JPS63142249A - 電子スピン共鳴装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子スピン共鳴装置（ＥＳＲ装置）に関し、特
に位相調整を不要としたＥＳＲ装置に関する。

［従来技術Ｉ ＥＳＲ装置においては、静磁場に変調をかけた状態で測
定して得たＥＳＲ信号を、位相検波器などの復調器に送
り、静磁場の変調周波数で復調している。この時、測定
により得たＥＳＲ信号と復調器に供給される参照信号と
の間に位相ずれがあると、その位相差に対応した直流出
力が発生してしまう。

［発明が解決しようとする問題点］ そのため、従来は参照信号の位相を変化させる移相器を
オペレータが操作して位相差がゼロになるようにしてい
るが、測定の都度調整しなければならず、面倒であった
。

本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、位相
調整の不要な電子スピン共鳴装置を提供することを目的
としている。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明は、静磁場に変調をか
けた状態で測定して得た電子スピン共鳴信号を前記静磁
場の変調周波数で復調するようにした電子スピン共鳴装
置において、電子スピン共鳴信号を復調する復調器を２
つ設け、夫々の復調器に参照信号として供給する変調周
波数信号の位相を９０＠異ならせると共に、夫々の復調
器の出力の自乗器を求める手段と、該自乗和手段の出力
の平方根を求める手段と、前記復調器の一方の出力信号
の極性に対応して前記平方根手段の出力信号の極性を切
換える切換手段を設けたことを特徴としている。

［作用］ ９０”位相の異なる２つの復調器からの出力信号の自乗
器を求め、その平方根を求めることにより位相に関する
情報を消去できる。更に１つの復調器の出力信号の極性
に基づいて極性を付与することにより、極性を正しく残
したＥＳＲ信号が得られる。

以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳説する。

［実施例］ 第１図は本発明を実施したＥＳＲ装置の一例を示ず概略
図である。図において磁石１が発生する静磁場内には被
検試料を収容する空胴共振器２及び磁場変調コイル３が
配置されている。空胴共振器２にはマイクロ波発振器４
から発生するマイクロ波がサーキュレータ５を介して供
給される。電子スピン共鳴により共振バランスがくずれ
、空胴共振器から反射されたマイクロ波は、サーキュレ
ータ５を介してマイクロ波検出器６へ送られて検出され
、得られた検出信号は増幅器７を介して２つの位相検波
器３ａ、　８ｂへ送られる。この２つの位相検波器の出
力信号は自乗器９ａ、９ｂ及び加算器１０より構成され
る自乗和回路１１へ送られ、この自乗和回路１１の出力
信号は平方根回路１２及び極性選択回路１３を介してデ
ータ処理装置１４へ送られて格納される。

１５は高周波発振器で、該高周波発振器から発生した変
調信号は増幅器１６を介して前記変調コイル３へ供給さ
れると共に、前記位相検波器８ａ。

８ｂへ参照信号として送られる。１７は位相検波器８ａ
に供給される参照信号の位相を９０”遅らせるための９
０°移相器、１８は前記位相検波器８ａの出力に基づい
て極性選択回路１３を制御するための切換制御回路であ
る。

上記構成において、高周波−発振器１５から発生する変
調信号を、時間をｔとしてｓｉｎωｔと表わし、検波器
８ａの参照信号をｓｉｎωｔ、検波器８ｂの参照信号を
ＣＯＳωｔと表わすものとする。検出器６から得られる
検出信号は、ＥＳＲ信号成分Ｅに変調成分が加わってＥ
ｃｏｓ（ωｔ＋φ）と表わすことができる。ここで、φ
は共振器部分などで加わった位相成分である。

位相検波器は乗算器として動作するため、検波器８ａの
出力信号はＥ　ｓｉｎφ、検波器８ｂの出力信号はＥ　
ＣＯ３φとなる。尚、検波器８ａ、８ｂからは他の成分
も発生するが、それらは図示しないフィルタによって除
去されたものとする。これら２つの出力信号を自乗して
加騨した自乗和回路１１の出力はＥ２ｓｉｎ２Φ＋Ｅ２
ＣＯ８２Φ−Ｅ２となる。そのため、平方根回路１２の
出力はｌＥ、１となり、ＥＳＲ信号の絶対値が得られる
ことになる。

ところが、ＥＳＲ信号は一般に、第２図（ａ）に示すよ
うに微分波形で描かれており、その絶対値をとったので
は、第２図（ｂ）に示すような見慣れない波形となって
、これまで蓄積されているデータとの比較の面で不都合
である。

そこで、本発明では、極性が残っている検波器の段階の
出力信号に基づいて平方根回路１１の出力信号に極性を
与えている。第２図（ｃ）、（ｄ）は位相のずれ量φが
３０°程度の場合の検波器８ａ、８ｂの出力信号を夫々
示す。尚、同図（Ｃ）。

（ｄ）において破線は同図（ａ＞の位相ずれがない場合
の信号波形を示す。

そして、制御回路１８は、平方根回路１１の出力信号に
検波器８ａの出力信号と同じ極性を与えるように極性選
択回路１３を制御するため、極性選択回路１３の出力信
号としては第２図（ａ）に示すような理想的なＥＳＲ信
号波形が得られることになる。

尚、検波器８ｂの出力に基づいて極性選択回路１３を制
御するようにしても良いことは言うまでもない。ただし
、その場合には極性を反転させて付与することが必要で
ある。

又、位相ずれがＯｏあるいは１８０°に接近あるいは一
致すると、一方の検波器の出力信号が極めて小さくなる
ため、極性選択を行うことが困難になる。その場合には
、他方の検波器の出力信号は十分大きくなっているので
、そちらの方を利用するようにすれば良い。具体的には
、２つの検波器の出力信号を比較し、どちらか大きい方
に基づいて極性を選択するようにすれば良い。

［効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば、９０’位相の異な
る２つの復調器からの出力信号の自乗和を求め、その平
方根を求め、更に一方の復調器の出力信号の極性に基づ
いて極性を付与することにより、位相ずれの調整が不要
で、しかも従来と変らない波形のＥＳＲ信号を得ること
のできるＥＳＲ装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したＥＳＲ装置の一例を示す概略
図、第２図はその動作を説明するための波形図である。 １：磁石　　　　　　２：空胴共振器 ３：磁場変調コイル　４：マイクロ波発振器５：サーキ
ュレータ　６：マイクロ波検出器８ａ、８ｂ：位相検波
器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静磁場に変調をかけた状態で測定して得た電子スピン共
   鳴信号を前記静磁場の変調周波数で復調するようにした
   電子スピン共鳴装置において、電子スピン共鳴信号を復
   調する復調器を２つ設け、夫々の復調器に参照信号とし
   て供給する変調周波数信号の位相を９０°異ならせると
   共に、夫々の復調器の出力の自乗和を求める手段と、該
   自乗和手段の出力の平方根を求める手段と、前記復調器
   の一方の出力信号の極性に対応して前記平方根手段の出
   力信号の極性を切換える切換手段を設けたことを特徴と
   する電子スピン共鳴装置。