Шим принцип работы: Страница не найдена — PRO Светодиод

Содержание

ШИМ – широтно-импульсная модуляция — Help for engineer

ШИМ – широтно-импульсная модуляция

Широтно-импульсная модуляция применяется в технике для преобразования переменного напряжения в постоянное, с изменением его среднего значения (Ud). Управление средним значением напряжения происходит путем изменения скважности импульсов.

Скважность – это отношение одного периода, к времени действия (длительности) импульса в нем. В англоязычной литературе часто встречается понятие коэффициент заполнения, который обратно пропорционален скважности. Формула скважности:

где T – длительность периода, с;
t – время действия импульса (длительность), с;
D – коэффициент заполнения.

То есть, не смотря на то, что скважность и коэффициент заполнения могут использоваться в одинаковом контексте, физический смысл их отличается. Эти величины безразмерны. Коэффициент заполнения обычно отображают в процентах (%).

Рисунок 1 – Скважность импульсов

На приведенном выше рисунке изображены импульсы, которые возникают с определенной периодичностью. Длительность импульса равна ¼ периода Т, это означает, что коэффициент заполнения равен 25%, а скважность – 4. Специфическое название имеется у набора импульсов c коэффициентом заполнения – 50%, такой сигнал называется меандр.

Существуют цифровые и аналоговые ШИМ. Принцип их работы остается одинаковым вне зависимости от исполнения и заключается в сравнении двух видов сигналов:

Uоп – опорное (пилообразное, треугольное) напряжение;
Uупр – входное постоянное напряжение.

Cигналы поступают на компаратор, где они сравниваются, а при их пересечении возникает / исчезает (или становится отрицательным) сигнал на выходе ШИМ.

Выходное напряжение U

вых ШИМ имеет вид импульсов, изменяя их длительность, мы регулируем среднее значение напряжения (Ud) на выходе ШИМ:

Рисунок 2 – Скважность сигнала при однополярной ШИМ

Однополярная модуляция означает, что происходит формирование импульсов только положительной величины и имеет место нулевое значение напряжения. Осуществить такую модуляцию в некоторых схемах невозможно, преимущество однополярной модуляции: малое амплитудное значение высокочастотных гармоник.

В двухполярной модуляции вместо нулевого длительного напряжения формируется отрицательное напряжение, она проиллюстрирована на рисунке 4.

Преимущество использования ШИМ — это легкость изменения величины напряжения при минимальных потерях. Конечно же, можно, применять делитель напряжения, но его работа основана на применении резисторов, а на них происходит рассеивание энергии, что в свою очередь вызывает нагрев и неэкономичность (преобразование электрической энергии в тепловую).

Работа широтно-импульсного преобразователя реализуется с помощью полупроводниковых приборов – транзисторов. Максимальные потери на транзисторах бывают при их полуоткрытом состоянии. Поэтому используют два крайних положения: полностью открыты или закрыты, тогда потери минимальны. Частота срабатывания транзисторов очень большая, то есть переходные состояния имеют мало времени и потери, фактически, сводятся к нулю.

ШИМ нашел широкое применение как регулятор оборотов двигателей постоянного тока (ДПТ).

Рисунок 3 – Схема ШИМ регулятора для ДПТ

Схема ШИМ управления двигателя постоянного тока состоит из тиристорного преобразователя VS1÷VS6, сглаживающего конденсатора С. Транзисторы VT1÷VT4 реализуют подачу импульсного напряжения на двигатель постоянного тока М. С помощью обратных диодов VD1÷VD4, энергия будет отдаваться в сеть при торможении двигателя. Наличие в данной схеме четырех транзисторов дает возможность работы ДПТ во всех 4-х квадрантах механической характеристики.

Принцип работы схемы основан на двухполярной модуляции:

Рисунок 4 – Двухполярная широтно-импульсная модуляция

Недостаточно прав для комментирования

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Мостовая схема обеспечивает включение-выключение двигателя постоянного тока и управляет направлением его вращения. К этим функциям может быть добавлена функция управления частотой вращения двигателя с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Форма ШИМ сигнала приведена на рис. 4.18. Высокий уровень сигнала ШИМ соответствует включению двигателя, низкий уровень его выключает. Поскольку частота импульсов ШИМ очень велика, то напряжение на двигателе может быть определено как среднее значение длины импульса к периоду следования (скважность импульса). Чем больше длина импульса, тем больше среднее напряжение. Среднее напряжение лежит в пределах от нуля до напряжения питания, и, таким образом, ШИМ эффективно управляет скоростью вращения двигателя.

Рис. 4.18. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для управления мостовой схемой

Двигатель является индуктивной нагрузкой. В моменты включения/выключения возникающее переходное напряжение, генерируемое обмотками двигателя, может повредить полупроводниковые части моста. Для гашения этого напряжения используются защитные диоды, включенные параллельно транзисторам, как показано на рис. 4.19.

Рис. 4.19. Транзисторная мостовая схема с защитными диодами

Защитный диод гасит обратное переходное напряжение на землю, что эффективно защищает переход транзистора, к которому подключен диод. Защитные диоды должны быть рассчитаны на нормальный ток, потребляемый двигателем.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ INFORMATION TECHNOLOGIES AND TELECOMMUNICATION

УДК 681.2 DOI: 10.18413/2518-1092-2019-4-4-0-9

Бражников А.М. Бражникова А.М. Забержинский Б.Э.

О ПРЕЦИЗИОННОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ

Самарский государственный технический университет, ул. Молодогвардейская, д. 244, г. Самара, 443100, Россия

e-mail: [email protected], [email protected]

Аннотация

В статье изложена разработка высокоточного измерительного преобразователя сигналов широтно-импульсной модуляции в постоянное напряжение. Приводится обзор существующих типов преобразователей, анализируются их достоинства и недостатки. Обосновывается необходимость создания нового преобразователя. Предлагаемая схема устройства позволяет применять его в ряде специфических случаев, к примеру, для низкочастотных сигналов (вплоть до одиночных импульсов), а также для ШИМ с малой скважностью, без потери точности и разрешающей спосоисунокбности. В основу положен принцип заполнения импульса входного сигнала высокочастотными импульсами тактового генератора, последующим их подсчётом и преобразованием числа импульсов в напряжение посредством цифро-аналогового преобразователя с параллельным входом (резистивной матрице). В статье подробно рассмотрена работа преобразователя на примере структурной схемы, а также приведена его принципиальная электрическая схема, которая была протестирована средствами программного пакета Multisim. После проверки принципов работы преобразователя был собран его прототип. Сборка осуществлялась из готовых микросхем: счётчиков, регистров, элементов стандартной логики. Приводится описание его работы и характеристики, а также указываются отличительные особенности, в числе которых регулировка частоты тактового генератора, позволяющая контролировать заполнение входных импульсов отсчётами генератора, счетными импульсами независимо от частоты ШИМ Это обеспечивает возможность применения преобразователя в обозначенных случаях. В заключение приведен расчёт погрешности. Среди факторов, оказывающих влияние на точность, выделены разрядность ЦАП, а также максимальная частота работы тактового генератора. Основной фактор, влияющий на нелинейность преобразователя, — разброс номиналов компонентов в резистивной матрице. Разработанная схема устройства отличается простотой, стабильностью работы, средствами программируемых логических интегральных микросхем (ПЛИС), что открывает широкие возможности по её внедрению в различные конструкции, где требуется с высокой точностью и скоростью осуществлять преобразование ШИМ сигнала в постоянное напряжение.

Ключевые слова: цифро-аналоговый преобразователь; широтно-импульсная модуляция; измерительный преобразователь; резистивная матрица; счётчики; микросхемы стандартной логики.

НАУЧНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ

t 5 til L

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

UDC 681.2

Brazhnikov A.M. Brazhnikova A.M. Zaberzhinsky B.E.

ABOUT PRECISION DIGITAL-ANALOG CONVERTER (PWM-VOLTAGE)

Samara State Technical University, 244 Molodogvardeyskaya St., 443100, Samara, Russia e-mail: [email protected], [email protected]

Annotation

The article describes the process of developing a high-precision measuring Converter of pulse-width modulation (PWM) signals into a constant voltage. The review of existing types of converters is given, their advantages and disadvantages are analyzed. The necessity of creating a new Converter is substantiated. The proposed scheme of the device allows it to be used in a number of specific cases, for example, for low-frequency signals (up to single pulses), as well as for PWM with low duty cycle, without loss of accuracy and resolution. The basis is the principle of filling the input pulse with high-frequency pulses of the clock generator, their subsequent calculation and conversion of the number of pulses into voltage by means of a digital-analog Converter with a parallel input (resistive matrix). The article describes in detail the operation of the Converter (block diagram), as well as its schematic diagram, which was tested by means of the software package Multisim. After checking the principles of operation of the Converter, its prototype was assembled. Assembly was carried out from ready chips: counters, registers, elements of standard logic. The description of its operation and characteristics are given, the distinctive features are indicated, including the frequency control of the clock generator, which allows controlling the process of filling the input pulses with the generator counts, regardless of the PWM frequency. This makes it possible to use the transducer in the above cases. In conclusion, the error calculation is given. Among the factors that affect the accuracy of the allocated bit width of the DAC, as well as the maximum frequency of the clock. The main factor affecting the linearity of the transducer — variation of the values of the components in the resistive matrix. The developed scheme of the device is simple, stable, repeatable means of programmable logic integrated circuits (FPGA), which opens up opportunities for its implementation in a variety of designs, which requires high accuracy and speed to convert PWM signal into DC voltage. Keywords: digital-analog converter; pulse-width modulation; measuring converter; resistive matrix; counters; standard logic chips.

Современная электроника строится на основе цифровых схем. Однако, в некоторых задачах автоматического управления находят применение аналоговые сигналы. Для того чтобы согласовать работу микропроцессорного устройства и аналоговой схемы, необходим специальный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). На его вход информация подаётся по определённому протоколу (цифровому), с выхода снимается сигнал напряжения или тока. Разновидностью цифрового сигнала является широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Она получила широкое распространение благодаря простоте формированию и передачи ШИМ (требуется всего одна линия).

Принцип широтно-импульсной модуляции заключается в постоянной импульсной модуляции. Длительность импульсов и их амплитуда сохраняются неизменными.

В частности, такой сигнал применяется в системах радиоуправления моделями. Он используется для передачи информации от контроллера (приёмника) к электронике, управляющей исполнительными устройствами (сервоприводами и регуляторами скорости). Особенностями ШИМ в данном случае являются низкая частота работы (50-70Гц), а также малая скважность (отношение длительности сигнала к его периоду), колеблющаяся от 5% до 15% [2].

В частности, такой сигнал применяется в системах радиоуправления моделями. Он используется для передачи информации от контроллера (приёмника) к электронике, управляющей исполнительными устройствами (сервоприводами и регуляторами скорости). Особенностями ШИМ в данном случае являются низкая частота работы (50-70 Гц), а также малая скважность (отношение длительности сигнала к его периоду), колеблющаяся от 5% до 15% [2].

|—[ Д |—| ^ У Т^ Бражников А. 7″П1 Т»1 Л «»Г1 преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. I Г.| У 1 11_Э I 1 Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

и г I. I- д в- г N R F i Ц L ТI

Рис. 1. Форма сигнала ШИМ Fig. 1. PWM waveform

В частности, такой сигнал применяется в системах радиоуправления моделями. Он используется для передачи информации от контроллера (приёмника) к электронике, управляющей исполнительными устройствами (сервоприводами и регуляторами скорости). Особенностями ШИМ в данном случае являются низкая частота работы (50-70 Гц), а также малая скважность (отношение длительности сигнала к его периоду), колеблющаяся от 5% до 15% [2].

Один из способов преобразования ШИМ в постоянное напряжение является использование интегрирующей RC цепочки (фильтра низких частот). Этот метод является наиболее простым, его реализация требует минимального количества компонентов, расчёт параметров цепочки также не представляет затруднений. Однако при детальном рассмотрении выявляется ряд недостатков, ограничивающих область применения метода. Один из факторов — наличие пульсаций напряжения на выходе, которые связаны с процессами заряда/разряда конденсатора, при малых значениях сопротивления и ёмкости амплитуда пульсаций может достигать значительных величин. При попытке увеличить постоянную времени цепочки возникает новая проблема — увеличивается длительность переходного процесса. При мгновенном изменении скважности входного сигнала напряжение на выходе схемы изменяется крайне медленно. В некоторых случаях такая задержка неприемлема. Ещё одним недостатком интегрирующей цепи: её выходное сопротивление фактически равно сопротивлению резистора (пренебрегаем сопротивлением конденсатора на высоких частотах), которое может достигать больших значений, если, к примеру, мы будем пытаться увеличить постоянную времени за счёт увеличения номинала резистора. Получается, что к выходу такой схемы можно подключать только высокоимпедансную нагрузку [3,4,5].

Разумеется, используя схемотехнические приёмы и дополнительные компоненты можно несколько улучшить параметры схемы. На основе операционных усилителей (ОУ) возможно создать более эффективные фильтры (в том числе и высокого порядка). Такие решения лежат в основе промышленных преобразователей, которые нашли применение в качества дополнения к программируемым логическим контроллерам. Однако, точность преобразования оставляет желать лучшего, область, где применяются такие модули, не предъявляет высоких требований к этому параметру [6,7].

Не случайно фирма LinearTechnology выпускает целую серию микросхем, осуществляющих преобразование ШИМ сигнала в постоянное напряжение [8]. Эти микросхемы отличаются выдающимися характеристиками (в сравнении с вышеприведённым методом). Во-первых, точность преобразования составляет 8, 10 или 12 бит (в зависимости от модели), частота входного сигнала может колебаться от 30 до 6,5 кГц. Во-вторых, микросхема имеет четыре независимых канала преобразования и внутренний источник опорного напряжения. В-третьих, время преобразования сокращено до минимума и фактически равно длительности одного импульса входного сигнала. Несмотря на все преимущества этой микросхемы, ограниченное количество настраиваемых параметров не позволяет применять её в ряде случаев, например, когда скважность ШИМ изменяется в малых пределах, как в описанной выше системе радиоуправления моделями. В

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

результате, вместо обозначенных 8 или 12 бит, может быть использовано только половина разрядов и меньше.

Ещё один способ преобразовать ШИМ в постоянное напряжение — использовать микроконтроллер. В составе большинства современных микросхем этого вида присутствует всё необходимое (таймеры, счётчики, внешние прерывания, ЦАП) для разработки преобразователей с широким спектром настраиваемых параметров. Однако, быстродействие контроллеров накладывает ограничения на точность, количество каналов, разрядность преобразователя. Поэтому данный метод не получил широкого распространения.

Для решения задачи преобразования низкочастотного ШИМ сигнала в постоянное однополярное напряжение было разработано, собрано и протестировано устройство на логических элементах. Точность преобразования составляет 8 бит, время преобразования (периодичность обновления данных на выходе) равна периоду входного сигнала и может быть сколь угодно большим.

Структурная схема устройства приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Структурная схема преобразователя Fig. 2. Diagram of the structure of the converter

Прямоугольный сигнал с генератора тактовых импульсов (ГИ) поступает на один из входов ключа (К), где он модулируется импульсами ШИМ Таким образом, на выходе ключа количество импульсов пропорционально длительности импульса ШИМ Модулированный сигнал поступает на счётчик импульсов (СИ), на выходе которого получается двоичный код, соответствующий количеству отсчётов, пришедших на вход. Необходимо отметить, что обновление значений на выходе счётчика происходит с приходом каждого нового импульса (сколь угодно малой частоты). Если подать такой сигнал на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), то на выходе устройства получится подобие пилообразного сигнала. Необходимо, чтобы обновление данных на входе ЦАП производилось только после того, как все импульсы с выхода ключа (за один период входного сигнала) поступили на счётчик. Для этого в схему вводится буфер (Б) и система формирователей одиночных импульсов (ФОИ). Буфер имеет N входных и выходных каналов, логические сигналы передаются на выходы по приходу положительного импульса на управляющий вход. При этом, если на управляющем входе присутствует низкий уровень, буфер «запоминает» состояния выходов и не изменяет их. ФОИ1 запускается по нисходящему фронту импульса входного сигнала и формирует на своём выходе одиночный импульс положительной полярности, длительность которого много меньше периода следования сигналов ШИМ, этот сигнал «защёлкивает» выход счётчика на вход ЦАП, который формирует на выходе устройства постоянное напряжение, величина которого пропорциональна длительности импульса входного сигнала. К этому моменту счётчик уже завершил подсчёт импульсов и его выходы находятся в стабильном состоянии.Нисходящий фронт выходного импульса ФОИ1 также служит для запуска ФОИ2, который подключен к входу сброса счётчика, это позволяет вернуть систему в исходное состояние. При этом буфер фиксирует своё состояние и напряжение на выходе устройства не изменяется.

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

На основе приведённой структурной схемы был произведён подбор компонентов и разработана принципиальная электрическая схема восьмибитного преобразователя (рис. 3).

В качестве генератора тактовых импульсов выступает кварцевый генератор, формирующий высокостабильный меандр [9]. Такие микросхемы выпускаются только с частотами определённого номинала (от 1 МГц и выше), но для работы устройства не всегда необходима такая высокая частота, поэтому в качестве делителя частоты применён сдвоенный двоичный 4-х разрядный счётчик (микросхема 74HCT393M), на выходах которого можно получить 500кГц, 250кГц, 175кГц, 87кГц.6-К21) [13,14]. Каждый вход имеет определённый «вес» в вольтах выходного напряжения. Схема обеспечивает высокую точность преобразования при использовании резисторов с допуском в 1%.

Формирователи одиночных импульсов представляют собой одновибраторы, выполненные на микросхеме 74HC00D, являющейся сборкой из 4-х элементов «2И-НЕ», и микросхеме 74HC04D, которая представляет собой сборку из 6-и инвертирующих вентилей [15,16]. Запуск первого одновибратора осуществляется по нисходящему фронту импульса входного сигнала, формируемый им восходящий фронт «защёлкивает» буфер. А нисходящий фронт его импульса запускает второй одновибратор, производящий сброс обоих счётчиков.

Логика работы функциональных блоков схемы была протестирована в программе Multisim. Особый интерес представляет моделирование работы одновибраторов (рис. 4).

Рис. 4. Модель формирователей одиночных импульсов (одновибраторов) в среде Multisim Fig. 4. Single pulse (single-switch) model in a Multisim environment

XSC1

Схема, приведённая на рисунке 4, была собрана и протестирована на реальных компонентах. Большинство приведённых микросхем были заменены на отечественные аналоги. Кроме того, были добавлены светодиодные шкалы для индикации работы счётчиков и буфера. Для проведения отладки был предусмотрен режим «ручного» ввода данных. В качестве источника ШИМ сигнала служил выход приёмника аппаратуры радиоуправления моделями. Он

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

предназначен для управления сервоприводами и регуляторами хода электрических двигателей. Сигнал на выходе имеет следующие характеристики:

• частота — 70Гц;

• амплитуда напряжения — 5В;

• скважность импульсов — 5-10%.

Далее рассмотрим осциллограммы, иллюстрирующие логику работы устройства. На рис. 5 приведен график, показывающий последовательность импульсов, формируемых на выходе ключа и форму огибающей — импульса ШИМ сигнала на одном из его входов. Частота работы тактового генератора в данном эксперименте составляет порядка ЮкГц.

I

Рис. 5. Модулированный сигнал на выходе ключа и огибающая (форма входного импульса ШИМ) Fig. 5. Modular signal at key output and bounding (form of the input pulse of the PWM)

Анализ данного рисунка позволяет также визуализировать один из основных источников погрешности преобразователя. Дело в том, что в один период сигнала ШИМ может укладываться не целое число отсчётов тактового генератора. В результате, возможно возникновение случайной ошибки в количестве импульсов, попадающих на вход счётчика. Естественно, при разрядности в 8 бит (256 отсчётов на период), такое небольшое отклонение будет вызывать совсем незначительные колебания напряжения на выходе преобразователя (порядка 20мВ при номинальном размахе напряжения от 0В до 5В).

На рис. 6 приведена осциллограмма работы одновибраторов, формирующих импульсы для «защёлкивания» буфера и сброса счётчиков.

Рис. 6. Форма сигналов на выходах одновибраторов Fig. 6. Signal form at the outputs of the single switch

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

При этом иллюстрируется логика работы системы сброса. Импульс для сброса счётчиков формируется по нисходящему фронту импульса «защёлкивающего» данные буфера. Длительность этих импульсов определяется параметрами RC цепочки в составе одновибраторов, при необходимости она может быть уменьшена.

На рисунке 7 приведена сравнительная осциллограмма, показывающая зависимость напряжения на выходе преобразователя от длительности ТТТИМ, при этом рассматриваются минимальная и максимальная длительность импульса.

Рис. 7. Зависимость напряжения на выходе преобразователя от скважности ШИМ Fig. 7. Voltage dependence on the output of the converter from the PWM

Из рисунка 7 видно, что при частоте входного сигнала 71Гц (коэффициент заполнения изменяется от 7,14% до 14,3%), выходное напряжение изменяется с размахом в 400мВ, что является хорошим результатом. При этом, как уже говорилось ранее, имеется возможность подстроить режим работы тактового генератора под длительность входных импульсов, обеспечив наибольшую чувствительность схемы.

Далее приведён расчёт погрешности преобразователя. Для начала определим погрешность передаточной функции, считая параметры ЦАП идеальными. В качестве примера рассмотрим преобразование ШИМ сигнала с частотой 50Гц (Т=20мС) с коэффициентом заполнения от 0% до 100% (0-20мС). Оптимальная частота тактового генератора подбирается таким образом, чтобы в максимальную длительность импульса входного сигнала укладывалось 256 тактовых отсчётов:

К = 265 * Ft

ШИМ

В данном случае получается 12800 Гц, выбирается ближайшее значение частоты, на которую может быть настроен генератор — 11000Гц(тг = 9,1 * 10-5с). тг) — выходное напряжение, рассчитанное по функции преобразования для длительности импульса входного сигнала меньшей, чем длительность импульса тактового генератора.

Относительная погрешность преобразователя (погрешность квантования) составляет порядка 2%.

Рассмотрим погрешность, искажающую линейность функции преобразования, вызванную разбросом номиналов в матрице ЦАП. Можно принять, что все резисторы, составляющие матрицу имеют абсолютно точные значения. Тогда характеристика ЦАП будет линейна. Однако, резисторы имеют разброс номинала, обусловленный особенностями производственного процесса, в результате, даже номиналы элементов из одной партии могут отличатся. В конструкции устройства использовались резисторы с допусками 5%. Эксперименты показывают, что разброс номиналов приводит к изменению веса каждого входа (бита) ЦАП.

Влияние разброса номиналов резисторов на нелинейность ЦАП Effect of dispersion of resistor nomenclature on non-linearity of DAC

Таблица Table

Число импульсов, ед. 1 2 4 8 16 32 64 128

ивых (теория), В 0,02 0,04 0,078 0,156 0,312 0,625 1,25 2,5

ивых (эксперимент), В 0,018 0,0378 0,0763 0,1538 0,3094 0,6198 1,247 2,519

На рисунке 8 наглядно показана относительная погрешность, вносимая каждым разрядом. Можно отметить, что она носит мультипликативный характер. Корректировка может осуществляться подбором номиналов резисторов.

5

Ю

и

0

1

Э

01 а

к (б I

J2

е; 01 I-

и

0

1

12

10

° о? 6

16

32

64

128

Рис. 8. Зависимость относительной погрешности резистивной матрицы Fig. 8. Dependency of the relative error of the resistant matrix

В заключение необходимо отметить, что схема преобразователя имеет потенциал к дальнейшей модернизации. Так разрядность можно увеличить до 12 бит, расширив резистивную матрицу у повысив разрядность счётчиков. Точность подстройки частоты тактового генератора можно увеличить, применив специализированные микросхемы генераторов импульсов с плавной подстройкой частоты. Для питания ЦАП и буфера рекомендуется применять стабилизированный

8

1

2

4

8

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

источник питания, что повысит стабильность выходного напряжения. На выходе ЦАП необходимо добавить операционный усилитель, включённый по схеме повторителя, для того чтобы уменьшить выходной импеданс преобразователя, что даст возможность подключать к выходу даже низкоомную нагрузку. Наконец, приведённую структуру можно (в значительном объёме) реализовать на ПЛИС (программируемая логическая интегральная схема), что уменьшит габариты устройства и позволит увеличить количество каналов преобразователя [17]. Кроме того, это даст возможность отбрасывать младшие (незначащие) разряды счётчика, что увеличит размах выходного напряжения при преобразовании сигнала.

Список литературы

1.Слепов Н.Н., Дроздов Б.В. Широтно-импульсная модуляция. Анализ и применение в магнитной записи. М.: Энергия, 1978. 192 с.

2. Днищенко В.А. Дистанционное управление моделями. СПб.: Наука, 2007. 455 с.

3.Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, Пер. с англ. М.: БИНОМ, 2016. 704 с.

4. M. Thoren., C. Steward. Accurate, fast setting analog voltages from digital PWM signals // Design notes 538 (from Linear technology).

5.David M. Alter. Using PWM Output as a Digital-to-analog converter on a TMS320F280 digital signal controller // Application report. September 2008.

6.Ревич Ю. Занимательная электроника. Спб.: БХВ-Петербург, 2007. 664 с.

7.Конвертер ШИМ-напряжение PLP-P1 [Руководство по эксплуатации]. https://purelogic.ru/data/docs/elektronika_chpu/modul_shim_plp_p1_user_manual_ru.pdf (дата обращения 28.08.2018).

8. Техническая документация LTC2645 [LinearTechnology]. http://www.farnell.com/datasheets/1841852.pdf (дата обращения 25.08.2018).

9. Кварцевый резонатор и кварцевый генератор [Практическая электроника]. https://www.ruselectronic.com/kvartsevyj -rezonator-i-kvartsevyj -generator/ (дата обращения 20.08.2018).

10. Техническая документация 74HC08 [TexasInstruments]. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd74hc08.pdf (дата обращения 26.08.2018).

11. Техническая документация 74HC191D [TexasInstruments]. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc191.pdf (дата обращения 26.08.208).

12. Техническая документация 74HC573D [PhilipsSemiconductors]. https://static.chipdip.ru/lib/225/DOC000225305.pdf (дата обращения 27.08.2018).

13. Basic DAC Architectures 2: Binary DACs [Analog Devices] http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-015.pdf (дата обращения 27.08.2018).

14. R2R ЦАП. Практическое применение [AVRdevices]. http://avrdevices.ru/r-2r-cap-praktitcheskoe-primenenie (дата обращения 25.08.2018).

15. Техническая документация 74HC00D [TexasInstruments]. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd54hc00.pdf (дата обращения 26.08.208).

16. Техническая документация 74HC04D [PhilipsSemiconductors]. https://static.chipdip.ru/lib/058/DOC000058311.pdf (дата обращения 28.08.2018).

17.Бахмутский А.А., Волков С.В., Колдов А.С. Реализация цифровых устройств на ПЛИС // Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук: Тр. международного симпозиума. Пенза: 2007.

References

1. Slepov N.N., Drozdov B.V. Pulse width modulation. Analysis and application in magnetic recording. M.: Energy, 1978. 192 p.

2. Dnischenko V.A. Remote control of models. SPb.: Science, 2007. 455 p.

3. Horowitz P., Hill U. The Art of Circuit Engineering, Trans. with English. M.: BINOM, 2016. 704 p.

4. M. Thoren., C. Steward. PWM signals // Design notes 538 (from Linear technology).

5. David M. Alter. TMS320F280 digital signal controller // Application report. September 2008.

6. Revich Y. Entertaining electronics. Spb.: BHV-Petersburg, 2007. 664 p.

7. PWM-voltage converter PLP-P1 [Operation manual]. https://purelogic.ru/data/docs/elektronika_chpu/modul_shim_plp_p1_user_manual_ru.pdf (data accessed 28.08.2018).

Бражников А.М., Бражникова А.М., Забержинский Б.Э. О прецизионном преобразователе широтно-импульсного кода в напряжение // Научный результат. Информационные технологии. — Т.4, №4,2019

8. Technical documentation LTC2645 [Linear Technology]. http://www.farnell.com/datasheets/1841852.pdf (data accessed 25.08.2018).

9. Quartz resonator and quartz oscillator [Practical electronics]. https://www.ruselectronic.com/kvartsevyj-rezonator-i-kvartsevyj-generator/ (data accessed 20.08.2018).

10. Technical documentation 74HC08 [Texas Instruments]. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd74hc08.pdf (data accessed 26.08.2018).

11. Technical Documentation 74HC191D [Texas Instruments]. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc191.pdf (data accessed 26.08.2018).

12. Technical documentation 74HC573D [Philips Semiconductors]. https://static.chipdip.ru/lib/225/D0C000225305.pdf (data accessed 27.08.2018).

13. Basic DAC Architectures 2: Binary DACs [Analog Devices] http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-015.pdf (data accessed 27.08.2018).

14. R2R DAC. Practical application [AVR devices]. http://avrdevices.ru/r-2r-cap-praktitcheskoe-primenenie (data accessed 25.08.2018).

15. Technical Documentation 74HC00D [Texas Instruments]. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd54hc00.pdf (data accessed 26.08.2018).

16. Technical documentation 74HC04D [Philips Semiconductors]. https://static.chipdip.ru/lib/058/D0C000058311.pdf (data accessed 28.08.2018).

17. Bakhmutsky A.A., Volkov S.V., Koldov A.S. Implementation of digital devices on FPGA // General and complex problems of natural and exact sciences: Tr. international symposium. Penza: 2007.

Бражников А.М., студент магистратуры Самарского государственного технического университета Бражникова А.М., студент магистратуры Самарского государственного технического университета Забержинский Б.Э., кандидат технических наук, доцент кафедры информационные технологии

Brazhnikov A.M., Graduate student of Samara State Technical University Brazhnikova A.M., Graduate student of Samara State Technical University

Zaberzhinsky B.E., Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Information Technology

PWM — ШИМ — широтно-импульсная модуляция. Как работает и где применяется?

PWM (Pulse-width modulation, широтно-импульсная модуляция) – способ подачи питания устройству с определёнными временными рамками, такими как пауза между сигналом и время подачи сигнала.

Применяется во всех сферах, но в компьютерной сфере наиболее востребована в электромоторах вентиляторов и помп, подсветке мониторов.

В электромоторах есть сила инерции, которая позволяет крутиться валу ещё какое-то время после отключения питания. Если подавать энергию с промежутками (сигнал-пауза-сигнал), можно замедлять скорость вращения вала в зависимости от длины паузы между сигналами и времени подачи сигнала.

 

Широтно-импульсная модуляция позволяет плавно регулировать скорость вращения вала двигателя, при наличии датчика скорости вращения.

В вентиляторах компьютерных систем используются привязки к заданным значениям температуры, увеличивая скорость с её ростом. Возможно регулирование большинства вентиляторов с 3-pin и 4-pin разъёмами, но 4-х пиновый коннектор, позволяет регулировать обороты намного плавнее, за счёт отдельного проводка управления ШИМ. В 3-х пиновом вентиляторе, регуляция оборотов происходит непосредственно подаваемым напряжением.

Не рекомендуется регулировать обороты вентиляторов на гидродинамических подшипниках и некоторых подшипниках скольжения. Такие вентиляторы рассчитаны либо на постоянную работу при определённых оборотах, либо у них есть нижний порог, после которого они начнут быстро изнашиваться.

В подсветке для мониторов, ШИМ схема тем качественнее, чем выше её частота работы. Применяется для регулирования яркости, посредством пауз в подаче питания на лампы или светодиоды. Светодиодная подсветка намного больше зависима от частоты ШИМ, так как время для полного затухания светодиода в разы меньше чем у ламп холодного катода (CCFL). Поэтому мерцания при понижении яркости панели, могут сильно раздражать глаза и быть очень даже различимыми для глаза.

Широтно Импульсная Модуляция (ШИМ, PWM) — Мир науки,техники,медицины и образования © первая научно-техническая коммерческая социальная сеть

Все микропроцессоры и микроконтроллеры работают с цифровыми сигналами, т.е. с логическим нулем (0 В), или логической единицей (5 В или 3.3 В). Они не могут без специальных аналоговых модулей сформировать промежуточное напряжение. Использование для этих целей внешних ЦАП — довольно дорого и задействует несколько ножек микропроцессора. В этих случаях целесообразно применять Широтно-импульсную модуляцию (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путём изменения скважности импульсов, при постоянной частоте. Широтно-импульсная модуляция представляет собой периодический импульсный сигнал.
Существуют цифровые и аналоговые ШИМ. Принцип их работы остается одинаковым вне зависимости от исполнения и заключается в сравнении двух видов сигналов:
Uоп – опорное (пилообразное, треугольное) напряжение;
Uупр – входное постоянное напряжение.


Cигналы поступают на компаратор, где они сравниваются, а при их пересечении возникает/исчезает (или становится отрицательным) сигнал на выходе ШИМ.

Выходное напряжение Uвых ШИМ имеет вид импульсов, изменяя их длительность, мы регулируем среднее значение напряжения (Ud) на выходе ШИМ:

Рис.1 Скважность сигнала при однополярной ШИМ

Однополярная модуляция означает, что происходит формирование импульсов только положительной величины и имеет место нулевое значение напряжения

Если сформированный таким образом сигнал подать на объект, обладающий фильтрующими свойствами, например, на двигатель постоянного тока или лампу накаливания, то объект будет использовать среднюю мощность сигнала.
Т.е. мощность, потребляемая объектом управления, пропорциональна скважности сигнала ШИМ, при условии, что период импульсов ШИМ на порядок меньше минимальной постоянной времени объекта.
ШИМ может быть встроенным выходом микропроцессора, может быть организована отдельно на выходе микропроцессора с обычным цифровым выходом порта ввода/вывода.
Преимущество использования ШИМ — это легкость изменения величины напряжения при минимальных потерях.

Параметры ШИМ

Период тактирования T определяет через какие промежутки времени подаются импульсы.

Длительность импульса — величина показывающая время в течении которого подается сигнал t, с;

Скважность — Соотношение длины импульса (τ) к периоду тактирования (T); пропорционально модулирующей величине. Коэффициент заполнения обычно отображают в процентах (%).

Коэффициент заполнения D – величина обратная скважности.
Несмотря на то, что скважность и коэффициент заполнения могут использоваться в одинаковом контексте, физический смысл их отличается.
Эти величины безразмерны.

ШИМ может быть реализован не только при помощи микроконтроллеров, но и на аналоговой базе. Например, простейший ШИМ на основе мультивибратора из двух транзисторов:

Почему схема реализована на транзисторах, а не на таймере NE555?
Потому что ШИМ у нее работает примерно на 7кГц, а у NE555 до 400Гц, соответственно MOSFET Транзистор греется намного меньше (при подключении лампы галогенки вообще не заметно нагрева) — это во первых, а во-вторых, схема выдает ШИМ-сигнал с коэффициентом заполнения от 0 до 99,7%, в то время как NE555 только до 82%

Но если кому интересно, вот несколько схем на таймере NE555:


ШИМ (PWM) сигнал — широтно импульсная модуляция, принцип работы, что это такое


Управление по напряжению (Voltage Mode)

В этом режиме скважность ШИМ сигнала, управляющего силовыми ключами, определяется непосредственно выходным напряжением.

При гистерезисном управлении, если напряжение на выходе ниже нормы – идет «накачка» источника. Если напряжение на выходе больше порога – компаратор блокирует управление силовым ключом, идет разряд выходной накопительной емкости. В англоязычной литературе такой режим называют «hiccup-mode» – «режим с икотой».

Данный режим используется сравнительно редко, так как сопровождается большими пульсациями выходного напряжения и требует накопительного конденсатора сравнительно высокой емкости. Рисунок 5 демонстрирует принцип работы режима управления по напряжению с гистерезисным управлением. Здесь и далее не показана выходная часть источника, так как определяется топологией, выходной мощностью и др. Для иллюстрации принципа работы ШИМ-контроллера иногда будет показан пример с выходной частью.

Рис. 5а. Первая схема – с фиксированным выходным напряжением, вторая – с регулировкой выходного напряжения.

Рис. 5б. Диаграммы выхода ШИМ и выхода компаратора.

Рис. 6. Пример выходного каскада повышающего импульсного источника питания, подключенного к ШИМ контроллеру (см.рис.5).

Конфигурируемые логические ячейки (CLC) на рис .5 можно включить как элемент И. Для предотвращения высокочастотной генерации от компаратора его выход целесообразно пропустить через еще одну CLC – D-триггер с синхронизацией от сигнала ШИМ. В этом случае получим два «бонуса» — отсутствие возникновения высокочастотной генерации и неизменность скважности управляющего ШИМ (см. пояснения на рис. 7). Подробнее о конфигурируемых логических ячейках см. в статье «Конфигурируемые логические ячейки в PIC микроконтроллерах» [2].

Рис.7.а. Укорочение управляющих ШИМ импульсов, возможность появления высокочастотной генерации

Рис. 7.б. Синхронизация сигналов позволяет предотвратить укорочение ШИМ импульсов

Рис. 8. Синхронизация сигналов для предотвращения генерации и укорочения ШИМ.

Принцип работы ШИМ

Сигнал, промодулированный по ширине импульса, формируется двумя способами:

  • аналоговым;
  • цифровым.

При аналоговом способе создания ШИМ-сигнала несущая в виде пилообразного или треугольного сигнала подается на инвертирующий вход компаратора, а информационный – на неинвертирующий. Если мгновенный уровень несущей выше модулирующего сигнала, то на выходе компаратора ноль, если ниже – единица. На выходе получается дискретный сигнал с частотой, соответствующей частоте несущего треугольника или пилы, и длиной импульса, пропорциональной уровню модулирующего напряжения.

В качестве примера приведена модуляция по ширине импульса треугольного сигнала линейно-возрастающим. Длительность выходных импульсов пропорциональна уровню выходного сигнала.

Аналоговые ШИМ-контроллеры выпускаются и в виде готовых микросхем, внутри которых установлен компаратор и схема генерации несущей. Имеются входы для подключения внешних частотозадающих элементов и подачи информационного сигнала. С выхода снимается сигнал, управляющий мощными внешними ключами. Также имеются входы для обратной связи – они нужны для поддержания установленных параметров регулирования. Такова, например, микросхема TL494. Для случаев, когда мощность потребителя относительно невелика, выпускаются ШИМ-контроллеры со встроенными ключами. На ток до 3 ампер рассчитан внутренний ключ микросхемы LM2596.

Цифровой способ осуществляется применением специализированных микросхем или микропроцессоров. Длина импульса регулируется внутренней программой. Во многих микроконтроллерах, включая популярные PIC и AVR, «на борту» имеется встроенный модуль для аппаратной реализации ШИМ, для получения PWM-сигнала надо активировать модуль и задать параметры его работы. Если такой модуль отсутствует, то ШИМ можно организовать чисто программным методом, это несложно. Этот способ дает более широкие возможности и предоставляет больше свободы за счёт гибкого использования выходов, но задействует большее количество ресурсов контроллера.

Контакты ШИМ в микроконтроллере AVR ATmega16

Микроконтроллер Atmega16 имеет 4 контакта для использования ШИМ модуляции — PB3(OC0), PD4(OC1B), PD5(OC1A), PD7(OC2). Более наглядно они представлены на следующем рисунке.

Также ATmega16 имеет два 8-битных (Timer0 и Timer2) и один 16-битный таймер (Timer1). Для понимания принципов формирования ШИМ мы должны понимать основы работы с этими таймерами. Как известно, частота представляет собой количество циклов в секунду поэтому она однозначно связано зависимостью с временем. То есть чем более высокая частота нам нужна, тем более быстрый таймер мы должны использовать. Чем выше частота ШИМ, тем более точно мы можем управлять ее параметрами.

В данной статье для управления ШИМ в микроконтроллере ATmega16 мы будем использовать его Timer2. С его помощью можно выбрать коэффициент заполнения/скважность (duty cycle) ШИМ в широких пределах. Кратко рассмотрим основы этого процесса.

Принцип работы ШИМ — Студопедия

ШИМ есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности, то есть отношения периода следования импульса к его длительности. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.

Использование амплитудного регулирования выходного напряжения АИН требует применения соответствующего регулятора, установленная мощность которого, как правило, близка к установленной мощности инвертора. Наличие полностью управляемых силовых ключей в схеме АИН дает возможность совместить функции формирования кривой выходного напряжения и регулирования его величины. Такое совмещение возможно при использовании широтно-импульсных методов регулирования выходного напряжения инвертора.

Виды Широтно-импульсных методов регулировании:

· широтно-импульсное регулирование на основной частоте;

· широтно-импульсное регулирование на несущей частоте;

· широтно-импульсная модуляция;

· амплитудно-импульсная модуляция. Широтно-импульсное регулирование на основной частоте осуществляется путем изменения длительности полуволны выходного напряжения. Такое регулирование при активном характере нагрузки возможно в любой схеме АИН при симметричном управлении всеми силовыми ключами инвертора. Изменение длительности полуволны приводит к изменению действующего значения выходного напряжения инвертора.


ШИП на­пряжения преобразовывают постоянное напряжение в импульсное, среднее значение которого можно регулировать. Выходное напряжение таких преобразо­вателей (до выходного фильтра) может иметь вид однополярных или двухполярных импульсов, как показано на рис. 1.1.1,а,б соответственно.

Регулировочная характеристика широтно-импульсного преобразователя постоянного напряжения показывает зависимость относительного среднего значения выходного напряжения преоб­разователя, от относительной длительности импульса напряжения на выходе преобразователя. Эта длительность положительного (отрицательного) им­пульса напряжения определяется по отношению к периоду следования им­пульсов, называемому длительностью такта Тт.

При однополярной модуляции 0 < Ср < 1, при двухполярной -1 < Ср < 1, т. е. имеется возможность изменения знака (реверса) напряжения на выходе преобразователя.

Простейшая базовая схема ШИП показана на рис. 1.1.2,а.

В схеме возможна только однополярная модуляция. При включении транзистора Т1 на выходе формируется положительный импульс напряжения. При выключении транзистора Т1 вклю­чается в режиме нулевого вентиля диод D1, замыкая через себя ток нагрузки в случае наличия в цепи нагрузки индуктивности (собственной или фильтра). На этом интервале формируется нулевая пауза напряжения на нагрузке.


Рис. 1.1.2

В этой схеме напряжение и ток на выходе могут иметь только од­ну полярность, то внешние характеристики ШИП, показывающие зависимость среднего значения выходного напряжения от среднего значения выходного тока при постоянной относительной длительности импульса , будут одноквадрантными. Внешние харак­теристики будут параллельными горизонтальными прямыми. Формы напряжений и токов всех элементов схемы приведены на рис. 1.1.3.

Работа вентилей в ШИП имеет следующие особенности:

— ничем не ограниченные скорости нарастания (скачки) токов в вентилях;

— ничем не ограниченные скорости нарастания прямого напряжения на вентилях;

— отсутствие на управляемых вентилях обратного напряжения.

Активное магнитное регулирование — вопросы и ответы в МРТ

Активные регулировочные шайбы


Как работает активная регулировка регулировочных шайб?

В пассивной прокладке небольшие кусочки листового металла или ферромагнитных гранул прикреплены в различных местах в отверстии сканера для улучшения однородности.Напротив, активная регулировка использует токи, направляемые через специализированные катушки, для создания «корректирующего» магнитного поля.

Активные регулировочные катушки могут быть: 1) сверхпроводящими , расположенными внутри жидкого гелийсодержащего криостата; или 2) резистивный, установленный на одной и той же опорной конструкции в качестве градиентных катушек в пределах комнатной температуры внутренних стенок сканера. Оба типа активных прокладок требуют собственных источников питания и управляются специальной схемой.Некоторые сканеры используют оба типа.

Теория, лежащая в основе активной прокладки. Нежелательные гармоники в неоднородном поле подавляются / нейтрализуются регулировочной составляющей равной и противоположной полярности.

Теория, лежащая в основе всех активных методов регулировки шиммирования, основана на анализе сферических гармоник, описанном в предыдущем вопросе (щелкните здесь, чтобы получить ссылку). Картирование поля сначала идентифицирует различные нежелательные гармонические составляющие в неоднородном поле.Для каждой нежелательной составляющей сферической гармоники в нескорректированном магнитном поле создается тщательно контролируемое дополнительное магнитное поле путем пропускания тока через активный градиент прокладки. Это дополнительное поле прокладок имеет такое же пространственное распределение, но оно равно нежелательному компоненту и противоположно ему. Путем наложения и объединения этих двух противоположных магнитных полей вместе достигается нейтрализация и устранение ошибки магнитного поля (неоднородности).

Сверхпроводящие регулировочные катушки обычно встречаются в магнитах с полем 3T или выше.Однако, за исключением GE Healthcare, немногие производители использовали их в сканерах с меньшей напряженностью поля. Там, где они есть, сверхпроводящие регулировочные катушки (5-20 штук) встроены в криостат сразу за обмотками основной катушки и могут корректировать неоднородность на несколько порядков. Каждая катушка может получать питание индивидуально во время процесса регулировки шиммирования и имеет переключатель, позволяющий переводить ее в устойчивый сверхпроводящий режим после получения желаемой коррекции поля. В отличие от резистивных прокладок, ток в сверхпроводящих прокладках и создаваемые ими магнитные поля не могут быть легко изменены после установки.

Трубка резистивной регулировочной катушки от сканера 7T.

Резистивные прокладки основаны на прохождении тока через катушки, расположенные рядом с внутренним отверстием сканера при комнатной температуре. Для прокладки первого порядка (линейной) дополнительные катушки не требуются, поскольку стандартные катушки с градиентом x , y и z , используемые для визуализации, могут использоваться в качестве регулировочных катушек. В процессе, известном как регулировка смещения градиента , градиенты изображения переносят небольшой ток (называемый смещением смещения ), рассчитанный для уменьшения остаточных линейных неоднородностей в основном магнитном поле.Этот метод используется практически во всех сканерах. Это экономит место в полости пациента, устраняя необходимость в отдельном наборе регулировочных катушек первого порядка.

Некоторые сканеры также имеют дополнительные резистивные катушки для регулировки шиммирования более высокого порядка. Конструктивно это серия отдельных проволочных обмоток или токопроводящих рисунков, вытравленных на медных листах и ​​сформированных на цилиндрической поверхности. Обычно они занимают пространство между первичной и вторичной градиентными катушками, используемыми для построения изображений, и могут быть изготовлены с градиентами как единое целое.Для получения регулировочных шайб второго порядка обычно используется минимум 5 отдельных катушек; еще больше требуется для более высоких порядков коррекции поля.

В классическом устройстве регулировочной катушки одна катушка предназначена для коррекции каждой сферической гармоники. Осевые катушки (обычно кольцевые) корректируют гармоники в направлении z (Z, Z2, Z3 и т. Д.). Поперечные катушки (часто седловидные) корректируют более сложные гармоники (XY, YZ, X2-Y2, ZXY и т. Д.). Такое расположение не является оптимальным, поскольку по соседним обмоткам часто протекают противоположные токи.Новые конструкции регулировочных катушек matrix учитывают это и более эффективно сокращают количество требуемых обмоток.

Большим преимуществом резистивных прокладок перед пассивными и сверхпроводящими прокладками является то, что токи через резистивные прокладки могут изменяться динамически. Это позволяет выполнять регулировку прокладок на индивидуальной основе. На подготовительном этапе перед началом обычного МРТ-сканирования на многих сканерах теперь регулярно выполняется быстрое автоматическое регулирование шиммирования.При проведении спектрального подавления жировой ткани и МР-спектроскопии требуется более детальное регулирование с использованием как автоматизированных, так и ручных методов.


Расширенное обсуждение (показать / скрыть) »

Статья Питера Джеззарда в приведенных ниже ссылках дает представление о множестве дополнительных методов регулировки шиммирования помимо стандартных, описанных выше. К ним относятся: динамическое регулирование прокладок, локальное регулирование прокладок и методы на основе сбора данных.

Из этих дополнительных методов чаще всего используется локальное шиммирование , особенно для визуализации младенцев, мелких деталей (рук и ног) и структур, которые быстро меняют форму (лицо и шея).Обычный метод заключается в упаковке мешков с физиологическим раствором вокруг интересующего объекта, улучшая геометрию и снижая чувствительность к искажениям перед выполнением прокладки. Этот простой метод увеличивает однородность радиочастотной стимуляции и особенно полезен для улучшения спектрального подавления жира при использовании.

Ссылки
Джеззард П. Конструкция прокладочной катушки, ограничения и последствия. Выдержки из Ежегодного собрания Международного общества магнитного резонанса в медицине (ISMRM), май 2006 г.
Gruetter R. Автоматическая, локализованная in vivo регулировка всех регулировочных катушек первого и второго порядка. Magn Reson Med 1993; 29: 804-811. (Эта статья является источником метода «FASTMAP», широко используемого для быстрого автоматического регулирования на основе измерения графиков поля Bo вдоль проекций.)
Weiger M, Moskau D, Kerssebaum, Hull WE. Градиентное шиммирование: принципы и практические аспекты. Bruker Biospin, 2005. (Подробное обсуждение шиммирования для химических спектрометров ЯМР, но стоит взглянуть, чтобы понять основные принципы и то, с чем химики должны иметь дело в своей повседневной работе).
Wendt M. Шиммирование второго порядка сильнопольных магнитов. Siemens Medical Systems. (Старая торговая брошюра, но содержит хорошее элементарное описание активных регулировочных прокладок и сферических гармоник. Утверждение, что только Siemens имеет регулировочные прокладки второго порядка, больше не верно.)

% PDF-1.4 % 131 0 объект > эндобдж xref 131 491 0000000016 00000 н. 0000010172 00000 п. 0000010379 00000 п. 0000010443 00000 п. 0000011507 00000 п. 0000011759 00000 п. 0000011844 00000 п. 0000011940 00000 п. 0000012067 00000 п. 0000012237 00000 п. 0000012391 00000 п. 0000012489 00000 п. 0000012634 00000 п. 0000012804 00000 п. 0000012964 00000 п. 0000013062 00000 п. 0000013208 00000 п. 0000013378 00000 п. 0000013538 00000 п. 0000013636 00000 п. 0000013779 00000 п. 0000013949 00000 п. 0000014110 00000 п. 0000014208 00000 п. 0000014349 00000 п. 0000014550 00000 п. 0000014711 00000 п. 0000014809 00000 п. 0000014962 00000 п. 0000015076 00000 п. 0000015125 00000 п. 0000015185 00000 п. 0000015316 00000 п. 0000015365 00000 п. 0000015424 00000 п. 0000015473 00000 п. 0000015529 00000 п. 0000015625 00000 п. 0000015716 00000 п. 0000015919 00000 п. 0000016099 00000 п. 0000016296 00000 п. 0000016518 00000 п. 0000016768 00000 п. 0000016929 00000 п. 0000017103 00000 п. 0000017243 00000 п. 0000017352 00000 п. 0000017401 00000 п. 0000017460 00000 п. 0000017509 00000 п. 0000017568 00000 п. 0000017741 00000 п. 0000017790 00000 п. 0000017849 00000 п. 0000017971 00000 п. 0000018020 00000 п. 0000018079 00000 п. 0000018128 00000 п. 0000018187 00000 п. 0000018236 00000 п. 0000018295 00000 п. 0000018495 00000 п. 0000018544 00000 п. 0000018603 00000 п. 0000018652 00000 п. 0000018711 00000 п. 0000018760 00000 п. 0000018819 00000 п. 0000019008 00000 п. 0000019057 00000 п. 0000019116 00000 п. 0000019165 00000 п. 0000019224 00000 п. 0000019273 00000 п. 0000019332 00000 п. 0000019458 00000 п. 0000019559 00000 п. 0000019689 00000 п. 0000019738 00000 п. 0000019797 00000 п. 0000019943 00000 п. 0000019992 00000 п. 0000020051 00000 п. 0000020178 00000 п. 0000020227 00000 п. 0000020286 00000 п. 0000020445 00000 п. 0000020494 00000 п. 0000020553 00000 п. 0000020602 00000 п. 0000020661 00000 п. 0000020710 00000 п. 0000020769 00000 п. 0000020858 00000 п. 0000020952 00000 п. 0000021138 00000 п. 0000021259 00000 п. 0000021404 00000 п. 0000021579 00000 п. 0000021758 00000 п. 0000021923 00000 п. 0000022107 00000 п. 0000022271 00000 п. 0000022414 00000 п. 0000022605 00000 п. 0000022732 00000 п. 0000022847 00000 п. 0000023025 00000 п. 0000023145 00000 п. 0000023291 00000 п. 0000023482 00000 п. 0000023607 00000 п. 0000023730 00000 п. 0000023980 00000 п. 0000024124 00000 п. 0000024230 00000 п. 0000024409 00000 п. 0000024510 00000 п. 0000024635 00000 п. 0000024811 00000 п. 0000024947 00000 п. 0000025087 00000 п. 0000025260 00000 п. 0000025360 00000 п. 0000025451 00000 п. 0000025561 00000 п. 0000025610 00000 п. 0000025668 00000 п. 0000025717 00000 п. 0000025775 00000 п. 0000025824 00000 п. 0000025882 00000 п. 0000025931 00000 п. 0000025989 00000 п. 0000026038 00000 п. 0000026096 00000 п. 0000026145 00000 п. 0000026203 00000 п. 0000026252 00000 п. 0000026310 00000 п. 0000026359 00000 п. 0000026417 00000 п. 0000026466 00000 п. 0000026524 00000 п. 0000026573 00000 п. 0000026631 00000 н. 0000026680 00000 п. 0000026738 00000 п. 0000026787 00000 п. 0000026845 00000 п. 0000026894 00000 п. 0000026952 00000 п. 0000027001 00000 н. 0000027059 00000 п. 0000027108 00000 п. 0000027166 00000 п. 0000027288 00000 п. 0000027337 00000 п. 0000027395 00000 п. 0000027523 00000 п. 0000027572 00000 п. 0000027630 00000 н. 0000027753 00000 п. 0000027802 00000 п. 0000027860 00000 п. 0000027909 00000 н. 0000027967 00000 н. 0000028016 00000 п. 0000028074 00000 п. 0000028123 00000 п. 0000028181 00000 п. 0000028230 00000 п. 0000028288 00000 п. 0000028337 00000 п. 0000028395 00000 п. 0000028444 00000 п. 0000028502 00000 п. 0000028551 00000 п. 0000028659 00000 п. 0000028708 00000 п. 0000028766 00000 п. 0000028824 00000 п. 0000028873 00000 п. 0000028931 00000 п. 0000029053 00000 п. 0000029179 00000 п. 0000029228 00000 п. 0000029286 00000 п. 0000029335 00000 п. 0000029393 00000 п. 0000029512 00000 п. 0000029654 00000 п. 0000029826 00000 п. 0000029929 00000 н. 0000030049 00000 п. 0000030240 00000 п. 0000030384 00000 п. 0000030547 00000 п. 0000030725 00000 п. 0000030857 00000 п. 0000031042 00000 п. 0000031233 00000 п. 0000031350 00000 п. 0000031477 00000 п. 0000031727 00000 п. 0000031890 00000 п. 0000032025 00000 п. 0000032204 00000 п. 0000032296 00000 н. 0000032391 00000 п. 0000032567 00000 п. 0000032696 00000 п. 0000032832 00000 п. 0000033005 00000 п. 0000033095 00000 п. 0000033213 00000 п. 0000033326 00000 п. 0000033375 00000 п. 0000033432 00000 п. 0000033481 00000 п. 0000033538 00000 п. 0000033587 00000 п. 0000033644 00000 п. 0000033693 00000 п. 0000033750 00000 п. 0000033799 00000 н. 0000033856 00000 п. 0000033905 00000 п. 0000033962 00000 п. 0000034011 00000 п. 0000034068 00000 п. 0000034117 00000 п. 0000034174 00000 п. 0000034223 00000 п. 0000034280 00000 п. 0000034329 00000 п. 0000034386 00000 п. 0000034435 00000 п. 0000034492 00000 п. 0000034541 00000 п. 0000034598 00000 п. 0000034647 00000 п. 0000034704 00000 п. 0000034873 00000 п. 0000034922 00000 п. 0000034979 00000 п. 0000035028 00000 п. 0000035085 00000 п. 0000035134 00000 п. 0000035191 00000 п. 0000035419 00000 п. 0000035468 00000 п. 0000035525 00000 п. 0000035628 00000 п. 0000035677 00000 п. 0000035736 00000 п. 0000035785 00000 п. 0000035842 00000 п. 0000035891 00000 п. 0000035948 00000 н. 0000036059 00000 п. 0000036108 00000 п. 0000036165 00000 п. 0000036214 00000 п. 0000036271 00000 п. 0000036320 00000 п. 0000036377 00000 п. 0000036518 00000 п. 0000036637 00000 п. 0000036686 00000 п. 0000036743 00000 п. 0000036792 00000 п. 0000036849 00000 п. 0000036941 00000 п. 0000037031 00000 п. 0000037229 00000 п. 0000037327 00000 п. 0000037442 00000 п. 0000037670 00000 п. 0000037827 00000 н. 0000038044 00000 п. 0000038209 00000 п. 0000038346 00000 п. 0000038562 00000 п. 0000038753 00000 п. 0000039040 00000 н. 0000039188 00000 п. 0000039366 00000 п. 0000039507 00000 п. 0000039619 00000 п. 0000039810 00000 п. 0000039913 00000 н. 0000040026 00000 н. 0000040276 00000 п. 0000040409 00000 п. 0000040548 00000 п. 0000040727 00000 п. 0000040828 00000 п. 0000040941 00000 п. 0000041117 00000 п. 0000041219 00000 п. 0000041333 00000 п. 0000041506 00000 п. 0000041631 00000 н. 0000041737 00000 п. 0000041858 00000 п. 0000041907 00000 п. 0000041965 00000 п. 0000042014 00000 н. 0000042072 00000 п. 0000042121 00000 п. 0000042179 00000 п. 0000042228 00000 п. 0000042286 00000 п. 0000042335 00000 п. 0000042393 00000 п. 0000042442 00000 п. 0000042500 00000 н. 0000042549 00000 п. 0000042607 00000 п. 0000042656 00000 п. 0000042714 00000 п. 0000042763 00000 н. 0000042821 00000 п. 0000042870 00000 п. 0000042928 00000 п. 0000042977 00000 п. 0000043035 00000 п. 0000043084 00000 п. 0000043142 00000 п. 0000043191 00000 п. 0000043249 00000 п. 0000043378 00000 п. 0000043427 00000 п. 0000043485 00000 п. 0000043534 00000 п. 0000043592 00000 п. 0000043641 00000 п. 0000043699 00000 н. 0000043851 00000 п. 0000043900 00000 п. 0000043959 00000 п. 0000044114 00000 п. 0000044163 00000 п. 0000044221 00000 п. 0000044270 00000 п. 0000044328 00000 п. 0000044377 00000 п. 0000044435 00000 п. 0000044567 00000 п. 0000044616 00000 п. 0000044675 00000 п. 0000044809 00000 п. 0000044858 00000 н. 0000044916 00000 п. 0000045064 00000 п. 0000045113 00000 п. 0000045171 00000 п. 0000045220 00000 п. 0000045278 00000 п. 0000045327 00000 п. 0000045385 00000 п. 0000045515 00000 п. 0000045564 00000 п. 0000045622 00000 п. 0000045671 00000 п. 0000045729 00000 п. 0000045778 00000 п. 0000045836 00000 п. 0000045885 00000 п. 0000045993 00000 п. 0000046042 00000 п. 0000046100 00000 н. 0000046158 00000 п. 0000046207 00000 п. 0000046265 00000 п. 0000046363 00000 п. 0000046461 00000 п. 0000046510 00000 п. 0000046568 00000 п. 0000046617 00000 п. 0000046675 00000 п. 0000046849 00000 п. 0000046999 00000 н. 0000047190 00000 п. 0000047319 00000 п. 0000047454 00000 п. 0000047632 00000 п. 0000047731 00000 п. 0000047852 00000 п. 0000048043 00000 п. 0000048162 00000 п. 0000048303 00000 п. 0000048553 00000 п. 0000048667 00000 п. 0000048807 00000 п. 0000048986 00000 п. 0000049068 00000 н. 0000049165 00000 п. 0000049341 00000 п. 0000049458 00000 п. 0000049585 00000 п. 0000049758 00000 п. 0000049861 00000 п. 0000049962 00000 н. 0000050011 00000 п. 0000050068 00000 п. 0000050117 00000 п. 0000050174 00000 п. 0000050223 00000 п. 0000050280 00000 п. 0000050329 00000 п. 0000050386 00000 п. 0000050435 00000 п. 0000050492 00000 п. 0000050541 00000 п. 0000050598 00000 п. 0000050647 00000 п. 0000050704 00000 п. 0000050753 00000 п. 0000050810 00000 п. 0000050859 00000 п. 0000050916 00000 п. 0000050965 00000 п. 0000051022 00000 п. 0000051071 00000 п. 0000051128 00000 п. 0000051177 00000 п. 0000051234 00000 п. 0000051283 00000 п. 0000051340 00000 п. 0000051389 00000 п. 0000051446 00000 п. 0000051624 00000 п. 0000051673 00000 п. 0000051730 00000 п. 0000051980 00000 п. 0000052029 00000 п. 0000052086 00000 п. 0000052135 00000 п. 0000052194 00000 п. 0000052243 00000 п. 0000052300 00000 п. 0000052399 00000 п. 0000052495 00000 п. 0000052544 00000 п. 0000052601 00000 п. 0000052650 00000 п. 0000052707 00000 п. 0000052756 00000 п. 0000052811 00000 п. 0000053028 00000 п. 0000053229 00000 п. 0000053617 00000 п. 0000053865 00000 п. 0000054118 00000 п. 0000054314 00000 п. 0000054355 00000 п. 0000055117 00000 п. 0000055140 00000 п. 0000057749 00000 п. 0000057772 00000 п. 0000060346 00000 п. 0000060369 00000 п. 0000062936 00000 п. 0000063678 00000 п. 0000063941 00000 п. 0000064144 00000 п. 0000064167 00000 п. 0000066686 00000 п. 0000066908 00000 н. 0000066971 00000 п. 0000070510 00000 п. 0000070685 00000 п. 0000071051 00000 п. 0000071074 00000 п. 0000073494 00000 п. 0000073517 00000 п. 0000076096 00000 п. 0000076119 00000 п. 0000078688 00000 п. 0000078711 00000 п. 0000081295 00000 п. 0000095449 00000 п. 0000115140 00000 н. 0000115949 00000 н. 0000152360 00000 н. 0000165572 00000 н. 0000010594 00000 п. 0000011485 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 132 0 объект > эндобдж 133 0 объект > эндобдж 134 0 объект > / Кодировка> >> / DA (/ Helv 0 Tf 0 г) >> эндобдж 620 0 объект > транслировать HTYHQfʅdH «% 4۔4m \ MEMsSl, 3Lh5 \ r Дж 4 + L | z1K) h, (nLHw8wιw {/

Shimming — обзор | Темы ScienceDirect

2.3 Шиммирование

Шиммирование — это процесс, в котором мы регулируем несколько градиентов магнитного поля параллельно и перпендикулярно оси приложенного поля B 0 . Прокладки , 16, регулируются путем изменения величины тока, проходящего через прокладочные катушки, которые составляют набор прокладок для комнатной температуры (RT), 17 , который находится в трубчатой ​​втулке между зондом и трубкой с отверстием магнита.

Шиммирование обычно выполняется путем максимизации амплитуды обнаруженного сигнала 2 H в канале захвата.Поскольку количество 2 H в сканируемой области является постоянным, площадь сигнала 2 H от растворителя также остается постоянной, если мы не прикладываем слишком большую ВЧ-мощность, настроенную на 2 H Ларморова частота.

За счет максимизации амплитуды сигнала в канале блокировки путем регулировки различных прокладок минимизируется ширина диапазона резонанса растворителя 2 H. Представьте, что пик растворителя представляет собой треугольник (вероятно, это пик Лоренца, но на данный момент треугольник достаточно близок).Если площадь треугольника постоянна, уменьшение ширины треугольника обязательно должно увеличивать высоту треугольника. Ширина примерно треугольного резонанса растворителя на полувысоте представляет собой диапазон частот, обнаруживаемых от 2 H в растворителе образца. Чем уже диапазон частот, тем однороднее (ровнее) поле. Если у нас есть диапазон B 0 , который ощущается молекулами растворителя, энергетическая щель ΔE между разрешенными спиновыми состояниями также будет иметь диапазон значений.

В большинстве случаев мы регулируем регулировочные шайбы по оси z , но иногда мы также устанавливаем регулировочные шайбы в плоскости xy без вращения образца. 18 Вращение образца служит для частичного усреднения неоднородностей поля, присутствующих в обнаруженной области образца из-за несовершенных прокладок xy . Доступны наборы прокладок с 40 регулируемыми прокладками, но чаще встречаются наборы прокладок с 13, 23 и 28 каналами.

Регулировка регулировочных шайб вручную может быть утомительной задачей.К счастью, существует ряд автоматизированных приложений, которые могут ускорить получение хорошего набора прокладок для данного образца. На практике мы часто загружаем стартовый набор регулировочных шайб (набор регулировочных токов) и на его основе вносим улучшения. Поскольку каждый образец уникален, оптимальные прокладки для каждого образца также будут уникальными.

Определенные формы линий могут указывать, какие прокладки или прокладки могут потребовать регулировки для улучшения однородности поля в сканируемой области образца. При оценке качества настроек прокладки для данного образца обычно исследуют небольшую часть частотного спектра 1 H вблизи резонанса растворителя или некоторого другого резонанса с узкой шириной линии.Резонансы растворенного вещества имеют тенденцию быть шире, чем резонансы, генерируемые соединениями с низким FW, такими как тетраметилсилан (добавлен для внутреннего сравнения) или остаточный протонированный растворитель. Если исследуемый пик разделен наверху, это часто указывает на проблему, которую можно исправить, отрегулировав только прокладки z 1 и z 2 . Если заплечик наблюдается примерно на середине одной из сторон основного пика, это часто указывает на то, что регулировочная шайба z 2 требует регулировки. Если плечо видно около основания пика, эту аномалию обычно можно исправить, отрегулировав прокладку z 4 , хотя иногда вместо этого для исправления асимметрии потребуется комбинация z 3 и z 5 .Если требуется регулировка только прокладок z 3 или z 5 , пик может быть симметричным, но может иметь широкое основание. Как правило, плохо установленные прокладки с нечетной мощностью приводят к симметричному расширению резонанса, тогда как плохо отрегулированные прокладки с четной мощностью приводят к асимметричному расширению резонанса. Для невращающегося образца форма линии самого узкого резонанса обычно считается удовлетворительной, если ширина составляет менее 0,5 Гц при 50% высоты пика, менее 6 Гц при 0,55% и менее 12 Гц при 0.11%. Значение 0,55% выбрано, потому что 1 H, связанный с 13 C, будет показывать сателлитные пики с этой высотой из-за преобладания 1,1% 13 C, который разделен на два спиновых состояния, что дает два одинаково интенсивных сателлитные пики составляют 0,55% от интенсивности центрального пика, что упрощает идентификацию этой интенсивности, когда вершина основного пика находится за пределами шкалы отображения.

Шимминг — Wiki

Из вики

Шиммирование образца — это процесс оптимизации однородности магнитного поля для записи спектров высокого разрешения.Система прокладок — это, по сути, набор катушек с определенными профилями поля в трехмерном пространстве. Существует три метода регулировки прокладок: регулировка на уровне блокировки, регулировка на FID (или спектре) и градиентная регулировка. Токи в регулировочных катушках регулируются, чтобы максимально точно нейтрализовать любые нежелательные градиенты магнитного поля на образце ЯМР.

Стандартный протокол регулировки яркости

  1. Извлеките стартовые шайбы. Это должен быть самый близкий набор регулировочных шайб для вашего конкретного образца.например.:
    • Предыдущие регулировочные шайбы того же образца.
    • Прокладки для другого образца с той же геометрией трубы и одинаковой высотой заполнения.
    • Эталонные прокладки, определенные для образца формы линии или легированной воды.
  2. Найдите и активируйте блокировку, избегая ее насыщения.
  3. Вручную оптимизируйте прокладки Z1 и Z2, затем оптимизируйте прокладки X1 и Y1.
  4. Запустите gmapsys и настройте регулировку градиента 1H. Оптимизируйте параметры и при необходимости сгенерируйте новую карту прокладок.Запустите градиентную прокладку с соответствующей настройкой gzsize. На этом шаге вы можете использовать меньшее значение gzsize.
  5. Вручную оптимизируйте прокладки X1 и Y1, затем оптимизируйте прокладки XZ и YZ.
  6. Повторите шаг 4 с оптимальным размером gzsize.

Хранение и извлечение регулировочных шайб

Чтобы сохранить текущие параметры прокладки в файле оболочки с именем myshims, введите в командной строке

свс (мышимс)

Файл прокладки будет храниться в ~ / vnmrsys / shims /.

Для получения типа параметров прокладки

рц (мышхим)
су

Команда rts загружает только значения прокладок в VNMR или VNMRJ. Команда su необходима для отправки новых значений прокладки в блок прокладки. вы, вероятно, увидите изменение уровня блокировки по мере применения новых прокладок. См. Также информацию о параметре нагрузки.

Рекомендуется загрузить старые параметры регулировочной прокладки перед установкой регулировочной прокладки. Например, если вы хотите осуществлять съемку с использованием трубки шигеми, но кто-то до вас использовал обычную трубку ЯМР в том же спектрометре, загрузка старых параметров прокладки должна облегчить регулировку.Если у вас есть параметры прокладки, сохраненные из более раннего измерения на том же образце, лучше загрузить их, поскольку они, вероятно, будут намного ближе друг к другу.

Ручная регулировка на замке

Регулировка значений прокладок для максимального увеличения уровня блокировки называется установкой прокладок на фиксатор. Как следует из названия, для этой процедуры вам необходимо заблокировать образец. Убедитесь, что резонанс блокировки не насыщен. Вся процедура сложна и описана в разделе 6.9 . Использование окна сбора данных VNMR 6.Руководство по началу работы с 1С и раздел 3.10. Регулировка сигнала блокировки вручную в Руководстве пользователя ЯМР для жидкостей VNMRJ

Обычная процедура для любого образца:

  1. Чередуйте Z1 и Z2, чтобы максимально заблокировать
  2. Чередуйте X и Y, чтобы максимально заблокировать

Это должно улучшить сходимость градиентной прокладки.

Регулировка регулировочных прокладок более высокого порядка обычно выполняется только для образцов стандартной формы.

Градиентная регулировка

При градиентном шиммировании, как и в МРТ, градиенты используются для исследования профиля поля в образце.Для этого вам понадобится единственный сильный сигнал в вашем образце. Для образцов белка это обычно резонанс h3O. (В принципе, градиентное регулирование может быть выполнено с любым растворителем и даже на дейтериевых резонансах). На наших спектрометрах градиентное регулирование регулирует только Z-образные прокладки (на некоторых спектрометрах с XYZ-градиентными зондами можно использовать градиентное регулирование для всех X-, Y- и Z-прокладок).

Несмотря на то, что это не совсем очевидно, вы ДОЛЖНЫ заблокировать образец для выполнения градиентной коррекции.

Процедура градиентной прокладки задокументирована в Раздел 11.6. Gradient Sample Shimming Руководства пользователя: ЯМР жидкостей

Начальная настройка и оптимизация параметров

  1. Убедитесь, что ваш образец заблокирован и сигнал блокировки не насыщен.
  2. Выключить отжим.
  3. Выполните грубую настройку регулировочных шайб Z1, Z2, X и Y, как описано выше.
  4. Загрузите набор данных gmapz, набрав gmapsys.
  5. Типа dps или tn? чтобы подтвердить, что у вас настроен набор данных для 1H.В противном случае выберите регулировку градиента 1H, нажав кнопку PFG h2 на вкладке Acquire -> Gradient Shim в VNMRJ.
  6. Проверьте параметры pw, tpwr, gain, d3, d1, nt и ss. Для водных образцов белка pw должно составлять 1 или 2 микросекунды, а усиление должно быть низким (<6, иначе может произойти переполнение АЦП).
  7. Получить профили тестовых полей:
    • В VNMRJ Щелкните Acquire Trial Spectra на вкладке Acquire -> Gradient Shim
    • В VNMR: нажмите Set Params -> go, dssh .Щелкните Return , чтобы вернуться в главное меню gmapz.

Для дальнейшего уменьшения радиационного затухания может быть полезно не настраивать зонд перед установкой регулировочных шайб.

Вы должны увидеть два профиля поля, второй меньше первого. Если прокладки уже достаточно хороши, профили будут симметричными. Зонды при комнатной температуре обычно дают профиль в виде шляпы, в то время как криогенные зонды дают более прямоугольные или трапециевидные профили. Ширина профиля определяется высотой заполнения.

Перед продолжением убедитесь, что профили гладкие и имеют высокий SN.

Некоторые примеры плохих профилей полей:

  • Шумная базовая линия и профиль — недостаточный SN, увеличьте усиление и / или pw.
  • Неровная базовая линия и профиль — переполнение АЦП, уменьшение усиления и / или pw.
  • Неровная левая кромка профиля — Вероятное осаждение образца.
  • Шероховатый правый край профиля — Вероятные пузыри в трубке шигеми под поршнем, выбросьте образец и удалите пузырьки.

Для оптимальной производительности второй профиль должен быть примерно на 50% ниже первого. Это контролируется параметром d3, который устанавливает время расфазировки. Это параметр в виде массива: его первое значение равно 0 и ведет к первому профилю, второе значение устанавливается на некоторую задержку и генерирует второй профиль. Если стартовые прокладки очень хорошие (включая осевые и вращающиеся прокладки!) И однородность поля высокая, то вам потребуется более длительная задержка, чтобы увидеть достаточную расфазировку.Если, с другой стороны, начальные прокладки расположены слишком далеко, расфазировка может быть слишком большой, чтобы ее можно было точно определить количественно по градиенту считывания.

Создание карт прокладок

  • Установите gzsize = 5, чтобы выбрать прокладки с Z1 по Z5. Несмотря на то, что вы можете опустить Z5 в последующем градиентном шиммировании, в первую очередь стоит иметь карту для него.
  • Щелкните Shim Maps -> Automake Shimmap , чтобы запустить автоматическое сопоставление прокладок. Дайте имя вашей карте прокладок (обычно включает имя образца и дату).

Ручное вычисление gzwin и tof (необязательно)

Параметр gzwin определяет размер спектральной области, используемой для оптимизации прокладок, а tof в данном конкретном случае описывает, как она центрируется. Эта область идеально соответствует активному объему выборки и обычно рассчитывается автоматически, когда вы нажимаете Set Params -> Find gzwin , или Shim Maps -> Automake Shimmap .

Однако для некоторых образцов эти параметры могут быть определены некорректно из-за несовершенных профилей поля.Это часто наблюдается для образцов неоптимального объема или образцов с осадками на дне.

В этом случае вы можете вычислить gzwin и tof и сопоставить прокладки вручную. Порядок действий такой:

  • Нажмите Set Params -> go, dssh .
  • Введите ds, чтобы отобразить первый профиль
  • Используйте прямоугольные курсоры для определения желаемой области
  • Введите gmapsys и нажмите Set Params -> Calculate gzwin .
  • Нажмите Возврат -> Карты прокладок -> Сделайте карту прокладок (ShimMapResult)
  • Нажмите Возврат -> Отображение -> Отображение Shimmap (пример карты Shim)

Шиммирование образца градиента

Сначала установите gzsize, чтобы выбрать порядок использования прокладок Z:

  • Для большой глубины образца (например, в обычной трубке) установите gzsize = 5. Если gmap_z1z4 = ‘y’, первые итерации будут выполняться с прокладками Z1-Z4, а затем с прокладками Z1-Z5.
  • Для пробирок шигеми с оптимальным объемом образца (250-300 мкл) установите gzsize = 4.
  • Для пробирок шигеми с глубиной образца ниже оптимальной используйте gzsize = 3.

Нажмите кнопку « Autoshim на Z », чтобы начать регулировку градиента. Выборочное регулирование будет продолжаться до тех пор, пока среднеквадратичное значение ошибки не станет меньше 1 или пока не будет достигнуто максимальное количество итераций (обычно 5).

Использование прокладок более высокого порядка с малой глубиной выборки может снизить сходимость — вы можете даже получить прокладки худшие, чем те, с которыми вы начали.Сохраните текущие прокладки с помощью svs перед тестированием, чтобы увидеть, дает ли использование прокладок более высокого порядка какие-либо преимущества.

Для получения наилучших результатов чередуйте регулировку регулировочных прокладок по осям X, Y, XZ и YZ с помощью регулировочных прокладок на фиксаторе.

Например, у вас есть образец 220 мкл в пробирке шигеми. Выполните градиентную регулировку с помощью Z1-Z3 (gzsize = 3), затем отрегулируйте X, Y, XZ и YZ, затем снова выполните градиентную регулировку с помощью Z1-Z3 (gzsize = 3), сохраните регулировочные прокладки и снова запустите градиентную регулировку с помощью Z1-Z4 ( gzsize = 4).

Нажмите кнопку Выйти из , чтобы выйти из режима градиентной прокладки и вернуться к настройке эксперимента.

Замена кабеля для градиентной регулировки дейтерия

Прибор на 500 МГц в Buffalo имеет реле, которое позволяет регулировать градиент на 2H без переключения кабелей.

Инструменты 600 МГц и 750 МГц должны быть подключены для наблюдения 2H, чтобы запустить градиентное регулирование на 2H. Предполагая, что вы начинаете с прибора, настроенного на наблюдение за 1 час, выполните следующие действия:

  1. Отсоедините кабель от порта «PROBE J1» на переключателе блокировки (внизу справа на рисунке ниже).
  2. Подключите этот кабель к порту «PROBE» на широкополосном предусилителе, как показано красной стрелкой (левая сторона ножки магнита).

См. Также связанную тему о непосредственном наблюдении дейтерия.

Фоновое оборудование Autoshim

Фоновая аппаратная автоматическая регулировка яркости может быть активна только во время сбора данных. Он начинается с команды начала сбора данных (ga, go или au). Этот метод очень полезен для образцов белка, гомогенность B0 которых зависит от непрерывного осаждения. Это также может быть полезно для магнитов с большой скоростью дрейфа, где большие поправки поля с катушкой Z0 вносят существенные возмущения Z1.

Использование:

  • hdwshim = ‘y’ su — Включить аппаратное автоматическое регулирование частот во время первой задержки в последовательности импульсов
  • hdwshim = ‘p’ su — включить аппаратное автоматическое регулирование частот во время первой задержки предварительного насыщения в последовательности импульсов
  • hdwshim = ‘n’ su — Отключить аппаратную автоматическую регулировку.

Прокладки, используемые в аппаратном автоматическом режиме, определяются глобальным параметром hdwshimlist. Если hdwshimlist не существует, autoshim будет использовать только z1.

Для создания hdwshimlist типа create (‘hdwshimlist’, ‘string’, ‘global’)

Вы можете установить hdwshimlist на любую комбинацию из следующих: z1, z1c, z2, z2c, x1, y1.Порядок не имеет значения. Однако использование регулировочных шайб крупного размера (z1c и z2c) не рекомендуется. Примеры:

  • hdwshimlist = ‘z1z2’
  • hdwshimlist = ‘z1z2x1y1’

В VNMRJ вы также можете управлять аппаратным автоматическим регулированием регулировок на вкладке Setup -> Shim .

Обратите внимание, что аппаратное автоматическое регулирование яркости автоматически отключается, когда запускаются другие методы регулировочной прокладки, такие как градиентное регулирование или программное автоматическое регулирование. Проверьте hdwshim, чтобы убедиться, что аппаратное автоматическое переключение по-прежнему включено.

Выборочная регулировка на FID

Это крайний вариант, если в вашем образце нет блокирующего вещества.

См. Раздел 6.9. Использование окна сбора данных в руководстве по началу работы VNMR 6.1C для получения подробной информации.

Шиммирование с образцом формы линии CHCl3

— Main.GaohuaLiu — 24 января 2007 г.

To The Point — Shim Stacks

Эрик Нили из RockShox использует свою степень магистра в области динамики транспортных средств, сыграв большую роль в предложениях компании по более коротким поездкам за последние несколько лет.Его работа включает в себя новый демпфер клапана «Dig», используемый на платформах Sid и Revelation, хотя проекты Нили за последние шесть месяцев значительно продвинулись вперед, и он перешел к работе с демпферами, используемыми в их вилках для спуска с холма.

Во-первых, что такое стопка регулировочных шайб и для чего она предназначена?

Прокладки — это тонкие металлические диски, которые бывают самых разных диаметров и толщин, а
они обычно штампуются из пружинной стали для обеспечения длительного срока службы. Мы используем сталь очень высокого качества
, что позволяет их переворачивать для удаления заусенцев или острых краев, оставшихся от
в процессе штамповки.Набор прокладок — это именно то, на что это похоже, набор из этих
тонких металлических дисков, сложенных вместе в различных комбинациях диаметров и толщин
на поверхности демпфирующего поршня. Наборы прокладок могут быть сконфигурированы почти в бесконечном количестве
: прямые ( прокладки одинакового диаметра уложены в стопку ), пирамидальные ( диаметры прокладок уменьшаются на
по мере удаления от поршня
), разделенные ( два разных набора прокладок непосредственно сверху
друг от друга разделены небольшой проставкой
) и т. д.Поршень имеет порты
, расположенные по схеме, позволяющей маслу проходить через них при движении демпфера. Как правило, есть порты
для потока сжатия и другой набор портов для обратного потока с выделенными стеками прокладок
для каждого набора портов. Во время сжатия прокладки отскока полностью блокируют поток масла
через отверстия отскока, в то время как прокладки сжатия изгибаются, позволяя маслу течь. При отскоке
происходит обратное.


Поршень можно увидеть вверху слева; под ним размещается стопка регулировочных шайб.Масло течет через отверстия в поршне при высоких скоростях вала, заставляя регулировочные шайбы открываться и изгибаться, замедляя прохождение масла и создавая демпфирование. Поршневой болт, который скрепляет все это, находится справа.

Как пакет регулировочных шайб обеспечивает демпфирование?

Демпфирование создается за счет создания давления жидкости внутри амортизатора. Прокладки на поверхности
поршня сопротивляются открытию, создавая давление жидкости через это ограничение. Чтобы масло
могло протекать через поршень, он должен согнуть прокладки вверх, чтобы образовалось отверстие.Если прокладки
тонкие, масло может легко согнуть их очень далеко, позволяя большому количеству масла перемещаться через поршень
, создавая очень слабый демпфирующий эффект. Если прокладки толще и труднее изгибаются до
, тогда маслу требуется больше силы, чтобы открыть прокладки и протечь через поршень,
увеличивает демпфирующий эффект.

Какой частью хода вилки или амортизатора управляет стопка регулировочных шайб?

Набор регулировочных шайб не обязательно контролирует конкретную часть хода демпфера, а скорее диапазон
скоростей.В базовой конфигурации отверстие будет управлять действиями водителя, такими как нажатие педали, накачка
или торможение, а набор прокладок будет контролировать неровности. В этой настройке прокладки
будут контролировать среднюю часть хода, где демпфер движется быстрее всего. В более сложных пакетах прокладок
диапазон скоростей зависит от конфигурации. Например, прокладки
могут быть предварительно загружены, чтобы они не открывались до определенной скорости демпфера для улучшения управления низкой скоростью
(, т.е. платформа для педалирования ), или они могут быть сконфигурированы как разделенный стек, где первый стек
контролирует низкую скорость до тех пор, пока прокладки не загнутся достаточно далеко, чтобы коснуться второго набора прокладок
, так что комбинация первого и второго стопок прокладок управляет высокой скоростью.Наличие всех
из этих опций, легко достижимых путем замены нескольких регулировочных шайб, является одной из причин того, что регулировочные клапаны
так распространены в высокопроизводительных амортизаторах.


Внутренние детали Vivid Air (слева) разложены для проверки, а также полностью собранный поршень (справа). Белое кольцо, окружающее поршень, является «скользящим кольцом», которое не позволяет маслу проходить намеченный путь через сливные отверстия и поршень.

Как можно использовать набор регулировочных прокладок для настройки работы подвески?

Поскольку прокладки должны изгибаться, чтобы открыть клапан, демпфер настраивается таким образом, что более или менее
прокладки изгибаются в открытую.Этого можно добиться несколькими способами: добавить прокладки
, перейти на более толстые прокладки или изменить диаметр поворотной прокладки, и это лишь некоторые из них. Конечным результатом
каждого из этих изменений является то, что демпфирующая сила на разных скоростях может быть изменена
для достижения желаемого результата на велосипеде. Как правило, увеличение демпфирующей силы при сжатии
или отскоке приводит к лучшему контролю над шасси, что делает велосипед более чувствительным к действиям водителя
. Однако у этого есть предел, и чрезмерная демпфирующая сила ограничит способность колеса
реагировать на удары, делая поездку жесткой.Например, демпфер со слишком большим сжатием
демпфирования обычно превращается в велосипед, который имеет тенденцию толкаться и отклоняться от неровностей, что затрудняет удержание линии
.


Скорости, на которых ездит Стив Смит из Devinci, означают, что ему требуется более тяжелая настройка вилки и амортизатора, но его настройка, скорее всего, создаст байк, который будет жестко ездить под более средним гонщиком.

Почему в менее дорогих вилках или амортизаторах подвески иногда не используется набор прокладок?

Основная причина — стоимость.В стеках регулировочных прокладок используется много регулировочных прокладок, и для правильной работы
обычно требуются более точные детали. Это быстро накапливается, и можно легко превысить целевую стоимость менее дорогого продукта на
долларов. Другой аспект — стоимость разработки. Требуется много испытаний в поле
и в лаборатории, чтобы точно настроить набор прокладок, чтобы он хорошо работал в действительно широком диапазоне райдеров
и в различных условиях.

Как компания, производящая подвески, решает, как сконфигурировать стопку регулировочных прокладок?

Это действительно начинается с предполагаемого применения демпфера и того, каковы приоритеты производительности для
этого приложения.Например, набор регулировочных прокладок в небольшом амортизаторе для гонок по пересеченной местности с пневматической подвеской на
разительно отличается от набора регулировочных прокладок при спуске с горы. После того, как приоритеты будут понятны,
базовый стек прокладок может быть разработан на динамометрическом стенде, и оттуда будет использоваться комбинация полевых и лабораторных испытаний
, пока мы не придумаем стек прокладок, обеспечивающий максимально возможную производительность
для этой платформы.

www.sram.com/rockshox

B 0 Неоднородность и регулировочные шайбы | Ключ радиологии


2.2.1


Фон







  • Частота MR зависит от плотности магнитного потока (т. Е. От напряженности магнитного поля и магнитной восприимчивости)


  • Точное пространственное кодирование и пик MRS для идентификации требуется однородное поле с плотностью потока


  • Неоднородности поля



    • дают неправильную локализацию (например.g., геометрический срез или искажения изображения)


    • увеличивает ширину линии в MRS и затрудняет идентификацию метаболитов


    • вызывает нежелательные потери сигнала (например, в T 2 взвешивание ) или искажать диффузионное взвешивание



  • В приложениях для человека неоднородности поля обычно определяются различиями в магнитной восприимчивости внутри и вокруг тела


  • B 0 регулировка шайб неоднородности поля для улучшения качества и локализации изображения и спектров



Резонансная частота МР, ларморовская частота, пропорциональна плотности магнитного потока.МРТ и МРС основаны на предположении, что в отсутствие градиентов импульсного поля ларморовская частота всех (магнитно-эквивалентных) спинов практически идентична, независимо от их положения в объекте, срезе или вокселе. Только в этом случае привязка ларморовских частот к определенным химическим сдвигам или, при наличии градиентов импульсного поля, к пространственным координатам в направлении градиента однозначно, точно и правильно. Любое отклонение от идеально однородного поля плотности потока, такое как смещение, градиент поля или более сложное изменение поля, нарушает эти сопоставления и может привести к неверно назначенным химическим сдвигам и неправильной локализации.

Пространственное кодирование с импульсными градиентами поля основано на линейном увеличении поля вдоль направления градиента. Неоднородности поля накладываются на поле импульсного градиента, и результирующее поле может смещаться, искажаться, вращаться и искривляться. Это может вызвать несовпадение селективных срезов РЧ-возбуждений и полученного сигнала, что приведет к неправильным положениям срезов, ориентации, толщине и геометрическим искажениям изображения (рисунок 2.2.1). Сдвиги срезов также могут уменьшить эффективную толщину срезов, и, таким образом, интенсивность сигнала в РЧ-перефокусированных сборах, таких как формирование изображений спинового эха, уменьшается, если индуцированные сдвиги меняются между различными РЧ-возбуждениями.Эти эффекты не очень выражены для стандартных изображений спинового и градиентного эхо; однако они могут затруднять количественные измерения в областях со значительными неоднородностями поля (например, вблизи крупных воздушных полостей и поверхности тела или имплантатов и устройств). Кроме того, на количественные эксперименты с диффузионным взвешиванием, которые также основаны на импульсных градиентах поля, также могут влиять неоднородности поля (см. Раздел 2.2.9).




РИСУНОК 2.2.1

Примеры артефактов, вызванных неоднородностями поля в стандартном градиентном и спиновом эхо-изображении фантома.В то время как в верхней строке показаны изображения, полученные с оптимальной настройкой прокладки, нижняя строка была получена с линейными градиентами поля в направлениях (A) выбора среза, (B) частотного кодирования (слева направо) и (C) фазового кодирования, которые были реализованы смещением статического регулирующего тока градиентной катушки. Они дают (A) сдвиг срезов, (B, C) наклон среза вокруг (B) вертикальной и (C) горизонтальной оси, (B) сжатие влево-вправо и (C) стрижка в плоскости изображения.


Многие методы быстрой визуализации, такие как установившаяся свободная прецессия (SSFP) или спиральное отображение, очень чувствительны к неоднородностям поля и уже демонстрируют серьезные артефакты изображения, такие как артефакты полос и размытие изображения при умеренных вариациях поля.В частности, эхо-планарная визуализация, которая часто используется для диффузионно-взвешенной и функциональной нейровизуализации, страдает выраженными геометрическими искажениями при наличии типичных неоднородностей поля, особенно в направлении фазового кодирования (рисунок 2.2.2).




РИСУНОК 2.2.2

(A) Эталонное изображение и (B – E) примеры артефактов, вызванных неоднородностями поля при спин-эхо-эхо-планарной визуализации фантома. Неоднородностями были линейные градиенты поля, которые были реализованы смещением статического регулирующего тока градиентной катушки в направлениях (C) выбора среза, (D) частотного кодирования (слева-направо) и (E) фазового кодирования и вызывают (C) небольшой сдвиг изображения в направлении фазового кодирования (вверх-вниз), (D) сдвиг в плоскости изображения и (E) сжатие в направлении фазового кодирования.Если ток прокладки смещается и, таким образом, линейные неоднородности поля инвертируются, сдвиг изображения и сдвиг происходят в противоположных направлениях, в то время как сжатие преобразуется в растяжение. Следует подчеркнуть, что использованные здесь градиенты поля были в 25 раз ниже, чем использованные на рисунке 2.2.1. Также обратите внимание, что (B) представляет собой изображение, которое получено без дополнительных неоднородностей поля (т. Е. Оптимизированная стандартная установка шайб), а также демонстрирует выраженные геометрические искажения.

Поскольку неоднородности поля расширяют частотное распределение спинов, они также могут вызывать значительную интравоксельную дефазировку. Хотя этот эффект исчезает при визуализации с перефокусировкой RF (например, спин-эхо), он может значительно уменьшить амплитуду сигнала при получении изображений, взвешенных по T 2 (см. Раздел 2.2.8), которые используются для функциональной нейровизуализации. от контраста, зависящего от уровня оксигенации крови (жирный шрифт) (рисунок 2.2.3). Расфазировка увеличивается с увеличением размера вокселя (Рисунок 2.2.3) и обычно наиболее выражен в направлении среза, в основном из-за большего размера вокселя, часто используемого в этом направлении.




РИСУНОК 2.2.3

Примеры потери сигнала, вызванного дефазированием сквозного среза в T 2 -взвешенное изображение фантома с толщиной среза 5 мм (верхний) и 2 мм (ниже). Линейный градиент поля был применен в направлении среза, которое увеличивается слева направо. Потери сигнала намного выше для более толстых участков.


В спектроскопии неоднородности поля увеличивают ширину линии, что уменьшает амплитуды пиков, искажает форму линии и может сместить частоту пиков (рисунок 2.2.4). Эти эффекты препятствуют надежному обнаружению и однозначной идентификации пиков, связей и паттернов, специфичных для метаболитов (рис. 2.2.4), и затрудняют количественную оценку концентраций метаболитов (см. Раздел 2.2.10). Кроме того, схемы избирательного возбуждения или сбора данных с химическим сдвигом (например,g., подавление воды, насыщение жира или спектральное редактирование) могут быть значительно нарушены, что также может повлиять на эксперименты по визуализации.




РИСУНОК 2.2.4

Примеры артефактов в MRS при наличии неоднородностей поля (линейный градиент поля в одном направлении) в фантоме. По сравнению со спектром (A), полученным с помощью оптимизированной настройки прокладки, (B) спектр с неоднородностями поля демонстрирует сдвиг пиков, расширение ширины линии, искажения формы линии и уменьшенную амплитуду пика.Эти эффекты серьезно затрудняют надежное обнаружение и количественную оценку метаболитов.


Таким образом, достаточно однородное поле плотности магнитного потока имеет решающее значение для МРТ и МРЗ, а усилия, предпринимаемые для выравнивания поля (т. Е. Для оптимизации его однородности), являются важной частью процедуры настройки до получения ( см. раздел 2.2.7), которые могут значительно улучшить качество изображения и спектра (см. рисунки 2.2.1–2.2.4).

Плотность статического магнитного потока эффективно отражает комбинированный эффект (1) магнитного поля, создаваемого электрическими токами (например,g., в магните) и (2) намагниченность, генерируемая в веществе, которое подвергается воздействию этого поля (например, объекты в отверстии магнита). Намагниченность увеличивается с увеличением напряженности поля и пропорциональна магнитной восприимчивости, которая значительно различается между воздухом, например, вокруг тела и в заполненных воздухом полостях, таких как легкие, кости и биологические ткани (таблица 2.2.1). Таким образом, фактическое распределение поля определяется не только конструкцией магнита и настройкой магнитного поля (например,g., с использованием регулировочных катушек), но также существенно зависит от распределения магнитной восприимчивости внутри отверстия, то есть объектов и тела в нем.


ТАБЛИЦА 2.2.1

Восприимчивость к магнитному полю различных материалов, относящихся к in vivo и пассивным прокладкам




















−13,2 4 9000



00
4 9000

0











Кость
−0.9
Вода −0,72
Ткань −0,73
Висмут −13,2
Цирконий 108
Пиролитический графит −450 1
−85 1


Полевая гомогенность в настоящее время может быть пуста Диаметр отверстия магнита в типичном измерительном объеме очень велик даже для МРТ-систем всего тела.Например, относительное изменение размаха (т. Е. Относительная разница между максимальным и минимальным полями) внутри сферы диаметром 20 см обычно составляет около или ниже 0,03 частей на миллион (ppm) в состоянии — современные системы на 3 Тл, соответствующие отклонениям поля менее ± 0,05 мкТл.

Поскольку разница между магнитной восприимчивостью воздуха или костей и тканей (см. Таблицу 2.2.1) на порядок больше (несколько десятых частей на миллион), тело обычно является значительным источником неоднородностей поля in vivo.Таким образом, поле in vivo сильно зависит от геометрии и ориентации исследуемой части тела, а также от распределения магнитной восприимчивости внутри нее, которое значительно различается между разными частями тела и, в некоторой степени, также между людьми, и может меняться в течение эксперимент (например, за счет дыхания). Следовательно, соответствующие отклонения поля не могут быть учтены в общей настройке (например, в конструкции магнита), но должны рассматриваться отдельно для каждого обследования и индивидуально с регулировкой прокладки, которая при наличии движения в идеале обновляется во время эксперимент.

Часто задаваемые вопросы (F.A.Q) о ламинированной регулировочной шайбе LAMECO

После того, как вы приняли во внимание эти два фактора, вы можете выбрать, какой материал лучше всего соответствует вашим требованиям, учитывая следующие моменты:

Вам нужны быстро и легко снимаемые регулировочные шайбы?
Все наши композитные материалы INTERCOMPOSITE ® , DUOPEEL ® , X.FIBER ® , X.FIBER HIGH-DENSITY ® , PEEKPEEL ® и COBRA.X ® могут быть отделены только пальцами. , никаких инструментов не требуется.
То же самое можно сказать обо всех металлических материалах серии INSTANT-PEEL ® .
С любым из этих продуктов очищенные листья остаются ровными без каких-либо искажений, и, как следствие, их можно использовать повторно!

ЛЕГКОСТЬ — главный фактор?
Если снижение веса является вашей основной заботой (для портативности или увеличения полезной грузоподъемности и т. Д.): INTERCOMPOSITE ® , DUOPEEL ® , X.FIBER ® , X.FIBER HIGH-DENSITY ® , PEEKPEEL ® и КОБРА.X ® идеально подойдет для ваших нужд. Их лучше всего рекомендовать, поскольку они являются самыми легкими из наших продуктов и имеют отличное соотношение веса и механических характеристик, когда одновременно требуются минимальный вес и выдающиеся характеристики.
Дополнительным плюсом этих продуктов является то, что как INTERCOMPOSITE ® , DUOPEEL ® , X.FIBER ® , X.FIBER HIGH-DENSITY ® , PEEKPEEL ® и COBRA12.X ® могут быть легко очищается указательным пальцем — никаких инструментов не требуется!
INTERCOMPOSITE ® и DUOPEEL ® не только очень быстрые в использовании, но и являются наименее дорогими из всех ламинированных материалов.

Имеет ли ваша сборка «СЛОЖНЫЕ» формы? ИЗОГНУТЫЕ профили?
Если вы хотите заклинивать криволинейные формы, вы должны выбрать INTERCOMPOSITE ® , DUOPEEL ® , PEEKPEEL ® и, в зависимости от толщины, X.FIBER ® и X.FIBER HIGH-DENSITY ®. . Эти материалы можно быстро и легко адаптировать к большинству кривых без потери удобства или точности.
С другой стороны, для металлических материалов мы рекомендуем вам сделать выбор из ассортимента ламинированных прокладок CURVPEEL ® , эксклюзивный процесс, при котором требуемый радиус закругления вводится в прокладку во время производства.

Окажется ли СНИЖЕНИЕ ШУМА полезным преимуществом?
Если вы вставляете ламинированные прокладки в системы или машины, работа которых шумна из-за значительных вибраций: выберите SILENTLINE ® . Этот ламинированный материал, называемый «бесшумным», имеет свойство рассеивать по длительности и амплитуде излучения более 50% вредных частот.
SILENTLINE ® также является самой стойкой из специальных прокладок LAMECO

Три последних совета:
Сталь лучше избегать в сборках, представляющих риск коррозии.
Когда требуется повышение производительности, лучше избегать алюминия. Отслаивание алюминия более деликатное и, следовательно, более длительное.
Наконец, не рекомендуется использовать алюминий (или, в меньшей степени, нержавеющую сталь) там, где может иметь место гальваническое соединение, также известное как «фреттинг».

Принимая во внимание температуру, при которой будет работать регулировочная шайба, механические нагрузки, возможные преимущества снижения шума, наличие сложных криволинейных сопрягаемых поверхностей или желательность экономии веса при окончательной сборке, вы должны подсказать вам, как выбрать Подберите ламинированную прокладку LAMECO для вашего конкретного применения.

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *