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第３５卷 第３期 电工 电能新 技 术 Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．３ ２０１６年３月 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｒ． ２０１６ 基于ＦＥＴ主动控制的脉冲核磁共振射频开关电路 孙金水，王秋良，戴银明，李　 献 （中国科学院电工研究所，北京 １００１９０） 摘要：核磁共振技术在工农业生产以及日常生活中都有广泛应用，如石油、天然气、地下水等物质 的勘探以及食品化工行业中的在线无损检测等。 本文主要介绍了一种新的脉冲核磁共振射频开 关。 核磁共振射频开关在核磁共振系统中起着重要作用，它能够实现发射通道与接收通道的切换。 在核磁共振实验中，开关的切换时间以及死区时间的设定都非常重要，它们直接影响核磁共振信号 的纯净度。 本文在四分之一波长传输线设计方法的基础上，采用三极管和场效应管相结合的方法 来控制开关切换时间，并通过电解电容充放电的方法实现了对死区时间的控制。 关键词：核磁共振；射频开关；死区时间 中图分类号：ＴＮ４８２５３　 　 　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 文章编号：１００３⁃３０７６（２０１６）０３⁃００７６⁃０５ Ｂｒｕｋｅｒ公司。 目前 Ｂｒｕｋｅｒ 公司的最新产品 ｍｑ 系 １　 引言 列，其工作频率在２～６５ＭＨｚ范围内可调，并增加了 核磁共振（ＮＭＲ）是原子核的磁矩在恒定磁场 互联网操作功能，可实现远程分析测量。 国内目前 和高频磁场同时作用下，满足一定条件时所发生的 还没有具有自主知识产权的中低场脉冲核磁共振分 共振吸收现象。 核磁共振技术在物质结构鉴定、医 析测量仪器，因此研制具有自主知识产权的脉冲核 ［２］ 学成像、无损检测和生化分析等领域已经得到广泛 磁共振分析测量仪成为急待解决的问题 。 应用，已成为确定有机化合物特别是新有机化合物 ２　 脉冲核磁共振仪的构成 结构的最有力的工具之一。 近６０年来，核磁共振技 术作为探索物质微观结构和性质的主要手段取得了 脉冲核磁共振仪主要由脉冲信号发射机、射频 惊人进展。 功率放大器、射频开关、探头、前置放大器、信号接收 核磁共振技术又分为连续波核磁共振和脉冲核 机以及ＤＳＰ控制器等组成，如图１所示。 磁共振技术。 脉冲核磁共振技术较之连续波核磁共 ［１］ 振技术有以下优点 。 （１）脉冲强而窄，但频谱很宽。 这等效于一个 多通道频率发射机，它可以同时激励样品的所有频 率。 当接受机的带宽足够宽时它可以同时接受所有 频率信号，这样可以减少实验时间。 采用计算机技 术把采样结果累加，可把核磁共振信号的信噪比提 高几个数量级。 （２）脉冲核磁共振实验为测量弛豫时间提供了 比连续波核磁共振技术更为精确的手段。 图１　 脉冲核磁共振仪示意图 国外早在２０世纪７０年代就开始了低场核磁共 Ｆｉｇ．１　 Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＮＭＲ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ 振分析仪器的研制，比较有代表性的是德国的 收稿日期：２０１５⁃０３⁃１９ 作者简介： 孙金水（１９８８⁃），男，山东籍，硕士研究生，研究方向为核磁共振系统谱仪设计； 戴银明（１９６５⁃），男，山东籍，研究员，研究方向为超导磁体。 第３期 孙金水，等： 基于ＦＥＴ主动控制的脉冲核磁共振射频开关电路