(57)【要約】【課題】携帯可能で長時間乾電池で使用できるパラメトリック磁気センサを実現するための回路構成を提案する。【解決手段】センサ回路として、発振回路１１，ＧＩＣ回路２１，定電流回路２２の中のオペアンプをすべて単電源用とするとともに、ＧＩＣ回路２２の入力トランジスタを変更することにより、低電圧でセンサを駆動する。また、これによってDC-DCコンバータが不要となり、センサの消費電流が抑えられ、乾電池で長時間駆動させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の直流電圧を供給する電源と、該直流電圧で直接動作するパルス発振回路と、該パルス発振回路の出力するパルスが入力され前記直流電圧で直接動作するＧＩＣ回路と、前記直流電圧で直接動作する定電流回路と、前記ＧＩＣ回路の出力に接続された発振コイル及び前記定電流回路の出力に接続されたバイアス用コイルを備えた磁気ヘッドと、を具備することを特徴とするパラメトリック磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパラメトリック磁気センサのセンサ回路の改良に係り、乾電池で長時間駆動できる携帯形パラメトリック磁気センサとして構成する場合に好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパラメトリック磁気センサは、増幅回路無しで1V以上の高出力を得られる特徴を持つ。磁束応答形に属し、信号周波数に無関係に一定で、信号磁界に比例した出力が得られる。また、振幅変調形にも属し、パラメトリック発振電圧が振幅変調の搬送電圧に相当し、信号磁界により振幅変調を受ける形となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Koichi Karasawa and Masaki Kurumisawa,  "Parametric Magnetic Sensor With Pulse Oscillator"  IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 41, No. 10, (2005)  P.3631-3633
【非特許文献２】柄澤他2名，「磁性薄帯を用いた低周波用パラメトリック磁気センサ」  日本ＡＥＭ学会誌，Vol. 10, No. 2, (2002)  P.217-222
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パラメトリック磁気センサを設計しようとすると、一般には、センサ回路の中の一般化インピーダンス変換器（General Impedance Converter、GIC）とGICの一部であるFETの駆動用直流電圧調整の減算回路に±15Vの電圧で駆動する両電源用オペアンプが用いられることが考えられる。この場合には、乾電池から±15Vの電圧を作るためにはDC-DCコンバータが必要で、このコンバータでセンサのほとんどの電流が消費される問題点があった。
【０００５】
本発明は、センサの消費電流を抑え、長時間駆動できるパラメトリック磁気センサを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、GICに用いているオペアンプを単電源用に変更し、DC-DCコンバータを用いずにセンサを正常に動作させるようにした。すなわち、単一の直流電圧を供給する電源で、発振回路、ＧＩＣ回路、定電流回路を直接駆動できるように、各回路の回路素子（オペアンプなど）を全て単電源駆動タイプとした。
【０００７】
また、ＧＩＣ回路の一部である入力トランジスタ（ＦＥＴ）として、正電圧領域で動作するトランジスタを用いる。これによって発振回路の出力で直接にＧＩＣ回路を駆動できるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、DC-DCコンバータと減算回路を用いずに携帯可能なパラメトリック磁気センサを実現することを可能にするために、センサ全体の消費電流を抑え、小型化や従来のセンサよりも長時間駆動が可能になる構成が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】比較例の構成を示す概略構成図。
【図２】実施例の構成を示す概略構成図。
【図３】比較例の動作を説明するための波形図。
【図４】実施例の動作を説明するための波形図。
【図５】実施例の動作を説明するための波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、携帯形パラメトリック磁気センサの比較例を示す概略構成図である。このパラメトリック磁気センサは、パルスを生成するパルス発振回路11と、該パルスの電位レベルを変更するための減算回路12と、減算回路の出力に基づいてインピーダンスを変動させる可変インピーダンス要素として動作し、磁気ヘッドの発振用コイルに接続されるGIC(Generated Impedance Converter)13と、発振用コイルとバイアス用コイルを備えた磁気ヘッド14と、磁気ヘッド14のバイアス用コイルに接続された定電流回路15と、各部に複数の電源電圧を供給するDC-DCコンバータ16と、このDC-DCコンバータに直流電圧を供給する乾電池（直流電源）を有する。
【００１１】
パルス発振回路11では、GIC13のFET131を駆動するために必要な繰り返し周波数10kHzのパルス（波形１）を生じさせ、減算回路12に入力している。減算回路12はパルス発振回路11からの出力電圧の直流電圧分を調整し、GIC13のFET131を駆動するために必要な直流電圧を得ている（波形2）。GIC13はFET131（製品番号2SK192A：東芝製、シリコンｎチャネル型接合型FET）を含む５つのインピーダンスから任意の入力インピーダンスを作り出すために用いられている。
【００１２】
減算回路12の出力をFET131に入力すると、時間でキャパシタンスが変化する時変キャパシタが実現でき、磁気ヘッド14との共振回路から、パラメトリック発振電圧（波形3）が生じる。
【００１３】
磁気ヘッド14は長方形の磁性薄帯に２つのコイルを施した簡単な構造である。バイアス用コイルは、定電流回路15によって出力される直流電流により、バイアス磁界を発生させ、外部磁界による磁気ヘッドのインダクタンスを変化させるために使用されている。定電流回路15では電源C（約5V）から定電流8mAを作り出している。
【００１４】
DC-DCコンバータ16ではアルカリ乾電池３本の電圧4.5V〜5Vの電圧を電源A（-15V）及び電源B（+15V）を作り出している。電源C（約+5V）は直接アルカリ電池の電圧を用いている。
【００１５】
図２は、携帯形パラメトリック磁気センサの実施例を示す概略構成図である。パルス発振回路11、単電源駆動用オペアンプを用いたGIC21、磁気ヘッド14、定電流回路22、乾電池（直流電源）及び復調回路23より構成されている。比較例から減算回路12が取り除かれ、GIC用オペアンプOP212，OP213には単電源駆動用が用いられている。減算回路12は比較例においてはパルス発振回路11の出力電圧（波形1）の直流分を負に調整してFET131のゲートーソース間に入力するために用いられていた。図２に示す実施例では、正の電源Cを用いているため、ゲート電位が負電位の領域で動作するFET131を用いることができず、正電位の領域で動作可能なFET211（製品番号2SJ103、東芝製、シリコンｐチャネル型接合型FET）を使用している。そのため、図４の波形１に示すように、パルス発振回路12の出力電圧の直流分を負電位にする必要がなく、減算回路12を取り除いてもパラメトリック発振（図４の波形3）が可能なため、減算回路12を取り除いている。
【００１６】
定電流回路22でも単電源駆動用オペアンプOP221及びOP222を用いて電源C（約5V）から8mAの定電流を得ている。
【００１７】
これにより回路のすべてのオペアンプが単電源駆動用となり、電源A及び電源B（±15V）が不要となり全消費電流の大半を占めていたDC-DCコンバータ16を取り除くことが可能になっている。
【００１８】
パラメトリック発振が生じている状態で磁気ヘッド14に図５に示すような磁気信号（波形4）が加えられるとパラメトリック発振電圧（図４の波形3）は波形3'のように振幅変調を受ける。この振幅変調波を復調回路23に通すことにより，磁気信号（波形4）に相当する出力電圧（波形5）が得られる。
【００１９】
尚、本発明のパラメトリック磁気センサは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２０】
１１…発振回路、１４…磁気ヘッド、２１…GIC、２２…定電流回路、２３…復調回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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