CS268947B1

CS268947B1 - Involvement of NMR Spectrum Linear Excitation Channel

Info

Publication number: CS268947B1
Application number: CS873764A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Ing Csc Kasal; Vladimir Ing Husek; Karel Ing Csc Bartusek
Original assignee: Miroslav Ing Csc Kasal; Vladimir Ing Husek; Karel Ing Csc Bartusek
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS376487A1

Abstract

Řešený problém se týká kaskádově zapojeného kanálu, sestávajícího ze sériově zapojeného generátoru nosného signálu přes radiofrekvenčn1 klič, lineární modulátor, dva výkonové zesilovače, přizpůsobovací obvod se sondou. Podstatou je, že pulsni programátor je prvním výstupem spojen s radiofrekvenčn1m klíčem, druhým výstupem s výkonovými zesilovači, přizpůsobovacím obvodem a třetím výstupem s řídicím obvodem spojeným s lineárním modulátorem.The problem being solved concerns a cascaded channel consisting of a serially connected carrier signal generator via a radio frequency key, a linear modulator, two power amplifiers, an adaptation circuit with a probe. The essence is that the pulse programmer is connected by its first output to the radio frequency key, by its second output to the power amplifiers, an adaptation circuit, and by its third output to the control circuit connected to the linear modulator.

Description

Vynález se týká zapojeni lineárního excitačního kanálu spektrometru nukleární magnetické rezonance.The invention relates to the connection of a linear excitation channel of a nuclear magnetic resonance spectrometer.

Excitační část mířícího kanálu spektrometrů NMR tvoři generátor nosného signálu a pulsní programátor, které jsou výstupem spojeny přes klíčovací obvod s kaskádou impulsních zesilovačů pracujících ve třídě C, jejichž výstup je spojen přímo nebo přes přizpůsobovací obvody se sondou spektrometru. Excitace se provádí pravoúhlými impulsy. Výkonové stupně ve třídě C pracující bez klidového proudu nejsou zdrojem šumu v době akvirice signálu odezvy a do značné míry brání pronikání šumu z generátoru. Toto zapojení neumožňuje excitaci amplitudově modulovanými pulsy s omezeným spektrem excitačního signálu.The excitation part of the aiming channel of NMR spectrometers consists of a carrier signal generator and a pulse programmer, the output of which is connected via a keying circuit to a cascade of pulse amplifiers operating in class C, the output of which is connected directly or via matching circuits to the spectrometer probe. Excitation is performed by rectangular pulses. Class C power stages operating without quiescent current are not a source of noise during the acquisition of the response signal and to a large extent prevent the penetration of noise from the generator. This connection does not allow excitation by amplitude-modulated pulses with a limited spectrum of the excitation signal.

Při některých technických NMR spektroskopie kapalin, pevné fáze a NMR tomografie je výhodná selektivní excitace, které je dosaženo amplitudově modulovanými impulsy, jejichž obálka je tvořena funkcemi zvonová funkce a podobně. Dosaženi odpovídajícího průběhu amplitudy a fáze excitačního signálu je možné například řešením spočívajícím v doplněni předešle popisovaného zapojeni o zpětnovazební systém, který srovnáváním amplitudy a fáze výstupního signálu se zvolenou funkci dosátne odpovídá jícho průběhu amplitudy a fáze excitačního signálu. Nevýhodou tohoto zapojeni je, že vzhledem k vysoké nelinearitě výkonových stupňů ve třídě C nutno př i řa ci t značné složitý řidiči obvod. Z požadavku na řídicí obvody vyplývají omezeni z hlediska tvaru a délky amplitudově modulovaných impulsů.In some technical NMR spectroscopy of liquids, solids and NMR tomography, selective excitation is advantageous, which is achieved by amplitude-modulated pulses, the envelope of which is formed by bell functions and the like. Achieving the corresponding amplitude and phase of the excitation signal is possible, for example, by adding a feedback system to the previously described circuit, which, by comparing the amplitude and phase of the output signal with the selected function, sufficiently corresponds to the amplitude and phase of the excitation signal. The disadvantage of this circuit is that, due to the high nonlinearity of the power stages in class C, it is necessary to assign a fairly complex driver circuit. The requirements for the control circuits result in limitations in terms of the shape and length of the amplitude-modulated pulses.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojeni excitačního kanálu soektromefu NMR, jehož podstatou je kaskáda sériově zapojeného generátoru nosného . signélu zapojená přes rad i ofrekvenčni klič, lineární modulátor, p'rvni a druhý lineární výkonový zesilovač, přizpůsobovací obvod se sondou NMR, zatímco pulsní programátor je prvním výstupem spojen s radiofrekvenčnim klíčem, druhým výstupem s výkonovými zesilovači, připadni s přizpůsobovacím obvodem a třetím výstupem s řidicim obvooem spojeným s lineárním modulátorem.These previous disadvantages are eliminated by connecting the excitation channel of the NMR spectrum analyzer, the essence of which is a cascade of a serially connected carrier signal generator connected via a series frequency key, a linear modulator, first and second linear power amplifiers, an adaptation circuit with the NMR probe, while the pulse programmer is connected by its first output to the radio frequency key, by its second output to the power amplifiers, possibly to the adaptation circuit, and by its third output to the control circuit connected to the linear modulator.

Hlavní přednosti za pojeni podle vynálezu je, že umožňuje excitaci amplitudově modulovanými impulsy prakticky bez časového a .tvarového omezení.The main advantage of the connection according to the invention is that it allows excitation by amplitude modulated pulses practically without time and shape restrictions.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde na obr. 1 je uvedeno blokové schéma zapojení a na obr. 2 jsou graficky vyznačeny časové průběhy signálů.The invention is explained in more detail in the attached drawing, where Fig. 1 shows a block diagram of the circuit and Fig. 2 shows graphically the time courses of the signals.

jak patrno z obr. 1 je kaskádní zapojení generátoru 1 nosného signálu provedeno tak, že jeho výstup je spojen v sérii přes následující obvody: tj. ^radi ofrekvenční klič 2, k němuž je spojen první výstup signálu A pulsniho programátoru 9. Výstup radiof rekvenčni ho klíče 2 je spojen pres lineární modulátor 3 s oběma postranními pásmy ĎSS, nebo lépe s jedním postranním pásmem SSB, dále pak přes první výkonový zesilovač 4, druhý výkonový zesilovač 5, přizpůsobovací obvod 6, například přídavný klíčovaci obvod se sondou 7 NMR. Druhý výstup signálu B pulsniho programátoru 9 í^e vazebně spojen s oběma výkonovými zesilovací 4, 5, připadne s přizpůsobovacim obvodem 6. Řidiči obvod 8 generující modulační funkci je spojen jednak s třetím výstupem pulsniho programátoru 9 a jednak s lineárním modulátorem 3.As can be seen from Fig. 1, the cascade connection of the carrier signal generator 1 is made in such a way that its output is connected in series via the following circuits: i.e. ^{a radio} frequency key 2, to which the first output of the signal A of the pulse programmer 9 is connected. The output of the radio frequency key 2 is connected via a linear modulator 3 with both sidebands ĎSS, or better with one sideband SSB, further via a first power amplifier 4, a second power amplifier 5, an adaptation circuit 6, for example an additional keying circuit with a probe 7 NMR. The second output of the signal B of the pulse programmer 9 ^is coupled to both power amplifiers 4, 5, or to the adaptation circuit 6. The driver circuit 8 generating the modulation function is connected both to the third output of the pulse programmer 9 and to the linear modulator 3.

Časové průběhy na obr. 2 naznačují trváni pulsní sekvence pro excitaci signálů A a B pro klíčováni výkonových stupňů přidavného klíče na výstupu. Signál B ve vztahu k signálu A je v předstihu časového intervalu Δt. Třetí průběh na Obr. 2 představuje amplitudově a fázově modulovaný signál C na výstupu modulátoru 3.The time waveforms in Fig. 2 indicate the duration of the pulse sequence for excitation of signals A and B for switching the power stages of the additional key at the output. Signal B is ahead of signal A by a time interval Δt. The third waveform in Fig. 2 represents the amplitude and phase modulated signal C at the output of modulator 3.

Zapojení pracuje za provozu takto: Signál nemodulované nosné vlny z generátoru 1 je v radiofrekvenčním klíči 2 do něhož přichází signál A z prvního výstupu pulsniho programátoru 9 klíčován a dále přichází do DS8 popř. SSB modulátoru 3, na jehožThe circuit works as follows during operation: The unmodulated carrier wave signal from generator 1 is keyed in radio frequency key 2, into which signal A from the first output of pulse programmer 9 arrives, and then enters DS8 or SSB modulator 3, on which

Z CS 268947 81 .From CS 268947 81 .

druhou vstupní svorku je přiveden modulační signál z řídicího obvodu §, který je synchronizován s pulsnim programátorem 2· Vzniklý amplitudoví a fázoví modulovaný signál C je dále zesilován kaskádou výkonových vf zesilovačů 5 a 5 na potřebnou úroveň excitačního signálu. Výkonoví stupni 4 a 5 jsou klíčovány signálem 8 z druhého výstupu pulsniho programátoru 2» čímž je zabráníno pronikáni íumu v dobí akvizice signálu NMR. Signál 8 z druhého výstupu pulsniho programátoru 2 je časoví předsazen pulsní sekvenci o interval t /viz obr. 2/, čímž nedochází ke zkreslení čel pravoúhlých impulsů. Z výstupu posledního výkonového stupni 2 signál přichází přes přizpůsobovací obvod $ do obvodu sondy 7. Signál 8 z druhého výstupu pulsniho programátoru 2 může být využít také ke klíčováni přizpůsobovacího obvodu 6.The second input terminal is fed with a modulation signal from the control circuit §, which is synchronized with the pulse programmer 2. The resulting amplitude and phase modulated signal C is further amplified by a cascade of power RF amplifiers 5 and 5 to the required excitation signal level. Power stages 4 and 5 are keyed by a signal 8 from the second output of the pulse programmer 2», which prevents the penetration of noise during the acquisition of the NMR signal. The signal 8 from the second output of the pulse programmer 2 is time-shifted from the pulse sequence by an interval t /see Fig. 2/, which prevents distortion of the fronts of the rectangular pulses. From the output of the last power stage 2, the signal comes through the matching circuit $ to the probe circuit 7. The signal 8 from the second output of the pulse programmer 2 can also be used to key the matching circuit 6.

Claims

Connection of the linear excitation channel of a nuclear magnetic resonance spectrometer, characterized in that it forms a cascade of a series-connected carrier signal generator /1/ via a radio frequency key /2/, a linear modulator /3/, first and second power amplifiers /4 and 5/, an adaptation circuit /6/ with an NMR probe /7/, while the pulse programmer /9/ is connected by its first output to the radio frequency key /2/, the second output to the power amplifiers /4, 5/, or to the adaptation circuit /6/ and the third output to the control circuit /8/ connected to the linear modulator /3/.