Разработка и создание измерительной системы на основе импульсной ЯМР-установки

• Автор: Серегин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Обозначения и сокращения
Введение
Глава 1. Теоретические основы эксперимента
1.1 Ядерный магнетизм
1.2. Ядерная магнитная восприимчивость
1.3. Переориентация ядер в поле и магнитный резонанс
1.4. Елоховское описание магнитного резонанса
1.5 Оценка величины ЯМР-сигнала
1.6 Выводы по главе
Глава 2. Схемотехнические решения
2.1. Общие сведения
2.1.1 Прямой цифровой синтез
2.2. Работа приемника
2.3. Работа передатчика
2.4. Блок стабилизации
2.5. Связь с персональным компьютером
2.6 Выводы по главе
Глава 3. Программные решения
3.1 Управляющее программное обеспечение
3.1.1 Обзор архитектурного решения
3.1.2 Класс «Model»
3.1.3 Класс «Volume»
3.1.4 Класс «Sygnal»
3.1.5 Класс «View»
3.1.6 Класс «Controller»
3.1.7 Описание алгоритма работы приложения
3.2 Программное обеспечение анализа результатов
3.3 Выводы по главе
Глава 4. Подготовка и содержание экспериментов
4.1 Прецизионное определение отношения резонансных частот
легчайших ядер
4.1.1 Описание эксперимента
4.1.2 Оценка погрешности результатов
4.1.3 Полученные результаты
4.2 Исследование спиновой релаксации воды и липидных
соединений в живых тканях
4.2.1 Описание эксперимента
4.2.2 Определение времени релаксации
4.2.3 Полученные результаты
4.3 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение А. Структурная схема системы управления импульсной ЯМР
установки
Приложение Б. Электрическая схема системы управления импульсной ЯМР
установки
Приложение В. Внешний вид программного обеспечения
Приложение Г. Структура классов системы управления импульсной ЯМР установкой

Обозначения и сокращения
ЯМР - Ядерный магнитный резонанс;
1Ю8 — синтезатор частоты прямого синтеза;
РІХ - систем фазовой автоподстройки частоты;
ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;
КМОП - комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник;
РРМ - одна миллионная часть;
РС - последовательная шина данных для внутренней связи интегральных схем;
ТУ1 - двухпроводной интерфейс микроконтроллеров компании АУЯ, совместимый с 12С;
.ГГАО — специализированный аппаратный интерфейс, разработанный для тестирования собранных печатных плат (с использованием стандарта ШЕЕ 1149.1).

Рис. 2.1 - Простейший прямой цифровой синтезатор
Такая структура БББ имеет очевидные недостатки. Основным из них является неудовлетворительная способность к перестройке по частоте. Действительно, поскольку тактовая частота испытывает деление на целое число, шаг перестройки будет переменным, причем чем меньше коэффициент деления, тем больше относительная величина шага. Этот шаг будет недопустимо грубым при малых коэффициентах деления.
Кроме того, при перестройке выходной частоты будет меняться и частота дискретизации. Это затрудняет фильтрацию выходного сигнала, а также ведет к неоптимальному использованию скоростных характеристик ЦАП — они будут в полной мере использованы лишь на максимальной выходной частоте. Гораздо логичнее всегда, независимо от выходной частоты, работать на постоянной частоте дискретизации, близкой к максимальной для используемого ЦАП.
Рис. 2.2 - Прямой цифровой синтезатор на основе накапливающего сумматора
Все недостатки описанной выше структуры могут быть устранены путем введения одного, но весьма оригинального решения — заменить адресный счетчик ПЗУ другим цифровым устройством, которое называется накапливающим сумматором. Накапливающий сумматор представляет собой