Модулятор для импульсного спектрометра ядерного магнитного резонанса

Союз Советских Социалистических Респубпик,(51) М. Кл,т 01 " 27/ присоединением заявки рй Государстеенный комитет Сонета Мнннстраа СССР оа делам нзооретеннй н открытий(43) Опубликовано 0506.78,Бюллетень,В 21 (45) Дата опубликования описания 0605,78,вторыизобретен В.П. Зеленин, А.К, Мельников, С.Ю, Устино и С.Д. Чабанмский ордена Трудового Красного Знамени государственны университет им, А.М.Горького Заявитель 4) МОДУЛЯТОР ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО СПЕКТРОМЕТРА ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА0 6 я работы в дна имы специальны фазовращатели иэ четырех кан квадратурный ф фаэоинвертора,что дел громоздким, д готовлении в Изобретение относится к спектроско-, пии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и может быть использовано в импульсных спектрометрах ЯМР.Известны модуляторы для импульсных спектрометров ЯМР)1(. Модулятор должен вырабатывать радиоимпульсную последовательность с различной фазой ВЧ-заполнения импульсов по отношению к фазе опорного сигнала и высокой степенью подавления (120 дб) ВЧ-несущей в паузе между импульсами. Обычно в импульсном спектрометре используется до четырех различных значений фазы ВЧ-несущей, а также . 1 имеется канал опорного сигнала с регулируемой фазой для питания фазового детектора приемника спектрометра. Переключение фазы ВЧ-несущей должно быть малоинерционным (1 пер с 1 мкс). ЮИзвестен модулятор импульсного спектрометра ЯМР, работающий в широком диапазоне частот без перестройки и частотных преобразований, так как изм менение фазы в нем производится не посредственно на рабочей частоте спектрометра)21 Модулятор содержит четыре канала, каждый из которых включает квадратурний фазорасщепи- . тель и высокочастотный ключ, к вы- ЗО ходам фазорасщепителей через фаэоинверторы подключены потенциометрические фазовращатели. Сигналы с выходов фазовращателей через буферные усилители и ВЧ-ключи собираются на общемвыходе и далее через общий ВЧ-ключ поступают на выход устройства. Выбор одного из четырех значений фазы ВЧ-заполнения, заданных потенциометрическими фаэовращателями, производитсяподачей управляющего импульса на соответствующий ВЧ-ключ, а также на общийВЧ-ключ, который обеспечивает подавление ВЧ-несущей в паузе между импульсами. Аналогичный фазовращатель осуществляет регулировку фазы в опорномканале, с которого сигнал поступаетна фазовый детектор приемника спектрометра.Модулятор имеет ряд существенныхнедостатков.Во-первых, дл пазоне1-100,мгц необход е потенциометрические вовторых, в каждом аловнеобходимо иметь азорасщепитель, два буферный усилитель, ВЧ ает устройство весьма орогим и трудоемким в иэ третьих, элемент, регулирующий фазу (потенциометрический фазовращатель), работает на высокой частоте, и все Обслуживающие схемы необходимо распо)пагать в непосредственной близости от него и тщательно экранировать. Ь связи с этим возникает масса трудностей при конструировании устройства, когда фазовращатели необходимо расположить в удобном порядке на пульте управления спектрометром.)0Цель изобретения - упрощение устройства эа счет сокращения числа каналов при сохранении рабочего диапазона,Указанная цель. достигается заменой четырех ВЧ-каналов одним, в котором производится быстрое изменение фазы с помощью управляющего сигнала. Для этого в схему введены два пере- множителя, первые входы которых под ключены к выходам квадратурногофазорасщепителя; сумматор, входкоторого подключен к выходам перемножителей, а выход соединен с входом высокочастотного ключа; синус-косинусные датчики постоянного тока, выходы которых через коммутатор попарно подключены к вторым входам перемножителей, и опорный канал, также вклю. - , чающий два перемножителя, сумматор и 30 синус-косинусный датчик постоянногр тока. Первые входы перемножителей опорного канала подключены к выходам квадратурного фазорасщепителя, вторые входы - к выходам синус-косинусного 36 датчика постоянного тока, а выходы -к сумматору.Для формирования сигнала в опорном канале используется также два перемножителя первые входы которых 40 подключены к выходам фазорасщепителя, вторые входы - к выходам синус-косинусного датчика, а выходы подключены к сумматору опорного канала.В предложенном устройстве органы 45 регулировки Фазы (напимер, синус-косинусные потенциометры) вырабатывают сигналы постоянного тока, и поэтому их можно располагать в любом удобном месте на пульте управления спектрометром.Структурная схема устройства пред. ставлена на чертежеМодулятор содержит квадратурный фаэорасщепитель 1, выходы которого Подключены к первым входам перемножителей 2, 3. Выходы перемножителей 2, 3 подключены к сумматору 4, с которого через ВЧ-ключ 5 сигнал поступает на выход модулятора, Синус-косинусные датчики 6-9 через коммутатор 10 под 60 ключаются к вторым входам перемножителей 2, 3. Сигналы управления поступают на входы 11 коммутатора 10 и через схему ИЛИ 12 на управляющий вход ключа 5. 115 Фазовращатель опорного канапа содержит перемножители 13, 14, первые ходы которых подключены к выходам азорасщепителя 1, вторые входы - к выходам синус-косинусного датчика 15 опорного канала, а выходы - к сумматору 16.Высокочастотный сигнал от синтеза тора подается на вход квадратурного фазорасщепителя 1, с выхода которого сигналы)Г эи Мыми Юсозыв поступают на входы перемножителей 2, 3, На вторые входы перемножителей 2, 3 поданы сигналы ЧЫг(; И Особ(р, (где- номер синус-косйнусного датчика) с одного иэ синус-косинусных датчиков 6-9 через коммутатор 10. Выбор датчика осуществляется подачей управляющего импульса на один иэ входов 11 коммутатора 10. С выходов перемножителей 2, 3 сигнал поступает на сумматор 4, на выходе которого получают напряжение, пропорциональное 1 ПГьп Я ф Р;) . Подученный сигнал стробируется по амплитуде в ключе 5, который управляется импульсами, поступающими через схему ИЛИ 12.Сигналы Цсд 1 и ц соб 6 д 1 поступают также на входы перемножителей 13, 14 опорного канала, на вторые входы которых поданы напряжения П ьп (р и Особ р. На выходе сумматора 16 вырабатывается сигнал, пропорциональный 1)006 и (ы 1),предназначенный для питания фазового детектора приемника спектрометра,Заданные значения фазы устанавливаются синус-ко".инусными датчиками 6-9. Смена фазы на выходе модулятора осуществляется подачей управляющего импульса на соответствующий вход 11 коммутатора 10. Так как система перемножения и суммирования сигналов широкополосная, время переключения фазы определяется в основном быстродействием коммутатора 10.Устройство конструктивно проще известного, так как содержит всего один канал высокочастотного фаэовращателя, а управление фазой производится датчиками постоянного тока, применение которых вместо специальных высокочастотных потенциометрических фаэовращателей намного удобнее и экономичнее.Формула изобретенияМодулятор для импульсного спектрометра ядерного магнитно 1 о резонанса, содержащий квадратурный фазорасщепитель и высокочастотный ключ, управляемый от схемы ИЛИ, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства эа счет сокращения числа каналов при сохранении рабочегоор Н Тупица дак ноев СС дп ст раж 1112 П омитета Совета Ми етений и открытий Раушская наб. д. ая г. Ужгород, ул. Про П иал ПП диапазона, в него введены два церемножителя, первые входы которых подключены к выходам квадратурного Фазорасщепителя, сумматор, вход которогоподключен к выходам перемножителей,а выход соединен с входом высокочастотного ключа, синус-косинусные датчики постоянного тока, выходы которыхчерез коммутатор попарно подключенык вторым входам перемножителей и опорный канал, также включающий два перемножителя, сумматор и синус-косинусный датчик постоянного тока, причемпервые входы перемножителей подключе 999/32ИИПИ Государственногопо делам изо113035 Москва, Жны к выходам квадратурного Фазорасщепителя, вторые входы - к выходамсинус-косинусного датчика постоянноготока, и выходы - к сумматору.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:И.13:ЕИеИс 1 аР Ярес 1 гоее 1 е 1 6 эс МОР"ОрРе.РцЬе ММР. Аичаисев и Маие 1 с Реьаиаисе Кдб БИ Асаоеи 13 г Реез,яемгХо 1,10 Ьоидои р.- р -ИТ - ЕТЬ,2. Описание импульсного спектрометра ЯМР типа ДАХР 2-200 Фирмы ВГийе ФРГ, 1972,