Принципиальная электрическая схема программируемого генератора прямоугольных импульсов для нестационарных методов ЯМР

Гартвик Андрей Витальевич

Научные руководители: А.М.Уляшев, к.ф-м.н., СыктГУ, А.В.Ноженко, СыктГУ.

Сыктывкарский государственный университет, г. Сыктывкар, Россия.

Как известно, метод ЯМР – один из мощнейших методов исследования структуры твердых тел и жидкостей, равно как механизмов физических и химических процессов в конденсированных средах вообще (включая жидкости и твердые тела). Одним из наиболее важных параметров ЯМР можно считать времена релаксации: спин-спиновой и спин-решеточной.

Процесс измерения этих времен требует использования когерентных многоимпульсных последовательностей, где импульсы должны иметь прямоугольную форму и соответствующие конкретному эксперименту длительность и период. Для получения таких последовательностей используют генераторы прямоугольных импульсов.

Представленная схема позволит решать следующие задачи: измерение времен релаксаций с использованием одно- и двухимпульсных методов; изучение процесса спиновой диффузии; исследование явления спинового эха, структурных фазовых переходов, состава дефектов образца; определение концентраций и радиоспектроскопических параметров дефектов.

Сопряжение генератора с компьютером (IBM 286 и выше) дает возможность автоматизировать эксперимент.

Рассмотрим блок-схему генератора.

Выбор режима работы формирователя импульсной последовательности ФИП происходит в соответствии с адресом, по которому осуществляется запись в порт. Одновременно с дешифрацией адреса происходит защелкивание данных N, определяющих параметры формируемой импульсной последовательности, в соответствующие регистры. Формирователи задержек ФЗ1, ФЗ2, ФЗ3 обеспечивают заданные соответственно длительность импульсов, длительность пауз между ними и время задержки до начала измерения.

ФИП обеспечивает следующие режимы работы: а) выработка непрерывной последовательности, б) формирование одиночного импульса, в) генерация двух импульсов, г) формирование синхроимпульса для запуска системы сбора данных.

Генерируемые прямоугольные импульсы управляют выходным радиочастотным ключом. Когерентность получаемых пачек радиоимпульсов обеспечивается за счет синхронизации начал всех прямоугольных импульсов с высокочастотным сигналом заполнения. Несущая частота задается посредством дешифратора данных ДД.

В дешифраторе адреса ДА выходной сигнал определен четырьмя младшими разрядами адреса (SA0-SA3). Остальные разряды в совокупности с соответствующими им перемычками определяют возможность дешифрации лишь при строгом совпадении сигнала SA с адресом, выставленным программно, и при наличии лог.0 на выводах "разрешение чтения /записи" (IOW) и "прямой доступ к памяти" (AEN).

В момент дешифрации происходит активизация сигнала разрешения 16-разрядных передач IOCS16.

Управление генератором осуществляется с помощью программы, написанной на языке Pascal.

Таким образом, в данной работе представлена принципиальная электрическая схема программируемого генератора прямоугольных импульсов, построенная на отечественной элементной базе, отличающаяся простотой в исполнении и расчитанная при этом на решение широкого спектра задач.


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