SU661322A1 - Спектрометр дерного магнитного резонанса - Google Patents

Description

(54) СПЕКТРОМЕТР ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

мирователь импульсов, регул тор опорного напр жени  и триггер.

Один из выходов переключател  вида работы соединен через ограничитель с первым входом схемы запуска триггера и через и:;вертор с линейным выпр мителем - с первым входом схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом интегрирующего усилител . Выход схемы сравнени  соединен с первым входом интегрирующего усилител  через формирователь импульсов - со вторым входом схемы запуска триггера. Выход регул тора опорного напр жени  соединен со вторым входом интегрирующего усилител , а выходы схемы запуска триггера соединены со входами триггера, выход которого соединен со входом приемно-передающего устройства с фазовым детектором.

В спектрометре необходима  фаза сигнала ЯМР устанавливаетс  путем регулировани  опорного напр жени  посто нного тока, которое компенсируетс  в интегрирующем усилителе посто нной составл ющей последовательности импульсов, получаемых в результате сравнени  выходного напр жени  интегрирующего усилител  и мгновенного значени  напр жени , например, синусоидальной, треугольной или пилообразной формы, подаваемого с выхода преобразовател  напр жени  в частоту или устройства двойного резонанса. Можно применить два таких устройства, которые, работа  пооочередно в течение полупериода входного напр жени , выдают импульс дл  запуска триггера, выходные напр жени  которого можно использовать в системе регистра- ции. Одна схема сравнени  и один интегрирующий усилитель могут работать в течение обоих полупериодов, если в предлагаемом спектрометре входное напр жение регул тора фазы подать через инвертор с линейным выпр мителем на эту схему сравнени  и через ограничитель на схему запуска триггера, осуществл ющую временное разделение выходных импульсов схемы сравнени . Дл  регулировани  опорного напр жени  посто нного тока пригоден потенциометр . Регулировка фазы осуществл етс  без преобразовани  импульсного напр жени  в синусоидальное, частота выходного напр жени  регул тора фазы совпадает с входной частотой.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема спектрометра; на фиг. 2 - схема запуска триггера; на фиг. 3 - временные диаграммы.

Устройство содержит электромагнит 1, систему 2 внещней  дерной стабилизации, систему 3 внутренней стабилизации резонансных условий, приемно-передающее устройство 4 с фазовым детектором, индикатор 5 сигнала ЯМР, регистрирующий прибор 6, преобразователь 7 напр жени  в частоту.

модул тор 8 пол , устройство 9 двойного резонанса, суммирующий усилитель 10, регул тор 11 фазы сигнала ЯМР, переключатель 12 вида работы.

Регул тор фазы сигнала ЯМР включает в себ  ограничитель 13, схему 14 запуска триггера, инвертор 15 с линейным выпр мителем , схему сравнени  16, интегрирующий усилитель 17, формирователь 18 импульсов, регул тор 19 опорного напр жени , триггер 20. Схема 14 запуска триггера выполнена на инверторе 21 и схемах совпадени  22 и 23.

От исследуемого образца, расположенного в общем поле электромагнита 1 и модул тора 8, на боковой полосе модул ции магнитного пол  на выходе фазового детектора приемно-передающего устройства 4 получают сигнал ЯМР, который подаетс  на индикатор 5 и регистрирующий прибор 6.

0 Резонансные услови  поддерживаютс  системами 2 и 3 стабилизации. Исследуемое вещество может быть облучено возмущающим полем устройства 9. Частота преобразовател  7 измен етс  в соответствии с напр жени ми развертки регистрирующего прибора 6 и индикатора 5, подаваемыми через суммирующий усилитель 10. Опорное напр жение дл  фазового детектора приемно-передающего устройства 4 формируетс  регул тором 11 фазы. Переключатель 12 коммутирует выходы преобразовател  7 и устройства 9 в соответствии с видом работы. Работа спектрометра по сн етс  вре.менными диаграммами на фиг. 3, характеризующими зависимость напр жений U от времени t. Дл  регистрации спектра ЯМР или

ЯМДР с разверткой частоты измерительного пол  выходное напр жение Ui преобразовател  7 поступает через переключатель 12 на входы модул тора 8 и регул тора 11. В ограничителе 13 и инверторе 15 с линейц ным выпр мителем напр жение Ui преобразуетс  в импульсы Hi и И. В течение интервала времени, когда мгновенное значение напр жени  инвертора не превосходит уровн  напр жени  Ц с выхода интегрирующего усилител , на выходе схемы сравнени 

5 16 образуютс  импульсы И}. Посто нна  составл юща  этих импульсов, подаваемых на первый вход интегрирующего усилител  17, компенсирует опорное напр жение Ц, на его втором входе. В результате действи 

g цепи обратной св зи с выхода интегрирующего усилител  17 на второй вход схемы сравнени  16 устанавливаетс  равновесие составл ющей напр жени  Uj и опорного напр жени  Uea. Такие же результаты могут быть получены при форме напр жени 

$ Ui, отличной от синусоидальной, например при напр жении треугольной или пилообразной формы. В формирователе 18 импульсы напр жени  Из преобразуютс  в импульсы И4, совпадающие с пер.едним или задним фронтом импульсов Из. На вход схемы совпадени  22 подаютс  импульсы Hi и И4, а на .ее выходе получаетс  последовательность импульсов Us. Импульсы Иб получаютс  на выходе схемы 23 при совпадении импульсов И4 с инвертированным напр жением импульсов И). Импульсы напр жени  MS , Ив подаютс  на входы триггера 20. Выходное напр жение 1/4 триггера 20 однозначно сдвинуто по фазе относительно напр жени  Ui на входе регул тора 11 фазы.

Пр1: увеличении отрицательного значени  опорного напр жени  UQH увеличиваетс  выходное напр жение Vz и измен етс  порог срабатывани  схемы сравнени  16. Импульсы Hj на ее выходе расшир ютс , их среднее значение (составл юща ) возрастает и внось компенсирует Ъпорное напр жение . Этому установившемус  среднему значению соответствует новое значение сдвига фазы импульсов Ив. Если отрицательное опорное напр жение измен ть по величине в пределах, ограниченных нижним и верхним значени ми напр жени  импульсов Иг, то запаздывание выходного напр жени  по фазе будет измен тьс  от О до 90° или от 180 до 90° в зависимости от того, какой фронт импульсов Из выбран дл  формировани  импульсов И4. Регулировка фазы сигнала ЯМР в пределах 90° достаточна, поскольку при высоком разрешении регистрируетс  спектр, обладающий формой линии поглощени . Регул тор 11 фазы может успешно работать в диапазоне частот и при разных амплитудах входных напр жений Ui.

Дл  регистрации спектров ЯМДР с разверткой частоты возмущаюш;его пол  выходное напр жение преобразовател  7 передаетс  через переключатель на вход модул тора 8 при гомо дерных экспериментах или в устройство 9 при гетеро дерных эскпериментах , а на вход регул тора 11 подключаетс  синтезатор устройства 9. Фазовые соотношени  при детектировании сигналов ЯМР не измен ютс , поскольку частота синтезатора устанавливаетс  равной резонансной частоте одной из линий спектра в рабочей области регул тора 11 фазы.

Изобретение позвол ет упростить конструкцию спектрометра за счет исключени  индуктивного фазовращател , работающего только с синусоидальными входными напр жени ми , обеспечени  регулировки фазы сигналов ЯМР напр жением посто нного тока с помощью потенциометра и применени  аналоговых микросхем и логических элементов . Работа регул тора фазы без изменени  частоты создает лучшие услови  дл  успещного проведени  экспериментов ЯМДР с разверткой частоты возмущающего пол .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 394712, кл. G 01 N 27/78, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 331302, кл. G 01 N 27/78, 1971.