Симметричный автодинный детектор ядерного магнитного резонанса

(19) 01 Б 24/04 ГОС ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЛЬСТ ен- Е АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСИОМУ СВИ(71) Черновицкое отделение Института проблем материаловедения АН УССР (72) А.Г.Хандожко и Е.И.Слынько (53) 539.1.078(088.8)(56) Хандожко А.Г., Слынько Е.И. Автодинный детектор сигналов ЯМР на полевых транзисторах. - Приборы и техника эксперимента, 1975, Р 1, с. 152-164.Адлер, Сентурия и Хьюз. Чувствительность автодинных спектрометров, - Приборы для научных исследований, 1971, Р 5, с. 144-153.(54) СИММЕТРИЧНЫЙ АВТОДИННЫЙ ДЕТЕКТОР ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (57) Изобретение относится к технике радиоспектроскопии и позволяет повысить точность измерений при исследовании веществ методом ядерного магнитного резонанса, Целью являетсяповышение чувствительности устройства и улучшение стабильности частотыи уровня генерируемых колебаний вавтодинном детекторе, Высокочастотный генератор построен на основедвухтактного истокового повторителянапряжения. При этом к затворам полевых транзисторов подключена двухпроводная линия с колебательным контуром, стоки подключены к нагрузочномурезистору, а в цепь истоков введеныразвязывающие дроссели. Возбуждениеколебаний осуществляется с помощьюцепи обратной связи, образованнойемкостями связи и сдвоенной перемной емкостью, которая подключена кистокам. Для предварительного усиления сигнала и контроля высокочастотных колебаний введены дополнительныеусилители, 1 ил, 1368748Изобретение. относится к техникерадиоспектроскопии и может использоваться для исследования веществ методом ядерного магнитного резонанса(ЯМР) по принципу регистрации поглощения энергии высокочастотного полярезонирующей спин-системой,Цель изобретения - увеличение чувствительности автодинного детектора,а также повышение стабильности уровня и частоты генерируемых колебаний.На чертеже представлена принципиальная схема симметричного детектораЯМР.Детектор содержит колебательныйконтур, образованный катушкой 1 индуктивности с образцом, экранированной двухпроводной линии 2 и переменной емкостью 3, разделительные емкости 4 и 5, высокочастотный генератор, образованный переменным резистором 6, развязывающими высокочастотными дросселями 7 и 8, резисторами9 и 10, емкостями 11 и 12 связи, емкостью 13, сдвоенной с переменнойемкостью 14, полевыми транзисторами15 и 16,.постоянной емкостью 17 ирезистором 18, Кроме этого, в схемувходят усилители низкой 19 и высокой20 частот.Работа автодинного детектора основана на способности повторителя напряжения генерировать электрическиеколебания, если в его нагрузке существует емкостная составляющая импеданса. Высокочастотный генераторвыполнен по схеме двухтактного истокового повторителя напряжения, который нагружен на емкости 14 и 13.Истоки развязаны между собой по высокой частоте с помощью дросселейи 8, Возбуждение колебаний в двухтактном повторителе осуществляетсяза счет положительной обратной связи,образованной емкостными делителями11, 14 и 12, 13. Последние подключе"ны к затворам и истокам симметричноотносительно заземленной шины. Приэтом в емкости 11 и 12 Функциональновключены входные емкости затвор-исток полевых транзисторов 15 и 16.Частота генерируемых колебанийопределяется, главным образом, параметрами колебательного контура, составленного из элементов 1-3 и подключенного к входу повторителя посредством цепей 4, 9 и 5, 10. Уровень высокочастотного напряжения на колеба 35 40 45 50 5 10 15 20 25 ЗО тельном контуре устанавливается соотношением емкостей делителей, котороерегулируется синхронным изменениемемкостей 13 и 14. Последние объединены в сдвоенную емкость с заземленнымобщим выводом. Максимум чувствительности детектора к сигналу ЯМР зависит от выбора рабочей точки на передаточной характеристике полевоготранзистора и в зависимости от уровня колебаний устанавливается с помощью резистора б. Оптимальность условий нри этом определяется наибольшимсоотношением сигнал/шум на выходе детектора.При поглощении спин-системой энергии из колебательного контура уровень высокочастотного напряжения на затворах транзисторов 15 и 16 уменьшается, что приводит к изменению постоянной составляющей тока стоков. В этом случае, из-за нелинейности передаточной характеристики полевого транзистора детектируется сигнал, который дополнительно усиливается каждым каскадом и суммируется на общей нагрузке 18 в виде огибающей кривой поглощения ЯМР. Заземление стоков по высокой частоте осуществляется посредством блокировочной емкости 17,Схема генератора на истоковом повторителе одновременно выполняет две функции: первая заключается в генерировании высокочастотных колебаний, вторая - в детектировании и усилениисигнала ЯМР, Сигнал, выделенный цепью 17 и 18, поступает на усилитель 19 низкой частоты. Контроль частоты и уровня колебаний осуществляется посредством усилителя 20 высокой частоты. Формула изобретения Симметричный автодинный детектор ядерного магнитного резонанса, содержащий колебательный контур, состоящий из катушки с образцом, экранированной двухпроводной линии и переменной емкости, высокочастотный генератор, усилитель низкой частоты и усилитель высокой частоты, о т л ич а ю щ и Й с я тем что с цельюповышения чувствительности детектораи улучшения стабильности частоты иуровня генерируемых колебаний, высокочастотный генератор выполнен по1368748 оставитель С.Варламовехред М.Дидык Корректор М.Шарош актор В.Петраш Подписноемитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5 Тираж 847 ВНИИПИ Государств по делам изобр 13035, Москва, Жказ 284 ного ений 5, Р ектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприяти жг схеме двухтактного истокового повторителя, нагруженного на емкость, причем затворы полевых транзисторов подключены через разделительные емкостик колебательному контуру, к заземленным, резисторам и к емкостям связи,соединенным другими выводами с истоками, стоки объединены и подключенык заземленной емкости и к одному выводу резистора, другой вывод котбро 1 го присоединен к шине питания, истоки подключены к сдвоенной емкости сзаземленным общим выводом и через 5 развязывающие высокочастотные дроссели - к выводу переменного резистора,присоединенного другим выводом к заземленной шине, а входы усилителянизкой частоты и усилителя высокой 10 частоты подключены соответственно кстокам и истоку полевых транзисторов.