JPH10300833A - 磁気測定装置 - Google Patents
磁気測定装置Info
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- JPH10300833A JPH10300833A JP11379197A JP11379197A JPH10300833A JP H10300833 A JPH10300833 A JP H10300833A JP 11379197 A JP11379197 A JP 11379197A JP 11379197 A JP11379197 A JP 11379197A JP H10300833 A JPH10300833 A JP H10300833A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＳＱＵＩＤ部から取り出された検出信号から
検波用周波数成分を抽出するための回路を低コスト化す
る。 【解決手段】 信号処理回路１０１（２０１，３０１も
同様）の検波用周波数成分抽出回路１１（２１，３１も
同様）は、共振周波数が周波数発振回路１０の発振周波
数と等しい周波数Ｆ１となるようにインダクタンスおよ
び容量が調整された第１のタンク回路１２の一端を検出
信号増幅用の増幅回路１８の出力端子に接続し、第１の
タンク回路１２の他端を接地し、共振周波数が周波数Ｆ
１となるようにインダクタンスおよび容量が調整された
第２のタンク回路１３を第１のタンク回路１２と結合さ
せ、第２のタンク回路１３の一端をアンプ１４の入力端
子に接続し、第２のタンク回路１３の他端を接地し、ア
ンプ１４の出力端子に検波用ダイオード１５のアノード
を接続し、検波用ダイオード１５のカソードから磁場測
定信号Ｓ１を取り出すようにした構成である。 【効果】 回路構成を簡単化できる。使い捨てに好都合
となる。
検波用周波数成分を抽出するための回路を低コスト化す
る。 【解決手段】 信号処理回路１０１（２０１，３０１も
同様）の検波用周波数成分抽出回路１１（２１，３１も
同様）は、共振周波数が周波数発振回路１０の発振周波
数と等しい周波数Ｆ１となるようにインダクタンスおよ
び容量が調整された第１のタンク回路１２の一端を検出
信号増幅用の増幅回路１８の出力端子に接続し、第１の
タンク回路１２の他端を接地し、共振周波数が周波数Ｆ
１となるようにインダクタンスおよび容量が調整された
第２のタンク回路１３を第１のタンク回路１２と結合さ
せ、第２のタンク回路１３の一端をアンプ１４の入力端
子に接続し、第２のタンク回路１３の他端を接地し、ア
ンプ１４の出力端子に検波用ダイオード１５のアノード
を接続し、検波用ダイオード１５のカソードから磁場測
定信号Ｓ１を取り出すようにした構成である。 【効果】 回路構成を簡単化できる。使い捨てに好都合
となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＱＵＩＤ（Supe
rconducting QUantum Interference Device； 超伝導量
子干渉デバイス）を用いて磁気を測定する磁気測定装置
に関する。さらに詳しくは、ＳＱＵＩＤ部から取り出さ
れた検出信号から検波用周波数成分を抽出するための回
路を低コスト化できるように改良した磁気測定装置に関
する。
rconducting QUantum Interference Device； 超伝導量
子干渉デバイス）を用いて磁気を測定する磁気測定装置
に関する。さらに詳しくは、ＳＱＵＩＤ部から取り出さ
れた検出信号から検波用周波数成分を抽出するための回
路を低コスト化できるように改良した磁気測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来の磁気測定装置の一例を示
す構成図である。この磁気測定装置５００は、地磁気を
測定するためのもので、例えば無人島や浮標などの人が
容易にアクセスできないような場所に設置される。極低
温容器ＣＲは、冷媒（例えば液体ヘリウム）７０を充填
された内容器ＣＲＩと、その内容器ＣＲＩを囲むように
設置され且つ内容器ＣＲＩとの間に断熱用の空隙Ｄｎを
形成する外容器ＣＲＯとを具備して構成されている。前
記空隙Ｄｎには断熱材が入れられ、かつ真空引きされて
いる。また、前記内容器ＣＲＩの上部の開口は、蓋Ｔで
塞がれている。また、蓋Ｔを貫通して、内容器ＣＲＩに
冷媒７０を供給／排気するための冷媒供給排気用二重管
ＳＴが設置されている。内容器ＣＲＩの底部Ｄには、直
交する３軸方向（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方向）の磁気をそれ
ぞれ感磁するＳＱＵＩＤ部８０−１，８０−２，８０−
３が設置されている。各ＳＱＵＩＤ部のＳＱＵＩＤリン
グ（図９の８１−１，８１−２，８１−３）からそれぞ
れ取り出された検出信号は、信号線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を
介して、第１信号処理回路５０１，第２信号処理回路６
０１，第３信号処理回路７０１に入力され、磁場測定信
号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に変換されて、送信機４０に送られ
る。送信機４０は、前記磁場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
を電波信号に変換して、アンテナ４１より送信する。
す構成図である。この磁気測定装置５００は、地磁気を
測定するためのもので、例えば無人島や浮標などの人が
容易にアクセスできないような場所に設置される。極低
温容器ＣＲは、冷媒（例えば液体ヘリウム）７０を充填
された内容器ＣＲＩと、その内容器ＣＲＩを囲むように
設置され且つ内容器ＣＲＩとの間に断熱用の空隙Ｄｎを
形成する外容器ＣＲＯとを具備して構成されている。前
記空隙Ｄｎには断熱材が入れられ、かつ真空引きされて
いる。また、前記内容器ＣＲＩの上部の開口は、蓋Ｔで
塞がれている。また、蓋Ｔを貫通して、内容器ＣＲＩに
冷媒７０を供給／排気するための冷媒供給排気用二重管
ＳＴが設置されている。内容器ＣＲＩの底部Ｄには、直
交する３軸方向（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方向）の磁気をそれ
ぞれ感磁するＳＱＵＩＤ部８０−１，８０−２，８０−
３が設置されている。各ＳＱＵＩＤ部のＳＱＵＩＤリン
グ（図９の８１−１，８１−２，８１−３）からそれぞ
れ取り出された検出信号は、信号線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を
介して、第１信号処理回路５０１，第２信号処理回路６
０１，第３信号処理回路７０１に入力され、磁場測定信
号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に変換されて、送信機４０に送られ
る。送信機４０は、前記磁場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
を電波信号に変換して、アンテナ４１より送信する。
【０００３】図８は、磁気情報解析装置の一例を示す構
成図である。この磁気情報解析装置Ａは、例えば電力や
通信が普通に使用できる島や船舶などんの人が容易にア
クセスできる場所に設置される。前記電波信号は、アン
テナＡ１で受信され、受信機Ａ２で磁場測定信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３に復元される。情報処理装置Ａ３は、前記磁
場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を解析し、地磁気に関する
情報を算出し、表示装置Ａ４に表示する。
成図である。この磁気情報解析装置Ａは、例えば電力や
通信が普通に使用できる島や船舶などんの人が容易にア
クセスできる場所に設置される。前記電波信号は、アン
テナＡ１で受信され、受信機Ａ２で磁場測定信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３に復元される。情報処理装置Ａ３は、前記磁
場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を解析し、地磁気に関する
情報を算出し、表示装置Ａ４に表示する。
【０００４】図９は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８０
−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第１従来例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＤＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループ（FL
L； Flux Locked Loop）の制御を行うものであり、ＳＱ
ＵＩＤリング８１−１に直流バイアス電流Ｉd1を供給す
るＤＣバイアス回路１７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８
１−１の端子間信号を増幅する増幅回路１８と、その増
幅回路１８の出力信号を同期検波して同期検波用周波数
成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１を出力する同期検波回路
５１（乗算器５２およびローパスフィルタ５３からな
る）と、第１周波数Ｆ１の同期検波用信号（例えば１４
０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第１
周波数発振回路１０と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記同
期検波用信号を加算して前記フィードバック用コイル８
３−１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成され
ている。
−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第１従来例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＤＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループ（FL
L； Flux Locked Loop）の制御を行うものであり、ＳＱ
ＵＩＤリング８１−１に直流バイアス電流Ｉd1を供給す
るＤＣバイアス回路１７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８
１−１の端子間信号を増幅する増幅回路１８と、その増
幅回路１８の出力信号を同期検波して同期検波用周波数
成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１を出力する同期検波回路
５１（乗算器５２およびローパスフィルタ５３からな
る）と、第１周波数Ｆ１の同期検波用信号（例えば１４
０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第１
周波数発振回路１０と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記同
期検波用信号を加算して前記フィードバック用コイル８
３−１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成され
ている。
【０００５】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路６０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に直流バイアス電流Ｉd2を供給するＤＣバイアス回路２
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信号を
増幅する増幅回路２８と、その増幅回路２８の出力信号
を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定
信号Ｓ２を出力する同期検波回路６１（乗算器６２およ
びローパスフィルタ６３からなる）と、第２周波数Ｆ２
の同期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと
−αの矩形波）を出力する第２周波数発振回路２０と、
前記磁場測定信号Ｓ２と前記同期検波用信号を加算して
前記フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗器Ｒ
ｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路６０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に直流バイアス電流Ｉd2を供給するＤＣバイアス回路２
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信号を
増幅する増幅回路２８と、その増幅回路２８の出力信号
を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定
信号Ｓ２を出力する同期検波回路６１（乗算器６２およ
びローパスフィルタ６３からなる）と、第２周波数Ｆ２
の同期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと
−αの矩形波）を出力する第２周波数発振回路２０と、
前記磁場測定信号Ｓ２と前記同期検波用信号を加算して
前記フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗器Ｒ
ｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。
【０００６】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路７０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に直流バイアス電流Ｉd3を供給するＤＣバイアス回路３
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信号を
増幅する増幅回路３８と、その増幅回路３８の出力信号
を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定
信号Ｓ３を出力する同期検波回路７１（乗算器７２およ
びローパスフィルタ７３からなる）と、第３周波数Ｆ３
の同期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと
−αの矩形波）を出力する第３周波数発振回路３０と、
前記磁場測定信号Ｓ３と前記同期検波用信号を加算して
前記フィードバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒ
ｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路７０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に直流バイアス電流Ｉd3を供給するＤＣバイアス回路３
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信号を
増幅する増幅回路３８と、その増幅回路３８の出力信号
を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定
信号Ｓ３を出力する同期検波回路７１（乗算器７２およ
びローパスフィルタ７３からなる）と、第３周波数Ｆ３
の同期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと
−αの矩形波）を出力する第３周波数発振回路３０と、
前記磁場測定信号Ｓ３と前記同期検波用信号を加算して
前記フィードバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒ
ｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。
【０００７】図１０は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８
０−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第２従来例（ｒｆ−ＳＱＵＩＤ／ｒｆ共振
方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１は、
１つのジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイ
プのＳＱＵＩＤリング８１ｒ１と、測定対象の外部磁界
を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８
１ｒ１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵＩＤ
リング８１ｒ１にフィードバック磁束を加えるフィード
バック用コイル８３−１と、タンク回路（例えば共振周
波数２０ＭＨｚ）８４−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、前記タンク回路８４−１にその共振
周波数信号Ｉr1（例えば２０ＭＨｚの正弦波）を供給す
るｒｆ発振器１７ｒと、前記タンク回路８４−１の端子
信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路１９ｒと、そのｒｆ検
波回路１９ｒのｒｆ検波信号を増幅する増幅回路１８ｒ
と、その増幅回路１８ｒの出力信号を同期検波して同期
検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１を出力する
同期検波回路５１（乗算器５２およびローパスフィルタ
５３からなる）と、第１周波数Ｆ１の同期検波用信号
（例えば１４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を
出力する第１周波数発振回路１０と、前記磁場測定信号
Ｓ１と前記同期検波用信号を加算して前記フィードバッ
ク用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備
して構成されている。
０−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第２従来例（ｒｆ−ＳＱＵＩＤ／ｒｆ共振
方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１は、
１つのジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイ
プのＳＱＵＩＤリング８１ｒ１と、測定対象の外部磁界
を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８
１ｒ１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵＩＤ
リング８１ｒ１にフィードバック磁束を加えるフィード
バック用コイル８３−１と、タンク回路（例えば共振周
波数２０ＭＨｚ）８４−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、前記タンク回路８４−１にその共振
周波数信号Ｉr1（例えば２０ＭＨｚの正弦波）を供給す
るｒｆ発振器１７ｒと、前記タンク回路８４−１の端子
信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路１９ｒと、そのｒｆ検
波回路１９ｒのｒｆ検波信号を増幅する増幅回路１８ｒ
と、その増幅回路１８ｒの出力信号を同期検波して同期
検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１を出力する
同期検波回路５１（乗算器５２およびローパスフィルタ
５３からなる）と、第１周波数Ｆ１の同期検波用信号
（例えば１４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を
出力する第１周波数発振回路１０と、前記磁場測定信号
Ｓ１と前記同期検波用信号を加算して前記フィードバッ
ク用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備
して構成されている。
【０００８】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、１つの
ジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１ｒ２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１ｒ２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２と、タンク回路（例えば共振周波数２
１ＭＨｚ）８４−２とを具備して構成されている。ま
た、第２信号処理回路６０１は、前記タンク回路８４−
２にその共振周波数信号Ｉr2（例えば２１ＭＨｚの正弦
波）を供給するｒｆ発振器２７ｒと、前記タンク回路８
４−２の端子信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路２９ｒ
と、そのｒｆ検波回路２９ｒのｒｆ検波信号を増幅する
増幅回路２８ｒと、その増幅回路２８ｒの出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ２を出力する同期検波回路６１（乗算器６２およびロ
ーパスフィルタ６３からなる）と、第２周波数Ｆ２の同
期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−α
の矩形波）を出力する第２周波数発振回路２０と、前記
磁場測定信号Ｓ２と前記同期検波用信号を加算して前記
フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｓ，
Ｒｆとを具備して構成されている。
ジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１ｒ２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１ｒ２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２と、タンク回路（例えば共振周波数２
１ＭＨｚ）８４−２とを具備して構成されている。ま
た、第２信号処理回路６０１は、前記タンク回路８４−
２にその共振周波数信号Ｉr2（例えば２１ＭＨｚの正弦
波）を供給するｒｆ発振器２７ｒと、前記タンク回路８
４−２の端子信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路２９ｒ
と、そのｒｆ検波回路２９ｒのｒｆ検波信号を増幅する
増幅回路２８ｒと、その増幅回路２８ｒの出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ２を出力する同期検波回路６１（乗算器６２およびロ
ーパスフィルタ６３からなる）と、第２周波数Ｆ２の同
期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−α
の矩形波）を出力する第２周波数発振回路２０と、前記
磁場測定信号Ｓ２と前記同期検波用信号を加算して前記
フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｓ，
Ｒｆとを具備して構成されている。
【０００９】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、１つの
ジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１ｒ３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１ｒ３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３と、タンク回路（例えば共振周波数２
２ＭＨｚ）８４−３とを具備して構成されている。ま
た、第３信号処理回路７０１は、前記タンク回路８４−
３にその共振周波数信号Ｉr3（例えば２２ＭＨｚの正弦
波）を供給するｒｆ発振器３７ｒと、前記タンク回路８
４−３の端子信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路３９ｒ
と、そのｒｆ検波回路３９ｒのｒｆ検波信号を増幅する
増幅回路３８ｒと、その増幅回路３８ｒの出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ３を出力する同期検波回路７１（乗算器７２およびロ
ーパスフィルタ７３からなる）と、第３周波数Ｆ３の同
期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと−α
の矩形波）を出力する第３周波数発振回路３０と、前記
磁場測定信号Ｓ３と前記同期検波用信号を加算して前記
フィードバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，
Ｒｆとを具備して構成されている。
ジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１ｒ３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１ｒ３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３と、タンク回路（例えば共振周波数２
２ＭＨｚ）８４−３とを具備して構成されている。ま
た、第３信号処理回路７０１は、前記タンク回路８４−
３にその共振周波数信号Ｉr3（例えば２２ＭＨｚの正弦
波）を供給するｒｆ発振器３７ｒと、前記タンク回路８
４−３の端子信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路３９ｒ
と、そのｒｆ検波回路３９ｒのｒｆ検波信号を増幅する
増幅回路３８ｒと、その増幅回路３８ｒの出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ３を出力する同期検波回路７１（乗算器７２およびロ
ーパスフィルタ７３からなる）と、第３周波数Ｆ３の同
期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと−α
の矩形波）を出力する第３周波数発振回路３０と、前記
磁場測定信号Ｓ３と前記同期検波用信号を加算して前記
フィードバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，
Ｒｆとを具備して構成されている。
【００１０】図１１は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８
０−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第３従来例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＡＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１に交流バ
イアス電流（例えば７０ｋＨｚで振幅が＋β，０，−β
の凸状波）Ｉa1を供給するＡＣバイアス回路１７ａと、
前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する
増幅回路１８と、その増幅回路１８の出力信号を同期検
波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１
を出力する同期検波回路５１（乗算器５２およびローパ
スフィルタ５３からなる）と、第１周波数Ｆ１の同期検
波用信号（例えば１４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩
形波）を出力する第１周波数発振回路１０と、前記交流
バイアス電流を前記第１周波数Ｆ１の１／２の周波数で
且つ前記同期検波用信号に同期した信号にするための分
周回路１１９と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記同期検波
用信号を加算して前記フィードバック用コイル８３−１
に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されてい
る。
０−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第３従来例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＡＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１に交流バ
イアス電流（例えば７０ｋＨｚで振幅が＋β，０，−β
の凸状波）Ｉa1を供給するＡＣバイアス回路１７ａと、
前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する
増幅回路１８と、その増幅回路１８の出力信号を同期検
波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１
を出力する同期検波回路５１（乗算器５２およびローパ
スフィルタ５３からなる）と、第１周波数Ｆ１の同期検
波用信号（例えば１４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩
形波）を出力する第１周波数発振回路１０と、前記交流
バイアス電流を前記第１周波数Ｆ１の１／２の周波数で
且つ前記同期検波用信号に同期した信号にするための分
周回路１１９と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記同期検波
用信号を加算して前記フィードバック用コイル８３−１
に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されてい
る。
【００１１】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路６０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に交流バイアス電流（例えば１１５ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa2を供給するＡＣバイアス回
路２７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信
号を増幅する増幅回路２８と、その増幅回路２８の出力
信号を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場
測定信号Ｓ２を出力する同期検波回路６１（乗算器６２
およびローパスフィルタ６３からなる）と、第２周波数
Ｆ２の同期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を出力する第２周波数発振回路２０
と、前記交流バイアス電流を前記第２周波数Ｆ２の１／
２の周波数で且つ前記同期検波用信号に同期した信号に
するための分周回路１２９と、前記磁場測定信号Ｓ２と
前記同期検波用信号を加算して前記フィードバック用コ
イル８３−２に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構
成されている。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路６０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に交流バイアス電流（例えば１１５ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa2を供給するＡＣバイアス回
路２７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信
号を増幅する増幅回路２８と、その増幅回路２８の出力
信号を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場
測定信号Ｓ２を出力する同期検波回路６１（乗算器６２
およびローパスフィルタ６３からなる）と、第２周波数
Ｆ２の同期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を出力する第２周波数発振回路２０
と、前記交流バイアス電流を前記第２周波数Ｆ２の１／
２の周波数で且つ前記同期検波用信号に同期した信号に
するための分周回路１２９と、前記磁場測定信号Ｓ２と
前記同期検波用信号を加算して前記フィードバック用コ
イル８３−２に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構
成されている。
【００１２】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路７０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に交流バイアス電流（例えば１６０ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa3を供給するＡＣバイアス回
路３７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信
号を増幅する増幅回路３８と、その増幅回路３８の出力
信号を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場
測定信号Ｓ３を出力する同期検波回路７１（乗算器７２
およびローパスフィルタ７３からなる）と、第３周波数
Ｆ３の同期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を出力する第３周波数発振回路３０
と、前記交流バイアス電流を前記第３周波数Ｆ３の１／
２の周波数で且つ前記同期検波用信号に同期した信号に
するための分周回路１３９と、前記磁場測定信号Ｓ３と
前記同期検波用信号を加算して前記フィードバック用コ
イル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構
成されている。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路７０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に交流バイアス電流（例えば１６０ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa3を供給するＡＣバイアス回
路３７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信
号を増幅する増幅回路３８と、その増幅回路３８の出力
信号を同期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場
測定信号Ｓ３を出力する同期検波回路７１（乗算器７２
およびローパスフィルタ７３からなる）と、第３周波数
Ｆ３の同期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を出力する第３周波数発振回路３０
と、前記交流バイアス電流を前記第３周波数Ｆ３の１／
２の周波数で且つ前記同期検波用信号に同期した信号に
するための分周回路１３９と、前記磁場測定信号Ｓ３と
前記同期検波用信号を加算して前記フィードバック用コ
イル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構
成されている。
【００１３】図１２は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８
０−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第４従来例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／同期バイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１のバイア
ス端子および同期検波回路５１ｓに第１周波数Ｆ１の同
期検波用信号（例えば１４０ｋＨｚで振幅が＋αと−α
の矩形波）を供給する第１周波数発振回路１０と、前記
ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する増幅
回路１８と、その増幅回路１８の出力信号を同期検波し
て同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１を出
力する同期検波回路５１ｓ（乗算器５２，オフセット加
算器５４およびローパスフィルタ５３からなる）と、前
記磁場測定信号Ｓ１を前記フィードバック用コイル８３
−１に与える抵抗器Ｒｆとを具備して構成されている。
なお、Ｉs1は、同期バイアス電流である。また、Ｏf1
は、オフセット信号である。
０−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第４従来例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／同期バイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路５０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１のバイア
ス端子および同期検波回路５１ｓに第１周波数Ｆ１の同
期検波用信号（例えば１４０ｋＨｚで振幅が＋αと−α
の矩形波）を供給する第１周波数発振回路１０と、前記
ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する増幅
回路１８と、その増幅回路１８の出力信号を同期検波し
て同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ１を出
力する同期検波回路５１ｓ（乗算器５２，オフセット加
算器５４およびローパスフィルタ５３からなる）と、前
記磁場測定信号Ｓ１を前記フィードバック用コイル８３
−１に与える抵抗器Ｒｆとを具備して構成されている。
なお、Ｉs1は、同期バイアス電流である。また、Ｏf1
は、オフセット信号である。
【００１４】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路６０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
のバイアス端子および同期検波回路６１ｓに第２周波数
Ｆ２の同期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を供給する第２周波数発振回路２０
と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信号を増幅
する増幅回路２８と、その増幅回路２８の出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ２を出力する同期検波回路６１ｓ（乗算器６２，オフ
セット加算器６４およびローパスフィルタ６３からな
る）と、前記磁場測定信号Ｓ２を前記フィードバック用
コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｆとを具備して構成さ
れている。なお、Ｉs2は、同期バイアス電流である。ま
た、Ｏf2は、オフセット信号である。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路６０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
のバイアス端子および同期検波回路６１ｓに第２周波数
Ｆ２の同期検波用信号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を供給する第２周波数発振回路２０
と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信号を増幅
する増幅回路２８と、その増幅回路２８の出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ２を出力する同期検波回路６１ｓ（乗算器６２，オフ
セット加算器６４およびローパスフィルタ６３からな
る）と、前記磁場測定信号Ｓ２を前記フィードバック用
コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｆとを具備して構成さ
れている。なお、Ｉs2は、同期バイアス電流である。ま
た、Ｏf2は、オフセット信号である。
【００１５】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路７０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
のバイアス端子および同期検波回路７１ｓに第３周波数
Ｆ３の同期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を供給する第３周波数発振回路３０
と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信号を増幅
する増幅回路３８と、その増幅回路３８の出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ３を出力する同期検波回路７１ｓ（乗算器７２，オフ
セット加算器７４およびローパスフィルタ７３からな
る）と、前記磁場測定信号Ｓ３を前記フィードバック用
コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｆとを具備して構成さ
れている。なお、Ｉs3は、同期バイアス電流である。ま
た、Ｏf3は、オフセット信号である。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路７０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
のバイアス端子および同期検波回路７１ｓに第３周波数
Ｆ３の同期検波用信号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋
αと−αの矩形波）を供給する第３周波数発振回路３０
と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信号を増幅
する増幅回路３８と、その増幅回路３８の出力信号を同
期検波して同期検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ３を出力する同期検波回路７１ｓ（乗算器７２，オフ
セット加算器７４およびローパスフィルタ７３からな
る）と、前記磁場測定信号Ｓ３を前記フィードバック用
コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｆとを具備して構成さ
れている。なお、Ｉs3は、同期バイアス電流である。ま
た、Ｏf3は、オフセット信号である。
【００１６】関連する他の従来技術は、「物性測定の進
歩II−SQUID,SOR,電子分光−，小林俊一編，丸善株式会
社」、「A NOVEL MODULATION TECHNIQUE FOR 1/f NOISE
REDUCTION IN dc SQUIDs, IEEE TRANSACTION ON MAGNE
TICS, VOL.MAG-23,NO2, MARCH 1987」、米国特許第４，
３８９，６１２号公報などに記載されている。
歩II−SQUID,SOR,電子分光−，小林俊一編，丸善株式会
社」、「A NOVEL MODULATION TECHNIQUE FOR 1/f NOISE
REDUCTION IN dc SQUIDs, IEEE TRANSACTION ON MAGNE
TICS, VOL.MAG-23,NO2, MARCH 1987」、米国特許第４，
３８９，６１２号公報などに記載されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気測定装
置５００では、各信号処理回路５０１，６０１，７０１
が、乗算器５２，６２，７２およびローパスフィルタ５
３，６３，７３からなる同期検波回路を有している。し
かし、かかる乗算器５２，６２，７２やローパスフィル
タ５３，６３，７３は、回路が複雑であり、また、調整
が面倒であり、コスト高になる問題点がある。このた
め、無人島や浮標などの回収しにくい測定点に多数を設
置して遠隔計測する場合には、各信号処理回路５０１，
６０１，７０１を測定点に遺棄することがあるので、計
測コストが増大してしまうなどの不都合を生じる。そこ
で、本発明の目的は、ＳＱＵＩＤ部から取り出された検
出信号から検波用周波数成分を抽出するための回路を低
コスト化できるように改良した磁気測定装置を提供する
ことにある。
置５００では、各信号処理回路５０１，６０１，７０１
が、乗算器５２，６２，７２およびローパスフィルタ５
３，６３，７３からなる同期検波回路を有している。し
かし、かかる乗算器５２，６２，７２やローパスフィル
タ５３，６３，７３は、回路が複雑であり、また、調整
が面倒であり、コスト高になる問題点がある。このた
め、無人島や浮標などの回収しにくい測定点に多数を設
置して遠隔計測する場合には、各信号処理回路５０１，
６０１，７０１を測定点に遺棄することがあるので、計
測コストが増大してしまうなどの不都合を生じる。そこ
で、本発明の目的は、ＳＱＵＩＤ部から取り出された検
出信号から検波用周波数成分を抽出するための回路を低
コスト化できるように改良した磁気測定装置を提供する
ことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、検波用周波数に共振する少なくとも１つのタンク回
路により、ＳＱＵＩＤ部から取り出された検出信号から
検波用周波数成分を抽出することを特徴とする磁気測定
装置を提供する。以上の磁気測定装置では、タンク回路
により、検出信号から検波用周波数成分を抽出する。タ
ンク回路は、一般にコイルとコンデンサを並列に接続し
て形成される比較的に簡単な回路構成であり、しかもコ
イルのインダクタンスやコンデンサの容量を選択するこ
とで周波数の選択特性などを容易に調整できるから調整
の手間をあまり掛けずに良好な抽出特性を得ることが出
来る。したがって、低コストの回路を用いて、検出信号
から検波用周波数成分を好適に抽出できるようになる。
特に、地磁気などを遠隔計測する場合には、回路を測定
場所に遺棄したときの経済的損失を抑制して、計測コス
トを低減できるので、有用性が高い。
は、検波用周波数に共振する少なくとも１つのタンク回
路により、ＳＱＵＩＤ部から取り出された検出信号から
検波用周波数成分を抽出することを特徴とする磁気測定
装置を提供する。以上の磁気測定装置では、タンク回路
により、検出信号から検波用周波数成分を抽出する。タ
ンク回路は、一般にコイルとコンデンサを並列に接続し
て形成される比較的に簡単な回路構成であり、しかもコ
イルのインダクタンスやコンデンサの容量を選択するこ
とで周波数の選択特性などを容易に調整できるから調整
の手間をあまり掛けずに良好な抽出特性を得ることが出
来る。したがって、低コストの回路を用いて、検出信号
から検波用周波数成分を好適に抽出できるようになる。
特に、地磁気などを遠隔計測する場合には、回路を測定
場所に遺棄したときの経済的損失を抑制して、計測コス
トを低減できるので、有用性が高い。
【００１９】第２の観点では、本発明は、ＳＱＵＩＤ部
からの検出信号の取出端子側に接続され且つ検波用周波
数に共振する第１のタンク回路と、前記検波用周波数に
共振し且つ前記第１のタンク回路と結合した第２のタン
ク回路と、前記第２のタンク回路に現れた端子信号を増
幅するアンプと、前記アンプの出力信号を検波して磁気
強度に応じた変化成分を取り出す検波用ダイオードとを
具備したことを特徴とする磁気測定装置を提供する。以
上の磁気測定装置では、互いに結合した２つのタンク回
路を用いるから、周波数の選択度を向上することが可能
となり、検出信号から検波用周波数成分のみを良好に抽
出することが出来る。また、第２のタンク回路の端子信
号をアンプで増幅するから、検波前に信号レベルを十分
に高めておくことが可能となり、検波を精度よく行うこ
とが出来る。さらに、検波用ダイオードにより検波を行
なうから、回路的に簡単（１素子で済む）となり、この
点でも、低コスト化することが出来る。
からの検出信号の取出端子側に接続され且つ検波用周波
数に共振する第１のタンク回路と、前記検波用周波数に
共振し且つ前記第１のタンク回路と結合した第２のタン
ク回路と、前記第２のタンク回路に現れた端子信号を増
幅するアンプと、前記アンプの出力信号を検波して磁気
強度に応じた変化成分を取り出す検波用ダイオードとを
具備したことを特徴とする磁気測定装置を提供する。以
上の磁気測定装置では、互いに結合した２つのタンク回
路を用いるから、周波数の選択度を向上することが可能
となり、検出信号から検波用周波数成分のみを良好に抽
出することが出来る。また、第２のタンク回路の端子信
号をアンプで増幅するから、検波前に信号レベルを十分
に高めておくことが可能となり、検波を精度よく行うこ
とが出来る。さらに、検波用ダイオードにより検波を行
なうから、回路的に簡単（１素子で済む）となり、この
点でも、低コスト化することが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態により本
発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の説明では、
無人島や浮標等の地磁気を遠隔測定する場合を想定する
が、海底のゾンデなどに組み込んで磁気を測定する場合
や、人の頭部，胸部，腹部，胎児などの周囲空間の磁気
分布を測定する場合や、人体以外の物体の周囲空間の磁
気分布を測定する場合にも本発明を適用することが出来
る。
発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の説明では、
無人島や浮標等の地磁気を遠隔測定する場合を想定する
が、海底のゾンデなどに組み込んで磁気を測定する場合
や、人の頭部，胸部，腹部，胎児などの周囲空間の磁気
分布を測定する場合や、人体以外の物体の周囲空間の磁
気分布を測定する場合にも本発明を適用することが出来
る。
【００２１】図１は、本発明の一実施形態の磁気測定装
置を示す構成図である。この磁気測定装置５００は、地
磁気を測定するためのもので、例えば無人島や浮標など
の人が容易にアクセスできないような場所に設置され
る。極低温容器ＣＲは、冷媒（例えば液体ヘリウム）７
０を充填された内容器ＣＲＩと、その内容器ＣＲＩを囲
むように設置され且つ内容器ＣＲＩとの間に断熱用の空
隙Ｄｎを形成する外容器ＣＲＯとを具備して構成されて
いる。前記空隙Ｄｎには断熱材が入れられ、かつ真空引
きされている。また、前記内容器ＣＲＩの上部の開口
は、蓋Ｔで塞がれている。また、蓋Ｔを貫通して、内容
器ＣＲＩに冷媒７０を供給／排気するための冷媒供給排
気用二重管ＳＴが設置されている。内容器ＣＲＩの底部
Ｄには、直交する３軸方向（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方向）の
磁気をそれぞれ感磁するＳＱＵＩＤ部８０−１，８０−
２，８０−３が設置されている。各ＳＱＵＩＤ部のＳＱ
ＵＩＤリング（図３の８１−１，８１−２，８１−３）
からそれぞれ取り出された検出信号は、信号線Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３を介して、第１信号処理回路１０１，第２信号
処理回路２０１，第３信号処理回路３０１に入力され、
磁場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に変換されて、送信機４
０に送られる。送信機４０は、前記磁場測定信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３を電波信号に変換して、アンテナ４１より送
信する。
置を示す構成図である。この磁気測定装置５００は、地
磁気を測定するためのもので、例えば無人島や浮標など
の人が容易にアクセスできないような場所に設置され
る。極低温容器ＣＲは、冷媒（例えば液体ヘリウム）７
０を充填された内容器ＣＲＩと、その内容器ＣＲＩを囲
むように設置され且つ内容器ＣＲＩとの間に断熱用の空
隙Ｄｎを形成する外容器ＣＲＯとを具備して構成されて
いる。前記空隙Ｄｎには断熱材が入れられ、かつ真空引
きされている。また、前記内容器ＣＲＩの上部の開口
は、蓋Ｔで塞がれている。また、蓋Ｔを貫通して、内容
器ＣＲＩに冷媒７０を供給／排気するための冷媒供給排
気用二重管ＳＴが設置されている。内容器ＣＲＩの底部
Ｄには、直交する３軸方向（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方向）の
磁気をそれぞれ感磁するＳＱＵＩＤ部８０−１，８０−
２，８０−３が設置されている。各ＳＱＵＩＤ部のＳＱ
ＵＩＤリング（図３の８１−１，８１−２，８１−３）
からそれぞれ取り出された検出信号は、信号線Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３を介して、第１信号処理回路１０１，第２信号
処理回路２０１，第３信号処理回路３０１に入力され、
磁場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に変換されて、送信機４
０に送られる。送信機４０は、前記磁場測定信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３を電波信号に変換して、アンテナ４１より送
信する。
【００２２】図２は、磁気情報解析装置の一例を示す構
成図である。この磁気情報解析装置Ａは、例えば電力や
通信が普通に使用できる島や船舶などんの人が容易にア
クセスできる場所に設置される。前記電波信号は、アン
テナＡ１で受信され、受信機Ａ２で磁場測定信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３に復元される。情報処理装置Ａ３は、前記磁
場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を解析し、地磁気に関する
情報を算出し、表示装置Ａ４に表示する。
成図である。この磁気情報解析装置Ａは、例えば電力や
通信が普通に使用できる島や船舶などんの人が容易にア
クセスできる場所に設置される。前記電波信号は、アン
テナＡ１で受信され、受信機Ａ２で磁場測定信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３に復元される。情報処理装置Ａ３は、前記磁
場測定信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を解析し、地磁気に関する
情報を算出し、表示装置Ａ４に表示する。
【００２３】図３は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８０
−２，８０−３および前記信号処理回路１０１，２０
１，３０１の第１実施例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＤＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１に直流バ
イアス電流Ｉd1を供給するＤＣバイアス回路１７ｄと、
前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する
増幅回路１８と、第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１
４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第
１周波数発振回路１０と、前記増幅回路１８の出力信号
から前記第１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を抽出し磁
場測定信号Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽出回路１
１と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記発振信号を加算して
前記フィードバック用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒ
ｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記検波用周波
数成分抽出回路１１は、共振周波数が前記第１周波数Ｆ
１となるようにインダクタンスおよび容量が調整された
第１のタンク回路１２の一端を前記増幅回路１８の出力
端子に接続し、前記第１のタンク回路１２の他端を接地
し、共振周波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第２のタンク回路１
３を前記第１のタンク回路１２と結合させ、前記第２の
タンク回路１３の一端をアンプ１４の入力端子に接続
し、前記第２のタンク回路１３の他端を接地し、前記ア
ンプ１４の出力端子に検波用ダイオード１５のアノード
を接続し、前記検波用ダイオード１５のカソードから前
記磁場測定信号Ｓ１を取り出すようにした構成である。
−２，８０−３および前記信号処理回路１０１，２０
１，３０１の第１実施例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＤＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１に直流バ
イアス電流Ｉd1を供給するＤＣバイアス回路１７ｄと、
前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する
増幅回路１８と、第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１
４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第
１周波数発振回路１０と、前記増幅回路１８の出力信号
から前記第１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を抽出し磁
場測定信号Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽出回路１
１と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記発振信号を加算して
前記フィードバック用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒ
ｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記検波用周波
数成分抽出回路１１は、共振周波数が前記第１周波数Ｆ
１となるようにインダクタンスおよび容量が調整された
第１のタンク回路１２の一端を前記増幅回路１８の出力
端子に接続し、前記第１のタンク回路１２の他端を接地
し、共振周波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第２のタンク回路１
３を前記第１のタンク回路１２と結合させ、前記第２の
タンク回路１３の一端をアンプ１４の入力端子に接続
し、前記第２のタンク回路１３の他端を接地し、前記ア
ンプ１４の出力端子に検波用ダイオード１５のアノード
を接続し、前記検波用ダイオード１５のカソードから前
記磁場測定信号Ｓ１を取り出すようにした構成である。
【００２４】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路２０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に直流バイアス電流Ｉd2を供給するＤＣバイアス回路２
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信号を
増幅する増幅回路２８と、第２周波数Ｆ２の発振信号
（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を
出力する第２周波数発振回路２０と、その増幅回路２８
の出力信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波数成分
を抽出し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波数成分
抽出回路２１と、前記磁場測定信号Ｓ２と前記発振信号
を加算して前記フィードバック用コイル８３−２に与え
る抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記
検波用周波数成分抽出回路２１は、共振周波数が前記第
２周波数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容量が
調整された第１のタンク回路２２の一端を前記増幅回路
２８の出力端子に接続し、前記第１のタンク回路２２の
他端を接地し、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となる
ようにインダクタンスおよび容量が調整された第２のタ
ンク回路２３を前記第１のタンク回路２２と結合させ、
前記第２のタンク回路２３の一端をアンプ２４の入力端
子に接続し、前記第２のタンク回路２３の他端を接地
し、前記アンプ２４の出力端子に検波用ダイオード２５
のアノードを接続し、前記検波用ダイオード２５のカソ
ードから前記磁場測定信号Ｓ２を取り出すようにした構
成である。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路２０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に直流バイアス電流Ｉd2を供給するＤＣバイアス回路２
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信号を
増幅する増幅回路２８と、第２周波数Ｆ２の発振信号
（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を
出力する第２周波数発振回路２０と、その増幅回路２８
の出力信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波数成分
を抽出し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波数成分
抽出回路２１と、前記磁場測定信号Ｓ２と前記発振信号
を加算して前記フィードバック用コイル８３−２に与え
る抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記
検波用周波数成分抽出回路２１は、共振周波数が前記第
２周波数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容量が
調整された第１のタンク回路２２の一端を前記増幅回路
２８の出力端子に接続し、前記第１のタンク回路２２の
他端を接地し、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となる
ようにインダクタンスおよび容量が調整された第２のタ
ンク回路２３を前記第１のタンク回路２２と結合させ、
前記第２のタンク回路２３の一端をアンプ２４の入力端
子に接続し、前記第２のタンク回路２３の他端を接地
し、前記アンプ２４の出力端子に検波用ダイオード２５
のアノードを接続し、前記検波用ダイオード２５のカソ
ードから前記磁場測定信号Ｓ２を取り出すようにした構
成である。
【００２５】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路３０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に直流バイアス電流Ｉd3を供給するＤＣバイアス回路３
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信号を
増幅する増幅回路３８と、第３周波数Ｆ３の発振信号
（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を
出力する第３周波数発振回路３０と、前記増幅回路３８
の出力信号から前記第３周波数Ｆ３の検波用周波数成分
を抽出し磁場測定信号Ｓ３を出力する検波用周波数成分
抽出回路３１と、前記磁場測定信号Ｓ３と前記発振信号
を加算して前記フィードバック用コイル８３−３に与え
る抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記
検波用周波数成分抽出回路３１は、共振周波数が前記第
３周波数Ｆ３となるようにインダクタンスおよび容量が
調整された第１のタンク回路３２の一端を前記増幅回路
３８の出力端子に接続し、前記第１のタンク回路３２の
他端を接地し、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となる
ようにインダクタンスおよび容量が調整された第２のタ
ンク回路３３を前記第１のタンク回路３２と結合させ、
前記第２のタンク回路３３の一端をアンプ３４の入力端
子に接続し、前記第２のタンク回路３３の他端を接地
し、前記アンプ３４の出力端子に検波用ダイオード３５
のアノードを接続し、前記検波用ダイオード３５のカソ
ードから前記磁場測定信号Ｓ３を取り出すようにした構
成である。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路３０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に直流バイアス電流Ｉd3を供給するＤＣバイアス回路３
７ｄと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信号を
増幅する増幅回路３８と、第３周波数Ｆ３の発振信号
（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を
出力する第３周波数発振回路３０と、前記増幅回路３８
の出力信号から前記第３周波数Ｆ３の検波用周波数成分
を抽出し磁場測定信号Ｓ３を出力する検波用周波数成分
抽出回路３１と、前記磁場測定信号Ｓ３と前記発振信号
を加算して前記フィードバック用コイル８３−３に与え
る抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記
検波用周波数成分抽出回路３１は、共振周波数が前記第
３周波数Ｆ３となるようにインダクタンスおよび容量が
調整された第１のタンク回路３２の一端を前記増幅回路
３８の出力端子に接続し、前記第１のタンク回路３２の
他端を接地し、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となる
ようにインダクタンスおよび容量が調整された第２のタ
ンク回路３３を前記第１のタンク回路３２と結合させ、
前記第２のタンク回路３３の一端をアンプ３４の入力端
子に接続し、前記第２のタンク回路３３の他端を接地
し、前記アンプ３４の出力端子に検波用ダイオード３５
のアノードを接続し、前記検波用ダイオード３５のカソ
ードから前記磁場測定信号Ｓ３を取り出すようにした構
成である。
【００２６】図４は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８０
−２，８０−３および前記信号処理回路１０１，２０
１，３０１の第２実施例（ｒｆ−ＳＱＵＩＤ／ｒｆ共振
方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１は、
１つのジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイ
プのＳＱＵＩＤリング８１ｒ１と、測定対象の外部磁界
を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８
１ｒ１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵＩＤ
リング８１ｒ１にフィードバック磁束を加えるフィード
バック用コイル８３−１と、タンク回路（例えば共振周
波数２０ＭＨｚ）８４−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、前記タンク回路８４−１にその共振
周波数信号Ｉr1（例えば２０ＭＨｚの正弦波）を供給す
るｒｆ発振器１７ｒと、前記タンク回路８４−１の端子
信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路１９ｒと、そのｒｆ検
波回路１９ｒのｒｆ検波信号を増幅する増幅回路１８ｒ
と、第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１４０ｋＨｚで
振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第１周波数発振
回路１０と、前記増幅回路１８ｒの出力信号から前記第
１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽出回路１１と、前記
磁場測定信号Ｓ１と前記発振信号を加算して前記フィー
ドバック用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆと
を具備して構成されている。前記検波用周波数成分抽出
回路１１は、共振周波数が前記第１周波数Ｆ１となるよ
うにインダクタンスおよび容量が調整された第１のタン
ク回路１２の一端を前記増幅回路１８ｒの出力端子に接
続し、前記第１のタンク回路１２の他端を接地し、共振
周波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにインダクタン
スおよび容量が調整された第２のタンク回路１３を前記
第１のタンク回路１２と結合させ、前記第２のタンク回
路１３の一端をアンプ１４の入力端子に接続し、前記第
２のタンク回路１３の他端を接地し、前記アンプ１４の
出力端子に検波用ダイオード１５のアノードを接続し、
前記検波用ダイオード１５のカソードから前記磁場測定
信号Ｓ１を取り出すようにした構成である。
−２，８０−３および前記信号処理回路１０１，２０
１，３０１の第２実施例（ｒｆ−ＳＱＵＩＤ／ｒｆ共振
方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１は、
１つのジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイ
プのＳＱＵＩＤリング８１ｒ１と、測定対象の外部磁界
を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８
１ｒ１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵＩＤ
リング８１ｒ１にフィードバック磁束を加えるフィード
バック用コイル８３−１と、タンク回路（例えば共振周
波数２０ＭＨｚ）８４−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、前記タンク回路８４−１にその共振
周波数信号Ｉr1（例えば２０ＭＨｚの正弦波）を供給す
るｒｆ発振器１７ｒと、前記タンク回路８４−１の端子
信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路１９ｒと、そのｒｆ検
波回路１９ｒのｒｆ検波信号を増幅する増幅回路１８ｒ
と、第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１４０ｋＨｚで
振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第１周波数発振
回路１０と、前記増幅回路１８ｒの出力信号から前記第
１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽出回路１１と、前記
磁場測定信号Ｓ１と前記発振信号を加算して前記フィー
ドバック用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆと
を具備して構成されている。前記検波用周波数成分抽出
回路１１は、共振周波数が前記第１周波数Ｆ１となるよ
うにインダクタンスおよび容量が調整された第１のタン
ク回路１２の一端を前記増幅回路１８ｒの出力端子に接
続し、前記第１のタンク回路１２の他端を接地し、共振
周波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにインダクタン
スおよび容量が調整された第２のタンク回路１３を前記
第１のタンク回路１２と結合させ、前記第２のタンク回
路１３の一端をアンプ１４の入力端子に接続し、前記第
２のタンク回路１３の他端を接地し、前記アンプ１４の
出力端子に検波用ダイオード１５のアノードを接続し、
前記検波用ダイオード１５のカソードから前記磁場測定
信号Ｓ１を取り出すようにした構成である。
【００２７】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、１つの
ジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１ｒ２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１ｒ２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２と、タンク回路（例えば共振周波数２
１ＭＨｚ）８４−２とを具備して構成されている。ま
た、第２信号処理回路２０１は、前記タンク回路８４−
２にその共振周波数信号Ｉr2（例えば２１ＭＨｚの正弦
波）を供給するｒｆ発振器２７ｒと、前記タンク回路８
４−２の端子信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路２９ｒ
と、そのｒｆ検波回路２９ｒのｒｆ検波信号を増幅する
増幅回路２８ｒと、第２周波数Ｆ２の発振信号（例えば
２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する
第２周波数発振回路２０と、前記増幅回路２８ｒの出力
信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波数成分を抽出
し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波数成分抽出回
路２１と、前記磁場測定信号Ｓ２と前記発振信号を加算
して前記フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗
器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記検波用
周波数成分抽出回路２１は、共振周波数が前記第２周波
数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容量が調整さ
れた第１のタンク回路２２の一端を前記増幅回路２８ｒ
の出力端子に接続し、前記第１のタンク回路２２の他端
を接地し、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となるよう
にインダクタンスおよび容量が調整された第２のタンク
回路２３を前記第１のタンク回路２２と結合させ、前記
第２のタンク回路２３の一端をアンプ２４の入力端子に
接続し、前記第２のタンク回路２３の他端を接地し、前
記アンプ２４の出力端子に検波用ダイオード２５のアノ
ードを接続し、前記検波用ダイオード２５のカソードか
ら前記磁場測定信号Ｓ２を取り出すようにした構成であ
る同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、１つのジョセフソ
ン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳＱＵＩＤリ
ング８１ｒ３と、測定対象の外部磁界を検出しそれに比
例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ３に加える検
出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ３に
フィードバック磁束を加えるフィードバック用コイル８
３−３と、タンク回路（例えば共振周波数２２ＭＨｚ）
８４−３とを具備して構成されている。また、第３信号
処理回路３０１は、前記タンク回路８４−３にその共振
周波数信号Ｉr3（例えば２２ＭＨｚの正弦波）を供給す
るｒｆ発振器３７ｒと、前記タンク回路８４−３の端子
信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路３９ｒと、そのｒｆ検
波回路３９ｒのｒｆ検波信号を増幅する増幅回路３８ｒ
と、第３周波数Ｆ３の発振信号（例えば３２０ｋＨｚで
振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第３周波数発振
回路３０と、前記増幅回路３８ｒの出力信号から前記第
３周波数Ｆ３の検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ３を出力する検波用周波数成分抽出回路３１と、前記
磁場測定信号Ｓ３と前記発振信号を加算して前記フィー
ドバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆと
を具備して構成されている。前記検波用周波数成分抽出
回路３１は、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となるよ
うにインダクタンスおよび容量が調整された第１のタン
ク回路３２の一端を前記増幅回路３８ｒの出力端子に接
続し、前記第１のタンク回路３２の他端を接地し、共振
周波数が前記第３周波数Ｆ３となるようにインダクタン
スおよび容量が調整された第２のタンク回路３３を前記
第１のタンク回路３２と結合させ、前記第２のタンク回
路３３の一端をアンプ３４の入力端子に接続し、前記第
２のタンク回路３３の他端を接地し、前記アンプ３４の
出力端子に検波用ダイオード３５のアノードを接続し、
前記検波用ダイオード３５のカソードから前記磁場測定
信号Ｓ３を取り出すようにした構成である。
ジョセフソン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１ｒ２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１ｒ２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２と、タンク回路（例えば共振周波数２
１ＭＨｚ）８４−２とを具備して構成されている。ま
た、第２信号処理回路２０１は、前記タンク回路８４−
２にその共振周波数信号Ｉr2（例えば２１ＭＨｚの正弦
波）を供給するｒｆ発振器２７ｒと、前記タンク回路８
４−２の端子信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路２９ｒ
と、そのｒｆ検波回路２９ｒのｒｆ検波信号を増幅する
増幅回路２８ｒと、第２周波数Ｆ２の発振信号（例えば
２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する
第２周波数発振回路２０と、前記増幅回路２８ｒの出力
信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波数成分を抽出
し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波数成分抽出回
路２１と、前記磁場測定信号Ｓ２と前記発振信号を加算
して前記フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗
器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されている。前記検波用
周波数成分抽出回路２１は、共振周波数が前記第２周波
数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容量が調整さ
れた第１のタンク回路２２の一端を前記増幅回路２８ｒ
の出力端子に接続し、前記第１のタンク回路２２の他端
を接地し、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となるよう
にインダクタンスおよび容量が調整された第２のタンク
回路２３を前記第１のタンク回路２２と結合させ、前記
第２のタンク回路２３の一端をアンプ２４の入力端子に
接続し、前記第２のタンク回路２３の他端を接地し、前
記アンプ２４の出力端子に検波用ダイオード２５のアノ
ードを接続し、前記検波用ダイオード２５のカソードか
ら前記磁場測定信号Ｓ２を取り出すようにした構成であ
る同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、１つのジョセフソ
ン接合を有するｒｆ−ＳＱＵＩＤタイプのＳＱＵＩＤリ
ング８１ｒ３と、測定対象の外部磁界を検出しそれに比
例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ３に加える検
出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング８１ｒ３に
フィードバック磁束を加えるフィードバック用コイル８
３−３と、タンク回路（例えば共振周波数２２ＭＨｚ）
８４−３とを具備して構成されている。また、第３信号
処理回路３０１は、前記タンク回路８４−３にその共振
周波数信号Ｉr3（例えば２２ＭＨｚの正弦波）を供給す
るｒｆ発振器３７ｒと、前記タンク回路８４−３の端子
信号をｒｆ検波するｒｆ検波回路３９ｒと、そのｒｆ検
波回路３９ｒのｒｆ検波信号を増幅する増幅回路３８ｒ
と、第３周波数Ｆ３の発振信号（例えば３２０ｋＨｚで
振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第３周波数発振
回路３０と、前記増幅回路３８ｒの出力信号から前記第
３周波数Ｆ３の検波用周波数成分を抽出し磁場測定信号
Ｓ３を出力する検波用周波数成分抽出回路３１と、前記
磁場測定信号Ｓ３と前記発振信号を加算して前記フィー
ドバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆと
を具備して構成されている。前記検波用周波数成分抽出
回路３１は、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となるよ
うにインダクタンスおよび容量が調整された第１のタン
ク回路３２の一端を前記増幅回路３８ｒの出力端子に接
続し、前記第１のタンク回路３２の他端を接地し、共振
周波数が前記第３周波数Ｆ３となるようにインダクタン
スおよび容量が調整された第２のタンク回路３３を前記
第１のタンク回路３２と結合させ、前記第２のタンク回
路３３の一端をアンプ３４の入力端子に接続し、前記第
２のタンク回路３３の他端を接地し、前記アンプ３４の
出力端子に検波用ダイオード３５のアノードを接続し、
前記検波用ダイオード３５のカソードから前記磁場測定
信号Ｓ３を取り出すようにした構成である。
【００２８】図５は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８０
−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第３実施例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＡＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１に交流バ
イアス電流（例えば７０ｋＨｚで振幅が＋β，０，−β
の凸状波）Ｉa1を供給するＡＣバイアス回路１７ａと、
前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する
増幅回路１８と、第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１
４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第
１周波数発振回路１０と、前記増幅回路１８の出力信号
から前記第１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を抽出し磁
場測定信号Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽出回路１
１と、前記交流バイアス電流を前記第１周波数Ｆ１の１
／２の周波数で且つ前記発振信号に同期した信号にする
ための分周回路１１９と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記
発振信号を加算して前記フィードバック用コイル８３−
１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されてい
る。
−２，８０−３および前記信号処理回路５０１，６０
１，７０１の第３実施例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／ＡＣバイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１に交流バ
イアス電流（例えば７０ｋＨｚで振幅が＋β，０，−β
の凸状波）Ｉa1を供給するＡＣバイアス回路１７ａと、
前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子間信号を増幅する
増幅回路１８と、第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１
４０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を出力する第
１周波数発振回路１０と、前記増幅回路１８の出力信号
から前記第１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を抽出し磁
場測定信号Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽出回路１
１と、前記交流バイアス電流を前記第１周波数Ｆ１の１
／２の周波数で且つ前記発振信号に同期した信号にする
ための分周回路１１９と、前記磁場測定信号Ｓ１と前記
発振信号を加算して前記フィードバック用コイル８３−
１に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して構成されてい
る。
【００２９】前記検波用周波数成分抽出回路１１は、共
振周波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにインダクタ
ンスおよび容量が調整された第１のタンク回路１２の一
端を前記増幅回路１８の出力端子に接続し、前記第１の
タンク回路１２の他端を接地し、共振周波数が前記第１
周波数Ｆ１となるようにインダクタンスおよび容量が調
整された第２のタンク回路１３を前記第１のタンク回路
１２と結合させ、前記第２のタンク回路１３の一端をア
ンプ１４の入力端子に接続し、前記第２のタンク回路１
３の他端を接地し、前記アンプ１４の出力端子に検波用
ダイオード１５のアノードを接続し、前記検波用ダイオ
ード１５のカソードから前記磁場測定信号Ｓ１を取り出
すようにした構成である。
振周波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにインダクタ
ンスおよび容量が調整された第１のタンク回路１２の一
端を前記増幅回路１８の出力端子に接続し、前記第１の
タンク回路１２の他端を接地し、共振周波数が前記第１
周波数Ｆ１となるようにインダクタンスおよび容量が調
整された第２のタンク回路１３を前記第１のタンク回路
１２と結合させ、前記第２のタンク回路１３の一端をア
ンプ１４の入力端子に接続し、前記第２のタンク回路１
３の他端を接地し、前記アンプ１４の出力端子に検波用
ダイオード１５のアノードを接続し、前記検波用ダイオ
ード１５のカソードから前記磁場測定信号Ｓ１を取り出
すようにした構成である。
【００３０】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路２０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に交流バイアス電流（例えば１１５ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa2を供給するＡＣバイアス回
路２７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信
号を増幅する増幅回路２８と、第２周波数Ｆ２の発振信
号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）
を出力する第２周波数発振回路２０と、前記増幅回路２
８の出力信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波数成
分を抽出し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波数成
分抽出回路２１と、前記交流バイアス電流を前記第２周
波数Ｆ２の１／２の周波数で且つ前記発振信号に同期し
た信号にするための分周回路１２９と、前記磁場測定信
号Ｓ２と前記発振信号を加算して前記フィードバック用
コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して
構成されている。前記検波用周波数成分抽出回路２１
は、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路２
２の一端を前記増幅回路２８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路２２の他端を接地し、共振周波数が前
記第２周波数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第２のタンク回路２３を前記第１のタン
ク回路２２と結合させ、前記第２のタンク回路２３の一
端をアンプ２４の入力端子に接続し、前記第２のタンク
回路２３の他端を接地し、前記アンプ２４の出力端子に
検波用ダイオード２５のアノードを接続し、前記検波用
ダイオード２５のカソードから前記磁場測定信号Ｓ２を
取り出すようにした構成である。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路２０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
に交流バイアス電流（例えば１１５ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa2を供給するＡＣバイアス回
路２７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−２の端子間信
号を増幅する増幅回路２８と、第２周波数Ｆ２の発振信
号（例えば２３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）
を出力する第２周波数発振回路２０と、前記増幅回路２
８の出力信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波数成
分を抽出し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波数成
分抽出回路２１と、前記交流バイアス電流を前記第２周
波数Ｆ２の１／２の周波数で且つ前記発振信号に同期し
た信号にするための分周回路１２９と、前記磁場測定信
号Ｓ２と前記発振信号を加算して前記フィードバック用
コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して
構成されている。前記検波用周波数成分抽出回路２１
は、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路２
２の一端を前記増幅回路２８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路２２の他端を接地し、共振周波数が前
記第２周波数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第２のタンク回路２３を前記第１のタン
ク回路２２と結合させ、前記第２のタンク回路２３の一
端をアンプ２４の入力端子に接続し、前記第２のタンク
回路２３の他端を接地し、前記アンプ２４の出力端子に
検波用ダイオード２５のアノードを接続し、前記検波用
ダイオード２５のカソードから前記磁場測定信号Ｓ２を
取り出すようにした構成である。
【００３１】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路３０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に交流バイアス電流（例えば１６０ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa3を供給するＡＣバイアス回
路３７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信
号を増幅する増幅回路３８と、第３周波数Ｆ３の発振信
号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）
を出力する第３周波数発振回路３０と、前記増幅回路３
８の出力信号から前記第３周波数Ｆ３の検波用周波数成
分を抽出し磁場測定信号Ｓ３を出力する検波用周波数成
分抽出回路３１と、前記交流バイアス電流を前記第３周
波数Ｆ３の１／２の周波数で且つ前記発振信号に同期し
た信号にするための分周回路１３９と、前記磁場測定信
号Ｓ３と前記発振信号を加算して前記フィードバック用
コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して
構成されている。前記検波用周波数成分抽出回路３１
は、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路３
２の一端を前記増幅回路３８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路３２の他端を接地し、共振周波数が前
記第３周波数Ｆ３となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第２のタンク回路３３を前記第１のタン
ク回路３２と結合させ、前記第２のタンク回路３３の一
端をアンプ３４の入力端子に接続し、前記第２のタンク
回路３３の他端を接地し、前記アンプ３４の出力端子に
検波用ダイオード３５のアノードを接続し、前記検波用
ダイオード３５のカソードから前記磁場測定信号Ｓ３を
取り出すようにした構成である。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路３０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
に交流バイアス電流（例えば１６０ｋＨｚで振幅が＋
β，０，−βの凸状波）Ｉa3を供給するＡＣバイアス回
路３７ａと、前記ＳＱＵＩＤリング８１−３の端子間信
号を増幅する増幅回路３８と、第３周波数Ｆ３の発振信
号（例えば３２０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）
を出力する第３周波数発振回路３０と、前記増幅回路３
８の出力信号から前記第３周波数Ｆ３の検波用周波数成
分を抽出し磁場測定信号Ｓ３を出力する検波用周波数成
分抽出回路３１と、前記交流バイアス電流を前記第３周
波数Ｆ３の１／２の周波数で且つ前記発振信号に同期し
た信号にするための分周回路１３９と、前記磁場測定信
号Ｓ３と前記発振信号を加算して前記フィードバック用
コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｓ，Ｒｆとを具備して
構成されている。前記検波用周波数成分抽出回路３１
は、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路３
２の一端を前記増幅回路３８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路３２の他端を接地し、共振周波数が前
記第３周波数Ｆ３となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第２のタンク回路３３を前記第１のタン
ク回路３２と結合させ、前記第２のタンク回路３３の一
端をアンプ３４の入力端子に接続し、前記第２のタンク
回路３３の他端を接地し、前記アンプ３４の出力端子に
検波用ダイオード３５のアノードを接続し、前記検波用
ダイオード３５のカソードから前記磁場測定信号Ｓ３を
取り出すようにした構成である。
【００３２】図６は、前記ＳＱＵＩＤ部８０−１，８０
−２，８０−３および前記信号処理回路１０１，２０
１，３０１の第４実施例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／同期バイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１のバイア
ス端子に第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１４０ｋＨ
ｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を供給する第１周波数
発振回路１０と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子
間信号を増幅する増幅回路１８と、その増幅回路１８の
出力信号から前記第１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を
抽出し磁場測定信号Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽
出回路１１ｓと、前記磁場測定信号Ｓ１を前記フィード
バック用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒｆとを具備し
て構成されている。なお、Ｉs1は、同期バイアス電流で
ある。前記検波用周波数成分抽出回路１１ｓは、共振周
波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにインダクタンス
および容量が調整された第１のタンク回路１２の一端を
前記増幅回路１８の出力端子に接続し、前記第１のタン
ク回路１２の他端を接地し、共振周波数が前記第１周波
数Ｆ１となるようにインダクタンスおよび容量が調整さ
れた第２のタンク回路１３を前記第１のタンク回路１２
と結合させ、前記第２のタンク回路１３の一端をアンプ
１４の入力端子に接続し、前記アンプ１４の出力端子を
オフセット加算器１６の入力端子に接続し、前記オフセ
ット加算器１６の出力端子に検波用ダイオード１５のア
ノードを接続し、前記検波用ダイオード１５のカソード
から前記磁場測定信号Ｓ１を取り出すようにした構成で
ある。なお、Ｏf1は、オフセット信号である。
−２，８０−３および前記信号処理回路１０１，２０
１，３０１の第４実施例（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ／同期バイ
アス方式）を示す構成図である。ＳＱＵＩＤ部８０−１
は、２つのジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤ
タイプのＳＱＵＩＤリング８１−１と、測定対象の外部
磁界を検出しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリン
グ８１−１に加える検出コイル８２−１と、前記ＳＱＵ
ＩＤリング８１−１にフィードバック磁束を加えるフィ
ードバック用コイル８３−１とを具備して構成されてい
る。第１信号処理回路１０１は、磁束固定ループの制御
を行うものであり、ＳＱＵＩＤリング８１−１のバイア
ス端子に第１周波数Ｆ１の発振信号（例えば１４０ｋＨ
ｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を供給する第１周波数
発振回路１０と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−１の端子
間信号を増幅する増幅回路１８と、その増幅回路１８の
出力信号から前記第１周波数Ｆ１の検波用周波数成分を
抽出し磁場測定信号Ｓ１を出力する検波用周波数成分抽
出回路１１ｓと、前記磁場測定信号Ｓ１を前記フィード
バック用コイル８３−１に与える抵抗器Ｒｆとを具備し
て構成されている。なお、Ｉs1は、同期バイアス電流で
ある。前記検波用周波数成分抽出回路１１ｓは、共振周
波数が前記第１周波数Ｆ１となるようにインダクタンス
および容量が調整された第１のタンク回路１２の一端を
前記増幅回路１８の出力端子に接続し、前記第１のタン
ク回路１２の他端を接地し、共振周波数が前記第１周波
数Ｆ１となるようにインダクタンスおよび容量が調整さ
れた第２のタンク回路１３を前記第１のタンク回路１２
と結合させ、前記第２のタンク回路１３の一端をアンプ
１４の入力端子に接続し、前記アンプ１４の出力端子を
オフセット加算器１６の入力端子に接続し、前記オフセ
ット加算器１６の出力端子に検波用ダイオード１５のア
ノードを接続し、前記検波用ダイオード１５のカソード
から前記磁場測定信号Ｓ１を取り出すようにした構成で
ある。なお、Ｏf1は、オフセット信号である。
【００３３】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−２は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路２０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
のバイアス端子に第２周波数Ｆ２の発振信号（例えば２
３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を供給する第
２周波数発振回路２０と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−
２の端子間信号を増幅する増幅回路２８と、その増幅回
路２８の出力信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波
数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波
数成分抽出回路２１ｓと、前記磁場測定信号Ｓ２を前記
フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｆと
を具備して構成されている。なお、Ｉs2は、同期バイア
ス電流である。前記検波用周波数成分抽出回路２１ｓ
は、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路２
２の一端を前記増幅回路２８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路２２の他端を接地し、共振周波数が前
記第２周波数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第２のタンク回路２３を前記第１のタン
ク回路２２と結合させ、前記第２のタンク回路２３の一
端をアンプ２４の入力端子に接続し、前記アンプ２４の
出力端子をオフセット加算器２６の入力端子に接続し、
前記オフセット加算器２６の出力端子に検波用ダイオー
ド２５のアノードを接続し、前記検波用ダイオード２５
のカソードから前記磁場測定信号Ｓ２を取り出すように
した構成である。なお、Ｏf2は、オフセット信号であ
る。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−２と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−２
に加える検出コイル８２−２と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−２にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−２とを具備して構成されている。また、
第２信号処理回路２０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−２
のバイアス端子に第２周波数Ｆ２の発振信号（例えば２
３０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を供給する第
２周波数発振回路２０と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−
２の端子間信号を増幅する増幅回路２８と、その増幅回
路２８の出力信号から前記第２周波数Ｆ２の検波用周波
数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ２を出力する検波用周波
数成分抽出回路２１ｓと、前記磁場測定信号Ｓ２を前記
フィードバック用コイル８３−２に与える抵抗器Ｒｆと
を具備して構成されている。なお、Ｉs2は、同期バイア
ス電流である。前記検波用周波数成分抽出回路２１ｓ
は、共振周波数が前記第２周波数Ｆ２となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路２
２の一端を前記増幅回路２８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路２２の他端を接地し、共振周波数が前
記第２周波数Ｆ２となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第２のタンク回路２３を前記第１のタン
ク回路２２と結合させ、前記第２のタンク回路２３の一
端をアンプ２４の入力端子に接続し、前記アンプ２４の
出力端子をオフセット加算器２６の入力端子に接続し、
前記オフセット加算器２６の出力端子に検波用ダイオー
ド２５のアノードを接続し、前記検波用ダイオード２５
のカソードから前記磁場測定信号Ｓ２を取り出すように
した構成である。なお、Ｏf2は、オフセット信号であ
る。
【００３４】同様に、ＳＱＵＩＤ部８０−３は、２つの
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路３０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
のバイアス端子に第３周波数Ｆ３の発振信号（例えば３
２０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を供給する第
３周波数発振回路３０と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−
３の端子間信号を増幅する増幅回路３８と、その増幅回
路３８の出力信号から前記第３周波数Ｆ３の検波用周波
数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ３を出力する検波用周波
数成分抽出回路３１ｓと、前記磁場測定信号Ｓ３を前記
フィードバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｆと
を具備して構成されている。なお、Ｉs3は、同期バイア
ス電流である。前記検波用周波数成分抽出回路３１ｓ
は、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路３
２の一端を前記増幅回路３８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路３２の他端を接地し、共振周波数が前
記第３周波数Ｆ３となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第３のタンク回路３３を前記第１のタン
ク回路３２と結合させ、前記第２のタンク回路３３の一
端をアンプ３４の入力端子に接続し、前記アンプ３４の
出力端子をオフセット加算器３６の入力端子に接続し、
前記オフセット加算器３６の出力端子に検波用ダイオー
ド３５のアノードを接続し、前記検波用ダイオード３５
のカソードから前記磁場測定信号Ｓ３を取り出すように
した構成である。なお、Ｏf3は、オフセット信号であ
る。
ジョセフソン接合を有するｄｃ−ＳＱＵＩＤタイプのＳ
ＱＵＩＤリング８１−３と、測定対象の外部磁界を検出
しそれに比例した磁束を前記ＳＱＵＩＤリング８１−３
に加える検出コイル８２−３と、前記ＳＱＵＩＤリング
８１−３にフィードバック磁束を加えるフィードバック
用コイル８３−３とを具備して構成されている。また、
第３信号処理回路３０１は、ＳＱＵＩＤリング８１−３
のバイアス端子に第３周波数Ｆ３の発振信号（例えば３
２０ｋＨｚで振幅が＋αと−αの矩形波）を供給する第
３周波数発振回路３０と、前記ＳＱＵＩＤリング８１−
３の端子間信号を増幅する増幅回路３８と、その増幅回
路３８の出力信号から前記第３周波数Ｆ３の検波用周波
数成分を抽出し磁場測定信号Ｓ３を出力する検波用周波
数成分抽出回路３１ｓと、前記磁場測定信号Ｓ３を前記
フィードバック用コイル８３−３に与える抵抗器Ｒｆと
を具備して構成されている。なお、Ｉs3は、同期バイア
ス電流である。前記検波用周波数成分抽出回路３１ｓ
は、共振周波数が前記第３周波数Ｆ３となるようにイン
ダクタンスおよび容量が調整された第１のタンク回路３
２の一端を前記増幅回路３８の出力端子に接続し、前記
第１のタンク回路３２の他端を接地し、共振周波数が前
記第３周波数Ｆ３となるようにインダクタンスおよび容
量が調整された第３のタンク回路３３を前記第１のタン
ク回路３２と結合させ、前記第２のタンク回路３３の一
端をアンプ３４の入力端子に接続し、前記アンプ３４の
出力端子をオフセット加算器３６の入力端子に接続し、
前記オフセット加算器３６の出力端子に検波用ダイオー
ド３５のアノードを接続し、前記検波用ダイオード３５
のカソードから前記磁場測定信号Ｓ３を取り出すように
した構成である。なお、Ｏf3は、オフセット信号であ
る。
【００３５】なお、以上の実施形態では、図３〜図６の
各タンク回路（１２，１３），（２２，２３），（３
２，３３）の共振周波数が周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に合
うようにインダクタンスおよび容量を調整したが、それ
に代えて、各タンク回路のインダクタンスおよび容量を
固定し、周波数発振回路１０，２０，３０が出力する発
振信号の周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を各タンク回路の共振
周波数と合うように調整してもよい。
各タンク回路（１２，１３），（２２，２３），（３
２，３３）の共振周波数が周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に合
うようにインダクタンスおよび容量を調整したが、それ
に代えて、各タンク回路のインダクタンスおよび容量を
固定し、周波数発振回路１０，２０，３０が出力する発
振信号の周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を各タンク回路の共振
周波数と合うように調整してもよい。
【００３６】以上の磁気測定装置１００によれば、各信
号処理回路１０１，１０２，１０３の検波用周波数成分
抽出回路１１（１１ｓ），２１（２１ｓ），３１（３１
ｓ）は、タンク回路１２および１３，タンク回路２２お
よび２３，タンク回路３２および３３によりＳＱＵＩＤ
部８０−１，８０−２，８０−３から取り出された検出
信号から検波用周波数成分（一般に、キャリア成分）を
抽出し、検波用ダイオード１５，２５，３５により磁気
強度に応じた変化成分（一般に、サイドバンド成分）を
取り出すようにした。したがって、乗算器やローパスフ
ィルタからなる従来の同期検波回路よりも回路構成を実
質的に簡単化して、低コスト化することが出来る。
号処理回路１０１，１０２，１０３の検波用周波数成分
抽出回路１１（１１ｓ），２１（２１ｓ），３１（３１
ｓ）は、タンク回路１２および１３，タンク回路２２お
よび２３，タンク回路３２および３３によりＳＱＵＩＤ
部８０−１，８０−２，８０−３から取り出された検出
信号から検波用周波数成分（一般に、キャリア成分）を
抽出し、検波用ダイオード１５，２５，３５により磁気
強度に応じた変化成分（一般に、サイドバンド成分）を
取り出すようにした。したがって、乗算器やローパスフ
ィルタからなる従来の同期検波回路よりも回路構成を実
質的に簡単化して、低コスト化することが出来る。
【００３７】
【発明の効果】本発明の磁気測定装置によれば、ＳＱＵ
ＩＤ部から取り出された検出信号をタンク回路に入力
し、当該タンク回路の周波数選択特性を利用して検波用
周波数成分を抽出するようにしたので、同期検波回路を
用いた場合の同期検波信号の如き付加的な信号入力が不
要となり、回路構成を簡単化できる。このため、回路を
低コスト化でき、使い捨てに好都合となる。
ＩＤ部から取り出された検出信号をタンク回路に入力
し、当該タンク回路の周波数選択特性を利用して検波用
周波数成分を抽出するようにしたので、同期検波回路を
用いた場合の同期検波信号の如き付加的な信号入力が不
要となり、回路構成を簡単化できる。このため、回路を
低コスト化でき、使い捨てに好都合となる。
【図１】本発明の一実施形態にかかる磁気測定装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】磁気情報解析装置の一例を示す構成図である。
【図３】図１の磁気測定装置のＳＱＵＩＤ部および信号
処理回路の第１実施例を示す構成図である。
処理回路の第１実施例を示す構成図である。
【図４】図１の磁気測定装置のＳＱＵＩＤ部および信号
処理回路の第２実施例を示す構成図である。
処理回路の第２実施例を示す構成図である。
【図５】図１の磁気測定装置のＳＱＵＩＤ部および信号
処理回路の第３実施例を示す構成図である。
処理回路の第３実施例を示す構成図である。
【図６】図１の磁気測定装置のＳＱＵＩＤ部および信号
処理回路の第４実施例を示す構成図である。
処理回路の第４実施例を示す構成図である。
【図７】従来の磁気測定装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
【図８】磁気情報解析装置の一例を示す構成図である。
【図９】図７の磁気測定装置にかかるＳＱＵＩＤ部およ
び信号処理回路の第１従来例を示す構成図である。
び信号処理回路の第１従来例を示す構成図である。
【図１０】図７の磁気測定装置にかかるＳＱＵＩＤ部お
よび信号処理回路の第２従来例を示す構成図である。
よび信号処理回路の第２従来例を示す構成図である。
【図１１】図７の磁気測定装置にかかるＳＱＵＩＤ部お
よび信号処理回路の第３従来例を示す構成図である。
よび信号処理回路の第３従来例を示す構成図である。
【図１２】図７の磁気測定装置にかかるＳＱＵＩＤ部お
よび信号処理回路の第４従来例を示す構成図である。
よび信号処理回路の第４従来例を示す構成図である。
１００ 磁気測定装置 １０１，２０１，３０１ 信号処理回路 １１，２１，３１ 検波用周波数成分抽出回路 １１ｓ，２１ｓ，３１ｓ 検波用周波数成分抽出回路 １２，２２，３２ タンク回路 １３，２３，３３ タンク回路 １４，２４，３４ アンプ １５，２５，３５ 検波用ダイオード １６，２６，３６ オフセット加算器 １８，２８，３８ 増幅回路 １８ｒ，２８ｒ，３８ｒ 増幅回路 ８０−１，８０−２，８０−３ ＳＱＵＩＤ部 ８１−１，８１−２，８１−３ ＳＱＵＩＤリング ８１ｒ１，８１ｒ２，８１ｒ３ ＳＱＵＩＤリング ８２−１，８２−２，８２−３ 検出コイル ８３−１，８３−２，８３−３ フィードバック用コイ
ル Ｒｓ，Ｒｆ 抵抗器
ル Ｒｓ，Ｒｆ 抵抗器
Claims (2)
- 【請求項１】 検波用周波数に共振する少なくとも１つ
のタンク回路により、ＳＱＵＩＤ部から取り出された検
出信号から検波用周波数成分を抽出することを特徴とす
る磁気測定装置。 - 【請求項２】 ＳＱＵＩＤ部からの検出信号の取出端子
側に接続され且つ検波用周波数に共振する第１のタンク
回路と、前記検波用周波数に共振し且つ前記第１のタン
ク回路と結合した第２のタンク回路と、前記第２のタン
ク回路に現れた端子信号を増幅するアンプと、前記アン
プの出力信号を検波して磁気強度に応じた変化成分を取
り出す検波用ダイオードとを具備したことを特徴とする
磁気測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11379197A JP3612539B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 磁気測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11379197A JP3612539B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 磁気測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300833A true JPH10300833A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3612539B2 JP3612539B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=14621187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11379197A Expired - Lifetime JP3612539B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 磁気測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3612539B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019093178A1 (ja) * | 2017-11-08 | 2019-05-16 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 磁場測定素子、磁場測定装置及び磁場測定システム |
-
1997
- 1997-05-01 JP JP11379197A patent/JP3612539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019093178A1 (ja) * | 2017-11-08 | 2019-05-16 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 磁場測定素子、磁場測定装置及び磁場測定システム |
| JP2019086436A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 磁場測定素子、磁場測定装置及び磁場測定システム |
| US11137455B2 (en) | 2017-11-08 | 2021-10-05 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | Magnetic field measuring element, magnetic field measuring device, and magnetic field measuring system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3612539B2 (ja) | 2005-01-19 |
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