JPH0556828B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 直角位相判別フーリエ変換NMR分光計の可
変インピーダンス無線周波プローブを調節する方
法であつて、 (a) 前記可変インピーダンス無線周波プローブの
代わりに既知の特性の成端固定インピーダンス
を含むネツトワークに連続波無線周波信号を送
る工程と、 (b) 前記固定成端インピーダンスにより影響を受
けた前記信号の振幅を得て記録する工程と、 (c) 送信された前記信号に関連して前記影響を受
けた信号の位相を直角位相で検出して記録し、
第１インピーダンスを得て、保持するための工
程と、 (d) 前記固定成端インピーダンスを前記可変イン
ピーダンス無線周波プローブで置き換える工程
と、 (e) 次に、前記可変インピーダンス無線周波プロ
ーブに連続波無線周波信号を送り、前記可変イ
ンピーダンス無線周波プローブにより影響を受
けた前記信号の振幅を得て記録し、適用された
連続波無線周波プローブ信号の位相に関連して
前記可変インピーダンス無線周波プローブの影
響を受けた信号の位相を直角位相で検出して記
録し、前記可変インピーダンスプローブの存在
を特徴付ける第２インピーダンスベルトルを得
る工程と、 (f) 前記プローブの電気的パラメータを変化させ
ることにより前記可変インピーダンス無線周波
プローブにより影響を受ける信号の振幅および
位相を変えて、前記第２インピーダンスベクト
ルから前記第１インピーダンスベクトルへのベ
クトルに係る関数を最小化する工程と、 から成る方法。

２ 請求の範囲第１項に記載の方法であつて、 前記第１インピーダンスベクトルおよび前記第
２インピーダンスベクトルの差の絶対値を求めて
前記関数を形成する工程から成る方法。

３ 請求の範囲第１項に記載の方法であつて、 前記求められた第１インピーダンスベクトルと
前記求められた第２インピーダンスベクトルとの
ベクトル差から前記関数を形成する工程から成る
方法。

４ 請求の範囲第２項または第３項に記載の方法
であつて、 前記第１インピーダンスベクトルおよび前記第
２インピーダンスベクトルの前記関数をデイスプ
レーする工程から成る方法。

〔技術分野〕

本発明は、フーリエ変換NMR分光学に関し、
特に分光装置の試料プローブの同調及びインピー
ダンス整合に関する。

最新のフーリエ変換核磁気共鳴分光計の試料プ
ローブは、無線周波送信器を試料に結合し、さら
に該試料を無線周波受信器に結合する。そのプロ
ーブは、慎重な同調方法によつてカツプリングネ
ツトワークに整合されなければならない。原子核
共鳴の励起及び検出のためのプローブの重要な役
割のため、プローブの性能はしばしば分光計の性
能の制限因子となる。本発明の方法は、第１図及
び第２図によつて最もよく説明される。第１図及
び第２図で、プローブ１０は、送受信切換器２０
を通じて受信器チヤンネル及び送信器チヤンネル
と連通する。或る一般的装置で、送受信切換器２
０は、逆並列ダイオード対２２及び２４並びに４
分の１波長伝送線２６から成る。通常、４分の１
波長ストリツプの伝送線は、動作周波数で50オー
ムの特有のインピーダンスを示す、前置増幅器２
８が、この入力インピーダンスのために最小の雑
音指数を示す。プローブを正確なインピーダンス
に整合する問題は、従来技術で、プローブへの物
理的接続を変形させることにより解決された。非
常に精密な方法はベクトルインピーダンス分析器
を使用し、或いは他の方法を用いて、方向性結合
器又は定在波ブリツジが、反射電力を最小にする
ためプローブを同調する間、反射電力を監視する
ため装置内に挿入される。さらに他の方法は、プ
ローブのデカツプラーコイルへ信号を注入するこ
とに依つている。そのプローブは、プローブ構造
内の信号コイルで誘導された信号を最大にするた
め同調される。これは、デカツプラーコイルに近
接して配置される。この方法は、前置増幅器がそ
の入力に整合されていない状態の間、信号出力が
前置増幅器を用いて最大とされうるため、装置の
信号対ノイズ性能を最大にはしない。

これらの同調方法は、プローブの接続に対し一
定の変形を必要とする。その変形は、不便であ
り、よくても正常な動作に確実には対応しない。

〔発明の簡単な説明〕

本発明に従つて、プローブの同調が、第１図及
び第２図のネツトワークに送信される信号の位相
及び振幅に関係してその位置で実施される。位相
及び振幅は、在来の直角位相分解FT機器から容
易に測定されるインピーダンスの各関数である。
このように、FT−NMR分光計は、ベクトルイ
ンピーダンスアナライザの役割で全体として機能
する。同調方法は、負荷が50オームの成端
（termination：信号の反射を避けるために伝送線
路に接続する負荷を意味する。今の場合の負荷は
50オームである。以下これを「50オーム成端」と
いう）をプローブと取り替え、そして位相および
振幅の応答をプローブが取り替えられたときの位
相及び振幅の応答と比較することによつて時々修
正される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、無線周波分光計のためのプローブの
配置の略図である。

第２図は、第１図の装置のための送受信切換器
を図示する。

第３図は、フーリエ変換無線周波分光計のサブ
システムのブロツク図である。

第４図は、２つのパラメータの最小化が働く対
象を示す。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第３図は、FT−NMR分光計の関係する部分
の代表的ブロツク図である。無線周波発振器３０
が変調器３２によつて変調され、信号は送受信切
換器３６を通じてプローブ１０へ向けられる。送
受信切換器３６へ送られたプローブの信号出力
は、無線周波増幅器３８へ向けられる。位相判別
検出器４０が、無線周波発振器３０から得られる
基準位相及び無線周波増幅器出力信号で動作し
て、同一の周波数であるが90゜位相が異なる基準
信号を供給される２つの位相検出器を組み入れる
ことによつて直角位相成分に無線周波増幅器信号
を分解する。基準周波数に正確に等しい信号周波
数について、直角位相検出方法は、信号の２つの
直角位相成分の独立した測定をもたらす。アナロ
グ−デジタル変換４２が位相判別検出器出力で動
作し、デジタル信号はプロセツサ装置４４によつ
てさらに処理するのに利用できる。

本発明のタイミング方法は、例えば信号のピー
キング（peaking）、反射波ナリング（nulling）
等の従来技術の単一パラメータ技術ではなく、２
つのパラメータである位相及び振幅を測定する。
直角位相分解受信器の２つのチヤンネルは、分光
計のメモリー内の関連の情報及び記憶装置の処理
に理論上適している。

本発明に従つて動作中変調器３２は、バイパス
されてもよいことに注意されたい。無線周波搬送
波は、送受信切換器を通じてプローブ１０又は標
準50オーム成端という好適形態のプローブ代用品
に印加される。

まず、プローブを50オーム成端と取り替えるこ
とを検討する。次にベクトルＡによつて表される
信号が直角位相検出器の出力から得られる。ベク
トルＡは、直角位相成分によつて定まる。成端を
取り去り、プローブを所定の場所に配して、同一
の方法により一般に信号Ｂが生じる。ベクトルＡ
は好適に保持され、ベクトル差Ａ−Ｂは次にプロ
ーブの調節がプローブの同調及び整合静電容量を
通じて実行される間観察される。ベクトル差の絶
対値｜Ａ−Ｂ｜が分光計デイスプレー４６によつ
てデイスプレーされるならば、同調方法は、差の
信号を最小化することによつて反射電力を減少さ
せる場合と同様の最小化プロセスによつて行なわ
れる。この非常に簡単な技術は、ナルメーターに
関する手動操作に適切である。

前述の方法はまた、分光計制御プロセツサの制
御下で実行可能である。単一のパラメータ最小化
がコンピユータ制御整合プロセスの場合に効果的
なただ一つの方法であり、ベクトル差Ａ−Ｂと２
つのパラメータの最小化が第４図で示すようによ
り急速な収束を生じうることは、注目される。簡
単な方法で、或るベクトルＡが位相φ_A任意に特
定され、絶対値がプロセツサによつて蓄積された
50オーム成端データからとられる。絶対値｜Ｂ｜
及び位相差φ_B−φ_Aは、測定される。次のベクト
ル差の絶対値｜Ａ−Ｂ｜は、デイプレー４６を介
してオペレータ相関により手動で、或いは関数最
小化のための適切なサーチ方法により自動で最小
化される。

前述の方法は特定のNMRフーリエ変換分光計
関連に限定されるものではなく、送信器、受信器
及び無線周波信号プローブが本内容に類似の直角
位相判別処理システムと結合して動作可能である
如何なる場合にも使用されうることが、理解され
るであろう。前述の記載は特定の実施例を示して
説明しているが、変更及び変形が当業者に明らか
となり、本発明の思想内のそのようなすべての変
更及び変形が請求の範囲内に含まれることが意図
される。