Импульсный спектрометр магнитного резонанса

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 080179 (21) 2710293/18-25с присоединением заявки Нов(51)М, К, С 01 й 24/10 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(71) Заявитель Казанский физико-технический институт Казанского филиала АН СССР(54) ИМПУЛЬСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР МАГНИТНОГОРЕЗОНАНСА Изобретение относится к области импульсной радиоспектроскопии и может быть применено в качестве фильтрующего устройства при приеме сигналов магнитного резонанса.В спектроскопии импульсного магнитного резонанса требуется Фурье- преобразование сигналов спиновой индукции 1). При этом необходимо исследовать интерферограмму (временную зависимость) амплитуды спада свободной индукции непосредственно по окончании действия возбуждающего импульса. Поэтому на начальном участке этой интерферограммы необходимо 15 иметь широкую частотную полосу приемного устройства сигналов магнитного резонанса.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению явля ется импульсный спектрометр магнитного резонанса, содержащий ВС-фильтр,. состоящий из последовательно включенных сопротивления и емкости. Выбор частотной полосы пропускания прием ного тракта осуществляется выбором соответствующей емкости 2.Поскольку сигнал свободной индукции возникает практически мгновенно после возбуждающего радиочастотного 30 импульса, то емкость, с которой снимается сигнал, в начальный момент времени после возбуждающего импульса заряжается до начальной амплитуды сигнала в течение времени, определяемого постоянной ВС. Это приводит к искажению сигнала магнитного резонанса на начальном участке спада свободной индукции. Поэтому при Фурье- анализе сигнала магнитного резонанса теряются и искажаются высокочастотные составляющие спектра при условии, если полоса частот приемного тракта выбрана оптимальной для повышения соотношения сигнал/шум, для того, чтобы не терять высокочастотные составлярщие спектра, можно было бы (как это сделано в прототипе) прини-. мать интерферограмму при максимльно широкой полосе частот приемного устройства, но в известных схемах зто приводит к резкому уменьшению отношения сигнал/шум, т.е к ухудшению чувствительности импульсного спектрометра магнитного резонанса.Целью изобретения является повышение чувствительности импульсного спектрометра (при устранении искажений и потерь высокочастотных составляющих спектра сигнала).5 10 35 20 25 30 Формула изобретения 35 40 50 Поставленная цель достигаетсятем, что н импульсном спектрометремагнитного резонанса содержащемКС-фильтр, дополнительно введеныпалевой транзистор и управляющийтранзистором однонибратор, причемтранзистор включен параллельно сопротивлению ВС-фильтра стоком ко входу и истоком к ныходу ВС-фильтра,а затвор транзистора соединен с вы-ходом однонибратора.Одновибратор вырабатывает импульстребуемой длительности для управления паленым транзистором,В начальный момент времени (т.е.сразу после действия возбуждающегоимпульса), когда одновибратор скачком открывает полевой транзистор,постоянная времени фильтра мала всилу того, что полевой транзисторшунтирует сопротивление фильтра.При этом полоса пропускания приемного тракта становится настолько широкой, чтобы пропустить без искаженийвысокочастотные составляющие спектрасигнала. Затем однавибратор запираетпалевой транзистор, что приводит ксужению полосы частот приемного тракта, определяемой постоянной времениэлементов фильтра В и С. Длительностьимпульса одновибратора выбираетсяравной постоянной времени, определяемой емкостью фильтра и сопротивлением открытого канала транзистора.Сопротивление открытого транзисторазначительно меньше сопротивленияфильтра, Поэтому, емкость фильтразаряжается до максимальной амплитудысигнала спиновой индукции за времядействия импульса одновибратора.Когда полевой транзистор закрыт, полоса пропускания фильтра сужается дозначения, определяемого элементамифильтра, что приводит к увеличениюотношения сигнал/шум,На чертеже изображена схема фильтра.Сопротивление 1 последовательносвязано с емкостью 2. Параллельносопротивлению 1 включен полевой транзистор 3, причем ко входу фильтраподключен сток транзистора 3, а к вы. ходу - исток. Затвор транзистора 3соединен с выходом одновибратора 4.Схема работает следующим образом.Программным устройством импульного спектрометра магнитного резонанса(которое на чертеже не показано) запускают одновибратор 4 сразу после окончания действия возбуждающего радиочастотного импульса. При этом одновибратор 4 вырабатывает импульс, который открывает полевой транзистор 3. ПоЛоса пропускания фильтра в этот момент времени определяется малым сопротивлением открытого транзистора 3 и емкостью 2 фильтра, потому что собственное сопротивление 1 фильтра шунтируется транзистором 3, Поскольку постоянная времени фильтра мала, то происходит быстрый заряд емкости до максимального значения сигнала. В дальнейшем после окончания импульса одновибратора происходит прием сигнала с выбранной узкой полосой, определяемой элементами фильтра 1 и 2, Таким образом начальный участок сигнала спиновой индукции не искажается (что имеет место в прототипе) и все частотные составляющие спектра передаются без искажения, Прием сигнала происходит при оптимальной полосе частот пропускания фильтра, т,е. повышается отношение сигнал/шум.Предложенная схема позволяет повысить чувствительность импульсного спектрометра магнитного резонанса без потерь и искажений высокочастотных составляющих спектра сигнала. Импульсный спектрометр магнитного резонанса, содержащий ВС-фильтр, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью понышения чувствительности, в него введены полевой транзистор и управляющий транзистором одновибра,тор, причем полевой транзистор включен параллельно сопротивлению ВС- фильтра стоком ко входу и истоком к выходу ВС-фильтра, а затвор транзистора соединен с выходом одновибратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Фаррар Т. Беккер Э. Импульснаяи Фурье-спектроскопия ЯМР, М., "Мир",1973, с. 103-128. 2. Техническое описание к импульсному спектрометру ЯМР В-КРфирмы "Вгикег" - ФРГ (прототип).Юх,Составитель В. Покатиловоляда Техред Е,Гаврилешко Корректор О. Била едакто аэ 9431/4 к 130 нт", г. Ужгород, ул. Проектная илиа Импульс отароврциноеора Тираж 1019ИИПИ Государственногопо делам изобретенийМосква, Ж, Раушск Подписноемитета СССРкрытийаб., д. 4/5