Строительные исследования
страница - 0
ПАКЕТ ПРОГРАММ ДЛЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА ПО УПРАВЛЕНИЮ УСТАНОВКОЙ ИМПУЛЬСНОГО СПЕКТРОМЕТРА ЯМР ЧЕРЕЗ ПЛАТУ АЦП-ЦАП С СИГНАЛЬНЫМ ПРОЦЕССОРОМ
С.П. Бабайлов (babajlov@che.nsk.su), Д. Д. Гаун (ddg@che.nsk.su)
Институт неорганической химии СО РАН
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) находит широкое применение в различных областях химии, биологии, медицины и даже при некоторых химико-технологических производственных процессах. Из-за высокой стоимости спектрометров ЯМР второго поколения с крео-магнитами, во многих научно-исследовательских организациях продолжают использоваться электромагнитные спектрометры ЯМР первого поколения со сроком эксплуатации от 10-ти до 30-ти лет. Одним из наиболее уязвимых узлов спектрометров первого поколения являются комплектные специализированные ЭВМ, которые не удовлетворяют современных потребителей из-за низкой надежности (вследствие физического старения оборудования) и морального старения программного обеспечения. Ранее нами была предложена схема модернизации установки импульсного ЯМР спектрометра, которая позволяет заменить специализированные ЭВМ на универсальные персональные ЭВМ типа IBM PC Pentium [1,2]. Практически предложенная модернизация была апробирована на примере следующих исходных спектрометров ЯМР: TESLA BS-567 (100 МГц, чехословацкого производства), BRUKER SXP-100 (90 МГц, германского производства) и Varian FT-80A (80 МГц, производства США). В настоящей работе предложен новый вариант модернизации, связанный с применением более совершенного типа (по сравнению с ранее опубликованным вариантом модернизации) платы АЦП-ЦАП L-264 фирмы Lcard, имеющей сигнальный процессор [1,2]. Кроме того, в настоящей работе
описан пакет программ для персональных ЭВМ типа IBM PC Pentium, при помощи которого может быть осуществлено управление модернизированным ЯМР спектрометром с целью сбора спектральных данных и руководства периферийными устройствами установки.
Схема модернизированного спектрометра ЯМР на базе компьютера IBM PC Pentium и платы АЦП/ЦАП L-264, вставляемой в свободный слот компьютера, изображена на Рис. В составе платы АЦП/ЦАП L-264 используются: аналоговый мультиплексор на 16 каналов, 12 разрядный АЦП, сигнальный процессор, выходные 16-разрядные регистры, логика доступа по DMA и IRQ. Синхронизация работы спектрометра и компьютера достигается с помощью сигнального процессора. Сигнальным процессором вырабатывается сигнал «старт» и запускается измерительный цикл с определенным периодом квантования и числом спектральных точек. Пользователь может выбрать в меню, предлагаемом основной управляющей программой, необходимый диапазон спектральной полосы пропускания. В результате будет автоматически включен соответствующий аналоговый фильтр в диапазоне от нескольких Гц до 100 КГц (через выходной регистр).
Программное обеспечение состоит из управляющей программы, работающей в операционной системе MS DOS, и набора служебных подпрограмм. Управляющая программа написана на языке СИ. Одна из служебных подпрограмм для сигнального процессора написана на специализированном Ассемблере. Эта подпрограмма загружается в программную память сигнального процессора в начале работы управляющей программы. Программное обеспечение позволяет задавать условия съемки спектральных данных, обеспечивает визуализацию сигнала спада свободной индукции (FID) по мере циклического накопления данных, производить экспрессное преобразование Фурье, переключать режимы работы спектрометра («гомо-ядерный» или «гетеро-ядерный» «спин-декаплинг», а также непрерывный или импульсный
ISA BUS
К>
DATA/,,,,
ADRESЛЦ"МП
DMA К>
IRQ
ПК
к-
СП
РгВх
L 264
РгВых
Готов
Старт
Фильтр
Канал 1
Канал 2
СИ
ГИ
П
Д | |||
J | |||
М
Рис. Упрощенная блок-схема модернизированной установки импульсного спектрометра ЯМР, где ПК- персональный компьютер типа IBM PC Pentium, Д - детектор, П - приемник, СП - сигнальный процессор, ГИ - генератор импульсов, М - электромагнит (включая систему охлаждения и стабилизации постоянного магнитного поля), СИ - синхроимпульс, АЦП - аналого-цифровой преобразователь, МПК - мультиплексер, РгВх - регистр входной, РгВых - регистр выходной, ISA BUS- тип разъема компьютера при присоединении платы L264.
варианты «спин-декаплинга» [3,4]). В частности предусмотрена программная возможность для дополнительного синхронного управления через выходной регистр мощностью лазерного излучения для непосредственного in situ ЯМР-исследования фотохимических процессов [2,5]. Управляющая программа позволяет записывать ЯМР спектральные данные на диск в формате данных либо пакета Nuts (который
содержание:
[стр.Введение] [стр.1]