Симметричный автодинный детектор ядерного магнитного резонанса

 

.Изобретение относится к технике радиоспектроскопии и позволяет повысить точность измерений при исследовании веществ методом ядерного магнитного резонанса. Целью является повьшение чувствительности устройства и улучшение стабильности частоты и уровня генерируемых колебаний в автодинном детекторе. Высокочастотный генератор построен на основе двухтактного истокового повторителя напряжения. При этом к затворам полевых транзисторов подключена двухпроводная линия с колебательным контуром , стоки подключены к нагрузочному резистору, а в цепь истоков введены развязывающие дроссели. Возбуждение колебаний осуществляется с помощью цепи обратной связи, образованной емкостями связи и сдвоенной переменной емкостью, которая подключена к истокам. Для предварительного усиления сигнала и контроля высокочастотных колебаний введены дополнительные усилители. 1 шт. с §

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 С 01 N 24/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4071912/31-25 (22) 07,04.86 (46) 23.01.88 Бюл. Р 3 (71) Черновицкое отделение Института проблем материаловедения АН УССР (72) А.Г.Хандожко и E.È.Ñëûíüêî (53) 539.1.078(088.8) (56) Хандожко А.Г., Слынько Е.И.

Автодинный детектор сигналов ЯМР на полевых транзисторах. — Приборы и техника эксперимента, 1975, У 1, с. 152-164.

Адлер, Сентурия и Хьюз. Чувствительность автодинных спектрометров.—

Приборы для научных исследований, 1971, Р 5, с. 144-153. (54) СИММЕТРИЧНЫЙ АВТОДИННЫЙ ДЕТЕКТОР ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (57) Изобретение относится к технике радиоспектроскопии и позволяет повысить точность измерений при исследо,SU„,1368748 А 1 вании веществ методом ядерного магнитного резонанса. Целью является повышение чувствительности устройства и улучшение стабильности частоты и уровня генерируемых колебаний в автодинном детекторе. Высокочастотный генератор построен на основе двухтактного истокового повторителя напряжения. При этом к затворам полевых транзисторов подключена двухпроводная линия с колебательным контуром, стоки подключены к нагрузочному резистору, а в цепь истоков введены развязывающие дроссели. Возбуждение колебаний осуществляется с помощью цепи обратной связи, образованной емкостями связи и сдвоенной переменной емкостью, которая подключена к истокам. Для предварительного усиления сигнала и контроля высокочастотных колебаний введены дополнительные усилители. 1 ил.

1368748

Изобретение. относится к технике радиоспектроскопии и может использоваться для исследования веществ методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) по принципу регистрации поглощения энергии высокочастотного поля резонирующей спин-системой.

Цель изобретения — увеличение чувствительности автодинного детектора, 10 а также повышение стабильности уровня и частоты генерируемых колебаний.

На чертеже представлена принципиальная схема симметричного детектора

ЯМР. 1В

Детектор содержит колебательный контур, образованный катушкой 1 индуктивности с образцом, экранированной двухпроводной линии 2 и переменной емкостью 3, разделительные ем- 20 кости 4 и 5, высокочастотный генератор, образованный переменным резистором 6, развязывающими высокочастотными дросселями 7 и 8, резисторами

9 и 10, емкостями 11 и 12 связи, емкостью 13, сдвоенной с переменной емкостью 14, полевыми транзисторами

15 и 16,.постоянной емкостью. 17 и резистором 18, Кроме этого, в схему входят усилители низкой 19 и высокой

20 частот.

Работа автодинного детектора осно- . вана на способности повторителя напряжения генерировать электрические колебания, если в его нагрузке существует емкостная составляющая импеданса. Высокочастотный генератор выполнен по схеме двухтактного истокового повторителя напряжения, который нагружен на емкости 14 и 13.

Истоки развязаны между собой по высокой частоте с помощью дросселей 7 и 8. Возбуждение колебаний в двухтактном повторителе осуществляется за счет положительной обратной связи, 46 образованной емкостными делителями

11, 14 и 12, 13. Последние подключены к затворам и истокам симметрично относительно заземленной шины. При этом в емкости 11 и 12 функционально g0 включены входные емкости затвор-исток полевых транзисторов 15 и 16.

Частота генерируемых колебаний определяется, главным образом, параметрами колебательного контура, составленного из элементов 1-3 и подключенного к входу повторителя посредством цепей 4, 9 и 5, 10. Уровень высокочастотного напряжения на колебательном контуре устанавливается соотношением емкостей делителей, которое регулируется синхронным изменением емкостей 13 и 14. Последние объединены в сдвоенную емкость с заземленным общим выводом. Максимум чувствительности детектора к сигналу ЯМР зависит от выбора рабочей точки на передаточной характеристике полевого транзистора и в зависимости от уровня колебаний устанавливается с помощью резистора 6. Оптимальность условий нри этом определяется наибольшим соотношением сигнал/шум на выходе детектора.

При поглощении спин-системой энергии из колебательного контура уровень высокочастотного напряжения на затворах транзисторов 15 и 16 уменьшается, что приводит к изменению постоянной составляющей тока стоков. В этом случае, из-за нелинейности передаточной характеристики полевого транзистора детектируется сигнал, который дополнительно усиливается каждым каскадом и суммируется на общей нагрузке 18 в виде огибающей кривой поглощения ЯМР. Заземление стоков по высокой частоте осуществляется посредством блокировочной емкости 17.

Схема генератора на истоковом повторителе одновременно выполняет две функции: первая заключается в генерировании высокочастотных колебаний, вторая — в детектировании и усилении сигнала ЯМР. Сигнал, выделенный цепью 17 и 18, поступает на усилитель 19 низкой частоты. Контроль частоты и уровня колебаний осуществляется посредством усилителя 20 высокой частоты.

Формула изобретения

Симметричный автодинный детектор ядерного магнитного резонанса, содержащий колебательный контур, состоящий из катушки с образцом, экранированной двухпроводной линии и переменной емкости, высокочастотный генератор, усилитель низкой частоты и усилитель высокой частоты, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности детектора и улучшения стабильности частоты и уровня генерируемых колебаний, высокочастотный генератор выполнен по

1368748

Составитель С.Варламов

Техред М,Дидык Корректор М.Шароши

Редактор В.Петраш

Заказ 284/44

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 схеме двухтактного истокового повторителя, нагруженного на емкость, причем затворы полевых транзисторов подключены через разделительные емкости к колебательному контуру, к заземленным . резисторам и к емкостям связи, соединенным другими выводами с истоками, стоки объединены и подключены к заземленной емкости и к одному выводу резистора, другой вывод котбро1 го присоединен к шине питания, истоки подключены к сдвоенной емкости с заземленным общим выводом и через

5 развязывающие высокочастотные дроссели — к выводу переменного резистора, присоединенного другим выводом к заземленной шине, а входы усилителя низкой частоты и усилителя высокой

)p частоты подключены соответственно к стокам и истоку полевых транзисторов.