Устройство измерения частоты сигналовядЕРНОгО КВАдРупОльНОгО РЕзОНАНСА Советский патент 1981 года по МПК G01N24/00 

1

Изобретение относится к области радиоспектроскопии твердого тела, осуществляемой устройствами ядерного квадрупольного резонанса (ЛКР) , и может быть использовано, например для исследования физико-химических свойств ве1честв наблюдениемсигналов ядерной индукции и спин-эха.

Известны импульсные устройства наблюдения ЯКР, используемые для исследования вег.честв при изучении структуры молекул, природы химической связи в кристаллической решетке, дефектов в твердых телах, внутри- и межмолекулярных квадрупольных взаимодействий и т.д., которые построен на основе некогерентного режима импульсной методики выделения сигналов ЯКР l.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство измерения сигналов ядерного квадрупольного резонанса., содержащее последовательно соединенные генератор импульсов высокой частоты, импульсный програкмный блок и индуктор, супергетеродинный преобразователь-усилитель , состоящий из гетеродина, блока автоматической подстройки частоты и усилителя высокой частоты, усилитель промежуточной частоты, детектор, видеоусилитель, блок регистрации, ключ и частотомер 2 . Однако в известных устройствах частота сигнала ЯКР определяется путем сравнения резонансной частоты генератора импульсов высокой частоты с изменяемой до совпадения с частотой подключенного внешнего генера0тора, принимаемой за резонансную и измеряемой непосредственно частотомером. Измерение резонансной частоты этим способом сводится к медленному изменению частоты внешнего гене5ратора до сведения картины наложения биений к шумовой развертке осциллографа. Точность измерения частоты резонанса определяется погрешностью способа нулевых биений и составляет

0 100-200 Гц. Это не обеспечивает высокой точности измерения частотных параметров исследуемого образца. Кроме того, этот способ трудно поддается автоматизации.

5

Цель изобретения - повышение точности измерения ч-астоты сигналов ЯКР.

Поставленная цель достигается тем Что устройство измерения сигналов ядер

0 ного квадрупольного резонанса,содержа щее последовательно соединенные гене тор импульсов высокой частоты, импуль сный программный блок и индуктор, супергетеродинный преобразовательусилитель, состоящий из гетеродина блока автоматической подстройки час тоты и усилителя высокой частоты, усилитель промежуточной частоты, де тектор, видеоусилитель, блок регист рации, ключ, частотомер, снабжено усилителем-ограничителем, фазовым детектором, управляемым генератором фильтром нижних частот, причем выхо усилителя высокой частоты соединен через усилитель-ограничитель с одни из входов фазового детектора, второ вход которого соединен с выходом управляемого генератора, а выход фазового детектора через ключ и фильтр нижних частот соединен с управляемым входом управляемого генератора, причем выход управляемого генератора соединен с измерительным входом частотомера, а управляющие . входы частотомера и ключа соединены с выходом импульсного программного блока, На чертеже показана схема предла гаемого устройства. Устройство содержит генератор импульсов высокой частоты 1, импуль ный программный блок 2, индуктор 3, супергетеродинный преобразовательусилитель., состоящий из гетеродина 4 и усилителя 5 высокой частоты, блок б автоподстройки частоты, усилитель 7 промежуточной частоты, детектор 8, видеоусилитель 9, усилитель-ограничитель 10, фазовый детектор 11, управляемый генератор 12 ключ 13, фильтр 14 нижних частот, . частотомер 1-5 и блок 16 регистрации устройства. Устройство работает следующим образом., Сигнал ядерной индукции или спи эха с выхода усилителя 5 высокой частоты поступает на вход усилителя ограничителя 10, преобразованные импульсы которого воздействуют на один из входов фазового детектора 1 На другой вход Подается напряжение управляемого генератора 12, изменяю щаяся величина которого определяется, разницей фаз его входных напряжений. В процессе захвата ключ 13 замкнут напряжение на конденсаторе фильтра 14 изменяется пока частота управляемого генератора 12 не сравняется с частотой сигнала ядерной индукции. Причем процесс захва.та оканчивается за время, не превышающее время затухания сигнала ЯКР составляющее 2-4 мс, и при надлежащем выборе постоянной времени фильтра 14 нижних частот, этого времени достаточно для .окончания захвата частоты системой фазовой автоподстройки частоты, составляющей величину порядка 28 МГц и времени существования 50i lO -lO--10 периодов колебаний. При окончании процесса захвата ключ 13 размыкается, и напряжение на конденсаторе фильтра 14 нижних частот запоминает- ся. Частота выходных колебаний управляемого генератора ,12 остается постоянной и равной частоте колебаний сигнала ЯКР. Измерителем частоты управляемого генератора 12 является электронно-счетный частотомер 15. Устройство позволяет измерять с точностью 10-15 Гц. Формула изобретения Устройство измерения частоты сигналов ядерного квадрупольного резонанса, содержащее последовательно.. , . соединенные генератор импульсов высокой частоты, импульсный программный блок и индуктор, супергетеродинный преобразователь-усилитель, состоящий из гетеродина, блока автоматической подстройки частоты и усилителя высокой частоты, усилитель промежуточной частоты, детектор, видеоусилитель, блок регистрации, ключ, частотомер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен усилителем-ограничителем, фазовым детектором, управляемым генератором, фильтром нижних частот, причем выход усилителя высокой частоты соединен через усилитель-ограничитель с одним из входов фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом управляемого генера,тора, а выход фазового детектора через ключ и фильтр нижних частот соединен с управляемым входом управляемого генератора, причем выход управляемого генератора соединен с измерительным входом частотомера, а управляющие входы частотомера и ключа соединены с выходом импульсного программного блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гречишкин B.C. Ядерные квадрупольные взаимодействия в твердых телах, М., Наука, 1973, с.93. . 2.Авторское свидетельство СССР . №837527/26-28, кл. 27/18, 1969 (прототип).