JPH0395475A - 超電導量子干渉デバイス内の電流分布雑音を抑制する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超電導ループｒ’引こ２個のジョセフソン接
合を具え、且つ周期的バイアス電流を発生する制御装置
と、ループ内で誘起された交流電流を介して磁束変調を
発生する変調装置、及び平均出力電圧を形成する信号検
出装置を具えた装置へ接続されている直流超電導量子干
渉デバイス内の電流分布雑音を抑制する方法に関するも
のである。

（従来の技術） １０−１０テスラ以下の領域内の弱い磁界の測定に対す
る機能は、ＳＱＵＩＤ　（超電導量子干渉デバイス）と
して知られ、且つ例えば磁気カルジオグラフ診療法（ｍ
ａｇｎｅｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）や、磁気大脳
撮影７去（ｍａｇｎｅｔｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐ
ｈｙ）における磁界の測定用、あるいはまた肝臓磁化率
測定（ｌｉｖｅｒ　ｓｕｓｃｅｐｔｏｍｅｔｒｙ）用に
貢献する超電導量子干渉素子で作られる。そのような測
定装置は、ＳＱ［ＪＩＤに加えて、超電導を達威するた
めの低温度領域用の低温システム内にグラディオメー夕
と、結合コイル及び変調５ ６ コイルを具えている。この変調コイルはそれ自身がＳＱ
ｔｌｌＤへ接続されている変調即ち制御装置へ接続され
ている。この変調装置は評価即ち信号検出装置へ接続さ
れている。このＳＱＵＩＤは２個のジョセフソン接合に
より中断されている閉じた超電導ループから戊っている
。非超電導直流端子がこの接合の間に設けられている。

変調コイルの方法による表示器として反対の磁界が作り
出されないかぎりにおいて、この端子間の電圧は結合磁
界に依存して変化する（磁束口ックループ変調法）。そ
のようなＳＱＵＩＤのジョセフソン接合は、高い感度を
達或するために非常に小さい接触面のみを有している。

これらのジョセフソン接合の絶縁障壁内の電子の交互伝
播と解放とによって、この障壁のポテンシャル限界及び
それ故にその臨界電流も時間的に動揺し、１／ｆのよう
な周波数態様によってＳＱＵＩＤ内に電流分布雑音を生
じる。極端に小さい表面を具えたジョセフソン接合の場
合には、臨界電流の熱力学的に誘起された動揺も起こる
。

この問題を取り扱う方法と回路装置の両方あるいはいず
れか一方は既知である。例えば、欧州特許第０　０５３
　６２５号が超電導ループ内のジョセフソン接合及びま
たこの接合を横切ってバイアス電流を印加する制御装置
を具える直流ＳＱＵＩＤを具えている回路装置を開示し
ており、この制御装置は第ｌ周波数によってバイアス電
流の極性が反転されるように構威されている。ループ内
に誘起された変調交涼電流を発生するために、前記第１
周波数から離れた所定の第２周波数によって変調するた
めの変調手段が設けられている。出力信号を発生するた
めの手段及び前記第２周波数を有する信号とその出力信
号を組み合わせるためにこの出力信号を受信する復調器
も設けられており、その結果復調された出力信号を生じ
る。１９８８年７月１日発行のＪ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈ
ｙｓ．　６４（１）の第２３９〜２４１頁のＫｕｒｉｋ
ｉ，Ｍａｔｓｕｄａ，　Ｍａｔａｔｃｈｉ共著の”Ｅｆ
ｆｅｃｔ　ｏｆ　ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｂｉａｓ　ｃ
ｕｒｒｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗ−ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ　ｎｏｉｓｅ　ｉｎｄｃ　ＳＱＵＩＤｓ”から既知
である方法におけると同様にこの回路装置においても、
磁束変調とバイアス電流とが異なる周波数で変調されて
いる。引用した欧州特許明細書によると、これは例えば
１：４の磁束／電流・周波数比で行われ、Ｋｕｒｉｋｉ
他によるとそれは８：１であり、別の既知の生体磁力計
ではこの比率は１　４．５である。ここで、この変調と
変調信号との発生は特に複雑である。有益な信号が組合
せ周波数の広いスペク１・ルにわたって分布しているこ
とも欠点である。二つの変調周波数のうちの低い方の周
波数が必要な信号帯域幅を超えるように選ばれねばなら
ないから、二つの変調周波数のうちの高い方の周波数と
また処理されるべきより高い組合せ周波数とが信号検出
装置の必要な帯域幅を決定する。この信号検出装置の入
力部分が、昇圧結合変圧器と第１増幅素子としての低雑
音電界効果トランシスタとを具えている。この増幅器の
入力キャパシタンスと変圧器の漏洩インダクタンスとが
信号通路の上限周波数を決定するから、変圧器の変圧比
は前置増幅器により充分に低い雑音寄与を達成すること
を望まれる程高くなるように選ばれることはできない。

１９８７年発行のＩＥＥＥ　ＭＡＧ　２３，　Ｎｏ．　
２の第１１５０〜１１５３頁のＦｏｇｇｌｉｅｔｔｉ，
　Ｇａｌｌａｇｈｅｒ，　Ｋｏｃｈ著“Ａ　ｎｏｖｅｌ
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　
］／ｆ　ｎｏｉｓｅ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎ　ｄｃ　
ＳＱＬＩＩＤｓ”から、ＳＱＵＩＤが四つのバイアス状
態を順次に装う方法が知られており、それの状態２及び
４は不活性である。この二つの不活性なバイアス状態に
よって、標準磁束口ックルーブ法と比較して、有効な信
号周波数」二の信号電圧のフーリエ級数での伝達関数（
電圧への磁束）に損失が生じるので、ｌ．／ｆ雑音の領
域内で達或され得る雑音低減は、標準磁束口ックループ
法と比較してホワイトノイズの領域内で係数２による信
号パワーと雑音パワーとの間の間隔の劣化を伴う。

非履歴的直流ＳＱＵＩＤは集積された並列抵抗を具え、
一定バイアス電流によっても（標準磁束口ツクループｌ
去）、あるいは極性が上記の方ｌ去に従って周期的に反
転されるバイアス電流によっても動作する。

集積された並列抵抗を有さないジョセフソントンネル接
合を具えた履歴的な直流ＳＱ［ＪＩＤにおいては、ヒス
テリシスカーブの周期的な追随か、１９７７９ １０ 年にＨａｈｌｂｏｈｍ，　ＬＯｂｂｉｇにより編集され
た本の第５０１〜５０９頁の著者Ｐ．　Ｇｕｔｍａｎｎ
による“Ｔｗｏ−　ｊｕｎｃｔ　ｉｏｎＳＱＵＩＤ　ｕ
ｓｉｎｇ　ａ　ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
，　　ｉｎ　ＳＱＵＩＤｓａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ　　，及び１９８３年５月発行のＩ
ＥＥＥ　ＭＡＧ−１９，　Ｎｏ．３の第５８４〜５８６
頁の著者Ｏ．Ｖ．　ｓｎｉｇｉｒｅｖによる“Ｕｌｔｉ
ｍａｔｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅｄｃ
　ＳＱＵＩＤｓ　ｕｓｉｎｇ　ｕｎｓｈｕｎｔｅｄ　Ｊ
ｏｓｅｐｈｓｏｎ　ｊｕｎｃｔｉｏｎｓから知られるよ
うな、鋸歯状電流機能を用いた動作により課せられ得る
。各サイクルに対して磁束依存臨界電流が続いて測定さ
れ得るパルス衝撃率変調された出力電圧へ変換される。

変換率（電圧への磁束）が既に雑音が既に高く、且つ従
って最適化された非履歴的直流ＳＱＵＩＤにおけるより
もさらに一層良くてさえも、この方ｌ去はなお実質的な
望ましくない電流分布雑音を伴う。

（発明が解決しようとする課題） 単純な構造を有するばかりでなく、２個のジョセフソン
接合の臨界電流の個別の動揺により直流ＳＱＵＩＤ内に
生じる雑音を抑制することもできる方法を提供すること
が本発明の目的である。

（課題を解決するための手段） 制御装置が磁束の変調周波数及びこの変調周波数の周期
の四分の一に相当する時間変移によってバイアス電流の
極性を反転して、ＳＱｔＪＩＤが異なるバイアス状態を
装い、且つ信号検出装置が各バイアス状態に対して重み
付け動作を実施し、符号を考慮してこのようにして重み
付けされた個別の出力電圧の合計が測定量のみに比例し
ている平均出力電圧であることを特徴とする本発明によ
って、この目的が達成される。

本発明による方法はコイルを使用した標準磁束口ックル
ープ法を用いており、磁束変調は準静止磁束動作点の付
近で磁束量子φ−．２．　１５＝５Ｗｂの四分の一によ
り、コイルを用いて実行され、且つ付加的にバイアス電
流の極性が、同じ周波数によってではあるが、変調周波
数の周期の四分の一に相当する時間変移によって周期的
に反転される。変調及び制御装置により実行されるこの
段階の結果として、このＳＱＵＩＤは好適に四つのバイ
アス状態を順次に装う。次の信号検出装置において、平
均出力電圧がそれから四つの符号重み付けされた出力電
圧の合計を形成し、四つの出力電圧は各々時間変移され
たバイアス電流と、関連する動作点での磁束φに従った
バイアス電流の導関数とにより定義された動作点の個別
の電圧から形成される。

この合計の個別の項は、本発明による四つの項の合計か
ら形成される。この項の一つは相当する動作点における
相当する電圧を表現する。二つの別の項が平均臨界電流
と／ＪｌｌＩ定量とを表現する。第四の項を介して、こ
のＳＱＵＩＤのなんらかの非対称が考慮される。このバ
イアス電流のバイアスにおいて、動作点３における電圧
が動作点１における負の電圧に一致し、動作点４におけ
る電圧が動作点２における負の電圧に一致することが、
本発明によって達成される。対称的なＳＱＵＩＤの場合
には、動作点２における電圧か動作点１における電圧に
一致し、且つ磁束φに従った電圧の部分導関数の合計が
零を導出することにより、単純化が実現され得る。

信号検出装置において、例えば二つの周波数を有する同
期検出器（ロックイン検出器）によって信号検出が好適
に実行されて、そのとき各バイアス状態に対して信号の
符号を変更する交互重みイ」け動作が実行される。かく
して電流分布雑音信号が零を加える。

本発明によると、信号検出装置は二者択一的に順次に一
対毎に等しい重み付け系列（＋＋−）により変調周波数
上で信号検出を実行し得る。かくして決定された平均出
力電圧は、例えば次の信号増幅器の前に前記平均出力電
圧の平均値を補償するためのブリッジ回路の自動平衡用
に用いられ得る。

信号検出装置は対称的な重み付け系列（＋−＋）を有す
る直角位相で変調周波数上の信号検出を実行することも
できる。

対称的なＳＱＵＩＤの場合には、平均出力電圧の決定に
おいて毎回単純化が生じる。

磁束とバイアス電流とが異なる周波数により変調されて
いる、欧州特許明細書第０　０５３　６２５号に開示さ
れた引用された回路装置及びＫｕｒｉｋｉ他による方法
と比較して、本発明による変調と変調信号１３ １４ との発生は単純化されている。更にその上、半整数周波
数比による方法と比較して、変調周波数以下の組合せ周
波数が信号スペクトル内に生じないことも利点である。

更にその上、同等の信号高域幅に対して、本発明による
周波数を二重で検出することによる提案された直角変調
法は、検出の前の帯域幅の低減、特にＳＱＵＩＤから復
調器までの信号通路の上限周波数の低減を可能にし、既
知の方法に対して、その低減は入力増幅器からの雑音寄
与を低減するために直接に用いられ得る。これは、それ
がＳＱＵＩＤと前置増幅器との間により高い変圧比と、
より高い漏洩インダクタンス及び漏洩キャパシタンスと
を有する結合変圧器の使用と同時に、前置増幅器内によ
り低い雑音電圧と、より高い入力キャパシタンスとを有
する電界効果トランジスタの使用を可能にするからであ
る。より高い変圧比が前置増幅器による全体雑音への寄
与を低減する。増大された漏洩インダクタンスと入力キ
ャパシタンスとにより導入された上限周波数の低減が、
本発明による方ｌ去では問題にならない。

Ｆｏｇｌｉｅｔｔｉ他による前述の方法と比較して、活
性なバイアス状態のみが本発明によるこの方法において
は生じるので、ホワイトノイズ領域内での信号対雑音比
の劣化が回避される。

本発明による方法は、集積された並列抵抗を有しないジ
ョセフソン接合を具えている履歴的な直流ＳＱＵＩＤに
対しても用いられ得る。集積された並列抵抗を具えてい
る非履歴的な直流ＳＱＵＩＤは、定のバイアス電流によ
っても、あるいは極性が周期的に反転されるバイアス電
流によっても動作する。履歴的な直流ＳＱＵＩＤに対し
ては、引用された源泉Ｇｕｔｍａｎｎ及びＳｎｉｇｉｒ
ｅｖから既知のように、超電導特性と電子（いわゆる準
粒子）の１・ンネル特性とからなるヒステリシスカーブ
の周期的な追従を強制することが、鋸歯状バイアス電流
による動作により可能である。

履歴的な直流ＳＱＵＩＤに対するこの方法によって、絶
対感覚とバイアス状態内で、バイアス電流が最小臨界電
流以下の電流から直線的に、最大臨界電流以上の電流ま
で増加し、且つ続いてＳＱＩＪＩＤを再び無電圧状態へ
もたらすために短時間スイッチオフされるように、制御
装置がバイアス電流を制御する。履歴的な直流ＳＱＬＩ
ＩＤのためのこれらの方法に対しても、電流分布雑音を
抑制するために、本発明によると、バイアス電流の符号
が毎回二つのバイアス状態の後に変更され、磁束変調が
重み付け系列＋−十を有する四つの状態でのφ／４の単
位で行われる。結果として、各バイアス状態に対して、
磁束依存臨界電流が、既知の測定方法によって検出され
得るパルス衝撃率変調された出力電圧へ変換される。

信号検出装置が、既に述べたように、前置増幅器により
有益に先行され得ることは注目されるべきである。

本発明による方法の更に好適な変形は、特許請求の範囲
の従属項にも記載する。

（実施例） 以下図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、ＳＱＵＩＤの作用と検出とのために必要な、
本発明による方法を実行するための装置の構或要素を図
式的に示している。閉じた超電導電流ループを形成する
グラディオメータ（図示せず）と結合コイルとが、測定
されるべき磁界を検出し且つそれを（単純化された形で
示した）直流ＳＱＵＩ０１０内で変形させ、そのＳＱＵ
ＩＤは超電導ルーブ１１と２個の直列接続されたジョセ
フソン接合ｌ２とから成っている。ジョセフソン接合■
２の間には非超電導直流端子１３か設けられている。こ
の直流端子１３は、それ自身が変調装置１５へ接続され
ている制御装置１４へ接続されており、その変調装置は
ＳＱＵＩＤＩＯのループ１１内に誘起された交流電流を
介して磁束変調を発生するために変調コイル１６へ作用
し、且つＳＱＵＩＤＩＯからの信号の検出と組合せとの
ために、前置増幅器１８を介して信号検出装置１７へも
接続されている。信号検出装置１７は更にその上信号増
幅器（図示せず）により継承され得る。輪郭１９は、超
電導を創造するために必要な低温度領域を達成するため
に、この装置のどの部分が低温システム１７ １８ 内に収容されるかを示している。グラディオメータ（図
示せず）と結合コイルとも低温システム１９内に置かれ
ている。例えば信号を発生し且つ更に処理をするための
この装置のその他の構或要素は、この技術の状態から既
知であり、図示してない。

第２図は正バイアス電流と負バイアス電流とに対する電
圧／磁束・変動を示しており、破線による表示は非対称
直流ＳＱｔｌｌＤに対するものであり、実線による表示
は対称直流ＳＱＵＩＤに対するものである。

標準磁束ロックループ法において用いられる約±φｎ／
４による磁束変調に加えて、本発明によりバイアス電流
ＩＢが同じ周波数ではあるが、変調された磁束φの周期
の四分の一の時間変移により周期的に反転された場合に
は、非対称直流ＳＱＵＩＤは破線の曲線に追従し、対称
直流ＳＱＵＩＤは実線の曲線に追従する。一般の場合即
ち非対称ＳＱＵＩＤの場合には、電圧Ｖｌｌ　Ｖ２＋　
Ｖ３＋　Ｖ４が相当する動作点に対して示されており、
その電圧は変調磁束φの周期の四分の一の時間変移を現
している。このＳＱＵＩＤは、例えばバイアス電流■３
の極性（＋＋−）に対して、概略φＯ／４の単位におけ
るバイアス磁束に対する系列（＋−＋）で、四つのバイ
アス状態を順次に装う。

信号検出装置工７においては、各状態に対する信号の符
号を変更する重み付け動作が実行されるので、四つの状
態の信号合計において、臨界電流の動揺から生じる電流
分布雑音信号が相互に除去される。

そのとき信号検出が例えば二重の変調周波数を有する同
期検出器（ロックイン検出器）により実行され得る。測
定量δφ（１）に対して、平均臨界電流は Ｔｏ＋δＩｏ＝　　［ｒｏ＋（ｔ）＋ｉｏ２（ｔ）］　
　／２非対称は また動作点における電圧は＼ｌ３：−Ｖ＋，　Ｖ４＝−
＼ｌ２であり平均出力電圧 Ｖｇａｓ＝ＶＯＩ　　Ｖｏ２＋Ｖｏ３ＶＯ４が得られる
。ここにＶ。１は出力電圧を表している。

■ｏ１−Ｖ１＋ａｖ１／ａＩｏδ１ｏ（ｔ）＋ａＶ＋／
ａａδα（ｔ）　　＋∂Ｖ１／∂φδφ（１）ＶＯ２−
Ｖ２＋　ａＶ２／ａ　ＩｎδＩｏ（ｔ）＋ａＶ２／ａα
δα（ｔ）　　−１−　ａ　”１’２／　ａφδφ（１
）ＶＯ３−Ｖｌ−ａ■＋／ａｌｏδＩｎ（１：）ａＶ＋
／ａ（ｌδ（１　（ｉ）　＋　ａ　■ｌ／　ａφδφ（
１）ＶＯ１−Ｖ２　　ａＶｐ／ａＩａδｔｏ（ｔ）ａ　
Ｖ２／　ａαδα（ｔ）＋ａＶＪａφδφ（１）に対し
て、測定量にのみ比例している ２（ａＶ１／ａφ一ａＶ２／ａφ）δφ（０に相当する
平均出力電圧■、。３が得られる。ここで、 ∂Ｖ１／∂φ＞ｏ，ａＶＪａφく０ であるから括弧内全体の表現は正である。電圧Ｖ＋■２
及び関連する動作点におけるそれらの部分導関数の符号
及びここで用いられた状態１，３及び２，４における動
作点の絶刻感覚での同一性とが第２図に示した特性の対
称性から生じる。それに加えて対称的なＳＱｔｌｌＤに
対しては、第２図から明らかなように、 Ｖ２＝Ｖ１、ａＶＪａφ＝　　∂Ｖ１／∂φが良好に保
持される。

異なる重み付け系列即ち（＋＋−）を有する変調周波数
における信号検出の場合には、 Ｖｒａｓ＝Ｖｏ＋＋Ｖｏ２Ｖｏ３Ｖｏ４であり、ａＶ１
／ａ　Ｃｌ　＊　ａＶＪａφ〈０の場合には、 Ｖｇｏｓ＝２＊　　｛ＶＩ＋Ｖ２ ＋（ａＶ＋／ａＩｏ＋　ａＶ２／ａ　Ｉｏ）δｔｏ（ｔ
）＋（ａＶ１／ａα＋ａ■２／ａα）δα（ｔ）｝であ
る。対称の場合には、 Ｖｇ−＝＝４　［Ｖ＋＋　ａＶ＋／ａ　Ｉｏδ１ｏ（ｔ
）　１この信号はあるいは存在する信号増幅器に先立っ
て平均値＜ＶＯｌ＋ＶＯ２　　Ｌ３ＶＯ４＞を補償する
ブリッジ回路（図示せず）の自動平衡用に使用され得る
。

重み付け系列（＋−＋）を有する直角位相内の変調周波
数における信号検出の場合には、 Ｖｇａｓ”Ｖｏ＋　　Ｖｏ２Ｖｏ３＋Ｖｏ＋これを演算
して、 ２１ ２２ ｖ　ｔ　ａ　ｓ−２　＊　　［　ｖ　１Ｖ　２＋（ａＶ
＋／ａＩｏ−　ａＶ２／ａ　Ｉｏ）δＩｏ（ｔ）＋（ａ
Ｖ＋／ａ　ａ　　ａＶＪａ　ａ）δα（ｔ）］であり、
対称の場合には、 Ｖｗ　ｅ　ｓ−４　ａ　Ｖ　＋／　ｃ’αδα（１）で
ある。

かくして本発明による方法は、集積された並列抵抗（図
示せず）を有する非履歴的直流ＳＱＵＩＤに対して、達
或されるべき電流分布雑音の適切な抑制を可能にする。

第３図は、各バイアス状態の始めにおいて、絶対値にお
いて最小臨界電流Ｉ。−４１。より小さい値から、各バ
イアス状態の終わりにおいて最大臨界電流■。−。８ｏ
より大きい値まで直線的に増大し、このＳＱＵＩＤを再
び無電圧状態へ設定するために、続いて短時間スイッチ
オフされて、その後毎回二つのバイアス状態が符号を変
更する鋸歯状バイアス電流ｈを示している。結果として
、本発明による次の交替する信号重み付けの間、信号検
出装置１７内の信号検出に際して、集積された並列抵抗
なしの履歴的な直流ＳＱＵＩＤに対しても電流分布雑音
の抑制が達威され得る。第３図において、四つのバイア
ス状態がローマ数字により表示されており、磁束のバイ
アス電圧の符号が第３図の下側において、信号重みの符
号が与えられる間の下に述べられている。

上記の説明内と、第１図，第２図及び第３図内及び特許
請求の範囲内に開示したような特性は、個々にと同時に
、本発明の種々の変形において本発明を実施するための
任意の組合せにおいても本質的に重要であり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による方法を実行するための装置の図
式的な表現であり、 第２図は、バイアス電流を介する例による方法により定
義された磁束φと動作点とに依存する、対称及び非対称
直流ＳＱＵＩＤにおける電圧変動を示し、 第３図は、履歴的な直流ＳＱＩＪＩＤのための鋸歯状バ
イアス電流を示している。 １０・・・直流超電導量子干渉デバイス（ＳＱＩＪＩＤ
）１１・・・超電導ループ １２・・・ジョセフソン接合 １３・・・非超電導直流端子 １４・・・制御装置 １５・・・変調装置 １６・・・変調コイル １７・・・信号検出装置 １８・・・前置増幅器 １９・・・低温システム １Ｂ・・・バイアス電流 ？１〜Ｖ４＝・・電圧 Ｉｏ−ｍｍｘ・・・最大臨界電流 Ｉｏ−ｍｉ■・・・最小臨界電流 φ・・・磁束

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超電導ループ内に２個のジョセフソン接合を具え、
   且つ周期的バイアス電流を発生する制御装置と、ループ
   内で誘起された交流電流を介して磁束変調を発生する変
   調装置、及び平均出力電圧を形成する信号検出装置を具
   えた装置へ接続されている直流超電導量子干渉デバイス
   内の電流分布雑音を抑制する方法において、 前記制御装置（１４）が磁束の変調周波数及びこの変調
   周波数の周期の四分の一に相当する時間変移によってバ
   イアス電流（Ｉ＿Ｂ）の極性を反転して、超電導量子干
   渉デバイス（１０）が異なるバイアス状態を装い、 且つ信号検出装置（１７）が各バイアス状態に対して重
   み付け動作を実施し、符号を考慮してこのようにして重
   み付けされた個別の出力電圧（Ｖ＿０＿１、Ｖ＿０＿２
   、Ｖ＿０＿３、Ｖ＿０＿４）の合計が測定量のみに比例
   している平均出力電圧（Ｖ＿ｇ＿ｅ＿ｓ）であることを
   特徴とする直流超電導量子干渉デバイス内の電流分布雑
   音を抑制する方法。 ２、磁束変調が変調装置（１５）と±φ＿０／４を有す
   るコイル（１６）とを介して実行され、前記超電導量子
   干渉デバイス（１０）が順次に四つのバイアス状態を装
   い、平均出力電圧（Ｖ＿ｇ＿ｅ＿ｓ）が信号検出装置（
   １７）内に信号で重み付けされた四つの出力電圧（Ｖ＿
   ０＿１、Ｖ＿０＿２、Ｖ＿０＿３、Ｖ＿０＿４）の合計
   から形成され、動作点は前記超電導量子干渉デバイス内
   のバイアス電流（Ｉ＿Ｂ）と平均磁束とにより定義され
   ることを特徴とする請求項１記載の直流超電導量子干渉
   デバイス内の電流分布雑音を抑制する方法。 ３、各出力電圧（Ｖ＿０＿１、Ｖ＿０＿２、Ｖ＿０＿３
   、Ｖ＿０＿４）が信号検出装置（１７）内に項の和から
   形成され、一つの項は相当する動作点における相当する
   電圧 （Ｖ＿１、Ｖ＿２、Ｖ＿３、Ｖ＿４）を表現し、その他
   の項は測定量と、平均臨界電流、及び超電導量子干渉デ
   バイスの非対称を表現し、ここでＶ＿３＝−Ｖ＿１であ
   り且つＶ＿４＝−Ｖ＿２であって、 対称な超電導量子干渉デバイスの場合には 単純化でＶ＿２＝Ｖ＿１及び∂Ｖ＿２／∂φ＝−∂Ｖ＿
   １／∂φが考慮されて、 且つ信号検出装置（１７）が前置増幅器（１８）により
   先行されることを特徴とする請求項２記載の直流超電導
   量子干渉デバイス内の電流分布雑音を抑制する方法。 ４、信号検出装置（１７）内では二重の周波数を有する
   ロックイン検出器にって信号検出を実行され、各バイア
   ス状態に対してバイアス状態の符号を変換する重み付け
   動作、即ち交互重み付け動作が行われるので、電流分布
   雑音信号は零を加えることを特徴とする請求項３記載の
   直流超電導量子干渉デバイス内の電流分布雑音を抑制す
   る方法。 ５、信号検出装置（１７）が順次に一対毎に等しい重み
   付け系列により変調周波数上で信号検出を実行し、平均
   出力電圧（Ｖ＿ｇ＿ｅ＿ｓ）はこの平均出力電圧（Ｖ＿
   ｇ＿ｅ＿ｓ）の平均値を補償するためにブリッジ回路の
   自動平衡のために用いられることを特徴とする請求項３
   記載の直流超電導量子干渉デバイス内の電流分布雑音を
   抑制する方法。 ６、信号検出装置（１７）が対称な重み付け系列により
   直角位相内の変調周波数上で信号検出を実行することを
   特徴とする請求項３記載の直流超電導量子干渉デバイス
   内の電流分布雑音を抑制する方法。 ７、絶対感覚では、バイアス電流が二分の一周期の間最
   初のバイアス状態で単調に増加し、短時間スイッチオフ
   され、この半周期の次のバイアス状態で再び単調に増加
   し、次の半周期の間は鏡像様式で変化するように、制御
   装置（１４）が履歴的な直流直流超電導量子干渉デバイ
   スに対するバイアス電流（Ｉ＿Ｂ）を制御することを特
   徴とする前記請求項の何れか１項記載の直流超電導量子
   干渉デバイス内の電流分布雑音を抑制する方法。 ８、絶対感覚では、バイアス電流が最小臨界電流（Ｉ＿
   ０＿−＿ｍ＿ｉ＿ｎ）以下の電流から、最大臨界電流（
   Ｉ＿０＿−＿ｍ＿ａ＿ｘ）以上の電流まで直線的に増加
   するように、制御装置（１４）がバイアス電流（Ｉ＿Ｂ
   ）を制御することを特徴とする請求項７記載の直流超電
   導量子干渉デバイス内の電流分布雑音を抑制する方法。