probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2019-21-90-96probener-1363Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫINSTRUMENT-MAKING, METROLOGY AND INFORMATION-MEASURING INSTRUMENTS AND SYSTEMSРадиочастотный генератор и программатор импульсных последовательностей для релаксометра ПМРRadiofrequency generator and programmer of pulse sequences for PMR relaxometerhttps://orcid.org/0000-0001-6057-2367ТунгЧан ВанTungTran Van

аспирант

Tran Van Tung

tvtung@cnd.edu.vnКашаевР. С.KashaevR. S.

Кашаев Рустем Султанхамитович – д-р техн. наук, профессор кафедры «Приборостроение и мехатроника»

Rustem S. Kashaev

Казанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation2020080920202239096Copyright © Тунг Ч., Кашаев Р.С., 20202020Тунг Ч., Кашаев Р.С.Tung T., Kashaev R.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1363

Описан генератор резонансной радиочастоты (РЧ) с шагом изменения частоты 50 кГц в диапазоне 520 МГц и импульсный программатор РЧ-импульсов на основе ПЛИС для релаксометра протонного магнитного резонанса (ПМР). С использованием алгоритма прямого цифрового синтеза (ПЦС), генератор РЧ имеет возможность генерировать РЧ с коротким временем переключения и высоким разрешением по частоте и фазе. Для генерации последовательностей РЧ-импульсов используется программатор, реализованный в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) и управляемый вспомогательным контроллером ПЦС в соответствии с требуемыми последовательностями и параметрами импульсов. Проведено тестирование генератора методом компьютерного моделирования в программе QuartusII 12.1 и показана возможность синтезирования последовательностей РЧ-импульсов с фазами 0, π/2, π, 3π/2 с подстройкой резонансной частоты.

Described the generator of resonance radiofrequency with the step of change 50 kHz in the range 520 MHz and pulse programmer of the pulse sequences for relaxometer of proton magnetic resonance (PMR). Using algorithm of direct digital synthesis (DSP), the RF generator has the ability to produce RF signal with a short switching time and high resolution in frequency and phase. To facilitate the generation of RF pulses, used the pulse programmer implemented in the FPGA directed by the auxiliary controller DSP to generate RF pulses with required sequences and parameters. Realized the testing of the generato r by method of computer modelling in the program Quartus II 12.1 and was shown the opportunities of synthesis of RF-pulses sequences with the phases 0, π/2, π, 3π/2 with resonance frequency tuning.

радиочастотапрограмматор импульсовПЛИСрелаксометр ПМradiofrequencypulse programmerFPGArelaxometer NMRАвторы благодарны кафедре Приборостроения и мехатроники Казанского государственного энергетического университета за поддержку в создании оборудования.The authors are grateful to the Department of Instrument Engineering and Mechatronics of Kazan State Power Engineering University for supporting research equipment.ReferencesКашаев Р.С, А.Н.Темников., Тунг Ч.В., и др. Релаксометр протонного магнитного резонанса // Приборы и техника эксперимента. 2019. № 2. С.145-148.Kashaev RS, A.N.Temnikov, Tung Ch.V., et al. Relaksometr protonnogo magnitnogo rezonansa. Pribory i tekhnika eksperimenta. 2019;2: 145-148.Mitchell J., Gladden L.F., Chandrasekerat.C., et al. Low-field permanent magnets for industrial process and quality control // Progress in nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 2014. V. 76. pp. 1-60.Mitchell J, Gladden LF, Chandrasekerat C, et al. Low-field permanent magnets for industrial process and quality control. Progress in nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 2014;76:1-60.Кашаев Р.С., Сунцов И.А., Киен Н.Т., др. Экспресс-метод и аппаратура протонного магнитного резонанса для измерения плотности нефтей // Журнал прикладной спектроскопии. 2019. Т.86. №2. С.263-268.Kashaev RS, Suntsov IA, Kien N.T., et al. Ekspress-metod i apparatura protonnogo magnitnogo rezonansa dlya izmereniya plotnosti neftei. Zhurnal prikladnoi spektroskopii. 2019; 2(86): 263-268.Лапшенков Е.М., Волков В.Я. Миниатюризация генератора последовательностей радиочастотных импульсов ЯМР-релаксометра // Современные наукоемкие технологии. 2017. № 9. С.42-47. AnalogDevices, CMOS 125 MHzcompleteDDSsynthesizer, AD9850Lapshenkov EM, Volkov VYa. Miniatyurizatsiya generatora posledovatel'nostei radiochastotnykh impul'sov YaMR-relaksometra. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2017;9:42-47. AnalogDevices, CMOS 125 MHzcompleteDDSsynthesizer, AD9850.Голушко Д.А., Лысенко А.В., Калаев М.П. Цифровой генератор прямого синтеза для формрования многоканального испытательного сигнала с плавающей частотой // Надежность и качество сложных систем. 2015. № 4(12). C. 73-78.Golushkoyu DA, Lysenko AV, Kalaev MP. Tsifrovoi generator pryamogo sinteza dlya formrovaniya mnogokanal'nogo ispytatel'nogo signala s plavayushchei chastotoi. Nadezhnost' I kachestvo slozhnykh sistem. 2015;4(12):73-78.Волков В.Я. ЯМР в низких магнитных полях. Состояние и перспективы применения // Приборы. 2016. № 9. С. 21–27.Volkov VYa. PMR in low magnetic fields. Status and application prospects. Devices. 2016;9: 21-27.Соловьев В.В. Основы языка проектирования цифровой аппаратуры Verilog. М.: Горячая линия Телеком, 208 с. Доступно по: URL: https://helpiks.org/6-33261.html Ссылка активна на: 28.09.2019.Soloviev VV. Basics of the design language of digital equipment Verilog. M .: Hot line Telecom, 2014 . 208 p Available at: /URL: https://helpiks.org/6-33261.html. Accessed to: 28 sept.2019Афшин Одабай. Система питания ПЛИС AlteraArria 10 FPGA и Arria 10 SOC: проверенные решения для управления питанием // Вестник электроники. 2016. №1(55) С. 42-043.Afshin Odabai. Sistema pitaniya PLIS AlteraArria 10 FPGA i Arria 10 SOC: proverennye resheniya dlya upravleniya pitaniem. Vestnik elektroniki.2016;1(55):42-43.PreetiHemnani., RajarajanA.K., Gopaljoshi., etal. FPGA based RF pulse generator for NQR/NMR spectrometer // Procedia Computer Science. 2016. V. 93. N. 6-8. pp. 161-168.Preeti Hemnani, Rajarajan A.K, Gopal joshi, et al. FPGA based RF pulse generator for NQR/NMR spectrometer. Procedia Computer Science. 2016;93(6-8):161-168.URL: https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=143994 (дата обращения 28.09.2019)URL: https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=143994. Accessed 28.sept.2019.Иванов Д.В., Иванов В.А., Чернов А.А. Теоретические основы метода прямого цифрового синтеза радиосигналов для цифровых систем связи // Вестник ПГТУ. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2012. №1. С. 30–34.Ivanov DV, Ivanov VA, Chernov AA. Teoreticheskie osnovy metoda pryamogo tsifrovogo sinteza radiosignalov dlya tsifrovykh sistem svyazi. Vestnik PGTU. Radiotekhnicheskie i infokommunikatsionnye sistemy. 2012;1:30-34.M. SuchenekandT. Starecki. Programmable pulse generator based on programmable logic and direct digital synthesis // Review of Scientific instruments. 2012. V. 83. N12. pp. 642-647.Suchenek and Starecki T M. Programmable pulse generator based on programmable logic and direct digital synthesis. Review of Scientific instruments. 2012;83(12):642-647.Мершиев И.Г., Куприянова Г.С., Портативный ЯМР Релаксометр. Патент РФ на изобретение №156063. 27.10.2015. Бюл. №30. Доступно по: https://yandex.ru/patents/doc/RU156063U1_20151027. Ссылка активна на 18 октября 2019.Mershiev IG, Kupriyanova GS, Portativnyi. YaMR Relaksometr. Patent RF na izobretenie №156063. 27.10.2015. Byul. №30. Available at: https://yandex.ru/patents/doc/RU156063U1_20151027. Accessed: 18 oct 2019.Муравьев Л.А., Доломанский Ю.К. Программное обеспечение ЯМР-Релаксометра // Уральский геофизический вестник. 2010. №1(16). С.33-39.Murav'ev LA, Dolomanskii YuK. Programmnoe obespechenie YaMR-Relaksometra. Ural'skii geofizicheskii vestnik. 2010;(16):33-39.Zalesskiy S.S., Danieli E., Blumich B., et al. Miniaturization of nMR Systems: Desktop Spectrometers, Microcoil Spectroscopy, and «PMR on a Chip» for Chemistry, Biochemistry, and Industry // Chem. Rev. 2014.V. 114. pp. 5641-5694.Zalesskiy SS, Danieli E, Blumich B, et al. Miniaturization of nMR Systems: Desktop Spectrometers, Microcoil Spectroscopy, and «PMR on a Chip» for Chemistry, Biochemistry, and Industry Chem. Rev. 2014;114:5641-5694.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.