SU1191800A1

SU1191800A1 - Спектрометр электронного парамагнитного резонанса с фазовой автоподстройкой частоты

Info

Publication number: SU1191800A1
Application number: SU843700037A
Authority: SU
Inventors: Иван Зенонович Рутковский; Вячеслав Фомич Стельмах; Леонид Владимирович Цвирко
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Им.Акад.А.Н.Севченко; Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.В.И.Ленина
Priority date: 1984-02-13
Filing date: 1984-02-13
Publication date: 1985-11-15

Abstract

СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА С ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ , содержащий генератор СВЧ с входом управлени частотой, опорный канал, состо щий из направленного ответвител мощности СВЧ и последовательно включенных ослабител мощности СВЧ, фазовращател , амплитудного детектора СВЧ, блока усилени и синхронного детектировани на частоте модул ции мощности СВЧ, блока моду л ционной регистрации производных сигналов ЭПР, и сигнальный канал, состо щий из последовательно включенных ослабител мощности СВЧ, циркул тора, отражательного резонатора, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей спектрометра за счет одновременной регистрации сигналов дисперсии и поглощени или их производных в широком диапазоне частот модул ции магнитного пол , в спектрометр дополнительно введен второй опорный канал, состо щий из ответвител мощности СВЧ и последовательно включенных ослабител мощности СВЧ, фазовращател , фазового детектора, блока усилени и синхронного детектировани на частоте модул ций мощности СВЧ, блока модул ционi ной регистрации производных сигнала ЭПР и ключевого модул тора отраженной от изме (О рительного резонатора мощности СВЧ, причем фазовый детектор соединен через ключевой модул тор с вторым циркул тором, первый вход которого соединен с первым циркул тором, второй - с ключевым модул тором СВЧ, а третий - с амплитудным детектором первого опорного канала, а управл ющий вход генератора СВЧ соединен с фазовым детектором на частоте модул со оо ции мощности СВЧ.

Description

Изобретение относитс к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано в радиотехнической и других отрасл х промышленности при изготовлении спектрометров ЭПР.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет одновременной регистрации сигналов дисперсии и поглош,ени или их производных в широком диапазоне частот модул ции магнитного пол .

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого спектрометра ЭПР с фазовой автоподстройкой частоты.

Спектрометр содержит генератор СВЧ 1, первый опорный канал 2, состо ший из последовательно включенных ослабител .3 мошности СВЧ, фазовращател 4, амплитудного детектора СВЧ 5, блока 6 усилени и синхронного детектировани на частоте модул ции мош,ности СВЧ и блока 7 модул ционной регистрации производных сигналов ЭПР, второй опорный канал 8, состо щий из последовательно включенных ослабител 9 мощности СВЧ, фазовращател 10, фазового детектора И, блока 12 усилени и синхронного детектировани на частоте модул ции мощности СВЧ и блока 13 модул ционной регистрации производных сигнала ЭПР сигнального канала 14, состо щего из двух ответвителей 15 и 16 мощности СВЧ, ослабител 17 мощности СВЧ, отражательного резонатора 18, включенного в измерительный канал с, помощью циркул тора 19, ключевого модул тора 20 и второго циркул тора 21, первый вход которого соединен с циркул тором 19 измерительного резонатора 18, второй - с ключевым модул тором 20, например, на основе резонансной диафрагмы с р-п-диодом, а третий - с амплитудным детектором СВЧ 5 первого опорного канала 2. Выход ключевого модул тора 20 мощности СВЧ соединен с фазовым детектором 11 второго опорного канала 8, управл ющий вход генератора СВЧ 1 соединен с выходом блока 12 усилени и синхронного детектировани на частоте модул ции мощности СВЧ, а первый 2 и второй 8 опорные каналы соединены с генератором СВЧ 1 через ответвители 15 и 16 мощности СВЧ соответственно.

Мощность СВЧ от генератора 1 через ослабитель 17 и циркул тор 19 поступает в измерительный резонатор 18. Мощность, отраженна от резонатора 18 и несуща информацию о сигнале ЭПР, через циркул тор 21 поступает на ключевой модул тор 20 мощности СВЧ. В период времени, когда модул тор открыт, мощность СВЧ проходит к фазовому детектору 11, а при закрытом модул торе отражаетс от него и через циркул тор 21 поступает к амплитудному детектору СВЧ 5. При этом на детектор 5 поступает также смещение от генератора СВЧ 1

0 через ответвитель 15 мощности СВЧ, ослабитель 3 и фазовращатель 4, а к детектору и фазовращатель 10. В результате амплитудный детектор СВЧ 5 работает в обычном дл гомодин|{ых спектрометров режиме и

может быть настроен с помощью фазовращател 4 на регистрацию сигналов погло- щени или дисперсии. В то же врем детектор 11 настроен с помощью фазовращател 10 на регистрацию сигнала дисперсии, т.е. сдвиг между плечами детектора составл ет

0 90°. Так как мощность СВЧ, поступающа от измерительного резонатора 18 к амплитудному СВЧ 5 и фазовому детектору 11, промодулирована по амплитуде ключевым модул тором 20, то и сигналы на их выходах модулированы с частотой модул ции

СВЧ. После избирательного усилени и синхронного детектировани на частоте модул ции СВЧ блоками 6 и 12 усилени и синхронного Детектировани соответственно сигналы поступакэт на регистрирующие приборы , где регистрируютс исходные сигналы (первообразные) ЭПР, причем в этом случае не проводитс модул ци магнитного пол на месте расположени образца. По традиционному модул ционному способу регистрации сигнала ЭПР сигналы с блоков 6 и 12

поступают к блокам 7 и 13 модул ционной регистрации производных сигнала ЭПР соответственно .

Кроме того, поскольку детектор 11 работает в режиме фазового детектора, любое отклонение частоты генератора СВЧ 1 от

частоты настройки измерительного резонатора 18 приводит к по влению на выходе детектора 11, а следовательно, и на выходе блока 12 сигнала соответствующего знака . Этот сигнал с выхода блока 12 поступает на управл ющий вход генератора СВЧ I и сдвигает частоту генератора в сторону уменьшени этого отклонени частоты, т.е. осуществл етс безмодул ционна фазова автоподстройка частоты по измерительному резонатору.

Claims

СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА С ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий генератор СВЧ с входом управления частотой, опорный канал, состоящий из направленного ответвителя мощности СВЧ и последовательно включенных ослабителя мощности СВЧ, фазовращателя, амплитудного детектора СВЧ, блока усиления и синхронного детектирования на частоте модуляции мощности СВЧ, блока моду- ляционной регистрации производных сигналов ЭПР, и сигнальный канал, состоящий из последовательно включенных ослабителя мощности СВЧ, циркулятора, отражательного резонатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей спектрометра за счет одновременной регистрации сигналов дисперсии и поглощения или их производных в широком диапазоне частот модуляции магнитного поля, в спектрометр дополнительно введен второй опорный канал, состоящий из ответвителя мощности СВЧ и последовательно включенных ослабителя мощности СВЧ, фазовращателя, фазового детектора, блока усиления и синхронного детектирования на частоте модуляций мощности СВЧ, блока модуляционной регистрации производных сигнала ЭПР и ключевого модулятора отраженной от измерительного резонатора мощности СВЧ, причем фазовый детектор соединен через ключевой модулятор с вторым циркулятором, первый вход которого соединен с первым циркулятором, второй — с ключевым модулятором СВЧ, а третий — с амплитудным детектором первого опорного канала, а управляющий вход генератора СВЧ соединен с фазовым детектором на частоте модуляции мощности СВЧ.

0081611 PIS