Формирователь импульсов селективного возбуждения ядерного магнитного резонанса Советский патент 1989 года по МПК G01N24/08 

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 отдель- HEJX маскирующих линий в случае достижения максимального разреше- ния спектральных линий, предназначено для ЯМР-спектроскопии сложhbDc гетерогенных систем биологической природы и может найти применение в химической, пищевой промьшшен- ности, медицине, биологии, в комплексе с импульсным Я1 1Р-спектромет- PDM,также может быть исполвзовано в других направлениях, например радиолокации, радиофизики, радиоспектрометрии.

Целью изобретения является сокращение времени селективного спектрального анализа, повышения разрешающей способности и точности анализа

сд

спектрального распределения частотных компонент о

На чертеже представлен формирователь импульсов селективного возбужде ния ЯМР.

Формирователь содержит блок формирования высокочастотных (ВЧ) импульсов, триггер коммутации ВЧ-ключей, логическую схему л правления и гене- ратор 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, две логические схемы 10 и 12 совпадения, инвертор.11, триггер 13 запуска (lK-типа), два формировате- ля 1А и 15 коротких импульсов, собиг рательную схему 16, адресный счетчик 17, запоминающее устройство (ЗУ) J8, два дешифратора 19 и 20, цифровой аналоговый, преобразователь (11АП) 21,

Выходы ключей 2 и 3 блока формирова- :ния ВЧ-импульсов соединены с входами сумматора 7,а управляющие входы ключей соединены с прямым и инверсными выходами триггера 5 кокЫутации ключ ей, вых 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 вхо- дом аналогового ключа 9, а то время как его выход подключен к счетному входу триггера коммутации ключей и к одному входу первой схемы 10 совпадения, а через инвертор 11 с анало гичным входом второй схемы 12 совпадения второй вход схемы 10 совпадения подключен к прямому выходу триггера 13 запуска и одновременно к управляющему входу аналогового ключа 9, а симметричный вход второй схемы 12 совпадения к инверсному выходу того же, 1К-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, вьптолненного на ре

,

ю 15 20 25

,Q Q д

35

55

гистре - в блоке генератора сигналов специя;шной формы, адресные входы его Ap-Aj 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 1 3 за- пускво

Формирователь работает следующим образоМо

Информация о значении коэффициентов передачи для каждого полупериода модулирующей функции

2sin%.t//rt,

где f,x верхняя частота модуляции, заносится по адресам Ад-А в 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

13запуска, схема управления вырабатывает по циркуляционному принципу сигна.г1ы разрещения считьшания из ЗУ кода модуляции пропорционального .

Управление адресами ЗУ при считывании производится логической формой управления, которая формирует корот- кие импульсы, следующие моменты пересечения напряжения нулевого 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 от генератора ииз- кой частоты поступает на компаратор

8и одновременно на аналоговый ключ

9о С выхода компаратора . подается на логи 1ескую схему 10 совпадения и в противофазе через инвертор, схему НЕ на логическую схему 12 совпадения Управление схемами совпадений осуществляет триггер 13 запуска Переключение адресов счетчика в коммутации триггера запуска производится синхронно с выхода собирательной схемы 16, через которую проходят укороченные формирователями

14и 15 коротких импульсов переключающие импульсы. Напряжение sintit,

пройдя через аналоговый ключ 9, поступает на вход опорного напряжения

умножающего ЦЛП 21, которьй в этом

случае работает как цифровой потенциометр „ Модулирующее напряжение с выхода ЦАП 21 поступает на балансный модулятор 4о На второй вход его подаются ВЧ-импульсы с выхода сумматора 7. Триггер 5 коммутации ключей в зависимости от фазы НЧ-сигналя открывает поочередно каждый ключ 2 и имеющий встроенные фазовращатели, пропуская на входы сумматора 7 фазо- манипулированные 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 увеличением точности селективного анализа, достигается тем, что в импульсе селективного возбуждения автоматически производится фазовая манипуляция ПовьпЕение быстродействия достигается возможностью коррекции формы спектра возбуждения в реальном времени эксперимента без переписи программы

Формула изобретения

Формирователь импульсов селективного возбуждения ядерного магнитного резонанса, содержащий синтезатор несущего колебания, выход которого соединен с первыми входами высокочастотных ключей, а их выходы через сумматор соединены с информационным входом балансного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом цифрового аналогового преобразователя, адресные выходы адресного счетчика соединены с адресными входами запоминающего устройства, а информационные выходы запоминающего устройства (ЗУ) соединены с входом цифрового аналогового преобразовате

ля, отлич ающийся тем.

1516921 что

, с целью сокращения времени се

25

лективного спектрального анализа, повышения разрешающей способности и - точности анализа спектрального распределения частотных компонент, в устройство дополнительно введены триггер коммутации высокочастотных ключей, логическая схема управ)10 ления и два дешифратора, причем логическая схема управления содержит генератор низкой частоты, компаратор, инвертор, две логические схемы совпадения, два формирователя ко15 ротких импульсов, собирательную схему, аналоговый ключ, триггер запуска, причем выход генератора низкой частоты соединен с входом ком- парятора и одновременно с информаци20 ойным входом 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

30 запуска и с управляющим входом ана- логового ключа, а также с входом считывания ЗУ, тот же выход компаратора через инвертор соединен с первым входом второй логической схемы

35 совпадения, второй вход которой соединен с инверсным выходом триггера запуска, выходы обеих схем совпадения через последовательно соединенные два формирователя коротких им40 пульсов и собирательную схему подсоединены к инкрементному входу адресного счетчика, нулевой вход R триггера запуска соединен через два последовательно соединенных дешиф45 ратора с адресными входами ЗУ и ад- ресньпчи выходами адресного счетчика, а выход аналогового ключа соединен с входом цифрового аналогового пре- - образователяо

Составитель В„ Покатилов Редактор Но Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор Б.Гирняк

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-ω₀, 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.

Яаказ 6384/46

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-33, Раушская наб., д. А/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное