Пермский Государственный Университет, г.Пермь, Россия

Описанный приёмник является составной частью импульсного ЯКР-спектрометра и позволяет наблюдать сигналы спинового эхо в диапазоне частот 10-70 МГц; чувствительность не хуже 2 мкВ и коэффициент усиления 5* 10⁵.

Структурная схема приёмника изображена на рисунке. На входе усилителя высокой частоты установлена цепочка из pin-диодов (защита от большого импульсного напряжения). Двухкаскадный усилитель построен на малошумящих биполярных СВЧ-транзисторах, что позволяет создать устройство на них с большой верхней рабочей частотой и достаточной шириной рабочего диапазона. Отношение величин сопротивлений источника сигнала и нагрузки от номинального значения 50 Ом не превышает 30% , что позволяет избежать паразитных колебаний. Для демпфирования их на коллекторные выводы транзисторов надеты ферритовые бусинки.

Гетеродин представляет собой перестраиваемый по частоте генератор. В качестве активного элемента взят биполярный СВЧ- транзистор, обеспечивающий оптимальную электрическую стабильность и достаточно низкий уровень шумов. Генератор по своей сути представляет собой усилитель, охваченный глубокой положительной обратной связью (ОС). В цепи обратной связи использован “архаично” настраиваемый конденсатор переменной ёмкости. Высокая линейность характеристик гетеродина и следующих за ним усилителей позволяет отказаться от фильтра высоких гармоник. Катушка гетеродина намотана на тороидальном сердечнике, который жестко закреплён на монтажной плате.

Сигнал с усилителя ВЧ проходит через фильтр высокой частоты, после чего поступает на смеситель, который выполнен на быстродействующих и малошумящих диодах Шоттки. Смеситель состоит из двух стандартных гибридных трансформаторов c коэффициентом преобразования импедансов 1:2:2 и 4 диодов, а также симметрирующего конденсатора.

Сигнал промежуточной частоты снимается с того же трансформатора, на который подаётся усиливаемый сигнал. Сигнал гетеродина подаётся на другой трансформатор. Для обеспечения фазового и амплитудного баланса подбирают применяемые диоды и трансформаторы с одинаковыми параметрами (они могут отличаться не более, чем на 5% и обеспечивают идентичность). После того как 2 сигнала смешиваются, преобразованный сигнал попадает в четырёхкаскадный усилитель промежуточной частоты (УПЧ). Все 4 каскада УПЧ для простоты выполнены одинаковыми.

Далее сигнал проходит через детектор, представляющий собой RC- цепочку и последовательно включённый диод. После детектирования он подаётся на эллиптический фильтр низкой частоты, получаемый каскадным соединением. На входе фильтра имеется аттенюатор с затуханием 30 дБ, который управляется при помощи реле в тех случаях, когда отношение сигнал/шум становится больше 45 дБ. Приёмник выполнен с учётом рекомендаций [1].

e-mail: asf@asf.e-burg.ru