JPS63149572A - 超電導電流検出回路 - Google Patents
超電導電流検出回路Info
- Publication number
- JPS63149572A JPS63149572A JP61294827A JP29482786A JPS63149572A JP S63149572 A JPS63149572 A JP S63149572A JP 61294827 A JP61294827 A JP 61294827A JP 29482786 A JP29482786 A JP 29482786A JP S63149572 A JPS63149572 A JP S63149572A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- inductor
- current
- superconducting
- quantum
- Prior art date
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- Pending
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
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。
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〕
本発明は超電導電流検出回路に係り、特に童子磁束パラ
メトロン回路から出力される超電導電流の検出に好適々
超電導電流検出回路に関する。
メトロン回路から出力される超電導電流の検出に好適々
超電導電流検出回路に関する。
従来、超電導電流の測定については第４４回応用物理学
会学術講演会予稿集（１９８３年）第２９３頁講演番号
２６ａ−Ｃ−３において論じられているように、量子干
渉形回路を比較器として用いたサングラによっていた。
会学術講演会予稿集（１９８３年）第２９３頁講演番号
２６ａ−Ｃ−３において論じられているように、量子干
渉形回路を比較器として用いたサングラによっていた。
従来の量子干渉形回路からなるサンプラ回路を用いて、
量子磁束バラメトロン回路の超電導電流を測定しようと
すると、第３図に示すような回路構成になり、量子磁束
バラメトロン回路１から出力される超電導電流を、信号
検出回路３によシ測定していた。
量子磁束バラメトロン回路の超電導電流を測定しようと
すると、第３図に示すような回路構成になり、量子磁束
バラメトロン回路１から出力される超電導電流を、信号
検出回路３によシ測定していた。
上記従来技術はサンプラの量子干渉形回路がスイッチン
グする際に発生するノイズが被測定回路に及ぼす影響に
ついては配慮されておらず、量子磁束バラメトロン回路
のように微小な電力で動作し、しかも入力信号に対する
感度の高い回路では被測定回路が誤動作を起こすという
問題があった。
グする際に発生するノイズが被測定回路に及ぼす影響に
ついては配慮されておらず、量子磁束バラメトロン回路
のように微小な電力で動作し、しかも入力信号に対する
感度の高い回路では被測定回路が誤動作を起こすという
問題があった。
つまり、このサンプラで量子磁束バラメトロン回路１の
超電導電流を測定するとサンプラゲート１６がスイッチ
する際のノイズがトランス結合によシ信号入力線１７を
逆流して量子磁束バラメトロン回路１に入り、誤動作さ
せる。さらにサンプラゲート１６のゲート本体とコント
ロール線１８に供給されるバイアス電流が三角波である
ため。
超電導電流を測定するとサンプラゲート１６がスイッチ
する際のノイズがトランス結合によシ信号入力線１７を
逆流して量子磁束バラメトロン回路１に入り、誤動作さ
せる。さらにサンプラゲート１６のゲート本体とコント
ロール線１８に供給されるバイアス電流が三角波である
ため。
これも信号入力線１７を通して量子磁束バラメトロン回
路１に入シ、誤動作を起こす。
路１に入シ、誤動作を起こす。
本発明の目的は被測定回路に影響を及ぼさずに超電導電
流を測定することにある。
流を測定することにある。
上記目的は、被測定回路である第１の超電導回路とサン
プラ回路である第３の超電導回路との間に、バッファ用
の第２の超電導回路である量子磁束バラメトロン回路を
挿入して、上記第１の超電導回路の第１の励振線に流す
電流の位相と上記第２の超電導回路の第２の励振線に流
す電流の位相とを互いに異ならしめることにより達成さ
れる。
プラ回路である第３の超電導回路との間に、バッファ用
の第２の超電導回路である量子磁束バラメトロン回路を
挿入して、上記第１の超電導回路の第１の励振線に流す
電流の位相と上記第２の超電導回路の第２の励振線に流
す電流の位相とを互いに異ならしめることにより達成さ
れる。
信号検出回路３と被測定回路である量子磁束パラメトロ
ン回路１の間に挿入された量子磁束パラメトロン回路２
がバッファ回路として動作するので、被測定回路１は誤
動作を起こすことはない。
ン回路１の間に挿入された量子磁束パラメトロン回路２
がバッファ回路として動作するので、被測定回路１は誤
動作を起こすことはない。
つ−１シ、被測定回路ｌの励振＃、９とバッファ回路２
の励振源１０の位相をずらせて、励振源１０の位相を遅
い状態にしておくので、もし誤動作が起きて誤動作信号
が被測定回路１に伝わっても、被測定回路１は励振を終
わっており出力信号が確定しているため誤動作を起こす
ことはない。
の励振源１０の位相をずらせて、励振源１０の位相を遅
い状態にしておくので、もし誤動作が起きて誤動作信号
が被測定回路１に伝わっても、被測定回路１は励振を終
わっており出力信号が確定しているため誤動作を起こす
ことはない。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
１は、出力信号を測定すべき量子磁束バラメトロン回路
である。
である。
２は、量子磁束パラメトロン回路１に接続された他の量
子磁束バラメト−ロン回路であシ、バッファ回路として
動作する。
子磁束バラメト−ロン回路であシ、バッファ回路として
動作する。
ここで、量子磁束パラメトロン回路の動作を第２図によ
り説明する。
り説明する。
量子磁束パラメトロン回路は第２図（ａ）に示すように
２個のジョセフノン接合４と超電導インダクタンス１４
で構成した超電導ループに励振線７が磁気的に結合した
回路である。この回路の動作は入力線１２よシ、あらか
じめ第２図（ｂ）の入力電流Ｉ ｈａのような小さな信
号が入っている時に、励振線７に第２図（ｂ）の励振電
流工、を印加すると大きな出力電流Ｉ０１．が励振電流
Ｉ、と同期して出力端子２５より得られるというもので
ある。この時、励振電流工、は大部分が超電導電流とし
て流れるため５回路動作に要する電力は極めて小さい。
２個のジョセフノン接合４と超電導インダクタンス１４
で構成した超電導ループに励振線７が磁気的に結合した
回路である。この回路の動作は入力線１２よシ、あらか
じめ第２図（ｂ）の入力電流Ｉ ｈａのような小さな信
号が入っている時に、励振線７に第２図（ｂ）の励振電
流工、を印加すると大きな出力電流Ｉ０１．が励振電流
Ｉ、と同期して出力端子２５より得られるというもので
ある。この時、励振電流工、は大部分が超電導電流とし
て流れるため５回路動作に要する電力は極めて小さい。
また、小さな入力電流でも増幅して大きな出力電流にで
きる高感度な回路である。
きる高感度な回路である。
３は、量子磁束パラメトロン回路２に接続された信号検
出回路でｌ）、測定すべき信号を検出するもので、量子
干渉回路１６と外部回路２２とからなる。
出回路でｌ）、測定すべき信号を検出するもので、量子
干渉回路１６と外部回路２２とからなる。
量子干渉回路１６にはゲート本体とコントロール線１８
に各々三角波のバイアス電流がバイアス電源２１より印
加され、それらの電流がサンプラゲート１６に加える磁
束と信号入力線１７を通してサンプラゲート１６に加わ
る被測定超電導電流による磁束の和が一定の値に達する
とサンプラゲート１６がスイッチし、出力端子２３に電
圧が現れる。従ってサンプラゲート１６の出力電圧はバ
イアスミ流の三角波に同期し、しかも、その幅がバイア
ス電流の周期の２分の１よシ狭い方形波となる。被測定
超電導電流が大きい時は小さなバイアス電流による磁束
でスイッチするため幅の広い方形波となり、被測定超電
導電流が小さい時は狭い方形波となる。この出力電圧を
外部回路２２で増幅し、積分すると、被測定超電導電流
に比例した電流が得られる。これをコントロール線１８
にフィードバックして被測定超電導電流を打消す。
に各々三角波のバイアス電流がバイアス電源２１より印
加され、それらの電流がサンプラゲート１６に加える磁
束と信号入力線１７を通してサンプラゲート１６に加わ
る被測定超電導電流による磁束の和が一定の値に達する
とサンプラゲート１６がスイッチし、出力端子２３に電
圧が現れる。従ってサンプラゲート１６の出力電圧はバ
イアスミ流の三角波に同期し、しかも、その幅がバイア
ス電流の周期の２分の１よシ狭い方形波となる。被測定
超電導電流が大きい時は小さなバイアス電流による磁束
でスイッチするため幅の広い方形波となり、被測定超電
導電流が小さい時は狭い方形波となる。この出力電圧を
外部回路２２で増幅し、積分すると、被測定超電導電流
に比例した電流が得られる。これをコントロール線１８
にフィードバックして被測定超電導電流を打消す。
このような利得の高いフィードバックループを用いて被
測定超電導電流をフィードバック電流により読み取るこ
とができる。
測定超電導電流をフィードバック電流により読み取るこ
とができる。
次に、第１図のように構成された回路の動作を第４図を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
被測定回路ｌの励振源９とバッファ回路２の励振源１０
は位相をずらせて、励振源１０の位相が遅い状態にして
おく。この状態における各回路の信号を図４に示す。被
測定回路１の入力端子１２に信号が入シ、励振源９に同
期した出力がバッファ回路２に入り、増幅されて励振源
１０に同期した出力が信号検出回路３に加わる。信号検
出回路３で超電導電流として検出した場合、信号検出回
路３がスイッチし、電圧出力が出力端子２３に現れる。
は位相をずらせて、励振源１０の位相が遅い状態にして
おく。この状態における各回路の信号を図４に示す。被
測定回路１の入力端子１２に信号が入シ、励振源９に同
期した出力がバッファ回路２に入り、増幅されて励振源
１０に同期した出力が信号検出回路３に加わる。信号検
出回路３で超電導電流として検出した場合、信号検出回
路３がスイッチし、電圧出力が出力端子２３に現れる。
このとき、スイッチングノイズ（第４図中、破線）が発
生し、信号検出回路３の入力線１７を逆流してバッファ
回路２に伝わり、バッファ回路２を誤動作させる可能性
がある。しかし、もし誤動作が起きて、誤動作信号が被
測定回路に伝っても、被測定回路へは励損を終っており
、出力信号が確定しているため誤動作を起こさない。ま
た、検出回路３のノイズは大部分がバッファ回路２を通
ってグランド端子に流れ、被測定回路１に及ぼす影響は
著しく小さい。
生し、信号検出回路３の入力線１７を逆流してバッファ
回路２に伝わり、バッファ回路２を誤動作させる可能性
がある。しかし、もし誤動作が起きて、誤動作信号が被
測定回路に伝っても、被測定回路へは励損を終っており
、出力信号が確定しているため誤動作を起こさない。ま
た、検出回路３のノイズは大部分がバッファ回路２を通
ってグランド端子に流れ、被測定回路１に及ぼす影響は
著しく小さい。
また、第１図の実施例で、バツフア層の量子磁束パラメ
トロン回路２の超電導インダクタンス１４の値を通常の
値より小さくすれば、超電導インダクタンス１４と出力
電流との積は一定なので、その出力電流は増加する。
トロン回路２の超電導インダクタンス１４の値を通常の
値より小さくすれば、超電導インダクタンス１４と出力
電流との積は一定なので、その出力電流は増加する。
従って、被測定回路である量子磁束パラメトロン回路１
の出力電流をバッファ用の量子磁束パラメトロン回路２
で増幅してから、検出回路３で出力信号を検出するよう
にする。
の出力電流をバッファ用の量子磁束パラメトロン回路２
で増幅してから、検出回路３で出力信号を検出するよう
にする。
このように、増幅した出力電流を信号検出回路３で検出
するようにすれば、ノイズの少ない信号として検出でき
る。
するようにすれば、ノイズの少ない信号として検出でき
る。
さらに、量子磁束パラメトロン回路２により出力電流の
増幅を、繰シ返せば出力信号の検出がより容易になる。
増幅を、繰シ返せば出力信号の検出がより容易になる。
本発明によれば、量子磁束パラメトロン回路の出力電流
のような小さな信号を被測定回路に影響を及ぼすことな
しに測定できる。さらに量子磁束パラメトロンと同様に
微小なエネルギで動作する極低温デバイスや常温デバイ
スの測定に著しい効果がある。
のような小さな信号を被測定回路に影響を及ぼすことな
しに測定できる。さらに量子磁束パラメトロンと同様に
微小なエネルギで動作する極低温デバイスや常温デバイ
スの測定に著しい効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は量子磁
束パラメトロン回路の回路図と入出力信号波形を示す図
、第３図は従来の回路図、第４図は本発明の実施例にお
ける各回路の出力信号を示す図である。 １・・・被測定回路（量子磁束パラメトロン回路）。 ２．２２・・・バッファ回路（量子磁束パラメトロン回
路）、３・・・信号検出回路、４・・・ジョセフノン接
合、５・・・ダンピング抵抗、７・・・励振線、９．１
０・・・励振電源、１２・・・入力端子、２３．２５・
・・出力端子、１４・・・超電導インダクタンス、１６
・・・サングラゲート、１７・・・信号入力線、１８・
・・コントロール線、１９．２０・・・増幅器、２１・
・・バイアス電源、２２・・・外部回路。
束パラメトロン回路の回路図と入出力信号波形を示す図
、第３図は従来の回路図、第４図は本発明の実施例にお
ける各回路の出力信号を示す図である。 １・・・被測定回路（量子磁束パラメトロン回路）。 ２．２２・・・バッファ回路（量子磁束パラメトロン回
路）、３・・・信号検出回路、４・・・ジョセフノン接
合、５・・・ダンピング抵抗、７・・・励振線、９．１
０・・・励振電源、１２・・・入力端子、２３．２５・
・・出力端子、１４・・・超電導インダクタンス、１６
・・・サングラゲート、１７・・・信号入力線、１８・
・・コントロール線、１９．２０・・・増幅器、２１・
・・バイアス電源、２２・・・外部回路。
Claims (1)
- １、第１のインダクタと第２のインダクタとの直列接続
を含む第１の励振線と、該第１のインダクタに磁気結合
された第３のインダクタと該第２のインダクタに磁気結
合された第４のインダクタと第１のジョセフソン接合及
び第２のジョセフソン接合との直列接続からなる第１の
超電導ループと、該第３のインダクタと該第４のインダ
クタとの第１の接点に接続された第１の入力線とからな
る第１の超電導回路と、該第１の接点と、該第１のジョ
セフソン接合と該第２のジョセフソン接合との第２の接
点との間に接続され、第５のインダクタと第６のインダ
クタとの直列接続を含む第２の励振線と、該第５のイン
ダクタに磁気接合された第７のインダクタと該第６のイ
ンダクタに磁気結合された第８のインダクタと第３のジ
ョセフソン接合及び第４のジョセフソン接合との直列接
合からなる第２の超電導ループと、該第７のインダクタ
と該第８のインダクタとの第３の接点に接続された第２
の入力線とからなる第２の超電導回路と、該第３の接点
と、該第３のジョセフソン接合と該第４のジョセフソン
接合との第４の接点との間に接合されたジョセフソン接
合とインダクタからなる第３の超電導回路であつて、該
第２の超電導回路から出力される電流を検出するものと
からなり、該第１の励振線に流す電流の位相と該第２の
励振線に流す電流の位相とを互いに異ならしめたことを
特徴とする超電導電流検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294827A JPS63149572A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 超電導電流検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294827A JPS63149572A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 超電導電流検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63149572A true JPS63149572A (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=17812766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294827A Pending JPS63149572A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 超電導電流検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63149572A (ja) |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61294827A patent/JPS63149572A/ja active Pending
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