Устройство для частотной развертки радиоспектрометра ядерного магнитного резонанса

 

И С А Н И Е д„5„зввн

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Срюз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.07.75 {21) №2 156558/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.77.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания 25.05.7 7 (51) М. Кл. G 01 N 27/78

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 539,143,43:

:621.3.083 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Белов, Ю. Л. Клейман, Н. В. Морковин и А. П, Прокудпн

Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения АН СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОЙ РАЗВЕРТКИ

РАДИОСПЕКТРОМЕТРА ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Изобретение относится к области радиоспектрометрии ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Известно устройство для частотной ра:звертки радиоспектрометра (ЯМР), содержа- 5 шее преобразователь формы напряжения генератора в синусоидальную (1) . Однако в этом устройстве регулировка фазы возможна только после получения сложными способами двух синусоидальных напряжений, равных по 10 о амплитуде и сдвинутых по фазе на 90 .

Известно также устройство для частотной развертки радиоспектрометра ядерного магнитного резонанса, содержащее источники управляющих напряжений, интегрирующие эле-15 менты, балансный усилитель и коммутирую» ший переключатель (2) .

Однако в известном устройстве использовано довольно сложное решение задач сравнения мгновенного значения треугольного на- 20 пряжения с выхода балансного усилителя с опорными напряжениями и управления прерывателем двумя отдельными (по существу динамическими) сравнивающими усто зйствами, сигналы которых управляют триггером, со- 25 храняюшим свое состояние на время между сигналами схем сравнения, Однофазное выходное напряжение устройства нейоседственно не обеспечивает регулировку фазы сигналов

ЯМР.

Белью изобретения является упрощение устройства и обеспечение регулировки фазы сигналов ЯМР, Это достигается тем, что устройство снабжено балансным компаратором, стабилизатором амплитуды опорного напряжения и компаратором регулятора фазы, при этом балансный усилитель соединен с первыми входами балансного компаратора и компаратора регулятора фазы, а стабилизатор амплитуды опорных напряжений соединен с выходами и вторым входом балансного компаратора, с коммутирующим переключателем и через регулятор амплитуды опорного напряжения со вто рым входом компаратора регулятора фазы.

С целью упрощения устройства для управления коммутируюшим переключателем применен один компаратор с балансным выходом, опорное напряжение которого получается путем стабилизации двух уровней его выход543865 ного напряжения, при этом в начале каждо

ro полупериода опорное напряжение изменяет свой знак (или амплитуду) и остается постоянным в течение всего полупериода.

Регулируемое по фазе напряжение получается на выходе второго компаратора без промежуточного преобразования формы в результате сравнения выходного напряжения балансного усилителя и регулируемого опорного напряжения, которое также в начале каждого полупериода напряжения балансного усилителя изменяет свой знак.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, "на фиг. 2 - временные диаграммы.

Схема содержит источники питания 1 управляющих напряжений, балансный усилитель 2, интегрирующие элементы 3, коммутирующий переключатель 4, балансный компаратор 5, стабилизатор 6 амплитуды опорных напряжений, регулятор 7 амллиту- 2о ды опорного напряжения, компаратор 8 регулятора фазы.

Выходное напряжение балансного усилителя 2 поступает на сигнальные входы балансного компаратора 5 и компаратора 8. 2S

Стабилизатор 6 управляется выходными напряжениями балансного компаратора 5.

Опорное напряжение с суммарного выхода стабилизатора 6 подается на вход балансного компаратора 5, Напряжения с балансных 30 выходов стабилизатора 6 поступают на коммутирующий переключатель 4 и регулятор 7, в котором производится регулируемое деление и алгебраическое сложение этих напряжений, Полученное регулируемое опорное на- 35 пряжение подается на компаратор 8.

При работе коммутирующий переключатель 4 подключает одну группу интегрирующих элементов 3 к балансному усилителю2.

Под действием управляющих напряжений ис- 40 точников 1, определяющих генерируемую частоту, происходит линейное изменение выходного нацряжения балансного усилителя 2, как это изображено на временной диаграмме

9 (фиг 2), В момент компенсации этим на- 45 пряжением опорного напряжения 10 (при подаче через токозадаюшие резисторы ком;паратора 5 на один вход усилителя компаратора 5) изменяется полярность выходных напряжений балансного компаратора 5 и полярность (или амплитуда) опорных напряжений 10 и 11 стабилизатора 6. Одновременно меняется состояние коммутирующего переключателя 4, который изменяет направление интегрирования путем подключения другой группы интегрирующих элементов 3 к балансному усилителю 2. 3а счет изменения полярности опорного напряжения 10, которое подает на вход балансного компаратора 5, в устройстве генерируется треугольное напряжение9 с периодом Т, стабильность амплитуды и частоты которого зависит,вчаст ности от постоянства уровней опорного напряжения 10. Постоянство этих уровней обеспечивается стабилизатором 6. Одно из напряжений 9, 10 и 11 с выходов 1 устройства может быть использовано в спектрометре для модуляции магнитного поля. Поскольку для управления коммутирующим. переключателем 4 и регулятором 7 требуется меньшая стабильность управляющих напряжений, для этих целей, кроме стабилизированных напряжений, допустимо использовать также непосредственно выходные напряжения балансного компаратора 5. Из двух противофазных прямоугольных напряжений 10 и 11 в регуляторе 7 формируется регулируемое по амплитуде и фазе (О и 180 ) напряжение о о

12, которое при крайних положениях регулятора 7 совпадает с напряжением 10 или 11. дважды за период в моменты компенсации напряжением 9 опорного напряжения 12 изменяется полярность выходного напряжения компаратора 8. Таким образом, на выходе компаратора 8 формируется прямоугольное напряжение 13, которое может быть использовано в качестве опорного напряжения фазового детектора сигнала ЯМР. Изменением фазы этого напряжения регулятором 7 подбирается необходимая форма линий сигналов

ЯМР (поглошение или дисперсия) . При частотной развертке спектра фазовые соотношения модулируюшего и опорного напряжений остаются постоянными, таким образом, дсстигается регистрация спектров ЯМР без фазовых искажений, Разработанный для радиоспектрометра

РН2309 макет устройства содержит функциональные узлы, реализованные на микросхемах и некоторых пассивных элементах. Балансный компаратор 5, выполненный на двух пс следовательно включенных микросхемах

К1УТ401Б, обеспечивает на выходах микросхем противофазные прямоугольные напряжения и амплитудой около + 10 в, В стабилизаторе 6 максимальная стабильность достигнута применением двух отдельных цепей стабилизации положительного и отрицательного уровней опорного напряжения стабилитронами.

Напряжения на разнополярно включенных стабилитронах образуются поочередно в течение одного полупериода за счет прохождения тока через ограничительные резисторы и выпрямительные диоды, включенные в определенной полярности между прямым выходом балансного компаратора и соответствующим стабилитроном. На вход усилителя балансного компаратора 5 стабилизированные опорные напряжения подаются через суммирую543865 дыкадь

1 ьцад2

Фиг. 1

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щие токозадающие резисторы. В регуляторе 7 регулирующим элементом является потенциометр, на крайние выводы поступают противофазные опорные напряжения. Для устранения влияния некоторой несимметрии этих напряжений использованы разделительные конденсаторы и двумя резисторами создана искусственная средняя точка. При плавных амплитудах пилообразного и опорного напряжений регулятор 7 и компаратор 8, выполненный на микросхеме К1УТ7401Б, обеспечивает плавную регулировку фазы в пределах 180о.

Формула изобретения

Устройство для частотной развертки радиоспектрометра ядерного магнитного резонанса, содержащее источники управляющих напряжений, интегрирующие элементы, балансный усилитель и коммутирующий переключатель, отличающийся тем,что, гв с целью упрощения конструкции при одноЦНИИПИ Заказ 81 1/61 временном обеспечении регулировки фазы сигналов ЯМР, оно снабжено балансным компаратором, стабилизатором амплитуды опорных напряжений, регулятором амплитуды опорного напряжения и компаратором регулятора фазы, при этом балансный усилитель соединен с первыми входами балансного компаратора и компаратора регулятора фазы, а стабилизатор амплитуды опорных напряжений соединен с выходами и вторым входом балансного компаратора, с коммутирующим переключателем и через регулятор амплитуды опорного напряжения со вторым входом компаратора-регулятора фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 394712, М. кл. + 01 N 27/78, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 396616, М. кл. Ol М 27/78, 1973.

Тираж 1052 Подписное