Устройство для выделения сигналов в спектрометре электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1988 года по МПК G01N24/10 

ьс

00

со

NU

со

Изобретение относится к техни.ке электронного парамагнитного резонанса, может быть использовано в приборостроительной промышленности при изготовлении радиоспектрометров ЭПР и является дополнительным к авторскому свидетельству № 1078300, Цель изобретения - повышение чувствительности и снижение трудоемкости настройки спектрометра при изменении числа каналов накопителя. В ycTpovlcTBO введен регулируемый источник напряжения , а цифроаналоговьш преобразователь выполнен умножакшщм, причем выход регулируемого источника напряжения подключен ко входу опорного напряжения, цифроаналогового преобразователя. В каждом периоде низкочастотной развертки магнитного поля осуществляют коррекцию среднего значения реализации сигнала в соответствии с заданным числом каналов накопителя, 1 ил. (О ел

гч

Изобретение относится к технике электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано в приборостроительной промьшшенности при изготовлении радиоспектрометров ЭПР.

Цель изобретения - повышение чувствительности и снижение трудоемкости настройки спектрометра.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит электромагнит 1, источник 2 питания с блоком низкочастотной развертки, высоко- частотный модулятор 3, резонатор 4, блок 5 СВЧ, избирательный усилитель 6, синхронный детектор 7, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 8, цифровой накопитель 9, делитель 10 частоты, реверсивный счетчик 11, буферный регистр 12, умножающий цифро- аналоговый преобразователь (ЦАП) 13 I регулируемьй источник 14 напряжени

Обеспечение компенсации уровня нулевой линии спектра при изменении 1исла каналов накопителя базируется la коррекции управляющего напряжеютя ;инхронного детектора в соответствии ; заданным числом каналов накопит(гля I Сигналы в предлагаемом устройстве выделяют следующим образом, i Электромагнит 1 создает поляризунг магнитное поле, низкочастотная 1 азвертка которого осуществляется источником 2 питания с блоком низкочастотной развертки, а высокочастотная 1|1одуляция магнитного поля осуществля 4тся модулятором 3. Резонатор 4, по- 1ещенный между полюсными наконечни- йами электромагнита 1, связан с бло- ij:oM 5 СВЧ, в котором сигнал, обусловленный ЭПР, детектируется детектором СВЧ, с выхода которого снимается с|игнал ЭПР на частоте модуляции. Это 4игнап усиливается избирательным 51 силителем 6 и детектируется синхрон tfbiM детектором 7. На второй вход синх IfOHHoro детектора 7 поступает напря- зйение управления, осуществляющее пропорциональное смещение начального ровня на выходе синхронного детек- Tiopa 7 Далее низкочастотный сигнал ПР преобразуется в цифровой код АЙП 8, который синхронно суммируется цифровым накопителем 9.

АЦП 8 имеет два выхода. Число N и|мпульсов на втором выходе 15 АЦП 8, к|ак и в прототипе, за время одной

развертки магнитного поля равно числу каналов накопителя, т.е. N7.

Число N импульсов, поступающих на суммирующий вход реверсивного счетчика 11 через делитель 10 частот с модулем счета 2™ с первого выхода 16 АЦП 8 за время одной развертки определяется вьфажением

N (.Ум/2 - ,

ацп где m - разрядность АЦП 8;

шаг квантования АЦП 8; ли - смещение среднего значения выходного сигнала синхронного детектора 7 за время одной развертки относительно середины динамического диапазона АЦП 8.

В результате этого состояние реверсивного счетчика 11 за время одной развертки изменится на величину

„ „ и 1

Nf- - . яцп

л U

Содержимое реверсивного счетчика

11переписывается в буферньм регистр

12в момент окончания каждой развертки магнитного поля. Цифровой код, записанный в регистре 12, преобразуется умножаюпщм ЦАЛ 13 в соответствующее напряжение

Выходное напряжение умножающего ЦАП 13, в общем случае определяемое выражением

U

и

иал

K-Upn-FCt),

л U

где К - коэффициент передачи (функщя кода);

Up,- опорное напряжение; F(t) - функция изменения опорного

напряжения,

.подается на управляющий вход синхронного детектора 7, смещая его начальный выходной уровень на величину

ц«„ лЫ-Ьц„„-Р(ь)

ди Ji«I X п ацп

л U

-f™-F(t),

где Ьцд„ - щаг квантования ЦАП.

Функция F(t) изменения опорного напряжения задается регулируемым источником 14 напряжения в виде

F(t) -у. Таким образом, окончательно имеем

-lU

h цмп

h7

I

2«n-i

r - A-dU,

«ЦП

где A - константа

Полученное вьфаженне показывает, что в момент; начала каждой развертки магнитного поля начальное смещение выходного напряжения синхронног детектора 7 скачкообразно изменяетс на величину, однозначно определяемую смещением 4U среднего значения выходного сигнала синхронного детектора 7 за время одной развертки магнитного поля относительно середины динамического диапазона АЦП 8 и не зависящую от числа t каналов накопителя . Последнее обстоятельство обеспечивает автоматическую компенсацию смещения нулевой линии входного сигнала АЦП 8 при изменении числа каналов накопителя 9 и позволяет сократить при этом время настройки спек- рометра и поиска спектральных линий в среднем на 20- 30%. Кроме того, сужение динамичесоя 1423949

кого диапазона после детекторной регистрации позволяет более эффективно использовать объем памяти накопителя и, следовательно, повысить чувствительность спектрометра.

Формула изобретения

I

Устройство для вьщеления сигналов

в спектрометре злектронного парамагнитного резонанса по авт.ев, . № 1078300, отличающееся тем, что, с целью повьппения чувствительности и снижения трудоемкости настройки спектрометра при изменении числа каналов накопителя, дополнительно введен регулируемый источник напряжения, а цифроанапоговый преобразователь выполнен умножающим, причем выход регулируемого источника напряжения подключен к входу опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, а его управляющий вход сое- динен с вторым управляющим выходом накопителя.