Спиновый модуль Советский патент 1991 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к ядерному магнитному резонансу (ЯМР),.в частности, к одной из областей его проявления - спиновому эху (СЭ).

Известен спектрометр СЭ, где СЭ с конца последовательного спинового контура (СК) через П-образную LC-цепочку передается на вход приемника, который защищен от мощных возбуждающих сигналов шунтирующим диодом.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик ЯМР, где также вход при- , емнйка защищен от мощных сигналов параллельным входу диодом, а СЭ передается через цепочку, настроенную в резонанс на частоте ЯМР.

Недостаток известных устройств состоит в малой величине СЭ. которое неоптимально передается на вход приемника. Кроме того, полоса СЭ не может быть расширена без потерь из-за снижения добротности П-образной цепочки. Это не позволяет работать со спиновыми материалами, имеющими малую амплитуду СЭ и/или широкую полосу ЯМР,

Цель изобретения - повышение ампли- туды СЭ и увеличение его полосы.С/)

Поставленная цель достигается тем, что Ј вход согласующей цепи подключают к сред- л ней точке последовательного СК, где напря- 3 жениеСЭ вО. раз выше, чем на конце CK(Q - добротность СК), причем согласующая цепь выполнена в виде параллельного сое- динения резистора, емкости и цепочки по- О1 следовательно соединенных индуктивности 4D катушки и коммутатора. Кроме того, согла- (J сующая цепь может быть выполнена в виде J параллельно включенных резистора и це- { почки последовательно-встречно включен- Ј ных варикапов.

На фиг.1 изображена схема предлагав- мого спинового модуля с согласующей « цепью первого типа; на фиг.2 - то же. второго типа.

Устройство содержит конденсаторы 1, 2,3, 11, катушки индуктивности 4, 5, 6, ко,м- мутаторы 7, 8, входную RC-цепь приемника 9 и резистор 10.,

Устройство pa5otaeT следующим образом.

о

Возбуждается СК через согласующий П- контур, состоящий из конденсаторов 1 и 3 катушки 4, На входе приемника мощные сигнал ы ослабляются из-за высокого сопро- ти|вления фильтра-пробки (Си - Le), при замкнутом коммутаторе 8, который может быть выполнен, например, в виде парал- лепьной цепочки встречно включенных диодов. На этапе формирования СЭ оно снимается с конденсатора 2 и передается на вход приемника 9 через пропорциональный делитель, образованный цепочкой RIO - Cij и RC-цепью 9 приемника.

Спиновый модульс входной цепью второго типа (фиг.2) содержит вместо фильтра- пробки цепочку последовательно-встречно включенных варикапов 12. Работа данного варианта основана на свойстве варикапов 12 |иметь малую емкость для мощных возбуждающих сигналов и большую емкость для малых сигналов СЭ. Это позволяет ос- лаолять мощные сигналы на входе приемника и оптимально передавать СЭ с учетом пропорциональности делителя при выполнении условия CBapR RnpCnp, где RnpCnp - постоянная времени входной цепи приемника; Свар, R емкость цепочки варикапов 12 и сопротивление резистора 10. При этом следует отметить предпочтительность цепи связи первого типа при формировании узко- полосного СЭ, так как добротность фильтра-пробки повышается с уменьшением реж ектируемой полосы. Цепь связи второго типа, напротив, повышает свою эффективность при увеличении полосы СЭ и сопутству- ющйм увеличении амплитуды воздействующих сигналов, приводящем к росту коэффициента перекрытия емкости варикапов.

Таким образом, изменение согласующих цепей на входе и выходе СК обеспечивает увеличение его амплитуды и/или расширение его полосы.

Формула изобретения

1.Спиновый модуль, состоящий из последовательно соединенных встречно-параллельных диодов, первой катушки индуктивности и последовательного резонансного контура, состоящего из второй катушки индуктивности и первого конденсатора, причем второй вход первой катушки индуктивности через второй конденсатор соединен с общей шиной, а также из параллельной цепи, включающей первый резистор и входной конденсатор, через которую выход модуля соединен с общей шиной, отличающий- с я тем, что, с целью повышения амплитуды спинового эха, в него введены третий конденсатор, через который выход модуля соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, и согласующая цепь, включенная параллельно второму резистору.

2.Модуль по п. 1,отличающийся тем, что согласующая цепь выполнена в виде последовательного соединения катушки индуктивности и пары встречно-параллельных диодов, параллельно которому подключен конденсатор.

3.Модуль по п. 1,отличающийся тем, что, с целью увеличения полосы пропускания, согласующая цепь выполнена в виде последовательного соединения встречно включенных варикапов.

Изобретение относится к технике ядерного магнитного резонанса, функционирующей на основе спинового эха (СЭ). Цель изобретения - ловышение амплитуды спинового аха и увеличение полосы СЭ, Мощность передатчика направляется в спиновый контур, образованный катушкой и конденсатором, через П-контур. П-контур согласует выходное сопротивление передатчика с входным сопротивлением спинового контура. Кроме того, сигнал напряжения СЭ снимается со средней точки спинового контура, где он максимален. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Вход

От-

I

Вход /

Ф.г

//

r-WH

10

8t/)(o9

3-L