Способ регистрации первообразной формы спектра электронного парамагнитного резонанса
СПСХЮБ РЕГИСЛ РАЦИИ ПЕР|ВОСЯ АЗНОЙ ФОРМЫ СПЕКТРА ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗО:НАНСА , включающий мойуляцню и линейную пилообразную развертку магнитного попя и фазовое детектирование сигнала ЭПР, отличающийся тем, что, I с целью повышения точности регистрации спектра Эй счет, стабилизации нулевой линии спектра, пилообразную развертку. магнитного поля осуществляют периодически , а продетектированный сигнал коммутируют и усредняют, причем коммутацию сигнала осуществляют прямоугольными импульсами переменной длительности, начало которых совпадает с началом периодической пилообразной развертки, а их длительность изменяют в предела х-, длительности периода развертки магнитного поля. (О ю о ю
„„SV„„1022021
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
guD G01 М 24
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
J (21) 3326785/18-25 (22) 05.08.81 (46) 07.06.83. Бюл. № 21 (72) В.И.Курочкин, А.М..Небощик
; и Л. Г. Ора нский ,(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Донецкого физико-техни- ческого института АН Украинской CCP (53) 538.69.083 (088.8) (56) 1. Инграм Д. Электронный парамагнитный резонанс в биологии. М., Мир, 1972, с. 82.
2. Пуп Ч. Техника ЭПР-спектроскопии..
М., Мир, 1970, с. 545 (прототип). (54)(57) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ПЕР, ВООБРАЗНОЙ ФОРМЫ СПЕКТРА ЭЛЕК-
ТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕ3О
НАНСА, включающий модуляцию и линейную пилообразную развертку магнитного поля и фаэовое детектирование сигнала
ЭПР,отличающийся тем,что, с целью повышения точности регистрации спектра эа счет стабилизации нулевой ,линии спектра, пилообразную развертку . магнитного поля осушествпяют периодически, а продетектированный сигнал коммутируют и усредняют, причем коммутацию сигнала осушествпяют прямоугольными импульсами переменной дпитепьности, начало которых совпадает с началом нериодической пилообразной развертки, а их длительность изменяют в пределах- длительности периода развертки магнитного поля.
1022021 2
Т () сР Т0
Изобретение относится к исследованию магнитных свойств вещества и может быть использовано при исследовании веществ с помощью электронного царамагнитного резонанса (ЭПР). 5
Известен способ регистрации первообраэной формь спектров ЭПР путем многократнсго накопления сигнала ЭПР цифровым многоканальным накопителем с применением блока синхронизации раз- >О вертки поля и переключения каналов накопителя (1 ).
Недостатками этого способа являются сложное аппаратурное оформление и невысокая чувствительность, так как уси- 15 ление сигнала осуществляется на низких частотах.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ регистрации первообразной формы спектра 20
ЭПР, включающий моцуляцию .и линейную пилообразную развертку магнитного поля и фаэовое детектирование сигнала ЭПР(2)
Недостатком указанного способа яв ляется наличие дрейфа нулевой линии 25 спектра, обусловленной наличием ниэкочастотнйх составляющих в спектре шумов регистрируемого сигнала, Цель изобретения - повышение точ. ности регистрации спектра ЭПР за счет 30 стабилизации нулевой пинии спектра.
Поставленная цель достигается тем„ что согласно способу регистрации первообразной формы спектра ЭПР, включающему модуляцию и линейную пилообраэ
35 ную развертку магнитного поля и фазово детектирование сигнала ЭПР, пилообразнуб развертку магнитного поля осуществляют периодически, а процектированный сигнал коммутируют и усрецняют. причем 40 коммутацию сигнала осуществляют прям угольными импульсами переменной длительности, начало которых совпадает с началом периодической пилос".разной раз.вертки, а их длительность изменяют в пределах длительности периода развертки магнитного поля.
На фиг. 1 прецставлена блок-схема устройства, реализующего данный. способ; на фиг. 2-7 - временные диаграммы работы отдельных элементов устрой50 ства.
Устройство содержит источник 1 мощности СВЧ, рабочий резонатор 2, прием но-усилительный тракт с фаэовым детектором 3, моцулятор 4 магнитного поля, стабилизатор 5 магнитного поля, генератор 6 периоцической пилообразной развертки, коммутатор 7, схему.8 управления коммутатором, генератор 9 медленной однократной пилообразной развертки (напряжения), усрецняющее устройство
L0 и регистрирующий прибор 11 (самописец).
В качестве усрецняющего устройства L0 может быть использован, например, фильтр нижних частот.
Регистрацию первообраэной формы спектра электронного парамагнитного резонанса осуществляют следующим образом.
Мощность ОВЧ, генерируемая источником 1 (фиг. 1), Поглощается образцом, помещенным в рабочем резонаторе 2, так как на образец воздействуют одновременно высокочастотная модуляция магнитного поля (моцулятор 4) и периодическая цилообраэная развертка (фиг.2), Ьсуществляемая стабилизатором 5, соециненным с генератором 6 периодической развертки. Напряжение на выходе фаэово-. то детектора 3 представляет собой периодически повторяющуюся первую производную спектра ЭПР (фиг. 3.).
Выходное напряжение фазового детектора коммутируют коммутатором 7, который управляется прямоугольными импульсами (фиг. 4), вырабатываемыми схемой 8 управления коммутатора. Последняя построеиа так, что управляющий импульс на ее выходе вырабатывается в течение интервала времени, для которого справедливо условие 0 ) Ц„, гце U>напряжение, вырабатываемое генератором
8; О.1 - напряжение, вырабатываемое генератором 9 медленной однократной развертки. Поэтому начало прямоугольных импульсов (выходной сигнал схемы управления) совпадает с началом периодической пилообразной развертки магнитного поля (фиг. 2), а их цлительность прэпорционйльна напряжению медленной однократной пилообразной развертки (фиг. 5).
Выхоцное напряжение коммутатора (фиг. 6) усредняется устройством 10, ко которое выделяет постоянную составляю1цую (фиг. 7), подаваемую на iron У ре гистрирующего прибора.
@Мажем математически, что эта постоянная составляющая пропорциональна первообраэной форме спектра ЭПР, По определению постоянная составля ющая цля периодического процесса .равна
3 1022021, 4
В этом случае дпя постоянной соо- гпе К - коэффициент пропорциональности. тавпяющей выходного напряжения комму- Начальное значение поля Но всегда татора 7 можно записать: можно выбрать так, что (Но) *О. Tow ца () 1 ср .у.
0 (t) dt, (2) о, -ко(н(ц.
Но
Составитель B. Майоршин
: Редактор И. Николайчук Техрец B. Йалекорей Корректор В. Бутяга. Заказ 4028/34. Тираж, 873 Поцписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по цепам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц, 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, уп. Проектная, 4
:гце Ф - период пилообразной развертки пОпя
0(Ц. первая йроизвоцная сигнала ЭПР.
Поскольку входное напряжение усрецняющего устройства Овх40 при O(t (Y., - где, - длительность йрямоугопьного импульса, .то
C с Т
Так как магнитное поле изменяетс "20 во.времени по закону й=н + <, то в вйражении (2) можно перейти к ин-:. тегрированию по полю:
"о с("
I и, = т и(нын*к(0(н(ь0 U(H,), Так как Н зависит от линейно,, то подавая на вход Х регистрирующего прибора 11 напряжение медленной пилообразной развертки, - которое пропориио напьно i, а на вход У постоянную сос= тавляющую 0 можно зарегистрировать ,первообразную форму спектра ЭПР U (Н).
Таким образом, применение данного способа позволяет зарегистрировать пер-. вообраэную форму сигнала ЭПР. Причем такая регистрация позволяет Исключить непрерывный дрейф нулевой пинии:спектра, повышая, тем самым, точность региотрации сигнала ЭПР, что приведет к более точному определению=.положению резонансной частоты, более тоийому онре цепению наличия и количества парамаг- нитных примесей в исследуемом вещест- ве и т.ц.
