JPH04256207A - 核スピン共鳴装置の受信増幅器 - Google Patents
核スピン共鳴装置の受信増幅器Info
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- JPH04256207A JPH04256207A JP3208836A JP20883691A JPH04256207A JP H04256207 A JPH04256207 A JP H04256207A JP 3208836 A JP3208836 A JP 3208836A JP 20883691 A JP20883691 A JP 20883691A JP H04256207 A JPH04256207 A JP H04256207A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
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- G—PHYSICS
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- H—ELECTRICITY
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- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0812—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
- H03K17/08126—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in bipolar transitor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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- H04B1/16—Circuits
- H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力トランジスタを有
する核スピン共鳴装置の受信増幅器に関する。
する核スピン共鳴装置の受信増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】核スピン共鳴装置においては送信受信切
換器を介して比較的大電力の送信パルスが送信アンテナ
に与えられる。その同じアンテナが、送信受信切換器を
介して受信増幅器に伝達される何桁も小さい受信信号を
受信する。送信受信切換器内の避けがたいキャパシタン
スにより送信過程の間の受信増幅器の完全な電気的隔離
は不可能であるので、送信パルスの残りが送信受信切換
器を経て受信増幅器に到達する。従って、受信増幅器は
これまで電界効果入力トランジスタを備え、この電界効
果入力トランジスタは高い入力抵抗を有し、この高い入
力抵抗が送信パルスから入結合された電流に対して不感
にする。しかし、電界効果トランジスタを有する増幅器
段は比較的狭帯域の信号しか処理できない。
換器を介して比較的大電力の送信パルスが送信アンテナ
に与えられる。その同じアンテナが、送信受信切換器を
介して受信増幅器に伝達される何桁も小さい受信信号を
受信する。送信受信切換器内の避けがたいキャパシタン
スにより送信過程の間の受信増幅器の完全な電気的隔離
は不可能であるので、送信パルスの残りが送信受信切換
器を経て受信増幅器に到達する。従って、受信増幅器は
これまで電界効果入力トランジスタを備え、この電界効
果入力トランジスタは高い入力抵抗を有し、この高い入
力抵抗が送信パルスから入結合された電流に対して不感
にする。しかし、電界効果トランジスタを有する増幅器
段は比較的狭帯域の信号しか処理できない。
【０００３】いま単一の広帯域増幅器が種々の狭帯域の
受信増幅器を置換すべきであれば、入力トランジスタと
してバイポーラトランジスタが使用されなければならな
い。しかし、バイポーラトランジスタは、その低い入力
抵抗のために、送信器に起因する電流ピークにより次第
に破壊され得る。
受信増幅器を置換すべきであれば、入力トランジスタと
してバイポーラトランジスタが使用されなければならな
い。しかし、バイポーラトランジスタは、その低い入力
抵抗のために、送信器に起因する電流ピークにより次第
に破壊され得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、核ス
ピン共鳴装置の受信初段増幅器の入力トランジスタに対
する保護回路であって、送信中に入力端における電圧パ
ルスの際に過度に高いベース電流により入力トランジス
タが破壊されることを防止する保護回路を提供すること
である。
ピン共鳴装置の受信初段増幅器の入力トランジスタに対
する保護回路であって、送信中に入力端における電圧パ
ルスの際に過度に高いベース電流により入力トランジス
タが破壊されることを防止する保護回路を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、入力トランジスタのベースが保
護回路と接続され、この保護回路は入力トランジスタの
ベース‐エミッタ区間にかかる電圧を高周波送信パルス
の間のみ遮断範囲にずらし、この電圧が高周波送信パル
スの一部分の整流により発生される。
め、本発明においては、入力トランジスタのベースが保
護回路と接続され、この保護回路は入力トランジスタの
ベース‐エミッタ区間にかかる電圧を高周波送信パルス
の間のみ遮断範囲にずらし、この電圧が高周波送信パル
スの一部分の整流により発生される。
【０００６】遮断バイアス電圧は、入力トランジスタが
過度に高いベース電流により破壊されることを確実に防
止する。電圧は高周波送信パルスから整流により発生さ
れるので、電圧を送信過程の間のみベース‐エミッタ区
間に与えるスイッチは必要でない。
過度に高いベース電流により破壊されることを確実に防
止する。電圧は高周波送信パルスから整流により発生さ
れるので、電圧を送信過程の間のみベース‐エミッタ区
間に与えるスイッチは必要でない。
【０００７】特に有利な構成によれば、保護回路がコン
デンサと抵抗との並列回路を含んでおり、並列回路がベ
ースと受信増幅器の入力端との間に配置されている。こ
こではベース‐エミッタ区間が、保護回路のコンデンサ
を充電するために、整流器ダイオードとして使用される
。コンデンサはトランジスタのベース回路内に配置され
ているので、それは比較的小さいキャパシタンスを有し
得る。従って、入力トランジスタは一回の充電電流によ
り破壊されない。並列に接続されている抵抗は送信過程
の終了後にコンデンサを放電させる。
デンサと抵抗との並列回路を含んでおり、並列回路がベ
ースと受信増幅器の入力端との間に配置されている。こ
こではベース‐エミッタ区間が、保護回路のコンデンサ
を充電するために、整流器ダイオードとして使用される
。コンデンサはトランジスタのベース回路内に配置され
ているので、それは比較的小さいキャパシタンスを有し
得る。従って、入力トランジスタは一回の充電電流によ
り破壊されない。並列に接続されている抵抗は送信過程
の終了後にコンデンサを放電させる。
【０００８】別の有利な構成によれば、入力回路と保護
回路との間に電圧制限回路が付加される。それにより１
５ｋＷのオーダーの非常に大電力の送信パルスも入力ト
ランジスタを破壊し得ない。
回路との間に電圧制限回路が付加される。それにより１
５ｋＷのオーダーの非常に大電力の送信パルスも入力ト
ランジスタを破壊し得ない。
【０００９】さらに別の有利な構成によれば、電圧制限
回路の入力端および出力端においてそれぞれ横枝路内に
、２つの逆並列接続されているダイオードが配置されて
おり、また入力端と出力端との間に縦枝路内に、導体上
の１つの波の波長の四分の一よりも小さい長さを有する
導体片が配置されている。それによって、たとえば１Ａ
の入力端における電流ピークも導き出され得る。中間接
続されている導体片の適合の際には受信増幅器の入力端
とアンテナとの間の反射は生じない。
回路の入力端および出力端においてそれぞれ横枝路内に
、２つの逆並列接続されているダイオードが配置されて
おり、また入力端と出力端との間に縦枝路内に、導体上
の１つの波の波長の四分の一よりも小さい長さを有する
導体片が配置されている。それによって、たとえば１Ａ
の入力端における電流ピークも導き出され得る。中間接
続されている導体片の適合の際には受信増幅器の入力端
とアンテナとの間の反射は生じない。
【００１０】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明する
。
。
【００１１】図において、核スピン共鳴装置に対する受
信増幅器の入力端は符号Ｅを付されている。入力端Ｅは
電圧制限回路４の入力端２と接続されている。電圧制限
回路４の出力端６は保護回路１０の入力端８と接続され
ており、また保護回路１０の出力端１２はバイポーラト
ランジスタＴのベースＢと接続されている。入力トラン
ジスタＴはここではｎｐｎトランジスタである。電圧制
限回路４および保護回路１０の直列回路は、たとえば１
５ｋＷの大電力のパルスが送信されるときに、特にトラ
ンジスタＴの保護に適している。減ぜられた送信電力の
際または送信‐受信切換器内のより小さいスイッチング
キャパシタンスの際には電圧制限回路４は省略され得る
。その場合には保護回路１０の入力端８は直接に受信前
置増幅器の入力端Ｅと接続されている。出力端Ａからト
ランジスタＴにより増幅された信号が受信増幅器内の第
２の段に伝達される。
信増幅器の入力端は符号Ｅを付されている。入力端Ｅは
電圧制限回路４の入力端２と接続されている。電圧制限
回路４の出力端６は保護回路１０の入力端８と接続され
ており、また保護回路１０の出力端１２はバイポーラト
ランジスタＴのベースＢと接続されている。入力トラン
ジスタＴはここではｎｐｎトランジスタである。電圧制
限回路４および保護回路１０の直列回路は、たとえば１
５ｋＷの大電力のパルスが送信されるときに、特にトラ
ンジスタＴの保護に適している。減ぜられた送信電力の
際または送信‐受信切換器内のより小さいスイッチング
キャパシタンスの際には電圧制限回路４は省略され得る
。その場合には保護回路１０の入力端８は直接に受信前
置増幅器の入力端Ｅと接続されている。出力端Ａからト
ランジスタＴにより増幅された信号が受信増幅器内の第
２の段に伝達される。
【００１２】トランジスタＴのエミッタ枝路内の抵抗Ｒ
２およびコレクタ枝路内の抵抗Ｒ３ならびに入力端８と
基準電位との間のリアクトルＤｒは、両直流電圧源＋Ｕ
および−Ｕと共同してトランジスタＴの動作点設定の役
割をする。交流電圧的にトランジスタＴのエミッタはコ
ンデンサＣ２を介して基準電位と接続されている。その
キャパシタンスは可能なかぎり高く選定されている。な
ぜならば、トランジスタＴのエミッタと基準電位との間
の各抵抗はトランジスタＴの急峻度を減ずるからである
。
２およびコレクタ枝路内の抵抗Ｒ３ならびに入力端８と
基準電位との間のリアクトルＤｒは、両直流電圧源＋Ｕ
および−Ｕと共同してトランジスタＴの動作点設定の役
割をする。交流電圧的にトランジスタＴのエミッタはコ
ンデンサＣ２を介して基準電位と接続されている。その
キャパシタンスは可能なかぎり高く選定されている。な
ぜならば、トランジスタＴのエミッタと基準電位との間
の各抵抗はトランジスタＴの急峻度を減ずるからである
。
【００１３】保護回路４は下記のように構成されている
。入力端２と基準電位との間に２つのダイオードＤ１お
よびＤ２が逆並列に第１のリミッタとして接続されてい
る。第２のリミッタは出力端６と基準電位との間のダイ
オードＤ３およびＤ４により形成されている。さらに入
力端２と出力端６との間に、直列インダクタンスとして
作用する短い導体片Ｌが配置されている。導体片Ｌの波
動インピーダンスはアンテナの波動インピーダンスに適
合されており、たとえばＺＯ ＝５０Ωである。インダ
クタンスとして作用するために、導体片はその上を走る
波の波長に比較して波長の四分の一よりも短くなければ
ならない。インダクタンスはその場合に導体片の長さに
比例している。
。入力端２と基準電位との間に２つのダイオードＤ１お
よびＤ２が逆並列に第１のリミッタとして接続されてい
る。第２のリミッタは出力端６と基準電位との間のダイ
オードＤ３およびＤ４により形成されている。さらに入
力端２と出力端６との間に、直列インダクタンスとして
作用する短い導体片Ｌが配置されている。導体片Ｌの波
動インピーダンスはアンテナの波動インピーダンスに適
合されており、たとえばＺＯ ＝５０Ωである。インダ
クタンスとして作用するために、導体片はその上を走る
波の波長に比較して波長の四分の一よりも短くなければ
ならない。インダクタンスはその場合に導体片の長さに
比例している。
【００１４】保護回路１０はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１
との並列回路から成っている。この並列回路は入力端８
と出力端１２との間に接続されている。コンデンサＣ１
はここでは、ベース回路内に配置されているので、比較
的小さく選定されており、従ってそれは送信周波数に対
してほぼ波動インピーダンスの高さのリアクタンスをな
す。
との並列回路から成っている。この並列回路は入力端８
と出力端１２との間に接続されている。コンデンサＣ１
はここでは、ベース回路内に配置されているので、比較
的小さく選定されており、従ってそれは送信周波数に対
してほぼ波動インピーダンスの高さのリアクタンスをな
す。
【００１５】電圧リミッタ４は送信器に起因するたとえ
ば１Ａの電流ピークｉ１ をダイオードＤ１およびＤ２
を経て基準電位に導き出す。なお残っている残留電圧は
さらに、直列インダクタンスとして作用する導体片Ｌの
電圧分割および逆並列のダイオードＤ３およびＤ４によ
り減ぜられる。しかし、ダイオードＤ３およびＤ４に生
ずる小さい電圧ピークは中間接続された保護回路１０な
しには入力トランジスタＴを過大なベース電流により次
第に破壊するであろう。
ば１Ａの電流ピークｉ１ をダイオードＤ１およびＤ２
を経て基準電位に導き出す。なお残っている残留電圧は
さらに、直列インダクタンスとして作用する導体片Ｌの
電圧分割および逆並列のダイオードＤ３およびＤ４によ
り減ぜられる。しかし、ダイオードＤ３およびＤ４に生
ずる小さい電圧ピークは中間接続された保護回路１０な
しには入力トランジスタＴを過大なベース電流により次
第に破壊するであろう。
【００１６】送信の場合に残留する逆並列のダイオード
Ｄ３およびＤ４における小さい残留電圧によりコンデン
サＣ１およびコンデンサＣ２は、もしトランジスタＴが
ｎｐｎトランジスタであれば、トランジスタＴのベース
‐エミッタ区間のダイオードを経て一回限り基準電位に
対し正の電圧に充電される。その際にコンデンサＣ１は
コンデンサＣ２にくらべて１０ないし１５倍小さいその
キャパシタンスの結果としてこの電圧の大部分を受け入
れる。この電圧は、別の電圧ピークが電流をトランジス
タＴのベースＢに惹起することを防止する。トランジス
タＴのベースＢの動作点は整流により送信パルスの間は
負に向けて遮断領域にずらされており、従って非常に短
い無害な電流ピークしか送信パルスの開始時に流れない
。
Ｄ３およびＤ４における小さい残留電圧によりコンデン
サＣ１およびコンデンサＣ２は、もしトランジスタＴが
ｎｐｎトランジスタであれば、トランジスタＴのベース
‐エミッタ区間のダイオードを経て一回限り基準電位に
対し正の電圧に充電される。その際にコンデンサＣ１は
コンデンサＣ２にくらべて１０ないし１５倍小さいその
キャパシタンスの結果としてこの電圧の大部分を受け入
れる。この電圧は、別の電圧ピークが電流をトランジス
タＴのベースＢに惹起することを防止する。トランジス
タＴのベースＢの動作点は整流により送信パルスの間は
負に向けて遮断領域にずらされており、従って非常に短
い無害な電流ピークしか送信パルスの開始時に流れない
。
【００１７】他方において受信の場合には受信信号は保
護回路１０により阻害されない。抵抗Ｒ１は送信パルス
の終了と受信段階の開始との間の時間中にコンデンサＣ
１を放電させる。受信信号により惹起されるベース電流
はトランジスタＴ内のベース電流よりも何桁も小さい。 たとえば受信信号により惹起されるベース電流はμＡの
範囲であり、他方ベース休止電流はｍＡの範囲内にある
。ベース‐エミッタ区間パスに対する動作点は、抵抗Ｒ
２および供給電圧−Ｕの選定により、受信信号に対して
整流が行われないように設定されている。
護回路１０により阻害されない。抵抗Ｒ１は送信パルス
の終了と受信段階の開始との間の時間中にコンデンサＣ
１を放電させる。受信信号により惹起されるベース電流
はトランジスタＴ内のベース電流よりも何桁も小さい。 たとえば受信信号により惹起されるベース電流はμＡの
範囲であり、他方ベース休止電流はｍＡの範囲内にある
。ベース‐エミッタ区間パスに対する動作点は、抵抗Ｒ
２および供給電圧−Ｕの選定により、受信信号に対して
整流が行われないように設定されている。
【図１】本発明の実施例の接続図である。
２ 電圧リミッタ回路の入力端
４ 電圧リミッタ回路
６ 電圧リミッタ回路の出力端
８ 保護回路の入力端
１０ 保護回路
１２ 保護回路の出力端
Ａ 受信増幅器の出力端
Ｂ ベース
Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード
Ｅ 受信増幅器の入力端
Ｌ 導体片
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗
Ｔ トランジスタ
Claims (4)
- 【請求項１】 入力トランジスタ（Ｔ）のベース（Ｂ
）が保護回路（１０）と接続され、この保護回路は入力
トランジスタ（Ｔ）のベース‐エミッタ区間にかかる電
圧を高周波送信パルスの間のみ遮断範囲にずらし、この
電圧が高周波送信パルスの一部分の整流により発生され
ることを特徴とする核スピン共鳴装置の受信増幅器。 - 【請求項２】 保護回路（１０）がコンデンサ（Ｃ１
）と抵抗（Ｒ１）との並列回路を含んでおり、この並列
回路が入力トランジスタ（Ｔ）のベース（Ｂ）と受信増
幅器の入力端（Ｅ）との間に配置されていることを特徴
とする請求項１記載の受信増幅器。 - 【請求項３】 受信増幅器の入力端（Ｅ）と保護回路
（１０）との間に電圧制限回路（４）が付加されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の受信増幅器。 - 【請求項４】 電圧制限回路（４）の入力端（２）お
よび出力端（６）においてそれぞれ横枝路内に、２つの
逆並列に接続されているダイオード（Ｄ１、Ｄ２または
Ｄ３、Ｄ４）が配置されており、また電圧制限回路（４
）の入力端（２）と出力端（６）との間に縦枝路内に、
導体上の１つの波の波長の四分の一よりも小さい長さを
有する導体片（Ｌ）が配置されていることを特徴とする
請求項３記載の受信増幅器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4024165.3 | 1990-07-30 | ||
| DE4024165A DE4024165C2 (de) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Schutzschaltung für den Eingangstransistor eines Empfangsverstärkers in Kernspinresonanz-Anlagen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04256207A true JPH04256207A (ja) | 1992-09-10 |
Family
ID=6411304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3208836A Withdrawn JPH04256207A (ja) | 1990-07-30 | 1991-07-26 | 核スピン共鳴装置の受信増幅器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5194825A (ja) |
| JP (1) | JPH04256207A (ja) |
| DE (1) | DE4024165C2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5678548A (en) * | 1995-07-20 | 1997-10-21 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | System and method for performing in vivo imaging and oxymetry and FT microscopy by pulsed radiofrequency electron paramagnetic resonance |
| US5828216A (en) * | 1996-08-19 | 1998-10-27 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Gated RF preamplifier for use in pulsed radiofrequency electron paramagnetic resonance and MRI |
| DE10109817C1 (de) * | 2001-03-01 | 2002-10-10 | Atmel Germany Gmbh | ESD-Schutzstruktur mit einem bipolaren Eingangsverstärker im Hochfrequenzbereich |
| DE10155100A1 (de) * | 2001-11-09 | 2003-05-28 | Infineon Technologies Ag | Schaltung zum Schutz eines Bipolar-Transistors vor thermischer Zerstörung |
| CN110646756B (zh) * | 2019-09-30 | 2025-06-24 | 武汉中科牛津波谱技术有限公司 | 一种核磁共振梯度功率放大器的静态电流消除电路及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2993128A (en) * | 1957-12-26 | 1961-07-18 | Ibm | Transistor protective circuit |
| US2939949A (en) * | 1958-06-03 | 1960-06-07 | Marvin W Curtis | Transistorized transmit-receive switching circuit |
| JPS58207735A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Hitachi Denshi Ltd | 無線機の過入力保護回路 |
| US4764726A (en) * | 1985-08-05 | 1988-08-16 | Picker International, Inc. | Low distortion RF switching circuit without DC bias |
-
1990
- 1990-07-30 DE DE4024165A patent/DE4024165C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-26 US US07/736,645 patent/US5194825A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-26 JP JP3208836A patent/JPH04256207A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5194825A (en) | 1993-03-16 |
| DE4024165C2 (de) | 1994-04-28 |
| DE4024165A1 (de) | 1992-02-06 |
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