Патент ссср 303571

 

30357

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ H ИЯ

Социалистических

Республин

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕДЬСТВУ

Заpl с! мое от авт. сп;!дстсльстпа М—. и К Ci : !т "3, 00. аяоле!!о 17.XI.19!39 (¹ 1379070, 26-25) = пр;!сосд)!нен.!ем заязк:I %в

Комитет по де)тем изобретений и отк :;.!т:A,при,Совете Минно ров

СССР

Пр !о )птст—

Г)пгб i .::.3BBIIo 13.V.1971. bio .i Io::I . о 2(У,. К 539.1.078 (088.8) с;о;. I 1 —,1

Авторы изобретения

А. Ф. Вареник и А. H. Любимов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТЕЗА ВОЗБУЖДАЮЩЕЙ ЧАСТОТЫ

И РАЗВЕРТКИ СПЕКТРОВ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА ЯДЕР

ФТОРА В СПЕКТРОМЕТРЕ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО

РЕЗОНАНСА

11зобретен;!е относ .ттся .к технике епектроскопии ядерного магнитного резонанса высокого разрешения.

Известно устройство для синтеза возбуж такццсй частоты и развертки спектров:х!агн!итного,резонанса ядер фтора в спектрометре ядерного магнитного резонанса, содержащее:кварцевый:генератор с умножителями частоты до резонансной для протонов и ядер фтора в одном и том же поляризу)отцем !поле. Развертка спс!ктров в этом устройстве осуществляется с помощью сетки опорных частот, создаваемых рядом низкочастотных .к!варцевых генераторов и дооавлясмыx IK основной частоте резонанса ядер фтора для:получения фикоированных ступе-leI развертки. Непрерывная развертка спектров внутри эт2!х сту!пеней осущест!вляется иосредст!вом изме:-!ения поляриз!ующего поля:в области расположения анализируемого образца. Диапазон плавной непрерывной развертии в этом устройстве составляет 1 кгтт.

Недостатками из!вестного устройства являют.ся: а) невозможность записи спектров резонанса ядер фтора !при непрерывной развертке во всем диапазоне изменений химических сдвигов резонан!са фтора, составляющем около

20 кгт! Ila <рабочей частоте 56 Мгц; б) использование большого числа низ!кочастотных кварцевых резонаторов для перекрытия нужного диапазона iàñòîò ив изьестном устройстве имеется 20 таких резонаторов). в) необходимость подгонки частот этих резонаторов с точностью до,долей терца для

5 ооеспечения равномерной развертки; г),невозможность расширения диапазона непэеры!вной .разверт)ои и, следовательно, невозможность уменьшения числа низкочастотHbIx опорных кварцевых резонаторов .ввиду uc)p кажечий однородности поляризующего поля. ,вызываемых токами развертки.

Целью изобретения является осутцествление синтеза стабильной, возбуждающей частоты и непрерывной, лине!твой и стабильной разверт15 ки во всем диапазонс спектров резонанса, а также об)сс!тс !сн7!с с!, пснчатой по.!евой развертки спектрог, с и!!нпмальным числом гастот в опорной сетке.

Для этого в,предложенном устройстве в цепь синтеза возбуждающей частоты резонанса ядер фтора по частоте резонанса протонов между смесителем частоты !протонов с частотой кварцевого генератора разностной частоты

Bêëþ÷ен управлясмый гсHåðàтор разностной частоты с цепь)о фазовой автоподстрой!ки частоты по биениям колеоагоий этого генератора и кварцевого ге:!ератора разностной частоты.

Кроме того, между катушками полевой развертки и катушками коррекции квадратичного

30 градиента поляр)тзу7ощего.поля включен дели303571

ГСЛЬ ТОКВ, 1}>ВОДЯЩИ}! ПРи полсвой раЗВСрткс IaCTb T0K3 PF13BCP1 КИ В,KBT>(Ш!КИ КОРРСКЦ}}и квадратичного градиента.

Для создания сетки опорных часгот предусмотрен низкочастотный к(варцсвый генератор гармоник, вкл}оченный через,псресграивае)!ы!1 фильтр в цепь фазовой автоподстрой!ки частоТЫ УПР 3 В:}ЯС)IOГÎ ГCПСР сlТОР 3 J) с}ЗЕ!ОСТIЮИ 1 ñlñâ

TOTI>I.

НЯ чеРTci)K« iloK33с! нсl блОк схемс! >пРедло жснного устройства.

Т»

Ьлок-схема содержит кварсцсвый,генератор 1 резона ионой частоты пр отоно в (60 Мгц), кварц«ВЫй ГЕНСратОр 2 раэпсостНОЙ ЧаСтОтЫ (3,6 Лг!(), управляемый генератор 8 разностпой частоты (3,6+-0,0! Ь1ги), смсситсль 4 частот генераторов 2 11 8 разностной частоты, усилитель 5 биений колебаний генераторов рязностной частоты, ана,}оговый с!с}стотомср 6 (прсОорязовятсль 1 }lсто Гсl — пап ря)кс1(ие) > схс)15 7

С Р 3 В П С f I H H Н 3 П Р 51 Ж С И И П, У C I I,. I H T C. 1 Ü ПОСТОЯННОГО тока 8, Варикап 9, смссптель 10 рсзопансной

}астоты протонов и частоты управляемого гспсряторя, фильтр 1/ частоты резонанса фтора

;56,4-,0,01 с1(г((), усилитель 12 частоты резопаиса фтора, оалапс:!ый модулятор 1 3, низкочастотный кварцевый генератор 14 гармоник основная частота 4 r-at(), фильтр 15 генератора Paj))tot!It>I< (4, 8, 12> 16 и 20 Katj), инди!кяГ(}р 16 Hулсвых б>иений, переключатель 17 режима работы, делитель тока 18 и катушку 19

КО, ) PCK!I(И П К!}с1ДР 3 ТИ 1110!ГО ГР ЯДИЕПТ3 ПОЛЯP !iý>>ющсго поля спссктромстря, ся !астотп35! р33Всp 1 кя с!I(.. НTров peзопяисf! ядер фтора.

При замкнутом переключателе 17 на вхо (С.(смы сравнения 7 подаегся IIocT051HJIOC ОпорПОЕ Нс}!ПряжЕ!}ИЕ. ОбравуЮщИЕСя Прн ЭТОМ бИЕния колсоаний генераторов 2 и 8 с у!Силг!геля 5 поступают на 1)ход балансного модулятора,1), на другой вход которого через фильтр 15 генератора гармоник подаются колебания, сооТ-!

0 .Ветствующие одной из гармоник IeFtcpaTO(ð I гармоник 14. Выходное напряжение балансного модулятора 18 поступает пя варикап 9 для управления частотой vlïða!Hrtÿcмого f«HepaTOра 8 и одновременно контролируется иидпка}5 тором 16 нулевых биении.

При определенной Вели>}и с опорного н«пряжепия на схеме сравнения 7 в с !ст«мс устанавливается режим автоматической фазовой подстройки частоты у}правляемого гс:}срато20 ра 8 по выбранной гармонике гettepa)opa гармо:}ик 14, чем ooecrlc«}laaerca точная !}ри!Вязка частоты возбу!ждсн}!я резонанса фтора к одном из фиксированных значений. Число этих

3НЯ чсп иЙ ОHI ) едсл51етсЯ осltо!В}}ой

25 кварцевого генератора гармоник 14 и требуемым.диа!назоном псрскрытия (обычно 20 !(г!(в поле 14 100 э) и соответствует чи=лу фильтров г филыре 15. Раэвсртк«спектров в этом режиме внутри .полу-13)OLU}txic51 !ступеней частоты 30 возбуждения осущес является по 1!оляр изук)щсму,полю известным способом. Однако, с !

}ел}ио расширснпя диапазона полевой развсртKii и уме:}ьшения п}«ла ступсн«и IacTOT!, возб((и(LCII и Я 11, C1СДОвсlТP 1 bH0, I itcл с(фи1Ы р 0 l3

35 В ф}!Г!Ьт )с 15), часть тока развертки i«р«з .Le,11ITC1 I> T01(3 18 IIO+BCTCH в Kсl I мitii .II 1 > Kîp pc l( цип квадр пичного г)адиситя,,!оляризующег0

1!СЛЯ IH(K ГРОМСТР сl ДЛЯ КОМП HС3ЦИИ ТF! KOI О жС

Г,) 3:}11«НТс1, ВОЗН}1!Кс1101ЦСГО О 1 ТОКОВ i) Fiai3«;)ТКИ. .10 h,1с! ГО ;}сlР Я ЭТО)1 JИ 1!1сlзо!1 ПОЛ СHОЙ J) f!3l3СРТК}1

В Ilð«;L.)агаемом уcTðÎйствс pfic.øèðe. I дÎ 4 кг!1, 3 }ИСПО С Г>>>ПСПСЙ 13СТ01 1>! >> )! CII ÜØ«1:0 До 3

I l3)Iс«1О 20 В иэв«1110)I > "Г ) Ой« 1)11«) .!

1. 5 СТPOIIC ГВО ДЛЯ С ИПТСЗс(Воз б > )К;(ся IOLU « Il 3 10 . Hl И Раз ВСРТКИ СПСК! )Ов Мс} Гп И1 HGI 0,) Сзо}!я; ся 5}де!р фтора в «псктромстр«ядерно:о

50 магпиг}ого рсзоиан«а, сogeржящс« II«;!ü с}КIтсзя частоты ;)сзоиа:1«-я ядер ф Гopfi HO частоте

РСЗО!1311Ссl 11Р OTOH013, COC) 05! UL(!О На К!В сl;) ИС ВО! 0

Гспсрятора резонансной частоты, I:;)OTQHOLI, KH3PILeI30t 0 ГСПСРсiTOPFI )33 IOCTHOЙ Ча ГО 11» 1

55 c)i«ситсля, от.tu>r(Horueecя тем, что, с целью 1}оВЫШ IIИ51 C1 30:!ЛЬ}!О".TII H,1ИПP.1!11;)С 1 И, )ЯЭВСP. —

KИ ВО В Сli 007 3 СТii;) Pзоil и Н «i! 51 !«Р ф! 0. ) 3, 11

ПЛ!Ь «ИИ1«зя ВОЗОS Ж !с!ЮЩЕЙ Ча«IOTI» МСЖДX смесителем и кварцевым гене;)ято;)Ом раз!!0«160 ной !}le) Îòü} вк 110>t«H >, прав 1ЯС>}ый Гсис;) ат0 ) разносгной iacãîòl» с цепью фязопой явтопо t«1)ойки частоты по биениям ко1«бс}:Ii!II это;о

ГСПС)BTOPa И 1)вс}РЦСВОГО ГС t«PB tOPЯ РЯЗПО.,>

ПОй >1!1«1Î fl» !

}5 2. австро}»1«тво по и. 1, îrë!>!(!10111(c(.: г«ч. ИТО, УCTPONCTJ)0 ЗIОЖСТ РЗООТ3 Ь;13,;!ВУХ РСжг!Хl с}Х

В ЗаВИСИМОСтп О} ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРСКЛЮсяателя 17. Hptt разомкнутом переключателе па .Вход схемы C;)Bmi«IIH}t 7 поступает напряжение

J) a313c()TKlt cIloKTpoI3, спимяемос с рсохордя регистр ир1у!Ощсго приооря опсктрометря. В

cxci Ic 7 это напряжение сравнивается с выходным папряжснисм частотомера 6, ii p;ia»ocть

Э Ги Х I(BIIIPB)K«II}I II 1(.PC 3 > СПЛИТ(1 Ь ПОСT051H HОГО

Токсl 8 И !Вар HiKFI!Il 9 " >It() с} В 1ЯСТ }сl С! ОТОЙ ГгсII«i() 3тора 8. Колебяпи5! этого гспсрятОря я смсси I слс 4 c)ICIU Hit)a IOT«5I с колсоа в и я ми квяр tl(.1101 0

I (.Нср Iторя 2 р !3HG "PHOI H3(cTQTI I. Ь}}е}1 и!! Колебаний генераторов 2 и 8 усиливаются усилителем 5 и чястÎT3 их пспрсрьгвпо измеряет«я facToToAIc 6. СUHOK)>IIHQCTF> 0JIUKOI) 4 — 9 представляет сооой !цепь у!и!ра!Влс}ия и стабилизации частоты управ Isle)toto генератора ), KoJIeбания эгого гснератора пода}отся пя см«ситель 10, В KQTo()OAI Они с}ясlппВс)ют«51 с кол(. баниями иварцевого генератора 1 резонансной чястогы протонов, используемого для ВозбужAC!III}I Ксl П сlЛ сl HPOTÎHH0É СТсl ОИ.1 il3 а!ЦИИ СПОКтромстра. РàзHîñòíàÿ частÎT3 эTиx KолсбаHий, соответствующая рсзоняпсу ядер фтора, через фильтр 11 и усилитель 12 подается на датчик спсктрометра для ВОзбуждспи51 резонанса ядср фтора, При линейном,во времени изменении напряжения па входе схемы 7 частотfi резонанса ядер фтора, передаваемая на датч.ll< с

Г1)пльгра 11, }м«нястся линейно, text и до«тигястП р «д м « i:iз :о 0 р «Г; и и 1!

303571

3. Устройство по ип. 1 и 2, отгичающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в цепь фавовой автоподстройки частоты управляемого генератора разносгной частоты

5 через !перестраиваемый фильтр включен низкочастотный !кварцевый генератор гармоник.

К датчику (доздуждение

О канала прогпоннои стадилизаиии) 7он раэдертни

Оа—

К датчику ( пение резонанса ядер 4отора!

На катуингu раздертни

Составитгль Л. Требугвииина 1 «рсл Е. Борисова 1;о» гго:i О. И. Волкова

Рслактор T. 3. Орловская

Тираж 480 !1олиисиi c

Заказ 3874 Изл, № 722

1,1!ИИПИ !«овгитста ио лслагв аобрстгиии и открыл и В ири Со:к и .Чииис1рои C(.CI

Москва, )!«-35, Ратгискаи иаб., л. 4 5

Обласгиав гииогриф:l>l 1;осгрогвского с,и1ивт llllil il(! игив го с целью повышения точности измерений, мегкду катушками полевой развертки и катушкам! коррекции квадратичного градис.!та .поляризу огцсго .поля включен .делитель тока, зводящии часть тока развертки в катушки коррекцгги ,!«вадратичного градиента.

Напряжение разразбертни или посгпоянное напряжение