Импульсный спектрометр спинового эха

Импульсный спектрометр спинового эха

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоспектроскопии. Цель изобретения - улучшение функциональных характеристик спектрометра с квадратурным детектированием за счет исключения влияния на спектр сигналов спинового эха сдвигов нулевых уровней на выходах элементов блока детектирования и неэквивалентности масштабных коэффициентов фазовых детекторов и квадраторов. Спектрометр содержит радиопередатчик, датчик, два фазовых детектора, а также дополнительно введенные два фазовращателя, схему коммутации, два цифроаналоговых преобразователя, две схемы вычитания, два запоминающих устройства и устройство управления. 1 ил.

СО(ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ (19) (11) А1 (51)5 G 01 N 24 00

1,Г j..! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4450693/31-,25 (22) 29.06 ° 88 (46) 15 ° 07.90. Вюл. М 26 (71) Калининградский государственный университет

1 (72) В.П,А»феров и В.Т.Михальцевич (53) 539. 143.43 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(= 745251, кл. G 01 N 24/00, 1981.

Патент США К 3501691 кл. 325-0,5, 1970. (54) ИМ11УЛЬСНГ1И СПЕКТРОМЕТР СПИНОВОГО

ЭХА (57) Изобретение относится к радиоспектроскопии, Цель изобретения

Изобретение относится к радиоспектроскопии и может быть использовано в импульсных спектрометрах ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР).

Цель изобретения — улучшение функциональных характеристик импульсного спектрометра спинового эха с квадратурным детектированием за счет исключения влияния на спектр сигналов спинового эха сдвигов нулевых уровней

»а выходах элементов блока детектирования и неэквивалентности масштабных коэффициентов фазовых детекторов и квадраторов.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Спектрометр содержит радиопередатчик 1, датчик 2, высокочастотный усилитель 3, первый и второй фазовращатели 4 и 5 на радиан, схему 6 комму2 улучшение функциональных характеристик спектроме1 ра с квадратурным детектированием за счет исключения влияния на спектр сигналов спинового эха сдвигов нулевых уровней на выходах элементов блока детектирования и неэквивалентности масштабных коэффициентов фазовых детекторов и квадраторов. Спектрометр содержит радиопередатчик, датчик, два фазовых детектора, а также дополнительно введенные два фазовращателя, схему коммутации, два цифроаналоговых преобразователя, две схемы вычитания, два запоминающих устройства и устройство управления.

1 ил.

I тации, первый и второй фазовые детекторы 7 и 8, первый и второй АЦП 9 и 10, первую и вторую схемы вычитаыия

11 и l2, первое и второе запоминающие устройства 13 и 14, первый и второй квадраторы 15 и 16, сумматор 17, . регистрирующее устройство 18, микроЭВМ 19.

Импульсный спектрометр спинового эха работает следующим образом.

На первый, второй, третий и четвертый входы схемы коммутации 6 поступают радиочастотные напряжения с . фазовыми сдвигами относительно несущей радиоимпульсов, равными 0; ц /2;

3/tl; 3 Г/2 соответственно. Перед подачей на образец первой серии радиоимпульсов в соответствии с управляющими сигналами микроЭВМ 19 на выходах схемы 6 коммутации устанавливаются опорные напряжения для фазовых детек1578609 торов 7 и 8 с Фазовыми сднигамй ои(осительно несущей 4(=0 для первого (Г фазового детектора 7 и 4у = ((/2 для

1 второго Фазового детектора 8, а также производится очистка памяти запоминаюп(их устройств 13 и 14. Затем по сигналу от микроЭВМ 19 н датчик 2 поступают радиоимпульсы, возбуждающие ядерную спиновую систему образца.

После возбуждения вектор ядерной на1магниченности наводит в катушке датчика сигнал спинового эха (ССЭ), усиливаемый высокочастотным усилителем 3.

Далее ССЭ поступает на входы фазовых детекторов 7 и 8, на выходах которых появляются сигналы биений S(,, (((,) и Б ((,) соответственно, связанные (" огибающей S (<) ССЭ следующим образом: 20

Б" (л ) К S () сон(1(° ) +4 9

Б("(i ) К Б (i ) s in 0(i ) + 4 где К „и К - масштабные коэффициенты соответственно первого

7 и второго 8 Фазовых 2S детекторов;

g (9) — разность между фазой опорного напряжения первого фазового детектора 7 и Фазой несущей 30

ccj;

4, 4 — дрейф нуля на выходах

1 первого 7 и второго 8 фазовых детекторов соотнетственно; — время, отсчитываемое с момента. окончания действия радиоимпульсной серии.

С выходов Фазовых детекторов 7 и 8 сигналы S(1(() и S <((,) поступают

40 на АЦП 9 и 10, а оттуда в цифровом коде - па первые входы схем 11 и 12 вычитания. Так как память запоминающих устройств 13 и 14 очищена, то на вторые входы схем 11 и 12 вычитания

45 поступают нулевые сигналы. Поэтому сигналы S,() и S (," { à ) проходят беэ л изменений на входы запоминающих устройств 13 и 14, где они по управляющему сигналу микроЭВМ запоминаются, Через время Т 7 Т1, где Т „ — время спин-решеточной релаксации ядерных спинов образца, действие радиоимпульской серии повторяется, причем перед ее началом устанавливаются 4(1(= Г, г

4/ =3 ((/2, В результате на первые входы схем 11 и 12 вычитания поступают сигналы Б((Г) и S

S < ((, ) =-К, Б, ((. ) „„g (P) +4, ° а на вторые входы сигналы S(,," "() и S(()(n) .

На выходе схемы 11 образуется сигнал

1() =Б, ((1) -S, > (() =2K „Sо () сов 6(), 1 на виходе схемы 12 сигнал

Б„() =s "() -Б "() =-2К,S.(а) <»0() .

В соответствии с сигналами микр(ЭВМ 19 «а управляющих входах .запоминающих устройств 13 и 14 сигналы

S „((,) и S () . запоминаются, а затем поступают в квадраторы 15 и 16, где

Формируются сигналы S.,(() - "и С Б (() ), которые при поступлении разрешающего сигнала от микроЭВМ 19 на управляющий вход сумматора 17 суммируются.

С вйхода сумматора 17, сигнал

Б ("„) =4К Б ((,) () s 2 (g) .(,4К ч <. 1п g (л) поступает для накопления в регистрирующее устройство 18 °

Затем через интервалы времени Т на образец действуют третья и четвертая серии радиоимпульсов, при этом перед третьей серией разности фаз опорных напряжений относительно несущей радиоимпульсон устанавливаются равными д((11= ((/2, d g< =0, а перед четвертой — 4(, =3((/2, 4((ь

В результате действия третьей последовательности радиоимпульсов в запоминающие устройства 16 и 17 запишутся сигналы

S (, (С) =K S (7ь ) sin B ((, ) +4,, Ь(((, ) -К S (.) . (os e(ni ) +4

После действия четвертой импульс-. ной последовательности на выходах Фазовых детекторов ? и 8 формируются, сигналы

S(, (С)=-K,SO()sinB()+4

Б "" ((.)=-К S (i) соз6((,)+Д,.

В результате с выходов схем 11 и 12 вычитания на входы квадраторов

15 и 16 приходят разностные сигналы

S „ (л) Б (4) л S(,В"((;) =-2K S (л) д (л)

2К Бо(") созе() которые после возведения в квадрат поступают по управляющему сигналу от микроЭВМ в сумматор 17, а оттуда в регистрирующее устройство 18, где формируется окончательный сигнал

s (;) = 4(V + кт)s>(")

После накопления в регистрирующем устройстве 18 сигнал подвергается дискретному Фурье-преобразованию.

Составитель И.Старостенко

Редактор II.Недолуженко Техред M.Ходаннч Корректор Л.Патай

Заказ 19 1? Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосквa, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 I

5 157860

Ф о р м у л а и з о 6 р е т е и и яИмпульсный спектрометр спинового эха, содержащий последовательно соединенные радиопередатчик, датчик, 5 высокочастотный усилитель, первый и второй фазовые детекторы, входы которых объединены и подключены к выходу высокочастотного усилителя, а также первый и второй квадраторы, подключенный к их выходам сумматор и регистрирующее устройство, вход которого соединен с выходом сумматора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения функциональных характеристик спектрометра с квадратурным детектированием за счет исключения влияния на спектр сигналов спинового эха сдвигов нулевых уровней на выходах элементов блока детектирования и неэк- 2О вивалентности масштабных коэффициентов фазовых детекторов и квадраторов, в него дополнительно введены первый и второй фазовращатели на !! радиан, схема коммутации, первый и второй 25 аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первая и вторая схемы вычитания, первое и второе запоминающие устройства и устройство управления, причем вход первого фазовращателя на

1i радиан соединен с вторым выходом радиопередатчика и первым входом схемы коммутации, вход второго фазовращателя на и радиан соединен, с третьим

9 6 выходом радиопередатчика и вторым входом схемы коммутации, выходы первого и второго фазовращателей íà 1! радиан подключены соответственно к третьему и четвертому входам схемы коммутации, первый выход которой соединен с входом опорного напряжения первого фазового детектора, а второй выход— с входом опорного напряжения второго фазового детектора, выход первого фазового детектора подключен к входу первого AIIII выход второго фазового детектора подключен к входу второго

АЦП, выход первого АЦП соединен с первым входом первой схемы вычитания, соединенной выходом с входом первого запоминающего устройства, выход второго АЦП соединен с первым входом второй схемы вычитания, соединенной выходом с входом второго запоминающего устройства, выход первого запоминающего устройства подключен к второму входу первой схемы вычитания и входу первого квадратора, выход второго запоминающего устройства подключен к к второму входу второй схемы вычита- ния и входу второго квадратора, управляющие входы радиопередатчика, схемы коммутации, сумматора, два объединенных управляющих входа запоминающих устройств подключены к четырем соответствующим выходам устройства управления.