Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса
Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса относится к технике радиоспектроскопии. Цель изобретения - повышение точности регистрации слабых сигналов за счет уменьшения низкочастотных регистрационных шумов. Это достигается тем, что преобразование сигнала электронного парамагнитного резонанса в цифровую форму для последующей обработки происходит непосредственно на частоте модуляции, что исключает необходимость его предварительного преобразования в низкочастотный сигнал, а следовательно, и использование в блоке регистрации цепей постоянного тока. 2 ий. i СО 1C Ot Ч 00 к|
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
А1
ÄÄSUÄÄ 1260787 дП 4 G 01 N 24/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3828128/24-25 (22) 19. 12.84 (46) 30.09. 86. Бюл. Ф 36 (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени государственный университет им. В.И, Ленина (72) Н.Л. Городишенин, С.С. Катушонок, В.В. Кудаленкин и В.П. Яновский (53) 538.69.083(088.8) (56) Альтшуллер С.А., и Козырев Б.М.
Электронный парамагнитный резонанс..
М.: Наука, 1975, с. 47.
Описание и инструкция по эксплуатации радиоспектрометра ЭПР Е-115 фирмы "Вариан", США, 1979. (54) РАДИОСПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО
: ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА . (57) Радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса относится к технике радиоспектроскопии. Цель изобретения — повышение точности регистрации слабых сигналов эа счет уменьшения низкочастотных регистрационных шумов. Это достигается тем, что преобразование сигнала электронного парамагнитного резонанса в цифровую форму для последующей обработки происходит непосредственно на частоте модуляции, что исключает необходимость его предварительного преобразования в низкочастотный сигнал, а следовательно, и использование в блоке регистрации цепей поо стоянного тока. 2 ил.
1 12
Изобретение относится.к радиоспектроскопии и может быть использовано при создании радиоспектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), Цель изобретения — повышение точности регистрации слабых сигналов ЭПР за счет уменьшения низкочастотных регистрационных шумов.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого радиоспектрометра; на фиг. 2 — временные диаграммы
его работы.
Спектрометр содержит рабочий резонатор 1, расположенный между полюсными наконечниками электромагнита 2 и соединенный волноводным трактом с последовательно включенным блоком 3 СВЧ и блоком 4 регистрации, блок 5 модуляции, первый выход которого подключен к расположенным между полюсными наконечниками электромагнита 2 катушкам 6 модуляции, а второй — к управляющему входу блока 4 регистрации, а также последовательно соединенные задатчик 7 времени развертки, блок 8 цифровой развертки, блок 9 управления и стабилиэации магнитного поля.и си- ловой блок 10, выход которого подключен к обмоткам электромагнита 2.
Блок 4 регистрации выполнен в виде последовательно включенных аналогоцифрового преобразователя 11, усредняющего устройства 12 и выходного регистра 13, причем управляющий вход усредняющего устройства .12 подключен к выходу задатчика 7 времени развертки, стробирующий вход выходного регистра 13 и установочный вход усредняющего устройства 12 подключены к дополнительному выходу блока 8 цифровой развертки, а стробирующий вход аналого-цифрового преобразователя 11 подключен к управляющему входу блока 4 регистрации через формирователь 14.
Для наблюдения спектра ЭПР исследуемый парамагнитный образец помещается в электромагнитное СВЧ-поле, возбуждаемое блоком 3 СВЧ в рабочем резонаторе 1, и поляризующее магнитное поле, создаваемое электромагнитом 2, подключенным к силовому блоку 10. При выполнении резонансных условий сигнал ЭПР в виде отраженной от рабочего резонатора 1 электромагнитной волны поступает в блок 3
60787
СВЧ. Регистрация сигнала ЭПР ведется на частоте модуляции. Для этого по- ляризующее магнитное поле в образце модулируется по синусоидальному закону с частотой 1„„,„ сигналом, поступающим с первого выхода блока 5 модуляции на модуляционные катушки 6.
В процессе цифровой развертки поляриэующего магнитного поля при прохождении резонансных условий на выходе блока 3 СВЧ на чгстоте модуляции формируется сигнал, ЭПР. Цифровая развертка осуществляется электромагнитом 2 с последовательно соединенными силовым блоком 10 и блоком
9 управления и стабилизации магнитного поля под управлением ступенчатого пилообразного напряжения, формируемого на выходе блока 8 цифровой развертки (эпюра 15). Длитель10
20 ность Tð развертки и, следовательно, время и, в течение которого осуществляется регистрация сигнала
ЭПР в каждом канале (при каждом фиксированном значении модуляции магнитного поля), устанавливается за. датчиком 7 времени развертки. Сиг- . нал ЭПР на входе аналого-цифрового преобразователя 11 представляет собой гармонический сигнал с частотой зе амплитуда которого для каждоГгс дискретного значения индукции магнитного поля пропорциональна значению первой производной линии спектра электронного парамагнитного резонанса (эпюра 16)„. В результате стробирования аналого=цифрового преобразователя 11 выходными импульсами (эпюра 17) формирователя 14 ана-
40 лого-цифровой преобразователь 11 осуществляет последовательное преобразование входного сигнала с пе1 риодом дискретизации 1 = — Таким
Э РмоА образом, для каждого дискретного
45 значения поляризующего магнитного поля на выходе аналого-цифрового преобразователя 11 формируется последовательных цифровых и
1) эквивалентов мгновенных значений первой прбизводной сигнала ЭПР.
Здесь h — целое положительное число. Получение среднего за время Ы сйгнала ЭПР для каждого фиксированного значения индукции поляризующего магнитного поля при максимизации, отношения сигнал/шум осуществляется в усредняющем устройстве 12. Оно
0787 1 фовых регистрапионных шумов и повышается точность регистрации слабых сигналов ЭПР.
3 126 представляет собой простое цифровое устройство, осуществляющее арифметическое усреднение m цифровых отсчетов, которые поступают на его вход за время усреднения 41, что соответствует вычислению нормированного интеграла в пределах времени усреднения низкочастотного сигнала
ЭПР. Здесь m — целое положительное число. Интервал усреднения 4| из- 1О меняется в больших пределах при изменении длительности 1р развертки и задается выходным сигналом задатчика 7 времени развертки. Среднее за время Й значение сигнала ЭПР записывается в выходной регистр 13 импульсом, поступающим в блок 4 регистрации с дополнительного выхода блока -8 цифровой регистрации во время переключения каналов разверт- go ки поляриэующего магнитного поля (эпюра 18). Этот же импульс поступает на установочный вход усредняющего устройства 12 и возвращает его в исходное (нулевое) состояние, под- 25 готавливая его тем самым к вычислению.среДнего за время Й значения сигнала ЭПР в очередном канале развертки.
Таким образом, в процессе цифровой развертки поляризующего магнитного поля в выходном регистре 13 блока 4 регистрации формируется последовательность цифровых отсчетов, 35 эквивалентных средним за время 41 значениям сигнала ЗПР в каждом канале развертки. При этом, преобразование в цифровую форму сигнала ЭПР .осущест вляется непосредственно на частоте о модуляции, что исключает необходимость его предварительного преобразования s низкочастотный сигнал,,а, следовательно, и использование в блоке 4 регистрации цепей постоян45 ного тока. Благодаря этому уменьшается влияние низкочастотных и дрейФормула изобретения
Радиоспектрометр электронного . парамагнитного резбнанса, содержащий рабочий резонатор, расположенный между полюсными наконечниками электромагнита и соединенный волноводным трактом с последовательно включенными блоком СВЧ и блоком регистрации, блок модуляции, первый выход которого подключен к расположенным между полюсными наконечниками электромагнита катушкам модуляции, а второй выход — к управляющему входу блока регистрации, а также последовательно соединенные задатчик времени развертки, блок цифровой развертки, блок управления и стабилизации магнитного поля и силовой блок, выход которого подключен к обмоткам электромагнита, о тличаю.щийся тем, что, с целью повышения точности регистрации слабых сигналов электронного парамагнитного резонанса за счет уменьшения низкочастотных регистрационных шумов, блок регистрации выполнен в виде последовательно включенных аналого-цифрового преобразователя, усредняющего устройства
-и выходного регистра, причем управляющий вход усредняющего устройства подключен к выходу задатчика времени развертки, стробирующий вход выходного регистра и установочный вход усредняющего устройства подключены к дополнительному выходу блока цифровой развертки, а стробирующий вход аналого-цифрового преобразователя через формирователь подключен к управляющему входу блока регистрации.
)260787
Составитель А.Федоров
Техред М.Ходанич
Корректор В.Бутяга
Редактор И.Сегляник
Заказ 5220/41
Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
° М
Производственно-.полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул.Проектная, 4
