JPH11118894A - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁束計Info
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- JPH11118894A JPH11118894A JP9284160A JP28416097A JPH11118894A JP H11118894 A JPH11118894 A JP H11118894A JP 9284160 A JP9284160 A JP 9284160A JP 28416097 A JP28416097 A JP 28416097A JP H11118894 A JPH11118894 A JP H11118894A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁束変調を行うことなく、交流バイアス法に
よりＳＱＵＩＤを駆動するようにしたＳＱＵＩＤ磁束計
の構成を簡単化するとともに、調整箇所を減少させる。 【解決手段】 交流バイアス電流に起因して交流信号と
して出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を、振幅調整器１０
から出力される磁束固定点における信号振幅と比較して
差を算出する差動アンプ８と、算出された差を交流バイ
アス電流と同じ周波数でロックイン検波して検波信号を
得るロックインアンプ９とを有し、得られた信号を積分
器１１により積分し、電圧−電流変換器１２により、Ｓ
ＱＵＩＤ６にフィードバックされるべきフィードバック
信号を出力する。
よりＳＱＵＩＤを駆動するようにしたＳＱＵＩＤ磁束計
の構成を簡単化するとともに、調整箇所を減少させる。 【解決手段】 交流バイアス電流に起因して交流信号と
して出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を、振幅調整器１０
から出力される磁束固定点における信号振幅と比較して
差を算出する差動アンプ８と、算出された差を交流バイ
アス電流と同じ周波数でロックイン検波して検波信号を
得るロックインアンプ９とを有し、得られた信号を積分
器１１により積分し、電圧−電流変換器１２により、Ｓ
ＱＵＩＤ６にフィードバックされるべきフィードバック
信号を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はＳＱＵＩＤ磁束計
に関し、さらに詳細にいえば、交流バイアス法を用いて
ＳＱＵＩＤを駆動するＳＱＵＩＤ磁束計に関する。
に関し、さらに詳細にいえば、交流バイアス法を用いて
ＳＱＵＩＤを駆動するＳＱＵＩＤ磁束計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ＳＱＵＩＤ磁束計において、
ＳＱＵＩＤが持つ固有の１／ｆノイズを除去するため
に、ＳＱＵＩＤのバイアス電流として交流電流を採用す
る方法（Ｂｉａｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｖｅｒｓａ
ｌ）が知られている。特に、高温超伝導材料により作製
されるＳＱＵＩＤは、接合における臨界電流の揺らぎ
が、Ｎｂなどで作製されるＳＱＵＩＤと比べて大きく、
交流バイアスによるＳＱＵＩＤの駆動が必須とされてい
る。
ＳＱＵＩＤが持つ固有の１／ｆノイズを除去するため
に、ＳＱＵＩＤのバイアス電流として交流電流を採用す
る方法（Ｂｉａｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｖｅｒｓａ
ｌ）が知られている。特に、高温超伝導材料により作製
されるＳＱＵＩＤは、接合における臨界電流の揺らぎ
が、Ｎｂなどで作製されるＳＱＵＩＤと比べて大きく、
交流バイアスによるＳＱＵＩＤの駆動が必須とされてい
る。
【０００３】また、交流バイアス法と磁束変調法とを組
合せた方法によるＳＱＵＩＤの駆動は、回路構成が著し
く複雑になって信頼性が低下してしまう可能性があるの
で、交流バイアス法を用いてＳＱＵＩＤを駆動する場合
には、磁束変調を行わない方が好ましい。磁束変調を行
うことなく、交流バイアス法によりＳＱＵＩＤを駆動す
るようにした従来のＳＱＵＩＤ磁束計の構成は図５に示
すとおりであり、各部の電圧のタイムチャートは図６に
示すとおりである。
合せた方法によるＳＱＵＩＤの駆動は、回路構成が著し
く複雑になって信頼性が低下してしまう可能性があるの
で、交流バイアス法を用いてＳＱＵＩＤを駆動する場合
には、磁束変調を行わない方が好ましい。磁束変調を行
うことなく、交流バイアス法によりＳＱＵＩＤを駆動す
るようにした従来のＳＱＵＩＤ磁束計の構成は図５に示
すとおりであり、各部の電圧のタイムチャートは図６に
示すとおりである。
【０００４】このＳＱＵＩＤ磁束計は、発振器３１から
の出力信号を、交流バイアス電流の位相を他の回路部の
電流の位相と１８０度ずらすべく、反転バッファ３２に
供給し、反転バッファ３２からの出力信号を振幅調整器
３３に供給して信号振幅を調整し、振幅が調整された信
号を電圧−電流変換器３４に供給することにより交流バ
イアス電流を得、ＳＱＵＩＤ３６のＳＱＵＩＤリング３
６ａに供給している。なお、上下の波形を互いに対称に
するためのオフセット調整器３５からの出力信号をも電
圧−電流変換器３４に供給している。
の出力信号を、交流バイアス電流の位相を他の回路部の
電流の位相と１８０度ずらすべく、反転バッファ３２に
供給し、反転バッファ３２からの出力信号を振幅調整器
３３に供給して信号振幅を調整し、振幅が調整された信
号を電圧−電流変換器３４に供給することにより交流バ
イアス電流を得、ＳＱＵＩＤ３６のＳＱＵＩＤリング３
６ａに供給している。なお、上下の波形を互いに対称に
するためのオフセット調整器３５からの出力信号をも電
圧−電流変換器３４に供給している。
【０００５】また、ＳＱＵＩＤリング３６ａからのＳＱ
ＵＩＤ出力信号をプリアンプ３７により増幅し、さらに
アンプ３８により増幅して電圧加算器３９に供給してい
る。さらに、発振器３１からの出力信号を振幅調整器４
０に供給して信号振幅を調整し、振幅が調整された信号
をも電圧加算器３９に供給している。そして、電圧加算
器３９からの出力を積分器４１に供給して位相ロックル
ープ（ＦＬＬ）回路出力を得る。
ＵＩＤ出力信号をプリアンプ３７により増幅し、さらに
アンプ３８により増幅して電圧加算器３９に供給してい
る。さらに、発振器３１からの出力信号を振幅調整器４
０に供給して信号振幅を調整し、振幅が調整された信号
をも電圧加算器３９に供給している。そして、電圧加算
器３９からの出力を積分器４１に供給して位相ロックル
ープ（ＦＬＬ）回路出力を得る。
【０００６】また、積分器４１からの出力を電圧加算器
４２に供給するとともに、発振器３１からの出力信号を
振幅調整器４３に供給して信号振幅を調整し、振幅が調
整された信号をも電圧加算器４２に供給している。さら
に、電圧加算器４２からの出力を電圧−電流変換器４４
に供給してフィードバック電流を得、ＳＱＵＩＤ３６の
フィードバックコイル３６ｂに供給している。
４２に供給するとともに、発振器３１からの出力信号を
振幅調整器４３に供給して信号振幅を調整し、振幅が調
整された信号をも電圧加算器４２に供給している。さら
に、電圧加算器４２からの出力を電圧−電流変換器４４
に供給してフィードバック電流を得、ＳＱＵＩＤ３６の
フィードバックコイル３６ｂに供給している。
【０００７】上記の構成のＳＱＵＩＤ磁束計の作用は次
のとおりである。発振器３１からの出力が図６中（Ａ）
に示すように与えられた場合には、図６中（Ｂ）に示す
ように、反転バッファ３２からの出力信号は発振器３１
からの出力に対して位相が反転されている。また、図６
中（Ｆ）（Ｇ）は、それぞれＳＱＵＩＤ３６の正負のΦ
／Ｖ特性を示している。ここで、バイアス変調の周期に
合わせてフィードバックコイル３６ｂから振幅Φ０／２
の交流磁束をかけることにより、正負のΦ／Ｖ特性周期
の位相を互いに合わせてある。そして、図６中（Ｈ）に
示す入力磁束Φ１が与えられている。
のとおりである。発振器３１からの出力が図６中（Ａ）
に示すように与えられた場合には、図６中（Ｂ）に示す
ように、反転バッファ３２からの出力信号は発振器３１
からの出力に対して位相が反転されている。また、図６
中（Ｆ）（Ｇ）は、それぞれＳＱＵＩＤ３６の正負のΦ
／Ｖ特性を示している。ここで、バイアス変調の周期に
合わせてフィードバックコイル３６ｂから振幅Φ０／２
の交流磁束をかけることにより、正負のΦ／Ｖ特性周期
の位相を互いに合わせてある。そして、図６中（Ｈ）に
示す入力磁束Φ１が与えられている。
【０００８】したがって、入力磁束Φ１に対応する正負
のΦ／Ｖ特性上の点に基づいてＳＱＵＩＤ出力信号が定
まり、プリアンプ３７で増幅されることにより、図６中
（Ｃ）に示す信号波形が得られる。また、発振器３１か
らの出力信号を振幅調整器４０に供給して信号振幅を調
整することにより、図６中（Ｄ）に示す信号波形が得ら
れる。そして、図６中（Ｃ）に示す信号波形と図６中
（Ｄ）に示す信号波形とを電圧加算器３９に供給するこ
とにより、交流バイアスに起因する交流波形が除去さ
れ、ＳＱＵＩＤ３６への入力磁束Φ１に比例した信号が
検出される｛図６中（Ｅ）参照｝。
のΦ／Ｖ特性上の点に基づいてＳＱＵＩＤ出力信号が定
まり、プリアンプ３７で増幅されることにより、図６中
（Ｃ）に示す信号波形が得られる。また、発振器３１か
らの出力信号を振幅調整器４０に供給して信号振幅を調
整することにより、図６中（Ｄ）に示す信号波形が得ら
れる。そして、図６中（Ｃ）に示す信号波形と図６中
（Ｄ）に示す信号波形とを電圧加算器３９に供給するこ
とにより、交流バイアスに起因する交流波形が除去さ
れ、ＳＱＵＩＤ３６への入力磁束Φ１に比例した信号が
検出される｛図６中（Ｅ）参照｝。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す構成のＳＱ
ＵＩＤ磁束計を採用する場合には、磁束変調を行う直流
バイアス法によりＳＱＵＩＤを駆動するＳＱＵＩＤ磁束
計と比較して、調整箇所が多くなってしまうという不都
合がある。ここで、調整は、作業者が目で見て調整作業
を行うことが一般的であり、手動による調整が微妙で難
しいほど調整を自動化することが困難である。したがっ
て、デジタル機器などによる制御に置換することが困難
になってしまう。
ＵＩＤ磁束計を採用する場合には、磁束変調を行う直流
バイアス法によりＳＱＵＩＤを駆動するＳＱＵＩＤ磁束
計と比較して、調整箇所が多くなってしまうという不都
合がある。ここで、調整は、作業者が目で見て調整作業
を行うことが一般的であり、手動による調整が微妙で難
しいほど調整を自動化することが困難である。したがっ
て、デジタル機器などによる制御に置換することが困難
になってしまう。
【００１０】このような点、および多チャンネル化を考
慮すれば、調整箇所を少しでも減少させることが強く要
望されている。
慮すれば、調整箇所を少しでも減少させることが強く要
望されている。
【００１１】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、磁束変調を行うことなく、交流バイアス
法によりＳＱＵＩＤを駆動するようにしたＳＱＵＩＤ磁
束計の構成を簡単化するとともに、調整箇所を減少させ
ることを目的としている。
たものであり、磁束変調を行うことなく、交流バイアス
法によりＳＱＵＩＤを駆動するようにしたＳＱＵＩＤ磁
束計の構成を簡単化するとともに、調整箇所を減少させ
ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１のＳＱＵＩＤ磁
束計は、ＳＱＵＩＤに対して交流電流をバイアス電流と
して供給し、かつ磁束変調を行うことなくＳＱＵＩＤを
駆動するものであって、交流バイアス電流に起因して交
流信号として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号から交流バ
イアスに起因する交流成分およびオフセット電圧を除去
してＳＱＵＩＤの入力磁束に比例した信号を得る信号処
理手段と、得られた信号を積分して、ＳＱＵＩＤにフィ
ードバックされるべきフィードバック信号を算出するフ
ィードバック信号算出手段とを含むものである。
束計は、ＳＱＵＩＤに対して交流電流をバイアス電流と
して供給し、かつ磁束変調を行うことなくＳＱＵＩＤを
駆動するものであって、交流バイアス電流に起因して交
流信号として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号から交流バ
イアスに起因する交流成分およびオフセット電圧を除去
してＳＱＵＩＤの入力磁束に比例した信号を得る信号処
理手段と、得られた信号を積分して、ＳＱＵＩＤにフィ
ードバックされるべきフィードバック信号を算出するフ
ィードバック信号算出手段とを含むものである。
【００１３】請求項２のＳＱＵＩＤ磁束計は、前記信号
処理手段として、交流バイアス電流に起因して交流信号
として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を磁束固定点にお
ける信号振幅と比較して差を算出する比較手段と、算出
された差を交流バイアス電流と同じ周波数でロックイン
検波して検波信号を得る検波手段とを含むものを採用す
るものである。
処理手段として、交流バイアス電流に起因して交流信号
として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を磁束固定点にお
ける信号振幅と比較して差を算出する比較手段と、算出
された差を交流バイアス電流と同じ周波数でロックイン
検波して検波信号を得る検波手段とを含むものを採用す
るものである。
【００１４】請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計は、前記信号
処理手段として、交流バイアス電流に起因して交流信号
として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を交流バイアス電
流と同じ周波数でロックイン検波して検波信号を得る検
波手段と、検波信号を磁束固定点における信号振幅と比
較して差を算出する比較手段とを含むものを採用するも
のである。
処理手段として、交流バイアス電流に起因して交流信号
として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を交流バイアス電
流と同じ周波数でロックイン検波して検波信号を得る検
波手段と、検波信号を磁束固定点における信号振幅と比
較して差を算出する比較手段とを含むものを採用するも
のである。
【００１５】
【作用】請求項１のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、ＳＱＵ
ＩＤに対して交流電流をバイアス電流として供給し、か
つ磁束変調を行うことなくＳＱＵＩＤを駆動するに当っ
て、信号処理手段によって、交流バイアス電流に起因し
て交流信号として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号から交
流バイアスに起因する交流成分およびオフセット電圧を
除去してＳＱＵＩＤの入力磁束に比例した信号を得、フ
ィードバック信号算出手段によって、得られた信号を積
分して、ＳＱＵＩＤにフィードバックされるべきフィー
ドバック信号を算出することができる。
ＩＤに対して交流電流をバイアス電流として供給し、か
つ磁束変調を行うことなくＳＱＵＩＤを駆動するに当っ
て、信号処理手段によって、交流バイアス電流に起因し
て交流信号として出力されるＳＱＵＩＤ出力信号から交
流バイアスに起因する交流成分およびオフセット電圧を
除去してＳＱＵＩＤの入力磁束に比例した信号を得、フ
ィードバック信号算出手段によって、得られた信号を積
分して、ＳＱＵＩＤにフィードバックされるべきフィー
ドバック信号を算出することができる。
【００１６】したがって、フィードバックコイルに交流
電流を供給するための構成、および交流バイアスの符号
を反転するための構成を省略して、全体としての構成を
簡単化できるとともに、調整箇所を少なくすることがで
きる。請求項２のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、比較手段
によって、交流バイアス電流に起因して交流信号として
出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を磁束固定点における信
号振幅と比較して差を算出し、検波手段によって、算出
された差を交流バイアス電流と同じ周波数でロックイン
検波して検波信号を得、フィードバック信号算出手段に
よって、検波信号を積分して、ＳＱＵＩＤにフィードバ
ックされるべきフィードバック信号を算出することがで
きる。
電流を供給するための構成、および交流バイアスの符号
を反転するための構成を省略して、全体としての構成を
簡単化できるとともに、調整箇所を少なくすることがで
きる。請求項２のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、比較手段
によって、交流バイアス電流に起因して交流信号として
出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を磁束固定点における信
号振幅と比較して差を算出し、検波手段によって、算出
された差を交流バイアス電流と同じ周波数でロックイン
検波して検波信号を得、フィードバック信号算出手段に
よって、検波信号を積分して、ＳＱＵＩＤにフィードバ
ックされるべきフィードバック信号を算出することがで
きる。
【００１７】したがって、フィードバックコイルに交流
電流を供給するための構成、および交流バイアスの符号
を反転するための構成を省略して、全体としての構成を
簡単化できるとともに、調整箇所を少なくすることがで
きる。請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、検波手段
によって、交流バイアス電流に起因して交流信号として
出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を交流バイアス電流と同
じ周波数でロックイン検波して検波信号を得、比較手段
によって、検波信号を磁束固定点における信号振幅と比
較して差を算出し、フィードバック信号算出手段によっ
て、算出された差を積分して、ＳＱＵＩＤにフィードバ
ックされるべきフィードバック信号を算出することがで
きる。
電流を供給するための構成、および交流バイアスの符号
を反転するための構成を省略して、全体としての構成を
簡単化できるとともに、調整箇所を少なくすることがで
きる。請求項３のＳＱＵＩＤ磁束計であれば、検波手段
によって、交流バイアス電流に起因して交流信号として
出力されるＳＱＵＩＤ出力信号を交流バイアス電流と同
じ周波数でロックイン検波して検波信号を得、比較手段
によって、検波信号を磁束固定点における信号振幅と比
較して差を算出し、フィードバック信号算出手段によっ
て、算出された差を積分して、ＳＱＵＩＤにフィードバ
ックされるべきフィードバック信号を算出することがで
きる。
【００１８】したがって、フィードバックコイルに交流
電流を供給するための構成、および交流バイアスの符号
を反転するための構成を省略して、全体としての構成を
簡単化できるとともに、調整箇所を少なくすることがで
きる。
電流を供給するための構成、および交流バイアスの符号
を反転するための構成を省略して、全体としての構成を
簡単化できるとともに、調整箇所を少なくすることがで
きる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、この
発明のＳＱＵＩＤ磁束計の実施の態様を詳細に説明す
る。図１はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計の一実施態様を
示すブロック図である。このＳＱＵＩＤ磁束計は、発振
器１の発振出力電圧を振幅調整器２に供給して信号振幅
を調整し、振幅が調整された信号を電圧−電流変換器４
に供給することにより交流バイアス電流を得、ＳＱＵＩ
Ｄ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給している。なお、上
下の波形を互いに対称にするためのオフセット調整器５
からの出力信号をも電圧−電流変換器４に供給してい
る。
発明のＳＱＵＩＤ磁束計の実施の態様を詳細に説明す
る。図１はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計の一実施態様を
示すブロック図である。このＳＱＵＩＤ磁束計は、発振
器１の発振出力電圧を振幅調整器２に供給して信号振幅
を調整し、振幅が調整された信号を電圧−電流変換器４
に供給することにより交流バイアス電流を得、ＳＱＵＩ
Ｄ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給している。なお、上
下の波形を互いに対称にするためのオフセット調整器５
からの出力信号をも電圧−電流変換器４に供給してい
る。
【００２０】また、ＳＱＵＩＤリング６ａからのＳＱＵ
ＩＤ出力信号をプリアンプ７により増幅して差動アンプ
８の非反転入力端子に供給している。さらに、発振器１
からの出力信号を振幅調整器１０に供給して信号振幅を
調整し、振幅が調整された信号を差動アンプ８の反転入
力端子に供給している。そして、差動アンプ８からプリ
アンプ７からの出力信号と振幅調整器１０により振幅が
調整された信号との差信号（オフセット電圧が除去され
た信号）を出力する。この差信号は、発振器１の発振出
力電圧が一方の入力端子に供給されているロックインア
ンプ９の他方の入力端子に供給されることにより検波さ
れ、交流バイアスに起因する交流成分が除去され、ＳＱ
ＵＩＤリング６ａへの入力磁束Φ１に比例した信号が得
られる。そして、ロックインアンプ９からの出力を積分
器１１に供給して位相ロックループ（ＦＬＬ）回路出力
を得る。
ＩＤ出力信号をプリアンプ７により増幅して差動アンプ
８の非反転入力端子に供給している。さらに、発振器１
からの出力信号を振幅調整器１０に供給して信号振幅を
調整し、振幅が調整された信号を差動アンプ８の反転入
力端子に供給している。そして、差動アンプ８からプリ
アンプ７からの出力信号と振幅調整器１０により振幅が
調整された信号との差信号（オフセット電圧が除去され
た信号）を出力する。この差信号は、発振器１の発振出
力電圧が一方の入力端子に供給されているロックインア
ンプ９の他方の入力端子に供給されることにより検波さ
れ、交流バイアスに起因する交流成分が除去され、ＳＱ
ＵＩＤリング６ａへの入力磁束Φ１に比例した信号が得
られる。そして、ロックインアンプ９からの出力を積分
器１１に供給して位相ロックループ（ＦＬＬ）回路出力
を得る。
【００２１】また、積分器１１からの出力を電圧−電流
変換器１２に供給してフィードバック電流を得、ＳＱＵ
ＩＤ６のフィードバックコイル６ｂに供給している。次
いで、図２に示す各部の波形を参照しながら、上記の構
成のＳＱＵＩＤ磁束計の作用を説明する。発振器１の発
振出力電圧｛図２中（Ａ）参照｝を振幅調整器２に供給
して信号振幅を調整し、振幅が調整された信号およびオ
フセット調整器５からの出力信号を電圧−電流変換器４
に供給することにより交流バイアス電流を得、ＳＱＵＩ
Ｄ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給しているので、図２
中（Ｆ）（Ｇ）に示すように、互いに対称な正負のΦ／
Ｖ特性が得られる。
変換器１２に供給してフィードバック電流を得、ＳＱＵ
ＩＤ６のフィードバックコイル６ｂに供給している。次
いで、図２に示す各部の波形を参照しながら、上記の構
成のＳＱＵＩＤ磁束計の作用を説明する。発振器１の発
振出力電圧｛図２中（Ａ）参照｝を振幅調整器２に供給
して信号振幅を調整し、振幅が調整された信号およびオ
フセット調整器５からの出力信号を電圧−電流変換器４
に供給することにより交流バイアス電流を得、ＳＱＵＩ
Ｄ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給しているので、図２
中（Ｆ）（Ｇ）に示すように、互いに対称な正負のΦ／
Ｖ特性が得られる。
【００２２】この状態において、図２中（Ｈ）に示すよ
うに、入力磁束Φ１がＳＱＵＩＤリング６ａに供給され
れば、入力磁束Φ１に対応する正負のΦ／Ｖ特性上の点
に基づいてＳＱＵＩＤ出力信号が定まり、プリアンプ７
で増幅されることにより、図２中（Ｂ）に示す信号波形
が得られる。また、発振器１からの出力信号を振幅調整
器１０に供給して信号振幅を調整することにより、図２
中（Ｃ）に示す信号波形が得られる。そして、図２中
（Ｂ）に示す信号波形と図２中（Ｃ）に示す信号波形と
を差動アンプ８に供給することにより、ロック点におけ
るオフセット電圧が除去される｛図２中（Ｄ）参照｝。
さらに、オフセット電圧が除去された信号をロックイン
アンプ９に供給することにより、交流バイアスに起因す
る交流波形が除去され、ＳＱＵＩＤ６への入力磁束Φ１
に比例した信号が検出される｛図２中（Ｅ）参照｝。そ
して、この信号は積分器１１に供給されてＦＬＬ回路出
力を得ることができる。また、ＦＬＬ回路出力は電圧−
電流変換器１２によりフィードバック電流に変換され、
ＳＱＵＩＤ６のフィードバックコイル６ｂに供給され
る。したがって、ＳＱＵＩＤリング６ａに供給される入
力磁束Φ１がフィードバック電流に起因してフィードバ
ックコイル６ｂから発生する磁束によりキャンセルされ
る。
うに、入力磁束Φ１がＳＱＵＩＤリング６ａに供給され
れば、入力磁束Φ１に対応する正負のΦ／Ｖ特性上の点
に基づいてＳＱＵＩＤ出力信号が定まり、プリアンプ７
で増幅されることにより、図２中（Ｂ）に示す信号波形
が得られる。また、発振器１からの出力信号を振幅調整
器１０に供給して信号振幅を調整することにより、図２
中（Ｃ）に示す信号波形が得られる。そして、図２中
（Ｂ）に示す信号波形と図２中（Ｃ）に示す信号波形と
を差動アンプ８に供給することにより、ロック点におけ
るオフセット電圧が除去される｛図２中（Ｄ）参照｝。
さらに、オフセット電圧が除去された信号をロックイン
アンプ９に供給することにより、交流バイアスに起因す
る交流波形が除去され、ＳＱＵＩＤ６への入力磁束Φ１
に比例した信号が検出される｛図２中（Ｅ）参照｝。そ
して、この信号は積分器１１に供給されてＦＬＬ回路出
力を得ることができる。また、ＦＬＬ回路出力は電圧−
電流変換器１２によりフィードバック電流に変換され、
ＳＱＵＩＤ６のフィードバックコイル６ｂに供給され
る。したがって、ＳＱＵＩＤリング６ａに供給される入
力磁束Φ１がフィードバック電流に起因してフィードバ
ックコイル６ｂから発生する磁束によりキャンセルされ
る。
【００２３】以上の作用を反復することにより、入力磁
束Φ１の計測を行うことができる。上記の構成のＳＱＵ
ＩＤ磁束計は、振幅調整を行う箇所を従来のＳＱＵＩＤ
磁束計の３箇所から２箇所に減少させることができ、ま
た、従来のＳＱＵＩＤ磁束計と比較して、ロックインア
ンプを設ける必要があるものの、反転バッファ、フィー
ドバックコイルに交流電流を供給するための構成部分を
省略できるので、ＳＱＵＩＤ磁束計全体としての構成を
簡単化できる。
束Φ１の計測を行うことができる。上記の構成のＳＱＵ
ＩＤ磁束計は、振幅調整を行う箇所を従来のＳＱＵＩＤ
磁束計の３箇所から２箇所に減少させることができ、ま
た、従来のＳＱＵＩＤ磁束計と比較して、ロックインア
ンプを設ける必要があるものの、反転バッファ、フィー
ドバックコイルに交流電流を供給するための構成部分を
省略できるので、ＳＱＵＩＤ磁束計全体としての構成を
簡単化できる。
【００２４】図３はこの発明のＳＱＵＩＤ磁束計の他の
実施態様を示すブロック図である。このＳＱＵＩＤ磁束
計は、発振器１の発振出力電圧を振幅調整器２に供給し
て信号振幅を調整し、振幅が調整された信号を電圧−電
流変換器４に供給することにより交流バイアス電流を
得、ＳＱＵＩＤ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給してい
る。なお、上下の波形を互いに対称にするためのオフセ
ット調整器５からの出力信号をも電圧−電流変換器４に
供給している。
実施態様を示すブロック図である。このＳＱＵＩＤ磁束
計は、発振器１の発振出力電圧を振幅調整器２に供給し
て信号振幅を調整し、振幅が調整された信号を電圧−電
流変換器４に供給することにより交流バイアス電流を
得、ＳＱＵＩＤ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給してい
る。なお、上下の波形を互いに対称にするためのオフセ
ット調整器５からの出力信号をも電圧−電流変換器４に
供給している。
【００２５】また、ＳＱＵＩＤリング６ａからのＳＱＵ
ＩＤ出力信号をプリアンプ７により増幅して、発振器１
の発振出力電圧が一方の入力端子に供給されているロッ
クインアンプ９の他方の入力端子に供給することにより
検波して検波信号を出力する。そして、検波信号を電圧
加算器１３の一方の入力端子に供給している。また、オ
フセット調整器１４からの出力信号（ロック点において
出力されてくる直流電圧の符号を反転させた信号）を電
圧加算器１３の他方の入力端子に供給している。さら
に、電圧加算器１３からの出力信号を積分器１１に供給
して位相ロックループ（ＦＬＬ）回路出力を得る。
ＩＤ出力信号をプリアンプ７により増幅して、発振器１
の発振出力電圧が一方の入力端子に供給されているロッ
クインアンプ９の他方の入力端子に供給することにより
検波して検波信号を出力する。そして、検波信号を電圧
加算器１３の一方の入力端子に供給している。また、オ
フセット調整器１４からの出力信号（ロック点において
出力されてくる直流電圧の符号を反転させた信号）を電
圧加算器１３の他方の入力端子に供給している。さら
に、電圧加算器１３からの出力信号を積分器１１に供給
して位相ロックループ（ＦＬＬ）回路出力を得る。
【００２６】また、積分器１１からの出力を電圧−電流
変換器１２に供給してフィードバック電流を得、ＳＱＵ
ＩＤ６のフィードバックコイル６ｂに供給している。次
いで、図４に示す各部の波形を参照しながら、上記の構
成のＳＱＵＩＤ磁束計の作用を説明する。発振器１の発
振出力電圧｛図４中（Ａ）参照｝を振幅調整器２に供給
して信号振幅を調整し、振幅が調整された信号およびオ
フセット調整器５からの出力信号を電圧−電流変換器４
に供給することにより交流バイアス電流を得、ＳＱＵＩ
Ｄ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給しているので、図４
中（Ｆ）（Ｇ）に示すように、互いに対称な正負のΦ／
Ｖ特性が得られる。
変換器１２に供給してフィードバック電流を得、ＳＱＵ
ＩＤ６のフィードバックコイル６ｂに供給している。次
いで、図４に示す各部の波形を参照しながら、上記の構
成のＳＱＵＩＤ磁束計の作用を説明する。発振器１の発
振出力電圧｛図４中（Ａ）参照｝を振幅調整器２に供給
して信号振幅を調整し、振幅が調整された信号およびオ
フセット調整器５からの出力信号を電圧−電流変換器４
に供給することにより交流バイアス電流を得、ＳＱＵＩ
Ｄ６のＳＱＵＩＤリング６ａに供給しているので、図４
中（Ｆ）（Ｇ）に示すように、互いに対称な正負のΦ／
Ｖ特性が得られる。
【００２７】この状態において、図４中（Ｈ）に示すよ
うに、入力磁束Φ１がＳＱＵＩＤリング６ａに供給され
れば、入力磁束Φ１に対応する正負のΦ／Ｖ特性上の点
に基づいてＳＱＵＩＤ出力信号が定まり、プリアンプ７
で増幅されることにより、図４中（Ｂ）に示す信号波形
が得られる。プリアンプ７からの出力信号はロックイン
アンプ９に供給されて検波が行われ、交流バイアスに起
因する交流成分が除去される｛図４中（Ｃ）参照｝。
うに、入力磁束Φ１がＳＱＵＩＤリング６ａに供給され
れば、入力磁束Φ１に対応する正負のΦ／Ｖ特性上の点
に基づいてＳＱＵＩＤ出力信号が定まり、プリアンプ７
で増幅されることにより、図４中（Ｂ）に示す信号波形
が得られる。プリアンプ７からの出力信号はロックイン
アンプ９に供給されて検波が行われ、交流バイアスに起
因する交流成分が除去される｛図４中（Ｃ）参照｝。
【００２８】その後、オフセット調整器１４により、予
め動作点において出力されてくる直流電圧の符号を反転
させた信号｛図２中（Ｄ）参照｝を出力し、電圧加算器
１３により、ロックインアンプ９からの出力信号とオフ
セット調整器１４からの出力信号とを加算することによ
り、ロック点におけるオフセット電圧を除去し、ＳＱＵ
ＩＤ６への入力磁束Φ１に比例した信号を検出する｛図
４中（Ｅ）参照｝。そして、この信号は積分器１１に供
給されてＦＬＬ回路出力を得ることができる。また、Ｆ
ＬＬ回路出力は電圧−電流変換器１２によりフィードバ
ック電流に変換され、ＳＱＵＩＤ６のフィードバックコ
イル６ｂに供給される。したがって、ＳＱＵＩＤリング
６ａに供給される入力磁束Φ１がフィードバック電流に
起因してフィードバックコイル６ｂから発生する磁束に
よりキャンセルされる。
め動作点において出力されてくる直流電圧の符号を反転
させた信号｛図２中（Ｄ）参照｝を出力し、電圧加算器
１３により、ロックインアンプ９からの出力信号とオフ
セット調整器１４からの出力信号とを加算することによ
り、ロック点におけるオフセット電圧を除去し、ＳＱＵ
ＩＤ６への入力磁束Φ１に比例した信号を検出する｛図
４中（Ｅ）参照｝。そして、この信号は積分器１１に供
給されてＦＬＬ回路出力を得ることができる。また、Ｆ
ＬＬ回路出力は電圧−電流変換器１２によりフィードバ
ック電流に変換され、ＳＱＵＩＤ６のフィードバックコ
イル６ｂに供給される。したがって、ＳＱＵＩＤリング
６ａに供給される入力磁束Φ１がフィードバック電流に
起因してフィードバックコイル６ｂから発生する磁束に
よりキャンセルされる。
【００２９】以上の作用を反復することにより、入力磁
束Φ１の計測を行うことができる。上記の構成のＳＱＵ
ＩＤ磁束計は、振幅調整を行う箇所を従来のＳＱＵＩＤ
磁束計の３箇所から２箇所に減少させることができ、ま
た、従来のＳＱＵＩＤ磁束計と比較して、ロックインア
ンプを設ける必要があるものの、反転バッファ、フィー
ドバックコイルに交流電流を供給するための構成部分を
省略できるので、ＳＱＵＩＤ磁束計全体としての構成を
簡単化できる。
束Φ１の計測を行うことができる。上記の構成のＳＱＵ
ＩＤ磁束計は、振幅調整を行う箇所を従来のＳＱＵＩＤ
磁束計の３箇所から２箇所に減少させることができ、ま
た、従来のＳＱＵＩＤ磁束計と比較して、ロックインア
ンプを設ける必要があるものの、反転バッファ、フィー
ドバックコイルに交流電流を供給するための構成部分を
省略できるので、ＳＱＵＩＤ磁束計全体としての構成を
簡単化できる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１の発明は、フィードバックコイ
ルに交流電流を供給するための構成、および交流バイア
スの符号を反転するための構成を省略して、全体として
の構成を簡単化できるとともに、調整箇所を少なくする
ことができるという特有の効果を奏する。
ルに交流電流を供給するための構成、および交流バイア
スの符号を反転するための構成を省略して、全体として
の構成を簡単化できるとともに、調整箇所を少なくする
ことができるという特有の効果を奏する。
【００３１】請求項２の発明は、請求項１と同様の効果
を奏する。請求項３の発明は、請求項１と同様の効果を
奏する。
を奏する。請求項３の発明は、請求項１と同様の効果を
奏する。
【図１】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計の一実施態様を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１のＳＱＵＩＤ磁束計の各部の波形を示す図
である。
である。
【図３】この発明のＳＱＵＩＤ磁束計の他の実施態様を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】図３のＳＱＵＩＤ磁束計の各部の波形を示す図
である。
である。
【図５】従来のＳＱＵＩＤ磁束計の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図６】図５のＳＱＵＩＤ磁束計の各部の波形を示す図
である。
である。
６ ＳＱＵＩＤ ８ 差動アンプ ９ ロックインアンプ １０ 振幅調整器 １３ 電圧加算器 １４ オフセット調整器
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳＱＵＩＤ（６）に対して交流電流をバ
イアス電流として供給し、かつ磁束変調を行うことなく
ＳＱＵＩＤ（６）を駆動するＳＱＵＩＤ磁束計におい
て、交流バイアス電流に起因して交流信号として出力さ
れるＳＱＵＩＤ出力信号から交流バイアスに起因する交
流成分およびオフセット電圧を除去してＳＱＵＩＤ
（６）の入力磁束に比例した信号を得る信号処理手段
（８）（９）（１０）（１３）（１４）と、得られた信
号を積分して、ＳＱＵＩＤにフィードバックされるべき
フィードバック信号を算出するフィードバック信号算出
手段（１１）（１２）とを含むことを特徴とするＳＱＵ
ＩＤ磁束計。 - 【請求項２】 前記信号処理手段（８）（９）（１０）
は、交流バイアス電流に起因して交流信号として出力さ
れるＳＱＵＩＤ出力信号を磁束固定点における信号振幅
と比較して差を算出する比較手段（８）（１０）と、算
出された差を交流バイアス電流と同じ周波数でロックイ
ン検波して検波信号を得る検波手段（９）とを含んでい
る請求項１に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。 - 【請求項３】 前記信号処理手段（９）（１３）（１
４）は、交流バイアス電流に起因して交流信号として出
力されるＳＱＵＩＤ出力信号を交流バイアス電流と同じ
周波数でロックイン検波して検波信号を得る検波手段
（９）と、検波信号を磁束固定点における信号振幅と比
較して差を算出する比較手段（１３）（１４）とを含ん
でいる請求項１に記載のＳＱＵＩＤ磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9284160A JPH11118894A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9284160A JPH11118894A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118894A true JPH11118894A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17674967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9284160A Pending JPH11118894A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11118894A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103792500A (zh) * | 2012-11-01 | 2014-05-14 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 基于sbc构型的磁通量子计数直接读出电路与方法 |
| CN104422903A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 用于采用超导量子干涉器件的传感器的调试系统及方法 |
| CN116338535A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-06-27 | 中国计量科学研究院 | 采用自反馈差分放大器的超导量子干涉仪读出电路及系统 |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP9284160A patent/JPH11118894A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103792500A (zh) * | 2012-11-01 | 2014-05-14 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 基于sbc构型的磁通量子计数直接读出电路与方法 |
| CN104422903A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 用于采用超导量子干涉器件的传感器的调试系统及方法 |
| CN116338535A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-06-27 | 中国计量科学研究院 | 采用自反馈差分放大器的超导量子干涉仪读出电路及系统 |
| CN116338535B (zh) * | 2023-03-21 | 2023-10-17 | 中国计量科学研究院 | 采用自反馈差分放大器的超导量子干涉仪读出电路及系统 |
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