JPH05323004A - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁束計Info
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- JPH05323004A JPH05323004A JP15417192A JP15417192A JPH05323004A JP H05323004 A JPH05323004 A JP H05323004A JP 15417192 A JP15417192 A JP 15417192A JP 15417192 A JP15417192 A JP 15417192A JP H05323004 A JPH05323004 A JP H05323004A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ノイズが小さく、磁場検出感度を高くすること
ができると共に簡単な構成で多チャンネル化が容易であ
り、しかも操作しやすいＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の駆動
回路を提供する。 【構成】外部磁場を検出する検出コイルと、この検出コ
イルからの外部磁場の検出信号にしたがって前記外部磁
場の変化に対応して発振周波数を変化させる周波数信号
を出力するＲＯ−ＳＱＵＩＤ５と、その出力パルスを計
数するカウンタ１５と、入力磁束がゼロのときのカウン
タ値を保持するオフセットデータ保持手段１７と、前記
カウンタ１５の出力パルスと前記オフセットデータを減
算し、入力磁束０からの磁束検出パルス信号を与える加
算手段１８と、この加算手段１８からの出力をディジタ
ル積分してディジタル出力を与える積分手段１９と、前
記加算手段１８からの出力をアナログ量に変換し、ＲＯ
−ＳＱＵＩＤにフィードバックし、磁束の零点検出を可
能にするフィードバック手段とを備える。
ができると共に簡単な構成で多チャンネル化が容易であ
り、しかも操作しやすいＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の駆動
回路を提供する。 【構成】外部磁場を検出する検出コイルと、この検出コ
イルからの外部磁場の検出信号にしたがって前記外部磁
場の変化に対応して発振周波数を変化させる周波数信号
を出力するＲＯ−ＳＱＵＩＤ５と、その出力パルスを計
数するカウンタ１５と、入力磁束がゼロのときのカウン
タ値を保持するオフセットデータ保持手段１７と、前記
カウンタ１５の出力パルスと前記オフセットデータを減
算し、入力磁束０からの磁束検出パルス信号を与える加
算手段１８と、この加算手段１８からの出力をディジタ
ル積分してディジタル出力を与える積分手段１９と、前
記加算手段１８からの出力をアナログ量に変換し、ＲＯ
−ＳＱＵＩＤにフィードバックし、磁束の零点検出を可
能にするフィードバック手段とを備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超伝導量子干渉計（Supe
rconducting Quantum Interference Device：ＳＱＵＩ
Ｄ）、特に緩和発振形ＳＱＵＩＤ（ＲＯ−ＳＱＵＩＤ：
RelaxationOscillation ＳＱＵＩＤ）磁束計の駆動回
路に関するものである。
rconducting Quantum Interference Device：ＳＱＵＩ
Ｄ）、特に緩和発振形ＳＱＵＩＤ（ＲＯ−ＳＱＵＩＤ：
RelaxationOscillation ＳＱＵＩＤ）磁束計の駆動回
路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３はこの種のＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計
の原理を示す回路構成図であり、図３の（ａ）は回路構
成を、（ｂ）はＩ−Ｖ特性を示すものである。図３の
（ａ）に示したように、１は２個のジョセフソン素子を
有して臨界電流の変化を直流的に観測できるｄｃ（直
流）ＳＱＵＩＤ、２および３は、ヒステリシス特性を示
すこのｄｃＳＱＵＩＤ１に並列に接続された、直流接続
の抵抗（ＲS ）とインダクタンス（ＬS ）、４は出力端
子である。
の原理を示す回路構成図であり、図３の（ａ）は回路構
成を、（ｂ）はＩ−Ｖ特性を示すものである。図３の
（ａ）に示したように、１は２個のジョセフソン素子を
有して臨界電流の変化を直流的に観測できるｄｃ（直
流）ＳＱＵＩＤ、２および３は、ヒステリシス特性を示
すこのｄｃＳＱＵＩＤ１に並列に接続された、直流接続
の抵抗（ＲS ）とインダクタンス（ＬS ）、４は出力端
子である。
【０００３】上記構成のＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計は、図
のバイアス電流ＩB が次の条件を満足するときに発振す
る。 Ｉcmax＜ＩB ＜（（ＲN ＋ＲS)／ＲS ）・Ｉcmin ………（１） ただし、ＲN はＳＱＵＩＤのノースル抵抗、Ｉcmax、Ｉ
cminは夫々図３（ｂ）に示したようなＳＱＵＩＤの最大
臨界電流、最小臨界電流である。また、このＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤの発振周波数ｆは次式で表される。
のバイアス電流ＩB が次の条件を満足するときに発振す
る。 Ｉcmax＜ＩB ＜（（ＲN ＋ＲS)／ＲS ）・Ｉcmin ………（１） ただし、ＲN はＳＱＵＩＤのノースル抵抗、Ｉcmax、Ｉ
cminは夫々図３（ｂ）に示したようなＳＱＵＩＤの最大
臨界電流、最小臨界電流である。また、このＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤの発振周波数ｆは次式で表される。
【数１】 ただし、Ｖg はｄｃＳＱＵＩＤ１のトンネル接合のギャ
ップ電圧である。上記式（２）に示したように、臨界電
流ＩcmaxはｄｃＳＱＵＩＤ１に対して入力された入力磁
束Фにより変化し、したがってＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計
の発振周波数ｆは入力磁束Фにより変化することにな
り、これにより磁束検出が行われるように構成されてい
る。その際、基本発振周波数が高いほど発振周波数ｆの
変化分は大きくなり、したがって磁束分解能が高くな
る。以上に示したＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の原理の詳細
は例えば、電子情報通信学会、ＳＣＥ研究会、ＳＣＥ９
１−２０「Ｎｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂトンネル接合を用いた
Relaxation OscillatingＳＱＵＩＤ」に示されている。
ップ電圧である。上記式（２）に示したように、臨界電
流ＩcmaxはｄｃＳＱＵＩＤ１に対して入力された入力磁
束Фにより変化し、したがってＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計
の発振周波数ｆは入力磁束Фにより変化することにな
り、これにより磁束検出が行われるように構成されてい
る。その際、基本発振周波数が高いほど発振周波数ｆの
変化分は大きくなり、したがって磁束分解能が高くな
る。以上に示したＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の原理の詳細
は例えば、電子情報通信学会、ＳＣＥ研究会、ＳＣＥ９
１−２０「Ｎｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂトンネル接合を用いた
Relaxation OscillatingＳＱＵＩＤ」に示されている。
【０００４】次に、このようにＲＯ−ＳＱＵＩＤの従来
の駆動回路について説明する。図４は例えば「Applied
Physics Ａ」第４６巻、９７〜１０１頁に示された従来
のＲＯ−ＳＱＵＩＤ駆動回路の回路構成を示す回路図で
ある。この図４において、５は図３（ａ）に示した緩和
発振計ＳＱＵＩＤ（ＲＯ−ＳＱＵＩＤ）、６は磁場を検
出するピックアップコイル、７は検出磁場をＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤ５に伝達するインプットコイル、８はＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤ５に電流バイアスを与えるバイアス電流源、９は
ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５からの周波数信号を電圧信号に変換
するＦ／Ｖ変換器、１０はＦ／Ｖ変換器９の出力を積分
する積分器、１１は出力端子、１２は積分器１０の出力
をフィードバックするフィードバック抵抗、１３はフィ
ードバック抵抗１２からのフィードバック信号をＲＯ−
ＳＱＵＩＤ５に伝達するフィードバックコイルである。
なお、１４は超電導環境にある部位を示すものである。
上記のように構成された従来のＲＯ−ＳＱＵＩＤの駆動
回路は次のように動作する。
の駆動回路について説明する。図４は例えば「Applied
Physics Ａ」第４６巻、９７〜１０１頁に示された従来
のＲＯ−ＳＱＵＩＤ駆動回路の回路構成を示す回路図で
ある。この図４において、５は図３（ａ）に示した緩和
発振計ＳＱＵＩＤ（ＲＯ−ＳＱＵＩＤ）、６は磁場を検
出するピックアップコイル、７は検出磁場をＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤ５に伝達するインプットコイル、８はＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤ５に電流バイアスを与えるバイアス電流源、９は
ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５からの周波数信号を電圧信号に変換
するＦ／Ｖ変換器、１０はＦ／Ｖ変換器９の出力を積分
する積分器、１１は出力端子、１２は積分器１０の出力
をフィードバックするフィードバック抵抗、１３はフィ
ードバック抵抗１２からのフィードバック信号をＲＯ−
ＳＱＵＩＤ５に伝達するフィードバックコイルである。
なお、１４は超電導環境にある部位を示すものである。
上記のように構成された従来のＲＯ−ＳＱＵＩＤの駆動
回路は次のように動作する。
【０００５】ピックアップコイル６で検出された磁場は
インプットコイル７を介してＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に転送
され、ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５では入力磁場に応じた周波数
信号を発生し、これをＦ／Ｖ変換器９は電圧信号に変換
する。変換された電圧信号は積分器１０で積分され、出
力端子１１にアナログ信号が取り出される。さらに、積
分器１０からのアナログ信号はフィードバック抵抗１２
を介してフィードバックコイル１３にフィードバックさ
れ、入力磁束をうち消すように作用する。
インプットコイル７を介してＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に転送
され、ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５では入力磁場に応じた周波数
信号を発生し、これをＦ／Ｖ変換器９は電圧信号に変換
する。変換された電圧信号は積分器１０で積分され、出
力端子１１にアナログ信号が取り出される。さらに、積
分器１０からのアナログ信号はフィードバック抵抗１２
を介してフィードバックコイル１３にフィードバックさ
れ、入力磁束をうち消すように作用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のＲＯ−ＳＱＵＩＤの駆動回路では、Ｆ／Ｖ変換
器９による発生ノイズが大きく、駆動回路全体のノイズ
に対して支配的であるという問題点があった。さらに、
上記のようなＲＯ−ＳＱＵＩＤは基本発振周波数が高い
ほど有利であるが、Ｆ／Ｖ変換器の処理周波数は一般に
数１０ＭＨｚと低く、装置全体の周波数特性を低下させ
ていた。さらに、ＲＯ−ＳＱＵＩＤは４．２Ｋの液体ヘ
リウムを含むクライオスタットに浸漬させて動作させる
が、図４に示した回路は室温で動作するものであり、し
たがってＲＯ−ＳＱＵＩＤと回路の間は比較的長いケー
ブルで接続しなければならず、外来ノイズが混入しやす
いという問題点があった。以上のように従来のＲＯ−Ｓ
ＱＵＩＤの駆動回路はＲＯ−ＳＱＵＩＤ本来の性能を充
分に引き出せないという問題点があった。したがって、
本発明の目的は、ノイズが小さく、磁場検出感度が高く
できると共に簡単な構成で多チャンネルが容易で操作し
やすいＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の駆動回路を提供するこ
とにある。
な従来のＲＯ−ＳＱＵＩＤの駆動回路では、Ｆ／Ｖ変換
器９による発生ノイズが大きく、駆動回路全体のノイズ
に対して支配的であるという問題点があった。さらに、
上記のようなＲＯ−ＳＱＵＩＤは基本発振周波数が高い
ほど有利であるが、Ｆ／Ｖ変換器の処理周波数は一般に
数１０ＭＨｚと低く、装置全体の周波数特性を低下させ
ていた。さらに、ＲＯ−ＳＱＵＩＤは４．２Ｋの液体ヘ
リウムを含むクライオスタットに浸漬させて動作させる
が、図４に示した回路は室温で動作するものであり、し
たがってＲＯ−ＳＱＵＩＤと回路の間は比較的長いケー
ブルで接続しなければならず、外来ノイズが混入しやす
いという問題点があった。以上のように従来のＲＯ−Ｓ
ＱＵＩＤの駆動回路はＲＯ−ＳＱＵＩＤ本来の性能を充
分に引き出せないという問題点があった。したがって、
本発明の目的は、ノイズが小さく、磁場検出感度が高く
できると共に簡単な構成で多チャンネルが容易で操作し
やすいＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の駆動回路を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明によるＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計は、外部磁場
を検出する検出コイルと、この検出コイルからの外部磁
場の検出信号に従って前記外部磁場の変化に対応して発
振周波数を変化させる周波数信号を出力する緩和発振形
ＳＱＵＩＤ（ＲＯ−ＳＱＵＩＤ）と、このＲＯ−ＳＱＵ
ＩＤからの周波数を表わす出力パルスをカウントして出
力するカウンタと、前記検出コイルで検出される入力磁
束がゼロのときのカウンタ値を保持するオフセットデー
タ保持手段と、このオフセットデータ保持手段と前記カ
ウンタに接続され、カウンタの出力パルスとオフセット
データとの減算値を計算し、検出磁束値を入力磁束が０
から始まるように磁束検出パルス信号を与える加算手段
と、この加算手段からの出力信号をディジタル積分して
ディジタル出力信号を外部に与える積分手段と、前記加
算手段からの出力信号をアナログ量に変換するＤ／Ａ変
換手段と、このＤ／Ａ変換手段の出力を前記ＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤにフィードバックし、磁束の零点検出を可能にす
るフィードバック手段とを備えるものである。
に、本発明によるＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計は、外部磁場
を検出する検出コイルと、この検出コイルからの外部磁
場の検出信号に従って前記外部磁場の変化に対応して発
振周波数を変化させる周波数信号を出力する緩和発振形
ＳＱＵＩＤ（ＲＯ−ＳＱＵＩＤ）と、このＲＯ−ＳＱＵ
ＩＤからの周波数を表わす出力パルスをカウントして出
力するカウンタと、前記検出コイルで検出される入力磁
束がゼロのときのカウンタ値を保持するオフセットデー
タ保持手段と、このオフセットデータ保持手段と前記カ
ウンタに接続され、カウンタの出力パルスとオフセット
データとの減算値を計算し、検出磁束値を入力磁束が０
から始まるように磁束検出パルス信号を与える加算手段
と、この加算手段からの出力信号をディジタル積分して
ディジタル出力信号を外部に与える積分手段と、前記加
算手段からの出力信号をアナログ量に変換するＤ／Ａ変
換手段と、このＤ／Ａ変換手段の出力を前記ＲＯ−ＳＱ
ＵＩＤにフィードバックし、磁束の零点検出を可能にす
るフィードバック手段とを備えるものである。
【０００８】
【作用】ＲＯ−ＳＱＵＩＤからの入力磁束に応じた周波
数のパルスをカウンタが計数する。このカウンタは高周
波カウンタであり、従来のＦ／Ｖ変換器を使用した場合
の周波数応答の問題点が解消される。また、カウンタか
らの出力は加算手段に送られ、そこでオフセットデータ
保持手段から入力磁束０の時のカウンタ値を減算され
る。これにより、入力磁束が０のときからの磁束値が得
られる。加算手段からの出力はディジタル積分手段によ
り積分され、外部に取り出される。このようにＲＯ−Ｓ
ＱＵＩＤからの信号はディジタル量として処理されるこ
とから従来例のようなノイズの混入が回避され、また多
チャンネルかが可能になる。一方、積分手段からのディ
ジタル出力はＤ／Ａ変換手段によりアナログ量に変換さ
れ、ＲＯ−ＳＱＵＩＤにフィードバックされ、磁束の零
点検出が行われる。これによりＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計
の出力は線形になり、高感度の磁束検出が可能になる。
数のパルスをカウンタが計数する。このカウンタは高周
波カウンタであり、従来のＦ／Ｖ変換器を使用した場合
の周波数応答の問題点が解消される。また、カウンタか
らの出力は加算手段に送られ、そこでオフセットデータ
保持手段から入力磁束０の時のカウンタ値を減算され
る。これにより、入力磁束が０のときからの磁束値が得
られる。加算手段からの出力はディジタル積分手段によ
り積分され、外部に取り出される。このようにＲＯ−Ｓ
ＱＵＩＤからの信号はディジタル量として処理されるこ
とから従来例のようなノイズの混入が回避され、また多
チャンネルかが可能になる。一方、積分手段からのディ
ジタル出力はＤ／Ａ変換手段によりアナログ量に変換さ
れ、ＲＯ−ＳＱＵＩＤにフィードバックされ、磁束の零
点検出が行われる。これによりＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計
の出力は線形になり、高感度の磁束検出が可能になる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明によるＳＱＵＩＤ磁束計の実施
例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例を
示す回路構成図である。図において、５乃至８、１１乃
至１３は前記図３及び図４に示した従来例の構成部分と
同じであり、１５はＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に接続され、そ
の出力である入射磁束に応じた周波数の出力パルスを計
数するカウンタ、１６はこのカウンタ１５に接続され、
これを一定時間毎にリセットするクロック、１７は入力
磁束がゼロのときのカウンタ値を保持するオフセットデ
ータ保持器、１８は上記カウンタ１５及びオフセットデ
ータ保持器１７に接続され、カウンタ１５の出力パルス
とオフセットデータ保持器１７からのオフセットデータ
との減算値を計算し、検出磁束値を入力磁束を０のもの
から与える加算器、１９は加算器１８からの入力磁束の
０からの変化量を示すディジタル出力をディジタル的に
積分するディジタル積分器、２０はこのディジタル出力
をアナログ量に変換するＤ／Ａ変換器である。
例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例を
示す回路構成図である。図において、５乃至８、１１乃
至１３は前記図３及び図４に示した従来例の構成部分と
同じであり、１５はＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に接続され、そ
の出力である入射磁束に応じた周波数の出力パルスを計
数するカウンタ、１６はこのカウンタ１５に接続され、
これを一定時間毎にリセットするクロック、１７は入力
磁束がゼロのときのカウンタ値を保持するオフセットデ
ータ保持器、１８は上記カウンタ１５及びオフセットデ
ータ保持器１７に接続され、カウンタ１５の出力パルス
とオフセットデータ保持器１７からのオフセットデータ
との減算値を計算し、検出磁束値を入力磁束を０のもの
から与える加算器、１９は加算器１８からの入力磁束の
０からの変化量を示すディジタル出力をディジタル的に
積分するディジタル積分器、２０はこのディジタル出力
をアナログ量に変換するＤ／Ａ変換器である。
【００１０】上記のように構成された本実施例の動作は
次のようになる。ピックアップコイル６で検出された磁
場はインプットコイル７を介してＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に
伝達される。ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５は入力磁束に応じた周
波数のパルスを出力しカウンタ１５で計数される。この
カウンタ１５はクロック１６により一定期間ごとにリセ
ットされ、このクロック１６の２つのパルスの間にＲＯ
−ＳＱＵＩＤ５の出力パルスを計数し出力する。オフセ
ットデータ保持器１７は入力磁束が０のときのカウンタ
値を予め保持しており、加算器１８はカウンタ１５の出
力からオフセットデータを減算して入力磁束が０からの
変化を与えるように変換する。
次のようになる。ピックアップコイル６で検出された磁
場はインプットコイル７を介してＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に
伝達される。ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５は入力磁束に応じた周
波数のパルスを出力しカウンタ１５で計数される。この
カウンタ１５はクロック１６により一定期間ごとにリセ
ットされ、このクロック１６の２つのパルスの間にＲＯ
−ＳＱＵＩＤ５の出力パルスを計数し出力する。オフセ
ットデータ保持器１７は入力磁束が０のときのカウンタ
値を予め保持しており、加算器１８はカウンタ１５の出
力からオフセットデータを減算して入力磁束が０からの
変化を与えるように変換する。
【００１１】加算器１８からの入力磁束が０からの変化
量を示すディジタル出力はディジタル積分器１９で積分
され出力端子１１から外部に取り出される。一方、ディ
ジタル積分器１９の出力はＤ／Ａ変換器２０によりアナ
ログ量に変換され、フィードバック抵抗１２を介して電
流の形でフィードバックコイル１３から入力磁束を打ち
消すようにＲＯ−ＳＱＵＩＤ５にフィードバックされ
る。これにより、ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５中の磁束はゼロに
維持される。このようにして上記フィードバックループ
により磁束の零点検出が可能になり、したがって本実施
例のＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計は線形出力を与え、高感度
な磁束検出が実現される。
量を示すディジタル出力はディジタル積分器１９で積分
され出力端子１１から外部に取り出される。一方、ディ
ジタル積分器１９の出力はＤ／Ａ変換器２０によりアナ
ログ量に変換され、フィードバック抵抗１２を介して電
流の形でフィードバックコイル１３から入力磁束を打ち
消すようにＲＯ−ＳＱＵＩＤ５にフィードバックされ
る。これにより、ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５中の磁束はゼロに
維持される。このようにして上記フィードバックループ
により磁束の零点検出が可能になり、したがって本実施
例のＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計は線形出力を与え、高感度
な磁束検出が実現される。
【００１２】次に、上記カウンタ１５の動作を図２にし
たがってさらに詳細に説明する。入力磁束が０の時のＲ
Ｏ−ＳＱＵＩＤ５の発振周波数（基本発振周波数）が、
例えば１ＧＨｚの時、磁束周波数変換係数∂ｆ／∂φは
実験によると約１．５ＧＨｚ／Ф0 になる。したがっ
て、例えば生体磁気計測に必要な磁場分解能１０-6Ф0
／√Ｈｚを得るには、外部磁束が入力することによるＲ
Ｏ−ＳＱＵＩＤの発振周波数の変化を１．５ＫＨｚ以上
の分解能で測定する必要がある。この場合、例えばＲＯ
−ＳＱＵＩＤ５の発振周波数変化を１ＫＨｚの分解能で
測定するためには、クロック１５の周波数を１ＫＨｚに
設定した時、そのパルスは１ｍｓｅｃ（＝１ＫＨｚ）間
隔で発生することになるので、その間にカウンタ１５に
よる計数パルス数は、ｆ＝１ＧＨｚのときは図２（ａ）
に示したように１msec/(1/１ＧＨｚ）＝１００００００
となり、ｆ＝１ＧＨｚ＋１ＫＨｚのときは図２（ｂ）に
示したように１msec/(1/(1ＧＨｚ))＝１００００００１
となる。
たがってさらに詳細に説明する。入力磁束が０の時のＲ
Ｏ−ＳＱＵＩＤ５の発振周波数（基本発振周波数）が、
例えば１ＧＨｚの時、磁束周波数変換係数∂ｆ／∂φは
実験によると約１．５ＧＨｚ／Ф0 になる。したがっ
て、例えば生体磁気計測に必要な磁場分解能１０-6Ф0
／√Ｈｚを得るには、外部磁束が入力することによるＲ
Ｏ−ＳＱＵＩＤの発振周波数の変化を１．５ＫＨｚ以上
の分解能で測定する必要がある。この場合、例えばＲＯ
−ＳＱＵＩＤ５の発振周波数変化を１ＫＨｚの分解能で
測定するためには、クロック１５の周波数を１ＫＨｚに
設定した時、そのパルスは１ｍｓｅｃ（＝１ＫＨｚ）間
隔で発生することになるので、その間にカウンタ１５に
よる計数パルス数は、ｆ＝１ＧＨｚのときは図２（ａ）
に示したように１msec/(1/１ＧＨｚ）＝１００００００
となり、ｆ＝１ＧＨｚ＋１ＫＨｚのときは図２（ｂ）に
示したように１msec/(1/(1ＧＨｚ))＝１００００００１
となる。
【００１３】したがって、このときのカウンタ１５は１
ＫＨｚの周波数分解能を持つことになる。次に、カウン
タ１５の出力は加算器１８によりオフセットデータ保持
器１７からのオフセットデータを減算され、これにより
ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５の周波数変化がカウント値の０から
の変位に変換される。この加算器１８のディジタル出力
はディジタル積分器１９により積分され、Ｄ／Ａ変換器
２０によりアナログ量に変換され、フィードバック抵抗
１２を介して電流の形でフィードバックコイル１３に送
られ、入力磁束を打ち消すようにＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に
フィードバックされる。以上説明したように、本実施例
のＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の出力はディジタル積分器１
９の出力であり、ディジタルシリアルデータとして外部
に取り出すように構成されている。したがって、信号伝
送時に従来の場合とは異なり外部からのノイズに強く、
さらに多チャンネル化が容易になる。
ＫＨｚの周波数分解能を持つことになる。次に、カウン
タ１５の出力は加算器１８によりオフセットデータ保持
器１７からのオフセットデータを減算され、これにより
ＲＯ−ＳＱＵＩＤ５の周波数変化がカウント値の０から
の変位に変換される。この加算器１８のディジタル出力
はディジタル積分器１９により積分され、Ｄ／Ａ変換器
２０によりアナログ量に変換され、フィードバック抵抗
１２を介して電流の形でフィードバックコイル１３に送
られ、入力磁束を打ち消すようにＲＯ−ＳＱＵＩＤ５に
フィードバックされる。以上説明したように、本実施例
のＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の出力はディジタル積分器１
９の出力であり、ディジタルシリアルデータとして外部
に取り出すように構成されている。したがって、信号伝
送時に従来の場合とは異なり外部からのノイズに強く、
さらに多チャンネル化が容易になる。
【００１４】
【発明の効果】以上示したように、本発明によれば、Ｒ
Ｏ−ＳＱＵＩＤからの入力磁束に応じた周波数のパルス
を計数する高速カウンタと、入力磁束０のときのカウン
タ値を保持するオフセットデータ保持手段と、前記カウ
ンタからの出力と前記オフセットデータ保持手段の保持
データとを減算する加算手段と、加算手段の出力をディ
ジタル積分してディジタル信号を出力するディジタル積
分手段と、さらにこのディジタル積分手段のディジタル
出力をＤ／Ａ変換し、ＲＯ−ＳＱＵＩＤにフィードバッ
クして磁束の零点検出して供するフィードバック手段と
を設けることにより、従来よりも高周波領域での装置動
作が可能になり、また入力磁束が０のときからの磁束測
定が可能になって装置の線形応答が可能になり、さらに
外来ノイズの混入が回避され、多チャンネル化が可能に
なると共に磁束の零点検出による高感度磁束検出が可能
になるという効果が得られる。
Ｏ−ＳＱＵＩＤからの入力磁束に応じた周波数のパルス
を計数する高速カウンタと、入力磁束０のときのカウン
タ値を保持するオフセットデータ保持手段と、前記カウ
ンタからの出力と前記オフセットデータ保持手段の保持
データとを減算する加算手段と、加算手段の出力をディ
ジタル積分してディジタル信号を出力するディジタル積
分手段と、さらにこのディジタル積分手段のディジタル
出力をＤ／Ａ変換し、ＲＯ−ＳＱＵＩＤにフィードバッ
クして磁束の零点検出して供するフィードバック手段と
を設けることにより、従来よりも高周波領域での装置動
作が可能になり、また入力磁束が０のときからの磁束測
定が可能になって装置の線形応答が可能になり、さらに
外来ノイズの混入が回避され、多チャンネル化が可能に
なると共に磁束の零点検出による高感度磁束検出が可能
になるという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。
【図２】図１の実施例のカウンタの動作を示すタイミン
グ図である。
グ図である。
【図３】ＲＯ−ＳＱＵＩＤ磁束計の原理およびＩ−Ｖ特
性を示す回路構成図である。
性を示す回路構成図である。
【図４】従来のＲＯ−ＳＱＵＩＤ駆動回路の回路構成を
示す回路構成図である。
示す回路構成図である。
１ ｄｃＳＱＵＩＤ ５ ＲＯ−ＳＱＵＩＤ ６ ピックアップコイル １２ フィードバック抵抗 １３ フィードバックコイル １５ カウンタ １６ クロック １７ オフセットデータ保持手段 １８ 加算器 １９ ディジタル積分器 ２０ Ｄ／Ａ変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 外部磁場を検出する検出コイルと、この
検出コイルからの外部磁場の検出信号にしたがって前記
外部磁場の変化に対応して発信周波数を変化させる周波
数信号を出力する緩和発振形ＳＱＵＩＤと、この緩和発
振形ＳＱＵＩＤからの周波数を表す出力パルスを計数し
て出力するカウンタと、前記検出コイルで検出される入
力磁束がゼロのときのカウンタ値を保持するオフセット
データ保持手段と、このオフセットデータ保持手段と前
記カウンタに接続されて、カウンタの出力パルスとオフ
セットデータとの減算値を求め、検出磁束値を入力磁束
がゼロから始まるように磁束検出パルス信号を与える加
算手段と、この加算手段からの出力信号をディジタル積
分してディジタル出力信号を外部に与えるディジタル積
分手段と、前記加算手段からの出力信号をアナログ量に
変換して前記緩和発振形ＳＱＵＩＤにフィードバック
し、これにより入力磁束を相殺して磁束の零点検出を可
能にするフィードバック手段とを備えたことを特徴とす
るＳＱＵＩＤ磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15417192A JPH05323004A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15417192A JPH05323004A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05323004A true JPH05323004A (ja) | 1993-12-07 |
Family
ID=15578389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15417192A Pending JPH05323004A (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05323004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001006907A3 (de) * | 1999-07-27 | 2001-08-23 | Squid Ag | Verfahren und vorrichtung zur messung biomagnetischer, insbesondere kardiomagnetischer felder |
| JP2021071375A (ja) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | 株式会社リコー | 磁場計測装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04143681A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Shimadzu Corp | 自励発振型デジタルｓｑｕｉｄ磁束計 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP15417192A patent/JPH05323004A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04143681A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Shimadzu Corp | 自励発振型デジタルｓｑｕｉｄ磁束計 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001006907A3 (de) * | 1999-07-27 | 2001-08-23 | Squid Ag | Verfahren und vorrichtung zur messung biomagnetischer, insbesondere kardiomagnetischer felder |
| JP2021071375A (ja) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | 株式会社リコー | 磁場計測装置 |
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