JPH06160503A - パルスパワーメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 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た。この構成により、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、その終了直前の適切なパルス
パワーを測定することができる。

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)

【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。