JPS5945097B2 - High frequency circuit of nuclear magnetic resonance apparatus - Google Patents
High frequency circuit of nuclear magnetic resonance apparatusInfo
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- JPS5945097B2 JPS5945097B2 JP52012863A JP1286377A JPS5945097B2 JP S5945097 B2 JPS5945097 B2 JP S5945097B2 JP 52012863 A JP52012863 A JP 52012863A JP 1286377 A JP1286377 A JP 1286377A JP S5945097 B2 JPS5945097 B2 JP S5945097B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は核磁気共鳴装置において、試料に励起用の高周
波を供給するための或るいは試料からの共鳴信号を受信
するための核磁気共鳴装置の高周波回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high frequency circuit for a nuclear magnetic resonance apparatus for supplying a high frequency wave for excitation to a sample or for receiving a resonance signal from the sample.
核磁気共鳴装置の近年に於ける進歩は著しいものがあり
、パルスフーリエ型の核磁気共鳴装置が主流を占めるに
至つている。Nuclear magnetic resonance apparatuses have made remarkable progress in recent years, and pulsed Fourier type nuclear magnetic resonance apparatuses have come to dominate.
パルスフーリエ変換型核磁気共鳴装置においては、出力
増幅器によつて増、福された励起用の高周波パルスを試
料に照射するため或るいは試料よりの共鳴信号を検出す
るため高周波回路が設けられている。近年、複数種の核
のスピンデカツプリング又は観測を行うため、単一の周
波数だけではなく、同時に2種以上の周波数を有する高
周波の照射或るいは検出を行い得るものが要求され作製
されるに至つている。2種の異なる核種のデカツプリン
グを行う際の回路は、2種の高周波の周波数f、、f、
とするとき以下のように分類される。In a pulsed Fourier transform type nuclear magnetic resonance apparatus, a high-frequency circuit is provided to irradiate the sample with a high-frequency pulse for excitation that is amplified by an output amplifier or to detect a resonance signal from the sample. There is. In recent years, in order to perform spin decoupling or observation of multiple types of nuclei, devices that can irradiate or detect not only a single frequency but also high-frequency waves having two or more types of frequencies at the same time have been required and manufactured. It has reached this point. The circuit for decoupling two different nuclides uses two types of high frequency frequencies f, , f,
It is classified as follows.
(1)第5図aに示すような複同調回路を用いるもの。(1) One that uses a double-tuned circuit as shown in Figure 5a.
同図においてSは試料管、Lsは照射コイル、Cはf、
の同調に寄与するコンデンサ、σはf2の同調に寄与す
るコンデンサである。照射コイルLsはコンデンサCと
は直接に、又コンデンサC’とはf、の通過を阻止する
ように定数が選ばれたLC共振回路から成るflトラッ
プ回路Aを介して接続されるため、周波数f、に対して
は第5図bの等価回路で示される同調回路が成立し、周
波数f。に対しては第5図cの等価回路で示される同調
回路が成立し、全体としてf、にあf、にも同調する複
同調回路が構成される。(2)一方の核種の共鳴周波数
に対してのみ同調させ、他方の核種に対しては非同調と
しているもの。(3)両方の核種に対して非同調として
いるもの。In the same figure, S is the sample tube, Ls is the irradiation coil, C is f,
σ is a capacitor that contributes to the tuning of f2, and σ is a capacitor that contributes to the tuning of f2. The irradiation coil Ls is directly connected to the capacitor C, and is connected to the capacitor C' via a fl trap circuit A consisting of an LC resonant circuit whose constant is selected to prevent the passage of f. , a tuned circuit shown in the equivalent circuit of FIG. 5b is established, and the frequency f. For , a tuned circuit shown by the equivalent circuit in FIG. (2) It is tuned only to the resonance frequency of one nuclide, and is not tuned to the other nuclide. (3) Non-synchronization with respect to both nuclides.
このような回路の内、(2)及び(3)は非同調回路部
分を有しているため照射電力が効率良く試料に供給され
ない場合があり、従つて多大な照射電力を必要とする試
料(結合定数の大きい試料)に対しては有効な手段とは
言えない。又、(1)は、f、とf、との差が大きい場
合には有効であるが、f、とf、とが近接している場合
には、トラップ回路が有効に働かなくなり、同調がとれ
なくなるという問題がある。Among these circuits, (2) and (3) have non-tuned circuit parts, so the irradiation power may not be efficiently supplied to the sample. It cannot be said to be an effective method for samples with large binding constants. In addition, (1) is effective when the difference between f and f is large, but when f and f are close to each other, the trap circuit does not work effectively and tuning becomes impossible. There is a problem that it cannot be removed.
又、そればかりでなく、トラップ回路に含まれるインダ
クタンスLによる電力消費が無視できず、電力増幅器か
らの高周波を有効に試料に照射することができない。本
発明は上述した諸点に鑑みてなされたものであり、トラ
ツプ回路を必要としない複同調回路を用いることにより
、異なつた2つの高周波信号Fl,f,を効率良く試料
に照射することが可能な、あるいは試料よりの周波数F
l,f2の共鳴信号を効率良く検出し得る核磁気共鳴装
置の高周波回路を提供することを目的としている。Moreover, not only this, but power consumption due to the inductance L included in the trap circuit cannot be ignored, and the sample cannot be effectively irradiated with high frequency waves from the power amplifier. The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and by using a double-tuned circuit that does not require a trap circuit, it is possible to efficiently irradiate a sample with two different high-frequency signals Fl, f. , or the frequency F from the sample
It is an object of the present invention to provide a high frequency circuit for a nuclear magnetic resonance apparatus that can efficiently detect resonance signals of l and f2.
第5図aに例示された複同調回路は、1つの照射コイル
に2種のコンデンサを接続することによつて2つの同調
回路を持つ複同調とする考え方であるため、2つのコン
デンサの間には、一方の周波数をトラツプすることによ
り、2つの同調回路が別々に存在し得るようにするため
のトラツプ回路が必要不可欠であつた。The double-tuned circuit illustrated in FIG. In this case, a trap circuit was indispensable so that two tuned circuits could exist separately by trapping one frequency.
しかしながら、本発明で用いられる複同調回路は、異な
つた共振周波数を持つた2つの独立したLC共振回路を
用意し、しかもその2つのLC共振回路のコイル同士を
相互結合するように同軸上に配置しているため、トラツ
プ回路を必要とせずに複同調回路が構成でき、その点が
本発明の大きな特徴である。以下図面を用いて本発明の
実施例を詳述する。第1図は本発明の一実施例の構成を
示し、図において1は第1の電力増幅器である。However, the double-tuned circuit used in the present invention prepares two independent LC resonant circuits with different resonant frequencies and arranges the coils of the two LC resonant circuits on the same axis so as to mutually couple them. Therefore, a double-tuned circuit can be constructed without the need for a trap circuit, which is a major feature of the present invention. Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention, and in the figure, 1 is a first power amplifier.
該電力増幅器において増幅された周波数f1の励起用高
周波信号は、混合器2を介して同調回路部3に供給され
る。該同調回路部3は整合用のコンデンサ4,5によつ
て前記混合器2との整合がとられている。6は第2の電
力増幅器であり、該第2の電力増幅器は周波数F2励起
用の高周波信号を増幅し、混合器2を介して同調回路部
3に供給する。The excitation high frequency signal of frequency f1 amplified in the power amplifier is supplied to the tuning circuit section 3 via the mixer 2. The tuning circuit section 3 is matched with the mixer 2 by matching capacitors 4 and 5. Reference numeral 6 denotes a second power amplifier, which amplifies the high frequency signal for excitation of frequency F2 and supplies it to the tuning circuit section 3 via the mixer 2.
該混合器2は第1、第2の電力増幅器の干渉を防ぐため
のものである。7は同調周波数領域設定のための可変コ
ンデンサーであり、試料管8の近傍に配置されたコイル
9とともに同調回路を構成する。The mixer 2 is for preventing interference between the first and second power amplifiers. Reference numeral 7 denotes a variable capacitor for setting a tuning frequency range, and together with a coil 9 placed near the sample tube 8, constitutes a tuning circuit.
10は試料管8に入れられた試料である。10 is a sample placed in a sample tube 8.
11は前記コイル9と同軸上に、しかも試料管8の近傍
に配置されたコイルであり、該コイルは可変コンデンサ
12に接続されている。A coil 11 is disposed coaxially with the coil 9 and near the sample tube 8, and is connected to a variable capacitor 12.
上述の如き構成において、コイル9とコイル11のイン
ダクタンスを各々Ll,L2、可変コンデンサ7,12
の容量を各々Cl,C2とする。In the above configuration, the inductances of the coil 9 and the coil 11 are Ll and L2, respectively, and the variable capacitors 7 and 12 are
Let the capacities of Cl and C2 be respectively.
もしコイル11と可変コンデンサ12がなければ、同調
回路部3はL1とC1によつて決まる単一の共鳴点を有
するが、実際にはコイル11と可変コンデンサ12から
成る共振回路がコイル9とコイル11との相互結合によ
り接続されるため、同調回路部3は第2図aに示すよう
に2つの共鳴点を有することになる。そして、Ll,L
2を固定とすれば、一方の共鳴点の周波数は主にC1の
値を適当に選ぶことによつて、又他方の共鳴点の周波数
は主にC2の値を適当に選ぶことによつて任意に設定で
きる。ただし、2つの共振回路の間には、コイル9とコ
イル11の相互結合による相互インダクタンスが介在す
るため、両者は相互に影響を与えあい、2つの周波数を
全く独立に可変することはできない。ここで今、観測し
ようとする或いはデカツプリングしようとする2つの核
の共鳴周波数がF,,f2であり、f1が主にC1によ
つて決定され、F,が主にC2によつて決定されるとす
る。If the coil 11 and the variable capacitor 12 were not present, the tuned circuit section 3 would have a single resonance point determined by L1 and C1, but in reality, the resonant circuit consisting of the coil 11 and the variable capacitor 12 is connected to the coil 9 and the coil. 11, the tuned circuit section 3 has two resonance points as shown in FIG. 2a. And Ll, L
2 is fixed, the frequency of one resonance point can be controlled mainly by appropriately selecting the value of C1, and the frequency of the other resonance point can be controlled arbitrarily by mainly selecting the value of C2 appropriately. Can be set to However, since mutual inductance due to mutual coupling between the coils 9 and 11 exists between the two resonant circuits, the two influence each other, and the two frequencies cannot be varied completely independently. Here, the resonance frequencies of the two nuclei to be observed or decoupled are F,, f2, f1 is mainly determined by C1, and F, is mainly determined by C2. shall be.
まず、可変コンデンサ7の値C1を調整して1つの共鳴
点pがf1に設定されるようにする。然る後、可変コン
デンサ12の値C2を調整してもう1つの共鳴点qがF
2に設定されるようにする。そうすると、上述した相互
インダクタンスの影響で、先に調整した共鳴点pがf1
から若干ずれてしまつているので、再度C1を調整して
共鳴点pがf1に設定されるようにする。それにより、
共鳴点qがfダ)ら極くわずかずれるので、再度C2を
調整して共鳴点qがF,に設定されるようにし、この操
作を複数回繰返すことにより、共鳴点の各々の周波数f
!,F2に正確に一致させることができる。斯くして、
第1及び第2の電力増幅器1,6よりの出力信号を結合
器2を介してコイル9,11に供給する。First, the value C1 of the variable capacitor 7 is adjusted so that one resonance point p is set at f1. After that, the value C2 of the variable capacitor 12 is adjusted so that another resonance point q is F.
Set to 2. Then, due to the influence of the mutual inductance mentioned above, the resonance point p adjusted earlier becomes f1
Since it has deviated slightly from the point, C1 is adjusted again so that the resonance point p is set at f1. Thereby,
Since the resonance point q deviates very slightly from the resonance point f, adjust C2 again so that the resonance point q is set to F, and by repeating this operation multiple times, the frequency f of each resonance point can be adjusted.
! , F2 can be exactly matched. Thus,
Output signals from the first and second power amplifiers 1 and 6 are supplied to coils 9 and 11 via a coupler 2.
その結果、該コイル9,11を介して周波数Fl,f2
の高周波磁場が試料管7内の試料10に照射される。こ
の場合、電力増幅器1或いは6より供給される高周波電
力が、コイル9,11のうちの一方に供給された場合に
は、2つのコイルが結合されているため他方に於いても
消費されるが、2つのコイルは試料の近傍に配置されて
いるため、上記消費される高周波電力は試料に照射され
ることになり、前述の如くトラツプ回路に含まれるイン
ダクタンスLによる無駄な消費(ここで消費された高周
波電力は試料に照射されない)が避けられない従来例に
比べ、殆んど損失なく電力増幅器よりの高周波を有効に
試料に照射することができる。又、トラツブ回路を用い
ていないため、f1とF2が極めて近い場合にも離れて
いる場合と何等変わることなく容易に同調をとり、照射
或いは検出に使用することができる。尚、上述した実施
例においては、結合器2を介して第1、第2の電力増幅
器1,6の出力信号を同調回路部3に導くようにしたが
、第3図のように各々の電力増幅器1,6の出力信号を
コイル9へ直接並列に供給することもできる。As a result, the frequencies Fl and f2 are transmitted through the coils 9 and 11.
The sample 10 in the sample tube 7 is irradiated with a high-frequency magnetic field. In this case, when the high frequency power supplied from the power amplifier 1 or 6 is supplied to one of the coils 9 and 11, it is also consumed in the other coil because the two coils are coupled. Since the two coils are placed near the sample, the above-mentioned consumed high-frequency power will be irradiated onto the sample, and as mentioned above, there will be unnecessary consumption (wasted here) due to the inductance L included in the trap circuit. Compared to the conventional example in which the high frequency power generated by the power amplifier is not irradiated onto the sample), the high frequency power from the power amplifier can be effectively irradiated onto the sample with almost no loss. Furthermore, since no TRAB circuit is used, even when f1 and F2 are very close, they can be easily synchronized and used for irradiation or detection, no different from when they are far apart. In the above embodiment, the output signals of the first and second power amplifiers 1 and 6 are guided to the tuning circuit section 3 via the coupler 2, but as shown in FIG. It is also possible to feed the output signals of the amplifiers 1, 6 directly to the coil 9 in parallel.
第3図において、第1図と同一の構成要素については同
一番号を付し、説明を省略する。可変コンデンサ13と
コンデンサ14とは電力増幅器1とコイル9及び可変コ
ンデンサ7から成る同調回路とを整合するために設けら
れている。このような回路により、第1図に示した実施
例と同様に異なつた2種の周波数Fl,f2の高周波を
有効に試料に照射し得る。更に又、上述した実施例にお
いては、スピンデカツプリングを行うための照射コイル
を含む同調回路に本発明を適用した例について述べたが
、検出コイルに本発明を適用した実施例を第4図に示す
。第3図の実施例と異なるのは、検出系であるので電力
増幅器1,6を前置増幅器16,15に置き換えた点で
ある。本実施例においてもコイル9とコイル11との相
互結合により同調回路部3は2つの共鳴周波数Fl,f
2を有し、夫々の周波数を持つ自由誘導減衰信号は前置
増幅器16,15を夫々介して後続の処理系(図示せず
)へ送られる。尚、本発明は上述した実施例に限定され
ることなく、検出と照射を兼用する型のコイルを備えた
高周波回路にも同様に適用できる。In FIG. 3, the same components as in FIG. 1 are given the same numbers, and their explanations are omitted. The variable capacitor 13 and the capacitor 14 are provided to match the power amplifier 1 and a tuning circuit consisting of the coil 9 and the variable capacitor 7. With such a circuit, it is possible to effectively irradiate the sample with high frequencies having two different frequencies Fl and f2, similar to the embodiment shown in FIG. Furthermore, in the embodiments described above, an example was described in which the present invention was applied to a tuning circuit including an irradiation coil for performing spin decoupling, but an embodiment in which the present invention was applied to a detection coil is shown in FIG. Shown below. The difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that since it is a detection system, the power amplifiers 1 and 6 are replaced with preamplifiers 16 and 15. In this embodiment as well, due to the mutual coupling between the coil 9 and the coil 11, the tuned circuit section 3 has two resonant frequencies Fl and f.
2, and the free induction damped signals with their respective frequencies are sent to subsequent processing (not shown) via preamplifiers 16 and 15, respectively. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be similarly applied to a high-frequency circuit equipped with a type of coil that serves both detection and irradiation.
第1図、第3図、第4図は本発明の一実施例を示してお
り、第2図は高周波回路の共鳴点を例示するための図、
第5図は従来の復同調回路の一例を説明するための図で
ある。
1,6:電力増幅器、2:結合回路、3:同調回路部、
4,14:コンデンサ、5,7,12,13:可変コン
デンサ、8:試料管、9,11:コイル、10:試料、
15,16:前置増幅器。1, 3, and 4 show an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for illustrating resonance points of a high frequency circuit.
FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a conventional demodulation circuit. 1, 6: power amplifier, 2: coupling circuit, 3: tuning circuit section,
4, 14: Capacitor, 5, 7, 12, 13: Variable capacitor, 8: Sample tube, 9, 11: Coil, 10: Sample,
15, 16: Preamplifier.
Claims (1)
の高周波を照射するための回路或るいは試料から発生す
る周波数の異なる2種の高周波信号を検出するための回
路に接続される第1のコイルと、該第1のコイルに並列
接続された第1の可変コンデンサと、前記第1のコイル
と相互結合するように該第1のコイルと同軸上に配置さ
れた第2のコイルと、該第2のコイルに並列接続された
第2の可変コンデンサとを備えたことを特徴とする核磁
気共鳴装置の高周波回路。1 A first circuit placed near the sample and connected to a circuit for irradiating the sample with two types of high frequency waves of different frequencies or a circuit for detecting two types of high frequency signals of different frequencies generated from the sample. a first variable capacitor connected in parallel to the first coil; and a second coil disposed coaxially with the first coil so as to be mutually coupled to the first coil. A high frequency circuit for a nuclear magnetic resonance apparatus, comprising a second variable capacitor connected in parallel to the second coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52012863A JPS5945097B2 (en) | 1977-02-08 | 1977-02-08 | High frequency circuit of nuclear magnetic resonance apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52012863A JPS5945097B2 (en) | 1977-02-08 | 1977-02-08 | High frequency circuit of nuclear magnetic resonance apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5397894A JPS5397894A (en) | 1978-08-26 |
| JPS5945097B2 true JPS5945097B2 (en) | 1984-11-02 |
Family
ID=11817241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52012863A Expired JPS5945097B2 (en) | 1977-02-08 | 1977-02-08 | High frequency circuit of nuclear magnetic resonance apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5945097B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS59122937A (en) * | 1982-12-28 | 1984-07-16 | Toshiba Corp | Nuclear magnetic resonance apparatus |
| JPS60376A (en) * | 1983-06-15 | 1985-01-05 | Yokogawa Medical Syst Ltd | Rf coil device of nuclear magnetic resonance imaging device |
| DE8418666U1 (en) * | 1984-06-07 | 1985-10-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Magnetic resonance tomography device |
| US4724389A (en) * | 1985-05-08 | 1988-02-09 | Medical College Of Wisconsin, Inc. | Loop-gap resonator for localized NMR imaging |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533017B2 (en) * | 1975-03-17 | 1980-08-28 |
-
1977
- 1977-02-08 JP JP52012863A patent/JPS5945097B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5397894A (en) | 1978-08-26 |
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