JP3101101B2 - パルスパワーメータ - Google Patents

パルスパワーメータ

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JP3101101B2 JP04311829A JP31182992A JP3101101B2 JP 3101101 B2 JP3101101 B2 JP 3101101B2 JP 04311829 A JP04311829 A JP 04311829A JP 31182992 A JP31182992 A JP 31182992A JP 3101101 B2 JP3101101 B2 JP 3101101B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核磁気共鳴の高周波励
起パルスのパワーを測定するパルスパワーメータに関す
る。
【0002】
【従来の技術】NMR(核磁気共鳴)において、どの程
度のパワーで励起しているかをモニタする場合、励起信
号(RF信号)が連続信号であれば格別な問題はない
が、パルス信号の場合には、通常10μsec〜100
μsecの短いパルスが用いられるため、サンプリング
するタイミングによってモニタ信号が違ってしまうとい
う問題が生じ、幾つかのタイプのパルスパワーメータが
用いられている。その中でも、入力される励起信号のパ
ルス幅の予想がつかないため、パルスパワーメータとし
ては、ピーク値をホールドして表示している場合がほと
んどであるが、外部入力ゲートの立ち下がりでサンプリ
ングする方式のものもある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記いずれの
方式のパルスパワーメータもそれぞれに以下のような問
題を有している。図4は従来のパルスパワーメータの特
徴を説明するための図である。NMRのパルス励起信号
の波形は、この図4のaに示すように必ずしも理想的な
矩形波形ではなく、立ち上がりにオーバーシュートがあ
りさらに後方では減衰傾向があったりする。
【0004】そのため、ピークホールドタイプでは、h
1に示すように立ち上がりのオーバーシュートしたピー
クを検出してしまう。これに対して例えばeに示すよう
にゲート信号bの立ち上がりから時間tsの幅でパルス
を発生させてその立ち下がりでホールドしたときのh3
を適正な値とすると、ピークホールドタイプでは、この
適正な値より大きな値がホールドされてしまう。
【0005】また、外部入力ゲートbの立ち下がりでサ
ンプリングする方式では、h2に示すようにh3に示す
適正な値より小さな値がサンプリングされてしまう。さ
らに外部ゲートが内部回路の動作に比べてさらに短い場
合には、適正なパワー表示ができず、逆に長い場合に
は、パワーの変動する様子が表示できないという問題が
生じる。
【0006】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、適正な値をサンプリングしてパワー表示を行うこ
とができるパルスパワーメータを提供することを目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、核
磁気共鳴の高周波励起パルスのパワーを測定するパルス
パワーメータであって、高周波励起パルスを検波する検
波手段、該検波手段による検波出力を測定する測定手
段、パルスを入力してから一定時間の遅延信号を発生す
る遅延信号発生手段、及び遅延信号の発生時又はパルス
の終了時に測定手段の動作タイミングを制御するタイミ
ング制御手段を備え、遅延信号の発生時又はパルスの終
了時のタイミングで高周波励起パルスのパワーを測定す
ることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明のパルスパワーメータでは、高周波励起
パルスを検波する検波手段、該検波手段による検波出力
を測定する測定手段、パルスを入力してから一定時間の
遅延信号を発生する遅延信号発生手段、及び遅延信号の
発生時又はパルスの終了時に測定手段の動作タイミング
を制御するタイミング制御手段を備えたので、パルスを
入力してから一定時間経過後の適正な値をサンプリング
してパルスパワーを測定すると共に、遅延時間より短い
パルスの場合にも、その終了時におけるパルスパワーを
測定することができる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説
明する。図1は本発明のパルスパワーメータの1実施例
を示す図、図2は本発明のパルスパワーメータの動作を
説明するための図である。図1において、1は検波回
路、2はレベルコンパレータ、3は遅延回路、4は選択
回路、5はワンショットパルス発生回路、6はマルチバ
イブレータ、7はタイミング制御回路、8は選択制御回
路、9はADコンバータ、10はアナログスイッチを示
す。
【0010】図1において、検波回路1は、図4に示し
たRF信号aをパワー測定のために検波するものであ
る。レベルコンパレータ2は、検波回路1の検波出力を
基準値と比較して矩形パルスに波形整形するものであ
り、遅延回路3は、検波回路1の検波出力を一定時間遅
延するものである。選択回路4は、選択信号cによって
レベルコンパレータ2の出力か、または図4に示した外
部ゲート信号bを選択するものであり、いずれをも通す
ORゲートであってもよい。ワンショットパルス発生回
路5は、選択回路4の出力立ち上がりから一定の時間幅
ts、例えば10μsec幅のパルスを発生するもので
あり、調整信号dは、この時間幅tsを調整するための
信号である。マルチバイブレータ6は、選択回路4の出
力が立ち上がってからハイレベルにある間中一定の間隔
ごと、例えば10msecごとに5μsec幅のパルス
を発生するものである。タイミング制御回路7は、選択
回路4の出力立ち下がり、または選択回路4の出力がハ
イレベルにある間でワンショットパルス発生回路5の出
力パルスの立ち下がり、あるいはマルチバイブレータ6
の出力パルスの立ち下がりにADコンバータ9の変換信
号を出力するものである。したがって、例えば選択回路
4、ワンショットパルス発生回路5、マルチバイブレー
タ6のいずれか1つの出力がハイレベルの間において他
の出力の立ち下がりを検出して変換信号を出力するもの
であればよい。選択制御回路8は、図4に示した外部ゲ
ート信号bがない場合にレベルコンパレータ2の出力の
立ち下がりでアナログスイッチ10の選択信号を出力す
るものである。アナログスイッチ10は、ADコンバー
タ9に送る信号として通常は検波回路1の検波出力を通
し選択信号により遅延回路3の出力に切り換えるもので
ある。
【0011】次に、上記回路の動作を説明する。まず、
外部ゲート信号bが10μsec以上の時間幅でゲート
された通常のパルス幅の範囲にあるRF信号の場合に
は、図2(イ)に示すように外部ゲート信号bが立ち上
がってから10μsecでワンショットパルス発生回路
5の出力パルスが立ち下がるので、この立ち下がりでタ
イミング制御回路7から変換信号を出力する。この変換
信号によりADコンバータ9は、入力データのホール
ド、変換処理を行う。ADコンバータ9には、検波回路
1の出力がアナログスイッチ10を通して入力されるの
で、そのときのRF信号の検波した値がホールドされデ
ジタル信号に変換される。
【0012】しかし、パワーメーターに入力されるパル
スの幅はかならずしもts(例えば10μsec)より
長いとは限らず、また逆に長いパルスの場合には、さら
に途中でパワーが変動してしまい、上記の方法だけでは
正しいパワーの値が表示されないという問題が生じる。
【0013】そこで、10μsecより短い時間幅でゲ
ートされたRF信号の場合には、図2(ロ)に示すよう
に外部ゲート信号bの立ち下がりでタイミング制御回路
7から変換信号を出力し、この変換信号によりADコン
バータ9は、入力データのホールド、変換処理を行う。
【0014】また、10msecをはるかに越える時間
幅の外部ゲート信号bでゲートされたRF信号aの場合
には、図2(ハ)に示すように外部ゲート信号bが立ち
上がってから10μsec後にワンショットパルス発生
回路5の出力パルスeの立ち下りでタイミング制御回路
7から変換信号を出力し、さらにその後10msec毎
にマルチバイブレータ6の出力パルスfの立ち下りで繰
り返してタイミング制御回路7から変換信号を出力し、
これらの変換信号によりADコンバータ9は、入力デー
タのホールド、変換処理を行う。
【0015】図3は外部ゲート信号がない場合の短いパ
ルスに対する動作を説明するための図である。外部ゲー
ト信号がない場合には、レベルコンパレータ2で検波回
路1の出力をレベル判定することにより2値化を行っ
て、外部パルス信号に対応する信号hを生成する。そし
て、これを選択回路4に入力して上記と同様の制御を行
う。
【0016】ただ、この場合には、図3に示すように信
号のパルス幅が狭いと、2値化した判定レベルのパワー
を測定することになるので、選択制御回路8で選択信号
を生成してアナログスイッチ10を検波回路1の出力か
ら遅延回路3の出力gに切り換えてADコンバータ9に
送るようにしている。このようにすることにより、図3
に示すようにレベルコンパレータ2の立ち下がりタイミ
ングより前のパワーを測定することができる。なお、パ
ルス幅が10μsec以上になった場合には、アナログ
スイッチ10が検波回路1の出力をそのままADコンバ
ータ9に通している状態でタイミング制御回路7から変
換信号が出力されるが、ワンショットパルス発生回路5
の出力の立ち下がりで、それ以降は選択制御回路8から
選択信号が出力されるのを阻止するように構成してもよ
い。
【0017】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、パルスの立ち上がりからのパワーを測定
するまでの適正な時間tsを10μsecにしたが、こ
の時間tsは、図1に示したようにワンショットパルス
発生回路を調整信号cにより調整できるようにしてもよ
い。パルス幅が長い場合に繰り返し測定するマルチバイ
ブレータの周期10msecも同様である。また、AD
コンバータを用いず、サンプルホールド回路とアナログ
メータを用いて構成してもよい。タイミング制御回路や
選択制御回路はPLDなどのロジック回路だけで作るこ
ともできるが、マイコン等と組み合わせてもよい。ま
た、孤立パルスでなく、繰り返し入力される場合には、
精度向上するためADコンバータの出力を平均化して表
示してもよいし、図1(ハ)に示すような長いパルスの
場合にも同様に平均化して表示してもよい。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、パルス入力し一定時間後にその入力レベルを
サンプリングするので、パルス入力にリンギング等があ
っても正しいパルスパワーを測定することができる。ま
た、外部ゲート信号とRF信号を入力する場合と、RF
信号だけを入力する場合のいずれの場合にもサンプリン
グでき、しかも、短いパルスでもより正しいパワーを測
定できるようにタイミングを設定することができる。さ
らに、パルス幅が長くなった場合でも、マルチバイブレ
ータを用いて自走サンプリングを行うため、パワー変動
にも追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のパルスパワーメータの1実施例を示
す図である。
【図2】 本発明のパルスパワーメータの動作を説明す
るための図である。
【図3】 外部ゲート信号がない場合の短いパルスに対
する動作を説明するための図である。
【図4】 従来のパルスパワーメータの特徴を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1…検波回路、2…レベルコンパレータ、3…遅延回
路、4…選択回路、5…ワンショットパルス発生回路、
6…マルチバイブレータ、7…タイミング制御回路、8
…選択制御回路、9…ADコンバータ、10…アナログ
スイッチ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 核磁気共鳴の高周波励起パルスのパワー
    を測定するパルスパワーメータであって、高周波励起パ
    ルスを検波する検波手段、該検波手段による検波出力を
    測定する測定手段、パルスを入力してから一定時間の遅
    延信号を発生する遅延信号発生手段、及び遅延信号の発
    生時又はパルスの終了時に測定手段の動作タイミングを
    制御するタイミング制御手段を備え、遅延信号の発生時
    又はパルスの終了時のタイミングで高周波励起パルスの
    パワーを測定することを特徴とするパルスパワーメー
    タ。
  2. 【請求項2】 遅延信号発生手段は、一定時間毎に繰り
    返し遅延信号を発生させるものであることを特徴とする
    請求項1記載のパルスパワーメータ。
  3. 【請求項3】 検波手段による検波出力からレベル判定
    を行って2値化する2値化手段、及び該2値化手段の出
    力と励起パルスをゲートするゲート信号とを切り換える
    切り換え手段を備え、遅延信号発生手段及びタイミング
    制御手段には該切り換え手段の出力をパルスとして入力
    することを特徴とする請求項1記載のパルスパワーメー
    タ。
  4. 【請求項4】 検波手段による検波出力を遅延させる遅
    延手段、検波出力と遅延手段の出力とを切り換えるアナ
    ログスイッチを備え、測定手段は、該アナログスイッチ
    の出力を測定するように構成したことを特徴とする請求
    項1記載のパルスパワーメータ。
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