JP2007101350A - Nmr磁場安定化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロック信号をADC41により高速でアナログ/ディジタル変換し、ディジタルデータの状態で直交検波を行うディジタル直交検波器3を設ける。直交検波後のデータ量が予め決めた帯域幅を再現するために、ナイキスト定理が要求するデータ量の8倍以上となるようにする。線型回帰の統計的データ処理を用い分散信号u、吸収信号vの時間変化率(du/dt,dv/dt)を計算し、誤差磁場δをu/(u2+v2)と(u×dv/dt−v×du/dt)/(u2+v2)の線型結合で求める補正をする。
【選択図】図2
Description
Claims (14)
- NMR用磁石に挿入されたプローブから交流信号であるNMR信号を測定し、前記磁石の磁場強度を測ると共に、該磁場強度を予め指定された値に補正するNMR磁場安定化装置において、
前記交流信号の受信部に1チャンネルの交流信号入力を受けるディジタル検波器を有し、前記ディジタル検波器はその内部にアナログ/ディジタル変換を行うAD変換部と、1チャンネルのディジタル信号を2チャンネルに分岐し直交検波を行い分散信号と吸収信号とを得るディジタル直交検波部と、分散信号と吸収信号を線形結合し分散信号および吸収信号の位相を補正する位相補正部とを備えることを特徴とするNMR磁場安定化装置。 - 請求項1において、前記直交検波による分散信号および吸収信号の各々のデータ量が、予め定めた帯域幅を再現するためにナイキスト定理が要求する分散信号および吸収信号の各々のデータ量の8倍以上であることを特徴とするNMR磁場安定化装置。
- 請求項2において、線型回帰の統計的データ処理により、前記分散信号および吸収信号の時間変化率を求めることを特徴とするNMR磁場安定化装置。
- 請求項1において、前記AD変換部および前記ディジタル直交検波部に同一ビット長で周波数を与える素子を用いるとともに、前記プローブに交流信号を送信する送信部にも前記AD変換部および前記ディジタル直交検波部と同じ周波数記述ビット長で周波数を表すディジタル信号合成器(DDS)を用い、前記交流信号の送信部と受信部の間で位相の同期を確保することを特徴とするNMR磁場安定化装置。
- 請求項4において、前記AD変換部とディジタル直交検波部およびDDSの各部分は、各々の動作タイミングの基準となるクロック信号を入力として持ち、前記各部分のクロック信号を一つの信号発生器の出力から得ることを特徴とするNMR磁場安定化装置。
- 請求項5において、前記DDSが出力する交流信号の周波数を時間に比例して変えながらNMR信号を測定し、NMR信号の電圧変動から磁石の磁場強度を測ることを特徴とするNMR磁場安定化装置。
- 請求項6において、前記磁石の磁場強度が予め指定された値から外れた場合、前記DDSが出力する交流信号の周波数を時間に比例して変えながらNMR信号を測定して磁石の磁場強度を測り、測った磁場強度と前記予め指定された磁場強度との差を磁場補正値にオフセットとして加えて磁場補正に復帰することを特徴とするNMR磁場安定化装置。
- 分散信号u、吸収信号vの測定量から誤差磁場δを求め、そのδ値にフィードバック・ゲインを乗算して磁場補正値とするNMR磁場安定化方法であって、
dv/dt、u、vに加え,du/dtを引数として持つ関数と、NMR磁場安定化装置で測定したuとvと前記uとvを統計的に処理して求めたdv/dtとdu/dtを用い、前記関数の値を前記δ値とすることを特徴とするNMR磁場安定化方法。 - 請求項8において、誤差磁場δをu/(u2+v2)と(u×dv/dt−v×du/dt)/(u2+v2)の線形結合で求めることを特徴とするNMR磁場安定化方法。
- 請求項8において、前記分散信号uおよび前記吸収信号vにおいて、定常状態でのuの振幅を正規化係数として保存し、uおよびv信号の値を前期正規化係数で割算することで、uおよびvの振幅を正規化するとともに、前記uおよびvのS/Nにより請求項8のフィードバック・ゲインを調整することを特徴とするNMR磁場安定化方法。
- NMR用磁石に挿入されたプローブから交流信号であるNMR信号を測定し、前記磁石の磁場強度を測るとともに、前記磁場強度を予め指定された値に補正するNMR磁場安定化装置において、
前記交流信号の受信部に1チャンネルの交流信号入力を受けるディジタル検波器を有し、前記ディジタル検波器はその内部にアナログ/ディジタル変換を行うAD変換部と1チャンネルのディジタル信号を2チャンネルに分岐し直交検波を行い分散信号と吸収信号とを得る直交検波部を持つことで、前記分散信号と前記吸収信号を別々にアナログ/ディジタル変換した場合に両信号のAD変換部の差により生ずる磁場補正の誤差を低減し、
前記直交検波後の分散信号および吸収信号の各々のデータ量が、予め決めた帯域幅を再現するためにナイキスト定理が要求する分散信号および吸収信号の各々のデータ量の8倍以上であり、線型回帰の統計的データ処理により、前記分散信号および吸収信号の時間変化率を求め、
前記交流信号受信部のディジタル検波器において、アナログ/ディジタル変換部(ADC)およびディジタル直交検波部に同一ビット長で周波数を記述する素子を用い、前記交流信号の送信部にも前記ADCおよびディジタル直交検波部と同じ周波数記述ビット長で周波数を表すディジタル信号合成器(DDS)を用いて、前記交流信号の送信部と受信部の間で位相の同期を確保し、
前記ADCとディジタル検波器およびDDSの各部分は、各々の動作タイミングの基準となるクロック信号を入力として持ち、前記各部分のクロック信号を一つの信号発生器の出力から得ることと、前記ディジタル検波器は、誤差磁場δをu/(u2+v2)と(u×dv/dt−v×du/dt)/(u2+v2)の線形結合で求める、ことを特徴とするNMR磁場安定化装置。 - 請求項11において、
前記DDSが出力する交流信号の周波数を時間に比例して変えながらNMR信号を測定し、NMR信号の電圧変動から磁石の磁場強度を測り、
前記磁石の磁場強度が予め指定された値から外れた場合、補正モードから探索モードに切り替え、DDSが出力する交流信号の周波数を時間に比例して変えながらNMR信号を測定して磁石の磁場強度を測り、該磁場強度と前記予め指定された磁場強度との差を磁場補正値にオフセットとして加えて磁場補正に復帰する、ことを特徴とするNMR磁場安定化装置。 - 請求項12において、前記分散信号uの定常状態でのuの振幅を正規化係数として保存し、前記uの値 および前記吸収信号vの値を前期正規化係数で割算することで、uおよびvの振幅を正規化するとともに、前記uおよび前記vのS/Nによりフィードバック・ゲインを調整することを特徴とするNMR磁場安定化装置。
- 静磁場を発生するとともに試料挿入孔を持つ磁石と、試料挿入孔に挿入されるプローブと、プローブと電気的に接続され交流信号を送受信するNMR磁場安定化装置と、NMR磁場安定化装置を制御するコントローラと、コントローラとデータ伝送手段により接続されユーザーインタフェースを提供するコンピュータとを有するNMR装置において、
前記NMR磁場安定化装置に、請求項1−7、及び請求項11−13の何れか1項に記載のNMR磁場安定化装置を用いることを特徴とするNMR装置。
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