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核磁共振波谱仪的构成主要有磁场、稳场及匀场系统、射频源、探头、接收系统、信号记录和数据处理系统，以及一些附件比如变温单元等。
磁场的作用是使原子核自旋体系的磁能机发生分裂。一般100MHz以下的波谱仪用永磁体或电磁体产生磁场，100MHz以上的核磁波谱仪磁场一般是由超导磁体产生。超导磁体的磁场稳定性、场均匀性好，可以提高谱仪灵敏度，增强分辨率。
稳场和匀场系统增强仪器稳定性和磁场均匀性，以满足反式实验、3D实验、4D实验要求的磁场稳定性。电磁体需要的稳场系统比较复杂，永磁体和超导 的稳场系统相对比较简化，目前采用十到二十几组匀场线圈即可满足要求。
射频源的是激发核磁能级之间的跃迁。现在常用的射频源是射频脉冲，可以同时发射多种频率，使不同基团上的原子核同时共振，得到核的多条谱线混合的自由感应衰减信号。
探头是整个核磁共振波谱仪的心脏，根据不同用途有上千种规格。
信号记录核数据处理系统已经采用PC对谱仪进行控制，专业NMR软件使得谱仪操作愈来愈简便。不但可以支持数据脱机处理或存储，而且范围广泛的NMR应用，包括一维、二维图谱处理、多维图谱解析等等功能均可以实现。
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