Импульсный спектрометр ядерного квадрупольного резонанса

(19) 01) ЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОСУДАРС ПО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ(56) Авторское свидетельство СССР Нд 928209, кл. С 01 Н 24/08, 1982.Авторское свидетельство СССР Р 1048383, кл. С 01 И 24/08, 1983. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СПЕКТРОМЕТР ЯДЕРНОГО КВАДРУПОЛЬНОГО РЕЗОНАНСА,(57) Изобретение относится к радио- спектроскопии и может быть использовано для поиска, наблюдения и исследования сигналов ядерного квадруполь .ного резонанса и при изучении физико химических свойств вещества. Целью изобретения является упрощение перестройки индуктора в щироком диапазоне частот. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введенацепь перестройки резонансной частотыиндуктора спектрометра, включающаяблок грубой настройки управляемого генератора, блок подстройки индуктораи усилитель импульсов высокой частотыс. введением соответствующих дополнительных связей между блоками, В момент .включения питания на блок грубойнастройки подается линейно возрастающее напряжение, изменяющее рабочуючастоту управляемого генератора допоявления рабочего сигнала. После появления рабочего сигнала включается Зсистема фазовой автоподстройки часто-, уты, с помощью которой осуществляетсястабилизация частоты по спектру ядер- Сного квадрупольного резонанса. 1 ил.1318876 Ю 15 20 Изобретение относится к радыоспектроскопии и может быть использовано для поска, наблюдения и иссле- дования сигналов ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) при изучении физико-химических свойств вещества.Цель изобретения - упрощение эксплуатации устройства.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого спектромдтра.Спектрометр содержит блок 1 грубой настройки, управляемый генератор 2, первый управляемый ключ 3, импульсный программный блок 4, усилитель 5 импульсов высокой частоты, индуктор 6, первый фазовый детектор 7, блок 8 подстройки индуктора, усилитель 9 вы-. сокой частоты. гетеродин 10, блок 11 автоматической подстройки частоты гетеродина, смеситель 12, усилитель 13 промежуточной частоты, детектор 14, видеоусилитель . 15, блок 16 регистрации, усилитель- ограничитель 17, второй фазовый детектор 18, второй управляемый ключ 19, Фильтр 20 нижних частот и частотомер 21. Спектрометр работает следующимобразом. При включении питания на выходе блока 1 грубой настройки появляется плавно изменяющееся от минимального значения к максимальному напряжение. Величина этого напряжения и скорость, его изменения определяются в блоке 1 грубой настройки выбором нужного диапазона работы спектрометра, Воздействуя на один из входов управляемого генератора (УГ) 2, это напряжение плавно изменяет частоту его выходных колебаний, которые поступают на один из входов второго управляемого ключа 19. По другому входу на второй управляемый ключ 19 поступают,импульсы с импульсного программного блока (ИПБ) 4. При этом на выходе второго управляемого ключа 19 получают радиоимпульсы с частотой заполнения, равной частоте выходных колебаний УГ 2, которые с помощью усилителя 5 импульсов высокойчастоты (УИВЧ) усиливают до необходимой величины и подают на индуктор 6 для возбуждения спиновой системы исследуемого вещества, помещенного в индукторе 6. Высокочастотные колебания 2с выхода УИВЧ 5 поступают также на один из входов второго фазового детектора 18, на другой вход которого подаются радиоимпульсы, снимаемые с индуктора 6,1 Блок 8 подстройки индуктора в случае электромеханической подстройки представляет собой воздушный конденсатор переменной емкости, ротор которого приводится во вращение мало- инерционным электродвигателем, а в случае электронной подстройки - варикап со схемой питания, и вместе с индуктором 6 образуют параллельный колебательный контур с собственной резонансной частотойЕсли резонансная частота этого контура не будет равна частоте заполнения радиоимпульсов, поступающих с УИВЧ 5, то фаза высокочастотных колебаний, поступающих с индуктора 6 на второй фазовый детектор 18, будет отличатьсяот фазы колебаний, поступающих на 25,его другой вход с УИВЧ 5. Такое поведение колебательного контура определяется его фазо-частотной характеристикой. Поэтому на выходе второгофазового детектора 18 будет иметь место постоянное напряжение, величинакоторого определяется разностью фазвысокочастотных колебаний, поступающих на его входы. Воздействуя наблок 8 подстройки индуктора, это напряжение изменяет собственную резонансную частоту колебательного контура к частоте заполнения радиоимпульсов возбуждения с УИВЧ 5, в свою. очередь, равную частоте выходных колебаний УГ 2.Таким образом осуществляется оптимальная сопряженная с изменением. частоты колебаний УГ 2 настройка индуктора в любом частотном диапазоне 45 работы спектрометра. Частота выходных колебаний УГ 2 под воздействиемприложенного с блока 1. грубой настройки напряжения изменяется до появленияна выходе индуктора 6 сигналов ЯКР,которые усиливают с помощью усилителявысокой частоты (УВЧ) 9 и подают навход приемника супергетеродинного ти,па, содержащего гетеродин 10, блок11 автоматической подстройки частотыгетеродина (АПЧГ), смеситель 12, усилитель 13 промежуточной частоты( УПЧ), детектор 14 и видеоусилитель 15.Управляющими сигналами для блокаАПЧГ 11 служат радиочастотные импуль 138876 4сы, поступающие на его вход по одному из выходов УИВЧ 5. Сигналы ЯКР свыхода УВЧ 9 подают на вход смесителя 12, где с помощью гетеродина 10преобразуют в сигналы промежуточнойчастоты, усиливают их УПЧ 13, детектируют на детекторе 14 и с выходавидеоусилителя 15 подают на бпок 16регистрации; Кроме того, усиленныена УВЧ 9 сигналы ЯКР подают на кольцо системы фазовой автоматическойподстройки частоты (ФАПЧ), состоящейиз усилителя-ограничителя 17, первого фазового детектора 7, первого управляемого ключа 3, фильтра 20 нижних 15частот и УГ 2. Преобразованные наусилителе-ограничителе 17 сигналыЯКР воздействуют .на один из входовпервого фазового детектора 7. На другой вход через последовательно соеди ненные первый управляемый ключ 3 ифильтр 20 нижних частот подается напряжение УГ 2, изменяющаяся величинакоторого определяется разницей фазвходных напряжений первого фазового 5детектора 18,Таким образом, с появлением сигналов ЯКР начинается процесс захватачастоты ЯКРсистемой ФАПЧ,который ха -рактеризуется определенной величинойнапряжения на выходах первого фазового детектора 18. При этом по другому выходу первого фазового детектора 18 прекращается изменение напряжений на выходе блока 1 грубой 35настройки, а изменение частоты колебаний УГ 2 определяется лишь кольцом ФАПЧ. ИПБ 4 управляет работойпервого управляемого ключа 19 такимобразом, что последний открывается 40только на время действия сигналовЯКР. При окончании процесса захватачастота выходных колебаний УГ 2 остается постоянной, равной частотесигналов ЯКР, и изменяется с помощью 45частотомера 21,Формула изобретенияИмпульсный спектрометр ядерногоквадрупольного резонанса, содержащий последовательно соединенные ин= дуктор, усилитель высокой частоты, смеситель, усилитель промежуточной частоты, детектор, видеоусилитель и блок регистрации, встречно-последовательно соединенные блок автоматической подстройки частоты гетеродина и гетеродин, при этом второй выход гетеродина подключен к второму входу смесителя, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, первый фазовый детектор, первый управляемый ключ, фильтр нижних частот, управляемый генератор и частотомер,при этом второй выход управляемого генератора подключен к второму входу первого фазового детектора, а вход усилителя-ограничителя соединен с вторымвыходом усилителя высокой частоты,атакже импульсный программный блок,второй управляемый ключ и второй фазовый детектор, при этом первый выходимпульсного программного блока подключен к входу второго управляемогоключа, а второй - к второму входупервого управляемого ключа, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения эксплуатации устройства, в него дополнительно введены усилитель.,импульсов высокой частоты, блок подстройки индуктора и блок грубойнастройки, причем вход усилителяимпульсов высокой частоты соединен с выходом второго управляемого ключа, а выходы - соответственно, свторым входом блока автоматической подстройКи частоты гетеродина,входом.индуктора и первым входом второго фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу индуктора, а выход через блок подстройки ин"дуктора - к второму входу индуктора, третий выход управляемого генератора соединен с вторым входом второго управляемого ключа, а второй выход первого фазового детектора через блок грубой настройки подключен к второму входу управляемого генератора.1318876 Составитель В.ИайоршиТехред А.Кравчук ректор Г.Решетнив Редактор А.Шанд каз 2502/36 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 Ти ВНИИПИ по д 11303776 Подписноеосударственного комитета СССРам изобретений и открытийИосква, И, Раушская наб., д.ч