Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 10 а 14 С Кх ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ У ЭПР "Е", и инструкциямы "Вариан" ОВ ЭЛЕКТСА ИИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Специальное конструкторско-тех нологическое бюро с опытным производством при Белорусском государст,венном университете им, В,И, Ленина (72) В.П. Афанасенко, Б, Е. Куликовских, Г,И, Ромбак и В,П. Яновский (53) 538.113(088.8)(56) РадиоспектрометрТехническое описаниепо эксплуатации фир(США ), 1976.Анисимов Г.К. и др, Безмодуляционный метод регистрации сигналов эдектронного парамагнитного резонан са. Л.: 1979.(54 1 СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛ РОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАН УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕН 801315881 А 1(57) Изобретение относится к техникеЭПР и может быть использовано приизготовлении радиоспектрометров ЭПР,Целью изобретения является повышениечувствительности и снижение трудоемкости настройки радиоспектрометра,Для этого регистрация сигналов ЭПРна прямом и обратном участках треугольной развертки магнитного поляосуществляется при противофаэном смещении фазочувствительного детектора,СВЧ, причем из реализации, полученной на одном участке треугольной развертки магнитного поля вычитаетсяреализация, полученная на другомее участке, Устройство, реализующее.данныйспособ, дополнительно содержит управляемый преобразователь кодафазовращатель, состоящий из плавного и дискретного фаэосдвигающих уст"ройств, 2 с,п. ф-лы, 1 ил,81 215 и дискретное Фазосдвигающее устройство 16.Устройство работает следующим образом.Электромагнит 8 с блоком 9 питания создает поляризующее магнитное поле, низкочастотная треугольная периодическая развертка которого осуществляется блоком 12 развертки с помощью катушки, 13 развертки, При этом закон изменения магнитного поля в процессе периодической развертки Формируется цифроаналоговым преобразователем 11 под управлением многоканального накопителя 10 спектров ЭПР, Необходимая для задания оптимального смещения фазочувствительного детектора 5 СВЧ мощность опорного сигнала поступает от генератора 1 СВЧ через направленный ответвитель 2 по гомодинному каналу,Предварительная настройка устройства с помощью плавного Фаэосдвигающего устройства 15 Фазовращателя 4 обеспечивает возможность наблюдения линий поглощения и дисперсии. В процессе развертки поляризующего магнитного поля при прохождении резонансных условий на выходе рабочего резонатора 3 Формируется сигнал ЭПР и поступает на второй вход фаэочувствительного детектора 5 СВЧ, Фаза опорного СВЧ поступающего по гомодинному каналу на первый вход фазочувствительного детектора 5 СВЧ, определяется плавным 15 и дискретным 16 Фазосдвигающими устройствами. Продетектированнйй фазочувствительным детектором 5 сигнал ЭПР усиливается в приемнике 6 сигналов, преобраэу" ется аналого-цифровым преобразователем 7 в цифровой код, который через управляемый преобразователь 14 кода поступает на вход многоканаль,ного накопителя 10 и синхронно сум,мируется. Автоматическая компенсация уровня нулевой линии, смещение которой происходит в результате производимых в процессе настройки радиоспектромет" ра и поиска спектральных линий изменений условий регистрации, существенно снижает трудоемкость настройки радиоспектрометра,40 45 Устройство, осуществляющее спо" соб, содержит генератор 1 СВЧ, направленныйответвитель 2, рабочий резонатор 3, фазовращатель 4, фазочувствительный детектор 5 СВЧ, приемник 6 сигналов, аналого-цифровой преобразователь 7, электромагнит 8 с блоком 9 питания, многоканальный нако" питель 1 О спектров ЭПР, цифроаналоговый преобразователь 11, блок 12 развертки с катушкой 13 развертки, управляемый преобразователь 14 кода, плавное фаэосдвигающее устройство Детектирование сигналов ЭПР на СВЧ фазочувствительным детектором 5 СВЧ на прямом и обратном участках треугольной развертки осуществляется при противофаэном смещении Фаэочувствительного детектора 5 СВЧ, что обеспечивается изменением управляющего сигнала на выходе блока 12 развертки и, следовательно, инвертирова" нием Фазы опорного сигнала в экстремальных точках развертки магнитного поля. В результате этого на вход 50 55 1 13158Изобретение относится к техникеэлектронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и может быть использованов приборостроительной промышлейности при изготовлении радиоспектрометров ЭПР,Цель изобретения - повышение чувствительности и снижение трудоемкости настройки радиоспектрометра,На чертеже приведена блок-схема Орадиоспектрометра, реализующего предлагаемый способ регистрации сигналовЭПР.В предлагаемом способе в результате регистрации спектра на прямом 15и обратном ходе треугольной развертки магнитного поля при противофазном смещении фазочувствительного детектора СВЧ и вычитании сигнала, полученного на одном участке развертки, 20иэ сигнала, полученного в том же периоде развертки на другом ее участке, происходит взаимная компенсацияобусловленных смещением нулевой линии постоянных составляющих регистрируемых за один период разверткисигналов и накопление (увеличение вдва раза за период развертки) их пе"ременных составляющих, т,е, сигналовЭПР, что обеспечивает возможность нахождения истинного значения ну- .левой линии и сужение динами ческого диапазона, Это, в своюочередь, позволяет более эффективноиспользовать обмен памяти и повысить 35чувствительность радиоспектрометра,3 13588 25 2. Устройство для регистрации сигналов электронного парамагнитного. резонанса, содержащее генератор СВЧ, последовательно соединенные с ним через направленный ответвитель с одной стороны рабочий резонатор, с другой стороны гомодинный канал с фазовращателем и фазочувствительный детек-. тор СВЧ, второй вход которого соединен с рабочим резонатором, подключенные к выходу фаэочувствительного детектора СВЧ последовательно соединенные приемник сигналов и аналогоцифровой преобразователь, электромагнит с блоком питания и последовательно включенные многоканальный накопитель спектров ЭПР, цифроаналоговый преобразователь, блок развертки с катушкой развертки, при этом рабочий резонатор и катушка 30 35 45 55 аналого-цифрового преобразователя 7на прямом и обратном участках треугольной развертки поступают реализации с противофазными сигналами ЭПР и совпадающими по величине и знаку постоянными составляющими, обусловленными смещением нулевой линии в приемнике 6 сигналов,Синхронное накопление преобразованных в цифровую форму низкочастот- Щ ных сигналов ЭПР, зарегистрированных15 щий сигнал с выхода блока 12 разверт эа один период развертки, осуществляется в результате синхронного вычитания регистрируемого на обратном участке развертки сигнала ЭПР из сигнала ЭПР, зарегистрированного на прямом участке развертки. С этой целью на участке развертки с нарастающей индукцией магнитного поля управляюки отключает управляемый преобразователь 14 кода, что обеспечивает поступление на вход многоканального накопителя 10 спектров ЭПР прямого ко,да и, следовательно, синхронное суммирование регистрируемого на этомучастке развертки сигнала ЭПР с содержимым накопителя 101 На участке развертки со спадающейиндукцией магнитного поля управляющий сигнал с выхода блока 12 развертки включает управляемый преобразователь 14 кода, в результате чего навход многоканального накопителя 10поступает дополнительный код преобразованных в цифровую форму мгновенных значений сигнала ЭПР и, следовательно, из содержимого запоминающегоустройства накопителя 10 синхронновычитается регистрируемый на этомучастке развертки сигнал ЭПР,Таким образом, в каждом периоде периодической треугольной развертки производится синхронное суммиро-вание сигнала ЭПР, зарегистрированного на участке с нарастающей индукцией, и синхронное вычитание сигнала ЭПР, зарегистрированного на участке со спадающей индукцией магнитного поля, что приводит к компенсации постоянной составляющей этих сигналови к сложению их переменных составляющих, т,е, сигналов ЭПР. Синхронное суммирование полученных за каждый период развертки сигналов ведется до обеспечения заданного отношения сигнал/шум,1 4Формула изобретения 1, Способ регистрации сигналов электронного парамагнитного резонанса, включающий создание низкочастотной треугольной периодической развертки магнитного поля, детектирование сигнала .ЭПР фаэочувствительным детектором СВЧ, усиление широкополосным усилителем, преобразование в цифровой код и синхронное суммирование многоканальным накопителем, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и снижения трудоемкости настройки радиоспектрометра, детектирование сигналов ЭПР на прямом и обратном участках треугольной развертки магнитного поля осуществляют при противофазйом смещении фаэочувствительного детектора СВЧ, причем из сигнала, полученного на одном участке треугольной развертки магнитного поля, вычитают сигнал, полученный на другом ее участке. развертки размещены между полюсными.наконечниками электромагнита, о т .-.л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения чувствительности иснижения трудоемкости настройки радиоспектрометра, в него дополнительно введен управляемый преобразова".тель кода, а фазовращатель выполненв виде последовательно соединенныхплавного фазосдвигающего устройствас диапазоном сдвига фазы 0 - 180и дискретного фазосдвигающего устройства с шагом дискретизации 180 О,Составитель А. ФедоровТехред М.Ходанич КорректорВ, Бутяга Редактор П. Гереши Заказ 2354/46 Тираж 776 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб.) д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектная, 4 5 131588 . 6причем управляющий выход блока раэ-информационный вход которого подклювертки соединен с управляющими вхо- чен к выходу аналого-цифрового предами дискретного фаэосдвигающего обраэователя, а выход соединен с устройства и преобразователя кода, входом накопителя спектров ЭПР,