Импульсный спектрометр магнитного резонанса

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик иц792123 (61) Дополнительное к dBT. свид-ву— (22) Заявлено 080179 (21) 2710293/18-25 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 30,1280, Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 301280

Р1) М. Кл.

G N 24/10

Государственный комитет

СССР по дмам изобретений и открытий (53) УДК 539.69 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф.Ф. Губайдуллин и А.Н. Гильманов (71) Заявитель

Казанский физико-технический институт Казанского филиала

АН СССР (54) ИМПУЛЬСН6!Й СПЕКТРОМЕТР МАГНИТНОГО

РЕЗОНАНСА

Изобретение относится к области импульсной радиоспектроскопии и может быть применено в качестве фильтрующего устройства при приеме сигналов магнитного резонанса.

В спектроскопии импульсного магнитного резонанса требуется Фурьепреобразование сигналов спиновой индукции f1/ . При этом необходимо исследовать интерферограмму (временную зависимость) амплитуды спада свободной индукции непосредственно по окончании действия возбуждающего импульса. Поэтому на начальном участке этой интерферограммы необходимо 15 иметь широкую частотную полосу приемного устройства сигналов магнитного резонанса.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению явля- 20 ется импульсный спектрометр магнитного резонанса, содержащий RC-фильтр, состоящий из последовательно включенных сопротивления и емкости. Выбор частотной полосы пропускания прием- 25 ного тракта осуществляется выбором соответствующей емкости(2).

Поскольку сигнал свободной индукции возникает практически мгновенно после возбуждающего радиочастотного QQ импульса, то емкость, с которой снимается сигнал, в начальный момент времени после возбуждающего импульса заряжается до начальной амплитуды сигнала в течение времени, определяеМого nooTo HHo RC. Это приводит к искажению сигнала магнитного резонанса í". начальном участке спада свободной индукции. Поэтому при Фурьеанализе сигнала магнитного резонанса теряются и искажаются высокочастотные составляющие спектра при условии, если полоса частот приемного тракта выбрана оптимальной для повышения соотношения сигнал/шум. Пля того, чтобы не терять высокочастотные составлярщие спектра, можно было бы (как это сделано в прототипе) прини-. мать интерферограмму при максимльно широкой полосе частот приемного устройства, но в известных схемах зто приводит к резкому уменьшению отношения сигнал/шум, т.е к ухудшению чувствительности импульсного спектрометра магнитного резонанса.

Целью изобретения является повышение чувствительности импульсного спектрометра (при устранении искажений и. потерь высокочастотных составляющих спектра сигнала).

792123

Формула изобретения

50

Поставленная цель достигается тем, что н импульсном спектрометре м,tt нитного резонанса содержащем

RC — фильтр, дополнительно введены

tt<>левой транзистор и управляющий транзистором однонибратор, причем транзистор включен параллельно сопротивлению RC ôèëüòðà стоком ко входу и истоком к ныходу RC-фильтра, а затвор транзистора соединен с вы- ходом однонибратора.

Одновибратор вырабатывает импульс требуемой длительности для управления паленым транзистором.

В начальный момент времени (т.е. сразу после действия возбуждающего импульса), когда одновибратор скачком открывает полевой транзистор, постоянная времени фильтра мала в силу того, что полевой транзистор шунтирует сопротивление фильтра.

При этом полоса пропускания приемного тракта становится настолько широкой, чтобы пропустить без искажений высокочастотные составляющие спектра сигнала. Затем однавибратор запирает

-палевой транзистор, что приводит к сужению полосы частот приемного тракта, определяемой постоянной времени элементов фильтра R и С. Длительность импульса одновибратора выбирается равной постоянной времени, определяемой емкостью фильтра и сопротивлением открытого канала транзистора.

Сопротивление открытого транзистора значительно меньше сопротивления фильтра. Поэтому, емкость фильтра заряжается до максимальной амплитуды сигнала спиновой индукции за время действия импульса одновибратора.

Когда полевой транзистор закрыт, полоса пропускания фильтра сужается до значения, определяемого элементами фильтра, что приводит к увеличению отношения сигнал/шум.

На чертеже изображена схема фильтра.

Сопротивление 1 последовательно связано с емкостью 2. Параллельно сопротивлению 1 включен полевой транзистор 3, причем ко входу фильтра подключен сток транзистора 3, а к вы. ходу — исток. Затвор транзистора 3 соединен с выходом одновибратора 4.

Схема работает следующим образом.

Программным устройством импульного спектрометра магнитного резонанса (которое на чертеже не показано) запускают одновибратор 4 сразу после окончания действия возбуждающего радиочастотного импульса. При этом одновибратор 4 вырабатывает импульс, который открывает полевой транзистор

3. ПоЛоса пропускания фильтра в этот момент времени определяется малым сопротивлением открытого транзистора

3 и емкостью 2 фильтра, потому что собственное сопротивление 1 фильтра шунтируется транзистором 3. Поскольку постоянная времени фильтра мала, то происходит быстрый заряд емкости до максимального значения сигнала.

В дальнейшем после окончания импульса одновибратора происходит прием сигнала с выбранной узкой полосой, определяемой элементами фильтра 1 и

2. Таким образом начальный участок сигнала спиновой индукции не искажается (что имеет место в прототипе) и все частотные составляющие спектра передаются без искажения. Прием сигнала происходит при оптимальной полосе частот пропускания фильтра, т.е. повышается отношение сигнал/шум.

Предложенная схема позволяет повысить чувствительность импульсного спектрометра магнитного резонанса без потерь и искажений высокочастотных составляющих спектра сигнала.

Импульсный спектрометр магнитного резонанса, содержащий RC-фильтр, отличающийся тем, что, с целью понышения чувствительности, в него введены полевой транзистор и управляющий транзистором одновибра;тор, причем полевой транзистор включен параллельно сопротивлению RCфильтра стоком ко входу и истоком к выходу RС-фильтра, а затвор транзистора соединен с выходом одновибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фаррар T. Беккер Э. Импульсная и Фурье-спектроскопия ЯМР, М., "Мир", 1973, с. 103-128.

2. Техническое описание к импульсному спектрометру ЯМР В-КР-3225 фирмы "Вгикег" — ФРГ (прототип).

Юх, Импульс от лрювр аинотор а

Составитель В. Покатилов

Редактор Н . Коляда Техред Е, Гав рилешк о Корректор О. Билак

Заказ 9431/42

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4