WO2012176451A1 - 磁界検出方法及び磁界検出回路 - Google Patents

磁界検出方法及び磁界検出回路 Download PDF

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川瀬　正博
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キヤノン電子株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0023—Electronic aspects, e.g. circuits for stimulation, evaluation, control; Treating the measured signals; calibration

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic field detection method and a magnetic field detection circuit for driving a magnetic detection element in which a coil is wound or disposed close to a magnetic body with low current consumption.
  • a magnetic detection element in which a coil is wound or disposed close to a magnetic body is called a magnetic impedance element or an orthogonal flux gate sensor in a society or the like.
  • a high frequency current is supplied to the magnetic body of the magnetic detection element, and the magnetic flux in the magnetic body by the external magnetic field is changed based on the high frequency current, and the magnitude and direction of the external magnetic field are detected based on the amplitude change of the induced output generated in the coil. .
  • the detection circuit of the magnetic detection element is a magnetic field detection circuit such as patent document 1 by the applicant. Proposed.
  • a detection signal due to a change in magnetic flux in the magnetic body generated at the rising and falling portions of the pulse is superimposed on a peak waveform appearing on the coil side due to capacitive coupling between the magnetic body and the coil and is extracted by detection. Since a diode is used for detection, a change in temperature characteristics of the forward voltage occurs, but the stability of the zero point is secured by finding and canceling the middle point of positive and negative detection. ing.
  • Patent Documents 2 and 3 In the method of intermittently driving for low current consumption as in Patent Documents 2 and 3, it is sufficient to simply apply a narrow pulse. However, in order to stably detect the zero point without hysteresis, it is necessary to use the idea of Patent Document 1 in which current flows in the positive and negative directions, but Patent Documents 2 and 3 have no such idea. In the proof, the hysteresis clearly appears in the experimental data shown in FIG. 2 of Patent Document 2.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, perform intermittent drive while applying current equally in plus and minus directions, do not require timing adjustment, and ensure stability of sensitivity and zero point.
  • An object of the present invention is to provide a magnetic field detection method and a magnetic field detection circuit in which the configuration is not complicated.
  • a magnetic detection element in which a coil is wound or disposed close to a magnetic body, a circuit for applying a high frequency pulse voltage to one end of the magnetic body, and the other end of the magnetic body
  • a circuit for applying a pulse voltage delayed from the pulse, and a voltage generated in the coil corresponding to the rise and fall of the delayed pulse are detected, and the intensity of the external magnetic field is dealt with based on the detection result.
  • a circuit for outputting the selected signal is performed by the selected signal.
  • the timing adjustment is performed by making the current flow evenly in positive and negative directions by intermittent drive and detecting on the basis of the rise and fall of the delay side pulse. Therefore, a stable zero point can be secured without the need for a magnetic field detection with low current consumption.
  • the circuit scale can be reduced, and magnetic field detection excellent in size and cost can be realized.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a magnetic field detection circuit with respect to a magnetic detection element in which a coil 2 is wound around or in proximity to a magnetic body 1
  • FIG. 2 is a timing chart showing the relationship of waveforms.
  • the magnetic body 1 As the magnetic body 1, a wire material such as amorphous or the like, a thin copper plate, or a magnetic thin film formed on a nonmagnetic substrate is used.
  • the coil 2 is wound around the magnetic body 1 with a copper wire, or spiral flat coils are arranged by proximity or lamination formation or the like.
  • a plurality of thin Fe—Ta—C magnetic thin films of 2 ⁇ m in thickness are arranged in parallel on a ceramic substrate as a magnetic body 1. It is connected in series in a zigzag manner, and the resistance value between both ends 1a and 1b is 230 ⁇ .
  • a spiral flat coil of copper foil is laminated on the magnetic body 1 with an insulating film (not shown) interposed therebetween, and the number of turns between the coils 2a and 2b is 73T.
  • the output of the oscillation unit 3 is connected to the magnetic detection unit 4, and the output of the magnetic detection unit 4 is sequentially connected to the peak emphasizing unit 5, the detection unit 6, the voltage dividing unit 7, and the amplification unit 8.
  • the oscillating unit 3 is composed of a C-MOS inverter, a CR circuit of a resistor R and a capacitor C, and the oscillating frequency of the oscillating unit 3 is 2 MHz.
  • the output a of the oscillation unit 3 is a waveform of a high frequency pulse repeating high and low H and L as shown by Sa in FIG.
  • one of the outputs a of the oscillation unit 3 is connected to one end of the magnetic body 1 via the inverter 11 and the resistor 12.
  • the other of the output a of the oscillating unit 3 is connected to the other end of the magnetic body 1 via the resistor 13, the inverter 14 and the resistor 15, and is grounded between the resistor 13 and the inverter 14 via the capacitor 16.
  • the other of the output a of the oscillation unit 3 is delayed by the delay time ⁇ t by the CR delay circuit including the resistor 13 and the capacitor 16 and is input to the inverter 14.
  • the CR delay circuit delays the input pulse (high frequency pulse voltage) for output.
  • the outputs b and c of the inverters 11 and 14 are as shown by Sb and Sc in FIG. 2 and are connected to both ends of the magnetic body 1, respectively.
  • the current Im flowing through the magnetic body 1 is adjusted to a predetermined current value by the resistors 12 and 15, and intermittently alternated with Im + and Im ⁇ as shown by Sd in FIG. 2.
  • a current is generated to obtain equal current in positive and negative directions.
  • inverters 11 and 14 having the same output current standard and propagation delay time characteristics.
  • Si in FIG. 4 is a schematic view of the internal magnetic domain structure as viewed from the top of the thin film magnetic body 1 when the strength of the magnetic field is zero.
  • the intensity H of the magnetic field is applied in the longitudinal direction indicated by the arrow as shown by Sj in FIG. 4, the magnetization of the directional component becomes large, and a magnetic flux ⁇ is generated in the magnetic field application direction as a sum.
  • the magnetization When the current Im is supplied to the magnetic body 1, the magnetization is aligned in the width direction by the generation of the circulating magnetic field, and when the current Im is sufficiently large, it does not depend on the direction of the intensity H of the magnetic field. Is saturated in the width direction, and the magnetic flux ⁇ in the magnetic field application direction, which is the longitudinal direction, becomes zero.
  • illustration when the current Im is in the reverse direction, the magnetic flux ⁇ in the magnetic field application direction is also zero, as well as the magnetic flux ⁇ in the width direction is also in the reverse direction. That is, the original magnetic flux ⁇ is generated only during the time when the current Im does not flow.
  • a coil 2 is stacked on the magnetic body 1 with a predetermined number of turns, and one end of the coil 2 is grounded.
  • an induced output f proportional to the product of the number of turns of the coil 2 and the time derivative of the magnetic flux ⁇ is obtained from the other end of the coil 2.
  • the components of the inductive output f are capacitively coupled because the magnetic body 1 and the coil 2 are close to each other, and the components of the rising and falling frequencies of the outputs a and b shown in Sa and Sb of FIG.
  • the induced output g shown in Sg of FIG. 2 which is only parasitic is superimposed.
  • Sn in S1 to S5 in FIG. 5 is a detected waveform diagram based on the waveform obtained in the experiment on the coil 2 side.
  • S1 in FIG. 5 shows a waveform when the intensity H of the magnetic field immediately before the detection unit 6 shown in FIG. 1 is zero.
  • the outputs a and b of Sa and Sb in FIG. 2 applied to both ends of the magnetic body 1 Only the inductive output g of Sg of FIG. 2 parasitic from rising and falling appears.
  • the peak of the waveform on the delay side is large, but the peak may be reversed depending on the result of the routing or the internal capacitance distribution of the magnetic detection element.
  • the peaks are given symbols in order from the left with ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , and are made to correspond to the peak positions of the part surrounded by the broken line of Sg in FIG.
  • the delay time ⁇ t is preferably 30 ns or more because it is desirable to secure 1.5 times the time from the peak ⁇ to the small peak ⁇ ′, and in this embodiment, the delay time ⁇ t is 40 ns.
  • the peak voltage can not always satisfy the relationship of ⁇ > ⁇ and ⁇ ⁇ due to the circuit board routing and the dispersion of the capacitance distribution inside the magnetic detection element. Therefore, the peak waveform h related to the rise and fall is injected to the detection unit 6 by the resistor 17 and the capacitor 18 of the peak emphasizing unit 5 based on the output c on the delay side as shown in FIG.
  • the peak voltage can be maintained in the relationship of ⁇ > ⁇ and ⁇ ⁇ .
  • FIG. 6 shows a detection waveform diagram of the coil end connected to the 1 k ⁇ resistor 17 and the 33 pF capacitor 18.
  • the upper waveform is an output c on the delay side shown by Sc in FIG. 2, and the lower waveform is a detection waveform at the end of the coil 2.
  • the vertical axis changes from 200 mV / div to 500 mV / div, it can be clearly seen that the peaks ⁇ and ⁇ are emphasized.
  • the peak voltage satisfies the relationship of ⁇ > ⁇ and ⁇ ⁇ , even if the detection by the diodes 19 and 20 of the detection unit 6, the peaks ⁇ and ⁇ based on the baseline are prioritized, and the peak voltage Vp of the plus peak ⁇ And the peak voltage Vm of the negative peak.
  • the resistors 21 and 22 of the voltage dividing unit 7 change symmetrically with respect to the base line. It is possible to cancel out by finding, and it is not necessary to use an analog switch in particular.
  • the detection unit 6 is configured based on the rise and fall on the delay side. There is no influence of fluctuation of delay time ⁇ t.
  • FIG. 7 is a graph of measured data of magnetic field detection in the state of FIG.
  • the resistance of the magnetic body 1 made of the magnetic film of the magnetic detection element is 230 ⁇
  • the period of the pulse output from the oscillation unit 3 at 3.3 V drive is 2 MHz
  • the pulse delay time ⁇ t is 40 ns.
  • the amplification gain is 101 times.
  • the consumption current was able to reduce the output of the magnetic field detection circuit from the conventional 12 mA to 2 mA without decreasing the sensitivity of the magnetic field detection sensitivity from where it was not intermittently driven.
  • the current consumption can be further reduced by further shortening the delay time ⁇ t of the pulse or increasing the resistance of the magnetic body 1.
  • the intensity H of the external magnetic field is applied reciprocally in a sine wave, but the linearity is good, no hysteresis is observed at this scale, and the current Im is applied equally in plus and minus. It can be seen that the effect is maintained.

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Abstract

低消費電流を用いて、安定したゼロ点設定が得られる磁界検出回路を実現する。 磁性体１にコイル２が巻回又は近接配置された磁気検出素子に対し、発振部３で発生された高周波パルスと、このパルスよりも所定の時間だけ遅延させたパルスとを、磁性体１の両端にそれぞれ印加して、間欠的にプラスとマイナス両方向へ電流Ｉｍを流す手段と、コイル２を用いて遅延パルスの立ち上がりと立ち下がりに対応した磁性体１内の磁束変化を検出する手段とを設けて磁界の検出を行う。

Description

磁界検出方法及び磁界検出回路
　本発明は、磁性体にコイルが巻回又は近接配置された磁気検出素子を低消費電流で駆動する磁界検出方法及び磁界検出回路に関するものである。
　近年、地磁気を検知して方位角を求める磁界センサや電流からの磁界を検知する電流センサでは、ソーラー発電や小型バッテリで動かす機会が増えて、より低消費電力で駆動することが求められている。
　磁性体にコイルを巻回又は近接配置した磁気検出素子は、学会等では磁気インピーダンス素子又は直交フラックスゲートセンサと呼ばれている。磁気検出素子の磁性体に高周波電流を流し、この高周波電流に基づいて外部磁界による磁性体内の磁束を変化させ、コイルにおいて発生する誘導出力の振幅変化を基に外部磁界の大きさと方向を検知する。
　微細な地磁気やＤＣ電流の検知では、磁界ゼロを示すゼロ点の電圧の変化が小さくなくてはならず、磁気検出素子の検出回路には本出願人による特許文献１のような磁界検出回路が提案されている。
　この特許文献１では、高周波電流による高低Ｈ、Ｌを繰り返すパルス信号を用いて、磁性体にはプラス、マイナス方向に均等に電流を印加させる。そして、パルスの立ち上がりと立ち下がりに関する信号の変化を捉えることで、ヒステリシスのないゼロ点が安定した磁界検知を実現している。
　具体的には、パルスの立ち上がりと立ち下がり部で発生する磁性体内の磁束変化による検知信号は、磁性体とコイル間の容量結合によりコイル側に表れる尖頭波形に重畳されて検波により取り出される。検波にはダイオードを使用しているため、順方向電圧の温度特性の変化が発生するが、プラス側とマイナス側の検波の中点を求めて相殺することで、ゼロ点の安定性を確保している。
特開２００４－４５２４６号公報 特開２０００－２５８５１７号公報 国際公開第２００５／１９８５１号
　しかし、この方法ではパルス信号の高低Ｈ、Ｌを繰り返して電流が常に流れるので、低消費電流の駆動の要求に対する改良が必要である。
　特許文献２、３のように、低消費電流のために間欠駆動させる方法では、単純に幅の狭いパルスを印加すればよい。しかし、ヒステリシスがなくゼロ点を安定的に検知する上では、プラスとマイナス方向に電流を流す特許文献１の発想を必要とするが、特許文献２、３にはその発想はない。その証拠に、特許文献２の図２で示す実験データにはヒステリシスが明確に現れている。
　また、この特許文献２、３のように間欠駆動をする場合に、ダイオードの順方向の温度特性が悪いことから、アナログスイッチによるサンプルホールド回路の検波を用いており、その部分では改良が図れるが、タイミングを調整する抵抗やコンデンサを必要としている。従って、抵抗やコンデンサの時定数によるタイミング自体のばらつきや時定数の温度変化でタイミングがずれて、感度のばらつきや温度特性の低下につながる虞れがある。
　本発明の目的は、上述の問題点を解消し、プラス及びマイナス方向に均等に電流を印加しながら間欠駆動を行い、タイミング調整を必要とせず、感度やゼロ点の安定性を確保でき、回路構成が複雑にならない磁界検出方法及び磁界検出回路を提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明に係る磁界検出方法は、磁性体にコイルを巻回又は近接配置した磁気検出素子に対して、前記磁性体の両端に高周波パルスと該パルスよりも所定の時間遅延させたパルスとをそれぞれ印加して、間欠的に前記磁性体にプラスとマイナスに電流を流す工程と、前記遅延させたパルスの立ち上がりと立ち下がりに対応した前記磁性体の磁束変化を前記コイルにより検出する工程とを有することを特徴とする。
　また、本発明に係る磁界検出回路は、磁性体にコイルを巻回又は近接配置した磁気検出素子と、前記磁性体の一端に高周波パルス電圧を印加する回路と、前記磁性体の他端に前記パルスよりも遅延させたパルス電圧を印加する回路と、前記遅延させたパルスの立ち上がりと立ち下がりに対応して前記コイルに発生する電圧を検知し、この検知結果に基づいて外部磁界の強度に対応した信号を出力する回路とを有することを特徴とする。
　本発明に係る磁界検出方法及び磁界検出回路によれば、間欠駆動でプラスとマイナス方向に均等に電流を流し、遅延側のパルスの立ち上がりと立ち下がりを基準として検波をすることで、特にタイミング調整を必要とせず、安定したゼロ点を確保でき低消費電流による磁界検知が可能となる。
　また、アクティブなアナログスイッチに頼らなくとも、ダイオードの検波で精度や温度特性を確保できることから、回路規模も小さくなり、サイズやコストにも優れた磁界検出が実現できる。
磁界検出回路の構成図である。 印加電圧、出力電圧のタイミングチャート図である。 磁気検出素子の斜視図である。 磁性体を上から見た内部磁区構造の説明図である。 コイル端での検波前の検知波形図である。 パルスを注入した際の遅延側のコイル端の検知波形図である。 磁界検知の実測データのグラフ図である。
　本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
　図１は磁性体１にコイル２が巻回又は近接配置された磁気検出素子に対する磁界検出回路の回路構成図であり、図２は波形の関係を示すタイミングチャート図である。
　磁性体１はアモルファス等の線材や薄銅板、又は非磁性基板上に形成された磁性薄膜が使用されている。コイル２は銅線で磁性体１の周囲を巻回するか、渦巻状の平面コイルを近接又は積層形成等により配置している。
　実施例の磁気検出素子は、図３に示すように磁性体１としてセラミック基板上に厚さ２μｍの複数本の細長いＦｅ－Ｔａ－Ｃ系の磁性薄膜が平行して配列され、電気的にはつづれ折り状に直列接続され、その両端１ａ、１ｂ間の抵抗値は２３０Ωとされている。また、コイル２は銅箔による渦巻状の平面コイルが磁性体１に対し、図示しない絶縁フィルムを挟んで積層され、コイル２ａ、２ｂ間のターン数は７３Ｔとされている。
　図１において、発振部３の出力は磁気検知部４に接続され、磁気検知部４の出力はピーク強調部５、検波部６、分圧部７、増幅部８に順次に接続されている。
　発振部３はＣ－ＭＯＳインバータと抵抗Ｒ、容量ＣのＣＲ回路とで構成され、発振部３の発振周波数は２ＭＨｚとされている。この発振部３の出力ａは図２のＳａに示すように、高低Ｈ、Ｌを繰り返す高周波パルスの波形となる。
　磁気検知部４においては、発振部３の出力ａの一方はインバータ１１、抵抗１２を介して磁性体１の一端に接続されている。発振部３の出力ａの他方は、抵抗１３、インバータ１４、抵抗１５を介して磁性体１の他端に接続され、抵抗１３、インバータ１４の間でコンデンサ１６を介して接地されている。そして、この発振部３の出力ａの他方は抵抗１３、コンデンサ１６によるＣＲ遅延回路で遅延時間δｔだけ遅らされてインバータ１４に入力されている。このように、ＣＲ遅延回路は、入力されたパルス（高周波パルス電圧）を
時間遅延して出力する。インバータ１１、１４のそれぞれの出力ｂ、ｃは、図２のＳｂ、Ｓｃに示すようになり、磁性体１の両端部にそれぞれ接続されている。なお、実施例では、インバータ１１、１４を用いたが、反転しないバッファタイプでも問題はない。
　磁気検知部４において、磁性体１に流れる電流Ｉｍは、抵抗１２、１５により所定の電流値になるよう調整されて、図２のＳｄに示すように間欠的に交互にＩｍ+、Ｉｍ-の電流が発生してプラスとマイナス方向で均等な電流が得られる。それを保証するには、インバータ１１、１４は出力電流規格や伝播遅延時間の特性が同じものを使用することが好ましい。
　磁性体１の外部に磁界が存在すると、磁性体１内には磁束が発生し、磁性体１に流れる電流Ｉｍに同期して磁束が変化する。具体的に説明すると、図４のＳｉは磁界の強度がゼロでの薄膜状の磁性体１の上部から見た内部の磁区構造の模式図である。そこに、図４のＳｊのように矢印に示す長手方向に磁界の強度Ｈが印加されると、その方向成分の磁化が大きくなり、総和として磁界印加方向に磁束φが発生する。
　磁性体１に電流Ｉｍが供給されると、周回磁界の発生により幅方向へ磁化が整列され、電流Ｉｍが十分に大きい場合は磁界の強度Ｈの方向に依存せず、図４のＳｋに示すように幅方向に飽和して、長手方向である磁界印加方向の磁束φはゼロとなる。図示は省略しているが、電流Ｉｍが逆方向となると、幅方向の磁束φも逆方向になるだけで、同様に磁界印加方向の磁束φはゼロになる。つまり、電流Ｉｍが流れない時間のみに本来の磁束φが発生することになる。
　図２のＳｅは外部磁界の強度Ｈが＞０、＝０、＜０の状態で、磁束φがφ+、０、φ-となる変化をそれぞれ示している。
　磁性体１にはコイル２が所定のターン数で積層されており、コイル２の一端は接地されている。図２のＳｆの波形に示すように、コイル２の他端からコイル２のターン数と磁束φの時間微分との積に比例した誘導出力ｆが得られる。また、この誘導出力ｆの成分には、磁性体１とコイル２が近接していることで容量結合し、図２のＳａ、Ｓｂに示す出力ａ、ｂの立ち上がりと立ち下がりの周波数の高い成分のみが寄生した図２のＳｇに示す誘導出力ｇが重畳される。
　図５のＳｌ～のＳｎはこのコイル２側の実験で得られた波形を基にした検知波形図である。図５のＳｌは図１に示す検波部６の直前での磁界の強度Ｈがゼロ時の波形を示している。このときは、磁性体１内には磁束φが発生しないために、図２のＳｆの誘導出力ｆはなく、磁性体１の両端に印加される図２のＳａ、Ｓｂの出力ａ、ｂの立ち上がり、立ち下がりから寄生する図２のＳｇの誘導出力ｇのみが現れる。
　実施例の波形では、遅延側の波形のピークが大きい結果となっているが、引き回しや磁気検出素子の内部の容量分布の結果によっては、逆になる場合もある。図５では、便宜的にピークをα、β、γ、δと左から順に記号を付し、図２のＳｇの破線で囲む部分のピーク位置と対応させている。
　この状態から、磁界の強度Ｈがプラス方向に３Ｇ(ガウス)印加されると、波形は図５のＳｍとなる。子細に観察すると、遅延しない側の立ち上がり、立ち下がりに関するピークα、γは変化が殆どなく、遅延した側の立ち上がり、立ち下がりに関するピークβ、δに変化が現われていることが分かる。この傾向は磁界の強度Ｈを逆方向とした図５のＳｎの波形でも同様である。
　このことは、図２のＳｅで示した磁性体１内の磁束変化で、ゼロに向かう側と離れる側の時間的変化が異なり、遅延しない側の立ち上がりと立ち下がりに関するピークの位置とその磁束変化のピークが合わず、出力が正確に取り出せないと考えられる。重要なことは、遅延側の立ち上がりと立ち下がりに関するピーク位置と磁束φがゼロ側から本来の磁束φに戻る側の磁束変化のピークの位置との関係が信号を抽出し易いことにある。
　また、注意すべき点としては、遅延時間δｔを短くし過ぎると、図５のＳｌから見て、ピークαの次の小ピークα'と取り出すべきピークβとが干渉しないようにする必要がある。この小ピークα'は容量結合に際して現われるピークαの減衰波であり、磁性体１とは本質的な関係はない。遅延時間δｔはピークαから小ピークα'までの時間の１．５倍は確保しておきたいことから、３０ｎｓ以上とすることが好ましく、本実施例では遅延時間δｔを４０ｎｓとしている。
　回路基板の引き回しや磁気検出素子内部の容量分布のばらつきにより、ピーク電圧がβ＞α、δ＜γの関係を満たせるとは限らない。従って、ピーク強調部５の抵抗１７とコンデンサ１８により、遅延側の出力ｃを基に図２(ｈ)のように立ち上がりと立ち下がりに関するピーク波形ｈを検波部６に注入することで、より確実にピーク電圧をβ＞α、δ＜γの関係に保つことができる。
　抵抗１７とコンデンサ１８はタイミングの調整を行うためのものではなく、ピークβ、δを強調することが目的である。因みに、図６は１ｋΩの抵抗１７と３３ｐＦのコンデンサ１８に接続したコイル端の検知波形図を示している。上側の波形は図２のＳｃに示す遅延側の出力ｃであり、下側の波形はコイル２端での検知波形である。縦軸が２００ｍＶ／ｄｉｖ→５００ｍＶ／ｄｉｖに変わっているが、明確にピークβ、δが強調されていることが分かる。
　ピーク電圧がβ＞α、δ＜γの関係を満たせば、検波部６のダイオード１９、２０による検波でも、ベースラインを基準としたピークβ、δが優先されて、プラスピークβのピーク電圧Ｖｐと、マイナスピークのピーク電圧Ｖｍとが求められる。
　外部磁界によるピークβ、δの動きは、図５で示すように磁界に対して、共に上下同方向にシフトする関係となっている。分圧部７の抵抗２１、２２による中点での分圧を設定して、接地電圧を基準に増幅部８を通して、磁界センサとして磁気検出素子の出力Ｅｏ＝（Ｖｐ＋Ｖｍ）／２を得ることができる。
　検波部６のダイオード１９、２０の順方向の温度変化は大きいが、ベースラインに対して分圧部７の抵抗２１、２２は対称に変動するために、分圧部７で中点から出力Ｖｏを求めることで相殺することができ、特にアナログスイッチを用いる必要はない。
　図５のＳｌに示すように、磁界の強度Ｈがゼロのときには、ピークβのピーク電圧Ｖｐとピークδのピーク電圧Ｖｍは等しく、磁界検出回路の出力Ｅｏ＝０となる。
　また、図５のＳｍに示すように磁界の強度Ｈがプラス方向に印加されると、出力Ｅｏ＞０となり、その大きさは磁界の強度Ｈの大きさを現わしており、また図５のＳｎに示すマイナス方向の磁界では、Ｅｏ＜０となり、その大きさは磁界の強度Ｈの大きさを現わしている。
　図１のピーク強調部５の抵抗１７とコンデンサ１６に関する時定数のばらつきや温度変化により、遅延時間δｔが変動するが、遅延側の立ち上がりと立ち下がりを基準に検波部６を構成しているため、遅延時間δｔの変動の影響は全くない。
　図７はこの図６の状態で磁界検知の実測データのグラフ図である。磁気検出素子の磁性膜から成る磁性体１の抵抗を２３０Ω、３．３Ｖ駆動で発振部３で出力されるパルスの周期を２ＭＨｚとし、パルスの遅延時間δｔを４０ｎｓとした。また、増幅ゲインは１０１倍としている。
　消費電流は磁界検知感度を間欠駆動しないところから感度を落とすことなく、磁界検出回路の出力を従来の１２ｍＡから２ｍＡに下げることができた。パルスの遅延時間δｔを更に短縮することや、磁性体１の抵抗を大きくすることで、更に低消費電流にすることが可能である。
　実施例では、外部からの磁界の強度Ｈは正弦波で往復して印加したが、直線性は良好で、このスケールではヒステリシスが全く見られず、プラス、マイナス均等に電流Ｉｍを印加することの効果が維持されていることが分かる。
　１　磁性体
　２　コイル
　３　発振部
　４　磁気検知部
　５　ピーク強調部
　６　検波部
　７　分圧部
　８　増幅部

Claims (6)

  1. 　磁性体にコイルを巻回又は近接配置した磁気検出素子に対して、前記磁性体の両端に高周波パルスと該パルスよりも所定の時間遅延させたパルスとをそれぞれ印加して、間欠的に前記磁性体にプラスとマイナスに電流を流す工程と、
    　前記遅延させたパルスの立ち上がりと立ち下がりに対応した前記磁性体の磁束変化を前記コイルにより検出する工程と
    を有することを特徴とする磁界検出方法。
  2. 　前記遅延させたパルスの立ち上がりと立ち下がりのそれぞれのピーク電圧の中点を求めて、前記磁性体に加わる外部磁界の大きさ、方向を求める工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の磁界検出方法。
  3. 　前記パルスの遅延時間を３０ｎｓ以上とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出方法。
  4. 　磁性体にコイルを巻回又は近接配置した磁気検出素子と、
    　前記磁性体の一端に高周波パルス電圧を印加する回路と、
    　前記磁性体の他端に前記パルスよりも遅延させたパルス電圧を印加する回路と、
    　前記遅延させたパルスの立ち上がりと立ち下がりに対応して前記コイルに発生する電圧を検知し、この検知結果に基づいて外部磁界の強度に対応した信号を出力する回路と
    を有することを特徴とする磁界検出回路。
  5. 　前記外部磁界の強度に対応した信号は、前記遅延させた立ち上がりと立ち下がりのそれぞれのピーク電圧の中点から求めることを特徴とする請求項４に記載の磁界検出回路。
  6. 　前記遅延させたパルスの出力を前記コイルの検波側の端部に抵抗と容量で結合した回路に加えることを特徴とする請求項４又は５に記載の磁界検出回路。
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