Устройство для накопления спектров лигнитного резонанса

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.1,1968 (№ 1207404/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 17.III.1970. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 6.ЧП.1970

Кл. 42тп, 3/00

МПК б 06j

УДК 681.325(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Ю. Д. Нечаев

Заявитель

Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения АН СССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАКОПЛЕНИЯ СПЕКТРОВ

МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Применение метода непрерывного усреднения сигналов по времени с использованием накопителей спектров значительно, расширило возможности радиоспектроскопии, в особенности при измерениях с малым отношением сигнала к шуму. Этот метод требует высокой стабильности соотношения поле — частота радиоспектрометров и это требование наиболее жестко при накоплении спектров высокого разрешения. Для успешного использования метода большое значение имеет синхронизация развертки адресов накопителя с разверткой магнитного поля радиоспектрометра.

В настоящее время связь накопителей с радиоспектрометрами осуществляется посредством сигнала значения адреса, используемого для,развертки магнитного поля рад|иоспектрометра. При таком способе связи часто не обеспечивается необходимая стабильность магнитного поля, в особенности при многократной записи спектров высокого разрешения, а также требуется индивидуальное согласование накопителя при работе с кочкретным прибором.

Известно устройство для накопления спектров, содержащее накопитель спектров, работающий в периодическом режиме и состоящий из усилителя постоянного тока, аналого-цифрового преобразователя, преобразующего выходной сигнал радиоспектрометра в дискретную форму, арифметического устройства, запоминающего устройства, временного селектора, служащего для распределения по времени сигналов, поступающих от преобразователя, относительно стартового момента времени, устройства управления и пересчетной декады, которая. пересчитывая канальные импульсы, поступ ающие с устройства упр авл ения, выдает импульс, служащий сигналом конца регистрации очередного спектра.

Предложенное устройство содержит формирователь стартового сигнала, схему пропускания, триггер блокировки и устройство задержки. Вход схемы пропускания через формирователь стартового сигнала соединен с выходом усилителя постоянного тока, а выход — с временным селектором и одним входом триггера блокировки. Другой вход этого триггера под,ключен через устройство задержки к выходу пересчетной декады, а выход — и управляющему входу схемы пропускания.

Устройство для накопления спектров разработано для совместной работы с ЯМР-спектрометром высокого разрешения типа РЯ-2305, обеспечивающим в течение 10 мин при внутренней стабилизации стабильность поля пе хуже, чем 0,1 гц. Однако оно может быть использовано и с другими типами спектрометров (пап ример, ЭПР-спектрометрами, масс-спектрометрами и другими, где возможна периоди30 ческая развертка спектров).

2 66384

60 б5

Наличие устройства связи с радиоспектрометром позволяет накапливать спектры высокого разрешения, так как момент запуска накопителя привязывается к определенному сигналу спектра, а радиоспектрометр РЯ-2305 обеспечивает высокую стабильность магнитного поля в течение времени накопления одного спектра. Устройство для накопления спектров не требует индивидуального согласования при работе с каким-либо другим, конкретным спектрометром, а также не требует участия оператора в процессе накопления спектра.

Устройство связи обеспечивает, во-первых, запуск накопителя от сигнала внутреннего эталона или любого другого сигнала, характерного для данного спектра, превышающего не менее чем в два раза уровень шумов; BO-вторых, блокировку цепи запуска накопителя на время накопления очередного спектра и время обратного хода развертки магнитного поля.

Устройство для накопления спектров может работать как с блоком электронной развертки поля, так и с медленной разверткой от реохорда самописца, Функциональная блок-cxeiia устройства для накопления спектров представлена на чертеже, где:

1 — формирователь стартового сигнала, 2 — схема пропускания, 8 †тригг блокировки, 4 — устройство задержки, 5 — усилитель постоянного тока, б — аналого-цифровой преобразователь, 7 — арифметическое устройство, 8 — запоминающее устройство, 9 в временной селектор, 10 — устройство управления, 11 — пересчетная декада.

Формирователь 1 стартового сигнала содержит триггер Шмитта с регулируемым порогом срабатывания, работающий как амплитудный дискриминатор, и блокинг-генератор в ждущем режиме для формирования выходного импульса. Сигнал со спектрометра, подаваемый на формирователь, .может сниматься либо с фазового детектора через усилитель постоянного тока, либо с прецизионного потенциометра, жестко связанного с,кареткой самописца, либо с интегратора. Необходимость в переменном пороге сра батывания триггера Шмитта возникает при снятии сигнала с прецизионного потенциометра или фазового детектора, так как в этом случае íà входе преобразователя б меняется постоянная составляющая за счет смещения, которое вводится для того, чтобы накапливать сигналы только положительной полярности.

Схема пропускания 2 представляет собой потенциально-импульсный ключ, работой которого управляет триггер блокировки 8. В зависимости от потенциала на входе а стартовый импульс либо проходит на накопитель, либо нет.

Устройство задержки 4 представляет собой электронное реле времени с регулируемой вы5

45,держкой времени и служит для возвращения схемы в исходное положение к началу накопления очередного спектра.

В устройство для накопления .спектров включена пересчетная декада 11, с выхода которой по окончании процесса регистрации очередного спектра снимается импульс, служащий управляющим сигналом для устройства задержки 4.

Прн работе устройства сигнал с выхода спектрометра, снимаемый либо с фазового детектора, либо с прецизионного потенциометра, жестко связанного с кареткой самописца, подается на аналого-цифровой преобразователь б, а также на формирователь 1 стартового сигнала. В момент достижения амплитуды запускающего сигнала порога срабатывания на выходе формирователя 1,появляется стартовый импульс, который, проходя через схему пропускания 2, поступает на ьременной селектор

9, запуская накопитель. С этого момента выходные сигналы спектрометра последовательно запоминаются в каналах накопителя.

Стартовый импульс подается также на тр иггер блокировки 8, который, опрокидываясь, блокирует схему пропускания 2. С момента блокировки цепи запуска накопителя любые сигналы, превышающие по амплитуде порог срабатывания триггера Шмитта, не вызывают запуска накопителя. Таким образом, можно накапливать сигналы, превышающие по амплитуде запускающий сигнал. Блокировка цепи запуска предотвращает ложные запуски накопителя во время обратного хода развертки магнитного поля.

По окончании про цесса накопления очередного спектра с пересчетной декады 11, пересчитывающей канальные импульсы, снимается импульс, который подается на устройство задержки 4, выдержка времени которого устанавливается такой, чтобы с момента окончания накопления очередного спектра до момента возвращения схемы в исходное положение развертка магнитного поля, сделала обратный ход и находилась на подходе,к запускающему сигналу. В момент установления формирователя 1 в:исходное положение сигнал на выходе спектрометра должен быть ниже порога срабатывания триггера Шмитта. С момента установления формирователя в исходное положение до момента начала очередного запуска поле не должно проходичь через сигнал, превышающий по ам|плитуде порог срабатывания триггера Шмитта. Установкой выдержки времени устройства задержки 4 можно сделать участок спектра, проходимый за время с момента установления формирователя 1 в исходное положение до момента запуска накопителя, узким по сравнению с ш ирнной исследуемого спектра, но перекрывающим диапазон нестабильности магнитного поля за полное время эксперимента. Это позволяет выделить запускающий сигнал в узком участке спектра, в течение времени прохождения,которого формирователь 1 и схема проС прецизиониаго о жтеиЧ

Cve on со сРеитреоцб и2

C фон

Фетеи ттерО

Сиит ðà зим эм,ж лир fcdpuc

Составитель Н. А. Козлов

Техред Л. Я. Левина Корректор Е. Н. Миронова

Редактор Н. С. Коган

Заказ 1738/7 Тираж 480 Подписное !.!1-!ИИЛИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

hycKRHHH 2 готовы,к очередному запуску накопителя. Такая возможность повышает помехоустойчивость устройства связи со спектрометром п ри запуске .накопителя слабым сигналом, а также позволяет выделить сигнал для запус,ка из ряда близко расположенных сигналов спектра, что важно при накоплении спектра с большим количеством узких линий

По истечении выдержки времени сигнал, снимаемый с выхода устройства задержки 4, понижает потенциал базы триггера Шмитта до порога,отпускания, возвращая формирователь стартового сигнала в исходное положение.

Благодаря использованию сигнала, возвращающего триггер Шмитта в исходное положение, можно осуществить запуск накопителя сигналом, не менее чем в два раза превышающим уровень шумов, обеспечив при этом устойчивую работу схемы.,После возвращения формирователя 1 в исходное положение импульс, приходящий на триггер блокировки 8 с устройства задержки 4, открывает схему пропускания, после чего устройство готово к накоплению очередного спектра.

Предмет изобретения

Устройство для накопления спектров магнитного резонанса, содержащее усилитель постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь, арифметическое и запоминающее устройства, временной селектор, пересчетную

10 декаду и устройство управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, оно содержит формирователь стартового сигнала, схему пропускания, триггер блокировки и устройство задержки, причем вход схемы пропускания через формирователь стартового сигнала соединен с выходом у"илптеля постоянного тока, выход — с временным селектором и одним входом триггера блокировки, другой вход которого подключен через устрой20 ство задержки к выходу пересчетной декады, а выход — к управляющему входу схемы пропускания.