核磁线圈调谐匹配总结2015.08.16.pdf

核磁线圈总结 一、 核磁线圈电路 核磁线圈是核磁共振系统中一个重要的组成部分，它负责射频功放过来的激励脉冲的 作用以及接收样品弛豫恢复时的电磁信号并传至前置放大器。我们公司的核磁线圈电路原 理图如图 1 所示，它主要可以分成三个部分：匹配电路、谐振电路、耗能电路。匹配电路 也称阻抗匹配，它是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波 信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益；阻抗匹配的 调试组要靠调节图 1 匹配 C 的大小。谐振电路是指让电路工作在某个频率下，调谐电感和 调谐 C 之间存在能量交换但并不消耗能量，谐振电路的调试组要靠调节图 1 中调谐 C 和调 谐电感的大小。耗能电路主要有耗能 R 和四个 PIN 管组成，PIN 管的作用是射频功放激励 脉冲电压幅度大，导致 PIN 管导通，能量到耗能 R 中消耗掉；但样品弛豫恢复时产生的核 磁信号由于信号很弱，PIN 管无法导通，不会把核磁信号损耗掉；总的来说耗能电路就是 在激励脉冲结束后，迅速把激励脉冲消耗掉，而不让激励脉冲信号叠加到核磁信号中去。 图 1 二、 核磁线圈耗能 对于耗能调试，目前的主要时保证激励脉冲能量迅速消耗掉，同时通过 PIN 管的特性 保护核磁信号有效地传回前置放大器。对于耗能 R 的要求是：耐高压，耐高温，耐高电流. 三、 核磁线圈调谐 1 对于核磁线圈调谐主要是根据公式f = ；由于线圈所需谐振频率是固定的，所以 2??√???? 可以知道： 1）在电感固定下，谐振频率 f 随电容 C 增大而减小，随电容 C 减小而增大； 2）在电感固定下，谐振频率 f 随电感 L 增大而减小，随电感 L 减小而增大； 3）并联电容 C1、C2，C=C1+C2； 4）串联电容 C1、C2，C=(C1*C2)/(C1+C2)； 5）串联电感 L1、L2，L=L1+L2； 6）电感串联电容，减小电感值，电容不能突变，减小电感的变化量； 四、 核磁线圈匹配 1 根据高频信号传播理论可知，50 欧姆阻抗时，信号传输反射小。?? = , ?? = ???? ?? ???? ?? 1）当线圈阻抗大于 50 欧姆时，减小匹配电容 2）当线圈阻抗小于 50 欧姆时，增大匹配电容 3）减小匹配电容，要维持谐振频率，谐振电容要适当增加 4）增大匹配电容，要维持谐振频率，谐振电容要适当减小 五、 核磁线圈注意 1）线圈所用元器件不能带磁特性 2）线圈所用元器件不能产生核磁信号