СПИНОВЫЙ ГЕНЕРАТОР НА БОКОВОЙ ЧАСТОТЕ Советский патент 1971 года по МПК G01N24/08 

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

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

Известные спиновые генераторы на боковой Частоте характеризуются тем, что одновременно с приемом полезных ядерных сигналов высокочастотный нриемник 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 ноля.

Онисываемый генератор отличается повыщением точности работы иа боковой частоте благодаря уменьшению влияния на частоту его колебаний шумовой компоненты возбуждающего поля.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого спинового генератора.

буждающего генератора 1 через импульсный амплитудный модулятор 2 подается иа датчик 3 сигналов ЯМР, находящийся в поляризующем поле магнита 4. Выходное напряжение

датчика 3 поступает иа вход усилителя 5 высокой частоты и далее на высокочастотный фазовый детектор 6, опорным напряжением которого служит высокочастотное иа |ряжение возбуждающего генератора У, подаваемое на

детектор 6 через фазовращатель 7. Выход фазового детектора 6 связан формирователем 8 прямоугольных импульсов, представляю1нпм собой усилитель низкой частоты с последующим огранпчением, дифференцированием, отделением импульсов одной иолярпости и расширением их до иеобходимой длительности. Выходные импульсы формирователя 8 воздействуют на амнлитудный модулятор 2 и через строб1 рующее устройство 9 управляют режимом работы усилителя 5 высокой частоты.

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

возбуждаюшего генератора и резонансной частотой атомных ядер рабочего вещества в данном ноляризующем ноле, т. е. описываемая схема является спиновым генератором на боковой частоте амплитудно-модулироваииых

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

Формирователь 8 прямоугольных импульсов задает длительность работы импульсного модулятора 2, т. е. время облучения образца высокочастотным нолем. Частота следования облучающи.х имнульсов Q задается частотой колебапнй, ностунающих 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 занолнением. Усилитель 5 высокой частоты запирается на время нмнульсного модулятора с номощью стробирующего устройства 9. Усилитель 5 открывается после окончания импульса модулятора и принимает сигнал ЯМР.

Фазовый детектор 6 с помощью фазовращателя 7 выделяет сигнал поглощения.

Если резонансная частота образца Юоб /Я„ совпадает с частотой генератора / (о)о), то на выходе фазового детектора наблюдаются нмпульсы ностоянного тока длительностью (Т-т) и нериодом новторения Т, где т - длительность облучающего высокочастотного импульса, а - нериод следования облучающих импульсов. Так как в спектре амплитудно-модулированных колебаний, облучающих образец, имеются колебаиия с частотами мо±/гО, то, изменив частоту озо от значения сооо на величину Q, получим резонансное условие на нервой боковой частоте амплитудно-модулнрованного колебания соо. (Нанример, на верхней боковой частоте, т. е. (,)(,п соо+Й). В этом случае на выходе фазового детектора 6 нолучим синусоидальные колебания с частотой Q, т. к. сигнал ЯМР принимается на частоте , а частота спорного сигнала (частота генератора 1), поступающего Ё фазовый детектор, равна «о Соединяя выход фазового детектора 6 со входом формирователя 8, т. е. замыкая цепь обратной связи, получим спиновый генератор на

боковой частоте колебаний соо, в котором частота новторения имнульсов будет автоматически подстраиваться к значению, удовлетворяющему , уравнению Q {uo6-wo iHo-о)о при любых значениях Но и -мо, находящихся в

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 щумовой 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

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

усилителя высокой частоты.

К«