Формирователь импульсов селективного возбуждения ядерного магнитного резонанса
Изобретение относится к экспериментальным методам анализа вещества на основе ЯМР и может быть использовано в химической, пищевой промышленности, медицине, биологии. Целью изобретения является сокращение времени селективного спектрального анализа, повышение разрешающей способности и точности анализа спектрального распределения частотных компонент. Формирователь импульсов селективного возбуждения ЯМР содержит синтезатор в диапазоне несущей частоты ЯМР-ω<SB POS="POST">0</SB>, блок высокочастотных ключей со встроенными фазовращателями, балансный модулятор, схему управления, программируемый генератор сигналов, триггер коммутации ключей типа Т и низкочастотный генератор. При этом логическая схема управления содержит компаратор, схемы совпадения, инвертор и собирательную схему ИЛИ, объединяющую выходы схем совпадения через укорачивающие цепи, производит управление программируемым генератором сигналов, аналоговым ключом и триггером коммутации ВЧ-ключей. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК. BU 3 515Щ (5!! 4 С 01 N 24/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315125/31-25 (22) 09.10.87 (46) 23.10.89. Бюл. N 39 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) А.Ф. Бабкин, Э.С. Москалев и В.Л. Макаренко (53) 539.142.3(088,8) (56) Bauer Ch., et а11. J.Magn.
Reson, 1984, ч.58, !и 3, р.442-457.
Temps А.Л., Brewer С.F., Synchi"
esis of arbitrary frequency domoin
transmitting pulses applicable to
pulsed NNR instruments. — J, Hagn.
Reson, 1984, v.56, У 3, р.355-372. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ СЕЛЕКТИВНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (57) Изобретение относится к экспериментальным методам анализа вещества на основе ЯМР и может быть использовано в химической, пищевой промышленности, медицине, биологии.
Изобретение может быть использовано при формировании селективных импульсов возбуждения ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в заданной полосе частот, для спектроскопии ЯМР высокого разрешения, когда требуется достичь равномерного возбуждения линий спектра в заданной полосе частот, а также может быть использовано для подавления отдельных "маскирующих" линий в случае достижения максимального разреше ния спектральных линий, предназначено для ЯМР-спектроскопии сложЦелью изобретения является сок,>пщение времени селективного спектрального анализа, повьппение разрешаю— щей способности и точности анализа спектрального распределения частотных компонент. Формирователь импульсов селективного возбуждения ЯМР содержитсинтезатор в диапазоне несущей частоты ЯМР- "„ блок высокочастотньж ключей с встроенными фазовращателями, балансньпя модулятор, схему управления, программируемый генератор сигналов, триггер коммутации ключей типа Т и низкочастотный генератор. При этом логическая cxe— ма управления содержит компаратор, схемы совпадения, инвертор и собирательную схему ИЛИ, объединяющую выходы схем совпадения через укорачивающие цепи, производит управление программируемым генератором сигналов, аналоговым ключом и триг. гером коммутации ВЧ-ключей. ил. алых гетерогенньгх систем биологической природы и может найти применение в химической, пищевой промышленности, медицине, биологии, в комплексе с импульсным ЯМР-спектрометрам,также может быть исполвзовано в других направлениях, например радиолокации, радиофизики, радиоспектрометрии.
Целью изобретения является сокращение временй селективного спектрального анализа, повьппения разрешающей способности и точности анализа
1516921
2sin На чертеже представлен формирователь импульсов селективного возбуждения ЯМР. Формирователь содержит блок формирования высокочастотных (ВЧ) импульсов, триггер коммутации ВЧ-ключей, логическую схему iправления и генератор сигналов специальной формы, которые содержат синтезатор 1, ВЧ-ключей 2 и 3 с встроенными фазовращателями, балансный модулятор 4, триггер 5 коммутации ВЧ-ключей (Т-типа), генератор 6 низкой частоты (ГНЧ), сумматор 7, компаратор 8, аналоговый ключ 9, дне логические схемы 10 и 12 совпадения, инвертор.11, триггер 13 запуска (ХК-типа), два формирователя 14 и 15 коротких импульсов, собирательную схему 16, адресный счетчик 17, запоминающее устройство (ЗУ) 18, два дешифратора 19 и 20, цифровой аналоговый, преобразователь (ЦАП) 21, Выходы ключей 2 и 3 блока формирования ВЧ-импульсов соединены с входами сумматора 7,а управляющие входы ключей соединены с прямым и инверсными выходами триггера 5 коммутации ключей, выход сумматора соединен с информационным входом балансного модулятора 4, управляющий вход которого подсоединен с выходом ЦАП программируемого генератора сигналов специальной формы, а выход модулятора является выходом устройства. Вход компаратора 8 блока схемы управления соединен с выходом низкочастотного генератора и одновременно с информационным входом аналогового ключа 9, а то время как его выход подключен к счетному входу триггера коммутации ключей и к одному входу первой схемы 1 0 совпадения, а через инвертор 11 с аналогичным входом второй схемы 1 2 совпадения второй вход схемы 10 сов1 падения подключен к прямому выходy триггера 13 запуска и одновременно к управляющему входу аналогового ключа 9, а симметричный вход второй схемы 12 совпадения к иннерсному выходу того же; ТК-триггера. Выходы обеих схем совпадения И через формирователи 14 и 15 коротких импульсов соединены с входами собирательной схемы ИЛИ 16, выход которой соединен с инкрементным входом адресного счетчика, выполненного на ре20 55 гистре — в блоке генератора сигналов специальной формы, адресные входы его Л„-Л> выведены на пульт оператора. Выходы адресного счетчика 17 подключены к адресным входам запоминающего устройства ЗУ 18 (ЗУ с произвольной выборкой) и одновременно через дешифратор на логических схемах к обнуляющему входу триггера 13 запуска. Формирователь работает следующим образом. Информация о значении коэффициентов передачи для каждого полупериода модулирующей функции где (Ф,, — нерхняя частота модуляции, заносится по адресам Л -А н ЗУ 18 в виде восьмиразрядного двоичного кода ДО-Д7, в цикле записи ЗУ, По внешнему сигналу ПУСК, поступающему из устройства управления радиоспектрометрии на вход триггера 13 запуска, схема управления вырабатывает по циркуляционному принципу сигналы разрешения считывания из ЗУ кода модуляции пропорционального ) /i7t ° Управление адресами ЗУ при считывании производится логической формой управления, которая формирует корот кие импульсы, следующие моменты пересечения напряжения sinw t нулево-! ro уровня. Сформированные логической схемой управления короткие импульсы в заданные моменты времени t через логическую схему 12 совпадения поступают на инкрементный вход "+1" адресного счетчика 17. Модулирующее напряжение н1п wt от генератора низкой частоты поступает на компаратор 8 и одновременно на аналоговый ключ 9. С выхода компаратора сигнал, подается на логическую схему 10 совпадения и в противофазе через иннертор,схему НЕ на логическую схему 12 совпадения, Управление схемами совпадений осуществляет триггер 13 запуска. Переключение адресов счетчика н коммутации триггера запуска производится синхронно с выхода собирательной схемы 16, через которую проходят укороченные формирователями 14 и 15 коротких импульсов переключающие импульсы. Напряжение sinu4: пройдя через аналоговый ключ 9, поступает на вход опорного напряжения 921 5 1516 умножающего ЦАП 21, ко то рый в этом случае работает как цифровой потенциометр. Иодулирующее напряжение с выхода 11АП 21 поступает на балансный модулятор 4. На второй вход его по5 I даются ВЧ-импульсы с выхода сумматора 7. Триггер 5 коммутации ключей в зависимости от фазы НЧ-сигнала открывает поочередно каждый ключ 2 и 3,10 имеющий встроенные фазовращатели, пропуская на входы сумматора 7 фазоманипулированные ВЧ-импульсы. Перемножение ВЧ- и НЧ-сигналов производится в балансном модуляторе 4, с которого сформированные радиочастотные импульсы поступают на усилитель мощности спектрометра. Положительный эффект, связанный с 20 увеличением точности селективного анализа, достигается тем, что в импульсе селективного возбуждения автоматически производится фазовая манипуляция. Повышение быстродействия 25 достигается воэможностью коррекции формы спектра возбуждения в реальном . времени эксперимента без переписи программы. Формула изобретения Формирователь импульсов селективного возбуждения ядерного магнитного резонанса, содержащий синтезатор не- З5 сущего колебания, выход которого соединен с первыми входами высокочастотных ключей, а их выходы через сумматор соединены с информационныи входом балансного модулятора, управ- 40 ляющий вход которого соединен с выходом цифрового аналогового преобразователя, адресные выходы адресного счетчика соединены с адресными входами запоминающего устройства, а ин- 45 формационные выходы запоминающего устройства (ЗУ) соединены с входом цифрового аналогового преобразователя, отличающийся теи, ;ю"что, с целью сокращения времени селективного спектрального анализа, повышения разрешающей способности и точности анализа спектрального распределения частотных компонент, в устройство дополнительно введены триггер коммутации высокочастотных ключей, логическая схема управления и два дешифратора, причем логическая схема управления содержит генератор низкой частоты, компаратор, инвертор, две логические схемы совпадения, два формирователя коротких импульсов, собирательную схему, аналоговый ключ, триггер запуска, причем выход генератора низкой частоты соединен с входом компаратора и одновременно с информациойныи входои аналогового ключа, выход компаратора соединен со счетным входом триггера коммутации высокочастотных ключей и. входом первой логической схемы совпадения, выходы триггера коммутации высокочастотных ключей соединены с вторыми входами высокочастотных ключей, второй вход первой логической схемы совпадения соединен с первым входом триггера запуска и с управляющим входом аналогового ключа, а также с входом считывания ЗУ, тот же выход компаратора через инвертор соединен с первым входом второй логической схемы совпадения, второй вход которой соединен с инверсным выходом триггера запуска, выходы обеих схем совпадения через последовательно соединенные два формирователя коротких импульсов и собирательную схему подсоединены к инкрементному входу адресного счетчика, нулевой вход R триггера запуска соединен через два последовательно соединенных дешифратора с адресными входами ЗУ и адресными выходами адресного счетчика, а выход аналогового ключа соединен с входом цифрового аналогового пре образователя. 1516921 Составитель R. Покатилов Редактор Н, Бобкова Техред Л,Олийнык Корректор В.Гирняк Подписное Тираж 789 Заказ 6384/46 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 11 н Производственно-издательский комбинат 11атент, r.ужгород, ул. Гагарина,101
