Спектрометр электронного парамагнитного резонанса с фазовой автоподстройкой частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИ УБЛИК(1) Научно-исследовательский инкладных физических проблемА. Н. Севченко и Белорусский одового Красного Знамени госудауниверситет им. В. И. Ленина(56) Пул Ч. Техника ЭПР спектроскопии,Мир, 1970, с. 74.Кириллов С. ТСупергетерогенныйборы и техника экс, 37 - 138. ститут приим. акад, рдена Тру- рственный Плахотников Ю, Г. спектрометр ЭПР. - Присперимента, 1981,5,(54) (57) СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА С ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий генератор СВЧ с входом управления частотой, опорный канал, состоящий из направленного ответвителя мощности СВЧ и последовательно включенных ослабителя мощности СВЧ, фазовращателя, амплитудного детектора СВЧ, блока усиления и синхронного детектирования на частоте модуляции мощности СВЧ, блока модуГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРыт ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С ляционной регистрации производных сигналов ЭПР, и сигнальный канал, состоящий из последовательно включенных ослабителя мощности СВЧ, циркулятора, отражательного резонатора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей спектрометра за счет одновременной регистрации сигналов дисперсии и поглощения или их производных в широком диапазоне частот модуляции магнитного поля, в спектрометр дополнительно введен второй опорный канал, состоящий из ответвителя мощности СВЧ и последовательно включенных ослабителя мощности СВЧ, фазоврашателя, фазового детектора, блока усиления и синхронного детектирования на частоте модуляции мощности СВЧ, блока модуляционной регистрации производных сигнала ЭПР ий ключевого модулятора отраженной от измерительного резонатора мощности СВЧ, причем фазовый детектор соединен через ключевой модулятор с вторым циркулятором, 1 первый вход которого соединен с первым циркулятором, второй - с ключевым модулятором СВЧ, а третий - с амплитудным детектором первого опорного канала, а управляющий вход генератора СВЧ соединен с фазовым детектором на частоте модуля- фф ции мощности СВЧ. ФФейИзобретение относится к технйке электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использовано в радиотехнической и других отраслях промышленности при изготовлении спектрометров ЭПР.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет одновременной регистрации сигналов дисперсии и поглощения или их производных в широком диапазоне частот модуляции магнитного поля.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого спектрометра ЭПР с фазовой автоподстройкой частоты. Спектрометр содержит генератор СВЧ 1, первый опорный канал 2, состоящий из последовательно включенных ослабителя 3 мощности СВЧ, фазоврашателя 4, амплитудного детектора СВЧ 5, блока 6 усиления и синхронного детектирования на частоте модуляции мощности СВЧ и блока 7 модуляционной регистрации производных сигналов ЭПР, второй опорный канал 8, состоящий из последовательно включенных ослабителя 9 мощности СВЧ, фазовращателя 10, фазового детектора 11, блока 12 усиления исинхронного детектирования на частоте модуляции мощности СВЧ и блока 13 модуляционной регистрации производных сигнала ЭПР сигнального канала 14, состоящего из двух ответвителей 15 и 16 мощности СВЧ, ослабителя 17 мощности СВЧ, отражательного резонатора 18, включенного в измерительный канал с помощью циркулятора 19, ключевого модулятора 20 и второго циркулятора 21, первый вход которого соединен с циркулятором 19 измерительного резонатора 18, второй - с ключевым модулятором 20, например, на основе резонансной диафрагмы с р-и-диодом, а третий - с амплитудным детектором СВЧ 5 первого опорного канала 2. Выход ключевого модулятора 20 мощности СВЧ соединен с фазовым детектором 11 второго опорного канала 8, управляющий вход генератора СВЧ 1 соединен с выходом блока 12 усиления и синхронного детектирования на частоте модуляции мощности СВЧ, а первый 2 и второй 8 опорные каналы соединены с генератором СВЧ 1 через ответвители 15 и 16 мощности СВЧ соответственно.Мощность СВЧ от генератора 1 через ослабитель 17 и циркулятор 19 поступает в измерительный резонатор 18, Мощность, от 5 О 5 20 25 30 35 40 45 раженная от резонатора 18 и несущая информацию о сигнале ЭПР, через циркулятор 21 поступает на ключевой модулятор 20 мощности СВЧ. В период времени, когда модулятор открыт, мощность СВЧ проходит к фазовому детектору 11, а при закрытом модуляторе отражается от него и через циркулятор 21 поступает к амплитудному детектору СВЧ 5. При этом на детектор 5 поступает также смешение от генератора СВЧ 1 через ответвитель 15 мощности СВЧ, ослабитель 3 и фазоврашатель 4, а к детектору и фазовращатель 10. В результате амплитудный детектор СВЧ 5 работает в обычном для гомодинных спектрометров режиме и может быть настроен с помощью фазоврашателя 4 на регистрацию сигналов поглощения или дисперсии, В то же время детектор 11 настроен с помощью фазоврашателя 1 О на регистрацию сигнала дисперсии, т,е. сдвиг между плечами детектора составляет 90. Так как мощность СВЧ, поступающая от измерительного резонатора 18 к амплитудному СВЧ 5 и фазовому детектору 11, промодулирована по амплитуде ключевым модулятором 20, то и сигналы на их выходах модулированы с частотой модуляции СВЧ. После избирательного усиления и синхронного детектирования на частоте модуляции СВЧ блоками 6 и 12 усиления и синхронного детектирования соответственно сигналы поступают на регистрирующие приборы, где регистрируются исходные сигналы (первообразные) ЭПР, причем в этом случае не проводится модуляция магнитного поля на месте расположения образца. По традиционному модуляционному способу регистрации сигнала ЭПР сигналы с блоков 6 и 12 поступают к блокам 7 и 13 модуляционной регистрации производных сигнала ЭПР соответственно,Кроме того, поскольку детектор 11 работает в режиме фазового детектора, любое отклонение частоты генератора СВЧ 1 от частоты настройки измерительного резонатора 18 приводит к появлению на выходе детектора 11, а следовательно, и на выходе блока 12 сигнала соответствующего знака. Этот сигнал с выхода блока 12 поступает на управляющий вход генератора СВЧ 1 и сдвигает частоту генератора в сторону уменьшения этого отклонения частоты, т.е. осуществляется безмодуляционна я фазовая автоподстройка частоты по измерительному резонаторуА. Фед с Составитель Техред И. Вер Тираж 896 Государственно елам изобретен сква, Ж - 35, Р Патент, г. УРедактор Н. ШвыдканЗаказ 7150/40ВНИИПпо113035, МФилиал ППП овКорректор Л. ПотайПодписноеета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная, 4 го коми ий и от аушская жгород, у