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tcxuefeng读书笔记——正交检测

核磁共振技术(NMR)

  •     简单讲一下核磁中正交检测的概念。
        之前在FID信号的由来及其傅里叶转换中已经提到,NMR所采集到的时域上FID信号本质上就是许多cos,sin波形的叠加。但是由于弛豫的影响,这些cos,sin信号是振荡衰减的,其衰减速度取决于T2弛豫时间,因此我们大体可以认为采集到的fid信号满足下列公式

    其中,ωo为核的Larmor 频率,λ为1/T2。但是如果大家有印象的话,之前提到过核磁的FID方程如下

    那么这一方程又是怎么推导来的呢?
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  • tcxuefeng

    第1楼2012/08/25

        方程2中Ωo对ωo的替代其实源自于旋转坐标系的引入,这一点我们之后再讨论。两者转换关系如下

        其中,ωref是用户选定的参考频率,这一坐标系的引入为了简化之后的信号处理过程,我们先不用过于在意。根据上述转化之后,方程1变为如下形式

        但是问题出现了——这一方程无法区分ωo和ωref的相对大小,即无论Ωo是正是负,我们观测到的是同样的图谱。
        一种被称为“正交检测”的检测方法被运用到核磁检测中来。简单理解,我们可以认为在与原检测器垂直的位置又安放了一个检测器(事实情况并不是如此),这样两个垂直方向的检测将产生两路fid信号如下:

        由于在两个方向上都有“眼睛”,因此我们可以判断这一信号频率的正负,即ωo旋转的频率是顺时针还是反时针,从而可以对信号的确切频率做出判断。在数学上,我们可以将这两路信号的结合解释成复数的实部和虚部,因为exp(ix)=cosx+isinx,将上式结合我们得到了如下的真实FID信号

        这即是核磁中的“正交检测”概念。但要注意,这一概念中的实部和虚部与傅里叶转换后的信号实部与虚部的区别。

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