DE2128663C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Spinresonanzspektren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von SpinresonanzspektrenInfo
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- G01R33/4616—NMR spectroscopy using specific RF pulses or specific modulation schemes, e.g. stochastic excitation, adiabatic RF pulses, composite pulses, binomial pulses, Shinnar-le-Roux pulses, spectrally selective pulses not being used for spatial selection
Description
Die Erfindung bezieht Eich auf ein Verfahren zur Aufnahme von Spinresonanzspektren, bei dem alle
Spins des Spüisystcns einer Probe durch eine Folge
von HF-Impulsen gleichzeitig angeregt werden und außerdem gewisse Spins gleicher Larmorfrequenz
zur Entkopplung vom übrigen Spinsystem mit Hilfe eines zweiten, getasteten HF-Feldes selektiv angeregt
werden, die Resonanzfrequenzen in Form eines Interferogramms
empfangen, zeitlich aufeinanderfolgende Amplitudenwerte e:aer vorbestimmten Anzahl von
Interferogrammen zur Mittelwertbildung gespeichert
und endlich aus dem Mittelwert die das Interferogramm bildenden Resonanzfrequenzen durch Fourier-Analyse
ermittelt werden.
Es ist aus einem Aufsatz von R. Freeman in J Chem. Phys. 53, 1970, Seiten 457 und 458, bekannt.
bei der Pulsspektrometrie eine Entkopplung gewisser Spins dadurch zu erzielen, daß die Probe außer mit
einer ersten Folge von HF-Impulsen auch noch mit einem im wesentlichen kontinuierlichen zweiten HF-Feld
angeregt wild Dabei hat sich herausgestellt, daß
die durch das kontinuierliche HF-Feld erzeugte Störung während der Relaxationszeit der durch einen
HF-Impuls angeregten Spins noch andauert, wenn das kontinuierliche HF-Feld schon vor einem Hl Impuls
der Impulsfolge abgeschaltet wird. Da dadurch das kontinuierliche Feld erzeugte Störung oder
Entkopplung mit zunehmender Zeit nach dem Abschalten des Feldes abnimmt, lassen sich spezielle
Effekte untersuchen, die von dem Maß der jeweils herrschenden Entkopplung abhängen. Da bei dem
bekannten Verfahren das zur Entkopplung dienende zweite HF-Feld zu einem wählbaren Zeitpunkt vor
demjenigen Impuls der ersten, zur Anregung aller Spins des Spinsystems dienenden Folge von HF-Impulsen,
der zur Anregung des Spektrums und nachfolgenden Beobachtung der Resonanzfrequenzen benutzt
werden soll, abgeschaltet wird, kann das zweite HF-Feld als getastetes HF-Feld betrachtet werden,
auch wenn es sich bei diesem Feld nicht um eine Folge von definierten HF-Impulsen handelt, wie s.e
etwa zui Anregung aller Spins des Spinsystems verwendet wird.
Der Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß dann, wenn eine periodische Wiederholung
der Messung stattfinden soll, wie es für die Pulsspektrometrie charakteristisch ist, das zur Entkopplung
dienende zweite HF-Feld eine Folge von HF-Impulsen bilden würde, die der ersten Folge von HF-Impulsen
gleichartig wäre und daher ein Frequenzspektrum hätte, das ebenso wie die erste Folge von HF-Impulsen
praktisch alle Spin des Spinsystems anregen, nicht aber gewisse Spins gleicher Larmorfrequenz selektiv
anregen würde. Es muß daher die Dauer des zweiten HF-Fcldcs sehr lang gewählt werden, damit der sich
aus der Fourier-Transformation ergebende Hauptzipfel des Frequenzspektrunis extrem schmal wird.
Damit gehen aher die Hauptvorteile der Puls- oder
Fourier-Spektrometric, die in dem geringen Zeilbedarf
für die Einzelmessung und der häufigen Wiederholbarkeit der Messung liegen, weilgehend verloren.
Es ist auch nicht möglich, bei der Anregung aller Spins des Spinsystems mit "einer Folge "on HF-Impulsen
zur Entkopplung gewisser Spins gleicher Larmorfrequenz ein HF-Feld in Form eines Dauerstrichsignals
zu wählen, das ständig, also auch in den Pausen zwischen den zur gleichzeitigen Anregung aller Spins
dienenden HF-Impulse vorhanden wäre, weil dann unvermeid^ch ein gewisser Bruchteil dieses Dauersirichsignals
unmittelbar vom Sende- in das Empfangssyslem gelangen wurden. Diese Erscheinung wird
»Leakage« genannt und hat zur Fo!ge, daß durch Übersteuerungen im Empfänger nichtlineare Verzerrungen
im Empfänger auftreten, daß es zu Intermodulaüonseffekten
zwischen der Frequenz des Dauerstrichsignals und dem Interferogramm kommt und
JaIi endlich im Mittelwertbildner einer zur Durchführung
des Verfahrens dienenden Vorrichtung der zur Amplitudenspeicherung zur Verfügung stehende
Dynamik bereich pro Adresse des Speichers nicht iiehr voll für das Interferogramm zur Verfugung
■,leht, sondern größtenteils für die Speicherung der
Amplitude des unmittelbar in das Empfangssystems eingekoppelten Dauerstrichsignals verbraucht wurde.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs beschriebenen Art
s,i /u verbessern, daß bei voller Aufrechterhaltung
der Charakteristik der Pulsspektrometrie eine Möglichkeit für eine einwandfreie Entkopplung einzelner
Spins gleicher Larrrirfiequenz geschaffen wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelost, daß als zweites HF-Feld eine zweite Folge \on
HF-Impulsen verwendet wird, die mit Impulsen der ;ur Anregung aller Spins dienenden ersten Folge von
HF-Impulsen zusammenfallende Impulse umfaßt und deren Träge und Impulsfolgefrequenzen so gewählt
werden, daß nur eine Frequenz des Frequenzspektrums dieser /weiten Folge von HF-Impulsen in das
aufzunehmende Spinresonanzspektrum fällt und diese eine Frequenz mit der Lürmorfrequenz der zu entkoppelnden
Spins wenigstens annähernd übereinstimmt, iind daß die Speicherung zeitlich aufeinanderfolgender
Amplitudeiiwerte des Interferogramms in den Intervallen zwischen den Impulsen der zweiten
Folge von HF-Impulsen erfolgt.
Während also die Trägerfrequenz und die Impulsüilg.frequenz
der zur Anregung aller Spins des Spinsystcms dienenden ersten Folge von HF-Impulsen so
gewthlt sind, daß sich das Spektrum dieser ersten
Impulsfolge aus aneinander eng anschließenden Frcquenz.komponenten
zusammensetzt, die über das ganze Frequenz^>ebiet des zu untersuchenden Spinsystems mit annaherend konstanter Amplitude verteilt
sind, so daß sich ein im wesentlichen kontinuierlicher Anregungsbereich ergibt, setzt sich das Spektrum der
zui Entkopplung dienenden, zweiten Impulsfolge aus einzelnen, weit auseinander liegenden Frequenzkomponenten
zusammen, von denen nur eine in das Frcqucnzgebiet des zu untersuchenden Spinsysteins fällt.
Die anderen Komponenten liegen so weit weg, daß sie das Spinsystem nicht mehr beeinflussen können.
Der Frequenzbereich der Entkopplung ist proportional der Intensität der zur Entkopplung dienenden
Linie des Frequenzspeklnims der zweiten Impulsfolge
und kann durch Veränderung des sich aus Pulsbreite und Amplitude des HF-Impulses ergebenden
Pulsintegrals eingestellt werden.
1st U d«e Trägertrequenz der zweiten Folge von
HF-Impulsen und 1/Γ2 die ImpulsfoJgefrequenz, so
hat diese zweite Folge von HF-Impulsen ein Frequenzspektrum, das die Trägerfrequenz/, und die
Scitenbandfrequenzen /ä ± /ι/Γ» umfaßt. "Zur Entkopplung
kann sowohl" die Trägerfrequenz als auch eine der Seitenbandfrequenzen benutzt werden. Im
ίο allgemeinen wird es am zweckmäßigsten sein, unmittelb?r
die Trägerfrequenz zur Entkopplung der gewünschten Spins zu benutzen und lediglich durch die
Wahl der Impulsfolgefrequenz 1/Γ2 dafür Sorge zu tragen, daß die Seitenbänder außerhalb der Frequen-
zen des anzuregenden Spinsystems liegen. Demgemäß sieht eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens vor, daß die Trägerfrequenz der zweiten Folge von HF-Impulsen mit der
Larmorfrequenz der zu entkoppelnden Spins übereinstimmt.
Da der Abstand der Seitenbandfrequenzen der Impulsfolgefrequenzen gleich ist und die Seitenbänder
der zweiten Folge von HF-Impulsen einen im Vergleich zur ersten Folge von HF-Impulsen sehr großen
Abstand haben müssen, muß also die Impulsfolgefrequenz der zweiten Folge von HF-Impulsen sehr
viel größer sein als die Impulsfolgefrequenz der zur Anregung des Spinsystems dienenden ersten Folge
von HF-Impulsen. Zur Vereinfachung der Anregung und auch der Verschachlelung dieser beiden Impulsfolgen
ist es daher besonders vorteilhaft, wenn die Impulsfolgefrequenz der zweiten Folge von HF-Impulsen
ein ganzzahliges Vielfaches der Impulsfolgefrequenz der zur Anregung des Spinsystems
dienenden ersten Folge von HF-Impulsen ist. Ebenso ist es dann auch von Vorteil, wenn die Impulsfolgefrequenz
der zweiten Folge von HF-Impulsen in einem ganzzahligen Verhältnis zu der Abtastfrequenz steht,
mit der die Amplitudenwerte der Interferogramme zur Speicherung abgetastet werden. In der Regel wird
bei der benötigten hohen Impulsfolgefrequenz für die zweite Folge von HF-Impulsen und der beschränkten
Anzahl zur Verfügung stehender Speicherplätze im Mittelwertbildner die Impulsfolgefrequenz der zweiten
Folge von HF-Impulsen ein ganzzahliges Vielfaches der Abtastfrequenz oder gleich der Abtastfrequenz
sein, also zu der Abtastfrequenz im Verhältnis 1: i stehen.
Es ist jedoch auch denkbar, daß während der Periode Γ, der zweiten Folge von HF-Irr.pulsen mehrere
Speichervorgänge durchgeführt werden, so daß dann die Impulsfolgefrequenz zu einem ganzzahligen Bruchteil
der Abtaslfrequenz werden würde. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, nach einem oder mehreren
Speichervorgängen eine Pause einzuführen und dann wieder mit dem Speichervorgang fortzufahren und
diesen Zyklus mit einer Frequenz, oie in einem ganzzahligen Verhältnis zur Impulsfolgefrequenz dct zweiten
Folge von HF-Impulsen steht, periodisch zu wicderhiilen.
Normalerweise wird die Triigerfrcqucnz der zweiten Folge von HF-Impulsen aus einer einzigen HF-Quelle
abgeleitet werden, so daß der HF-Träger aufeinanderfolgender HF-Impulse phasenkohärent ist. Statt dcs-
sen kann jedoch die Trägerfrequenz; der zweiten Folge
von HF-Impulscn auch eine von Impuls zu Impuls
sich stochastisch oder periodisch ändernde Phasenlage aufweisen. Dabei können HF-Schwingungen mil
verschiedener Phasenlage nach einem bestimmten Verteilungsplan auf die verschiedenen Impulse verteilt
werden und es kann die Wiederholungsfrequenz periodisch oder stochastisch sein. Die gleichen Möglichkeiten
ergeben sich übrigens auch für die erste
bunden ist, der auch das Ausgangssignal des ersten HF-Generators 1 zugeführt wird und die auf einer
Leitung IS eine Zwischenfrequenz liefert, die dem Phasendetektor 9 zur Gleichrichtung des empfangenen
Signales zugeführt wird.
Das zur Erzeugung der zweiten Folge von HF-Impulsen dienende zweite HF-Tor 22 wird von dem
Ausgangssignal eines Impulsgebers 16 gesteuert, der außerdem Taktsignal an den Vorverstärker 6, ein
zwischen Lokaloszillator 13 und erster Misclistufe 7 geschaltetes HF-Tor 17 und ein zwischen Tiefpaßfilter
10 und Miuelwertbildner 11 geschaltetes Tor 18 liefert. Endlich ist der Impulsgeber 16 noch über eine
Teilerstufe 19 mit dem Mittelwcrtbildner 11 und der
Folge von HF-Impulsen, die zur Anregung des gesamten Spinsystems dienen.
Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Gegenstand, die ausgeht von einer Anordnung, 10
die einen ersten Hochfrequenzgenerator und eine erste
Torschaltung zur Erzeugung einer ersten, zur Anregung des Spinsystems dienenden Folge von HF-Impulsen, einen zweiten getasteten Hochfrequenzgenerator und eine einen Vorverstärker, eine Misch- 15 Mittelwertbildner 11 über einen Impulsformer 20 mit stufe Torschs^vngen und einen Mitteiwertbildnex dem ersten HF-Tor 2 verbunden, mit Speicher umfassende Empfangseinrichtung um- Im Betrieb wird demnach mit Hilfe des zweiten
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Gegenstand, die ausgeht von einer Anordnung, 10
die einen ersten Hochfrequenzgenerator und eine erste
Torschaltung zur Erzeugung einer ersten, zur Anregung des Spinsystems dienenden Folge von HF-Impulsen, einen zweiten getasteten Hochfrequenzgenerator und eine einen Vorverstärker, eine Misch- 15 Mittelwertbildner 11 über einen Impulsformer 20 mit stufe Torschs^vngen und einen Mitteiwertbildnex dem ersten HF-Tor 2 verbunden, mit Speicher umfassende Empfangseinrichtung um- Im Betrieb wird demnach mit Hilfe des zweiten
faßt Nach der Erfindung sind bei einer solchen Vor- HF-Generators 21 und des zweiten HF-Tores 22 eine
richtung eine zweite Torschaltung zur Erzeugung der Folgf v.->n in Zeile (a) der F i g. 2 dargestellten HF-zweiten
Folge von HF-Impulsen zur Spinentkopp- 20 Impulsen 31 erzeugt, welche die Trägerfrequenz /2
— J :'~~ und den Impuls 7\, oder die Impulsfolgefrequenz 1/Γ8
aufweisen. Die Breite der HF-Impulse 31 sowie deren Folgefrequenz ist durch den Impulsgeber 16 bestimmt.
Das Spektrum dieser zweiten Folge von HF-Impulsen wird an as 31 ist in Zeile (b) der Fig. 2 durch die dickeren
Linien 32 und 33 veranschaulicht, von denen die Linie 32 die Trägerfrequenz /2 und die Linien 33 die
Seitenbänder angibt, die von der Frequenz /2 bzw
m von benachbarten Seitenbaiidern den Frequenzab-
IFi g. 2 und*^ Diagramme zur Erläuterung dts mit 30 stand
der Vorrichtung ■ ~ · ■ J u— ■■
fahrens.
Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen
ersten HF-Gener^r 1 und vin erstes HF-Tor 2 auf,
mi« Hessen Hilfe di» vom ersten HF-Generaior m t
der Frequ^iz/, erzeugte HF-Sch^ngung impulsmoduliert
werden kann. Das Ausgangssignal des ersten HF-Tores ist demnach eine erste Folge von
HF-Impulsen mit der Trägerfrequenz/, und einer lmpulsfoigefrequenz i/T,.
Hin zweiter HF-Generator 21 erzeugt emc Hh-Schwingung
mit der Frequenz U- die mit Hilfe eines
zweiten HF-Tores 22 impulsmoduliert wird, so daß
lung und ein Impulsgeber zur Steuerung der zweiten Torschaltung sowie des Vorverstärkers, der Torschaltungen
und des Mittelwertbildners der Empfangseinrichtung vorgesehen.
Ein Ausführungsbeispiel d^r Erfindung
Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 das Blockschaltbild der wesentlichen Teile eines zur Durchführung des Verfahreis eingerichteten
Spinresonanzspektrometers, und
Diagramme zur _
nach F i g. 1 durchgeführten Ver-
35
40
am Ausgang des zweiten HF-Tores 22 eine zweite
2 haben. Wie Zeile (c) von Fig. 2 veranschaulicht,
fällt die Linie 32 mit der Tngafrequenz
/„ mit einer Linie A des aufzunehmenden Spinresonanzspekirums
mit den Lanriorfrequenzen /;. zusammen.
Weiterhin ist erkennbar, daß die Linien des Frequen7spektrums dieser zweiten Folge von ΗΓ-lnipulsen
so weit auseinanderliegen, daß die der Hauptlinie 32 benachbarten ersten Seitenbänder 33
nicht mehr in den Bereich des aufzunehmenden Spektrums
fallen.
Die Anregung des Spektrums erfolgt mit H lie der
HF-Impulse 34, .lic νοη dem ersten HF-Generator 1
und dem ersten HF-Tor 2 geliefert werden Wie
Zeile (a) der F 1 g. 2 zeigt, fallen diese HF-Impulse 34 mit HF-Impulsen 31 der zweiten Impulsfolge zusam-
Folge von HF-Impulsen mit der Trägerfrequenz/, 45 men und sind diesen überlagert. Jedoch ist der Im-
und einer Impulsfolgefrequenz MT2 entsteht. Die Aus- pulsabstand T1 sehr viel größer und damit die Impulsgänge
der beiden HF-Tore 2 und 22 sind mit einem
ersten Verzweigungspunkt 3 verbunden, der seinerseits
ersten Verzweigungspunkt 3 verbunden, der seinerseits
mit einem zweiten Verzweigungspunkt 4 verbunden
folget rcquenz 1/7", sehr viel kleiner als der- bzw diejenige
der zweiten Impulsfolge. Infolgedessen hat «lic
_ erste Impulsfolge mit den HF-Impulsen 34 ein in
ist. Von diesem zweiten Verbindungspunkt 4 führt eine 50 Zeile (b) der F i g 2 wiedergegcbencs Spektrum. desLeitung
5 zum Probenkopf des Spinresonanzspektro- cen Linien nur den Abstand 1/F1 haben und daher
meters, der sich in einem homogenen Magnetfeld be- sehr viel dichter beineinanderliegen. Die Dichte der
findet und die zu untersuchende Probe enthält. Die Linie 35 ist ausreichend, um alle Spins des Spinsystems der Probe im wesentlichen gleichmäßig anzu-
von den HF-Generatoren 1 und 21 und den zugeord-
" ' von
neten HF-Toren 2 bzw. 22 erzeugten Folgen von 55 regen. Wie bereits erwähnt, ist das angeregte Spek-HF-Impulsen
werden über die Verzweigungsstellen 3 trum in Zeile (c) von F i g. 2 dargestellt. Da jedoch
und 4 und die Leitung 5 dem Probenkopf zur An- die Frequenzen unterschiedlicher Amplitude dieses
rcgung des Spinsystems der darin enthaltenen Probe Spektrums gleichzeitig auftreten, wird der Empfangszugeführt.
Das von der Probe gelieferte Signal ge- einrichtung der Spektrometer das Gemisch aller Frclangt
über die zweite Verzweigungsstellc 4 in die Emp- 60 quenzen des Speklaims zugeführt. Am Tiefpaßfilter
fangseinrichtung, die aus einem Vorverstärker 6, einer 10 der Vorrichtung nach F i g. 1 erscheint infolge-Mischstufe7,
einem ZF-Verstärker 8, einem Phasen- dessen ein NF-Interferogramm, das in Zeile (a) der
detektor 9, einem Tiefpaßfilter 10, einem Mittelwert- F i g. 2 durch die strichpunktierten Linien 36 angebildner
11 und einem Fourier-Transformator 12 be- deutet ist. Es versteht sich, daß jedes Interferogramm
steht. Die zur Überlagerung der von der Probe emp- 65 nach Anregung der Probe durch einen HF-lmpnls der
fangenen Signale in der Mischstufe 7 benötigte Fre- ersten Impulsfolge beginnt. Bei dem NF-Interferoquenz
wird von einem Lokaloszillator 13 geliefert, gramm 36 handelt es sich um ein Signal zeitlich wechder
außerdem mit einer zweiten Mischstufe 14 ver- selnder Amplitude, dessen Amplitude in bestimmten
ι · vnnm Wuhcr 37 mini! des Tiefpaßfilters 10 erscheinende Signal hai
Zeitabständen abgetastet und in emen Spueher 37 jint P(xlischen Auslaslcns dcs Empfangs-
des Mittclwcrtbildners If gcspeiehut * ^. A d™. ;lcms dic »Form des in Zeile (e) in F i g. 3 wicderßencl
werden aus den gcspciche en Λmρ Uuda,* _ 4cbencn, zcrhacklcn Signals 44. Dieses Signal ist
.en mit Hilfe des Founer-1 an or ηηu>
s 12 du. ^ ^ Einschwi ü 45 vcrzcrrl. Zur Bcqucnzcn
und Amplituden des in Z.eiIe ein .- ■■ dicscr Verzerrungen wird das NF-inlcrfcrodargestellten
Spektrums rechnen^ um ttc r eramnTnoch durch das Tor 18 geleitet, dem vom
Die Anregung des Sp.nsys ms du ^ jcs ^ J(. Tori ^ 46 ^
Impulsfolge hat den Zweck die Snms η ^Iu l . ^ djc ^ ^.^ ^ p . ^ dargcstcllt
niorfrequenz/, vom ^pinsysl.m / cn koppun^ Torimpulsc heginnen nochmals verzögert,
Verwendung einer Impulsfolge / ese™*^\ wodurch dic Einsehwingvorgange auf dem zerhackten
tel die Möglichkeit, das NMl£r^ ^ NF-Interferogramm 44 weitgehend unterdrückt werden
Intervallen /wichen d η Hf "1J^n * ^n. dcn und das'in 7eilc (g) dcr F i g. 3 dargestellte, /erzweiten
Folge abzutasten und daher ^ Amp tuOen ,nterferogramm 47 am Ausgang des lores
werte von den HF-lmpulscn ungc*l; ^™aucr crsdlcinl, das dann dem Mu.clwerlbildner U züge-
und zu speichern Aulkrdcm kann wahrend d« ^ w ^ L,nters dcr am Aus.
der HF-Impulse 31 der zweiten Fi g das μ,£/e .m _ dcs u] s ,6 erscheinenden Torim-
fangssystcm gesperrt sein, un St runden de. . ρ ^ ^^ ^n ^.^ ^ wjrd djc AmplHudc dcs
fangssystcms, msbesondere Ibus teuerunte η d zcrhacklcn NF-Inlerferogramms 47 nach Zeile (g)
während dieser Zeit unniiuclbar in das t -^plc fc ^ ^ ^_ ^^ ^ .^^ ^^ d_e Torimpu,sc46
system cingckoppcIlcHF-Fncrgic/ι ^ mUß d nach (f) gegebenen Intervall abgetastet und gespci-
Wic aus F, g. 3 crs.ch.hcl, 1 ft ^™ sondern nur in jedcm /wcjtcn lmcrvall>
wic cs
Impulsgeber 16 auf seiner 1 e.tung a J^ -,/.,. jn Zcilc (h) dcr Fig . schematisch angedeutet ,st.
für das zweite HF-Tor 22 deun I^'^"g^ dc" Wic aus Zeile (h) ersichtlich, findet im Mittelwert-
und deren Dauer die Folgctrequenζ ι bildncr 11 eine Integration der abzutastenden Ab-
HF-Impulsc31 der /weiten I^ ge bestimmι ^^ ^ NF.lnlcrfcrogramms slall und es wcr.
Torimpulsc 41 steuern aber auch n. aufeinanderfolgenden Adressen 1,2 η
setzung im Teiler 19 die £*™™{^™™\2 die durch die Punkle 48 bezeichneten Amplituden-Speicher
37 des MittelwcrlbildneMS Naeh einer ^^ ecspcichcrt. Es versteht sich, daß nach Aufstandigen Abtastung des 1 ni.rfcrourammc^^ ^ ^ ^ trclcn-cincs ncuen HF-Impulses 34, durch den das
dann vOn der letzten Adresse acs , «- ^ cesamtc Spinsystem angeregt wird, ein neues Intcr-Triggersignal
für den Impulsformer 2« angcie ferocramm 36 entsteht und die vom Mittelwcrtbildner
einen in Zeile (b) der F ι g. 3 dargestc Ken ί ·_ abgctaslctcn Amplitudenwerte 48 wieder bei Adresse 1
42 für das erste HF-Tor 2 der dargesiei ^ ^^ beginnend gespeichert werden. Wie bereits erwähnt.
lung bildet. Demgemäß sind auuiι uijι ι ^ .^ an Hand dcr gcspeichcrlcn Amplitudenwerte mn
fur das erste HF-Tor 2 von den 1 ™η}Ρ"'^π ?wehc Hilfc dcr Fourier-Transformation uas in Zeile (c) der
gleitet, dic von dem Impulsgeber!«· ι wiedcrgecebene Spektrum rechnerisch crmit-HF-Tor
geliefert werden. Der 1eller 19 uncι du t^^.
Schieber 37 bewirken jedoch jcwci s eine La ^ ^ Dje vorslchcndcn Ausführungen haben deutlich
I ntersetzung der vrm Impulsge α ίο ^ ccmacht, daß mit Hilfe einer sehr cinfachcn Anord-Torimpulsc41,
so daß die vom impuisn r ^^ ^^^ ^.^ Enlkopplung bci>timmler Spins mil einer
lieferten Torimpulse 42 eine r-o'S1-""^" . f ' cnz vorgegebenen Frequenz vom Spinsyslcm möglich ist,
ein ganzzahliger Bruchteil der '"1P1".' b Dic M Zeilc ohnc daß damit eine Störung der Aufnahme und Ausder
zweiten Folge von HF-Impuisen . ■ -^ ^ wertunu des lntcrferocramms verbunden wäre. Weife)
von F ig. 3 gibt ähnlich we "'" if' ndcn HF- 45 lerhin zeigt sich, daß der zur Durchführung des Vcrdic
zur Anregung des Spinsy.stcms u , ]u fahrens benötigte Aufwand außerordentlich gering ist
Impulse 34, die jedem η-ten dci zur c. 1 Hb und insbesondere auf sehr einfache Weise eine genaue
dienenden HF-Impulse 31 uterJ^t s'5°',Er;mm 36 Synchronisation der Impulsfolgen erzielbar ist. Weiten
HF-Impulse 31 und das Nr-micncn*, ^^ vcrslcht £S sich daß das NF-Interferogramm
wieder. rmkirrhers 16 wer- 50 im Mittelwertbildncr an einigen tausend zeitlich auf-
Vom zweiten Ausgange/ des '"1P"1^-, id^ einanderfolgender Stellen abgetastet wird und die ge-
den Steuerimpulse 43 erzeugt, die 'n ^ ykcr 6 ringc, in F i g. 3 angegebene Anzahl von fünf Adrcs-
F i g. 3 wiedergegeben sind und acm ^^ sen mr ^$ Grunden ciner einfachen Darstellung ge-
sowie dem HF-Tor 17 zugeführt we™en-1_ In ^ wänU worden jsL Es vcreteht sich ferner, daß dabei
verstärker 6 einzuschalten und die ^uiui ^^ dje Abtastung dcr Amplitudenwerte sich über mehr
des Lokaloszillators 13 zur ersten ™1S£ nach a]s zwei impuisiniervalle erstrecken kann, andererseits
lassen. DieStcuerimpulsc4^^|η^κ" und cnden aber auch innerhalb eines Impulsintervalles mehrere
Oäs am Aus- solcher Abtastungen erfolgen können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Aufnahme von Spinresonanzspekiren,
bei dem alle Spins des Spinsystems einer Probe durch eine Folge von HF-Impulsen gleichzeitig
angeregt werden und außerdem gewisse Spins gleicher Lamorfrequenz zur Entkopplung
vom übrigen Spinsystem mit Hilfe eines zweiten, getasteten HF-Feldes selektiv angeregt werden,
die Resonanzfrequenzen in Form eines Interferogramms empfangen, zeitlich aufeinanderfolgende
Amplitudenwerte einer vorbestimmten Anzahl von Interferogrammen zur Mittelwertbildung gespeichert
und endlich aus dem Mittelwert die das Interferogramm bildenden Resonanzfrequenzen
durch Fourier-Analyse ermittelt werden, d a durch gekennzeichnet, daß als zweites
HF-Feld eine zweite Folge vo:i HF-Impulsen (31) verwendet wird, die mit Impulsen der zu. Anregung
aller Spins dienenden ersten Folge von HF-Impulsen zusammenfallende Impulse umfaßt und
deren Träger- und Impulsfolgefrequenzen so gewählt werden, daß nur eine Frequenz (32) des
Frequenzspektrums (32, 33) dieser zweiten Folge »5 von HF-Impulsen (31) in das aufzunehmende
Spinresonanzspektrum fällt und diese eine Frequenz mit der Larmorfrequenz der zu entkoppelnden
Spins (A) wenigstens annähernd übereinstimmt, und daß die Speicherung zeitlich aufeinanderfolgender
Amplitudenwerte des lnterferogramms (36) in den Intervallen zwischen den Impulsen
(31) der zweiten Folge von HF-ln;;mlsen erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz der zweiten
Folge von HF-lmpulscn (31) mit der Larmorfrequenz der zu entkoppelnden Spins (-4) übereinstimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lmpulsfolgcfrequenz der
zweiten Folge von HI-Impulsen (31) ein ganzzahliges Vielfaches der I-npul'^olgefrequenz der
zur Anregung des Spinsystems dienenden ersten Folge von HF-Impu!sen (34) ist. r
4 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfolgefrequenz der
zweiten Folge von HF-Impulsen (31) in einem ganzzahligen Verhältnis zu der Abtastfrequenz
steht, mit der die Amplitudenwerte der Interferogramme
(36) zur Speicherung abgetastet werden, insbesondere im Verhältnis 1:1.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz
der zweiten Folge von HF-Impulsen (31) eine von Impuls zu Impuls sich stochastisch
odet periodisch ändernde Phasenlage aufweist.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem erster. Hochfrequenzgenerator
und einer ersten Torschaltung zur Frzeugung einer ersten, zu/ Anregung des
Spinsystems dienenden Folge von HF-Impulsen, nut einem zweiten getasteten Hochfrequenzgenerator
und einer einen Vorverstärker, eine Mischstufe, Torschaltungcn und einem Miüclwcrtbildner
mit Speicher umfassenden Empfangseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite
Torschaltung (22) zur Erzeugung der zweiten Folge von HF-Impulsen zur Spinentkopplung und
ein Impulsgeber (16) zur Steuerung der zweiten Torschaltung sowie des Vorverstärkers (6), der
Torschaltungen (17, 18) und des Mittelwertbildners der Empfangseinrichtung vorgesehen sind.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2128663A DE2128663C3 (de) | 1971-06-09 | 1971-06-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Spinresonanzspektren |
| GB1394672A GB1359083A (en) | 1971-06-09 | 1972-03-24 | Method of recording spin resonance spectra and a device suited for the purpose |
| CH538972A CH534875A (de) | 1971-06-09 | 1972-04-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Spinresonanzspektren |
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE2128663A DE2128663C3 (de) | 1971-06-09 | 1971-06-09 | Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme von Spinresonanzspektren |
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Family Applications (1)
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- 1972-04-12 CH CH538972A patent/CH534875A/de not_active IP Right Cessation
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- 1972-06-08 JP JP5654072A patent/JPS56736B1/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |