核磁共振找水儀發(fā)射機控制系統(tǒng)的設計

　　地面核磁共振找水儀器是目前世界上唯一直接找水的高尖端技術儀器。地面NMR找水儀發(fā)射機是該儀器的核心部分，發(fā)射機要發(fā)射可調頻率的交變電流脈沖來激發(fā)地下水中的氫核，才能產生核磁共振現(xiàn)象，同時發(fā)射機還要能控制發(fā)射時間、發(fā)射相位及死區(qū)時間，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作及NMR信號的有效接收和處理［1］。為此設計了高準確度的核磁共振找水儀發(fā)射機控制系統(tǒng)。 1 發(fā)射機控制系統(tǒng)的原理及組成圖1 是地面核磁共振找水儀發(fā)射機控制系統(tǒng)組成原理框圖，主要由微處理器（STC89C54）、DDS、計數(shù)器、延遲電路和邏輯電路等組成。由STC89C54控制DDS的輸出頻率，通過延遲電路和邏輯電路輸出發(fā)射機主電路H 橋的控制信號，同時由計數(shù)器來控制發(fā)射時間和死區(qū)時間。

　　2 總體設計方案 2.1 DDS及同相位發(fā)射模塊為滿足發(fā)射機的要求，控制電路要精確產生頻率、相位可調的信號。直接數(shù)字頻率合成（DDS）是近年來發(fā)展迅猛的一種新的頻率合成技術。DDS具有超高速的頻率轉換時間，極高的頻率分辨率和較低的相位噪聲，能實現(xiàn)頻率、相位和幅度調制，此外還能可編程控制［ 2 ，3 ］ 。在發(fā)射機控制電路設計中利用DDS芯片在頻率信號產生上的優(yōu)勢，可以提高發(fā)射信號的準確度。該部分電路如圖2 所示，由微處理器AT89C54來控制DDS芯片9850輸出信號的頻率，輸出信號IOUT經(jīng)2階濾波器給AD9850內部高速比較器，最后由QOUT輸出拉莫爾頻率的方波信號OUT。