SU1293599A1 - Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике ЭПР и может быть использовано при создании радиоспектрометров ЭПР. Целью изобретени   вл етс  повьшение чувствительности и снижение трудоемкости . Дл  этого регистраци  сигналов ЭПР на пр мом и обратном участках треугольной развертки магнитного пол  осуществл етс  при противофазной высокочастной модул ции магнитного пол . Из сигнала, полученного на одном участке развертки, вычитаетс  сигнал, полученный на другом ее участке. Устройство, реализующее данный способ, позвол ет повысить чувствительность и снизить трудоемкость настройки радиоспектрометра ЭПР. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. § (Л

Description

Изобретение относитс  к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано при создании радиоспектрометров ЭПР.

Цель изобретени  - повьгагение чувствительности и снижение трудоемкости способа.

На чертеже изображена блок-схема устройства (радиоспектрометра), реализующего предлагаемьй способ регистрации сигналов ЭПР,

Устройство (радиоспектрометр), реализующее предлагаемый способ, содержит электромагнит 1, источник 2 питани  с устройством низкочастотной развертки, многоканальный накопитель 3 сигналов ЭПР, высокочастотный модул тор 4, рабочий резонатор 5, блок 6 СВЧ, блок 7 регистрации, аналого- цифровой преобразователь 8, управл емый преобразователь 9 кода и дискретное фазосдвигающее устройство 10,

В предлагаемом способе положительный эффект регистрации сигналов ЭПР был получен за счет того, что в результате регистрации сигнала ЭПР на пр мом и обратном ходе треугольной развертки при противофазной (относительно фазы опорного сигнала, поступающего на вход блока регистрации ) модул ции и вычитание реализации сигнала, полученной на одном участке треугольной развертки, из реализации, полученной в том же периоде развертки, но на другом ее участке, достигаетс  взаимна  компенсаци  обусловленных смещением нулевой линии посто нных составл ющих, регистрируемых за один период реализации сигнала, и увеличение в два раза (т.е. накопление) их переменных составл ющих (т,е, самих сигналов ЭПР), что обеспечило возможность нахождени  истинного значени  нулевой линии и сужени  динамического диапазона цифровых кодов на входе многоканального накопител  спектров ЭПР. Это позволило более зффективно использовать объем пам ти накопител  и повысить чувствительность радиоспектрометра .

Автоматическа  компенсаци  уровн  нулевой линии, смещение которой происходит в результате производимых в процессе настройки радиоспектрометра и поиска спектральных линий изменений условий регистрации, су

5

0

5

щественно снизила тредоемкость наст- . ройки радиоспектрометра.

Устройство (радиоспектрометр работает следующим образом.

Электромагнит 1 с источником 2 питани  с устройством низкочастотной развертки магнитного пол  электромагнита 1 создает пол ризуюо1ее магнитное поле и низкочастотную треугольную периодическую развертку. Закон изменени  магнитного пол  в процессе периодической развертки задаетс  выходным сигналом многоканального накопител  3 сигналов ЭПР, что обеспечивает необходимую синхронность накоплени  спектров. Высокочастотна  модул ци  магнитного пол  осуществл етс  высокочастотным модул тором 4, св занным с элементом модул ции рабочего резонатора 5, расположенного между полюсными наконечниками электромагнита 1.

В процессе развертки пол ризующего магнитного пол  при прохождении резонансных условий на выходе рабочего резонатора 5 формируетс  сигнал ЭПР на СВЧ. Этот сигнал детектируетс  в блоке 6 СВЧ детектором СВЧ и на вход блока 7 ре- гистраЦии поступает сигнал ЭПР на частоте модул ции. В блоке 7 регистрации сигнал ЭПР на частоте модул ции усиливаетс  избирательным усилителем , детектируетс  высокочастотным синхронным детектором и на вход аналого-цифрового преобразовател  поступает реализаци  сигнала, состо ща  из переменной составл ющей, котора  представл ет собой сигнал ЭПР, и из посто нной составл ющей, котора  обусловлена смещением нулевой линии сигнала на выходе блока 7 регистрации . Преобразованна  аналого-цифровым преобразователем 8 в цифровую 5 форму реализации сигнала через управл емый преобразователь 9 кода поступает в многоканальный накопитель 3 и синхронно суммируетс  с ранее зарегистрированными реализаци ми сиг- нала.

0

5

0

0

Детектирование сигналов ЭПР на частоте модул ции синхронным детектором блока 7 регистрации на пр мом и обратном участках треугольной развертки осуществл етс  при противофазной высокочастотной модул ции магнитного пол , что обеспечиваетс  изменением управл ющего сигнала на

управл ющем выходе источника 2 питани  с устройством низкочастотной развертки и, следовательно, инвертированием с помощью дискретного фазо- сдвигающего устройства 10 фазы опор- ного сигнала, поступающего на вход блока 7 регистрации. В результате этого на вход аналого-цифрового преобразовател  8 на пр мом и обратном участках треугольной развертки посту пают реализации с противофазными сигналами ЭПР и совпадающими по величине и знаку посто нным составл ющими , обусловленными смещением нулевой линии в блоке 7 регистрации.

Синхронное накопление преобразованных в цифровую форму сигналов ЭПР формируемых на выходе аналого-цифрового преобразовател  8 за один перио развертки, осуществл етс  врезульта синхронного вычитани  регистрируемой на обратном участке развертки реализации сигнала из реализации, зарегистрированной на пр мом участке развертки . С этой целью на участке развертки с нарастающей индукцией магнитного пол  управл ющий сигна/i с ВБ1хода источника 2 питани  с устрой- dTBOM низкочастотной развертки отключает управл емый преобразователь 9 кода, что обеспечивает поступление на вход многоканального накопител  3 сигналов ЭПР пр мого кода, получаемого на выходе аналого-цифрового преобразовател  8 цифрового эквивалента регистрируемой на этом участке развертки реализации. Таким

образом обеспечиваетс  синхронное суммирование регистрируемого на

пр мом участке развертки сигнала ЭПР с содержимым запоминающего устройства многоканального накопител  3, На участке развертки со спадающей индукцией магнитного пол  управл ющий сигнал с выхода источника 2 питани  с устройством низкочастотной развертки включает управл емый преобразователь 9 кода, в результате чего на вход многоканального накопител  3 сигналов ЭПР поступает дополнительный код преобразованных в цифровую форму мгновенных значений сигнала ЭПР, регистрируемого на этом участке развертки, и, следовательно, из содержимого запоминающего устрой- ства многоканального накопител  3 синхронно вычитаетс  регистрируемьй на обратном участке развертки сигнал ЭПР.

Таким образом, в каждом периоде периодической треугольной развертки производитс  синхронное суммирование сигнала ЭПР, зарегистрированного на участке развертки с нарастающей индукцией магнитного пол , и синхронное вычитание сигнала ЭПР, зарегистрированного на участке развертки со спадающей индукцией, что приводит к компенсации посто нной составл ющей реализации этих сигналов и к сложению их переменных составл ющих, т.е. сигналов ЭПР. Синхронное суммирование полученных за каждый период развертки сигналов ЭПР ведетс  до обеспечени  заданного отношени  сигнал/ /шум.

Экспериментальна  проверка показала , что предлагаемый способ (по сравнению с известным) позвол ет практически полностью устранить смещение нулевой линии, в результате чего обеспечиваетс  повышение чувствительности устройства и точности определени  интегральной интенсивности регистрируемых, сигналов ЭПР.

Claims (1)

1. Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса , включающий помещение образца в резонатор в СВЧ-поле и пол ризующее магнитное поле, создание низкочастотной периодической треугольной развертки и высокочастотной модул ции магнитного пол  и синхронное суммирование многоканальным накопителем сигнала электронного парамагнитного резонанса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и снижени  трудоемкости, регистраци  сигналов электронного парамагнитного резонан-; с а на пр мом и обратном участках -,- треугольной развертки магнитного пол  осуществл етс  при противогазной высокочастотной модул хщи магнитного пол , 0 причем из реализации сигнала, полученного на одном участке развертки, вычитаетс  реализаци  сигнала, полученна  на другом ее участке

2, Устройство дл  регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса, содержащее истючник питани  с устройством низкочастотной i развертки магнитного пол , высокочастотный модул тор магнитного пол .

5

5129

электромагнит, между полюсными наконечниками которого помещен резонатор , соединенный с блоком СВЧ, выход которого подключен к последовательно соединенным, блоку регистрации и аналого-цифровому преобразователю, многоканальный.накопитель, управл ющий выход которого подключен к источнику питани  и низкочастотной развертки магнитного пол , при этом пер- вый выход высокочастотного модул тора соединен с рабочим резонатором, электромагнит соединен с источником питани , отличающеес  тем, что в него дополнительно введе- ны управл емый преобразователь кода

и дискретное фазосдвиг ающее устройство с шагом дискретизации 180 , причем управл ющий выход источника питани  с устройством низкочастотной развертки соединен с управл ющими входами дискретного фазосдвигающего устройства и управл емого преобразовател  кода, входы дискретного фазосдвигающего устройства и управл емого преобразоватгел  кода соединены с выходами высокочастотного модул тора и аналого-цифрового преобразовател  соответственно, а их выходы подключены соответственно к входу опорного сигнала блока регистрации многоканального накопител ,

7ч

/Ч

/

/ч

Редактор А. Ренин

Составитель А, Федоров

Техред В. Кгадар Корректор, Колб

Заказ 378/47 Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4