SU1048383A1 - Устройство измерени частоты сигналов дерного квадрупольного резонанса - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛОВ ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА-, содержащее последовательно соединённые импульсный: программный блок, генератор импульсов высокой частоты , индуктор, супергетеродннный прёобразователь-уси.литель, состо щий из блока автоматической подстройки частоты {,АПЧ), гетеродина и усилител  высокой частоты со смесителем, усилитель промежуточной частоты, дё« тёктор, видеоусилитель.и блок регистрации , а также подключенные к вьЬсоду усилител  высокой частоты последовательно соединенные усилитель-ограничитель , фазовый детектор , управл емый ключ, подключенный входом управлени  к второму выходу импульсного программного блока,фильтр низких частот, управл емый генератор и-частотомер, при этом второй вход фазового детектора .подключен к второму; выходу управл емого генератора, а встречно-последовательно соединённые блок АПЧ и гетеродин подключены между генератором импульсов высокий .частоты и усилителем высокой частоты , о л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерений, введены дополнительные фазовыйt , детектор и управл емый ключ, причем, (Л . дополнительный фазовый детектор подключён первым взсодом к третьему выС ходу управл емого генератора, вторым входом - к ВЫХОДУ генератора импульсов высокой частоты, а выходом- к входу дополнительного управл емого ключа, подключенного входом управлени - к третьему выходу им.-. пульсного программного блока и выхо- . дом - к генератору импульсов высокой частоты. эо 00 X ее

Description

Изобретение относитс  к радиоспектроскопии и предназначено дл  исследовани  физико-химических свойств твердого тела методом  дерного квадрупольного резонанса (ЯКР) по нaбJpoдaeмым сигналам  дерной индукции и спинового эха, возникающих в веществе в результате воздействи  на исследуемый образец радиочастотных импульсов.

Известно устройство дл  измерени  частоты сигналов ЯКР,. содержащее последовательно соединенные импульсный автогенератор, управл емый от блока программ, индуктор с исследуемЬам образцом, приемник сигналов, схему сравнени  частот и выделени  разностной частоты, подключенной вторьлм вхо,п дом к генератору известной частоты, и измеритель периода разностной частоты 1 .

Однако это устройство характеризуетс  недостаточно высокой точностью измерений,, так как в нем частота сиг.т налов ЯКР определ етс  методом нулевых биений и дл  случа  некогерентного стробировани  зондирующими импульсами разностной частоты резонансного и вспомогательного генераторов привод щего к изменению формы сигна г лов  дерной индукции или спинового эха, составл ет 0,1 ширины линии поглощени  исследуемого вещества, что недостаточно дл  измерени  частоты сигналов ЯКР.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство измерени  частоты сигналов ЯКР, содержащее последовательно соединенные импульсный про граммный блок, генератор импульсов высокой частоты,индуктор, супергетеродинный преобразоваа ель-усилиг тель, состо щий из блока автоматической подстройки частот АПЧ , гетеродина , и усилител  высокой частоты со смесителем, усилитель промежуТОЧНОЙ частоты, детектор, видеоусилитель и блок регистрации, а. также последовательно соединенные усилитель-ограничитель , фазовый детектор , управл емый ключ, подключенный входом управлени  к второму выходу импульсного программного блока, фильтр низких частот, управл емый генератор и частотомер, при этом второй вход фазового детектора подключен к второму выходу управл емого генератора, а встречно-последовательно соединенные блок АПЧ и гетеЁЮДИН подключены между генератором импульсов высокой частоты и усилителем высокой частоты. В известном устройстве сигнал ЯКР с выхода усилител  высокой частоты через после,довательно соединенный усилитель- ограничитель поступает на один из входов фазового детектора, а на другой вход подаетс  напр жение управл емого генератора, измен юща с  величина которого определ етс  разницей фаз фазового детектора. Частота упрал емого генератора измер етс  электронно-счетным частотомером 2 ,

Недостаток данного устройства состоит в том, что делитель сигналов  дерной индукции и спинового эха определ етс  относительным расположением центральной компоненты частотного спектра возбуждающего импульса и центра линии ЯКР, привод щим к их уменьшению при несовпадении, что ограничивает врем  захвата частоты системой автолодстройки частоты, а следовательно, и точность её измерени .

Цель изобретени  - повышение точг ности измерени  частоты сигналов ЯКР

Поставленна  цель .достигаетс  Teivi чтоВ устройство измерени  частоты сигналов ЯКР, содержащее последовательно соединенные импульсный программный блок, генератор импульсов высокой частоты, индуктор, супергетеродинный преобразователь-усилитель , состо щий из блок.а АПЧ, гетеродина и усилител  высокой частоты со смесителем, усилитель промежуточной частоты, детектор, видеоусилител и блок регистрации,. а также подключенные к выходу усилител  высокой частоты последовательно соединенные усилитель-ограничитель,.фазовый детектор , управл емый ключ, подклйченный входом управлени  к второму выходу импульсного программного блока, фильтр низких частот, управл емый генератор и частотомер, при этом второй вход фазового детектора подключен к второму выходу управл емого генератора, а встречно-последовательно соединенные блок АПЧ и гетеродин подключены между генератором импульсов высокой частоты и усилителем высокой частоты, введены дополнительные фазовый детектор и управл емый ключ, причем дополнительный фазовый детектор подключен первым входом. к третьему выходу управл емого генератора , вторым входом - к выходу генератора импульсов высокой частоты , а выходом - к входу дополнительного управл емого ключа, подключен ного входом управлени  к третьему выходу импульсного программного блока и выходом - к генератору импуль-, сов высокой частоты.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов высокой частоты, импуйьсный программный блок 2, индуктор 3, супергетеродинный преобразовательусилитель , состо щий из гетеродину 4, усилител  5 высокой частоты со смесителем, блок АПЧ 6, усилитель 7 промежуточной .частоты, детектор 8, видеоусилитель 9, усилитель-ограничитель 10, фазовый детектор 11, управл емый генератор 12, управл емый ключ 13, фильтр 14 низких частот частотомер 15, блок 16 регистрации, дополнительный фазовый детектор 17, дополнительный управл емый ключ 18. Устройство работает следующим образом . . Высокочастотные колебани  генератора 1 импульсов высокой частоты, подключенного к первому выходу импул ного программного блока 2, возбуждаю . спиновую систему рабочего вещества, помещенного в индукторе 8.Приемник дупергетеродинного типа, содержащий гетеродин 4, усилитель. 5 высокой частоты со смесителем и блок АПЧ б, принимает сигналы  дерной индукции и спин-эха, усиливает их усилителем 7 промежуточной частоты, детектирует с помощью детектора 8 и с выхода видеоусилител  9, подает на вход блока 16 регистрации. Сигналы  дерной инду ции и спин-эха с выхода усилител  5 высокой частоты со смесителем поступают на вход усилител -ограничител  10, преобразованные импульсы которого воздействуют .а один из входов фазового детектора 11. На другой вход через последовательно соединенные управл емый ключ 13 и фильтр 14 частот подаетс  напр жение управл емого генератора 12, измен юща с  величина которого определ етс  разницей фаз входных- напр жений фаэового детектора 11. При окончании процесса захвата частота выходньпс колебаний управл емого генератора . 12 остаетс  посто нной и измер етс  с помощью электронно-Счетного частотомера 15..Дл  дальнейшего улучшени  точностных свойств устройства, ограничиваемых временем захвата частоты управл емого генератора 12, необходимо осуществить автоматическое сов мещение центральных компонент частот ных спектров сигнала ЯКР и зондирующих импульсов, возбу:$сдающих рабочее вещество. Огибающа  зондиру1бщего высокочастотного импульса содержит Фурье-компоненты в диапазоне частот l/ty t где tu - длительность импульса; Поэтому короткий высокочастотный импульс эквивалентен одновременному приложению к спиновой системе набора радиочастот,лежащих в диапазоне ± f где - радиочастота заполнени  импульса. В случае использовани  .в качестве рабочего вещества образца из КСДОд, в котором частота ЯКР составл ет величину пор дка 28МГц, ширина линии поглощени  .0,б-1кГц, при длительности импульса 10-30 мкс спектр частот, приложенный к квадрул польным  драм вещества, составл ет величину пор дка 28tO,i МГц.. Условию максимального возбуждени  спиновой системы вещества, соответствующей максимальной длительности сигналов  дерной индукции и спинового эха, ..отвечает положение совмещени  цёнтральных линий спектров поглощени  вещества и его йозбуждени . При работе устройства измерени  частоты сигналов ЯКР в режиме автоматического отслеживани  центральной компоненты спектра частот возбужл дени  рабочего вещества высокочастотное .напр жение управл емого генератора 12 воздействует на один из входов дополнительного фазового детектора 17, на второй вход которого подаетс  напр жение генератора 1 импульсов высокой частоты. Выходное напр жение этого детектора, определ емое разностью фаз его выходных напр жений, поступает на вход дополнительного .управл емого ключа 18, подключенного входом управлени  к третьему выходу импульсного программного блока 2. При этом происходит подстройка частоты генератора 1 импульсов высокой частоты к частоте управл емого генератора 12. Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает в режиме автоматического совмещени  частотных спектров импульсов возбуждени  и линии поглощени  ЯКР повышение точности измерени  частоты сигналов ЯКР на 20-30%.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛОВ ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА-, содержащее последовательно соединённые импульсный: программный блок, генератор импульсов высокой частоты, индуктор, супергетеродинный преобразователь-усилитель, состоящий из блока автоматической подстройки частоты (АПЧ), 'гетеродина и усилителя высокой частоты со смесителем, усилитель промежуточной частоты,’ дё« тектор, видеоусилитель.и блок регистрации, а также подключенные к выходу усилителя высокой частоты последовательно соединенные усилитель-ограничитель, фазовый детектор, управляемый ключ, подключенный входом управления к второму выходу импульсного программного блока,фильтр низких частот, управляемый генератор ⁷ и-частотомер,' при этом второй вход фазового детектора подключен к второму; выходу управляемого генератора, а встречно-последовательно соединённые блок АПЧ и гетеродин подключены между генератором импульсов высокдй .частоты и усилителем высокой частоты, отличающе е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в_него введены дополнительные фазовый? (Детектор и управляемый ключ, причем . дополнительный фазовый детектор подключён первым входом к третьему выходу управляемого генератора, вторым входом - к выходу генератора импульсов высокой частоты,¹ а выходом - к входу дополнительного управляемого ключа., подключенного входом управления к третьему выходу им-, пульсного программного блока и выхо- ·. дом - к генератору импульсов высокой частоты.

   г SU 1048383 >