鎖相放大電路測定電子順磁共振一階微分信號

白炳良

(閩南師范大學物理與信息工程學院,福建漳州363000)

電子順磁共振（Electron Paramagnetic Resonance 簡寫為EPR）是由前蘇聯物理學家E·K·扎沃伊斯基于1944年從順磁性鹽類發現的.物理學家最初用EPR技術研究某些復雜原子或分子的電子結構、偶極矩等問題；根據EPR 測量結果，解析復雜的有機化合物中的化學鍵和電子密度分布等許多問題.文獻[1]給出利用電子自旋共振實驗裝置可測量電子自旋弛豫時間、示波器觀測共振信號等.文獻[2]指出：由于電子自旋相干、自旋標記、自旋捕捉、飽和轉移等電子順磁共振和順磁成像等實驗新技術和新方法的提出，EPR技術已在物理學、有機化學、半導體、化工、醫學、地質探礦、環境科學等許多領域內得到廣泛的應用，并給出EPR 在量子操控和量子計算方面的應用，以及用EPR 檢測自由基、瞬態自由基的方法.文獻[3]分析了EPR信號波形所反映的物理過程.文獻[4]利用LabVIEW分析EPR信號的采集方法.

上述文獻主要是利用相關實驗裝置對EPR 信號進行理論分析，沒有給出具體電子測量技術線路.本文將利用小磁調制技術及鎖相放大電路測定EPR信號的一階微分（可提高EPR信號的測量精度），同時給出具體設計方案.很多文獻都指出EPR 技術的應用前景廣闊，因此研究與探索EPR 信號的檢測方法具有現實及實踐意義.

1 電子順磁共振和鎖相放大電路

1.1 電子順磁共振

1.2 鎖相放大電路的工作原理

鎖相放大電路(Lock-in Amplifier)是一種高性能的測量電路，主要由參考信號通道、輸入信號通道、相敏檢波器組成；……