Устройство для частотной развертки радиоспектрометра ядерного магнитного резонанса Советский патент 1977 года по МПК G01N27/78 

ного напряження, при этом в начале каждого попупериода опорное напряжение изменяет свой знак (или амплитуду) и остается постоянным в течение всего полупериода. Регулируемое по фазе напряжение получается на выходе второго кокшаратора без промежуточного преобразования формы в результате сравнения выходного напряжения балансного усилителя и регулируемого опорного напряжения, которое также в начале каждого полупериода напряжения балансного усилителя изменяет свой знак. На фиг. 1 изображена блок-схема устрой ства; на фиг. 2 - временные диаграммы. Схема содержит источники питания 1 управляющих напряжений, балансньй усилитель 2, интегрирующие элементы 3, коммутирующий переключатель 4, балансный компаратор 5, стабилизатор 6 амплитуды опорных напряжений , регулятор 7 амплитуды опорного напряжения, компаратор 8 регу лятора фазы. Выходное напряжение балансного усилителя 2 поступает на сигнальные входы балансного компаратора 5 и компаратора 8. Стабилизатор 6 управляется выходными напр яисениями балансного компаратора 5. Опорное напряжение с суммарного выход стабилизатора 6 подается на вход балансного компаратора 5. Напр51нсення с балансных выходов стабилизатора 6 поступают на коммутирующий переключатель 4 и регулятор 7 в 1-яотором производится регулируемое деление и алгебраическое сложение этих напряжений. Полученное регулируемое опорное напряжение подается на компаратор 8, При работе коммутирующий переключатель 4 подключает одну группу интегрирующих элементов 3 к балансному усилителю 2. Под действием управляющих напряжений источников 1, определяющих генерируемую час тоту, происходит линейное изменение выходного нацряжения балансного усилителя 2, как это изображено на временной диаграмме 9 (фиг 2). В момент компенсации этим напряжением опорного напряжения 1О (при подаче через токозадающие резисторы комгпаратора 5 на один вход усилителя компаратора 5) изменяется полярность выходных напряжений балансного компаратора 5 и полярность (или амплитуда) опорных напряжений 1О и 11 стабилизатора 6 Одновременно меняется состояние коммутирующего пере ключателя 4, который изменяет направление интегрирования путем подключения другой группы интегрирующих элементов 3 к баланс ному усилителю 2. За счет изменения поляр ности опорного напряжения Ю, которое подает на вход балансного компаратора 5, в устройстве генерируется треугольное напряжение 9 с периодом Т, стабильность амплитуды и частоты которого зависит, в частное ти от постоянства уровней опорного напряжения 10. Постоянство этих уровней обеспечивается стабилизатором 6. Одно из напряжений 9, 10 и 11 с выходов 1 устройства может быть использовано в спектрометре для модуляпии магнитного поля. Поскольку для управления коммутирующим переключате лем 4 и регулятором 7 требуется меньшая стабильность управляющих напряжений, для этих целей, кроме стабилизированных напряжений, допустимо использовать также непосредственно выходные напряжения балансного компаратора 5. Из двух противофазных пpя юyгoлЬныx напряжений 10 и 11 в регуляторе 7 формируется регулируемое по амплитуде и фазе (о и 180°) напряжение 12, которое при крайних положениях регулятора 7 совпадает с напряжением Ю или 11, Дважды за период в моменты компенсации напряжением 9 опорного напряжения 12 изменяется полярность выходного напряжения компаратора 8. Таким образом, на выходе компаратора 8 формируется прямоугольное напрялсение 13, которое может быть использовано в качестве опорного напряжения фазового детектора сигнала ЯМР. Изменением фазы этого напряжения регулятором 7 подбирается необходимая форма линий сигналов ЯМР (поглощение или дисперсия). При частотяой развертке спектра фазовые соотнощения модулирующего и опорного напряжений остаются постоянными, таким образом, достигается регистрация спектров ЯМР без фазовых искажений. Разработанный для радиоспектрометра РН2309 макет устройства содержит функциональные узлы, реализованные на микросхемах и некоторых пассивных элементах. Балансный компаратор 5, выполненный на двух по. следовательно включенных микросхемах К1УТ401Б, обеспечивает на выходах микросхем противофазные пря.О тольные напряжения и амплитудой около 1 10 в, В стабилизаторе 6 максимальная стабильность достигнута применением двух отдельных цепей стабилизации положительного и отрицательного уровней опорного напряжения стабилитронами. Напряжения на разпополярно включенных стагбилитронах образуются поочередно в течение одного полупериода за счет прохождения тока через ограничительные ре,зисторы и выпрямительные диоды, включенные в определенной полярности между прямым выходом балансного компаратора и соответствующим стабилитроном. На вход усилителя балансного компаратора 5 стабилизированные опорные напряжения подаются через суммирующие токоаадающие резисторы. В регуляторе 7 регулирующим элементом является потенциометр, на крайние выводы поступают противофазные опорные напряжения. Для устранения влияния некоторой несимметрии этих напряжений использованы разделительные конденсаторы и двумя резисторами создана искусственная средняя точка. При плавных амплитудах пилообразного и опорного напряжений регулятор 7 и компаратор 8, выполненный на микросхеме К1УТ7401Б, обеспечивает плавную регулировку фазы в пределах 180°. Формула изобретения

Устройство для частотной развертки радиоспектрометра ядерного магнитного резонанса, содержащее источники управляющих напряжений, интегрирующие элементы, балансный усилитель и коммутирующий переключатель , отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при одаовременном обеспечении регулировки фазы сигналов ЯМР, оно снабжено балансным компаратором, стабилизатором амплитуды опорных напряжений, регулятором акшлитуды опорного напряхения и компаратором регулятора фазы, при этом балансный усилитель соединен с первыми входами балансного компаратора и компаратора регулятора фазы, а стабилизатор амплитуды опорньгх напряжений соединен с выходами и вторым входом балансного компаратора, с коммутирующим переключателем и через регулятор амплитуды опорного напряжения со вторым входом компаратора-регулятора фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 394712, М. кл. Q-01N 27/78, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР

№ 396616, М. кл. Q 01 N 27/78, 1973.

У

г/2 и

хУ

5

ли /

10