Спиновый генератор на боковой частоте

П И -. Й

И,Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ.; 3227!2

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.V1.1970 (№ 1445636/26-25) М. Кл. G 01п 27/78 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 30.XI,1971. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 11.11.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Сввете Министров

СССР

УДК 539.142.3(088.8) Авторы изобретения В. А. Забродии, В. Е. Соловьев, К. А. Тихонов и Л. Н. Гальперин

Филиал института химической физики АН СССР

Заявитель

СПИНОВЫЙ ГЕНЕРАТОР НА БОКОВОИ ЧАСТОТЕ

Изобретение относится к области аппаратурной техники спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известны спиновые генераторы на боковой частоте, в которых ядерные сигналы рабочего вещества после детектирования и усиления непосредственно воздействуют через цепь обратной связи на амплитуду возбуждающего высокочастотного поля или модулируют поляризующее поле.

Известные спиновые генераторы на боковой частоте характеризуются тем, что одновременно с приемом полезных ядерных сигналов высокочастотный приемник генератора находится под воздействием возбуждающего высокочастотного напряжения, вследствие чего шумовая компонента этого напряжения нарушает точность работы такого генератора, т. е. точность следования частоты его колебаний за изменениями поляризующего поля.

Описываемый генератор отличается повышением точности работы на боковой частоте благодаря уменьшению влияния на частоту его колебаний шумовой компоненты возбуждающего поля.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого спинового генератора.

Спиновый генератор работает следующим образом.

Выходное высокочастотное напряжение возбуждающего генератора 1 через импульсный амплитудный модулятор 2 подается на датчик

8 сигналов ЯМР, находящийся в поляризующем поле магнита 4. Выходное напряжение

5 датчика 8 поступает на вход усилителя 5 высокой частоты и далее на высокочастотный фазовый детектор б, опорным напряжением которого служит высокочастотное напряжение возбуждающего генератора 1, подлваемое на

10 детектор б через фазовращатель 7. Выход фазового детектора б связан формирователем 8 прямоугольных импульсов, представляющим собой усилитель низкой частоты с последующим ограничением, дифференцированием, от15 делением импульсов одной полярности и расширением их до необходимой длительности.

Выходные импульсы формирователя 8 воздействуют на амплитудный модулятор 2 и через стробнрующее устройство 9 управляют реки20 мом работы усилителя 5 высокой частоты.

При надлежащем выборе фазы фазоврлщлтелем 7 в описываемой схеме возникают низкочастотные колебания нл частоте, равной разности между частотой высокочастотного

25 возбуждавшего генератора н резонансной частотой атомных ядер рабочего вещества в данном поляризующем поле, т. е. описываемая схема является спиновым генератором на боковой частоте амплитудно-модулированных

30 высокочастотных колебаний.

3227l2

При разрыве цепи обратной связи (точка а) генератор работает следующим образом.

Формирователь 8 прямоугольных импульсов задает длительность работы импульсного модулятора 2, т. е. время облучения образца вьlcOKo 1(1стотпым полем. Чястотя следовяпия облучающих импульсов 0 задается частотой колебаний, поступающих на вход формирователя 8. Импульсный модулятор 2 осуществляет амплитудную модуляцию непрерывных колебаний от генератора 1 высокой частоты, преобразуя непрерывные колебания генератора в импульсы с высокочастотным заполнением, Усилитель 5 высокой частоты запирается па время импульсного модулятора с помощью стробпру1ощего устройства 9. Усилитель 5 открывается после окончания импульса модуляторя и принимает сигнал ЯМР.

Фазовый детектор б с помощью фазовращателя 7 выделяет сигнал поглощения.

Если резонансная частота образца (о,б=

=j H„совпадает с частотой генератора 1 (ео Ä), то ня выходе фазового детектора наблюдаются импульсы постоянного тока длительностью (Т вЂ” т) и периодом повторения Т, где т — длительность облуча1ощего высокочастотного импульса, а Т=2п/й — период следования облучающих импульсов. Так как в спектре амплитудно-модулированных колебаний, облучяющих образец, имеются колебания с частотами со о+Йод, то, изменив частоту а, от зпячеппя о1,„- па величину Р, получим резона(спое условие па первой боковой частоте амплитудно-модулированного колебания (оо. (Например, пя верхней боковой частоте, т. е.

О>о;,=О1о+Ы). В ЭТОМ СЛУЧаЕ На ВЫХОДЕ фаЗОвого детектора б получим синусоидальные колебания с частотой Я, т. к. сигнал ЯМР принимается на частоте (о,„-=(оо+Р, а частота спорного сигналя (частота генератора 1), поступающего в фазовый детектор, равна (яо

Соединяя выход фазового детектора б со входом формирователя 8, т. е. замыкая цепь обратной связи, получим спиновый генератор на боковой частоте колебаний (о„в котором частота повторения импульсов будет автоматически подстраиваться к значению, удовлетворЯЮЩЕМу ураВНЕНИЮ 0=(ооб (Во=1тто 0)о при любых значениях Н, и (о„находящихся в

10 рабочем диапазоне системы.

Таким образом наличие в схеме формирователя прямоугольных импульсов, стробирующего устройства и амплитудного модулятора позволяет создать спиновый генератор на боковой частоте в. ч. колебаний, в котором облучение образца высокочастотным напряжением и прием ЯМР сигнала производится в разное время, т, е. исключается влияние шумовой компоненты в. ч. напряжения на ЯМР сигнал.

Предмет изобретения

Спиновый генератор на боковой частоте, содержащий датчик сигналов ядерного магнитного резонанса, помещенный в поляризующее магнитное поле, возбуждающий генератор высокой частоты, импульсный амплитудный

З0 модулятор, усилитель высокой частоты со стробирующим устройством, высокочастотный фазовый детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности следования частоты колебаний спинового генератора за изменениями поляризующего поля, в цепь обратной связи между фазовым детектором и амплитудным модулятором включен формирователь прямоугольных импульсов, выход которого подан также на стробирующее устройство

40 усилителя высокой частоты.

Составитель Л. Сибельдина

Редактор Т. Загребельная Техред Е. Борисова

Корректор О. Тюрина

Заказ 48/11 Изд. № 1749 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2