(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界中に配設された磁気インピーダンス効果素子と、前記磁気インピーダンス効果素子に高周波電流を流す素子駆動回路と、前記磁気インピーダンス効果素子に磁界を印加する一つのコイルと、前記磁気インピーダンス効果素子の両端に現れる電圧に対応する検出電圧を出力する増幅器とを備え、前記コイルには前記検出電圧とは別のバイアス電圧に基づいてバイアス磁界を発生させると共に、前記コイルに前記検出電圧に基づいて前記外部磁界の向きとは逆向きの負帰還磁界を発生させたことを特徴とする磁気インピーダンス効果素子の検出回路。
【請求項２】
前記磁気インピーダンス効果素子に表れる前記電圧を保持する保持回路を設け、前記高周波電流の通流に同期すると共に少なくとも前記通流の期間中前記コイルによって前記バイアス磁界と前記負帰還磁界とを発生させ、前記保持回路で保持した電圧を前記増幅器で増幅して前記検出電圧を出力したことを特徴とする請求項１記載の磁気インピーダンス効果素子の検出回路。
【請求項３】
前記検出電圧と前記バイアス電圧とが入力されて重畳電圧を出力する電圧重畳回路を前記増幅器と前記コイルとの間に設け、前記重畳電圧を前記コイルに印加したことを特徴とする請求項１または２記載の磁気インピーダンス効果素子の検出回路。
【請求項４】
前記保持回路を第一の保持回路と第二の保持回路とで構成し、前記増幅器を差動増幅器で構成して前記第一の保持回路で保持した電圧と前記第二の保持回路で保持した電圧とを前記差動増幅器で差動増幅して前記検出電圧を出力し、前記電圧重畳回路を第一の重畳電圧を出力する第一の電圧重畳回路と第二の重畳電圧を出力する第二の電圧重畳回路とで構成し、前記第一および第二の電圧重畳回路と前記コイルとの間に切り替え回路を設け、前記第一の重畳電圧と前記第二の重畳電圧とを前記高周波電流の通流に同期して前記切り替え回路によって交互に前記コイルに印加し、前記第一の重畳電圧に基づくバイアス磁界の向きと前記第二の重畳電圧に基づくバイアス磁界の向きとを互いに逆向きとし、前記第一の重畳電圧に基づく負帰還磁界の向きと前記第二の重畳電圧に基づく負帰還磁界の向きとを常に前記外部磁界の向きと逆にしたことを特徴とする請求項２または３記載の磁気インピーダンス効果素子の検出回路。
【請求項５】
前記保持回路を第一の保持回路と第二の保持回路とで構成し、前記増幅器を差動増幅器で構成して前記第一の保持回路で保持した電圧と前記第二の保持回路で保持した電圧とを前記差動増幅器で差動増幅して前記検出電圧を出力し、前記コイルに極性の異なるバイアス電圧を与えるバイアス回路とバイアス電圧切り替え回路とを設け、前記コイルの一端に前記検出電圧を印加し、前記コイルの他端に前記高周波電流の通流に同期して前記バイアス電圧の極性を交互に変えて印加したことを特徴とする請求項２記載の磁気インピーダンス効果素子の検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気インピーダンス効果素子（以下、ＭＩ素子という）の検出回路に関し、詳しくはＭＩ素子に負帰還用の磁界を印加して検出電圧の直線性を向上させるようにしたＭＩ素子の検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気インピーダンス効果は、高透磁率を有する磁性体に高周波電流を流した際に、その磁性体のインピーダンスが外部磁界によって変化する現象であり、この磁性体をＭＩ素子と呼んでいる。そして、この現象を利用した磁気センサ等が実用化されている。
【０００３】
図６は従来のＭＩ素子の検出回路の構成図であり、パルス発生回路３１からは駆動パルスＰｄとそれに同期した同じタイミングのサンプリングパルスＰｓとが連続出力される。センサ部３２は、直線状の磁気インピーダンス効果素子（以下、ＭＩ素子）３２ａとこのＭＩ素子３２ａの外周に巻き回された二つのコイル、バイアス用励磁コイル３２ｂと負帰還用励磁コイル３２ｃとから構成され、それらの一端が共にグランドに接続されている。そして、駆動用パルスＰｄが直列抵抗３３を介してＭＩ素子３２ａに印加されてＭＩ素子３２ａには高周波電流（パルス電流）が流れる。このとき、ＭＩ素子３２ａに外部磁界（Ｈｅ）が印加されていると、ＭＩ素子３２ａのインピーダンスは外部磁界に対応して変化し、それに伴ってＭＩ素子３２ａに現れる電圧が変化する。この電圧は、外部磁界の或る範囲ではほぼその強さに比例する。
【０００４】
ここで、ＭＩ素子３２ａ自身には外部磁界の二つの方向（＋方向及び−方向）に対して対称的に同じ電圧が現れるので、外部磁界の大きさと方向とを検出するために、電圧Ｂｖによってバイアス用励磁コイル３２ｂに直流電流を流して磁界を発生させ、この磁界をバイアス磁界（Ｈｂ）としてＭＩ素子３２ａに印加している。
【０００５】
ＭＩ素子３２ａに現れた電圧はスイッチ３４に入力される。スイッチ３４の出力側には充電コンデンサ３５の一端が接続され、その他端がグランドに接続されている。そして、スイッチ３４にサンプリングパルスＰｓが入力され、その入力に同期してスイッチ３４が閉じることで、ＭＩ素子３２ａに現れた電圧が充電コンデンサ３５に充電されると共にそこに保持される。充電コンデンサ３５に保持された電圧が増幅器３６によって増幅され、検出電圧（Ｅｄ）として出力される。
【０００６】
そして、検出電圧の直線性を向上するために、増幅器３６から出力された検出電圧によって負帰還用励磁コイル３２ｃに電流を流し、これによって外部磁界の向きとは逆向きの磁界を発生させ、これを負帰還磁界（Ｈｆ）としてＭＩ素子３２ａに印加している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の磁気インピーダンス効果素子の検出回路においては、バイアス用励磁コイルと負帰還用励磁コイルとの二つのコイルをＭＩ素子に巻き回していたので、センサ部の小型化が図れなかった。また、ＭＩ素子自身が小さいため、その外周に二つのコイルを巻き回する作業が困難であった。
【０００８】
そこで、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路においては、ＭＩ素子に巻き回する励磁コイルを少なくして巻き回作業および構造を簡素化すると共に小型化を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、外部磁界中に配設された磁気インピーダンス効果素子と、前記磁気インピーダンス効果素子に高周波電流を流す素子駆動回路と、前記磁気インピーダンス効果素子に磁界を印加する一つのコイルと、前記磁気インピーダンス効果素子の両端に現れる電圧に対応する検出電圧を出力する増幅器とを備え、前記コイルには前記検出電圧とは別のバイアス電圧に基づいてバイアス磁界を発生させると共に、前記コイルに前記検出電圧に基づいて前記外部磁界の向きとは逆向きの負帰還磁界を発生させた。
【００１０】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、前記磁気インピーダンス効果素子に表れる前記電圧を保持する保持回路を設け、前記高周波電流の通流に同期すると共に少なくとも前記通流の期間中前記コイルによって前記バイアス磁界と前記負帰還磁界とを発生させ、前記保持回路で保持した電圧を前記増幅器で増幅して前記検出電圧を出力した。
【００１１】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、前記検出電圧と前記バイアス電圧とが入力されて重畳電圧を出力する電圧重畳回路を前記増幅器と前記コイルとの間に設け、前記重畳電圧を前記コイルに印加した。
【００１２】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、前記保持回路を第一の保持回路と第二の保持回路とで構成し、前記増幅器を差動増幅器で構成して前記第一の保持回路で保持した電圧と前記第二の保持回路で保持した電圧とを前記差動増幅器で差動増幅して前記検出電圧を出力し、前記電圧重畳回路を第一の重畳電圧を出力する第一の電圧重畳回路と第二の重畳電圧を出力する第二の電圧重畳回路とで構成し、前記第一および第二の電圧重畳回路と前記コイルとの間に切り替え回路を設け、前記第一の重畳電圧と前記第二の重畳電圧とを前記高周波電流の通流に同期して前記切り替え回路によって交互に前記コイルに印加し、前記第一の重畳電圧に基づくバイアス磁界の向きと前記第二の重畳電圧に基づくバイアス磁界の向きとを互いに逆向きとし、前記第一の重畳電圧に基づく負帰還磁界の向きと前記第二の重畳電圧に基づく負帰還磁界の向きとを常に前記外部磁界の向きと逆にした。
【００１３】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、前記保持回路を第一の保持回路と第二の保持回路とで構成し、前記増幅器を差動増幅器で構成して前記第一の保持回路で保持した電圧と前記第二の保持回路で保持した電圧とを前記差動増幅器で差動増幅して前記検出電圧を出力し、前記コイルに極性の異なるバイアス電圧を与えるバイアス回路とバイアス電圧切り替え回路とを設け、前記コイルの一端に前記検出電圧を印加し、前記コイルの他端に前記高周波電流の通流に同期して前記バイアス電圧の極性を交互に変えて印加した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５によって本発明のＭＩ素子の検出回路を説明する。図１は第一の実施の形態を示す構成図であり、図２は第二の実施の形態の構成図であり、図３はその動作を説明するタイミングチャートであり、図４は第二の実施の形態の他の構成図であり、図４は第三の実施の形態を示す構成図である。
【００１５】
先ず、図１において、パルス発生回路等で構成される素子駆動回路１からは駆動パルスＰｄとそれに同期した同じタイミングのサンプリングパルスＰｓとが連続出力される。センサ部２は、直線状の磁気インピーダンス効果素子（以下、ＭＩ素子）２ａとこのＭＩ素子２ａの外周に巻き回されたコイル２ｂとから構成され、それらの一端が共にグランドに接続されている。そして、駆動パルスＰｄが直列抵抗３を介してＭＩ素子２ａに印加されてＭＩ素子２ａには高周波電流（パルス電流）が流れる。このとき、ＭＩ素子２ａに外部磁界Ｈｅが印加されていると、ＭＩ素子２ａのインピーダンスは外部磁界Ｈｅに対応して変化し、それに伴ってＭＩ素子２ａに現れる電圧が変化する。この電圧は、外部磁界Ｈｅの或る範囲ではほぼ外部磁界Ｈｅの強さに比例する。
【００１６】
ＭＩ素子２ａに現れた電圧はサンプルホールド回路４のサンプリングスイッチ４ａに入力される。サンプリングスイッチ４ａの出力側には充電コンデンサ４ｂの一端が接続され、その他端がグランドに接続されている。そして、サンプリングスイッチ４ａにサンプリングパルスＰｓが入力され、その入力に同期してサンプリングスイッチ４ａが閉じることで、ＭＩ素子２ａに現れた電圧が充電コンデンサ４ｂに充電されると共にそこに保持される。充電コンデンサ４ｂに保持された電圧が増幅器５によって増幅され、検出電圧（Ｅｄ）として出力される。
【００１７】
増幅器５から出力される検出電圧は電圧重畳回路６の反転入力端（−）に入力される。電圧重畳回路６のもう一つの入力端、非反転入力端（＋）にはバイアス電圧（Ｂｂ）が与えられ、電圧重畳回路６の出力端にはバイアス電圧に検出電圧が重畳された電圧（これを重畳電圧という）が現れる。従って、電圧重畳回路６は反転型の電圧重畳回路として構成されている。そして、重畳電圧が電流制限抵抗７を介してコイル２ｂに印加される。すると、コイル２ｂにはバイアス電圧に基づくバイアス電流と検出電圧に基づく帰還電流とが重畳された状態で流れ、バイアス電流によって発生する磁界がバイアス磁界（Ｈｂ）としてＭＩ素子２ａに印加される。また、帰還電流は電圧重畳回路６で反転された検出電圧によって流れるので、帰還電流によって発生する磁界が外部磁界Ｈｅの向きとは逆向きの負帰還磁界（Ｈｆ）としてＭＩ素子２ａに印加される。
【００１８】
この結果、バイアス磁界を印加することによって、ＭＩ素子２ａに印加されている外部磁界の二つの方向（＋方向及び−方向）とその大きさとが検出される。また、バイアス電流に重畳される帰還電流は、外部磁界の向きによって増減するので、負帰還磁化によって検出電圧の直線性が得られる。以上のように、一つのコイル２ｂにバイアス電流と帰還電流とを流すことでセンサ部２の構成を簡素化することができる。
【００１９】
次に、図２及び図３によって本発明のＭＩ素子の検出回路の第二の実施形態を説明する。パルス発生回路等で構成される素子駆動回路１１は図３Ａに示すように駆動パルスＰｄを発生し、それに同期して同図Ｃ、Ｅに示すように同じタイミングで交互に出力される二つのサンプリングパルス、第一のサンプリングパルスＰｓ1及び第二のサンプリングパルスＰｓ2と、第一のサンプリングパルスＰｓ1に同期する第一の切り替えパルスＰｃ1と、第二のサンプリングパルスＰｓ２に同期する第二の切り替えパルスＰｃ２とを出力する。第一の切り替えパルスＰｃ1は図２Ｂに示すように第一のサンプリングパルスＰｓ1に先立って出力され、その期間中継続する。同様に、第二の切り替えパルスＰｃ2は図２Ｄに示すように、第二のサンプリングパルスＰｓ2に先だって出力され、その期間中継続する。
【００２０】
センサ部１２はＭＩ素子１２ａとコイル１２ｂとから構成される。ＭＩ素子１２ａは直線状をなし、コイル１２ｂはＭＩ素子１２ａの外周に巻き回されている。ＭＩ素子１２ａの一端はグランドに接続され、駆動パルスＰｄは直列抵抗１３を介してＭＩ素子１２ａの他端に印加される。そして、ＭＩ素子１２ａに高周波電流（パルス電流）が流れてその両端間に電圧が現れる。この電圧は、ＭＩ素子１２ａに加わる外部磁界（Ｈｅ）によって変化する。
【００２１】
コイル１２ｂの両端には切り替え回路１４が接続される。即ち、切り替え回路１４は第一のスイッチ１４ａ乃至第四のスイッチ１４ｄを有し、コイル１２ｂの一端には第一のスイッチ１４ａの一端と第二のスイッチ１４ｂの一端とが接続され、コイル１２ｂの他端には第三のスイッチ１４ｃの一端と第四のスイッチ１４ｄの一端とが接続される。そして、第一のスイッチ１４ａと第三のスイッチ１４ｃとが第一の切り替えパルスＰｃ1によって閉じるように制御され、第二のスイッチ１４ｂと第四のスイッチ１４ｄとが第二の切り替えパルスＰｃ2によって閉じるように制御される。なお、第二のスイッチ１４ｂの他端と第三のスイッチ１４ｃの他端とはグランドに接続されている。
【００２２】
ＭＩ素子１２ａの他端には第一のサンプルホールド回路１５と第二のサンプルホールド回路１６とが接続される。第一のサンプルホールド回路１５は第一のサンプリングスイッチ１５ａと第一の充電コンデンサ１５ｂとが直列接続されて構成され、ＭＩ素子１２ａの他端は第一のサンプリングスイッチ１５ａを介して第一の充電コンデンサ１５ｂの一端に接続される。第一の充電コンデンサ１５ｂの他端はグランドに接続される。
同様に、第二のサンプルホールド回路１６は第二のサンプリングスイッチ１６ａと第二の充電コンデンサ１６ｂとが直列接続されて構成され、ＭＩ素子１２ａの他端は第二のサンプリングスイッチ１６ａを介して第二の充電コンデンサ１６ｂの一端に接続される。第二の充電コンデンサ１６ｂの他端はグランドに接続される。
【００２３】
第一のサンプリングスイッチ１５ａは第一のサンプリングパルスＰｓ1によって閉じるように制御され、また、第二のサンプリングスイッチ１６ａは第二のサンプリングパルスＰｓ2によって閉じるように制御されことでＭＩ素子１２ａに表れた電圧が第一の充電コンデンサ１５ｂと第二の充電コンデンサ１６ｂとに充電され、且つ保持される。
【００２４】
第一のサンプルホールド回路１５の出力側には第一の増幅器１７が接続され、第一の充電コンデンサ１５ｂに保持された電圧は第一の増幅器１７によって増幅される。同様に、第二のサンプルホールド回路１６の出力側には第二の増幅器１８が接続され、第二の充電コンデンサ１６ｂに保持された電圧は第二の増幅器１８によって増幅される。第一の増幅器１７と第二の増幅器１８との出力側には差動増幅器１９が設けられ、第一の増幅器１７で増幅された電圧は差動増幅器１９の非反転入力端（＋）に入力され、第二の増幅器１８で増幅された電圧は反転入力端（−）に入力される。そして、差動増幅器１９で差動増幅された電圧が検出電圧（Ｅｄ）として出力される。検出電圧はその中心の電圧（センター値が例えば０ボルト）を中心としてプラス側またはマイナス側に変化する。
【００２５】
差動増幅器１９と第一のスイッチ１４ａとの間には第一の電圧重畳回路２０が設けられ、差動増幅器１９と第四のスイッチ１４ｄとの間には第二の電圧重畳回路２１が設けられる。第一および第二の電圧重畳回路２０、２１はそれぞれ差動増幅動作を行う。差動増幅器１９から出力される検出電圧は第一の電圧重畳回路２０の反転入力端（−）と第二の電圧重畳回路２１の非反転入力端（＋）に入力される。従って第一の電圧重畳回路２０は反転型の電圧重畳回路となり、第二の電圧重畳回路２１は非反転型の電圧重畳回路となる。なお、第一の電圧重畳回路２０の非反転入力端（＋）と第二の電圧重畳回路２１の反転入力端（−）とには同じ値で一定のバイアス電圧（Ｂｂ）が入力されている。このバイアス電圧は、これによってコイル１２ｂに流れる電流がＭＩ素子１２ａに所定のバイアス磁界（Ｈｂ）を印加するように設定される。そして、検出電圧が高くなるほど第一の電圧重畳回路２０から出力される重畳電圧は低くなり、反対に第二の電圧重畳回路２１から出力される重畳電圧は高くなる。また、検出電圧が低くなれば上記とは逆の動きとなる。
【００２６】
以上の構成において、ＭＩ素子１２ａには図示の方向に外部磁界（Ｈｅ）が加わっていたと仮定する。そして、先ず、駆動パルスＰｄに同期して第一のサンプリングパルスＰｓ1及び第一の切り替えパルスＰｃ1が出力されたときには、切り替え回路１４の第一のスイッチ１４ａと第三のスイッチ１４ｃとが閉じてコイル１２ｂには第一の電圧重畳回路２０から電流が流れる。この向きを図２の矢印Ｐで示す。この電流は第一の電圧重畳回路２０に入力されているバイアス電圧に基づく電流（バイアス電流）と検出電圧に基づく電流（帰還電流）とからなるが、バイアス電流によって発生するバイアス磁界の方向が外部磁界の方向と同じとなるようにコイル１２ｂの巻き回方向が決められる。そして、ＭＩ素子１２ａにバイアス磁界が印加され、そのときにＭＩ素子１２ａに表れた電圧が第一のサンプルホールド回路１５で保持され、差動増幅器１９に表れた検出電圧が第一の電圧重畳回路２０でバイアス電圧に重畳される。そして、重畳された検出電圧に基づく帰還電流もコイル１２ａに流れ、これによって外部磁界の方向とは逆の向きの負帰還磁界（Ｈｆ）が発生する。即ち、全体として（Ｈｂ−Ｈｆ）の磁界が外部磁界の方向に発生する。
【００２７】
次に、第二のサンプリングパルスＰｓ2及び第二の切り替えパルスＰｃ2が出力されたときには、切り替え回路１４の第二のスイッチ１４ｂと第四のスイッチ１４ｄとが閉じてコイル１２ｂには第二の電圧重畳回路２１から電流が流れ、その向きは矢印Ｐとは逆となる。この電流は第二の電圧重畳回路２１に入力されているバイアス電圧に基づく電流（バイアス電流）と検出電圧に基づく電流（帰還電流）とからなるが、バイアス電流によって発生するバイアス磁界の方向は外部磁界の方向と逆になる。そして、ＭＩ素子１２ａにバイアス磁界が印加され、そのときにＭＩ素子１２ａに表れた電圧が第二のサンプルホールド回路１５で保持され、差動増幅器１９に表れた検出電圧が第二の電圧重畳回路２１でバイアス電圧に重畳される。重畳された検出電圧に基づく帰還電流もコイル１２ａに流れる。そして、帰還電流による磁界の方向は、第二の電圧重畳回路２１が非反転型であり、コイル１２ａに流れる電流の向きが反対となるので、前述と同じく外部磁界の方向とは逆となる。即ち、全体として（Ｈｂ＋Ｈｆ）の磁界が外部磁界の方向とは逆の方向に発生する。
【００２８】
以上のように、一つのコイル１２ｂによってＭＩ素子１２ａにはバイアス磁界の向きを交互に変えて印加し、そのいずれにおいても外部磁界の方向とは逆向きの負帰還磁界を印加するので、ＭＩ素子１２ａに現れた電圧はいわばプッシュプル動作によって広範囲の外部磁界の変化を検出し、しかも、負帰還磁界を印加することによって検出電圧の直線性を改善することができる。
【００２９】
図４に示す変形例では第二の電圧重畳回路２５の構成が図２のそれとは異なっており、その反転入力端（−）に検出電圧が入力され非反転入力端（＋）にバイアス電圧（Ｂｂｂ）が入力される。従って、第一の電圧重畳回路２０と第二の電圧重畳回路２５とは共に反転型の電圧重畳回路となる。そして、第二の電圧重畳回路２５の出力端が第二のスイッチ１４ｂの他端に接続され、第四のスイッチ１４ｄの他端には例えば電源電圧Ｂｖが印加される。その他の構成は図２に示す構成と同じである。但し、第二の電圧重畳回路２５に印加するバイアス電圧Ｂｂｂの値は電源電圧Ｂｖとの関係で設定される。この構成においても、第一のサンプリングパルスＰｓ1及び第一の切り替えパルスＰｃ1が出力されたときには、コイル１２ｂには矢印Ｐの方向に電流が流れ、図２の構成と全く同様に、外部磁界（Ｈｅ）の方向と同じ方向のバイアス磁界（Ｈｂ）が発生し、外部磁界の方向とは逆向きの負帰還磁界（Ｈｆ）が発生する。
【００３０】
そして、第二のサンプリングパルスＰｓ2及び第二の切り替えパルスＰｃ2が出力されたときには、第二のスイッチ１４ｂと第四のスイッチ１４ｄとが閉じることによってコイル１２ｂには第四のスイッチ１４ｄ側から第二のスイッチ１４ｂ側に逆向きの電流（矢印Ｐとは逆向きの電流）が流れて第二の電圧重畳回路２５に流入する。この電流もバイアス電圧と検出電圧とによって決まるが、バイアス電圧Ｂｂｂと電源電圧Ｂｖとによって決まるバイアス電流によってバイアス磁界を発生させる。バイアス磁界の向きは当然外部磁界の向きとは逆となる。また、第二の電圧重畳回路２５が反転型であることから検出電圧に基づく負帰還磁界も外部磁界の向きとは逆となる。
【００３１】
次に、図５によって第三の実施の形態を説明する。ここでは、図２、図４に示したような電圧重畳回路２０、２１、２５を設けずに、コイル１２ｂの一端には差動増幅器１９から直接に検出電圧を印加する。そして、差動増幅器１９の反転入力端に第一の増幅器１７で増幅した電圧を入力すると共に非反転入力端に第二の増幅器１８で増幅した電圧を入力する。また、コイル１２ｂの他端にはバイアス電圧切り替え回路２６によって二つのバイアス電圧を切り替えて印加するようにしている。このバイアス電圧は差動増幅器１９の出力端における検出電圧のセンター値を中心とした上下の電圧とする。
即ち、差動増幅器１９の出力端に表れる検出電圧のセンター値が０ボルトであれば、バイアス電圧は絶対値が同じで極性の異なる電圧となる。
【００３２】
そこで、バイアス電圧切り替え回路２６に第五のスイッチ２６ａと第六のスイッチ２６ｂとの二つを有し、それぞれの一端にコイル１２ｂの他端を接続する。バイアス電圧はポテンショメータ２７ａ、２７ｂを有するバイアス回路２７で作られる。ポテンショメータ２７ａは負（マイナス）のバイアス電圧、ポテンショメータ２７ｂは正（プラス）のバイアス電圧を設定する。そして、負のバイアス電圧を第五のスイッチ２６ａの他端に、正のバイアス電圧を第六のスイッチ２６ｂの他端に加える。
【００３３】
ここで、第一のサンプリングパルスＰｓ1及び第一の切り替えパルスＰｃ1が出力されたときには、第五のスイッチ２６ａが閉じて矢印Ｐの方向に電流が流れ、図２の構成と全く同様に、外部磁界（Ｈｅ）の方向と同じ方向のバイアス磁界（Ｈｂ）が発生し、外部磁界の方向とは逆向きの負帰還磁界（Ｈｆ）が発生する。
【００３４】
また、第二のサンプリングパルスＰｓ2及び第二の切り替えパルスＰｃ2が出力されたときには、第六のスイッチ２６ｂが閉じて矢印Ｐとは反対の方向に電流が流れてバイアス磁界の向きは外部磁界の向きとは逆となる。また、負還磁界の向きは外部磁界の向きとは逆になる。
【００３５】
なお、以上までの説明においては、ＭＩ素子２ａ、１２ａに流す高周波電流としてパルス電流値を用いたが、正弦波電流を用いてもよい。その場合は、図１、図２、図４、図５に示したサンプルホールド回路４、１５，１６を整流回路（検波回路）に変更することで本発明の実施が可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、コイルには検出電圧とは別のバイアス電圧に基づいてバイアス磁界を発生させると共に、検出電圧に基づいて外部磁界の向きとは逆向きの負帰還磁界を発生させたので、磁気インピーダンス効果素子の励磁コイルが少なくなって組立作業および構造を簡素化できる。
【００３７】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、磁気インピーダンス効果素子に表れる電圧を保持する保持回路を設け、高周波電流の通流に同期すると共に少なくとも通流の期間中前記コイルによってバイアス磁界と負帰還磁界とを発生させ、保持回路で保持した電圧を増幅器で増幅して検出電圧を出力したので、パルスによって磁気インピーダンス効果素子に電流を流してそこに現れる電圧を簡単に取り出せる。
【００３８】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、検出電圧とバイアス電圧とが入力されて重畳電圧を出力する電圧重畳回路を増幅器とコイルとの間に設け、重畳電圧をコイルに印加したので、コイルからはバイアス磁界負帰還磁界とを簡単に発生できる。
【００３９】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、第一および第二の電圧重畳回路とコイルとの間に切り替え回路を設け、第一の重畳電圧と第二の重畳電圧とを高周波電流の通流に同期して切り替え回路によって交互にコイルに印加し、第一の重畳電圧に基づくバイアス磁界の向きと第二の重畳電圧に基づくバイアス磁界の向きとを互いに逆向きとし、第一の重畳電圧に基づく負帰還磁界の向きと第二の重畳電圧に基づく負帰還磁界の向きとを常に外部磁界の向きと逆にしたので、磁気インピーダンス効果素子に現れた電圧はいわばプッシュプル動作によって広範囲の外部磁界に対して検出できる。
【００４０】
また、本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路は、コイルに極性の異なるバイアス電圧を与えるバイアス回路とバイアス電圧切り替え回路とを設け、コイルの一端に検出電圧を印加し、コイルの他端に高周波電流の通流に同期してバイアス電圧の極性を交互に変えて印加したので、コイルにバイアス磁界と負帰還磁界とを印加する構成をかんたんにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路の第一の実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路の第二の実施の形態を示す構成図である。
【図３】本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路の第二の実施の形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路の第三の実施の形態を示す構成図である。
【図５】本発明の磁気インピーダンス効果素子の検出回路の第四の実施の形態を示す構成図である。
【図６】従来の磁気インピーダンス効果素子の検出回路を示す構成図である。
【符号の説明】
１  素子駆動回路
２  センサ部
２ａ  磁気インピーダンス効果素子
２ｂ  コイル
３  直列抵抗
４  サンプルホールド回路
４ａ  サンプリングスイッチ
４ｂ  充電コンデンサ
５  増幅器
６  電圧重畳回路
７  電流制限抵抗
１１  素子駆動回路
１２  センサ部
１２ａ  磁気インピーダンス効果素子
１２ｂ  コイル
１３  直列抵抗
１４  切り替え回路
１４ａ  第一のスイッチ
１４ｂ  第二のスイッチ
１４ｃ  第三のスイッチ
１４ｄ  第四のスイッチ
１５  第一のサンプルホールド回路
１５ａ  第一のサンプリング推知
１５ｂ  第一の充電コンデンサ
１６  第二のサンプルホールド回路
１６ａ  第二のサンプリング回路
１６ｂ  第二の充電コンデンサ
１７  第一の増幅器
１８  第二の増幅器
１９  差動増幅器
２０  第一の電圧重畳回路
２１、２５  第二の電圧重畳回路
２６  バイアス電圧切り替え回路
２６ａ  第五のスイッチ
２６ｂ  第六のスイッチ
２７  バイアス回路
２７ａ、２７ｂ  ポテンショメータ
【図１】
0004220623.tif 000002
【図２】
0004220623.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004220623.tif 000007