Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса и устройство для его осуществления

(19 4 С 01 Я 24/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском государственном университете им. В.И. Ленина(56) Авторское свидетельство СССРУ 1078300, кл, С 01 Ж 24/10, 1984,Кононович В,И, и др. Микропроцессорная система цифровой регистрациии первичной обработки спектров электронного,парамагнитного резонанса,депонирована в ВИНИТИ, В 6532-82,Деп, от 30.12,1982,(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике ЭПР и может быть использованопри создании радиоспектрометров ЭПР. Целью изобретения является повьппение чувствительности и снижение трудоем" кости, Для этого регистрация сигналов ЭПР на прямом и обратном участках треугольной развертки магнитного поля осуществляется при противофаэной высокочастной модуляции магнитного поля. Иэ сигнала, полученного на одном участке развертки, вычитается сигнал, полученный на другом ае ее участке. Устройство, реализующее данный способ, позволяет повысить чувствительность и снизить трудоемкость настройки радиоспектрометра ЭПР. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.1293599 55 Изобретение относится к техникеэлектронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использованопри создании радиоспектрометров ЭПР,Цель изобретения - повьщение чувствительности и снижение трудоемкости способа,На чертеже изображена блок-схемаустройства (радиоспектрометра), реализующего предлагаемый способ регистрации сигналов ЭПР,Устройство (радиоспектрометр),реализующее предлагаемый способ содержит электромагнит 1, источник 2питания с устройством низкочастотнойразвертки, многоканальный накопитель3 сигналов ЭПР, высокочастотный модулятор 4, рабочий резонатор 5, блок6 СВЧ, блок 7 регистрации, аналогоцифровой преобразователь 8, управляемый преобразователь 9 кода и дискретное фазосдвигающее устройство 10,В предлагаемом способе положительный эффект регистрации сигналовЭПР был получен за счет того, чтов результате регистрации сигнала ЭПРна прямом и обратном ходе треугольной развертки при противофаэной относительно фазы опорного сигнала,поступающего на вход блока регистрации) модуляции и вычитания реализации сигнала, полученной на одномучастке треугольной развертки, изреализации, полученной в том же периоде развертки, но на другом ееучастке, достигается взаимная компенсация обусловленных смещением нулевой линии постоянных составляющих,регистрируемых за один период реализации сигнала, и увеличение в двараза (те, накопление) их переменныхсоставляющих (т,е. самих сигналовЭПР), что обеспечило возможность нахождения истинного значения нулевойлинии и сужения динамического диапазона цифровых кодов на входе многоканального накопителя спектров ЭПР.Это позволило более эффективно использовать объем памяти накопителяи повысить чувствительность радиоспектрометра. Автоматическая компенсация уровння нулевой линии, смещение которой происходит в результате производимых в процессе настройки радиоспектрометра и поиска спектральных линий изменений условий регистрации, существенно снизила тредоемкость настройки радиоспектрометра,Устрой ство (радиоспектрометрработает следующим образомЭлектромагнит 1 с источником 2питания с устройством низкочастотной развертки магнитного поля электромагнита 1 создает поляриэующеемагнитное поле и низкочастотную тре 10угольную периодическую развертку,Закон изменения магнитного поля впроцессе периодической развертки задается выходным сигналом многоканаль-.ного накопителя 3 сигналов ЭПР что151обеспечивает необходимую синхронность накопления спектров. Высокочастотная модуляция магнитного поляосуществляется высокочастотнЫм модулятором 4, связанным с элементом20 модуляции рабочего резонатора 5, расположенного между полюсными наконечниками электромагнита 1,В процессе развертки поляриэующего магнитного поля при прохождении25резонансных условий на выходе рабочего резонатора 5 формируется сигналЭПР на СВЧ, Этот сигнал детектируется в блоке 6 СВЧ детектором СВЧ и на вход блока 7 реЗ 0 гистрации поступает сигнал ЭПР начастоте модуляции, В блоке 7 регистрации сигнал ЭПР на частоте модуляции усиливается избирательным усилителем, детектируется высокочастотнымсинхронным детектором и на вход аналого-цифрового преобразователя поступает реализация сигнала, состоящаяиэ переменной составляющей, котораяпредставляет собой сигнал ЭПР, и из40 постоянной составляющей, котораяобусловлена смещением нулевой линиисигнала на выходе блокарегистрации. Преобразованная аналого-цифровым преобразователем 8 в цифровую45 форму реализации сигнала через управляемый преобразователь 9 кода поступает в многоканальный накопитель 3и синхронно суммируется с ранее зарегистрированными реализациями сиг 50 нала. Детектирование сигналов ЭПР на частоте модуляции синхронным детектором блока 7 регистрации на прямом и обратном участках треугольной развертки осуществляется при противофазной высокочастотной модуляции магнитного поля, что обеспечивается изменением управляющего сигнала науправляющем выходе источника 2 питания с устройством низкочастотнойразвертки и, следовательно, инвертированием с помощью дискретного фазосдвигающего устройства 10 фазы опорного сигнала, поступающего на входблока 7 регистрации. В результатеэтого на вход аналого-цифрового преобразователя 8 на прямом и обратномучастках треугольной развертки поступают реализации с противофазнымисигналами ЭПР и совпадающими по величине и знаку постоянным составляющими,обусловленными смещением нулевой линии в блоке 7 регистрации.Синхронное накопление преобразованных в цифровую форму сигналов ЭПР,формируемых на выходе аналого-цифрового преобразователя 8 за один периодразвертки, осуществляется в результатесинхронного вычитания регистрируемойна обратном участке развертки реализации сигнала из реализации, зарегистрированной на прямом участке развертки, С этой целью на участке развертки с нарастающей индукцией магнитного поля управляющий сигнал свыхода источника 2 питания с устройСтвом низкочастотной развертки отключает управляемый преобразователь9 кода, что обеспечивает поступление на вход многоканального накопителя 3 сигналов ЭПР прямого кода,получаемого на выходе аналого-цифрового преобразователя 8 цифрового эквивалента регистрируемой на этомучастке развертки реализации. Такимобразом обеспечивается синхронноесуммирование регистрируемого напрямом участке развертки сигнала 40ЭПР с содержимым запоминающего устройства многоканального накопителя3, На участке развертки со спадающейиндукцией магнитного поля управляющий сигнал с выхода источника 2 питания с устройством низкочастотнойразвертки включает управляемый преобразователь 9 кода, в результатечего на вход мнегоканального накопителя 3 сигналов ЭПР поступает дополнительный код преобразованных вцифровую форму мгновенных значенийсигнала ЭПР, регистрируемого на этомучастке развертки, и, следовательно,из содержимого запоминающего устройства многоканального накопителя 3синхронно вычитается регистрируемыйна обратном участке развертки сигналЭПР,Таким образом, в каждом периодепериодической треугольной разверткипроизводится синхронное суммированиесигнала ЭПР, зарегистрированного научастке развертки с нарастающей индукцией магнитного поля, и синхронное вычитание сигнала ЭПР, зарегистрированного на участке развертки соспадающей индукцией, что приводит ккомпенсации постоянной составляющейреализации этих сигналов и к сложению их Переменных составляющих, т.е,сигналов ЭПРСинхронное суммирование гюлученных за каждый период развертки сигналов ЭПР ведется до обеспечения. заданного отношения сигнал//шум,1.Экспериментальная проверка показала, что предлагаемый способ (посравнению с известным) позволяетпрактически полностью устранить смещение нулевой линии, в результатечего обеспечивается повышение чувствительности устройства и точностиопределения интегральной интенсивности регистрируемых сигналов ЭПР.Формула изобретенияСпособ регистрации сигналовэлектронного парамагнитного резонанса, включающий помещение образца врезонатор в СВЧ-поле и поляризующеемагнитное поле, создание низкочастотной периодической треугольнойразвертки и высокочастотной модуляции магнитного поля и синхронноесуммирование многоканальным накопителем сигнала электронного парамагнитного резонанса, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и снижениятрудоемкости, регистрация сигналовэлектронного парамагнитного резонанса на прямом и обратном участкахтреугольной развертки магнитного поляосуществляется при противогазной высоко;частотноймодуляции магнитного поля,причем иэ реализации сигнала, полученного на одном участке развертки,вычитается реализация сигнала, полученная на другом ее участке,2, Устройство для регистрациисигналов электронного парамагнитного резонанса, содержащее источникпитания с устройством низкочастотнойразвертки магнитного поля, высокочастотный модулятор магнитного поля,1293599 Составитель А, ФедоровТехред В.Кадар Корректор Т, Колб Редактор А. Ревин Заказ 378/47 Тираж 777 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 электромагнит, между полюсными наконечниками которого помещен резонатор, соединенный с блоком СВЧ, выходкоторого подключен к последовательно соединенным. блоку регистрации ианалого-цифровому преобразователю,многоканальный накопитель, управляющий выход которого подключен к источнику питания и ниэкочастотнбй развертки магнитного поля, при этом первый выход высокочастотного модулятора соединен с рабочим резонатором,электромагнит соединен с источникомпитания, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что в него дополнительно введены управляемый преобразователь кода и дискретное Фазосдвигающее устройоство с шагом дискретизации 180причем управляющий выход источникапитания с устройством низкочастотнойразвертки соединен с управляющимивходами дискретного Фазосдвигающегоустройства и управляемого преобразователя кода, входы дискретного фазосдвигающего устройства и управляемо го преобразователя кода соединены свыходами высокочастотного модулятора и аналого-циФрового преобразователя соответственно, а их выходыподключены соответственно к входуопорного сигнала блока регистрациимногоканального накопителя,