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核磁共振检测技术具有无核辐射,高灵敏度检测以及对被检对象无损等优点,被广泛应用于医学、化学和材料学等领域,然而由于传统核磁共振设备体积庞大、造价昂贵,以致其使用条件和普及程度受到很大限制,由此出现了微型核磁共振检测装置的研究。本文致力于微型核磁共振检测装置中谱仪系统的研究,并将谱仪系统与微型核磁共振检测装置的其它组成部分结合,对谱仪系统进行实验研究。 论文的主要研究成果如下: 1.在深入分析微型核磁共振检测装置中谱仪技术需求的基础上,设计了一套新型的谱仪系统体系结构。该谱仪系统能够存储控制程序,在脱离计算机的控制下独立工作。采用模拟开关以脉宽调制的方式产生所需的脉冲序列,并采用射频开关以时分双工的方式实现收发转换,有利于简化系统复杂性、缩减谱仪尺寸并降低制造成本。 2.设计并实现了发射链中各功能模块,并对各模块的关键参数进行测试。具体包括:频率源模块的设计与实现,可输出3路频率和初相位可调的高精度正弦信号;脉冲序列产生模块的设计与实现,能产生自旋回波序列、CP序列、CPMG序列等多种脉冲序列;脉冲功率调节模块的设计与实现,可以调整脉冲序列信号的功率,使脉冲序列信号的功率适于激励样品发生共振。 3.设计并实现了接收链中各功能模块,并对各模块的关键参数进行测试。具体包括:收发转换模块的设计与实现,使谱仪系统能在发射状态、接收状态、等待状态这三种系统工作状态之间迅速切换;低噪声放火模块的设计与实现,该模块具有低噪声系数、高功率增益、超窄接收带宽等特点,具备较高检测灵敏度;下变频混频模块的设计与实现,可将核磁共振信号(NMR信号)搬移到较低频率,便于数字采集。 4.设计并开发了谱仪系统相关模块的控制程序。具体包括:开发了频率源模块的控制程序、脉冲序列产生模块的控制程序以及收发转换模块的控制程序,使各个模块实现特定的功能,并与其它模块协调工作。 5.在上述研究成果的基础上,搭建了微型核磁共振检测装置中的谱仪系统,并与磁体、线圈系统集成,对谱仪系统进行测试,测试结果表明:所开发的谱仪系统基本达到设计要求。