一个便携式的NMR平台,具有任意的相位控制和温度补偿
Qing Yang1, Jianyu Zhao1, Frederik Dreyer1
1Institute of Smart Sensors, University of Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, 70569 Stuttgart, Germany.
这项研究介绍了一种使用CMOS NMR-on-a-chip收发器的新型核磁共振 (NMR) 平台. 该系统提供精确的相位控制和数字温度补偿,用于先进的NMR测量.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 物理化学 物理化学
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 传统的核磁共振 (NMR) 系统通常需要复杂的硬件来精确生成信号和温度稳定.
- 将NMR组件集成到单个芯片上 (NMR-on-a-chip) 提供了小型化和成本降低的潜力.
- 实现任意相位控制和相位连贯检测对于先进的NMR技术,如光谱学和放松计,至关重要.
研究的目的:
- 介绍一个定制设计的NMR平台,集成一个CMOS NMR-on-a-chip收发器和一个同步参考信号发生器.
- 证明激发脉冲的任意相位控制和在非零中间频率 (IF) 的相位连贯检测.
- 引入使用基于直接数字合成 (DDS) 的频率发生器的数字温度补偿方案,消除了对额外硬件的需求.
主要方法:
- 开发一个宽带互补的金属氧化物半导体 (CMOS) 芯片上的NMR收发器.
- 实现具有任意相位控制功能的同步参考信号发生器.
- 集成基于直接数字合成 (DDS) 的频率发生器,用于数字温度补偿.
- 通过NMR光谱和放松计测量来验证系统功能.
主要成果:
- 成功演示了对NMR激发脉冲的任意相位控制.
- 在非零的中间频率 (IF) 上验证相连贯检测.
- 证实数字温度补偿方案的有效性,模拟没有额外硬件的场锁.
- 综合NMR系统的整体最先进性能.
结论:
- 提出的定制设计的NMR平台,包括一个CMOS NMR-on-a-chip收发器和基于DDS的频率发生器,提供先进的功能.
- 该系统成功地集成了精确的相位控制和数字温度补偿,提高了NMR测量精度和稳定性.
- 经过验证的性能表明,NMR硬件设计取得了重大进展,并具有更广泛应用的潜力.
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