように兼用させれ
ば、回路構成をシンプル化することができる。
制御する。したがって、ダイナミックレンジの小さな微
小振幅の磁気信号を扱う場合には正帰還量を大きくし正
帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を増大させて
ダイナミックレンジを狭め、ダイナミックレンジの大き
な大振幅の磁気信号を扱う場合には負帰還量を大きくし
負帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を減少させ
てダイナミックレンジを拡大することができる。したが
って、入力磁束の振幅に応じてＳＱＵＩＤの応答を制御
することができる。また、上記の負帰還回路は冷却系内
に置かれているので、ノイズの増加は少ない。また、パ
ッシブな要素で負帰還をかけるので、ＳＱＵＩＤに磁束
ロックをかける磁束ロックループ用負帰還回路であるＦ
ＬＬ回路で制御される速度よりも高速で制御することが
できる。また、上記において、負帰還コイルを、磁束ロ
ックループのための磁束負帰還も行うように兼用させれ
ば、回路構成をシンプル化することができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図１に示すＳＱＵＩＤ磁束計は、２個のジョセフソ
ン接合Ｊ1 ，Ｊ2 を有するＳＱＵＩＤ１の出力側端子Ｔ
1とＴ2 の間に抵抗Ｒ1 と正帰還コイルＬ1 とからなる
正帰還回路３と、電流制御手段であるＦＥＴ（Field-Ef
fect Transistor ：電界効果トランジスタ）２と負帰還
コイルＬ2 とからなる第１負帰還回路４を並列接続して
構成されている。上記の正帰還回路３において、抵抗Ｒ
1 と正帰還コイルＬ1 は直列に接続されており、上記の
第１負帰還回路４において、ＦＥＴ２のドレインＤおよ
びソースＳと負帰還コイルＬ2 は直列に接続されてい
る。
る。図１に示すＳＱＵＩＤ磁束計は、２個のジョセフソ
ン接合Ｊ1 ，Ｊ2 を有するＳＱＵＩＤ１の出力側端子Ｔ
1とＴ2 の間に抵抗Ｒ1 と正帰還コイルＬ1 とからなる
正帰還回路３と、電流制御手段であるＦＥＴ（Field-Ef
fect Transistor ：電界効果トランジスタ）２と負帰還
コイルＬ2 とからなる第１負帰還回路４を並列接続して
構成されている。上記の正帰還回路３において、抵抗Ｒ
1 と正帰還コイルＬ1 は直列に接続されており、上記の
第１負帰還回路４において、ＦＥＴ２のドレインＤおよ
びソースＳと負帰還コイルＬ2 は直列に接続されてい
る。
【０００７】上記のＳＱＵＩＤ１は、磁束を磁束電圧変
換率ｄＶ／ｄΦで電気信号に変換する。正帰還コイルＬ
1 は、相互インダクタンスＭp の値を有し、ＳＱＵＩＤ
１の出力の一部を磁束の形でＳＱＵＩＤ１に正帰還を付
与する働きをする。抵抗Ｒ1は、ＳＱＵＩＤ１への正帰
還量を制限する働きをする。また、負帰還コイルＬ2
は、相互インダクタンスＭn の値を有し、ＳＱＵＩＤ１
の出力の一部を磁束の形でＳＱＵＩＤ１に負帰還を付与
する働きをする。ＦＥＴ２は、可変抵抗要素として、Ｓ
ＱＵＩＤ１への負帰還量を制限する働きをする電流制御
手段である。
換率ｄＶ／ｄΦで電気信号に変換する。正帰還コイルＬ
1 は、相互インダクタンスＭp の値を有し、ＳＱＵＩＤ
１の出力の一部を磁束の形でＳＱＵＩＤ１に正帰還を付
与する働きをする。抵抗Ｒ1は、ＳＱＵＩＤ１への正帰
還量を制限する働きをする。また、負帰還コイルＬ2
は、相互インダクタンスＭn の値を有し、ＳＱＵＩＤ１
の出力の一部を磁束の形でＳＱＵＩＤ１に負帰還を付与
する働きをする。ＦＥＴ２は、可変抵抗要素として、Ｓ
ＱＵＩＤ１への負帰還量を制限する働きをする電流制御
手段である。
【０００８】図２は、上記のような正帰還回路３および
第１負帰還回路４を付加したＳＱＵＩＤを用いて磁場を
測定するＳＱＵＩＤ磁束計の構成における直接帰還型の
ＦＬＬ（Flux Locked Loop：磁束ロックループ）回路
と、ｄｃ−ＳＱＵＩＤの接続関係を示すもので、図中１
は２個のジョセフソン接合Ｊ1 ，Ｊ2 を有するｄｃ−Ｓ
ＱＵＩＤ、抵抗Ｒ1 と正帰還コイルＬ1 はこのＳＱＵＩ
Ｄ１に対する正帰還回路、ＦＥＴ２と負帰還コイルＬ2
からなる回路４はこのＳＱＵＩＤ１に対する第１負帰還
回路、１２は磁束ロック用負帰還コイル、１５はＳＱＵ
ＩＤ１に対し入力インピーダンスの大きなプリアンプ、
１４はＳＱＵＩＤ１にバイアス電流を供給するバイアス
電流供給源、１６はプリアンプ１５からの出力を積分す
る積分器、１７は第２負帰還回路で電流源である。ま
た、１３は、ＳＱＵＩＤ１の出力電圧に応じて負帰還量
を調整するための負帰還制御回路であり、上記のプリア
ンプ１５の出力側に接続されるとともに、上記のＦＥＴ
２のゲートＧに接続されている。上記において、プリア
ンプ１５と積分器１６と第２負帰還回路１７とＳＱＵＩ
Ｄ１はＦＬＬ回路５を構成している。
第１負帰還回路４を付加したＳＱＵＩＤを用いて磁場を
測定するＳＱＵＩＤ磁束計の構成における直接帰還型の
ＦＬＬ（Flux Locked Loop：磁束ロックループ）回路
と、ｄｃ−ＳＱＵＩＤの接続関係を示すもので、図中１
は２個のジョセフソン接合Ｊ1 ，Ｊ2 を有するｄｃ−Ｓ
ＱＵＩＤ、抵抗Ｒ1 と正帰還コイルＬ1 はこのＳＱＵＩ
Ｄ１に対する正帰還回路、ＦＥＴ２と負帰還コイルＬ2
からなる回路４はこのＳＱＵＩＤ１に対する第１負帰還
回路、１２は磁束ロック用負帰還コイル、１５はＳＱＵ
ＩＤ１に対し入力インピーダンスの大きなプリアンプ、
１４はＳＱＵＩＤ１にバイアス電流を供給するバイアス
電流供給源、１６はプリアンプ１５からの出力を積分す
る積分器、１７は第２負帰還回路で電流源である。ま
た、１３は、ＳＱＵＩＤ１の出力電圧に応じて負帰還量
を調整するための負帰還制御回路であり、上記のプリア
ンプ１５の出力側に接続されるとともに、上記のＦＥＴ
２のゲートＧに接続されている。上記において、プリア
ンプ１５と積分器１６と第２負帰還回路１７とＳＱＵＩ
Ｄ１はＦＬＬ回路５を構成している。
【０００９】上記のＳＱＵＩＤ磁束計において、プリア
ンプ１５の出力は積分器１６で参照電位１８と比較さ
れ、積分器１６の出力を磁束ロック用負帰還コイル１２
に加算してネガティブフィードバックすると、Φ−Ｖ曲
線上の動作点（例えば、図４上のｄ点）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。上記の動作点ｄ
は、参照電位２８にて設定され、通常、Φ−Ｖ曲線の傾
きが最も急峻な点（例えば傾斜の中点）である。
ンプ１５の出力は積分器１６で参照電位１８と比較さ
れ、積分器１６の出力を磁束ロック用負帰還コイル１２
に加算してネガティブフィードバックすると、Φ−Ｖ曲
線上の動作点（例えば、図４上のｄ点）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。上記の動作点ｄ
は、参照電位２８にて設定され、通常、Φ−Ｖ曲線の傾
きが最も急峻な点（例えば傾斜の中点）である。
【００１０】次に、図２に示されたＳＱＵＩＤ磁束計の
動作を説明する。上記のＳＱＵＩＤ磁束計のＳＱＵＩＤ
１の磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦとし、実効的な磁束電
圧変換率をｄＶ／ｄΦexとすると、この実効的磁束電圧
変換率ｄＶ／ｄΦexは下式（１）
動作を説明する。上記のＳＱＵＩＤ磁束計のＳＱＵＩＤ
１の磁束電圧変換率をｄＶ／ｄΦとし、実効的な磁束電
圧変換率をｄＶ／ｄΦexとすると、この実効的磁束電圧
変換率ｄＶ／ｄΦexは下式（１）
【数４】 のように表わせる。ここに、Ｒp は抵抗Ｒ1 の抵抗値を
示す。また、Ｒn はＦＥＴ２の抵抗値であり、負帰還制
御回路１３により可変制御される。
示す。また、Ｒn はＦＥＴ２の抵抗値であり、負帰還制
御回路１３により可変制御される。
【００１１】上式（１）においては、ＳＱＵＩＤ１の出
力インピーダンスを無視しているが、一般的にはＳＱＵ
ＩＤのシャント抵抗値は数オーム程度であるため、式
（１）で十分な近似となっている。
力インピーダンスを無視しているが、一般的にはＳＱＵ
ＩＤのシャント抵抗値は数オーム程度であるため、式
（１）で十分な近似となっている。
【００１２】上式（１）の分母における下式 Ｍp ／Ｒp −Ｍn ／Ｒn ………（２） は、上記ＳＱＵＩＤ１への帰還量を決定するパラメータ
であり、上式（２）が正のときは総合特性として正帰還
となり、上式（２）が負のときは総合特性として負帰還
となる。上式（２）が負値になると、上式（１）の分母
は１よりも大きくなるため、実効的磁束電圧変換率ｄＶ
／ｄΦexはｄＶ／ｄΦよりも小さくなる。すなわち、こ
の場合には、磁束入力に対する磁束電圧変換率は減少す
ることになる。逆に、上式（２）が正値になると、上式
（１）の分母は１よりも小さくなるため、実効的磁束電
圧変換率ｄＶ／ｄΦexはｄＶ／ｄΦよりも大きくなる。
すなわち、この場合には、磁束入力に対する磁束電圧変
換率は増大することになる。
であり、上式（２）が正のときは総合特性として正帰還
となり、上式（２）が負のときは総合特性として負帰還
となる。上式（２）が負値になると、上式（１）の分母
は１よりも大きくなるため、実効的磁束電圧変換率ｄＶ
／ｄΦexはｄＶ／ｄΦよりも小さくなる。すなわち、こ
の場合には、磁束入力に対する磁束電圧変換率は減少す
ることになる。逆に、上式（２）が正値になると、上式
（１）の分母は１よりも小さくなるため、実効的磁束電
圧変換率ｄＶ／ｄΦexはｄＶ／ｄΦよりも大きくなる。
すなわち、この場合には、磁束入力に対する磁束電圧変
換率は増大することになる。
【００１３】上述のように、図４の特性から、磁束電圧
変換率（図４の動作点ｄにおける波形の傾き）が急にな
ればΦ2 のようにダイナミックレンジが縮小し、磁束電
圧変換率が緩和されればΦ1 のようにダイナミックレン
ジが拡大するのであるから、本実施例の場合は、上式
（２）が負値の状態においてはダイナミックレンジが拡
大し、上式（２）が正値の状態においてはダイナミック
レンジが減少することになる。
変換率（図４の動作点ｄにおける波形の傾き）が急にな
ればΦ2 のようにダイナミックレンジが縮小し、磁束電
圧変換率が緩和されればΦ1 のようにダイナミックレン
ジが拡大するのであるから、本実施例の場合は、上式
（２）が負値の状態においてはダイナミックレンジが拡
大し、上式（２）が正値の状態においてはダイナミック
レンジが減少することになる。
【００１４】上式（２）を正値または負値に制御するた
めには、上記の負帰還制御回路１３によりＦＥＴ２のゲ
ートＧをＯＮまたはＯＦＦさせ２値的に制御するかまた
は連続的に制御する。負帰還制御回路１３は、例えば、
ＳＱＵＩＤ１から大きな信号が出力されるときには、電
流制御手段であるＦＥＴ２の抵抗値が２値的または連続
的に低下するように構成し、プリアンプ１５の出力側か
ら取り出したＳＱＵＩＤ出力信号量に応じて自動的に追
尾するようにする。
めには、上記の負帰還制御回路１３によりＦＥＴ２のゲ
ートＧをＯＮまたはＯＦＦさせ２値的に制御するかまた
は連続的に制御する。負帰還制御回路１３は、例えば、
ＳＱＵＩＤ１から大きな信号が出力されるときには、電
流制御手段であるＦＥＴ２の抵抗値が２値的または連続
的に低下するように構成し、プリアンプ１５の出力側か
ら取り出したＳＱＵＩＤ出力信号量に応じて自動的に追
尾するようにする。
【００１５】図３に上記の負帰還制御回路１３の構成例
をブロック図で示す。図に示すように、この負帰還制御
回路では、ハイパスフィルタ３１の出力をピーク検出回
路３２に入力し、高周波信号を検出する。この信号に基
づき定数テーブル回路３４において信号の振幅レベルに
応じた電圧をＦＥＴ２のゲート電位として出力する。例
えば、上記のＦＬＬ回路が応答しないような大振幅の高
周波信号が入力した場合には、そのような大振幅でも磁
束ロックループのロックが外れない程度まで総合的ＡＰ
Ｆのゲインを下げるようにＦＥＴ２の抵抗値を設定す
る。また、一定時間の間、高周波信号が入力しない場合
には、シーケンサ３６がリセット動作し、ＦＥＴ２の抵
抗値を上げ、ＡＰＦゲインを上げるように制御する。
をブロック図で示す。図に示すように、この負帰還制御
回路では、ハイパスフィルタ３１の出力をピーク検出回
路３２に入力し、高周波信号を検出する。この信号に基
づき定数テーブル回路３４において信号の振幅レベルに
応じた電圧をＦＥＴ２のゲート電位として出力する。例
えば、上記のＦＬＬ回路が応答しないような大振幅の高
周波信号が入力した場合には、そのような大振幅でも磁
束ロックループのロックが外れない程度まで総合的ＡＰ
Ｆのゲインを下げるようにＦＥＴ２の抵抗値を設定す
る。また、一定時間の間、高周波信号が入力しない場合
には、シーケンサ３６がリセット動作し、ＦＥＴ２の抵
抗値を上げ、ＡＰＦゲインを上げるように制御する。
【００１６】本実施例の場合は、ダイナミックレンジを
最大Φo （Φo ：磁束量子）まで拡大可能である。上記
のように、ＳＱＵＩＤに対し、正帰還回路と、電流制御
手段を含む負帰還回路とを組み合せて付加し、ＳＱＵＩ
Ｄの出力値に応じて負帰還回路内の電流制御手段を制御
することにより、入力磁束に対しアダプティブに制御系
を制御することが可能となり、ダイナミックレンジの小
さな微小振幅の磁気信号を扱う場合には上式（２）が正
値になるようにして正帰還量を大きくし正帰還優勢にな
るようにしてダイナミックレンジを狭め、ダイナミック
レンジの大きな大振幅の磁気信号を扱う場合には上式
（２）が負値になるようにして負帰還量を大きくし負帰
還優勢になるようにしてダイナミックレンジを拡大する
ことができる。したがって、入力磁束の振幅に応じてＳ
ＱＵＩＤの応答を制御することができる。
最大Φo （Φo ：磁束量子）まで拡大可能である。上記
のように、ＳＱＵＩＤに対し、正帰還回路と、電流制御
手段を含む負帰還回路とを組み合せて付加し、ＳＱＵＩ
Ｄの出力値に応じて負帰還回路内の電流制御手段を制御
することにより、入力磁束に対しアダプティブに制御系
を制御することが可能となり、ダイナミックレンジの小
さな微小振幅の磁気信号を扱う場合には上式（２）が正
値になるようにして正帰還量を大きくし正帰還優勢にな
るようにしてダイナミックレンジを狭め、ダイナミック
レンジの大きな大振幅の磁気信号を扱う場合には上式
（２）が負値になるようにして負帰還量を大きくし負帰
還優勢になるようにしてダイナミックレンジを拡大する
ことができる。したがって、入力磁束の振幅に応じてＳ
ＱＵＩＤの応答を制御することができる。
【００１７】また、上記の第１負帰還回路４はパッシブ
な要素によりＳＱＵＩＤに負帰還をかけるように構成さ
れているため、雑音の増加量が少ない。また、第１負帰
還回路４はパッシブな要素で負帰還をかけているため、
図２のＳＱＵＩＤ１→プリアンプ１５→積分器１６→第
２負帰還回路１７→磁束ロック用負帰還コイル１２のル
ープで制御される速度よりも高速で制御することができ
る。
な要素によりＳＱＵＩＤに負帰還をかけるように構成さ
れているため、雑音の増加量が少ない。また、第１負帰
還回路４はパッシブな要素で負帰還をかけているため、
図２のＳＱＵＩＤ１→プリアンプ１５→積分器１６→第
２負帰還回路１７→磁束ロック用負帰還コイル１２のル
ープで制御される速度よりも高速で制御することができ
る。
【００１８】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。
【００１９】例えば、上記の図１の実施例においては、
可変抵抗要素として負帰還コイルＬ2 を流れる負帰還電
流を制限する電流制御手段の例としてＦＥＴを挙げた
が、これには限定されず、上記ＦＥＴ２のかわりに抵抗
を有するスイッチ、あるいはスイッチアレイを接続して
もよく、上記各実施例と同様な効果を得ることができ
る。また、上記の負帰還コイルＬ2 を、磁束ロックルー
プ用の磁束のネガティブフィードバックを行う磁束ロッ
ク用負帰還コイル１２と兼用させてもよい。
可変抵抗要素として負帰還コイルＬ2 を流れる負帰還電
流を制限する電流制御手段の例としてＦＥＴを挙げた
が、これには限定されず、上記ＦＥＴ２のかわりに抵抗
を有するスイッチ、あるいはスイッチアレイを接続して
もよく、上記各実施例と同様な効果を得ることができ
る。また、上記の負帰還コイルＬ2 を、磁束ロックルー
プ用の磁束のネガティブフィードバックを行う磁束ロッ
ク用負帰還コイル１２と兼用させてもよい。
【００２０】
【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、ＳＱＵＩＤに対し、正帰還回路と、電
流制御手段を含む負帰還回路とを組み合せて付加し、Ｓ
ＱＵＩＤ出力値に応じて負帰還回路内の電流制御手段を
制御するなどにより、入力磁束に対しアダプティブに制
御系を制御することが可能となる。具体的には、相互イ
ンダクタンスＭp によりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する
正帰還コイルおよび当該正帰還コイルに直列接続され抵
抗値Ｒp の正帰還抵抗を含む正帰還回路と、相互インダ
クタンスＭn によりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰
還コイルおよび当該負帰還コイルに直列接続され抵抗値
Ｒn の電流制御手段を含む負帰還回路と、を当該ＳＱＵ
ＩＤの出力端子に並列接続し、負帰還制御回路を備え、
前記負帰還制御回路が、前記ＳＱＵＩＤの出力信号に応
じて負帰還制御信号を送出し、前記電流制御手段が前記
負帰還制御信号に基づき前記負帰還コイルを流れる負帰
還電流の量を制御し、前記ＳＱＵＩＤの磁束電圧変換率
をｄＶ／ｄΦとし、実効的な磁束電圧変換率をｄＶ／ｄ
Φexとしたとき、当該実効的な磁束電圧変換率ｄＶ／ｄ
Φexが下式
本発明によれば、ＳＱＵＩＤに対し、正帰還回路と、電
流制御手段を含む負帰還回路とを組み合せて付加し、Ｓ
ＱＵＩＤ出力値に応じて負帰還回路内の電流制御手段を
制御するなどにより、入力磁束に対しアダプティブに制
御系を制御することが可能となる。具体的には、相互イ
ンダクタンスＭp によりＳＱＵＩＤに正帰還を付与する
正帰還コイルおよび当該正帰還コイルに直列接続され抵
抗値Ｒp の正帰還抵抗を含む正帰還回路と、相互インダ
クタンスＭn によりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する負帰
還コイルおよび当該負帰還コイルに直列接続され抵抗値
Ｒn の電流制御手段を含む負帰還回路と、を当該ＳＱＵ
ＩＤの出力端子に並列接続し、負帰還制御回路を備え、
前記負帰還制御回路が、前記ＳＱＵＩＤの出力信号に応
じて負帰還制御信号を送出し、前記電流制御手段が前記
負帰還制御信号に基づき前記負帰還コイルを流れる負帰
還電流の量を制御し、前記ＳＱＵＩＤの磁束電圧変換率
をｄＶ／ｄΦとし、実効的な磁束電圧変換率をｄＶ／ｄ
Φexとしたとき、当該実効的な磁束電圧変換率ｄＶ／ｄ
Φexが下式
【数５】 となるように前記ＳＱＵＩＤに対する帰還の極性と量を
制御する。したがって、ダイナミックレンジの小さな微
小振幅の磁気信号を扱う場合には正帰還量を大きくし正
帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を増大させて
ダイナミックレンジを狭め、ダイナミックレンジの大き
な大振幅の磁気信号を扱う場合には負帰還量を大きくし
負帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を減少させ
てダイナミックレンジを拡大することができる。したが
って、入力磁束の振幅に応じてＳＱＵＩＤの応答を制御
することができる。また、上記の負帰還回路は冷却系内
に置かれているので、ノイズの増加は少ない。また、パ
ッシブな要素で負帰還をかけるので、ＳＱＵＩＤに磁束
ロックをかける磁束ロックループ用負帰還回路であるＦ
ＬＬ回路で制御される速度よりも高速で制御することが
できる。また、上記において、負帰還コイルを、磁束ロ
ックループのための磁束負帰還も行うように兼用させれ
ば、回路構成をシンプル化することができる、という利
点がある。
制御する。したがって、ダイナミックレンジの小さな微
小振幅の磁気信号を扱う場合には正帰還量を大きくし正
帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を増大させて
ダイナミックレンジを狭め、ダイナミックレンジの大き
な大振幅の磁気信号を扱う場合には負帰還量を大きくし
負帰還優勢になるようにして磁束電圧変換率を減少させ
てダイナミックレンジを拡大することができる。したが
って、入力磁束の振幅に応じてＳＱＵＩＤの応答を制御
することができる。また、上記の負帰還回路は冷却系内
に置かれているので、ノイズの増加は少ない。また、パ
ッシブな要素で負帰還をかけるので、ＳＱＵＩＤに磁束
ロックをかける磁束ロックループ用負帰還回路であるＦ
ＬＬ回路で制御される速度よりも高速で制御することが
できる。また、上記において、負帰還コイルを、磁束ロ
ックループのための磁束負帰還も行うように兼用させれ
ば、回路構成をシンプル化することができる、という利
点がある。
【図１】本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計の一実施例の構
成を示す回路図（１）である。
成を示す回路図（１）である。
【図２】本発明に係るＳＱＵＩＤ磁束計の一実施例の構
成を示す回路図（２）である。
成を示す回路図（２）である。
【図３】図２に示す負帰還制御回路のさらに詳細な構成
を示すブロック回路図である。
を示すブロック回路図である。
【図４】従来のＳＱＵＩＤの構成を示す回路図である。
【図５】図３に示すＳＱＵＩＤを用いた磁束計の動作を
説明する図である。
説明する図である。
【図６】図３に示すＳＱＵＩＤを用いた磁束計の構成を
示すブロック回路図である。
示すブロック回路図である。
１ ＳＱＵＩＤ ２ ＦＥＴ ３ 正帰還回路 ４ ＦＬＬ回路 ５ 第２負帰還回路 １２ 磁束ロック用負帰還コイル １３ 負帰還制御回路 １４ バイアス電流供給源 １５ プリアンプ １６ 積分器 １７ 第２負帰還回路 １８ 参照電位 ２１ ＳＱＵＩＤ ２２ 磁束ロック用負帰還コイル ２４ バイアス電流供給源 ２５ プリアンプ ２６ 積分器 ２７ 負帰還回路 ２８ 参照電位 ３１ ハイパスフィルタ ３２ ピーク検出回路 ３３ Ａ／Ｄ変換器 ３４ 定数テーブル回路 ３５ Ｄ／Ａ変換器 ３６ シーケンサ Ｄ ドレイン Ｇ ゲート Ｊ1 〜Ｊ4 ジョセフソン接合 Ｌ1 ，Ｌ4 正帰還コイル Ｌ2 負帰還コイル Ｒ1 ，Ｒ4 抵抗 Ｓ ソース Ｔ1 ，Ｔ2 ＳＱＵＩＤ出力端子
Claims (5)
- 【請求項１】 相互インダクタンスによりＳＱＵＩＤに
正帰還を付与する正帰還コイルを含む正帰還回路と、相
互インダクタンスによりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する
負帰還コイルを含む負帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの
出力端子に並列接続し、負帰還制御手段を備えたＳＱＵ
ＩＤ磁束計であって、 前記負帰還制御手段は、前記ＳＱＵＩＤに入力される磁
束の周波数又は振幅に応じて前記ＳＱＵＩＤに対する帰
還の極性と量を制御することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁
束計。 - 【請求項２】 相互インダクタンスによりＳＱＵＩＤに
正帰還を付与する正帰還コイルを含む正帰還回路と、相
互インダクタンスによりＳＱＵＩＤに負帰還を付与する
負帰還コイルおよび当該負帰還コイルに直列接続される
電流制御手段を含む負帰還回路と、を当該ＳＱＵＩＤの
出力端子に並列接続し、負帰還制御回路を備えたＳＱＵ
ＩＤ磁束計であって、 前記負帰還制御回路は、前記ＳＱＵＩＤの出力信号に応
じて負帰還制御信号を送出し、前記電流制御手段は前記
負帰還制御信号に基づき前記負帰還コイルを流れる負帰
還電流の量を制御することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁束
計。 - 【請求項３】 相互インダクタンスＭp によりＳＱＵＩ
Ｄに正帰還を付与する正帰還コイルおよび当該正帰還コ
イルに直列接続され抵抗値Ｒp の正帰還抵抗を含む正帰
還回路と、相互インダクタンスＭn によりＳＱＵＩＤに
負帰還を付与する負帰還コイルおよび当該負帰還コイル
に直列接続され抵抗値Ｒn の電流制御手段を含む負帰還
回路と、を当該ＳＱＵＩＤの出力端子に並列接続し、負
帰還制御回路を備えたＳＱＵＩＤ磁束計であって、 前記負帰還制御回路は、前記ＳＱＵＩＤの出力信号に応
じて負帰還制御信号を送出し、前記電流制御手段は前記
負帰還制御信号に基づき前記負帰還コイルを流れる負帰
還電流の量を制御し、前記ＳＱＵＩＤの磁束電圧変換率
をｄＶ／ｄΦとし、実効的な磁束電圧変換率をｄＶ／ｄ
Φexとしたとき、当該実効的な磁束電圧変換率ｄＶ／ｄ
Φexが下式 【数１】 となるように前記ＳＱＵＩＤに対する帰還の極性と量を
制御することを特徴とするＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項４】 前記電流制御手段は電界効果トランジス
タを備え、前記負帰還制御回路は当該電界効果トランジ
スタのゲートに接続され前記ＳＱＵＩＤの出力信号に応
じて前記負帰還コイルを流れる負帰還電流の量を制御す
ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載した
ＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項５】 前記負帰還コイルは、磁束ロックループ
のための磁束負帰還も行うことを特徴とする請求項１な
いし請求項４に記載したＳＱＵＩＤ磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075431A JPH07260911A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6075431A JPH07260911A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260911A true JPH07260911A (ja) | 1995-10-13 |
Family
ID=13576036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6075431A Pending JPH07260911A (ja) | 1994-03-23 | 1994-03-23 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07260911A (ja) |
-
1994
- 1994-03-23 JP JP6075431A patent/JPH07260911A/ja active Pending
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