ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Магнитная модуляция из "Применение электронного парамагнитного резонанса в химии" В главе I было показано, что регистрацию спектра можно вести двумя способами. По первому способу можно менять частоту колебаний СВЧ источника при фиксированном значении магнитного поля Н. По второму способу меняют напряженность поля Н при фиксированном значении частоты колебаний. Поскольку в радиоспектрометре при изменении частоты СВЧ источника V необходимо менять настройку, по крайней мере, двух элементов (клистрона и резонатора) и требования к точности взаимной настройки этих элементов, как следует из предыдущего, весьма высоки, то ясно, что первый способ практически неприемлем. В современных радиоспектрометрах обычно применяется только второй способ. [c.26] В настоящее время применяют два метода магнитной модуляции. По первому методу, применяемому в так называемых видеоспектрометрах, на постоянное поле электромагнита накладывается синусоидальное магнитное поле (поле магнитной развертки) с амплитудой, превышающей ширину спектральной линии. Это поле обычно создается с помощью модуляционных катушек, надетых на полюса электромагнита. Модуляционные катушки чаще всего питают через регулируемый автотрансформатор от сети переменного тока 50 гц. Два раза за период магнитной развертки поле электромагнита проходит резонансное значение Нд, поэтому сигнал ЭПР на выходе СВЧ детектора за период развертки появляется дважды. Этот сигнал усиливается электронным усилителем и поступает на вертикальные пластины электронно-лучевого осциллографа. На горизонтальные пластины осциллографа через фазовращатель подается напряжение сети. В результате на экране осциллографа возникает изображение спектральной линии. Для неискаженного воспроизведения формы линии необходимо иметь усилитель с шириной полосы пропускания не менее А/ = 50 -г- 10 гц. Эта полоса является областью звуковых частот. Поэтому, несмотря на применение модуляции, такие спектрометры весьма чувствительны к механическим толчкам и вибрациям, спектр которых наиболее интенсивен именно в этой области. Чувствительность таких радиоспектрометров бывает довольно низкой также и из-за большой величины избыточного шума СВЧ детектора. Повышать частоту модуляции в видеоспектрометрах нецелесообразно, так как тогда для неискаженного воспроизведения формы линии потребуется сильно расширить полосу пропускания усилителя сигнала ЭПР. [c.27] По второму методу (метод двойной модуляции) на медленно меняющееся магнитное поле (такое изменение поля принято называть магнитной разверткой), перекрывающее всю спектральную линию, накладывается высокочастотное синусоидальное магнитное поле с амплитудой напряженности, заведомо меньшей, чем полуширина линии. На выходе СВЧ детектора появляется сигнал с частотой колебаний, равной частоте модуляции. Огибающая этого сигнала является первой производной от спектральной линии (рис. 9). [c.27] С увеличением амплитуды напряженности поля ВЧ модуляции Ну, полезный сигнал на выходе СВЧ детектора вначале возрастает, а затем, начиная с некоторого значения, падает. Одновременно с увеличением Ям увеличивается искажение формы спектральной линии. При определении максимальной чувствительности радиоспектрометра искажением формы линии можно пренебречь. В этом случае для Лоренцовой формы линии амплитуда модуляции, соответствующая максимуму ЭПР сигнала, должна быть равна Ям = АЯуг [4], где ДЯ1/2 — ширина линии, измеренная на половине ее высоты. При этом зарегистрированная линия будет уширена в ]/ 3 раза, а амплитуда сигнала на выходе детектора будет в 1/0,354 раза меньше, чем в видеоспектрометре. [c.28] Поскольку стенки резонатора обычно сильно экранируют его внутренний объем от внешних ВЧ полей, создание внутри резонатора ВЧ магнитного поля представляет некоторые трудности. Иногда [13, 14] для того, чтобы преодолеть эти затруднения, в резонаторе делается щель и ВЧ ток подводится непосредственно к корпусу резонатора. Обтекая щель, этот ток создает внутри резонатора ВЧ магнитное поле. Щель делается с таким расчетом, чтобы она не пересекала линий СВЧ тока на стенках резонатора. В некоторых случаях для создания ВЧ модуляции в резонатор вводится проволочная петля [15, 16] или пара медных штырей [17], по которым пропускается ВЧ ток. [c.28] В литературе имеются также данные [18] о применении стеклянных резонаторов, покрытых внутри тонким слоем серебра. ВЧ магнитное поле внутри таких резонаторов создается модуляционными катушками, расположенными вне резонатора. [c.28] Вернуться к основной статье